前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的公共設施設計論文主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
中圖分類號:J05 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5312(2013)02-0073-01
時代與社會的發展推動著城市的進程與改革。美國城市規劃師伊利爾? 薩里寧說“城市是一本打開的書,從中可以看到它的目標與抱負。”城市的發展水平極大的影響了人民的生活方式和水平。現代城市生活中,我們依賴于各種各樣的公共設施,有著“城市生活家具”之稱的公共設施對協調人與城市環境的關系起著重要作用,如果說道路規劃,城市建筑是城市整體化的設計,那么公共設施就應該屬于城市細節設計,除了體現實用價值以外,也是城市形象、城市文化體現。現代城市不僅需要功能, 更講究感性文化, 缺少感性文化是沒有生氣的。公共設施設計作為城市元素, 也受這種規律的左右公共設施設計與文化就具有不可避免的文化聯系。
作為城市景觀中非常重要的組成部分,公共設施設計的視覺形象,直接關系著整個城市空間的視覺品質,并反映出城市發展的經濟水平及文化內涵。可以體現人類精神文明的公共設施設計,應通過其塑造的空間、造型形體,色彩體現出一種人文價值和精神創造,正是這種價值和精神才是公共設施得以發展與保留的魅力所在。具備使用功能,同時傳承歷史、體現時代文化的公共設施,具有較高審美精神價值,是科技與藝術的結合,是文化價值和道德觀念的體現。在現代規劃中,很大一部分市政設施建設都不再是簡單的使用功能的滿足,而是把這種活動潛意識得當作一種文化行為。雖然公共設施的功能仍然是個重要問題,但不再是探討的主要問題,而是展現更多的文化價值。例如美國的二戰紀念雕塑,為了紀念在二戰中死亡的人所設計的紀念性雕塑,記錄歷史,供人追悼作用,現在看來它記錄了一段歷史,并成為一座城市的標志性景觀。還有巴黎的雄獅凱旋門等在當初是紀念型雕塑,它們記錄了城市歷史文化,是凝聚城市精神的重要公共性設施。如果這些城市缺少了這些文化性設施,必然會少了迷人的文化魅力。因此,在今天看來,它所紀念人或事跡的功能遠不如它產生的城市文化的價值。
另一方面,公共設施又是被文化影響的對象。在公共設施設計時,文化是我們不能不考慮的方面,如果不考慮文化的因素,即使滿足了人們的基本使用需求,遲早也會被歷史淘汰。造型簡陋,材料粗糙的公共設施只存在于極短的時間內。借助文化的力量,利用文化元素來表達,使公共設施設計成為藝術化的活動。如果我們只是把公共設施設計當成一種規劃或景觀工程活動,那么我們建公共設施應該首先考慮功能、材料、技術這些問題,而把文化感放到其次。但一旦這樣去做那么公共設施會簡單化,會沒有社會認同感,經不起時間的檢驗。美國建筑師查爾斯穆爾設計的新奧爾良市意大利廣場一場圣約瑟噴泉,打破傳統的設計手段,將柱體進行重組,錯位的表現,讓人們對文化進行反思:我們應該怎樣去對待歷史文化,可不可以按照自己的理解去詮釋歷史,去尋找歷史文化的差異性和多元化價值。在當代公共設施中,對這種重新理解歷史的意圖的解讀方式己經成為一種設計方式,影響更多的公共設施設計。我們還能從地域文化、民俗人文文化以及一些能讓人感動的非主流文化得到啟示,使他們不同程度地融入公共設施設計。從文化上產生設計,把它作為形而上的精神實踐活動,注重高層面的設計思想,使公共設施具備較高藝術價值,只有把公共設施當成文化的設計,使其成為文化依附的目標和文化表現的手段,才能使城市設施具有文化特性,從而顯示出設計師的人文關懷。
【關鍵詞】型鋼混凝土;石油化工;結構設計
1引言
型鋼混凝土結構構件具備諸多優勢,比如:受力性能好、截面尺寸小、抗震性能好、自重輕等,在石油化工結構設計中具備很優越的應用價值。在型鋼混凝土結構設計過程中,需要明確方法,遵循《型鋼混凝土組合結構技術規程》《型鋼混凝土結構設計規程》等[1]。此外,還有必要通過構件的實際受力情況,對設計進行優化。總之,由于型鋼混凝土具備很好的應用價值,所以對其應用進行探討意義重大。
2工程實例分析
在石油化工焦化裝置中,焦炭塔框架屬于核心構筑物,操作重量大,裝置支座位置及井架總高度偏高,通常情況下會有焦溜槽以及樓梯間附帶。整體結構體系較復雜,設計存在一定難度。以某煉油廠為例,其工程延遲焦化裝置焦炭塔框架屬于兩塔結構,焦炭塔單塔自重達4300kN(430t),塔外徑為9690mm,單塔最大高度為41.3m。水焦工況最大操作介質為3040t,滿焦工況焦炭量達到1150t。該工程所處場地在地面上10m位置的基本風壓為0.5kN/m2,地面粗糙度為B類,抗震設防裂度為7度,工程場地設計基本地震加速度值為0.15g[2]。從框架設計來看屬正常,但在結構空間利用方面提出了一些基本建議:(1)盡可能控制主要構件截面,使整體平面布置的需求得到有效滿足;(2)確保塔體下方具備充足的空間,能夠設置冷焦水過濾器1臺和別的附屬操作框架;(3)在塔體下方框架位置,有必要對全封閉設備操作房進行合理設置;(4)確保型鋼混凝土結構能夠合理、科學地應用,進而發揮型鋼混凝土結構的作用。
3型鋼混凝土結構的選擇以及模型的計算
3.1結構選擇
對于上述工程的焦炭塔框架設備支承部分來說,為典型的塔型設備基礎,即:兩塔板式框架聯合塔基礎,一共有3層,高為27m,縱向連續兩跨2.5m×2,橫向為單跨12.5m,出焦井架標高為27~117m,屬中心支撐鋼結構框架。
3.2模型計算
在設計中,所使用的是有限元分析軟件STRAT,在利用該軟件進行計算過程中需由經驗豐富的技術人員操作,以確保計算值的精準性。同時,在焦炭框架選擇上,選擇高聳組合結構,在建模分析過程中,有必要對下部混凝土框架和上部鋼結構的共同作用充分考慮,以此有效模擬結構的具體情況。對于完整的焦炭塔框架模型來說,需具備:①混凝土框架柱;②井架鋼結構梁;③混凝土框架梁。此外,利用厚殼單元模擬混凝土頂板,利用薄殼單元模擬設備塔體。
4荷載組合與截面設計
4.1荷載組合分析
根據相關設計規范要求,對焦炭塔框架設計需根據承載能力極限狀態最不利的效應組合加以設計。因此,兩塔結構設計時的荷載組合為:(1)正常操作工況下:1.2永久荷載+1.0×1.3×(介質荷載+活荷載)+1.4×風荷載;(2)停產之前:1.2永久荷載+1.0×1.3×(介質荷載+活荷載)+1.4×風荷載;(3)停產檢修工況下:1.2永久荷載+1.0×1.3×活荷載+1.4×風荷載;(4)地震作用下:1.2×[永久荷載+0.5×(介質荷載+活荷載)]+1.3×水平地震荷載+1.4×0.2×風荷載[3]。總之,需合理分析荷載組合,以此為進一步截面設計以及計算結果的準確性提供保障。
4.2截面設計分析
截面框架柱、框架梁的設計內容如下:1)框架柱設計。在設計初始階段,如果外在條件全部一致,為了使框架柱截面的尺寸得到有效保證,可選擇2種框架柱截面尺寸,通常會選擇1個大柱尺寸,即:2500mm×2500mm規模;同時選取1個小柱尺寸,即:1800mm×1800mm規模,根據計算結果,采取對比的方法最終選擇適合本工程結構的合理尺寸。在外在條件一致時,大柱和小柱模型需采取分別進行計算的方法。由于會受到框架柱截面尺寸差異的影響,進而使結構剛度存在很大的差異。針對此類情況,需要利用地震組合工況控制好設計結構。從實際經驗來看,小柱模型在剛度上偏小,在柔性上較好,基于同樣風載或者地震條件作用之下,結構內力偏小,便于為構件截面設計提供有利的條件。2)框架梁設計。對于框架梁來說,因受到工藝設計需求的影響,加之標高相對明確,使得調整的空間偏小。在梁截面上,一般選取為1500mm×2500mm。在對梁截面剛度進行合理增多的條件下,能夠使框架柱的反彎點位置得到有效控制,進而使框架梁設計彎矩的要求得到有效滿足。基于框架梁內部對H型鋼進行設計,能夠和框架柱內型鋼柱之間組合成為內框架體系,從而使結構的整體性得到有效提升[4]。此外,框架頂板屬于設備的支座層,起到承載塔體荷載的作用,在頂板中間部位需設置型鋼斜梁,并采取STRAT計算結果提取內力,對厚板配筋進行計算。總結起來,在設置斜梁的條件下,能夠使頂板的受力得到有效改善,同時使傳力路線得到有效簡化。
5結語
本次研究結合實際工程案例,對型鋼混凝土在石油化工結構設計中的應用進行了探討。在了解工程實例的條件下,需選擇合理的型鋼混凝土結構,并通過模型的計算,進一步分析荷載組合,然后在截面設計過程中,注重框架柱的設計和框架梁的設計。總之,對于型鋼混凝土結構來說,對型鋼和混凝同受力的特性加以應用的條件下,使混凝土的抗壓性能以及型鋼的抗彎性能得到有效展現,進而使結構的延展性得到有效提升。此外,在合理應用型鋼混凝土結構的條件下,能夠提升結構空間的利用效率,進而使實際生產需求得到有效滿足。
作者:冉艷華 單位:中海油山東化學工程有限責任公司
【參考文獻】
【1】陳燕,何夕平,馬樂樂.各國規程對型鋼混凝土梁抗彎承載力計算對比分析[J].青島理工大學學報[J],2016(3):24-29.
【2】孫宇,鄭巖,胡勇剛.延遲焦化在煉油工業中的技術優勢及進展[J].石化技術與應用,2012(3):260-264.
【3】蘇君超.焦炭塔框架阻尼比的取值[J].石油化工設計,2014(4):15-18.
【4】宋桂珍.鋼結構防火涂料在石油化工裝置中的應用[J].技術與市場,2011(6):175.
【5】靳鐵鋼.輕型鋼結構設計問題探討[J].城市建設理論研究(電子版),2011(33):11-12.
【6】張金法.門式剛架輕型鋼結構設計及施工中一些問題和措施[J].城市建設理論研究(電子版),2011(22):46-47.
【7】唐國昱.型鋼混凝土結構在工程設計中的應用[J].價值工程,2012(21):93.
【8】JasimAliAbdullah.鋼管混凝土和套管混凝土短柱的抗剪強度和性能分析[J].鋼結構,2010(3):156-157.
【9】劉巨保,許蘊博.基于GB50341標準設計的立式拱頂儲罐弱頂結構分析與評價[J].化工機械,2011(4):96.
【10】李懿.淺析輕鋼廠房結構設計要點[J].山西建筑,2013(17):75.
中國學者一直在嘗試對設施園藝技術進行綜合研究和歸納,但對設施園藝技術全貌的把握上還比較模糊,對體系的揭示還不夠完整、深入和科學,專門針對技術分類的研究還處于空白。科學實踐證明,給對象以正確的分類,把握不同類對象的特殊矛盾和特殊運動規律,是科學研究取得成功的關鍵,完備的分類是建立完備學科體系的前提和技術進步的基礎性工作,在宏觀、微觀上都具有理論和現實意義。
(一)技術分類的范疇總體上,設施園藝工程技術主要由生物、環境和工程技術3大部分組成。在傳統農業長期存在的條件下,設施園藝始終是一種先進生產力的代表,其涉及的要素不僅針對生產工具,還要針對生產者、生產對象和生產環境(自然與社會)。設施園藝工程技術是在設施種植生產中實際應用的技術,或者說是應用科學知識或技術發展的研究成果于農業生產,以達到擺脫自然環境和傳統生產條件束縛的工程化手段和方法。在確定技術范疇時,要將一個在不同層次上具有完整功能(實現商品化)的設施園藝工程作為技術依附的主體和對象,以直接或間接地通過設施裝備發揮效用作為表現形式,以經濟、社會、環境效益全面化作為技術的時代特征,將符合上述要求的技術、工藝、材料、產品進行分類研究。
(二)技術分類的方法由于每一項設施園藝工程技術都是以數門基礎學科為理論基礎、以多個應用技術和生產技術為條件,如濕簾降溫系統涉及數學、物理學、材料科學、工程科學等多個基礎學科和應用基礎學科,因此按技術屬性和技術形態來分類不僅會形成過多的技術交叉、也難以反映技術的目的,而應將設施園藝工程本身作為主體,將實現設施園藝的完整功能作為技術分類的基本依據。1.橫向技術鏈條。由于設施園藝的完整功能有賴于產業鏈的有效運轉和產品使用價值的最終體現,因此將技術鏈作為產業鏈的基礎和重要內在依據,使技術內容涵蓋設施園藝產業鏈的全過程,以此為特征在不同層次上橫向展開。設施園藝產業鏈主要包括“育種、生產、貿易”3個主要環節。分類時在“育種”鏈條上以工程化、商品化的籽種技術為主,在“貿易”鏈條上以產地物流、產地加工和質量控制等與設施園藝生產緊密銜接的工程技術為主。2.縱向分類層次。為清晰地揭示設施園藝工程技術系統的結構與功能,采用線分類法進行縱向層次劃分,即將設施園藝工程技術按所選定的若干個屬性或特征逐次地分成相應的類目,并排成一個有層次的、逐漸展開的分類體系。在層級數量上,采用大類、中類、小類、子類4層次,分別反映設施園藝工程技術鏈條、技術環節、技術功能、具體技術手段等屬性。——大類(技術鏈條層次):是反映技術鏈條特點的基礎層次,主要是維持產業鏈有效運轉的工程技術,包括與產業鏈直接對應的專項技術體系和為維持整個產業鏈正常運轉所需的公共管理技術體系,具體包括籽種工程技術、設施生產技術、產地物流技術和綜合管理技術4個大類。內容較穩定,受其他技術變化影響小。——中類(技術環節層次):是各技術鏈條中體現其基本特征的技術集合,揭示技術服務的主體與主要行為特征,如種苗工程技術包括籽種、育苗2個環節,產地物流技術包括內部輸送、分級、洗凈、包裝、貯藏保鮮、追溯6個環節等。該類內容會受到技術進步的影響,發生變化的可能性較大。——小類(技術功能層次):是實現各技術環節特定功能的層次,揭示了各環節下技術功能特點和實現功能的基本流程和構成,如種苗工程技術(大類)中的籽種技術(中類)包括育種技術、種子檢測、種子加工等。小類技術綜合性強、受技術變化的影響很大。——子類(技術手段層次):是實現微觀技術功能的具體技術手段,包括各種具體的技術措施或方法,進一步揭示出技術功能的實現過程,如種子加工技術(小類)包括清選、分級、干燥、消毒、包衣、包裝等技術等。子類技術種類豐富、手段多樣,受技術變化直接影響,動態性、成長性很強。3.技術分類定位。要盡量使不同層次上的技術點都具有獨立和鮮明的個(特別是較基礎分支),在橫向形成并列關系,原則上以主要屬性和最顯著的功能為依據,而對那些可以發揮多種功能的技術,則按照其主要屬性進行分類定位。如濕簾在溫室或畜舍中兼具降溫和加濕的功能,但生產實踐和功能實現過程上須以通風為前提,因此將降溫作為其主要屬性進行分類;其他如遮陽保溫幕、定比施肥器等也同樣。
二、設施園藝工程技術的全貌
根據上述分類方法,以具有工程技術特點、特別是裝備技術特征為主的技術詳細介紹如下:
(一)種苗工程技術主要包括籽種技術和育苗技術兩個部分。1.籽種技術:包括“育種技術”,如選擇育種、雜交育種、生物育種(基因工程育種、細胞工程育種)、誘變育種技術等;“種子檢驗”,如純度、凈度、發芽率和水分等檢測技術等“;種子加工技術”,如清選、分級、干燥、消毒、包衣、包裝技術等。2.育苗技術:包括“種子處理技術”(如消毒、變溫處理、浸種等技術)、“播種技術”(包括管式、平板式、針擺式、滾筒式等播種技術)、“嫁接技術”(如手動嫁接、半自動嫁接、自動嫁接等技術)、“移苗技術”(如手動移苗、自動化移苗等技術)。
(二)設施生產技術主要包括設計技術、建造技術、環境調節技術、栽培技術、資源利用技術5部分。1.設計技術:包括“工藝設計”(如場區工藝設計、建筑單體工藝設計等技術)、“建筑設計”(如平面功能設計、材料與構造設計等技術)“、結構設計”(如荷載設計、構件強度和穩定性設計、基礎設計等技術)、“給排水設計”(如給水、排水、廢水處理設計等技術)、電氣設計(如常規或可再生供電、配電、自動控制設計等技術)“、采暖設計”(如熱水采暖設計、蒸汽采暖設計、空調、熱電聯產、熱泵等技術)。2.建造技術:包括“骨架材料與工藝”(如新型結構、新型材料、鍍鋅或烤漆等防腐技術、通用連接構件及天溝等標準件)、“圍護材料與工藝”(如專用薄膜、直射或散射專用玻璃、硬質板、鑲嵌材料、密封材料等)、“施工機具”(如專用升降車、各類專用施工工具等)。3.環境調節技術:包括“增溫技術”(如根基增溫、苗床增溫、土壤增溫、地面增溫等)、“降溫技術”(如熱壓通風、風機-濕簾、噴霧、遮陽等技術)、“調光技術”(如補光、光周期控制、遮陽等技術)“、調濕技術”(如加濕技術、除濕技術)“、調氣技術”(如自然通風、強制通風、二氧化碳增施、空氣循環等)、“保溫技術”(如內覆蓋、外覆蓋、密封、隔熱等技術)、“供水技術”(如凈化、消毒、儲水、輸水、噴灌/微灌/滴灌/滲灌/移動灌/潮汐灌等灌溉技術、保水等技術)。4.栽培技術:包括“耕整地技術”(如耕整機、鏵式犁、整地機、旋耕機、微耕機等)“、新型栽培技術(如無土栽培、土壤栽培、營養液栽培等技術)、“施肥技術”(如肥料增施、肥料輸送、定比施肥等技術)、“植物保護”(如物理防治、化學防治、生物防治等技術)、“栽培設施”(如苗床、栽培槽/池、栽培架、空中吊籃、吊掛線等栽培)、“栽培管理技術”(如植株調節、自然授粉、人工輔助授粉、生長調節(化學調節、物理調節)、收獲(采摘車、采摘機器人等技術)。5.資源利用技術:包括“可再生能源利用”(風能、太陽能、生物質能等能源利用技術)、“廢棄物利用”(如無害化處理、廢棄物綜合利用技術)、空間利用(如非耕地利用、多層空間栽培等技術)。
(三)產地物流技術主要包括內部輸送、分級分選、洗凈、包裝、儲藏保鮮、商品追溯6個部分。1.內部輸送:包括“帶式輸送”(如固定式帶、滾軸、單軌、移動、組合式等)、“苗床輸送”(如平面、立體等)、“室內運輸”(如專用手推車、苗盤、成品運輸循環等)“、機動運輸”(如鏟車、吊車、運輸機器人等)。2.分級分選:包括“分級技術”(如機械、介電選、機器視覺、核磁共振分級技術)、“分選技術”(如重力分選、靜電分選技術等)。3.洗凈技術:包括“清洗技術”(如氣泡式、水流式、噴淋式、滾筒式、毛刷式等)、“殺菌技術”(如超聲波、次氯酸液、臭氧、負離子、紫外線、輻照等)。4.包裝技術:包括“包裝材料”(如容器、標簽、包裝帶等)“、包裝機械”(如填充、計量、包裹、封口、扎帶、噴碼等)5.儲藏保鮮:包括“預冷技術”(如風冷、水冷、真空預冷等技術)、“儲藏技術”(包括自然儲藏、機械冷藏、氣調儲藏、減壓貯藏等)、“保鮮技術”(如化學保鮮劑、氣調、保鮮膜/袋、涂膜保鮮、微生物、生物酶、基因工程、輻射、電磁等生物和物理保鮮技術等)。6.商品追溯:主要包括條碼技術、射頻識別、數據庫技術、商品標牌等,這部分技術具有較強的通用性,不僅針對設施園藝生產。
(四)綜合管理技術主要包括信息化管理、標準化、安全生產、現場檢測、設施維護等5部分技術。1.信息化管理:包括“軟件技術”(如環境調控軟件、綜合調控軟件(含水肥等)、運營管理軟件(財務、辦公)等)、“硬件技術”(如氣象與環境傳感器、作物傳感器、遠程傳輸設備、ID識別設備等)、通訊技術(如有線通訊、無線通訊等)。2.管理標準化:包括“操作規程”(如作業流程、操作規程、安全規程等)、“產品標準”(如采收、包裝、儲存等)、“管理定額”(如勞動、生產、成本等定額等)。3.安全生產:包括“工程防疫”(如出入消毒、風幕除塵、雜草抑制等)、“安全應急”(如報警、化雪、防雨、防風等技術)。4.現場檢測:包括“環境檢測”,如溫度、空氣、土壤、光照、濕度等檢測技術;“水體檢測”,如pH值、EC值等檢測技術;“氣體檢測”,如CO2(二氧化碳)、其他有害氣體CO(一氧化碳)、SO2(二氧化硫)、O3(臭氧)等檢測技術;“土壤檢測”,如水分、肥力、酸堿度、有機質、重金屬等檢測技術“;農殘快檢”(生物測定、化學檢測、生化檢測、免疫分析等)。5.設施維護:包括“覆蓋清洗”(如玻璃屋面、塑料板材、棚膜清洗等)、“維修更換”(如玻璃更換、薄膜更換等)。
三、認清技術全貌的作用意義
1)實驗任務。概念設計任務為:能夠進行前后角度范圍約60°的調節;升降范圍約30cm;可以采用純機械調節,也可以采用機電液一體化控制;可以進行任何有創意的構思,先不必考慮是否實用。受試者根據概念設計任務構思一種靠背可傾斜、座板可升降的可調座椅,要求給出其原理方案及相應的總體結構方案,即完成可調座椅的概念設計。受試者必須將其內隱的設計構思過程完整地記錄下來,并通過三維CAD軟件進行表達、構思和修正,以此來完成可調座椅的原理方案構思與總體結構方案的設計。圖1和圖2所示分別為某受試者設計認知過程的原案筆錄數據截圖和相應可調座椅的三維CAD概念模型。整個設計任務可以分解成10個子任務:傾斜機構方案、傾斜機構定位、升降機構方案、升降機構定位、功能構件表達、傾斜機構三維CAD模型、升降機構三維CAD模型、總體虛擬裝配、運動干涉檢驗和干涉部位修正。2)實驗樣本。受試者由機械專業研究生組成,擁有大致相同的機械設計知識背景,因此他們的同質性較好,具有較好的代表性。受試者都是自愿參加實驗的。根據文獻[13]中“總體的同質性越好,所需的樣本容量就越小”的原則,又參考Bilda等人[14]的一個相關實驗(樣本容量n=6)。筆者邀請了15位受試者參與測試,其中1位受試者的設計結果過于簡單,不能完成設計任務被淘汰,最終本研究選取14位受試者參與實驗。3)實驗過程。受試者開始對設計任務進行分析和構思,實驗即正式開始,實驗過程全程錄像。為尊重受試者的設計習慣,本研究并不強制要求受試者發聲思考。對于特別不適應發聲思考的受試者,要求其筆錄自己的構思過程。受試者如有疑問,可以向主試者詢問,也可以向其他專業人員咨詢。疲勞了可以離開,稍事休息。受試者在筆錄設計構思過程中,如果要修改前面的構思,則應保留前面的原樣而另行記錄。同樣,在CAD環境里進行修改時,必須將前面的構思另存為新文件,再進行修改。4)數據采集和處理方法。本試驗采用秒表計時,并記錄受試者在設計工作中發生的每一個操作和行為表現,包括思維活動表現。本實驗采用原案分析法記錄設計認知活動,運用SPSS15.0軟件處理實驗數據。
2研究結果
2.1設計型知識工作過程的分解
對受試者設計認知活動的整個分解過程包括如下兩個步驟。步驟1:分解和匯總。首先,分別對14位受試者沿著時間順序,按照功能性原則和可測性原則進行設計過程的細分。然后,將分解得到的工作單元分別歸入創造性工作單元、事務性工作單元和無效工作單元,之所以劃分為這3類工作單元是基于設計型知識工作的如下特性:1)設計工作本質上是一種知識創新活動[15]。2)設計工作也像體力工作一樣,包含大量的事務性勞動。3)知識工作具有非連續性,而且不可避免地會受到一些外界因素的干擾。這些特性在不同活動中所占的分量不同,以哪個特性為主,工作單元就歸入相應類別。設計型知識工作過程包含的工作單元如表1所示。步驟2:分析和提煉。“思考”應包含審題、靜思和回憶等活動。“思考”是一種過程,而“發現”是一種結果,“發現”往往引出一些事務性工作單元如“記錄”、“打字”、“CAD操作”、“選擇”,甚至是“交流”等,這時,“發現”可以看作是“思考”和其他工作單元的分界,也可用來識別這些工作單元。“討論”指圍繞疑難問題所進行的互動,當然,討論的形式不僅僅是口頭的,還可以通過IT平臺討論。“決策”不能狹隘地理解為一種領導行為,本文研究的“決策”是從工作單元的性質上講的,是對日常設計問題的決定。至于設計人員所特有的“草繪”行為,在現代制造環境下,既包括徒手草繪,也包括CAD草繪。“查找”、“記錄”和“咨詢”都是信息接收階段。在現代制造環境下,操作軟件系統成為設計型知識工作者的日常活動,其中一部分“打字”活動可歸入“記錄”活動,屬于信息接收階段,另一部分“打字”活動與“CAD操作”活動合并為“軟件表達”,它們屬于信息輸出行為。“交流”不能與“討論”混為一談,它指信息的相互傳遞。“計算”包括徒手計算和用計算器計算。“選擇”指對現有信息或方案的挑選,其中包括一部分對軟件系統的操作活動。“交流”、“計算”和“選擇”都包含信息接收和信息輸出。與Gilbreth夫婦的動素分析范式一樣,在設計型知識工作中也存在“無效工作單元”,比如“插話”、“等待”、“間歇”、“接電話”和“打斷”等。其中,“插話”、“接電話”特指外界對設計工作的打擾,是被動的,可以歸入“打斷”。對于設計人員主動給外界打電話的情形,可以相應地歸入“交流”或“討論”。“等待”是在任務中止或信息系統運行較慢時所產生的停頓,包括問題無法解開時暫時放下工作的情形。“間歇”是指因飲食、休息等生理需要所產生的停歇。經過上述分析,本文提煉出如表2所示的3類工作單元。其中,創造性工作單元5種,事務性工作單元7種,無效工作單元3種,共計15種工作單元。
2.2假設檢驗
假設H0等價于設計型知識工作的信息加工時間t1與信息接收和信息輸出兩者時間之和t2的比值(t1/t2)的期望μ,其值等于0.25(即2/8=0.25)。各個創造性工作單元的時間相加得到信息加工時間t1。各個事務性工作單元的時間相加得到信息接收與信息輸出兩者時間之和t2。需要注意的是,接下來的假設檢驗中不考慮無效工作單元所占用的時間。為檢驗假設H0,運用SPSS15.0統計軟件對t1/t2進行單樣本T檢驗(one-sampleTtest),結果如表3所示。表3中,Sig.(雙尾)是統計值t的顯著性概率p。p=0.495>0.05,表明統計值t落在t0.025的左側;95%置信區間[-0.0163,0.0321]的兩個端點一負一正,表明置信區間必然覆蓋總體均值(即期望μ)。這兩點都說明應當接受假設H0,即對于設計型知識工作而言,信息加工時間t1與信息接收和信息輸出兩者時間之和t2的比值符合帕累托法則。
3分析與討論
通過實驗可以看出,創造性工作單元所占比例較小,有的受試者創造性工作單元的時間比例甚至低于10%。但之所以稱其為知識工作,是因為整個工作過程是圍繞知識創新來進行的,這也正是知識工作方式與傳統工作方式的根本區別。在本文的設計活動中,知識創新體現在設計者運用經驗、知識和靈感進行任意的功能創新及結構創新。就像Drucker[2,16]發現影響知識工作效率的6個因素與泰勒的科學管理原理(Taylorism)正好相反一樣,本文也有類似發現。1)“思考”、“發現”、“查找”和“選擇”這4種工作單元是知識工作方式與傳統工作方式共有的,但它們在兩種工作方式中的重要程度很不一樣。在Gilbreth動素分析范式的18種動素中,“思考”、“發現”、“查找”和“選擇”在體力工作中屬于輔助動素,除非是非用不可,在設計工作中會盡量取消這類動素。但是,這些工作單元在知識工作中卻不是可有可無的。比如“思考”、“發現”等工作單元就起著核心作用,正是它們決定了知識工作的本質。又比如“查找”、“選擇”等工作單元,正是它們完成了大量的事務性知識工作。2)在Gilbreth夫婦的動素分析范式中,無效動素(拿住、延遲、休息和耽擱)是必須設法消除的。但在知識工作中,無效工作單元(打斷、等待和間歇)盡管對工作的進展沒有直接的作用,可它們是一種常態,不便消除。比如,“打斷”往往是不可預料的因素所致;“等待”往往與知識工作的非連續性相關聯,很多設計靈感正是在等待中乍現。最后,本文在實驗數據記錄方面和時間計算方面需要做兩點說明。1)實驗所采用的記錄方法雖然與工作日寫實的方法比較相似,但是本實驗并沒有將記錄的工作單元與實際工作內容建立一一對應關系。因為一項具體的設計工作會涉及很多專業性較強的術語,這些并不是本文必須關注的,本文研究的目的是要挖掘出設計型知識工作共有的構成單元及其比例關系。2)在實驗中,本文將設計工作的各個組成部分視為是互不交叉的。然而,這些工作單元在實際工作中并不能截然分開,比如“草繪”和“思考”,設計人員在徒手草繪或CAD草繪時很可能也在思考。但科學研究中為了研究方便,往往會先將問題簡化,然后再進行研究,本文也是如此。因為草繪是設計所特有的一種認知活動,所以將它與其他的思維性活動分開。
4結語
[關鍵詞]視覺設計誘導創意靈感捕捉廣度與深度側向與逆向思維
工業設計是由科學與美學、技術與藝術相互交叉、滲透、結合形成的,以機械化方式生產的工業產品為主要研究對象的一門新興的邊緣學科。工業設計活動是對人為事物的認識、再創造過程,它基于對自然以及改造自然的人為行為和階段成果的分析。由表及里、由此及彼地尋找工作的切入點,將創造性與簡潔、清晰、有序的解決問題的方法結合起來,這就形成了視覺設計的目的、內容、方法及本質。
視覺設計的發展離不開這個科學迅速發展的社會,不管理念是模糊的,或是較為清楚的,都必須接受的事實是理性因素越來越多地滲透并深入到視覺設計之中,我們越來越強烈地感覺到設計語言的那種邏輯、抽象、科學的敘述風格。設計者自己從作品內容、符號、表現、技巧處理等方面給我們解釋了視覺設計對其浸的程度。在我們這個時代,設計者不再是世外桃源客,而是推動科學化、商品化、全球化發展的一支力量。因而,社會也賦予了從事于藝術設計行業的藝術家們一種社會責任感,那么視覺設計訓練就顯得尤為重要。
一、誘導創意
由于藝術創作中有許多具體的形象或形式存在,在視覺藝術思維訓練的過程中我們可以結合這些特點進行帶有誘導性的提示。如視覺藝術思維能否對藝術用材的選擇進行有目標的誘導,對形象的構成用不同的方法進行重新處理,形成新的藝術形象;對相同或相近的對象(同類成異類)用類比的方法加以誘導,使我們的藝術創作在進行過程中受到較多較好的提示,從而增強視覺藝術思維的效果。
從形態處理方面進行誘導組合主要有:漸變、添加、簡化、打散重排、顛倒;從各種因素的類比方面進行誘導:綜合類比、直接類比、擬人類比、象征類比。根據這些有意識的提示以及具體的思維途徑,我們在進行藝術創作時對此加以分析、探討,不要忽略任何一個小小的細節和相關的因素,從中做出正確的判斷和評價,選擇那些具有挑戰性的、最賦美感的思路進行進一步的創作。視覺藝術思維的訓練更要從培養思維的創造能力和發展智力的角度著眼。
二、靈感捕捉
靈感思維是視覺藝術思維中經常使用的一種思維形式。在創作活動中,人們潛藏于心靈深處的想法經過反復思考而突然閃現出來,或因某種偶然因素激發突然有所領悟,達到認識上的飛躍,各種新概念、新形象、新思路、新發現突然而至,猶如進人“山窮水盡疑無路,柳暗花明又一村”的境地,這就是靈感。
辛勤的勞動、艱苦的探索,善于觀察、勤于思考,是靈感發生的先決條件。同時,我們還要學會及時準確地捕捉住轉瞬即逝的靈感火花,不放棄任何有用的、可取的閃光點。靈感出現的機遇對每個人是公平存在的,靈感就在每一個人的身邊,盡管它有時是稍縱即逝,甚至令人百思不解,難以捕捉。那些努力追求、刻意進取、隨時留意并敏銳地感覺、捕捉到靈感的人是成功的典范。
三、廣度與深度
思維的廣度是指要善于全面地看問題。假設將問題置于一個立體空間之內,我們可以圍繞問題多角度、多途徑、多層次、跨學科地進行全方位研究,因此有人稱之為“立體思維”。
從廣闊的宏觀世界到神秘的微觀世界,從東方與西方的文化交流,從傳統理念與現代意識的融合,都是我們進行視覺藝術創作所要涉及的內容。在現代視覺藝術設計中,思維的廣度似乎更加重要,有時設計一件藝術作品,不僅僅要依靠藝術方面的知識來指導,還要得到其他學科諸多方面的支持。
思維的深度是指我們考慮問題時,要深人到客觀事物的內部,抓住問題的關鍵、核心,即事物的本質部分來進行由遠到近、由表及里、層層遞進、步步深人的思考。在視覺藝術思維過程中,思維的深度直接關系到藝術創作的成敗。我們在進行藝術創作時,要善于透過現象看本質,客觀、辯證地看問題,不要為事物的表面現象所迷惑。視覺藝術是以塑造形象達到審美愉悅為主要目的的,在形象的塑造過程中,不要只羅列現實中的一些表面現象,而要注重形象的精神面貌、意境表現。四、側向與逆向思維
在日常生活中常見人們在思考問題時“左思右想”,說話時“旁敲側擊”,這就是側向思維的形式之一。在視覺藝術思維中,如果只是順著某一思路思考,往往找不到最佳的感覺而始終不能進人最好的創作狀態,這時可以讓思維向左右發散,或作逆向推理,有時能得到意外的收獲,從而促成視覺藝術思維的完善和創作的成功。
逆向思維是超越常規的思維方式之一。按照常規的創作思路,有時我們的作品會缺乏創造性,或是跟在別人的后面亦步亦趨。當你陷入思維的死角不能自拔時,不妨嘗試一下逆向思維法,打破原有的思維定勢,反其道而行之,開辟新的藝術境界。在藝術創作過程中,運用逆向思維方法,在人們的正常創意范疇之外反其道而行之,有時能夠起到出奇制勝的獨特藝術效果。
綜上所述,視覺設計促成原來相互嚴格分離的不同部分和區域之間相互有機聯系,使設計者終于能夠超越自己過去被嚴格限定的領域,到這個新的領域去表現自己。
參考文獻:
[1]尹定邦:設計學概論[M].長沙:湖南科學技術出版社,1999
[2]何潔:平面廣告設計[M].長沙:中南大學出版社,2004
【關鍵詞】地鐵車站“八”字形線路換乘方式玻璃鋼纖維(GFRP)凍結法施工盾構上下重疊推進遠程監控系統
1前言
根據上海城市2050遠景總體規劃,最終規劃軌道交通線路總長562Km,共21條軌道交通線,其中地鐵11鐵,輕軌10條。絕大多數成放射狀,而明珠線二期(M4)與明珠線一期(M3)西部線路相結成環,是軌道交通系統中唯一的城市環線。它是聯系其他線路的紐帶,其主要功能是將其他軌道線路聯系起來,使整個上海軌道交通網成為一個有機的整體。對于現階段來說,地鐵4號線首先要與已建的1號線、2號線、明珠一期線西部線路接軌,形成“申”字形軌道交通網絡的基本骨架。本文將主要介紹地鐵4號線工程建設過程中的設計及施工不同于以往的一些新的技術特點,以供交流。
2地鐵4號線工程概況
2.1線路規模和走向
地鐵4號線工程線路全長22.032KM,其中高架線1.25KM,其余均為地下線。共設17座車站,其中地下一層半站2座,地下二層站10座,地下三層站5座,平均間距為1.238KM。設停車場1座。M4工程線路走向為:M3寶山路站——溧陽路——臨平路——長陽路——楊樹浦路——浦東大道——張楊路——浦電路——藍村路——浦東南路——南浦大橋——南路——魯班路——大木橋路——東安路——天鑰橋路——上體場路——宜山路——M3虹橋路站。如圖1所示。
圖1上海軌道交通地鐵4號線工程線路示意圖
2.2建設工期及工程籌劃
本工程建設年限為2000年初~2004年底,2004年底建成試通車,2005年完成運行設備調試,建設總共期為5年。各工程項目建設進度如表1所示,盾構的工程籌劃如圖2所示。
表1地鐵4號線工程項目建設進度表
2.3工程地質與水文地質條件
沿線地鐵車站一般埋深10~20m,基坑內土性以第①層填土、第②1層褐黃色粉質粘土、第②3層灰色砂質粉土、第③層灰色淤泥質粘土、第④層灰色淤泥質粘土為主。沿線區間隧道埋深一般在14~21m,隧道主要穿越第④層灰色淤泥質粘土以及第⑤1層灰色粘土為主。
淺部土層中潛水埋深淺,一般離地面0.3~1.5m,年平均地下水位離地面05~0.7m;第②3、③2、⑤2層地下水具有微承壓水特征;⑦1、⑦2層中的地下水,為承壓含水層,承壓水頭離地面埋深5.0~18.0m。
3設計新特點
地鐵4號線工程作為上海地鐵規劃中最重要的環線,城市平面投影完全落在內環線以內的中心城區,與已建、在建、將建地鐵線有眾多的交叉換乘,是上海地鐵交通實現輻射功能的中樞,其是一個龐大的系統工程,涉及建筑、結構、機電、車輛、通信、信號、環控等多個方面。
3.1線路設計特點
1)成環,包括共環與獨立成環。在初期運營時(2005-2015年),地鐵4號線與已建好的明珠一期成環共營,遠期(2030年以后)再考慮獨立成環,中期階段(2015-2030)考慮兩者共存。由于前者17個車站全為地下,后者9個車站全為高架車站,針對不同時期的運營要求,既要考慮與明珠一期的設施與界限的兼容性,又要考慮今后的升級,這就意味著,地鐵4號線的線路設計,是一個承前啟后的設計,需要從建筑、結構、機電、信號、通信等多個方面考慮不同階段的要求,關系是相當復雜的;
2)障礙條件多,線路設計限制多。上海屬于典型的軟土地區,又是中國工業化、城市近代化最早的城市,也是近十年來中國發展最快、城市基本建設投入最大的城市之一,地下新老構筑物眾多,且存在很多不明障礙物,地面高層建筑、交通市政設施繁多,因地質條件差,大多地面建筑、構筑物都采用樁基(包括近年建造的多層和小高層),加之地鐵4號線正好全部建在繁華的中心城區的地下,線路選擇的一個基本原則是逢樁就讓,遇到不可克服的障礙物也要讓,這就決定了要最終選定一個符合功能要求的、滿足車輛運行的、經濟合理的路線是多么不容易的事情。
3)小半徑區間多。產生小半徑區間,一種原因是成環本身就決定的,因為從虹橋路站轉到寶山路站的環轉向近270度,由于某些轉角偏大,甚至形成了曲線車站,如上體場車站;另一種原因,就是由于許多障礙物的限制導致的,比如從宜山路站、上體場站到蒲匯塘停車場方向去的線路,在不到1公里范圍內其連續穿過明珠一期高架及內環高架的數個橋墩之間,由此產生了許多小半徑區間及緩和曲線,半徑最小的才150米,大的不過300米。過小的半徑對盾構施工及車輛運行的要求都較高。
4)橋隧結合。正是由于前述地下線路與高架線路成環的特點,形成標高上的過渡,導致線路“上天入地”,在地鐵4號線工程的兩個端頭,形成橋梁、隧道過渡(中間還有暗埋與光柵坡段)的線路特點。
5)局部線路上下變位重疊。在地鐵4號線工程的浦東南路站-南浦大橋站區間及南浦大橋-南路站區間,由于南浦大橋站周圍存在密集的橋墩橋基(長樁),使得線路接近南浦大橋站時,水平方向空間不足,不得已改變線形,在近南浦大橋兩端頭井的二百多米范圍內,兩區間線路垂直重疊,用垂直空間換水平空間,形成地鐵4號線一大特色。由于這個原因,其會形成南浦大橋站的上下重疊的側式站臺,并導致區間盾構施工的諸多難度。
6)局部線路“八”字形
地鐵4號線工程停車場選址于中山西路以西蒲匯塘以北處,其出入線以“八”字形分別在上海體育場站和宜山路站與正線接軌,見圖3。出入場線右線接軌于宜山路站南端上、下行正線,然后線路以R=250m曲線跨下行正線后,穿過中山西路,在中山西路南側設盾構工作井。此后線路采用明挖法,線路以R=150m的曲線接入車場。出入場左線接軌于上海體育場站西端下行正線出入場左線,隨后以R=300m曲線下穿凱花公寓樁基,下穿中山西路,最后線路再以R=300m曲線折向出入場右線,與出入場右線并行接入車場。
3.2多種站型
地鐵4號線的線路設計特點,從一定程度上決定了車站對站臺的選擇。多數車站為島式站臺車站,而象臨平路車站,則為島側式站臺車站,而由于前述的原因,在南浦大橋車站形成了上下重疊式側式站臺車站。從車站層數來說,由于標高的變化、地下開發及處理與其他地鐵線路的關系等原因,形成以二層車站為主,兼有一層半(如溧陽路車站)及三層(如上體場車站,浦東南路車站)車站。
3.3換乘點多,換乘方式多樣
地鐵4號線線路的走向及其功能決定了其勢必與規劃路網中的諸多地鐵、輕軌交通線相銜接,形成較多換乘點,17個車站中有11個車站與其他線路形成換乘,而在寶山路及虹橋路接軌段,實現與明珠一期的共線換乘。本工程以既定的規劃路網為依據,因地制宜采取了多種換乘形式,如表2所示:
3.4根據地鐵現狀及規劃,解決連接設計
正是由于地鐵4號線的環狀、與其他線路多個相交的特點,需要解決其與已有線路、在建的及規劃線路的連接問題。1)對于已有線路,地鐵4號線在1好線上體館車站處與上體館車站實現T型換乘連接,前者的站臺層穿過后者的站層下方,形成新老一體化結構。設計上采用了托換樁梁的方法對老車站結構的荷載托換,通過設后澆帶的形式解決新老結構變形協調的問題,通過冰凍礦山法對穿越段進行穿越設計,形成了地鐵4號線設計問題中最難的結構設計問題;在2好線東方路站,地鐵4號線的張楊路站與2好線實現平行換乘,并利用東方路站的老地下連續墻結構作為圍護及支撐受力結構,對既有線路的影響也是非常之大的,形成地鐵4號線工程設計中又一突出的結構問題。2)對于在建線路,如地鐵4號線與M8線在南路站十字相交,由于兩線具有同步實施的條件,則在此站采取了統一設計的方法,圓滿解決二者的連接。3)對于規劃線路,主要采取預留連接措施的辦法。如對于宜山路車站,由于其與R4線相交,R4線盾構將在宜山路車站建成后,在車站底板下穿過,為方便以后盾構的成功穿越,在穿越處地下墻下部11.8米深度范圍,采用玻璃鋼纖維(GFRP)代替鋼筋并采用低標號砼(C10)的設計方案;又如東安路車站,由于其與規劃中的M7線相交換乘,因此在設計東安站時就預先考慮了十字換乘而在換乘段采用三層結構,以方面今后新老線路的順利連接。
3.5考慮適當開發
土地與地下空間資源都是寶貴的不可再生資源。地鐵4號線設計根據上海市的發展階段與水平,適當地考慮了地下空間開發及與周邊的聯合開發。如在浦東南路站、南路站、張楊路站都有數千平方米的地下空間開發量,而在臨平路站,則考慮了與周邊房地產聯合開發設計的可能性。對于土地開發,由于停車場需要占用大量的土地,如果象老的地鐵線路一樣,辟出專門土地只用于停車場之用,則非常浪費,因此,地鐵4號線工程停車場考慮了相當量的物業開發,擬在地面一層建造停車場,停車場上部通過巨型框架結構及大厚板轉換層進行物業開發及景觀設計,等于再造了相當于停車場用地的土地面積,必將獲得巨大的社會經濟效益。這方面的嘗試與經驗,完全可以用作對以前單純停車場的物業改造。
3.6土建結構及設備方面不拘一格
1)圍護設計:采用多種圍護結構,有地下連續墻(800與600),SMW墻;多種接頭形式(預制接頭樁,鎖口管柔性接頭,十字鋼板剛性接頭);并對封堵墻加以靈活應用,一般說來,封堵墻在翻交過程中應用較廣,而在張楊路車站中,其被用來切割大基坑為小基坑,通過4堵封堵墻將長條形深基坑分成5塊,大大降低了基坑施工的風險;
2)用時空效應指導挖土、支撐設計。由于上海的土層基本上屬于第四紀海積相軟土,土的蠕變效應明顯,因此設計將時空效應引入為設計參數,對規范基坑施工及減少環境影響,起到很好作用;
3)永久結構采用雙墻與單墻形式。一般說來,上海由于地下水位高,多采用雙墻車站形式。近年,由于地下連續墻施工水平的提高,為地下連續墻作為永久結構提供了技術上的保證,因此在地鐵4號線的某些車站(大木橋路、東安路及天鑰橋路)采用了單墻結構,效果也不錯;
4)連續的結構變化:由于地鐵4號線的線路特點,對某些車站、區間都出現了從地下暗埋到地面甚至高架的連續的結構變化。對于車站,如宜山路車站,車站長度達600多米,包括暗埋、明挖基坑、光柵爬坡及高架橋梁等連續結構變化段;對于區間:如宜山路-虹橋接軌站的下行線,中漕井到葡萄糖廠到停車場的出入場線等,出現盾構區段、明挖爬坡及高架橋梁等連續結構變化段。這些對接頭過渡部分的設計有較高要求。
5)設備上的突破。采用西門子的前推平開式車輛,使地鐵4號線的車站的限界設計與以往平開式車輛有所區別;對于車站結構,考慮到乘客安全、分區環控及節能要求,還采用屏蔽門設計。
4施工新特點
4.1從順作法到逆作法、框架逆作法及蓋挖逆作法
地鐵4號線工程的絕大多數車站均采用順作法施工,局部翻交段采用了逆作法,而只有東安路車站采用了全逆作法施工。采用順作法的代價是占用道路,犧牲城市交通效率,在象上海這樣繁忙的大都市,實在是不得已而為之。而通過東安路逆作法的實踐,發現期費用及工工期并未增長,而對周邊環境保護相當有利,鄰近2.5米處有一2層、天然地基的線性加速器房要保護,施工最大差異沉降不到1/1000,滿足特級保護要求。費用未見增長,是因為施工水平的進步及小型挖機的合理高效利用,環境保護好得益于逆作法化深大基坑為淺小基坑的作用,而對于高溫天氣,頂板以下的砼施工及養護的環境也是相當有利的。當然,全蓋逆作法,有一個材料運輸面狹窄的問題。而在浦東南路-南浦大橋區間的過江風井,采用框架逆作法,將可克服這個缺點。對于上海,因為采用封交或翻交的方法,代價是較大的,而市政府將嚴格控制地鐵施工對道路的影響與占用,這就極有可能將逆作法、框架逆作法甚至蓋挖逆作法大量推到地鐵建設的前臺。
4.2盾構技術的新進展
上海1,2號線所采用的FCB盾構仍然在地鐵4號線工程中應用,還是采用通縫拼裝。但是,地鐵4號線工程也從日本三菱公司進口了4臺新的盾構,采用1200*300mm的薄管片,錯縫拼裝,整體剛度較通縫拼裝要高。從投入使用的效果來看,防水效果好,工作效率高,縱橫沉降小,對周邊環境影響不大。應當作為上海今后盾構應用的一個方向。也有遇到盾構覆土相當淺的情況(只有盾構直徑的一半),對此采用壓重的方法,取得較好的效果。此外,在用9號盾構開挖浦東南路-南浦大橋上行區間時,采用機械式履帶運土代替軌道運土,管片與土方分道,效率大幅度提高,最高每天推進21環,有著很好的應用前景。
4.3臨近施工及構(建)筑物保護
對于車站,由于上海房屋密集,車站圍護距民房過近,有的接近零距離。簡單施工不可避免會對民房的結構安全和正常使用帶來影響。在采用樹根樁等隔離保護,并充分發揮時空效應,取得了較好效果。對于區間,一般上、下行線距離都較近,為了避免二區間同時施工的影響,同向推進時,采用一先一后方式,如浦東大道-張楊路區間,采用6號、7號盾構同向推進,間隔200環以上,可以保證效果;若采用掉頭盾構,則基本無影響;有相當極端的情況,如楊樹浦路站-浦東大道站區間與相連的大連路隧道同時施工,區間最近距離僅十幾米,由于二者均采用較先進的新盾構,相互干擾相對減小,過于臨近并未產生不良影響;魯班路-南路區間與盧浦大橋浦西段橋樁距離同樣很近,區間施工時,盧浦大橋的橋墩鉆孔樁也在施工,由于區間采用新的12號盾構施工并加強監測與協調,二者并未產生不利影響;南浦大橋兩端頭區間采用重疊盾構施工,采用先下后上,一先一后的方式,進展順利。在構(建)筑物保護方面,針對保護對象的特點,因物制宜,也積累了可貴的工程經驗。以宜山路站的明珠一期保護和南浦大橋兩端重疊隧道后行施工對對先行隧道保護為例進行說明。
1)宜山路站施工對明珠一期高架的保護
地鐵4號線宜山路車站的西側是正在運營的明珠一期高架線路和宜山路車站,已投入使用近三年。待建車站的地下墻外邊線至高架線路承臺最小距離4.5m,至車站承臺最小距離3.8m,至車站建筑外邊線2.7m。明珠一期工程基礎采用PHC樁,樁徑為0.6m,樁長為45m(與地下墻深度接近),分為三節,第一二節接頭均在基坑深度范圍內,必須采取嚴格的保護措施對明珠一期高架進行保護。為此采取一系列措施:
(1)在地下墻施工方面,采用900mm高的預制、移動式高導墻防止槽段坍方,嚴格控制新鮮泥漿比重為1.08以提高槽壁的穩定性,間隔施工SMW帷幕,隔斷地墻施工對土體的擾動;
(2)在地基加固方面:在車站基坑內根據車站的深度及與高架的關系,采用多種加固形式,在南、北端頭井及穿越段采用滿堂旋噴加固,在標準段采用深層攪拌樁加固,而在暗埋段則采用雙液注漿法施工;
(3)基坑開挖方面:在標準段采用“兩明一暗半逆作法”施工,并采用了被劉建骯院士稱為“創舉”的裝配牛腿式鋼支撐。嚴格按時空效應原則組織基坑開挖,作到單元開挖,單元整體支撐。
(4)施工監測方面:宜山路車站采用了自動化監測技術和預報系統,能系統、連續、全面、及時地采集數據,同時監測數據在經軟件處理后進入數據庫,并由專門編制的工程管理軟件進行智能化全過程預測分析和動態反饋分析,實現工程施工監測的自動化。圖5為宜山路站現場監測布置示意圖。
圖4宜山路車站施工對一期高架車站影響自動化監測點分布圖(22軸橫斷面)
通過上述一系列措施,明珠一期高架在施工期間得到了很好的保護,沒有發生任何不利情況。
2)浦東南路-南浦大橋區間重疊隧道保護
浦東南路站~南浦大橋站區間隧道工程由于受南浦大橋浦西引橋的限制,在靠近南浦大橋站端頭井處,隧道要上、下重疊在一起,重疊長度約為235m,見圖6。兩條隧道的最小凈距僅為2m。如何減少或避免兩隧道間相互不利影響,以達到互相保護,在施工措施上的難度之大,在國內隧道施工中尚屬首例。
為此采取如下措施,取得很理想的保護效果。
(1)施工時間、空間順序上采取措施。兩個盾構同向、分時錯開從浦東向浦西推進,先下后上;(2)采用信息化反饋施工,動態調整物理、材料、空間等參數,始終合理控制推進速度,嚴格控制土倉壓力、出土量及盾構姿態變化;(3)采取動態、全程、可控、精確的注漿加固措施,動態補償因土層蠕變、地層損失等可能影響的兩隧道間的空間關系及結構平衡。為此,a.在盾構掘進時,對盾構與襯砌間的環形空隙壓注緩凝漿液;b.在下部隧道施工后,上部隧道施工前,通過壓漿孔對下部隧道土體進行二次雙液注漿加固;c.在上部隧道推進已成段與先行隧道間,利用隧道內注漿孔全天候、動態雙液注漿,直至上部隧道地表沉降穩定;d.在上行線隧道施工時,通過對下行線隧道內的監測數據反饋,調整上行線的推進參數、隧道內注漿量、注漿壓力及注漿部位;e.在后行隧道也結束后,根據實測資料,對隧道變形尚未穩定區段,打開剩余的管片注漿孔,再進行雙液注漿來達到控制變形的目的。(4)周密安排疊交盾構進洞施工。由于上行線、上部盾構后進洞,基座要騰空架設,由于車站底板的結構強度低,且疊交的上下兩條隧道外緣最小凈距只有2m,為此建立可靠的盾構基座的支撐體系。并觀察基座的變形,為防止變形量過大而造成破壞。
4.4多種地基加固方法
地鐵4號線施工中,由于地基的軟弱性,為各種地基加固方法提供了廣闊的舞臺,有時一個車站就成為多種加固方法的聚會場所(如東安路站在不同時期采用了旋噴,攪拌,注漿,樹根樁,冰凍,降水等多種方法)。地鐵4號線中較常用的的方法有坑抽條加固(攪拌或旋噴),群邊加固(滿高),連續墻的墻址加固及鉆孔樁的樁底加固,多種方法經常并用,各取所長,往往取得較好的效果。
4.5各種穿越
如前所述,地鐵4號線的線路特點就決定施工方面要面臨眾多的穿越。在施工中常遇到的是盾構穿越房屋,根據目前的盾構保護環境的水平,控制地面沉降在2-3公分內還是比較容易的。但是對其他穿越,還是有相當風險的,主要包括:對高架橋墩的穿越,對黃浦江的穿越。地鐵4號線的正線、某些長出入口和出入場線穿越上海內環高架、1好線、2好線及高架明珠一期的橋墩樁基不下于10次,其中上體場站穿越1好線為最難;穿越黃浦江4次,其中浦東南路-南浦大橋區間為Ω大曲線(圖6),為目前穿越黃浦江最長的隧道,穿越地層相當復雜,其中第⑥層暗綠色硬土層,地層強度高,為此嚴格控制速度,隧道下方第⑦層草黃色砂質粉土層有承壓水,為此特別注意加強同步注漿管理,嚴格控制壓漿量,充分壓注盾尾油脂,防止泥水從盾尾涌入,加強盾構補壓漿系統管理,確保螺旋機的密封性能,在盾構轉入垂直同向推進時將穿過第②2層含砂量較高的灰色粉質粘土,為此在推進過程中每隔一定距離在盾構前方及螺旋機內壓注膨潤土或加注泡沫劑,進行土體改良。由于各項施工措施得當,各種穿越均安然無恙,說明地鐵4號線工程穿越技術的成熟。
4.6冰凍法及旁通道技術
上海地下水位高,在兩區間間打通旁通道一般采用冰凍法施工,主要的凍結法為水平凍結法。而在浦東南路-南浦大橋的過江風井兼深旁通道施工中,采用密閉連續墻內的垂直凍結法施工,如果獲得成功,是很有積極意義的。
4.7時空效應、環境保護與遠程監控系統
在上海的地鐵施工中,時空效應是很多從都能耳熟能詳的詞。但是能將時空效應、環境保護與遠程監控系統有機結合起來,在上海地鐵建設中還是第一次。無論是地鐵工程本身的受力變形,還是周邊環境(房屋,管線,構筑物等)的沉降,其結果都通過遠程監控系統得到即時、準確的反映,方便遠程專家決策。
地鐵4號線所有車站,都安裝了由上海時空軟土研究中心開發的遠程監控系統。
遠程監控系統是指將現場量測數據的遠程采集系統與有關分析系統結合起來,形成一套集數據自動采集、遠程傳送、數據處理與分析、施工全過程分析、動態施工反饋和預測的集成化系統。其實施過程是:在工程施工中及時監測,及時把監測和管理信息發送到上層管理部門和有豐富經驗的專家部門分析并決策,把由決策產生的措施通過管理部門及時反饋到施工現場以指導施工,從而實現現場施工的全過程控制以及工程建設的現代化管理。該系統從2001年8月15日起,在地鐵4號線各車站先后安裝。在一年內,該系統對施工過程共發現了險情2起,異常5起,但都得到了及時解決,將工程事故扼殺在萌芽之中,取得了良好的經濟效益和社會效益。圖6為遠程監控系統中監測數據測斜分析、工程挖土支撐工況兩個子系統示意圖。
圖6遠程監控系統測斜分析和工程挖土支撐工況界面圖
4.8自動化監測
地鐵4號線工程穿越或影響的內環線高架、明珠一期高架及地鐵一、2好線都是上海的生命線交通工程,其的安危是任何時候都必須放在第一位的。為了隨時、動態把握可能受地鐵4號線工程影響的那一部分的受力及變形反應,采用了自動化監測手段,即將受力和變形傳感器連續或間隔地布置在監測對象上,并與自動化數據采集、分析、報警等系統相連,從而達到全天候、精確化監控。對南浦大橋橋墩、地鐵1好線、明珠一期的應用表明,自動化監測取得可觀的效果,減少了人員開支和勞動,增加了監測對象的安全系數。
4.9結構一體化施工技術
如前所述,由于早期地鐵建設未為后來的地鐵線路預留連接措施,導致后來線路對先建線路先“外科手術”再“縫合”的一體化施工技術的產生。其中最有代表性的就是地鐵4號線與地鐵1好線上體館站及2好線東方路站的一體化。
1)上體場車站換乘節點的一體化施工技術
地鐵4號線上海體育場站為地下三層曲線車站,與地鐵1好線上海體育館站(地下二層、上有漕溪北路高架)呈“T”字相接,見圖8。設計車站與1好線車站站廳共享并從上體館車站下穿過,形成與1好線車站的站廳和站臺直接換乘節點。因1好線上體館未預留任何換乘措施,同時換乘段開挖土層中上部約2.2m為④1層淤泥質粘土,下部4m為④2層砂質粉土夾粉質砂土,施工中極易產生流砂。故為保證工程的安全,尤其是確保1好線、高架的正常運營,本換乘段采取了多種特別措施。
(1)1好線車站與高架的托換:為克服換乘段施工對1好線地墻開孔造成的影響,在換乘段兩側圍護邊各設置四根Φ1000托換支承樁(長度79m,底板以上部分為450×450H型鋼);在各層樓板位置設置托換梁,并通過植筋形式將聯系梁與上體館車站地下墻和主體結構連接;在穿越施工前,換乘段范圍上部1好線車站頂板覆土挖除,并在該范圍頂板跨中設置一根鋼橫梁,擱置在兩側托換梁上,并與原車站立柱、頂板連接,以提高車站整體剛度。
(2)U型水平凍結:換乘段結構劃分為上行線隧道、換乘通道和下行線隧道三部分進行施工。凍土帷幕采用“U_U”形式進行分期凍結,兩個“U”形凍土帷幕厚度取1.5m,中部“_”形凍土帷幕取2.5m。同時,為克服凍脹、融沉、凍土帷幕與原有混凝土結構之間接觸薄弱等問題,施工中采取泄壓孔放水卸壓;泄壓孔或凍結孔補償注漿;凍結管靠近混凝土底板以及打入混凝土連續墻等措施。
(3)礦山法施工:在冰凍體達到設計強度后,在1好線站臺底板下,進行邊挖邊撐的礦山法施工,換乘通道礦山法開挖:待上、下行隧道結構達到設計強度后進行換乘通道礦山法開挖,土方開挖分二層進行,先進行上層3m土方開挖,間隔2m設置45度斜撐;待上層開挖出一定斷面長度后,進行下層約3m土方開挖,間隔2m設置2道垂直支撐、1道水平支撐。由于是隨挖隨撐式,再結合托換樁的作用,可以將影響降到最小。
2)張楊路車站平行換乘節點一體化施工技術
張楊路車站外包尺寸為220.6m×27.3m,深20.5m,為地下三層車站,該車站和已建地鐵2好線東方路車站(地下二層)平行換乘(圖9)。兩車站西端頭井貼在一起共用一堵圍護墻,標準段兩車站最大間距也只有5.4m。
由于張楊路車站比東方路車站埋深深6.9m,為盡量減少張楊路車站建設對已建車站和區間隧道的影響,施工中采取了如下措施:(1)采用“化整為零”的方法充分發揮時空效應理論,增設4道封頭墻,將220m長的大型基坑劃分為五只小基坑,分階段獨立進行施工,以減小對東方路站的不利影響。(2)東、西端頭井均采用旋噴加固。西端頭井另澆灌一排灌注樁。臨近東方路車站一側4.0米范圍內的旋噴樁樁間距加密,加固區底標高超出東方路站圍護墻墻底標高,解決基坑開挖原有地下連續墻插入比不足問題。(3)標準段基坑坑底土體采用水泥土攪拌樁與雙液注漿抽條加固。(4)東、西端頭井施工區內設置兩道鋼筋混凝土支撐(下一、下四道),其余為φ609鋼管支撐,其中標準段內六道支撐為雙榀,并對所有鋼支撐施加支撐軸向預應力,保持軸力穩定,以控制基坑變形量。(5)加強監測,在端頭井基坑與區間隧道間設置自動監測點,根據監測結果及時調整施工參數,必要時采取一些措施如跟蹤注漿等,確保區間隧道的安全。
5結語
地鐵4號線線是上海軌道交通網的重要環線,其建設時機處在上海軌道交通正在大規模興起之時,時間上是承前啟后,空間上是與多條已建、在建及規劃的線路相交,是一個巨大繁雜的系統工程,工程巨大、困難重重,該工程建設不僅需要上海業已建好的三條地鐵線已積累的可貴經驗,更需要的是開拓進取、與時俱進的探索、創新精神,因為在建設過程中遇到大量的新情況、新困難、新問題,這些問題在上海過去的建設詞典中都很難找到答案而又必須要回答的。從地鐵4號線工程的建設情況,可以得出以下幾點:
(1)對于特大城市和有條件的城市,地鐵建設中采用環線加輻射線的模式,形成樞紐核心,可以發揮極高的運輸效率,并且從時展與城市交通空間整合的角度看,該種模式具有持續發展、升級的優點。為了最大限度地發揮軌道交通網的運輸效率,地鐵4號線線結合實際情況,與已建的和規劃中的軌道交通線路之間,采取了“L”形、“T”形、“十”字形、同站臺、通道以及平行換乘等多種換乘方式,充分體現了作為交通紐帶的功能。
(2)地鐵4號線工程在設計施工中遇到了大量的技術難題,都牽涉到工程本身的建設與周邊環境保護等普遍的矛盾問題,體現了發展與保護的辯證關系,解決這些矛盾,正確處理二者關系的辦法,既不是退縮無為,也不是野蠻建設,而是必須依靠科技進步、生產力提高來解決城市交通發展問題。地鐵4號線工程為解決這類矛盾積累了大量的成功經驗,對我國其他城市尤其是沿海軟土城市提供了寶貴的借鑒。
(3)信息化施工的趨勢。地鐵4號線工程建設中采用的遠程監控系統及自動化監測等系統并取得成功,為高科技的應用和信息化施工在地鐵建設中應用作了很好的注解,標志著地下工程建設朝著施工的信息化、監測的自動化、管理的科學化目標跨上了一個新的臺階。
由于地鐵4號線截止到本文成稿時,還處于建設當中,本文中所介紹的地鐵4號線工程設計和施工中所體現的新特點、新技術和新措施等,均是被地鐵4號線建設實踐證明是科學可行、合理可靠、效果顯著的部分,而地鐵4號線工程還有一些重大科技難題,目前正在被地鐵4號線工程的參建各方用自己的汗水和智慧去面對、去攻克。
毫無疑問,地鐵4號線工程建設過程中所積累的設計施工的技術和經驗,必將成為今后地鐵建設可以借鑒的寶庫。
參考文獻
核設施退役工藝檢索系統采用的是基于客戶端/服務器(C/S)的3層結構:第1層為數據層;第2層為應用層;第3層為表示層。系統的總體結構模型如圖1所示。數據層主要完成數據的存儲和管理,分析核設施退役過程中所需要的各個工藝數據,并將工藝數據庫的數據劃分為去污技術數據庫、拆除技術數據庫、拆除工具數據庫及防護工具數據庫。應用層根據退役工藝的不同及檢索要求的需要將整個檢索系統分為10個子系統:去污技術管理子系統、去污技術檢索子系統、拆除技術管理子系統、拆除技術檢索子系統、拆除工具管理子系統、拆除工具檢索子系統、防護工具管理子系統、防護工具檢索子系統、法律規程子系統及數據庫管理子系統。表示層提供數據的導出,完成數據操作與各種工藝的顯示。
2數據庫與檢索模塊的設計與實現
2.1數據庫開發工具
對于常用的數據庫有3種,分別為SQLserver數據庫、access數據庫及Oracle數據庫。3種數據庫不盡相同,都有各自的優缺點。SQLserver數據庫與access數據庫相比,SQLserver的安全性、并發控制能力、數據挖掘、聯機等方面都是access數據庫無法比擬的。此外,access數據庫只能建立小型數據庫,不適合海量數據的存儲,而SQLserver既可以建立大型數據庫,也可以建立中性數據庫。與Oracle數據庫相比,雖然SQLserver的兼容性的諸多性能都不如Oracle,但是SQLserver的易用性要比Oracle強得多。通過對多種數據庫進行比對分析,研究中最終選擇SQLserver2005作為本系統的數據庫軟件,來建立相應的數據庫。
2.2系統數據庫的建立
數據是系統加工處理的對象,要設計好一個軟件系統,需要仔細分析數據,弄清數據的內容和特點。經過大量的查閱、分析和匯總將退役工藝的數據分為4大類:去污技術信息、拆除技術信息、拆除工具信息及防護工具信息,在設計數據庫時必須先確定數據庫所需的“表”、每個“表”中數據的類型以及可以訪問每個“表”的用戶。在創建“表”及其對象之前,應先規劃并確定以下特征:
1)“表”要包含的數據和數據類型;
2)“表”中的列數,每一列中數據的類型和長度(如果必要);
3)哪些列的數據允許空值;
4)是否要使用以及何處使用約束、默認設置和規則;
5)所需索引的類型,哪些列是主鍵。所設計的數據庫名稱是db_retirement(核設施退役去污拆除工藝信息數據庫),該數據庫包含4個數據庫表,分別是:tb_decon(去污技術信息表)、tb_remove(拆除技術信息表)、tb_removetool(拆除工具信息表)、tb_protecttool(防護工具信息表)。每一個信息表都有他相應信息與屬性。
2.3檢索模塊的建立
本系統利用傳統數據庫的like“%關鍵字%”的辦法,對輸入的條件通過后臺的編程語言將關鍵字傳遞給數據庫,來得到與關鍵字有關的數據信息。多個檢索詞之間可用and、or等連接詞鏈接,來提高檢索查詢信息的準確定性。檢索模塊分為簡單檢索與高級檢索,二者之間的區別在于檢索條件的數目不同,高級檢索的檢索條件是通過and來進行連接。其中檢索條件包括:工藝的名稱、工藝的原理、機理、使用對象、使用條件和參考文獻。選擇相應的檢索條件輸入需要檢索的關鍵字就可以得到滿足要求的數據信息。
3系統的設計與實現
3.1系統功能的設計
本系統對去污技術、拆除技術、拆除工具以及防護工具設計了添加、管理、檢索和顯示這4個功能。此外,還可對法律規程進行瀏覽。系統框圖如圖3所示。系統框圖中主要顯示的是應用菜單中的主要功能。首先是可以對數據庫中的各種技術工藝數據進行添加、修改、刪除、檢索和導出等基本操作,以實現整個系統對數據的檢索功能以及管理功能;其次,實現對已收集法律規程進行瀏覽,并可以在瀏覽時對法律規程進行打印和標記等操作;最后,對已經建立好的數據庫進行管理,以保證數據的完整性。管理者應該經常備份檢索系統內的數據庫。這樣一旦發生故障,管理者可以利用恢復功能將備份好的數據庫進行恢復,從而減少故障給使用者帶來的損失。
3.2系統功能的實現
對于檢索界面的設計與實現,是利用visualstudio2010中的WPF組件來開發的。本系統采用主窗口嵌套選項卡的結構,系統中去污技術、拆除技術、拆除工具和防護工具的添加、管理、檢索和顯示以及法律規程顯示等都以選項卡的形式嵌入在主窗口內;數據備份和還原是從主窗口中獨立出來的窗口。
3.2.1主系統的設計與實現
系統主窗口(見圖4)由導航菜單、應用菜單以及選項卡顯示區3部分組成。導航菜單以樹形結構形式位于主窗口的左側,詳細地顯示各個菜單項,包括去污技術、拆除技術、拆除工具、防護工具、法律規程以及數據管理等功能。由于去污技術的種類比較繁多,所以本研究在去污工藝匯總時將去污技術分為物理去污技術、化學去污技術、電化學去污技術以及其他去污技術。導航菜單使得各個功能選項的顯示更直觀,用戶操作更快捷。應用菜單以下拉式結構形式位于主窗口的頂部,清晰地顯示各個菜單項。在圖片區中顯示以選項卡的形式出現的“子窗口”。在導航菜單下的3個按鈕分別執行:關閉所有選項卡并顯示主窗口的圖片;將導航菜單的所有節點展開和折疊。
3.2.2子系統的設計與實現
1)管理系統
本研究在查閱大量相關文獻的基礎上,總結出115項工藝技術,其中包括:51項去污技術、25項拆除技術、19項拆除工具、6項防護工具以及14項法律規程(詳細信息見表2)。所以有必要建立一個管理窗體對以上工藝技術進行修改與刪除操作。窗口整體分為3個部分:位于頂部的工具欄對信息進行操作,位于左側的是可以顯示和隱藏技術目錄,位于右側的是需要進行管理操作的技術信息。
2)檢索系統與瀏覽系統
本系統的檢索功能分為簡單檢索與高級檢索2種,其中窗體如圖6所示。窗口整體分為2個部分:位于上部的檢索區以及位于下部的顯示區。檢索區分初級檢索和高級檢索兩部分,但二者不能同時存在,可以相互切換。本系統的檢索條件包含:名稱、原理、機理、適用對象、使用條件以及參考文獻。初級檢索中選擇檢索條件,文本框中添加檢索信息,檢索后就可以將符合條件的技術及其信息顯示在下方的表格中。與初級檢索不同的是高級檢索還可以對多個檢索條件同時進行檢索,使得檢索出來的信息更加精準。由于顯示區的空間有限,難以詳細的瀏覽某一特定技術的信息,因此可以通過相應操作來調出顯示詳細技術信息的窗體。技術瀏覽窗口的出現是通過主窗口導航菜單的各種技術的點擊和檢索窗口顯示區的查看來實現的。整個窗口分為2個部分:位于左側的以網格形式顯示的技術工具文本信息;位于右側的顯示技術的圖片和視頻信息。
3)數據管理系統
數據是整個檢索系統的主體,只有當數據庫中的數據完整性得以保證,檢索系統的其他操作才有意義。但是在PC系統運行時,可能由于系統軟件的錯誤、環境因素等多種原因而造成相應的故障或操作人員的錯誤操作,導致數據庫數據的破損,給使用者帶來不必要的損失。因此為整個系統開發一個數據管理功能變得非常必要,用以實現對數據庫進行備份與還原。管理者在更新數據庫數據后應該對其進行備份,這樣一旦發生故障,管理者可以利用恢復功能將備份好的數據庫進行恢復,從而避免故障或錯誤操作給使用者帶來的損失。
4結束語
核設施退役去污拆除實施是一個種類繁多、工作量龐大的退役工程。其實施過程前技術和工具的選擇對整個退役工作的經濟性和效率產生重要影響。本研究在查閱大量相關文獻的基礎上,匯總和整理了核設施退役去污拆除工藝的大量信息,并根據這些整理后的信息建立了相應的退役工藝數據庫,在此基礎上,利用WPF組件開發核設施退役去污拆除工藝檢索系統,并通過將二者相連接,最終實現了對核設施退役去污拆除工藝的有效檢索。開發的核設施退役去污拆除工藝檢索系統具有以下特點:
1)所包含的信息量比較多。系統中設計了六大功能模塊,分別是添加模塊、管理模塊、檢索模塊、瀏覽模塊、法律規程模塊和數據管理模塊。
2)視覺良好的界面設置、較多的檢索方式。在系統中,針對不同技術工具,使用者可以通過多個條件進行檢索。
3)整個檢索系統結構清晰,操作簡單,便于用戶的使用。
1建筑工程的施工組織設計
我國的建筑市場不斷地成熟,需要企業不斷地優化施工組織設計。高層建筑施工組織設計的編制不僅要考慮到施工的方案、施工的進度、施工的質量和安全,還要考慮到履行合同的需求,施工組織設計應編制集管理、經濟、技術、合同為一體的高層建筑施工管理的規劃性文件,同時也是合同履行的指導性文件以及工程結算和索賠的依據性文件。首先要有施工質量管理體系。工程質量是企業的形象與品牌,所以要有完善的監督體系,保證現場施工的質量和安全操作,不得摻假。其次企業也應該有完善的管理體制,在施工組織設計的編制中列出具體的管理組織,有利于取得施工工程的承包權,也有利于施工管理組織的內部管理,以更好地完成施工任務。最后要做好施工任務的分包,高層建筑的施工任務量較大,承包商與業主要協調好,共同保證工程質量的完成。承包商分包必須在業主允許的情況下在投標書中做出聲明,同時對所分包的施工任務承擔相應的責任,不得有任何違反法律的行為。業主分包在招標文件中聲明,承包商在具體的施工組織設計中不要對這部分施工任務做施工組織設計,但必須對分包的施工任務的出場時間、驗收時間做具體的說明,防止施工交接產生不必要的麻煩。在施工組織設計中不可忽視的是做好高處作業安全措施,患有高血壓、心臟病、精神病、深度近視等人員不得從事高處作業,提高現場施工人員的業務素質。安裝安全網或欄桿,在任何危險區域設立標志牌和安全網,減少不必要的損傷。架子工在搭承重腳手架時,在二排以上(含二排)應全部鋪設安全笆和安全扶手欄桿,禁止從腳手架攀登上下,井架吊籃嚴禁乘人。當施工的時候遇到惡劣的天氣時,應停止高空起重和露天作業,保證施工人員安全。高空作業,必須設有防雷裝置,不準盲目施工,在施工現場不得隨意堆放材料,必須在固定場所堆放穩妥,工具隨手放入工具袋,防止墜落傷人,腳手板(片)必須兩頭四點扎牢,防止蹺頭打滑。完善的安全體系才能保證現場施工的正常進行。
2建筑工程的施工工藝
首先要做到場地的平整,保證通水、通電、通路。做好地基工作須要挖基坑、做墊層、做基礎,樁基礎的還要打樁。做完基礎后回填,沒有地下室的情況,回填土至正負零以下200-300的樣子。然后做主體,主體實際上就是從基礎圈梁開始,綁筋、支模、澆筑,一直到建筑物封頂。當然所有的設計必須按照施工設計圖來進行。其次,在做完框架主體之后,開始每層砌墻。砌墻完了是做樓地面,一般毛坯房拆模后是什么樣子就什么樣子,不用再做一遍地面,簡裝房會做一遍砂漿。防水是一個大工程,它關系到房屋的舒適度和便捷度。防水主要包括屋面防水、廁浴間防水,須要注意的是廁所的防水做完后要蓄水24小時檢驗,做完后做一層保護層,再蓄水檢驗24小時,最后才做沉箱,做面層。這樣可以更好地保證防水工程的質量。施工人員在做水電管線時要注意,水電管線的一些預埋管線在做主體結構的時候就已經預埋好了,在混凝土結構內部,具體預埋的時間是綁筋后,澆筑前,同時也可以做好欄桿、門窗。最后,裝修設計方面主要是由專業的裝修公司來做抹灰、吊頂、地面等,使得工程整體完善。為了適應建筑市場發展的要求,作為一個復雜的系統工程,建筑施工組織設計必須真正發揮施工組織設計的指導作用,不斷優化建筑施工組織設計,完善建筑施工工藝。做好施工的組織設計才能更好地保證施工的順利完成,但是它不僅僅是一張簡單的工程設計圖,而是關系施工是否完善的全程設計圖,有的施工單位編制施工組織設計受傳統觀念和習慣的影響,只重視施工組織技術措施,忽視經濟指標內容,以致在工程結算中糾紛不斷,所以企業也要注重經濟效益和社會效益的雙贏,做好施工組織設計,完善施工工藝。
作者:楊嘉峰 單位:黑龍江省建工集團有限責任公司
1.1工程施工放樣題目模型已知某道路曲線第一切線上控制點ZD1(XZD1,YZD1)和JD1(XJD1,YJD1),該曲線設計半徑R=1000m,緩和曲線長0l=100m,JD1里程為,轉向角α。請按細則要求使用非程序型函數計算器計算道路曲線主點坐標ZH(XZH,YZH)、HY(XHY,YHY)、QZ(XQZ,YQZ)及第一緩和曲線和圓曲線上中樁點i1i2K、K的坐標(iX,iY),共計算5個點。然后,根據現場已知測站點O、定向點A、定向檢核點B,使用全站儀進行第一緩和曲線和圓曲線上中樁點放樣i1i2K、K點。控制點和待放樣曲線之間關系如圖1所示。上交成果:工程施工放樣成果資料,其中包含曲線常數、曲線要素、主點里程及曲線中樁坐標的計算成果。
1.2工程施工放樣數學模型
1.2.1曲線常數:(1)緩和曲線傾角:πβ180200=×Rl(2)圓曲線內移值:(3)切線外移量:23002240Rllm
1.2.2曲線要素:(1)切線長:(2)曲線長度:(3)外矢距:E=R+PR2()secα(4)切曲差:D=2TL
1.2.3主點里程:(1)ZH點里程:(2)HY點里程:(3)QZ點里程:(4)YH點里程:(5)HZ點里程:檢核計算:
1.2.4獨立坐標計算:(1)在坐標系x′o′y′中,緩和曲線ZH-HY段(i1K)獨立坐標計算:(2)計算ZH-HY緩和曲線細部點:(3)計算ZH-HY緩和曲線HY點(直接將上式0lli代為0lli代為):(4)在坐標系x′o′y′中,圓曲線HY-YH段任意一點獨立坐標計算:=+=+(1)siniiiiyPRCosxmRφφ1.2.5主點及若干曲線中樁點坐標:(1)(指ZH到JD的坐標方位角)(2)(右轉用-,左轉為+)(3)(右轉用-,左轉為+)(4)三個主點坐標如下:ZH點坐標:HZ點坐標:QZ點坐標:(5)曲線中樁點坐標按線路右轉所得公式如下(注意若為線路左轉則以下幾個公式用iiy代替y):
2工程施工放樣項目VisualBasic程序設計
2.1程序界面
2.1.1主程序界面。主程序界面設計如圖2所示,通過主界面,可以輸入所有的已知數據,并選擇偏角的類型。圖2主程序界面
2.1.2結果顯示界面。計算結果通過一個文本框的形式,將所有需要的結果及一些關鍵的中間結果分欄顯示,如圖3所示:圖3結果顯示界面
2.2核心代碼
2.2.1計算曲線常數和曲線要素:IfR<>0ThenJD=Ls*180/(2*R*PI)p=Ls^2/(24*R)-Ls^4/(2688*R^3)m=Ls/2-Ls^3/(240*R^2)T=(R+p)*Tan(PJ/2)+mL=PJ*R+LsE=(R+p)*1/Cos(PJ/2)-Rq=2*T-LElseMsgBox"必須輸入曲線半徑R!"Text12.SetFocusEndIf
2.2.2主點里程及獨立坐標計算:k1=k1*1000+k11k2=k2*1000+k22k3=k3*1000+k33kZH=k1-TkkZH=kZH\1000kkkZH=kZH-kkZH*1000kkkZH=Format(kkkZH,“###.###”)Str1="ZH點里程:"&"K"&kkZH&"+"&kkkZHStr2="HY點里程:"&"K"&kkHY&"+"&kkkHYStr3="QZ點里程:"&"K"&kkQZ&"+"&kkkQZStr4="YH點里程:"&"K"&kkYH&"+"&kkkYHStr5="HZ點里程:"&"K"&kkHZ&"+"&kkkHZLi=k2-kZHLi1=k3-kZHX11=Li-(Li^5)/(40*R^2*Ls^2)Y11=(Li^3)/(6*R*Ls)X12=m+R*Sin((Li1-0.5*Ls)/R)Y12=p+R*(1-Cos((Li1-0.5*Ls)/R))Xhy1=m+R*Sin(JD*PI/180)Yhy1=p+R*(1-Cos(JD*PI/180))Ajd=((Li1-0.5*Ls)/R)*180/PI
2.2.3坐標計算:Xzh=X2+T*Cos(A)Yzh=Y2+T*Sin(A)Xhy=Xzh-Xhy1*Cos(A)+K*Yhy1*Sin(A)Yhy=Yzh-Xhy1*Sin(A)-K*Yhy1*Cos(A)Xqz=X2+E*Cos(Ajz)Yqz=Y2+E*Sin(Ajz)X111=Xzh-X11*Cos(A)+K*Y11*Sin(A)Y111=Yzh-X11*Sin(A)-K*Y11*Cos(A)X112=Xzh-X12*Cos(A)+K*Y12*Sin(A)Y112=Yzh-X12*Sin(A)-K*Y12*Cos(A)
2.2.4結果輸出:OpenApp.Path&“\T1.txt”ForInputAs#2DoWhileNotEOF(2)'循環至文件尾。LineInput#2,TextLine'讀入一行數據并將其賦予某變量。Form2.Text1.Text=Form2.Text1.Text&Chr(13)+Chr(10)&TextLineLoopClose#2Form2.Show
3結語