央企信托-城投债项目

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    这些条件对施工控制非常不利,给悬索桥的施工控制提出了难题

    悬索桥的施工控制是在对实际结构进行分析计算的基础上得出的,结构的非线性将会在很大程度上影响计算结果的精确程度,处理悬索桥非线性问题是悬索桥施工控制计算的难点

    悬索桥的非线性因素有: 　　（1）荷载作用下结构大位移引起的非线性 　　（2）缆索自重引起的非线性

     　　（3）缆索初始内力引起的非线性

     　　对于目前比较好的解决方法是用有限位移法求解时,其刚度矩阵考虑非线性因素

    监测是悬索桥施工控制中的另一个难点

    目前悬索桥大多在大江、大河或悬崖、峡谷上进行,受风的影响非常突出,无风的情况比较少,可能在需要观测的时候很难遇到无风的天气

    空缆状态下,大风可能将主缆吹离其中心线几十厘米,并且引起主缆的颤振,这会增加主缆测量的难度,需要有经验的测量人员并且抓紧无风时进行测量

     　　悬索桥多用在大跨度结构中,在几百米跨径范围内,温度可能有差异,由于温度差异对主缆的影响造成主缆伸长量不一,但在计算中取的温度参数为一定值,在大跨悬索桥中,计算所取的温度与实际温度的差值可能引起主缆几厘米的误差,采用较为稳定的早晚进行,把温度影响过滤掉

    除了风和温差等不利因素外,大雾和下雨也将影响观测的进行

    对于观测的解决方法一般是放在夜间进行,可以选择月圆风小的夜晚,夜间受温差和大雾、大风影响较小,可以认为测量不受外界环境的影响

    但夜间监测也可能会有不利的因素,例如主跨基准索股的架设,需要连续观测三昼夜并且保证稳定以后才能继续施工,长期夜间作业会降低操作人员注意力,造为错误,所以目前提出的解决方案不尽人意,需要改进测量程序

     　　二、现行悬索桥施工控制的不足 　　悬索桥施工控制的难点从侧面反映了目前施工控制的不足之处

    以下几条是现行悬索桥施工控制的主要不足之处: 　　（1）需要进行大量的计算和现场监测,这需要大量的人工工作

     　　（2）受观测误差和仪器噪声的影响很不确定,需要有丰富经验的工程师进行分析判断,受人为影响比较大

     　　（3）仪器受外界环境影响比较明显例如大风、温度骤变、大雾和雷雨天气等

     　　（4）监控有一定的延时性,我们对测得的参数进行分析和计算机输入需要时间,再将其计算结果运用于施工监控又需要时间,这其中参数可能发生大的变化,需要进行复核,这就浪费了大量的人力物力

     　　（5）由于需要人工进行操作,对于大桥的监控很难做到时时进行,这可能错过对危险应力的监控,以致危害桥梁的情况出现

     　　三、对悬索桥施工控制改进的几点意见 　　1、桥塔监测方法的改进 　　对于一个大型桥梁系统,参数识别是非常重要的一步

    减少人为失误对于参数的影响主要是通过减少人对于数据的处理工作量,主要考虑的步骤是尽量使用自动化仪器

    桥塔的标高是悬索桥施工控制的一个关键点,因其高度大、刚度小,受温度和风的影响比较显著,监测难度很大,与实际对桥塔放样的高要求形成鲜明对比,作者通过日本南备赞大桥施工录像的启迪,建议考虑使用激光照射仪器来替代现在的观测仪器

    激光的好处是发散小,受外界影响较小,用于观测其精度是完全满足的,同时不用长期占用全站仪,省去了一些中间过程

    具体实施是将激光照射仪器固定在不受大风和日晒并能观测到桥塔的位置,根据理论计算值调整激光照射仪器角度,使其对照桥塔顶部的设计位置,并可以用全站仪进行校正

    与此同时,在桥塔根部安装一个激光照射仪器对照桥塔顶部,用于校准桥塔顶部偏位

    桥塔温度与应力的观测可借助预埋在桥塔混凝土内部的传感仪器来进行监测

    将应力监测仪器预先捆绑在桥塔内部钢筋上,其导线引到桥塔外部;将温度测定仪器在混凝土浇筑时埋入桥塔内,同样将导线引到桥塔外部

    把引出的导线分类按编号引入接收器,输入计算机以供处理分析

     　　2、大桥主缆监测方法的改进 　　同理,对于主缆的观测也可采用相似的方法以尽量减少误差

    主缆在架设时对温度变化和大风天气比较敏感,对于主缆的观测同样是一件难题,无论用什么样的观测网,由于观测的物体很难处于静止状态,观测误差是很难克服的

    选择无风的夜晚是一个好的解决办法,但夜间施工所用照明对温度参数会有一定影响,这需要在数据分析中加以考虑:但个人认为选择阴天或是在一天中温度稳定的时段架设调整主缆能更好的减少架设测量误差

    如果根据温度自动调整观测仪器,使仪器自动对准理论主缆位置,给施工技术人员直接的提示,可以使施工控制更加直观一般情况考虑将照射仪器架在地面不受风吹雨淋和日照的地方将主缆各点的温度传感仪传回的数据进行计算机分析,求出各跨固定桩号点主缆高程,自动调整照射仪器使其对准理论主缆高程,通过两台照射仪器同时照准同一点以确定主缆有无偏离中心位置,通过自动照准仪器可以将主缆监测变得简单可行

     　　对于跨径较大的悬索桥主缆监测,可以根据情况使用GPS监测系统

    由于GPS是收卫星定位,各个测点间是完全同步的,由对称测点可得出转角来,这是常规测量方法难以实现的;利用GPS测定位移自动化程度高:从接收信号,捕捉卫星,到完成RTK(RealTimeKinematic)差分都可由仪器自动完成,所测三维坐标可直接存入监控中心服务器进行大桥施工控制分析:GPS定位平面精度为10mm,高程精度为20mm

    GPSRTK差分系统是由GPS基准站、GPS监测站和通信系统组成

    基准站将接收到的卫星差分信息经过光纤实时传递到监测站

    监测站接收卫星信号及GPS基准站信息,进行实时差分后可实时测得站点的三维空间坐标

    此结果将送到GPS监控中心

    监控中心对接收机的GPS差分信号结果进行桥梁主缆位移d、转角A计算,提供大桥施工控制方进行分析

     　　3、远程快速监控的实施 　　应力监测和位移监测等得到的数据需要及时处理,以便施工控制人员在最短的时间作出反应

    目前由于种种限制,施工控制人员一般将监控得到的数据抄回进行滤波分析,再用计算机处理,处理完毕再将监控结果返回施工现场进行指导施工

    这样做的结果是不能及时进行监控和处理,还可能在中间环节遗失原始数据

    早在以前就有摄像机进行远距离监控,但在内力与位移进行定量监控时还有很大的不足,目前网络技术发达,可以借助网络实现远程实时监控

    对已有的各种悬索桥施工控制进行分析,找出在这些悬索桥施工控制中各种参数的相关性和敏感性(对参数进行相关性分析,找出其中的独立参数,并确定各参数的相互关联情况,根据所需控制的各项指标的重要程度,对各参数进行敏感性分析,找出影响重要控制指标最有效的参数),对它们进行标示

    确定被估计参数与结构状态测量值的函数关系,根据最优估计原理,确定最佳估计方程,然后估计出真实的结构控制参数

    对于已经处理好的参数通过网络传输,将其传输到施工控制计算机上,进行结构受力和位移分析,及时调整预测量,对比观测量与理想设计状态,预测下一步施工是否安全和满足设计要求,达到施工控制的目的

     　　【结束语】 　　悬索桥的施工控制发展到现在已经取得了很大的成果,对于大跨径桥梁的发展有着不可忽视的贡献

    同时,随着悬索桥跨径的增大和新形式的不断涌现,对施工控制又不断提出新的要求,需要悬索桥的施工控制不断发展

    　　 　　【参考文献】: 　　【1】李德寅,王邦桅,林亚超.悬索桥【M】.北京:科学技术文献出版社,1996. 　　【2】黄耀怡.大跨度悬索桥技术概要及通用施工方法【J】.铁道建筑技术,2008(5):1. 　　【3】向中富.桥梁施工控制技术【M】.北京:人民交通出版社,2001. 　　【4】黄建华.悬索桥施工控制的基本框架【J】.铁道建筑技术,2008(8):2. 　　【5】李江乐.悬索桥的施工控制综述【J】.山西建筑,2008,34(1):3252326.　　 分析探讨计算机辅助建筑设计在绿色建筑设计中的广泛运用

       　　随着新兴科技的崛起，各项工业技术也开始大力发展，很多工厂需要大量开采与利用自然资源完成自身技术的改造，这种现象愈发严重，导致生态环境遭到了极大的破坏

    在人们强烈呼吁停止对当前自然的污染以防本就不太乐观的生态环境继续恶化的大背景下，建筑业提出了“绿色建筑设计”这一环保的建筑设计概念，受到了多方好评

    这一设计理念要求在设计过程中，要充分考虑到建筑的使用、构造与维护、拆迁是否与环境保护息息相关，在保证消耗最少生态能源的前提下进行对建筑的设计

    “绿色建筑设计”这一概念的提出，不仅仅减缓了能源的枯竭速度，还培养了建筑设计人员的创新思维与能力，将建筑业的发展引向一条新的道路

    随着这一概念的普及，传统的建筑设计方式已经不能满足设计方案，建筑设计人员开始使用计算机进行设计，辅佐绿色建筑设计方案的完成

    而计算机根据自身特点，充分运用于建筑设计中，取得了显著的成果

      　　1 利用计算机对建筑设计进行辅助的优势  　　（一）对建筑设计策划方案的敲定  　　在建筑设计人员初步拟定建筑设计方案的时候，可以通过计算机对该方案进行预算与测评；计算机独有的CAAD系统能够准确、快速地将该设计方案中提到的建筑模型、数据等带入系统的数据库里进行比对，在比对完成后通过系统内部的测评功能对该设计方案进行仔细的分析评核，反馈该方案中的各个指标系数是否符合标准、模型建立是否正确、是否保证最大节能等信息；  　　在对该方案提出意见与建议后，设计人员根据系统反馈的信息对设计方案进行修改，再次使用CAAD系统进行测评，反复评核后确立最终的设计方案；  　　这相比传统的设计方案修改方式，显然节约了大量的时间与精力，系统代替人脑对方案进行测评，不仅所耗时间少，而且保证了方案的准确率

      　　（二）有着先进的图形设计技术与建立数字模型的技术  　　以前没有采用计算机辅助建筑技术的时候，设计人员设计出建筑草图之后，只能将建筑按照比例画在平面图上，一浪费时间，二缺乏直观性与准确度

      　　计算机的建筑CAD技术专门针对图形的设计与模型的建立；设计人员首先用AutoCAD绘制建筑设计图，再利用SketchUp设计软件将整个设计草图修改并呈现出来，这就取代了人工手绘的步骤，减轻工作负担；然后利用3DMax软件，根据设计草图上的建筑，按照建筑的体量与比例初步建立一个模拟模型，再根据设计方案的细节对模型的不同部位进行尺度比例的推敲，确定建筑的大体形象，看是否符合方案中的设计要求；最后渲染产品，利用图形设计合成软件Photoshop对渲染出的模型进行上色处理，看建筑的颜色、材质是否与设计方案和各项指标相吻合

      　　这样的计算机辅助建筑设计方式，不仅仅打破了之前由于空间局限而不能立体地对所设计的建筑进行全方位观察的僵局，使设计人员观察的视点不再受到限制，而且节约了设计成本，还有利于立体地修改设计方案，使建筑设计人员不再受客观因素影响，培养了其创新思维，推动了建筑设计行业的发展

      　　2 计算机辅助建筑设计在绿色建筑设计中的应用  根据计算机辅助建筑设计的自身特点，将其与绿色建筑设计理念相结合，是当今建筑设计行业的一个必然发展趋势

    本文对如何将计算机辅助建筑设计技术运用于绿色建筑的设计中，作出了详细的分析

     　　（一）绿色建筑设计过程与计算机建筑性能的模拟整合  　　1、绿色建筑的设计过程  　　相对于其他的传统建筑设计过程，绿色建筑的设计过程要更加复杂与繁琐；它本身具备所有传统建筑设计过程的每一个步骤，除此之外，它必须要基于环保、节能的可行性这一大前提下进行设计，就需要设计人员根据这一要求反复地对设计方案进行修改与评测，考虑此设计方案的可行性；　2、绿色建筑设计过程与计算机辅助建筑性能模拟  　　由于绿色建筑设计本身存在着复杂性，又加上建筑设计的环境及其不稳定，给整个设计过程带来了相对的困难；设计人员要通过计算机准确判断设计方案的可行性，必须要采用模拟分析技术去指导绿色建筑过程；  　　运用建筑能耗模拟软件；某大学的建筑系开发了一个模拟项目，在基于计算机对绿色建筑设计模拟辅助的原则下，设计人员规划出模拟辅助设计的具体流程，将绿色建筑进行分段设计，将整体与部分相结合，保证每一个设计阶段的同步性，再根据草图在3DMax中进行建模设计，启动建筑能耗软件，对此建筑设计与施工中需要消耗的资源进行详细分析，剔除不需要用到的设计资源与材料，控制设计中所提及的资源用量，优化了设计方案，优化数据如下：  　　节省了人工设计方案约80%的时间；投资费用减少了16%；建筑所需的费用在原有方案上节省了近20%，节约建筑本身使用的自然资源为32%，节省建筑所消耗的环境自然资源为27%，重复作业的绘图费用为0

      　　根据此实验项目的结论可以看到，将计算机辅助建筑设计的功能与绿色建筑设计方案相结合，可以确保设计方案在任何一个阶段都得到计算机权威、科学的定量分析，评测以后反馈的信息能够指导方案的再次优化，降低了重复作业的绘图率，一定程度上保证了绿色建筑设计的完整性

      　　（二）计算机辅助绿色建筑设计的具体内容  　　1、计算机CAAD系统下的各项建筑软件将设计人员的设计方案进行优化后，根据绿色建筑的理念，生成对建筑有各项要求的草图；  　　2、对建筑施工周边环境的分析与评测；通过设计人员输入建筑消耗能源的数据与周边地理环境的各项数据，系统自动分析整个建筑环境所消耗的能源程度，评测该建筑的绿色可行性，并针对设计方案中不合理使用能源的情况进行修改，控制该建筑对生态环境的恶化程度，使建筑在自身的设计上满足绿色建筑的基本原则，同时减少对周边生态环境资源的利用；  　　3、模拟光照技术；计算机利用CAAD系统下的Lightscape软件，可以根据设计图模拟出整个建筑内部的光照方向、进光量多少、光能传递大小等实际光照；根据建筑的大小、高度来计算实际的太阳光，反馈出光照数据；设计人员可根据软件反映的信息对整个设计方案进行修改，确保以最大限度、最环保的方式将自然光输送进整个建筑；  　　4、制作虚拟动画满足绿色建筑的设计要求；通过三维软件制成3D动画，利用直观的图像仿真形式指导设计人员修改建筑设计方案；模拟建筑的使用程度，反馈此建筑的可消耗能源性；模拟建筑的周边环境气候、温度等，评测此建筑对自然资源的最低使用性是否达标，建筑设计人员根据以上数据对设计方案进行评价与修改；  　　5、CAAD系统的分析评测功能可以在计算机模拟软件运行时，随时将设计方案中的各项数据信息在模拟中的运用反馈给设计人员，保证整个绿色建筑设计过程的循环性，即接收数据—模拟计算—反馈—修改—接收数据……；计算机辅助设计与绿色建筑设计相结合，保证了此设计方案能够在循环的过程中被不断地修改、优化，完善了设计过程，控制了自然资源的消耗

      　　3 结语  　　随着计算机辅助建筑设计在绿色建筑设计中的广泛运用，越来越多的计算机建筑软件被开发，技术性也越来越强，无形中提高了对建筑设计人员的技术要求

    掌握计算机辅助建筑设计的操作技术，熟知CAAD系统下的每一项软件的运作性能，是当前建筑设计人员的首要任务

    除此之外，还要清楚了解计算机辅助建筑设计功能与绿色建筑设计相结合的特性，才能保证自身绿色设计方案的质量与水平

      　　参考文献  　　【1】潘梅青.计算机辅助建筑设计与绿色建筑设计的结合探讨【J】.城市建设理论研究（电子版），2011，（22）  　　【2】毛鸿霖.浅析计算机辅助建筑设计与绿色建筑设计结合【J】.科技传播，2010，（12）：191，193  　　【3】袁春晓，于军.计算机辅助绿色建筑设计初探【J】.科技资讯，2010，（22）：77-77  　　【4】高长征.计算机辅助建筑设计课程教学探讨【J】.科技信息，2010，（21）：179  　　【5】董晓丽.计算机辅助建筑设计在教学中的应用研究【J】.北京城市学院学报，2010，（1）：69-73 

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