前言:我们精心挑选了数篇优质土木工程博士论文文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
在国家级实验教学示范中心建设过程中,福州大学提出“理实结合、教研互动、严谨求实、鼓励创新”的实验教学理念,重视创新能力培养和实验室队伍建设,自主研发仪器设备,注重理论与实践结合,加强校际间交流与合作,采取多种措施提高学生的综合素质,取得了喜人的成果。
陈宝春,博士,教授,博士生导师。福州大学土木工程学院院长,兼任福州大学土木工程本科实验教学中心主任。长期从事本科教学工作,负责福建省精品课程桥梁工程的建设与主讲,主编和参编教材多本,主持或参与教改课题多项,发表教改论文多篇,2010年被评为福建省教学名师,2011年获宝钢优秀教师奖。
承担了硕士和博士研究生课程各1门。所指导研究生中,已毕业硕士24人,博士11人,其中3人获得卢嘉锡优秀博士生奖,4篇论文被评为福建省优秀博士论文。
致力于组合结构的研究与应用推广工作。钢管混凝土拱桥的研究居国际领先水平,出版《钢管混凝土拱桥》等专著。主持国家与省部级科研项目和重大横向项目数十项,获国家和省部级科技奖励十余项。
:教育部自2005年启动“高等学校实验教学示范中心建设和评审工作”后出台了一系列文件,对高校教师转变实验教学思想产生了重要影响。您认为贵校领导和实验教师在教育理念方面有哪些转变?
答:自2009年福州大学土木工程实验教学中心成为国家级实验教学示范中心建设单位以来,学校领导和中心教师始终围绕着教育部的实验教学示范中心建设目标来管理和发展,并结合福州大学的实际发展状况,提出了“理实结合,教研互动,严谨求实,鼓励创新”的实验教学理念,以适应培养创新型、复合型高素质工程技术人才的需求。
主要的教育理念转变有以下几个方面:
(1)定位实验教学和理论教学同等重要的地位。要培养学生的创新意识、实践动手能力,实验教学具有理论教学不可替代的重要作用,因此将实验教学提高到与课堂教学同等重要的地位,并提出“培养实验基本技能和项目设计能力,培养提出问题、解决问题能力,培养团队精神,促进个性发展”的实验教学方针。
(2)重视创新能力培养,构筑开放性实验室环境。学校抓住旗山校区建设的契机,以校园网为平台,投入180多万元为各实验中心建设开放式实验教学管理系统,对实验教学的各环节实行网络化管理。
(3)重视实验室队伍的建设。实验室队伍的业务水平直接决定了中心建设的质量,学校设立实验教学关键岗、重点岗以及实验教学弹性编制,吸引了科研工作中成绩突出、勤于思考、有敬业精神的学术骨干和中青年教师参与到实验课教学工作中来。
(4)加强理论和实践的结合,优化实验教学内容。从土木工程专业人才培养出发,开展对实验教学体系的深层次改革和建设,构建“三层次、三平台、三基地”的土木工程实验教学体系,使实验教学内容与科研、工程和社会应用实践密切联系。
:我们了解到贵中心自主开发了许多教育设备,这些设备在教学和科研中均有卓越表现,请您从中选取2~3件自制设备,介绍它们在实验教学过程中显现出来的突出特点。
答:(1)新型水泥基材料抗裂性能测试仪
中心教师设计和自制了集新型环形约束收缩测试装置、养护箱以及应变采集系统(包括数据采集电缆线、应变采集仪和普通计算机)于一身的新型水泥基材料抗裂性能测试仪(如图1所示)。其具体技术参数主要有:控温范围:10 ℃~60 ℃。控温精度:±0.2 ℃。控湿范围:30%~95%。控湿精度:±3%。搁架性能:一次可放置6个约束收缩试件;分为6层搁架,每层搁架间距250 mm,每层搁架的面积大于600 mm×600 mm,从而具有占地面积小的优点。
采用在混凝土环中插入隔板的方法,诱导一条裂缝在隔板处产生。增大隔板处混凝土环向拉应力,产生应力集中,加快混凝土环裂缝的产生。
通过对内钢环应变数据的分析,可以获得混凝土环内部微裂缝产生和发展等损伤信息。提出的评价方法,即使在裂缝不可见的情况下,也能对混凝土抗裂性能进行快速评价。
本装置及相应的评价方法可将混凝土结构裂缝的事后修补变为事前预测和评估。当发现混凝土配合比不满足抗裂要求时,通过调整混凝土配合比,可减少混凝土开裂的概率,延长建筑物使用寿命,具有非常好的经济效益、社会效益和广阔的应用前景。
该自制设备已推广到广西大学等高校,获实用新型专利和发明专利各1项,发表学术论文若干篇,在福州大学本科生科研训练计划(SRTP)“再生细骨料的性能研究”和“新型引气剂对高性能混凝土抗裂性能的影响”中得到应用。
(2)大型量水堰
该设备属薄壁量水堰,是一种使用最早且精度较高的测流设施,广泛用于水力学、水工实验室及灌排渠道上,长7 m,宽1.2 m,高3 m,最大可量测流量为0.6 m3/s(如图2所示)。该设备可单独使用,也可与渠系建筑物配合使用。薄壁量水堰在铁制堰板上设置缺口,使水流由缺口通过时具有锐缘堰流的性质。在距堰板上游3~4倍最大过堰水深处设水尺,根据水尺读数(水面超过堰顶的高度),即可由事先绘制好的水位流量图表得到流量。
图2 大型量水堰
为了提高测量精度,采用自由溢流。按缺口量水堰形状,薄壁量水堰可分为三角形堰、梯形堰、矩形堰及曲线形堰等数种。实验是在标准条件下进行的,因此堰的装设及堰前渠道的流态也应符合标准条件,使之成为具有标准工作状态的标准堰。
该自制量水堰已在土木工程创新型实验研究计划(IRP)“高扩散、低收缩差动式挑坎体型优化研究”和“锯齿形丁坝与普通丁坝的实验对比”等项目中得到应用,其中“高扩散、低收缩差动式挑坎体型优化研究”项目获得第二届全国大学生水利创新大赛二等奖。
关键词:土木工程;混凝土施工;施工技术
Abstract: because of the civil engineering construction progress and development for concrete technology proposed a more strict system requirements. For the construction technology of concrete research, and has very important practical significance. In this paper the raw material of concrete component, mixing, transportation, construction, maintenance each link analysis and research on the gradually.
Keywords: civil engineering; The concrete construction; Construction technology
中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:
土木工程的系统性非常强,各环节之间的联系也非常紧密。作为其中一项重要组成部分,混凝土施工效果的好坏,对于土木工程的影响是毋庸置疑的。本文旨在探讨在施工各个环节,混凝土施工工艺的注意要点。
一、混凝土原料要求
(一)对水的要求。在混凝土施工的各用水环节里,不能使用没经过处理的沼泽水、工业污水、工业废水。预应力混凝土以及钢筋混凝土不得应用海水。拌制混凝土要符合下面的要求:水中不得有影响混凝土硬化凝结的糖类与油类,PH值必须大于4,硫酸盐含量不得超过1%。
(二)对水泥的要求。使用水泥时一定要区别水泥强度等级,掌握正确的使用办法。由工程基础情况为标准,选择合适的水泥种类。
(二)对骨料的要求。混凝土中最基本的骨料成分是砂石,根据砂石掺入比,我们知道,它的需求量是非常大的。在土木工程施工时,应该进行统筹规划,仔细研究砂石质量、力学指标、开采储存办法等。对于骨料应当从经济、优质、就地取材等几个原则出发,进行合理选择。可以用天然骨料,可以用人工骨料,也可以用混合骨料。
二、配料和搅拌要求
(一)配料准备前提:水泥进场的时候,要按照级别、包装、品种、出厂日期、装配仓号等进行一一检查,而且还要对安全性、强度等性能指标实行复验制度。其质量一定要符合国家标准。如果在使用过程中,对水泥的质量与出厂日期产生质疑,可以要求复验,复验不合格的水泥产品,不得继续使用。预应力混凝土中,绝对不能使用含有氯化物水泥。
(二)混凝土配合比要求:在正式配料之前,应当要进行配比实验,而不得根据经验进行配比。在保证水泥质量的同时,也要注意合理与经济的原则。对于检查发现的错配、少配、漏配的混凝土禁止出仓。生产混凝土过程中,石、砂实际含水量可能同设计配比含水量有差距,施工中要随时根据现场测试结果进行配合比调整。
(三)对投料量的要求:搅拌机承载混凝土量不应过多,投料量应控制于搅拌机额定容量以下。根据施工配合比、搅拌机型号,对投料量进行科学要求。
三、运输混凝土要求
(一)运输基本要求。在运输的过程中,要使混凝土保持均质,不要让水、砂浆产生流失与流动性减小的现象。要用最短的时间和尽量少的转运次数把混凝土运到浇筑地,确保初凝之前混凝土的浇筑完成。对于应用了滑升模板进行施工的工程以及大体积无施工缝的浇筑,运输速度一定要跟得上浇筑速度,中间不得发生中断。
(二)运输方法要求。混凝土的运输种类分为平面运输、楼平面运输以及垂直运输。平面运输一般应用砼运输车以及自卸汽车。楼面运输多以双轮手推车为主要运输方式。垂直运输的方法可以有井架运输、快速提升架运输、混凝土泵运输、塔式起重机运输等等。
四、混凝土施工要求
在对混凝土进行浇筑之前,要认真检查模板尺寸、标高、强度、位置等,并检查预埋件同钢筋的位置是不是准确。把检查结果记录在隐蔽工程情况表内。在雨雪等天气情况下,不应露天进行混凝土浇筑工作。在对竖向结构进行混凝土浇筑时,应当先在底部填进与混凝土砂浆相匹配的水泥砂浆,在浇筑期间不能发生离析。若浇筑高度大于三米,应当用振动溜管让混凝土实现下落。应当边施工,边对模板、钢筋、支架、预埋件和预留孔洞进行随时检查。发现移位变形,随时处理。最后,要确保混凝土的密实均匀,模板空间内不要留有缝隙。为保障混凝土的完整,浇筑中的间歇时间要尽量缩短。
因为一些设备、技术、人力等方面原因的限制,混凝土浇筑无法实现连续工作而必须出现间歇且间歇时间大于初凝时间的时候,那么应当留有施工缝。施工缝位置应当由施工技术与设计要求共同决定。由于施工缝处新旧混凝土结合力比其余部分要差,所以,应当把施工缝留在便于施工的部位,且该部位所受的结构剪力一定要小。
混凝土在浇筑入模之后,一定要进行即时充分的振捣工作,让刚进入模板的混凝土马上充满到每个角落,把气泡排出去,使之尽可能地做到均匀性与密实性的最优化。振捣方式分成机械振捣和人工振捣。一般情况下应采用机械振捣,当工程量小或者缺少机械的情况下,应用人工振捣。
五、混凝土养护的要求
混凝土硬化与凝结是因为水泥同水产生了水化反应。在混凝土浇筑完成之后,我们应当采取一些有效的工艺手段,让水化反应发生得更快更彻底。这种建立合适水化反应环境的工作,就是混凝土养护的过程。为了让水化反应快速充分完成,使混凝土硬化凝结速度加快,我们要防止成型混凝土的过度风吹、寒冷、干燥、暴晒。这些恶劣的环境都会使其产生异常缩或是裂缝破坏。对此,我们在混凝土浇筑完成后,要对其表面进行及时洒水养护,以保护表面湿润,防止表面过干造成的裂缝。表面养护的具体要求有:
(一)养护混凝土的时间不应当少于28天。
(二)低塑性混凝土应当在浇筑完成之后,马上进行喷雾养护,之后再进行及时的洒水养护。而塑性混凝土也应当在浇筑完成的6-18小时之内开始进行洒水养护工作。
(三)混凝土的养护应当连续进行,中间不要中断,确保在养护期间内,被养护建筑一直处在表面温润的状态。
总结:
由上面的分析我们可以知道,混凝土的施工技术对于整个土木工程建设具有很重要的作用。在进行施工以前,一定要清楚了解到混凝土的结构特点,各环节的施工技巧。针对施工中出现的问题进行有针对性地处理。惟有如此,才可以促使问题快速得到解决,以得到保障混凝土施工质量达标,为土木工程建设打好基础。
参考文献:
[1] 陈本沛.混凝土结构理论和应用研究的理论与发展[M].大连理工大学出版社,1994
[2] 吴景海.土工合成材料加筋的试验研究和有限元分析[D].博士论文,天津大学,2003
[3] 陈宏山.土木工程发展中的几个重点问题[J].建筑与结构设计,2007(02)
关键词:土木工程;混凝土施工;施工技术
中图分类号:TV331文献标识码: A
引言:在土木工程施工中,混凝土的应用是非常广泛的,混凝土施工技术的质量直接影响到工程的质量,所以要对混凝土的施工质量给予足够的重视。在土木工程中,有很多的施工单位,施工中的每一个环节都需要紧密的沟通,只有有效的协调好各个施工单位间的工序,才能够保证工程的顺利进行。在施工的全部程序中,混凝土作为一项重要的施工程序,对于整个工程的质量有重要的影响,因为土木工程施工的发展进步,对于混凝土技术提出了更为严格系统的要求。对于混凝土的施工工艺的研究,具有很重要的现实意义。本文对混凝土的原料组成、搅拌、运输、施工、养护各个环节进行了逐步分析研究。
一、混凝土施工存在的问题 1混凝土原料要求1.1对水的要求。
在混凝土施工的各用水环节里,不能使用没经过处理的沼泽水、工业污水、工业废水。预应力混凝土以及钢筋混凝土不得应用海水。拌制混凝土要符合下面的要求:水中不得有影响混凝土硬化凝结的糖类与油类,PH值必须大于4,硫酸盐含量不得超过1%。1.2对水泥的要求。
使用水泥时一定要区别水泥强度等级,掌握正确的使用办法。由工程基础情况为标准,选择合适的水泥种类。1.3对骨料的要求。
混凝土中最基本的骨料成分是砂石,根据砂石掺入比,我们知道,它的需求量是非常大的。在土木工程施工时,应该进行统筹规划,仔细研究砂石质量、力学指标、开采储存办法等。对于骨料应当从经济、优质、就地取材等几个原则出发,进行合理选择。可以用天然骨料,可以用人工骨料,也可以用混合骨料。2.配料和搅拌要求2.1配料准备前提:
水泥进场的时候,要按照级别、包装、品种、出厂日期、装配仓号等进行一一检查,而且还要对安全性、强度等性能指标实行复验制度。其质量一定要符合国家标准。如果在使用过程中,对水泥的质量与出厂日期产生质疑,可以要求复验,复验不合格的水泥产品,不得继续使用。预应力混凝土中,绝对不能使用含有氯化物水泥。2.2混凝土配合比要求:
在正式配料之前,应当要进行配比实验,而不得根据经验进行配比。在保证水泥质量的同时,也要注意合理与经济的原则。对于检查发现的错配、少配、漏配的混凝土禁止出仓。生产混凝土过程中,石、砂实际含水量可能同设计配比含水量有差距,施工中要随时根据现场测试结果进行配合比调整。
2.3对投料量的要求:
搅拌机承载混凝土量不应过多,投料量应控制于搅拌机额定容量以下。根据施工配合比、搅拌机型号,对投料量进行科学要求。
2.4混凝土施工要求
在对混凝土进行浇筑之前,要认真检查模板尺寸、标高、强度、位置等,并检查预埋件同钢筋的位置是不是准确。把检查结果记录在隐蔽工程情况表内。在雨雪等天气情况下,不应露天进行混凝土浇筑工作。在对竖向结构进行混凝土浇筑时,应当先在底部填进与混凝土砂浆相匹配的水泥砂浆,在浇筑期间不能发生离析。若浇筑高度大于三米,应当用振动溜管让混凝土实现下落。应当边施工,边对模板、钢筋、支架、预埋件和预留孔洞进行随时检查。发现移位变形,随时处理。最后,要确保混凝土的密实均匀,模板空间内不要留有缝隙。为保障混凝土的完整,浇筑中的间歇时间要尽量缩短。
因为一些设备、技术、人力等方面原因的限制,混凝土浇筑无法实现连续工作而必须出现间歇且间歇时间大于初凝时间的时候,那么应当留有施工缝。施工缝位置应当由施工技术与设计要求共同决定。由于施工缝处新旧混凝土结合力比其余部分要差,所以,应当把施工缝留在便于施工的部位,且该部位所受的结构剪力一定要小。
混凝土在浇筑入模之后,一定要进行即时充分的振捣工作,让刚进入模板的混凝土马上充满到每个角落,把气泡排出去,使之尽可能地做到均匀性与密实性的最优化。振捣方式分成机械振捣和人工振捣。一般情况下应采用机械振捣,当工程量小或者缺少机械的情况下,应用人工振捣。
二、混凝土施工工艺
2.1 浇筑
在混凝土浇筑前,应检查模板的标高、位置、尺寸、强度和刚度是否符合要求;检查钢筋和预埋件的位置、数量和保护层厚度,并将检查结果填入隐蔽工程记录表;清除模板内的杂物和钢筋的油污;对模板的缝隙和孔洞应堵严;对木模板应用清水湿润,但不得有积水。在地基或基土上浇筑混凝土时,应清除淤泥和杂物,并应有排水和防水措施。对干燥的非粘性土,应用水湿润;对未风化的岩土,应用水清洗,但表面不得留有积水。在降雨雪时,不宜露天浇筑混凝土。混凝土的浇筑,应由低处往高处分层浇筑。每层的厚度应根据捣实方法、结构的配筋情况等因素确定。
在浇筑竖向结构混凝土前,应先在底部填入与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆;浇筑中不得发生离析现象;当浇筑高度超过3m时,应采用串筒、溜管或振动溜管使混凝土下落。在混凝土浇筑过程中应经常观察模板、支架、钢筋、预埋件、预留孔洞的情况,当发现有变形、移位时,应及时采取措施进行处理。
混凝土浇筑后,必须保证混凝土均匀密实,充满整个模板空间,新旧混凝土结合良好,拆模后,混凝土表面平整光洁。为保证混凝土的整体性,浇筑混凝土应连续进行。当必须间歇时,其间歇时间宜缩短,并应在前层混凝土凝结前将次层混凝土浇筑完毕。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。
2.2 施工缝
由于技术上的原因或设备、人力的限制,混凝土的浇筑不能连续进行,中间的间歇时间需超过混凝土的初凝时间,则应留置施工缝,施工缝的位置应在混凝土浇筑前按设计要求和施工技术方案确定。由于该处新旧混凝土的结合力较差,是结构中的薄弱环节,因此,施工缝宜留置在结构受剪力较小且便于施工的部位。
2.3 捣实
混凝土的捣实就是使入模的混凝土完成成型与密实的过程,从而保证混凝土结构构件外形正确,表面平整,混凝土的强度和其他性能符合设计的要求。混凝土浇筑入模后应立即进行充分的振捣,使新入模的混凝土充满模板的每一角落,排出气泡,使混凝土拌和物获得最大的密实度和均匀性。
混凝土的振捣分为人工振捣和机械振捣。人工振捣是利用捣棍或插钎等用人力对混凝土进行夯、插,使之成型。只有在采用塑性混凝土,而且缺少机械或工程量不大时才采用人工振捣。采用机械振实混凝土,早期强度高,可以加快模板的周转,提高生产率,并能获得高质量的混凝土,应尽可能采用。
2.4.混凝土养护技术
混凝土的凝结与硬化是水泥与水产生水化反应的结果,在混凝土浇筑后的初期,采取一定的工艺措施,建立适当的水化反应条件的工作,称为混凝土的养护。为使混凝土中水泥充分水化,加速混凝土的硬化,防止混凝土成型后因曝晒、风吹、干燥、寒冷等自然因素的影响出现不正常的收缩、裂缝破坏等现象。混凝土浇筑完毕后应及时洒水养护保持混凝土表面湿润。混凝土表面的养护要求:
(1)塑性混凝土应在浇筑完毕后6~18h 内开始洒水养护,低塑性混凝土宜在浇筑完毕后立即喷雾养护,并及早开始洒水养护。
(2)混凝土应该连续养护,养护期内必须确保混凝土表面处于湿润状态。
(3)混凝土养护时间不宜少于28d。
总结:
由上面的分析我们可以知道,混凝土的施工技术对于整个土木工程建设具有很重要的作用。在进行施工以前,一定要清楚了解到混凝土的结构特点,各环节的施工技巧。针对施工中出现的问题进行有针对性地处理。惟有如此,才可以促使问题快速得到解决,以得到保障混凝土施工质量达标,为土木工程建设打好基础。参考文献:
[1] 陈本沛.混凝土结构理论和应用研究的理论与发展[M].大连理工大学出版社,1994.
[2] 吴景海.土工合成材料加筋的试验研究和有限元分析[D].博士论文,天津大学,2003.