時間：2023-03-21 17:16:13
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??鑒于這一會議的論壇性質，以下僅就會上提出的一些問題及建議作一歸納，提交與會專家考慮并審議。
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??一、土建結構工程的安全性
??結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力，是結構工程最重要的質量指標。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準，也與結構的正確使用（維護、檢測）有關，而這些又與土建工程法規和技術標準（規范、規程、條例等）的合理設置及運用相關聯。
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??1．我國結構設計規范的安全設置水準
??對結構工程的設計來說，結構的安全性主要體現在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性與結構的耐久性等幾個方面。我國建筑物和橋梁等土建結構的設計規范在這些方面的安全設置水準，總體上要比國外同類規范低得多。
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??1.1構件承載能力的安全設置水準
????與結構構件安全水準關系最大的二個因素是：1）規范規定結構需要承受多大的荷載（荷載標準值），比如同樣是辦公樓，我國規范自1959年以來均規定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現已確定在新的規范里將改回到200公斤)，而美、英則為240和250公斤；2)規范規定的荷載分項系數與材料強度分項系數的大小，前者是計算確定荷載對結構構件的作用時，將荷載標準值加以放大的一個系數，后者是計算確定結構構件固有的承載能力時，將構件材料的強度標準值加以縮小的一個系數。這些用量值表示的系數體現了結構構件在給定標準荷載作用下的安全度，在安全系數設計方法(如我國的公路橋涵結構設計規范)中稱為安全系數，體現了安全儲備的需要；而在可靠度設計方法(如我國的建筑結構設計規范)中稱為分項系數，體現了一定的名義失效概率或可靠指標。安全系數或分項系數越大，表明安全度越高。我國建筑結構設計規范規定活荷載與恒載（如結構自重）的分項系數分別為1.4和1.2，而美國則分別為1.7和1.4，英國1.6和1.4；這樣根據我國規范設計辦公樓時，所依據的樓層設計荷載（荷載標準值與荷載分項系數的乘積）值大約只有英美的52%（考慮人員和設施等活載）和85%（對結構自重等恒載），而設計時據以確定構件能夠承受荷載的能力（與材料強度分項系數有關）卻要比英美規范高出的10~15%，二者都使構件承載力的安全水準下降。日本與德國的設計規范在某些方面比英美還要保守些。一些發展中國家的結構設計多根據發達國家的規范，就如我國解放前和建國初期的結構設計方法參照美國規范一樣。至于中國的香港和臺灣，至今仍分別以英國和參考美國規范為依據。這里需要說明的是，在其他建筑物的活荷載標準值上，與國外的差別并沒有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類型的結構在安全設置水準上與國際間的差距并不相同，比如鋼結構的差距可能相對小些。
????公路橋梁結構的情況也與房屋建筑結構類似，除車載標準外，荷載分項安全系數（我國規范對車載取1.4，比國際著名的美國AASHTO規范的1.75約低25%）與材料強度分項安全系數均規定較低。
????盡管我國設計規范所設定的安全貯備較低，但是某些工程的材料用量反而有高于國外同類工程的，這里的問題主要在于設計墨守陳規，在結構方案、材料選用、分析計算、結構構造上缺乏創新。
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??1.2結構的整體牢固性
????除了結構構件要有足夠承載能力外，結構物還要有整體牢固性。結構的整體牢固性是結構出現某處的局部破壞不至于導致大范圍連續破壞倒塌的能力，或者說是結構不應出現與其原因不相稱的破壞后果。結構的整體牢固性主要依靠結構能有良好的延性和必要的冗余度，用來對付地震、爆炸等災害荷載或因人為差錯導致的災難后果，可以減輕災害損失。唐山地震造成的巨大傷亡與當地房屋結構缺乏整體牢固性有很大關系。2001年石家莊發生故意破壞的惡性爆炸事件，一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞，竟導致整棟樓的連續倒塌，也是房屋設計牢固性不足的表現。
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??1.3結構的耐久安全性
????我國土建結構的設計與施工規范，重點放在各種荷載作用下的結構強度要求，而對環境因素作用（如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質侵蝕）下的耐久性要求則相對考慮較少?；炷两Y構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故，其嚴重程度已遠過于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害，所以這個問題必須引起格外重視。我國規范規定的與耐久性有關的一些要求，如保護鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護層最小厚度和混凝土的最低強度等級，都顯著低于國外規范。損害結構承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高結構構件承載能力的安全設置水準，在一些情況下也有利于結構的耐久性與結構使用壽命。
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??2．調整結構安全設置水準的不同見解
????我國結構設計規范的安全設置水準較低，與我國建國后長期處于短缺經濟和計劃體制的歷史條件有關。但是，能夠對土建結構取用較低的安全水準并基本滿足了當時的生產與生活需求，而且業已歷經了較長時間的考驗，這是國內土建科技人員經過巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全儲備較低，抵御意外作用的能力相對不足。如果適當提高安全設置水準將有利于減少事故的發生頻率和提高工程抗御災害的能力。國內發生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐敗和不善以及嚴重的人為錯誤所致?，F在提出要重新審視結構的安全設置水準，主要是基于客觀形勢的變化，是由于我們現在從事的基礎設施建設要為今后的現代化奠定基礎，要滿足今后幾十年、上百年內人們生產生活水平發展的需要，有些土建結構如商品房屋則更要滿足市場經濟條件下具備商品屬性的需要。國內近幾年來已對建筑結構安全度的設置水準組織過幾次討論，在如何調整的問題上存在較大的意見分歧，這次科技論壇上同樣反映了這些不同的見解：
????1）認為我國現行規范的安全設置水準是足夠的，并已為長期實踐所證明，而國外就沒有這種經驗。我國取得的這一成功經驗決不能輕易丟掉，在安全度上不能跟著英美的高標準走；安全度高了是浪費，除個別需調整外，總體上不必變動。
????2）認為我國規范的安全度設置水準盡管不高，但在全面遵守標準規范有關規定，即在正常設計、正常施工和正常使用的“三正?！睏l件下，據此建成的上百億平米的建筑物絕大多數至今仍在安全使用，表明這些規范規定的水準仍然適用；但是理想的“三正常”很難做到，同時為了縮小與先進國際標準的差距以及鑒于可持續發展和提高耐久性的需要，在物質供應條件業已改善的市場經濟條件下，結構的安全設置水準應適當提高。這種提高只能適度，因為我國目前尚屬發展中國家。
????3）認為我國規范的安全設置水準應該大體與國際水準接近，需要大幅度提高。這是由于隨著我國經濟發展和生活水平不斷提高，土建工程特別是重大基礎設施工程出現事故所造成的風險損失后果將愈益嚴重，而為了提高工程安全程度所需要的經費投入在整個工程（特別是建筑工程）造價中所占的比重現在已愈來愈低，材料供應也十分充裕。過去的低安全水準只是適應了以往短缺型計劃經濟年代的需要，但決不是沒有風險，如果規范的安全水準較高，曾經發生過的有些安全事故本來是可以避免的，而規范的這一缺陷在一定程度上為“三正常”的提法所掩蓋。在建的工程要為將來的現代化社會服務，安全性上一定要有高標準。低的安全質量標準在參與將來的國際競爭中也難以被承認，即使結構設計的安全設置水準能夠提高到與發達國家一樣，由于我們的施工質量總體較差，結構的安全性依然會有差距。
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??3、結構設計規范的概率可靠度設計方法
????自1984年國家建委和國家建設部頒布了建筑結構設計統一標準以來，我國的建筑結構設計規范已從80年代末期起拋棄了傳統的多安全系數設計方法，從而統一采用以概率理論為基礎的可靠度設計方法；其它的工程部門如公路、鐵路、港口、水利的結構設計規范也正在或計劃作這樣的轉變。我國規范的可靠度設計方法是參考國際上的相應標準ISO2394并經過國內科技人員努力后得以實施的。將可靠度設計方法用于結構設計規范，在國際學術界內通常被看成是一種發展趨勢，但在工程內界則存在不同看法。盡管有了ISO2394，國外卻鮮有重要或著名的結構設計規范已直接采用了可靠度設計方法，至今仍采用多安全系數設計方法或稱荷載抗力系數法。在我國，對于建筑結構設計規范中的可靠度設計方法以及企圖將我國各個行業的各種結構設計規范都用可靠度方法統一起來的做法，雖然工程設計界頗有微詞，但學術界持贊成和肯定者是主流，不過仍不時有人對可靠度方法用于設計規范的適用性提出質疑。這次科技論壇上則較為集中地反映了對規范可靠度方法的意見分歧。
????對我國規范的可靠度設計方法持肯定意見的專家認為這是重大的科技進步，可靠度方法對安全度的概率定義要比定值的安全系數更清晰、更科學、更合理，當然概率可靠度設計方法本身尚有不少缺陷，有待進一步修改完善。持相反意見的人則認為，結構設計規范所面向的是類型多樣的復雜群體，在安全度上需要考慮的不確定性與不確知性非常復雜，并不是“從統計數學觀點出發的概率定義”所能科學描述或處理；規范可靠度方法在我國十多年的實踐表明，它并沒有給結構設計的安全性帶來明顯實效，反而造成了安全概念上的某些混亂；對工程技術人員來說，結構的安全度用可靠指標和虛假的失效概率表達后變得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系數那樣從安全儲備出發的度量方法更為直觀和便于處理具體工程的安全問題；現行設計規范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他們認為半概率的多安全系數方法更適用于規范，也不排斥可靠度分析的結果可以作為一種參考，在綜合判斷安全系數的合理取值時予以考慮。
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??二、土建結構工程的耐久性
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????土建結構工程的耐久性與工程的使用壽命相聯系，是使用期內結構保持正常功能的能力，這一正常功能包括結構的安全性和結構的適用性，而且更多地體現在適用性上。
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??1、土建結構工程的耐久性現狀
????大多數土建結構由混凝土建造?；炷两Y構的耐久性是當前困擾土建基礎設施工程的世界性問題，并非我國所特有，但是至今尚未引起我國政府主管部門和廣大設計與施工部門的足夠重視。
????長期以來，人們一直以為混凝土應是非常耐久的材料。直到70年代末期，發達國家才逐漸發現原先建成的基礎設施工程在一些環境下出現過早損壞。美國許多城市的混凝土基礎設施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時期內就出現劣化；據1998年美國土木工程學會的一份材料估計，他們需要有1.3萬億美元來處理美國國內基礎設施工程存在的問題，僅修理與更換公路橋梁的混凝土橋面板一項就需800億美無，而現在聯邦政府每年為此的撥款只有50～60億美元。另有資料指出，美國因除冰鹽引起鋼筋銹蝕需限載通行的公路橋梁已占這一環境下橋梁的1/4。發達國家為混凝土結構耐久性投入了大量科研經費并積極采取應對措施，如加拿大安大略省的公路橋梁為對付除冰鹽侵蝕及凍融損害，鋼筋的混凝土保護層最小厚度從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土強度的最低等級也從50年代的C25增到后來的C40，橋面板混凝土從不要求外加引氣劑、不設防水層到必須引氣以及需要設置高級防水膠膜并引入環氧涂膜鋼筋。而我國遭受鹽凍侵蝕地區的公路橋梁在耐久性設計方面至今仍無明確要求，對混凝土保護層和強度的要求僅為2.5cm與C25，與上面提到的加拿大50年代水準一致。國內按這種標準設計的一座大橋，建成后僅8年，由于鹽凍侵蝕，現已不得不部分拆除重建。
????我國建設部于80年代的一項調查表明，國內大多數工業建筑物在使用25～30年后即需大修，處于嚴酷環境下的建筑物使用壽命僅15～20年。民用建筑和公共建筑的使用環境相對較好，一般可維持50年以上，但室外的陽臺、雨罩等露天構件的使用壽命通常僅有30～40年。橋梁、港工等基礎設施工程的耐久性問題更為嚴重，由于鋼筋的混凝土保護層過薄且密實性差，許多工程建成后幾年就出現鋼筋銹蝕、混凝土開裂。海港碼頭一般使用十年左右就因混凝土順筋開裂和剝落，需要大修。京津地區的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用，使用十幾年后就出現問題，有的不得不限載、大修或拆除。鹽凍也對混凝土路面造成傷害，東北地區一條高等級公路只經過一個冬天就大面積剝蝕。我國鐵路隧道用低強度的C15混凝土作襯砌材料，密實度和抗滲性差，不耐地下水與機車廢氣侵蝕，開裂與滲漏嚴重；對幾個路局所轄的隧道進行抽樣調查表明，漏水的占50.4%，其中1/3滲漏嚴重，并導致鋼軌等配件銹蝕以及電力牽引地段漏電，影響正常運行，而1999年頒布的鐵路隧道設計規范仍未能對隧道的耐久性問題采取適當的對策，如適當提高混凝土的最低強度等級和在混凝土中摻入化學纖維等。
????耐久性問題的嚴重性和迫切性在于我們許多正在建設的工程仍未吸取國際和國內的大量慘痛教訓，還沿著老路重蹈覆轍。一些北方城市新建成的立交橋和高速公路橋，仍沒有在材料性能和結構構造等方面采取必要的防治凍融和鹽害的綜合措施。甚至大型工程如2000年投入運行的珠海蓮花跨海大橋，其主體結構在浪濺區仍采用不耐海水干濕交替侵蝕的C30混凝土與3～4cm厚的保護層厚度。
????有專家估計，我國“大干”基礎設施工程建設的還可延續20年，由于忽視耐久性，迎接我們的還會有“大修”20年的，這個可能不用很久就將到來，其耗費將倍增于當初這些工程施工建設時的投資。
????使混凝土結構的耐久性問題進一步加劇的原因有：
????1)由于混凝土的質量檢驗習慣上以單一的強度指標作為衡量標準，導致水泥工業對水泥強度的不適當追求，使水泥細度增加，早強的礦物成份比例提高，這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質量的檢驗在強度上只要求不低于規定的最低許可值，而國外則同時還要求不高于規定的最高值，如果強度超過了也被認為不合格，這種要求還有利于水泥產品質量的均勻性。
????2)工程施工單位不適當地加快施工進度，尤其是政府行政領導對工程進度的不適當干預?；炷恋哪途眯再|量尤其需要有足夠的施工養護期加以保證，早產有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。國內媒體上大加宣傳的所謂幾個月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程，很可能就是今后注定要花掉更多資金進行大修的短命工程。提前完成合同規定施工期的在國外要被罰款，因為意味著工程質量有遭到損害的可能。
????3)環境的不斷惡化，如廢氣、酸雨，我國的酸雨面積已超過國土的30%。
????當前迫切需要進行的工作是盡快編制橋梁、隧道、港工等基礎設施工程耐久性設計的技術條例，修訂補充現行規范中對結構耐久性的要求。首先需要明確的是各種基礎設施工程的設計工作壽命，在重要工程的設計文件中必須有使用壽命的要求和論證。當前在建的眾多工程在耐久性上之所以仍然沿著重蹈覆轍的道路走，很重要的一個原因是工程設計施工技術人員在耐久性上沒有可資遵循的新依據。更為嚴重的是現行規范中的有些條文，本身就對耐久性有害。為了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術手段，國外有的規范甚至規定在橋梁等混凝土結構中必須加入粉煤灰等摻合料，而我國的鐵路混凝土橋隧施工規范仍在明文禁止使用。此外，工程技術界還存在長期形成的一些過時的看法，對改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顧慮會影響混凝土強度而不愿使用引氣劑，而引氣本應作為改善混凝土耐久性和工作性的常規手段；又如，希望加大水泥用量來保證混凝土強度，而盡可能低的水泥用量本應是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。
????在修訂規范的耐久性要求上，交通部于2001年頒布的港工混凝土結構防腐蝕技術規范已為其它土建工程行業起到較好的示范作用。我們一方面要參照國內外已有的資料和經驗，盡快編寫出相應的設計施工技術文件以應急需，另一方面則要安排系統的研究項目，加大耐久性研究工作的支持力度；混凝土結構的耐久性是當前國際上結構工程學科最為重要的前沿研究領域之一，而我國在這一方面相當落后。混凝土的耐久性研究離不開原材料和環境等特定條件，需要考慮本國的特點，是不能完全依賴國外研究成果的。
????重視混凝土結構的耐久性也是可持續發展的需要。生產混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國土資源并破壞植被與河床，水泥生產排放的二氧化碳已占人類活動排放總量的1/5～1/6，而我國排放的二氧化碳量已居世界第二。我國現在每年生產5億多噸水泥，與之相伴的是年耗20多億方的砂石，長此以往實難以為繼。延長結構使用壽命意味著節約材料，而耐久的混凝土一般又應是水泥用量較低和礦物摻合料(工業廢料)用量較高的混凝土，所以耐久的混凝土正適應環境保護的需要。國際上對橋梁、隧道等土木工程的設計工作壽命多為100年，有的如英國為120年?？紤]到耐久性不足所造成的巨大經濟損失和資源浪費，國際上近年來有要求將這些工程的最低工作壽命進一步延長的趨勢，如提出城市環境中的橋梁至少應有150年。
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??2．土建結構工程使用階段的正常檢測與維護
????結構耐久性和使用壽命的概念，與使用階段的檢測、維護和修理不能分割，對處于露天和惡劣環境下的基礎設施工程來說尤其如此。為了保證結構安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用過程中，應該進行定期檢測和維護。我國有結構工程的設計規范與施工規范，但沒有如何使用的規范。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜賓的南門大橋發生橋面坍落事故，就是因為橋面結構與主拱之間的吊桿在連接處發生銹蝕，如果有定期的檢測要求，這樣的事故很有可能避免。有些國家對于結構的損壞可能導致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程，強制規定必須定期檢測；即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件，因其墜落后容易傷及公眾，也有強制定期檢測的要求。我國由于施工管理水平和事故操作人員的素質相對較差，質量控制與質量保證制度不夠健全，規范對結構安全與耐久性的設置水準又相對較低，已建的工程中往往存在較多隱患，所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測的要求。對于土建結構工程的安全質量，雖然政府已作出了設計與施工的責任單位和個人需對其“終身負責”的規定，但是這種要求執行起來缺乏可操作性。要將結構安全質量事故減少到最低程度，還應以預防為主，通過例行檢測及時發現問題。
????現在國內有大量土建工程因步入老化期需要診治，也有大量已建的違章工程需要評估，更有許多工程發生病害需要診斷和加固，各地已涌現了不少從事土建工程診斷、治理與加固的隊伍，并有蓬勃發展成為一種新興行業的趨勢。出現問題和病害以后再來治理固然重要，但是我們應該更加強調預防。對于在役土建工程的檢測和評估，要建立相應的法規和標準，要有從業人員的注冊和從業機構的資質認證制度，在管理體制上予以規范。
????從國家對公共工程建設的投資和對工程設計的要求來看，需要有工程整個使用期限即全壽命費用支出的論證。只注意工程項目建設的一次投資支出，很少考慮工程建成后需要正常維護與修理的長期費用，不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能，而且經濟上算總賬會很不合算。在發達國家，由于新建工程少，用于維修的費用往往更為主要，英國1978年的土建維修費上升到1965年的3.7倍，1980年的維修費占當年土建費用總支出的2/3。我國雖是發展中國家，現在正大興土木，可是過去建成的大量工程已經或過早老化。國內40％公路橋梁的橋齡已大于25年，加上進入90年代以后交通量猛增，超載嚴重，以往的設計標準又低，路、橋的維修問題十分突出。由于養護維修費用得不到保證，造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費用。在土建工程的投資上，希望有關部門能加大已建工程維修的費用。
????為加速路橋等公共工程建設，國家現在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30年的經營收入作為補償。如果對重要土建工程有必須進行定期檢測與評估的法規，就能保證這些工程在一定期限后歸還國家管理和經營時的良好功能，對于設計工作壽命為100年的橋梁，至少還可正常使用70年，而不至于30年到期后國家接收的已是一個破舊的工程。
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??三、技術規范的作用與管理
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????這次科技論壇對于土建結構工程技術規范的定位、作用與管理也進行了討論并提出了一些看法。
????長期以來，受計劃經濟體制的影響，我們往往視技術規范為法，將規范的具體規定和要求等同于法律條文來對待。技術規范或規程，與各種技術條例、技術要求、工法、指南等技術文件一樣都是技術標準，本身不具有法律作用，只當工程各方（業主、設計、施工企業）認同作為設計與施工的依據并在契約的基礎上，才能作為法律仲裁的依據。將技術問題法制化并強制執行，不利于技術進步和創造性的發揮，反而容易成為推卸責任的借口。當然，政府部門從國家和公眾的整體利益出發，需要在安全、環保等重大原則上對土建工程的設計施工提出必須滿足的最低要求并制定相應的法規，但法規一般并不需要提供如何達到這些要求的具體技術途徑和方法，后者是技術標準的任務。政府也可以原則認可或批準某些重要的技術規范或其中某些內容使用。
????土建工程有著強烈的個性，需要工程技術人員針對具體特點去解決設計與施工問題。所以規范作為技術標準宜強調其指導性而不是強制性。如果規范條文看作為一般意義上的法律條文，就有可能束縛設計施工人員的主動創造性并阻礙新技術的應用。。我國土建工程在結構設計上與國外相比的最大差距就在于方案與技術上的創新，這與以往過分強調規范的法律地位從而形成所謂“結構設計就是規范加計算”的傾向不無關聯。我國的技術規范在編寫風格上也有模仿法律的傾向，極少提及使用者需要注意規范可能存在的某些不足之處或允許并鼓勵使用者在某些問題上可以另辟蹊徑。如果在設計施工中要取代規范中已經落后過時甚至有害的技術規定，則無異于違法行為。相反，只要墨守規范，即使出了事故，就可不負法律責任。這樣就在客觀上降低了對工程技術人員的業務技能要求與職責要求，不利于提高我國建筑企業和從業人員的素質以及參與今后的國際競爭。為了消除這些負面影響并杜絕鉆規范條文的空子進行偷工減料，應有必要建立這樣的共識并作出規定，即遵守了規范條文并不意味著就可免除法律責任。國外有些規范就是這樣規定的。
????企圖不斷加強技術規范的強制性來解決屢禁不止的工程事故，不是解決問題的有效途徑。現在，有關主管部門將建筑結構設計規范中的部分條文抽出來，明確列為強制性條文，同時規定各個設計單位完成的設計，須通過有關部門或其授權委任的其他企事業設計單位的審查，而審查的主要內容就在于對照規范強制性條文的要求，其任務已類似于執法；這種做法是否明智似可商榷。我國土建工程事故頻繁的原因，主要在于管理不善，特別是管理環節上的腐敗；其次是施工操作人員素質低，又難以短期解決；過分強調規范的地位與作用，未能建立與規范配套的完整標準體系，比如缺乏指南、工法等更為詳盡具體的技術文件，可以用來指導和規范設計與施工的各個具體環節，也有一定的關系。從設計角度看，出現事故主要不是由于沒有按照規范強制性條文的規定，而是方案性的錯誤或忽略主要的設計條件；也有一些工程則因過去的設計標準過低，耐久性不足，在使用過程中又缺乏應有的例行檢測而導致失效。其實，要做到設計規范強制條文的要求最為容易，為此請專業人士審查似無必要。重要的工程設計應規定請專業單位全面審核，其要點也應在結構方案、構造方法與計算分析的原則上。從結構設計的國家規范中抽出的強制性條文不免支離破碎，個別條文的規定也不一定適合某些地區和某些工程的具體特點，反而造成麻煩。
????我國幅員廣闊，各地經濟發展很不平衡，技術力量懸殊，環境條件各異，客觀上要求規范能給設計人員更多靈活性，少一些強制性，這樣才能更好地在規范的指導下，根據工程的特點和具體條件去解決問題?？傊?，在規范標準上，要擺脫計劃經濟年代遺留下來的過分強求統一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規范，在工程的安全性和耐久性標準上，可有不同的設置水準。比如上海、北京、廣州這些大城市應該高些，在抗震防災要求上，更應區別對待。全國性的規范訂得愈詳細，其適用性可能變得愈差，造成的混亂也可能愈多；特別象巖土工程那樣的規范更是如此。
????技術標準中的強制性越多，也意味著政府有關部門在具體技術問題上需要承擔的責任越重，而這些本來不該是政府部門的職責。規范中的要求是最低要求，在安全設置水準上，政府需要干預的也應是保證公眾安全的最低要求。對于土建結構的抗震設計，政府有關部門至今仍規定任何部門和個人不得隨意提高抗震的設防標準(建抗586號文件)。事實上，如將商品房的抗震設防烈度提高1度，抗震能力可提高約1倍，而增加的房屋造價相當有限，在眾多城市中可能僅及居民用于室內裝修費用的幾分之一。政府的這一規定無異于限制居民只能購置抗震安全質量標準最低的房屋，如果發生地震造成損害，有關部門如何解釋？
????規范等技術標準的管理體制亟待改善。建國以來，由政府部門負責統管并指定有關企事業單位分別承擔每本規范編寫和修訂工作的做法已越來越不能適應當前的形勢，有些在經費和人力上得不到保證，平時基本上沒有專門人員去搜集了解規范使用中的問題并及時修改補充規范條文；面對新的結構型式、新的材料和新的工藝，規范的過時條文不但成為推廣新技術的阻力，而且有被誤用或盲目套用而造成工程質量安全事故。
????發達國家有關土建結構工程的規范及與之配套的各類技術標準多由行業協會或專業學會編制及管理，規范的翻新周期短，不象我們要長達10年以上。我國的學會與協會重復設置，分工不明，并且至今還依附于某一政府部門，基本上只起到政府職能部門非官方代言人的作用，距離獨立和富有活力的健全機構還差的很遠，如何發揮這些機構在技術標準編寫和管理中的作用也是值得探討的一個問題。建議隨著改革的深入，整頓合并有關的學會、協會，加強其職能，并逐漸成為技術標準編制管理的主體。
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??四、準備提交政府有關部門考慮的建議
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????為了改善我國土建結構工程的安全性與耐久性，這次論壇中提出了以下建議供政府有關部門考慮，：
??1、橋梁、隧道、道路、港口等基礎設施工程的混凝土結構耐久性，已是當前亟待采取措施應對的重大問題。否則，一些工程的正常使用功能和安全性將得不到有效保證，我國的現代化建設和國民經濟會蒙受巨大損失，并將給生產和公眾生活帶來長期困擾。
????建議國家建設部、交通部、鐵道部主管土建工程設計標準的部門，能對工程的耐久性要求作重點審查，明確土建工程的設計應有最低使用壽命的要求，重要工程的設計文件中應有正常使用壽命和耐久性設計的獨立章節與論證；
????建議國家自然科學基金委員會能在今后一段時期內對混凝土工程耐久性的基礎理論研究給予重點支持；
????建議國家安全生產監督管理局為在近期內編訂有關法規標準給以立項資助；
????建議中國工程院土木水利建筑學部在其咨詢研究項目中，聯絡國內有關專家，促進土建結構耐久性設計指導性技術條例的編制。
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??2、土建工程使用過程中的安全性，應有定期的檢測和正常的維護修理加以保證。對于重要土建工程，我國尚無必須進行安全檢測的法規。在基礎設施工程的投資上有重新建、輕維修的傾向，不利于工程壽命和投資效益。
????建議對橋、隧等重要公共基礎設施和公共建筑物，在其使用期內實施強制性的定期安全檢測。為此，需要制定法規，編制相應的技術標準；對于土建結構工程的檢測與評估，需要建立從業人員的注冊制度和從業機構的資質認證與監管體制。凡屬已建工程的安全診斷也可一并歸入這一行業。
??建議政府有關部門在橋、隧、道路等土建基礎設施工程投資上，根據需要，加大工程維修費的比例。
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傳統的檢測手段(如人工目測)和無損檢測技術(如超聲波、聲發射、x-射線等)均是結構局部損傷的檢測方法，難以預測預報結構整體的性能退化，無法實現實時的健康監測和損傷診斷。一個不可忽略的事實是：結構損傷的出現勢必導致結構性能參數(如剛度、頻率、阻尼或質量)的變化，如果這種變化能夠很好的被檢測和分類的話，就可以用來進行結構損傷診斷與健康監測，顯然。這是整體的檢測方法。
1.1整體結構監測
整體結構監測的主要內容包括沉降觀測，位移觀測、撓度觀測、裂縫觀測和振動觀測等。每一種建筑物的觀測內容，應根據建筑物的具體情況和實際要求綜合確定測量項目。健康監測方法與測量儀器的發展密切相關。目前，GPS定位技術已經在區域性變形觀測和大型工程變形監測中應用，并具有實時、連續、自動監測的優點，甚至與遠程數據傳輸相結合，實現監測與決策智能化。監測的準確性取決于監測方案的科學性、監測點布置的合理性及測量儀器的精確度。
結構監測的方法可分為四類：(1)空間域方法，(2)模態域方法，(3)時域方法，(4)頻域方法。其中空間域方法是根據質量、阻尼和剛度矩陣的改變來檢測和確定損傷位置I模態域方法根據自振頻率、模態阻尼比和模態振型的改變來檢測損傷；在時域方法中。系統參數通過在一定時間內采樣的數據來直接確定，精度較高，但很費時，在頻域方法中，模態參數如自振頻率、阻尼比和振型等是確定的，譜分析和頻率響應函數被廣泛應用。上述方法各有其優缺點。如頻域方法和模態域方法使用轉換的數據，數據轉換存在誤差和噪聲。在空間域方法中，質量和剛度矩陣的建模與修正還存在問題，并且難以精確。將兩三種方法結合起來檢測和評估結構的損傷具有很強的發展趨勢，比如將靜載測試和模態測試的數據結合起來診斷損傷，這樣可以克服各自方法的缺點并相互檢查。與損傷檢測的復雜性相適應。
1.2結構性能的檢測
結構性能的檢測是可靠性鑒定工作中的重要環節，內容一般有結構材料的力學性能檢測、結構的構造措施檢測、結構構件尺寸和鋼筋位置及直徑的檢測、結構及構件的開裂和變形情況檢測等。
1.2.1混凝土結構
混凝土強度及缺陷的檢測技術目前得到了廣泛的應用和發展，分為非破損檢測技術和局部破損檢測技術。由于非破損檢測技術具有適用性強、可連續大面積測試、不破壞結構且能獲得破壞試驗不能獲得的信息(如內部孔洞、疏松、不均勻性等)等特點，因此，一般情況下，均采用非破損檢測技術(但檢測結果的精確度較差)。到目前為止，關于混凝土強度的非破損檢測技術有回彈法、超聲法等，局部破損檢測技術有鉆芯法、拔出法和灌入法等，以及由上述基本方法組合而成的超聲回彈綜合法、鉆芯回彈綜合法等?；炷翉姸鹊臋z測技術已基本成熟，成熟的標志在于測試理論的完善和測試儀器性能。如；“回彈值——碳化深度——強度”關系，反映了回彈值與混凝土強度之間的基本規律?；貜棥⒊?、鉆芯和拔出等較為成熟的混凝土強度和缺陷檢測方法已經有了全國性的檢測本論文由整理提供技術規程。
混凝土構件鋼筋配置情況的檢測有破損和非破損兩類方法。破損方法是鑿去檢測部位的混凝土，直接量測鋼筋的數量、直徑及保護層厚度，然后與設計圖紙比較。這種方法對構件有損傷，應盡可能少用。非破損方法主要有電磁法、雷達法和超聲法，雷達法測試速度較快，電磁法相對較慢；對保護層厚度的測定用超聲法精度相對較高。上述幾種方法均不能準確測定出鋼筋直徑，也不能測定節點區的鋼筋和構件中剛進的連接情況。而這些檢測項目的結果客觀上又是結構鑒定與加固的依據。因此迫切需要開發研制測試精度高的檢測儀器。
1.2.2砌筑結構
砌筑結構檢驗測試技術起步比混凝土結構略晚一些，技術成熟程度比混凝土強度檢測技術略差，但該項技術的發展勢頭猛，在國內形成了百家爭鳴的可喜局面，目前，砌體結構材料強度的檢測技術正日益成熟。
砌筑強度檢測方法有現場檢測法和間接測試法，現場測試法有推剪法、單剪法、軸壓法、扁千斤頂和拔出法等五種檢測方法，需要從墻體上截取試件，比較困難，且試件稍經搬動，強度就會受到影響，故應用較少。間接測試法是通過檢測磚和砂漿的強度，然后依據現行規范直接確定砌體強度。磚的強度檢測通?？梢詮钠鲶w上取樣按常規方法進行檢測，方法比較簡單。砂漿強度檢測方法有沖擊法、點荷法、回彈法、筒壓法、射釘法和剪切法等。
1.2.3鋼姑構
與混凝土結構和砌體結構相比，工程建設中鋼結構的數量相對較少，加之冶金、機械、交通、航空、石油、化工等工業部門對鋼材物理力學性能、內部缺陷，焊縫探傷等檢驗方法比較完普。因而其檢驗測試技術發展之路基本是借鑒學習國內其他行業的先進方法，如焊縫和鋼材的超聲波探傷方法、射線探傷方法、磁粉探傷方法和滲透探傷方法等。
結構鑒定與評估技術的發展與建筑市場和社會的需求有直接的關系，與國家的經濟狀況有密切的關系，同時又受到檢測技術發展的影響。結構的可靠性評級是根據檢測的結果進行評定，它是結構維修，加固的重要依據。根據《危險房屋鑒定標準》(JGJ125—99)(2004年版)，房屋的綜合評定按三個層次進行；第一層次應為構件危險性鑒定，其等級評定分為危險構件(Td)和非危險構件(Fd)兩類；第二層次應為房屋組成部分(地基基礎、上部承重結構、圍護結構)危險性鑒定。其等級評定應分為a、b、c、d四等級；第三層次應為房屋危險性鑒定，其等級評定應分為A、B、C、D四等級。超級秘書網
建設工程質量的檢測與鑒定技術已超出了單純的結構安全的范疇，包括了結構的安金性、耐久性、適用性和抗災害能力以及工程質量問題產生原因的鑒定與分析等綜合問題。建設工程質量的檢測與鑒定為治理工程質量通病。如設計造成的多層磚房溫度裂縫問題，混凝土工程施工階段的開裂問題等起到了積極的作用。為設計規范和施工驗收規范的修編提供了依據。
當前，鋼結構在我國建筑行業中的應用呈現出日益擴大的趨勢，鋼結構施工單位企業數量和規模也日趨增加，但是在整體上呈現出良莠不齊的特點。在鋼結構施工項目施工質量管理中“，以包代管”現象嚴重，由于部分鋼結構施工單位缺乏專業技術經驗，而且施工未按國家相關行業規范操作，極易造成鋼結構施工過程中存在的潛在質量隱患。鋼結構設計單位對鋼結構工程質量管理有著重要影響，其設計業務素質能力高低、設計產品質量優劣以及設計過程是否符合規范要求等對后期鋼結構施工質量管理效率密切相關。此外，當前建筑行業材料以混凝土材料為主，絕大多數施工單位對混凝土施工工藝技術較為熟悉，而缺乏對鋼結構工程施工技術的掌握。因此，培養具有鋼結構制作和安裝相關專業技術人才，提高鋼結構工程施工質量，促進鋼結構材料在建筑行業的廣泛應用具有重要的現實意義。
2質量管理問題分析
鋼結構工程施工過程中較混凝土施工及其他施工過程不同，造成其施工質量問題具有嚴重性、復雜性、頻發性以及可變性等特點。其中，鋼結構工程質量問題的嚴重性主要表現在輕則返修或返工，造成工程工期延長和工程施工成本增加，重則導致鋼結構建筑坍塌等事故發生，給社會和人們造成人身財產損失；鋼結構工程質量問題的復雜性主要表現在影響鋼結構施工質量的因素較多，諸如鋼結構設計質量、原材料質量、焊接技術、組裝技術等，同一種質量問題其造成因素不同，同時同一因素導致鋼結構質量問題各異；鋼結構工程質量問題的頻發性主要表現在由于缺乏具有鋼結構制作和組裝專業技術施工隊伍，在鋼結構工程實際施工過程中常使用原有混凝土施工隊伍，導致鋼結構質量問題時有發生，而且具有較高頻率；鋼結構工程質量問題的可變性主要表現在鋼結構材料受外界環境變化、使用壽命、用途以及其他方面影響，其質量缺陷逐步呈現出，不同環境或不同使用周期下，鋼結構質量問題不同，導致其質量問題具有一定可變性。造成鋼結構工程質量問題的影響因素諸多，主要有以下幾種形成原因：第一，在進行鋼結構工程施工過程中，未按建設施工程序施工，前期未做好相應的地質勘查、圖紙設計以及施工方案制定等情況下即開工，造成工程施工質量安全隱患較多；第二，鋼結構工程施工前開展地質勘查工作不到位，勘查報告存在較多漏洞或錯誤等，直接對鋼結構基礎施工設計造成誤導；第三，進行鋼結構工程施工圖紙設計過程中，對施工方案、原材料要求、施工質量控制標準計算不夠精確，造成工程施工質量出現問題；第四，原材材料質量控制不夠嚴格，缺乏科學合理的原材料檢驗標準體系，造成不符合設計要求的原材料進場使用，導致工程施工質量無法得到保障；第五，鋼結構工程施工單位施工工藝技術薄弱，施工質量管理水平低，易造成鋼結構工程施工質量問題；此外，受外界環境影響，諸如溫度、濕度等氣溫條件對鋼結構焊接影響明顯，這也是造成鋼結構工程施工質量的重要因素。
二鋼結構工程質量控制方法及應用
鋼結構工程質量控制主要指的是對鋼結構工程使用性能、安全性能、可靠性能、經濟性能、使用壽命、維護保養性能以及應用舒適性能的控制管理。對鋼結構工程質量控制主要以三階段質量控制理論為基礎，即事前質量控制、事中質量控制和事后質量控制。
1質量控制方法
1.1事前質量控制
一方面明確工程質量控制目標，采用預防為主的原則對制定相應的質量控制計劃；另一方面針對前期制定的質量控制計劃，在工程施工前做好有關質量問題的各項工作，諸如地質勘查、圖紙設計、原材料檢驗等。
1.2事中質量控制
一方面在加強工程施工工藝技術和質量控制管理措施，對工程施工過程根據工程施工設計要求進行質量控制；另一方面在施工單位內部或聘請外部具有相應專業資歷的施工監理人員對工程施工過程進行監督，確保工程質量達標。
1.3事后質量控制
首先通過施工單位對工程竣工項目進行自查，然后通過施工方、監理方、建設方以及其他相關部門對竣工項目質量進行驗工，并對施工質量給予客觀、真實的評價，最后對發現質量問題的工程部分進行整改，直至達到工程設計要求為止。
2質量控制方法在鋼結構工程中的具體應用
2.1事前質量控制
首先，施工單位組建項目部，其中包含工程管理、技術管理、質量管理以及其他相關部門，明確各部門在工程項目施工中的責任；其次，鋼結構工程施工前對施工人員進行施工工藝技術培訓，提高其施工水平，同時對施工機械設備進行維護保養以及相應校正工作；最后，制定相應的工程施工質量安全目標和建立健全工程施工質量控制計劃，即檢驗批質量控制計劃、分項工程質量控制計劃以及分部工程質量控制計劃。
2.2事中質量控制
鋼結構工程施工主要包括鋼結構焊接施工和鋼結構組裝兩個工序，因此鋼結構事中質量控制主要針對這兩個工序。其中，對于焊接施工質量控制方面，首先提高施工人員工作責任意識，其次充分的對焊接工藝技術指標進行技術交底，明確焊接質量標準，最后是加強焊接點質量檢查管理，對存在問題部門進行返工處理；對于安裝施工質量控制方面，關鍵在于控制螺栓連接施工質量，首先是對高強度螺栓在使用前進行除銹、等處理，確保螺栓質量，其次是確保底腳螺栓位置精確且安裝穩定，保證高強度螺栓在通入螺栓孔時能夠穿梭自由。此外，在鋼結構事中質量控制中，制定出一套切實可行的鋼結構工程質量缺陷管理辦法，以保障工程質量。摘要：隨著科技水平的不斷進步，現代建筑趨向于結構造型更加美觀、施工操作更加簡便、整體質量更加優異方向發展，這離不開具有高性能新材料產品的應用，其中具有代表性的就是鋼結構材料。鋼結構材料本身具有重量輕、強度高、抗震性和韌性優異等特點，同時其在建筑領域運用過程中組裝操作簡便、外觀造型優美以及綜合經濟效益較高，現已被廣泛的應用于橋梁、高層建筑、塔桿、廠房結構以及倉庫等建筑工程領域。但是，鋼結構施工過程中仍存在諸多問題，給工程質量造成了嚴重影響，甚至導致發生工程事故等危害?；诖?，加強鋼結構工程質量控制勢在必行。文章在介紹鋼結構施工技術基礎上，對鋼結構工程質量問題
2.3事后質量控制
鋼結構事后質量控制主要是對鋼結構焊接質量、鋼結構安裝連接質量、鋼結構除銹防腐質量的檢測和管理。各工程檢測方法應根據國家制定的相應鋼結構檢測標準執行。
公路工程結構物混凝土外觀存在的常見質量問題為氣泡?，F今的公路工程施工技術無法做到對此問題完全避免。氣泡外觀問題產生的主要原因為:在混凝土的振搗中，施工力度偏弱，澆筑厚度缺乏科學合理性或是在進行拌合操作時，未對相應的坍落度進行有效控制。氣泡外觀問題作為混凝土外觀問題中最為主要且常見的一大問題，對其實行必要有效的控制措施，極為重要且關鍵。
1．2粘膜問題
有部分公路工程在施工中，混凝土表面在完成粘膜施工后悔簇擁那種缺損問題。粘膜問題的產生對整個混凝土的外觀質量造成了極為不利的影響，還可能會對整個結構物的內部結構質量產生不利影響。粘膜問題的產生原因為:在對公路工程進行澆筑操作時，整個混凝土的下落距離未控制在科學范圍內，存在過大的問題。從而致使混凝土在掉落至地面后，又反濺于模板之上?；蚴鞘┕ぶ袡C械設備存在故障，無法及時進行澆筑操作，或是中間暫停時間偏長，致使混凝土材料出現逐漸硬化的問題，最終導致粘膜問題產生。另外，公路工程施工作業時，整個氣候環境較為惡劣，溫度偏高，致使脫模在經過陽光直射后，在較短的時間內發散，繼而出現粘膜問題。粘膜問題的產生因素多種多樣，模板的表面光滑度問題也是一大影響因素。
1．3露筋問題
露筋問題主要是指混凝土結構物內部的受力筋未完全被混凝土所覆蓋，出現外露問題，嚴重影響了鋼筋與混凝土的握裹，無法將應力進行充分傳遞。極易導致鋼筋因缺乏必要的混凝土保護而出現銹蝕問題，影響整個結構物的安全性及使用壽命。露筋問題產生的主要原因為:在進行混凝土澆筑施工時，振搗工具與鋼筋相接觸發生碰撞，整個鋼筋墊受到影響而發生移位，在拆模后便出現露筋問題。結構物的斷面太小，而鋼筋的密集性又較高，一些石子卡于鋼筋之上，混凝土泥漿無法充分覆蓋整個鋼筋周邊，暴露區域便產生露筋問題。材料配合比失常致使混凝土內部發生離析顯效，模板出現嚴重漏漿問題。
1．4表面裂紋
在結構物混凝土的表面出現一些成網狀，較為淺細的裂縫，其花紋表現為六角形，具體深度范圍為5～10mm。裂紋外觀質量問題產生的主要原因為:在對混凝土實施灌注操作時，受到溫度、陽光照射、濕度等氣候環境變化因素的影響?；蚴钦麄€公路工程地基出現不均勻的沉降問題，拆模操作實施時間過早等也會知識混凝土出現裂紋問題。這些外觀質量問題都是在公路工程施工中較為常見的問題，對其采取必要科學的控制措施，具有極為重要的意義。
2公路工程結構物混凝土外觀質量控制措施
2．1氣泡問題的控制措施
在選取相關拌合設備時應盡可能地選取具有自動計量裝置的設備。在拌合操作前，對設備的計量裝置進行實驗認證，確保其計量準確性。對外加劑進行計量時，應選取小臺秤，并提前進行稱重操作。對混凝土的坍落度進行嚴格控制。如在進行拌制施工時，需依照砂料的含水量對水灰比進行調整，從而有效減少氣泡產生。在拌制及澆筑施工地點進行坍落度的檢查，及時運用拌合物，避免延長其停放時間，從容有效減少坍落度損失。
2．2模板問題的控制措施
在進行模板選擇時，選取一些富有豐富經驗及較強實力的廠家進行加工操作。在模板進場前對其進行嚴格檢驗，對鋼板的尺寸、焊縫平整度拼縫精度等進行嚴格控制。依照結構物的尺寸大小進行模板設計，運用鋼模替代木模。在裝模操作前，可運用小砂輪對其進行除銹處理，擦凈后涂抹機油。整個模板內部應保證不存在雜物或是污點。確保模板的牢固性，對其接縫的拼裝嚴密性進行嚴格檢查，接縫應保持在2mm上下，運用雙面型泡膜膠完全密封操作，避免出現漏漿問題。新模板還需對其進行打磨處理。對于模板材料的運用應盡遵循隨立隨用原則，避免其產生不必要的砂線、銹斑。
2．3露筋問題的控制措施
對墊塊進行穩固處理，在水泥砂漿墊上放入鐵絲，將其綁于鋼筋之上，從而有效避免位移現象出現。在振搗操作中避免振搗棒與鋼筋發生碰撞。對于石子的選擇，應確保其粒徑大小應保持在整個結構物截面最小尺寸的四分之一以內及鋼筋凈距的四分之三以內。對于一些存在嚴重露筋問題的部位，需指定專業方案對其進行修補。通常所采取的修補方法為:將露筋上的混凝土殘留物及銹跡清除，運用水對其實行沖潤操作，之后再運用1∶2或是1∶2.5的泥漿進行平抹操作，對其進行養護。
2．4裂紋問題的控制措施
針對裂紋問題采取的措施主要為加強混凝土的養護。對于已澆灌完的混凝土進行早期完善的養護，避免出現干縮問題。在冬季進行施工時，加強養護操作避免冷縮型裂縫的產生。進一步加強施工管理工作力度，結合實際施工條件采取科學的施工措施。針對一些細小裂縫，可在沖洗后，采用泥漿進行平抹修補;如為大面積裂縫，可在將其薄弱區域鑿除之后，在進行沖洗及泥漿平抹操作。
2．5施工材料及相關配合比的質量控制
在進行混凝土施工操作時，需對其原材料的質量及骨料的粗細量進行科學嚴格的控制。在進行原材料的選取時，需選取一些完全符合科學配合比標準的材料，對不符合相關標準的材料進行篩除處理。依規范進行混凝土的材料配合比實驗，盡可能地選取出完全符合規范的合理級配，從而為骨料的粗細度合理配比提供保障。在進行水灰比的明確時，應將多次實驗的結果作為基礎依據。在進行了反復對比研究之后，選取其中最為優質的比例方案。如果在一些氣候環境惡劣條件下進行工程的施工作業，還需對氣候因素給予混凝土外觀質量的影響進行全面充分的考量，盡可能地將不利影響降到最低。較為科學的配合比選擇是:采用施工現場實際運用的材料進行混凝土的配合比設計。而所選取的混凝土材料，在保證其質量的前提下，盡可能地選取一些色澤度較為同等的砂、石、水泥。
一、系統仿真技術
所謂仿真就是建立系統的模型（數學模型、物理效應模型或數學-物理效應模型），并在模型上進行實驗和研究一個存在的或設計中的系統。這里的系統包括技術系統，如土木、機械、電子、水力、聲學、熱學等，也包括社會、經濟、生態、生物和管理系統等非技術系統。仿真技術的實質也就是進行建模、實驗?，F代仿真技術的發展是與控制工程、系統工程及計算機技術的發展密切相關聯的?？刂乒こ毯拖到y工程的發展促進了仿真技術的廣泛應用，而計算機出現及計算技術的迅猛發展，則為仿真提供了強有力的手段和工具。因此，計算機仿真在仿真中占有越來越重要的地位。
仿真技術得以發展的主要原因是它帶來了重大的社會和經濟效益。系統仿真的應用大致可分為：對已有系統進行分析時采用仿真技術；對尚未有的系統進行設計時采用仿真技術；在系統運行時，利用仿真模型作為觀測器，給用戶提供有關系統過去的、現在的、甚至是未來的信息，以便用戶實時作出正確的決策；
在系統運行前，利用仿真模型作為預測器，向用戶提供系統運行起來后，可能產生什么現象，以便用戶修訂計劃或決策；利用仿真模型作為訓練器，訓練系統操縱人員或管理人員。在工程領域仿真技術可以降低系統的研制成本，可以提高系統實驗、調試和訓練過程的安全。
一般認為，建立模型是仿真的第一步，也是十分重要的一步。傳統仿真技術中，一個仿真系統要首先建立起系統的數學模型--一次仿真模型，然后再改寫成適合計算機處理的形式-仿真模型。仿真模型可以說是系統二次近似模型。建立起仿真模型后，才能書寫相應的程序。
仿真基本上是一種通過實驗來求解的技術。通過仿真實驗要了解系統中各變量之間的關系，要觀察系統模型變量變化的全過程，此外，為了對仿真模型進行深入研究和結果優化，還必須進行多次運行，系統優化等工作，因此，良好的人機交互性是系統仿真的一個重要特性。
二、虛擬現實技術
虛擬現實技術是二十世紀末才興起的一門嶄新的綜合性信息技術，是由計算機硬件、軟件以及各種傳感器構成的三維信息的人工環境--虛擬環境，用戶投入這種環境中，就可與之交互作用、相互影響。它融合了數字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術、傳感器技術等多個信息技術分支，從而也大大推進了計算機技術的發展。目前，虛擬現實技術已在建筑、教育培訓、醫療、軍事模擬、科學和金融可視化等方面獲得了應用，漸已成為21世紀廣泛應用的一種新技術。
虛擬現實是高度發展的計算機技術在各種領域的應用過程中的結晶和反映，它具有以下主要特征：
（1）依托學科的高度綜合化；
（2）人的臨場化；
（3）系統或環境的大規模集成化；
（4）數據表示的多樣化和標準化，數據存儲的大容量、數據傳輸的高速化與數據處理的分布式和并行化。正是這些特征，使操作者沉浸其中，并通過多種媒體對感官的刺激，對所需解決的問題有了清晰和直觀的認識，從而，也使模型的建立和驗證更加方便。
三、系統仿真技術與虛擬現實技術的結合
傳統的系統仿真技術很少研究人的感知模型的仿真，因而無法模擬人對外界環境的感知(聽覺、視覺、觸覺)隨著多媒體技術、計算機動畫、傳感技術的發展，計算機模擬外界環境對人的感官刺激開始成為可能。事實證明，人類對于圖像、聲音等感官信息的理解能力遠遠大于數字和文字等抽象信息的理解能力。將仿真技術與虛擬現實技術相結合，利用虛擬現實技術進行仿真模型的建立和實驗的模擬，使仿真的過程和結果可以實現圖象化、可視化，使仿真的系統具有了三維、實時交互、屬性提取等特征，極大地促進了仿真技術的發展，同時也使虛擬現實技術更加具有生命力。
四、仿真與虛擬現實技術在結構工程中的應用
仿真與虛擬現實技術近年來在機械、電子、水利、社會、經濟、生態、生物等各個領域都得到了廣泛的應用。
在結構工程中，仿真與虛擬現實技術已經應用于如下幾個方面：
1．在工程結構分析中的應用
工程結構在各種荷載作用下的反應，其破壞特征和極限承載力是人們所關心的。當結構形式特殊，荷載及材料特性復雜時，人們往往求助于模型試驗來測定其受力性能，但模型試驗往往受到場地和設備的限制，只能做小比例模型試驗，難以完全反映結構的實際情況。若用仿真與虛擬現實技術，則可以進行足尺寸的試驗，還可以很方便地修改參數。此外，有些結構難于進行直接試驗，用計算機模擬仿真就更能體現出優越性，如建筑物及構筑物在地震作用下的倒塌分析，橋梁受到汽車高速碰撞的檢驗試驗等只有采用仿真與虛擬現實技術，分析才能大量進行。又如在高速荷載作用下，結構反應很快，人們在真實試驗中只能觀察到最終結果，而不能觀察試驗的全過程。如果采用計算機模擬仿真試驗，則可觀察其破壞的全過程，便于破壞機理的研究。對于長期的徐變過程則可在模擬中加快其變化過程，讓人們清楚地看到其過程。在運用傳統的有限元法進行結構分析時，結構應力的結果通常采用內力圖等力線的形式描繪出來，給人以直觀的印象。利用仿真與虛擬現實技術則可以通過顏色的深淺給出三維物體中各點力的大小，用不同顏色表示出不同的等力面；也可以任意變換角度，從任何點去觀察。還可以利用VR的交互性能，實時修改各種數據，以便對各種方案及結果進行比較。這樣就使工程師的思維更加形象化，概念更易于理解。
2．在巖土工程中的應用
巖土工程處于地下，往往難于直接觀察，而仿真與虛擬現實技術則可把內部過程展現出來，有很大實用價值。例如，地下工程開挖經常會塌方冒項。根據地質勘察，我們可以知道斷層、裂隙和節理的走向密度，通過小型試驗，可以確定巖體本身的力學性能及巖體夾層界面的力學特性、強度條件，并存入計算機中。
在數值模型中，除了有限元方法外，還可采用分離單元。分離單元在平衡狀態下的性能與有限元相仿，而當它失去平衡時，則在外力和重力作用下產生運動直到獲得新的平衡為止。分析地下工程的圍巖結構，邊坡穩定等問題時，可以把節理斷層劃分為許多離散單元。這一過程可以在顯示器和大型屏幕上顯示出來，最終可以看到塌方的區域及范圍，這就為支護設計提供了可靠依據。
3.防災工程中的應用
長期以來，人類一直與洪水、火災、地震等自然災害進行著堅持不懈的斗爭。由于自然災害的原型重復實驗幾乎是不可能的，因而仿真與虛擬現實技術在這一領域的應用就更有意義。目前已有不少抗災、防災的模擬仿真系統制作成功，例如洪水泛濫淹沒區的洪水發展過程演示系統。該系統預先存儲了泛濫區的地形地貌和地物，有高程數據可確定等高線，只要輸入洪水標準(如百年一遇的洪水)及預定河堤決口位置，計算機就可根據水量、流速區域面積及高程數據算出不同時刻的淹沒地區，并在顯示器和大型屏幕上顯示出來。人們從屏幕上可以看到水勢從低處向高處逐漸淹沒的過程，這樣對防洪規劃以及遭遇洪水時指導人員疏散是很有作用的。又如在火災方面，對森林火災的蔓延，建筑物中火災的傳播均已開發出相應的模擬仿真系統，這對消防工程起到了很好的指導作用。
4．在模擬施工過程中的應用
建筑施工是復雜的大型的動態系統，它通常包括立模、架設鋼筋、澆注、振搗、拆模、養護等多道工序，而這些工序中涉及的因素繁多，其間關系復雜，直接影響著混凝土澆筑的進程。模擬施工過程是為了通過仿真手段，去發現實際施工中存在的問題或可能出現的問題，這就需要對實際施工進行仿真。而目前施工過程的模擬只是從幾何形體方面模擬施工的過程，即按樓層關系由下而上，每一層按柱、梁、板的幾何形狀加以著色來實現對施工過程的模擬?，F有的模擬只是對進度計劃起到了一定作用，并沒有對施工過程起到真正的作用?；谝陨显颍鑼κ┕み^程建立合適的模型，以達到模擬仿真的效果。例如，大型水利樞紐混凝土在運輸澆筑系統的模擬仿真模型，是由運輸子系統和澆注子系統構成的，模型是按進程交互的仿真策略建立的，按這種條件建立的模型能與仿真程序間保持緊密的對應關系，程序所要模仿的行為比較直觀、清晰。程序流程直接與模型結構和系統狀態相對應。
另外，仿真與虛擬現實技術在結構工程領域內，還可應用在建筑系統工程管理、建筑信息管理、建筑物及構筑物的空氣流場、空氣品質分析等方面。
我國是一個發展中國家，有著大量繁重的基本建設任務，特別是在十五計劃綱要中，提出進一步加強水利交通、能源等基礎設施建設和西部大開發戰略。這一大好形勢，為結構工程高新技術的信息化和集成化，為結構工程學科及相關學科的發展提供了良好的機遇。仿真與虛擬現實技術作為結構工程高新技術之一，開創了結構工程學科的新紀元，其技術潛力巨大、應用前景十分廣闊。
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（4）袁耀明.從可視化到視算一體化.系統仿真學報，1996（5）
0前言
程結構跨度變得越來越大，結構的動力特性也就顯得越來越重要，因此結構設計帥和上程技術人員也對它更加重視。方面，通過對結構動力特性優化設計，使結構處于良好的上作狀態，保證了結構的安全可靠性，延長了結構的使用周期和減少了對環境的廠幾擾:另一方而，通過結構的動力特性可了解復雜結構的結構性能和技術性能，從而作出科學的技術評定。運用結構動力特性解決程實際問題，需要有個橋梁—近20余年迅速發展起來的模態分析技術。模態分析是結構動特性分析的，種手段，通過分析L.程結構的模態特性可建立結構在動態激勵條件下的響應，預測結構在實際五作狀態下的工作行為及其對環境的影響。
1模態分析理論
1.l模態分析的實質
模態分析實質是一種坐標系統的變換，目的在于把原在物理坐標系統中描述的響應向量放到所謂的“模態坐標系統”中描述，這一坐標系統每一個基向量恰好是振動系統的個特征向量，利用各特征向量之間的正交性，可使描述響應向量的各個坐標互相獨立而無藕合，于是，振動方程是一組互無禍合的方程，各個坐標均可單獨求解。
1.2模態分析的方法
模態分析可分為實驗模態分析與計算模態分析兩種方法。實驗模態分析是采用實驗與理論分析相結合的方法來識別結構模態參數(模態頻率、模態阻尼、振型)，用實驗的方法來尋求模態振型以及描述響應向量的各個坐標，即模態坐標。它對程結構的動態分析及優化設計有實用價值。工程結構可視一系統，系統的動態特性是指系統隨頻率、剛度、阻尼變化的特性。它既可用頻域的頻響函數描述，也可用時域的脈沖響應函數描述。建立頻響函數與模態參數之間的關系，以便識別模態參數，是模態分析的理論一項重要內容。
實驗模態分析可分為兩種不同的實驗方法:
正則振型實驗法(NMT):此法用多個激振器對結構同時進行正弦激勵，當激振力矢量被調到正比f某一振型時，就可激勵出某一純模態振型，并直接測出相應的模態參數，不必再進行計算。該法的優點在于所得的結果精度高;但它需要高精度的龐大測試儀器和熟練的實驗技能，費時長，成本高。
頻響函數法(FRF):此法可只在結構的某一選定點卜進行激勵，同時在多個選定點依次測量其響應。將激勵和響應的時域信號，經FFT分析儀轉換成頻域的頻譜。因頻響函數是響應與激勵譜的復數比，對已建立的頻響函數數學模型進行曲線擬合，就可從頻響函數求出系統的模態參數。該法的優點在于可同時激勵出全部模態，測試的時間短，所用儀器設備較簡單，實驗方便，在產業和科研部門得到了一泛的應用。
1.3模態分析技術
模態分析技術的各主要環節如下圖所示:
頻響函數H表示系統的輸出X與輸入F的復數比，基木定義是
它的物理含義是:在頻率山處輸入(激勵)—一單的正弦力，則系統將在同樣的田處產生一正弦運動的輸出(響應)，如下別所示:
而對于線性定常系統，任何輸入/輸出譜，都可以認為是正弦譜的迭加。故描述系統動態特性的頻響函數(FRF)與用來測量的信號類型無關，可用同樣應用于簡諧激勵、瞬態激勵和隨機激勵。
模態分析中結構的各階固有頻率相差較大，而阻尼又較小的情況下，以某一固有頻率激振時，該階固有模態就占土導地位，在定的誤差范圍內即可當作純模態響應看待，于是識別L:作可化為一個一個的單自由系統進行就非常方便。但是實際實驗中要激出“純模態”響應是不可能的，因為任何一種分布的激振力必將激出多個模態響應，實際測得的響應是多個響應的疊加。從能量的角度米看，各階模態之間是正交的，各固有模態之間總是不禍合的，每階固有模態表現為一種特定的能量平衡狀態，各平衡狀態之間沒有能量交換也互不禍合，結構的能量就是各階固有模態能量的總和。
模態分析最主要的應用是建立結構動態響應的預測模型，為結構的動強度設計及疲勞壽命的估計服務。模態分析的結果必將伴隨著模態坐標的縮減，因為在實際中，我們總是只是取其中的若廠階起土要作用的模態，而忽略其余階模態。在物理坐標系中所表達的結構振動方程是按動力平衡觀點或牛頓第，二定理來建立的，而在模態坐標系統中建立的響應計算模型或動力方程是從能量平衡觀點建立的。局部物理參數的變化總能在模態參數中得到反映，但并非是很敏感的，有的局部變化甚至是不敏感。例如，在某階振型的節點(該處振幅理論值為零)處附加質量，對該階模態參數就不會引起變化，所以我們常常能夠通過模態參數的變化來檢測結構局部損傷，但不能檢測非常小的局部損傷。實踐說明，在結構動特性中，振型對局部損傷的敏感性大于其它參數的敏感性，而應變模態振型比位移模態振型更敏感。
眾所周知，結構在脈沖激勵下作自山振動時，由于結構阻尼的存在，其響應將逐漸衰減。理論，結構的動力響應可視為各階模態按不同比例疊加的結果。對于結構位移響應而言，高階模態的位移貢獻相對較小，而低階模態的位移貢獻相對較大。因此當結構自由振動時，不少人認為結構的模態階數越高，其響應衰減的速度就越快，最后保留的部分響應是以結構第一階模態所作的自山衰減振動。目前，這直覺甚至被當作結論被L程界所接受，并在許多上程結構的動態測試中應用，特別是被用來確定結構的第一階固有頻率和陽尼系數。從結構的位移響應中獲得的這直觀結論，在振動理論尚未給予明確的回答。事實，并非所有程結構都表現為“結構的模態階數越高，其對應的位移響應衰減的就越快”。
2工程實例
湖北省秘歸縣三峽庫區一鋼筋混凝上結構轉體施1.拱橋(土跨105米)的成橋動力試驗中，為了獲取橋梁在車輛激勵作用下的自由振動響應信號，在橋而一3/8處(點A1),1/8處(中點A2),3/8處(點A3),1/4處(點A1)，分別布置了加速度傳感器(橋梁結構示意圖如圖1所示)。橋梁結構在不同速度的載重車輛的激勵下，其振動的自由衰減響應信號由低頻加速度傳感器獲取，經過電荷放大器、濾波器后，送數值信號采集分析系統作頻譜分析。
A1點的加速度響應頻譜如圖2所示，結構的第1至4階固有頻率分別識別為2.12Hz,3.54Hz,4.781-Iz和G.44Hz;而由A2點的加速瓜響應頻譜分析僅識別出結構第2階和第4階固有頻率:3.54Hz和G.44Hz(對稱點的響應信號無法識別出反對稱的振動模態，即該結構的第1階模態是反對稱的)。如果將A1點的加速度自伯響應信號經過一定時間衰減后(截取信號的后部分，其類似d單自由度振動系統的自由衰減響應信號)，對其作余振波形分析，固有頻率為3.SOHz;如果對其信號作頻譜分析，識別的固有頻率為3.54Hz,皆為結構的第2階固有頻率。其分析結果表明該橋梁結構的第2階模態比第1階模態衰減得快，即結構自由振動時各階模態衰減的快慢并非一定按模態順序排列。同時必須指出的是，在許多成橋動力檢測中，目前仍然應用結構的余振波形來確定結構的第1階固有頻率和阻尼比，這樣就很有可能將結構的高階模態參數誤作為第1階模態參數，進而對結構的建造質量和技術性能作出錯誤的判斷。
3結論
二、我院市政工程技術專業(給排水方向)人才培養模式課程結構的探討
1．我院市政工程技術專業(給排水方向)課程結構存在的問題
首先，校內教師的實踐操作能力不強，并且現有的課程體系中工學結合不緊密，同時，校內教師對行業新技術、新工藝、新知識、新材料把握有一定難度，造成校內外教師、工和學相對脫離，且理論和實訓的融合度不高。其次，傳統的課程結構中，主要有2．5年的理論學習時間。“2．5”年中，又有1年的公共基礎課學習，專業理論課的學習時間只有1．5年，時間比較短，而畢業前的頂崗實習主要為學生獨立實習，可能得不到有效的實習指導，結果導致培養出來的學生理論知識趕不上本科生，在動手能力與適應性方面與中職生相比也毫無優勢可言。鑒于目前“2．5+0．5”人才培養模式中課程結構存在的問題，需要創新適合于市政工程技術專業(給排水方向)的課程結構，同時，探索校企合作、理論與實踐結合、以競賽促進學習的培養方式，優化學生的課程結構，讓學生在學習理論知識的同時，又能完成相應的實訓部分，從而構建基于行業崗位能力要求的課程體系，培養適應于社會主義現代化建設的“高端技能型專門人才”，讓我校學生能真正實現“零距離”就業。
2．我院市政工程技術專業(給排水方向)“2．5+0．5”人才培養模式課程結構的創新
(1)設計思路的創新
結合我國國內高職院校的課程體系思路，我校本著以“校企合作、工學結合為基礎，學生為主體，工作任務為載體”的培養目標，按照“學習與實訓相結合、理論與技能相結合、校內與校外相結合”的教學理念，改革課程結構與教學內容，同時，完善具有高職市政工程技術專業(給排水方向)特色的校內外實驗實訓基地，在課程設置上重視專業知識學習和綜合職業技能培養，爭取能在一門專業課程上，做到“基本理論講授、專業技能訓練、工程實踐鍛煉”三階段模式。
(2)課程體系的設計
以專業技術能力培養和全面素質培養為主線?；A理論教學應該以應用為目的，以必需夠用為尺度。專業課教學貫徹應用性、針對性的原則，對傳統的基礎課、專業基礎課、專業課“三段式”課程體系進行改革。讓學生在學習中能夠融會貫通，在學習專業基礎課的同時學習專業課，明白為什么學習這門專業基礎課，同時，在學習專業課的同時學會運用專業基礎課的知識來解決問題。在專業課和專業基礎課的授課分布上要分為理論課和實踐課。教師保證既教學生理論知識，又讓學生把所學的理論知識用于解決工程項目問題。比如，我校選擇了現代給排水設計這門課程，里面包括了專業基礎課部分—水資源的利用與處理方法;在講授完理論部分后，我們應該帶學生參觀污水處理廠與自來水廠，讓學生了解現實中水的治理方法及工藝流程。同時，我們在學習專業課部分———給水管道系統和排水管道系統的規劃設計時，就應該在講授理論課程后，安排學生做相關的工程實例，自己動手完成一個市政管道系統的規劃設計。如果要達到這樣的效果就要求我們在設置課程結構時，要合理安排課程的學習順序，先學習相關的基礎課程和專業基礎課程，如工程制圖、水力學、水處理工程技術、CAD繪圖軟件、水泵與泵站等都應該安排在現代給排水設計之前完成，這樣才能讓學生把以前的知識都能學以致用。
現代化的機械設備是橋梁施工必不可少的依靠。因而橋梁工程的施工必須以良好的機械設備運行為保障，技術參數也要精確到位。因而必須做好機械設備的日常養護，使用時也必須嚴格遵循操作指南等技術標準。
1．2自然因素引發質量問題
橋梁工程通常長期處于自然環境中，因而受其影響也較大，暴曬、低溫、潮濕等都會影響到橋梁工程的質量，引發變形等問題。此外還要注意地質條件的影響，必要采取恰當的加固手段應對地質的不穩定。
2橋梁工程結構施工質量控制手段
2．1鋼結構橋梁施工質量控制
鋼結構是橋梁工程的關鍵部件，因而必須嚴格質量管控，尤為關鍵的是選擇恰當的材料，對于選定材料的必須逐漸驗收合格證書、批文、成分及性能檢驗報告以及質量保證等文件，驗收必須嚴格執行國家有關標準和施工要求。對于焊縫要還要進行焊接后的檢測，特別是對接焊縫或者有特殊要求的焊縫。對橋體還要進行防腐防銹處理。對鋼結構表現進行涂裝處理時要杜絕蒸汽和水汽，還要進行祛除灰塵、油污等附著物的處理;涂裝不宜在結露期和惡劣天氣條件下進行。鋼結構表面清潔或者油漆噴刷要在4小時內完成。如果噴漆超過4小時，要對鋼結構表面進行打磨，形成細致毛面，涂料必須具備相應的施工粘度，必要時可采用稀釋劑。稀釋劑的選用要和施工方式、涂料體系相匹配。如果涂料已經實現配好，臨時進入稀釋劑的情況是不允許的。
2．2混凝土的質量檢查和驗收
(1)對混凝土的質量進行驗收和檢驗，必須在相關技術標準的指導下進行。(2)對混凝土進行驗收，必須承包人和監理人員同時在場，通常采用無破損的檢驗方法，重點驗收橋梁工程的孔樁和全部具有代表性的樁，如果最某些樁有質量懷疑，還需要再次進行整體性的檢驗。對混凝土進行無破損檢驗時要設置預埋件，一般是由承包人負責設備，要遵循圖紙的要求。(3)芯樣鉆取工作人員，要么由承包商配備，設備和技術要求能全樁長鉆取7厘米直徑或者更好的芯樣，通常需要專門的訓練;要么由監理工程師指定專業鉆探對承擔取樣工作。(4)監理工程師要進行必要的復查。要用經緯儀對樁平面位置進行復查，還依據灌注記錄對混凝土進行復查，復查要提供書面報告。
3橋梁工程結構施工質量監理措施
3．1強化人員質量意識
對橋梁工程結構施工進行質量控制，必須不斷強化施工人員的質量意識。施工人員是橋梁工程結構施工的主導人員，他們負責具體的施工和組織，因而必須對他們進行全面的安全教育和專業培訓，才能保障橋梁工程的施工質量。要讓施工人員全面了解橋梁工程結構施工的重要性。
3．2確保施工方案科學可行
橋梁工程正式施工之前，施工單位應組織技術人員對施工方案制定科學、合理、有效的措施。事實證明，對橋梁工作結構施工質量進行全面、嚴格的控制，科學有效的施工方案、具體詳實的質量管理計劃必不可少。制定合理有效地施工方案和質量監管計劃可以提前找出施工中質量監管的疑點、難點，采取相應的措施。
3．3嚴格質量監管措施
橋梁工程結構施工過程要嚴格遵循施工要求和技術標準，具體表現為:設計圖紙施工、按照操作規范進行操作、質量標準檢查驗收等內容;認真做好橋梁工程技術質量交底工作，將具體的施工方法，質量監管要求、施工過程中應注意的問題、質量監管的相關措施等內容傳達給各施工部門，加強各部門之間的內部檢查和抽查工作。
3．4適時引用現代化監測技術
隨著科學技術的進步，現代化監測技術越來越多的用于橋梁工程結構施工中，既包括計算機技術、網絡技術，還包括通信技術，都能夠和質量管理技術有機結合，實現資料的共享、資源的高效配置，為橋梁工程結構施工質量管理提供科學、有效、全面完整的資料基礎。
【關鍵詞】截潛流；土工膜料；滲渠布置
潛流工程是綜合開發河道地表和地下徑流的一種地下集水工程，采用新型防滲技術土工膜料制作截滲墻和科學布置集水滲渠，是潛流工程設計中的重要內容。土工膜料選擇、厚度確定、結構設計、膜料連接及滲渠布置形式等關系到取水量的大小。
1.土工膜料
1.1土工膜料選擇根據土工膜具體參數指標和工程實際情況，結合防滲工程的工作條件、施工條件，考慮各種膜料性能、單價、產品質量等因素，比較后確定。主要有：聚乙稀薄膜、聚氯乙稀薄膜、PVC復合膜等。
1.2土工膜厚度的確定土工膜厚度與墊層平整度、材料允許拉應力及彈性模量等有關。公式較多，墊層土體粒徑d<22mm時，一般采用前蘇聯水利科學院公式：δ=0.006E1/2Hd1.03［σ］3/2式中：δ——土工膜厚度(mm)；H——鋪設薄膜范圍內的最大水頭(m)；d——墊層土壤最大粒徑(mm)；［σ］——膜的允許拉應力(KPa)；E——膜的彈性模量(KPa)。
1.3結構設計。土工膜防滲量以薄膜防滲、上下墊層保護的組合防滲體，它由墊層——防滲層——墊層——保護層——反濾過渡層共同組成防護體系。一定要作為整體性防滲處理，土工膜要與不透水層岸坡嚴密結合。墊層5~10cm，最大粒徑不超過5mm，保護層土質：粘壤土或砂壤土，干容重15KN/m3，含水量約為20%，厚度0.2~0.3m左右。
1.4薄膜連接。土工膜的連接是施工的關鍵工序，現場連接防滲的方法主要有粘接法、熱焊接法。塑料PVC復合膜一般有粘接法，PE復合膜一般用恒溫電熨斗加熱處理，接縫寬度10cm。
1.5土工膜鋪設。土工膜一般不易張拉太緊，預留5%的伸縮長度成波紋狀折皺，以適應基本變形。兩層膜間不得夾帶泥土、雜物，不得有充氣現象。從土工膜鋪設到上墊層及保護層回填，應避免石塊、重物、尖銳物直接砸擊和接觸土工膜，以免薄膜刺穿破壞。
2.滲渠布置
2.1滲渠作用。滲渠主要用以截取河流滲透水和潛流水其出水量多具有季節性變化的特點，一般枯水期出水量小，富水期出水量大。在計算滲渠的出水量時，應考慮枯水期內的最低流速大于不淤流速，當截取河流滲漏水時，滲渠有一定的凈化作用，其凈化效果與河水濁度及人工濾層結構有關，一般可除去懸浮物70%以上，除去細菌70~95%，除去大腸菌70%以上。
2.2適用條件。含水層厚度大于2m，最大4-6m，透水性較好，一般滲透系數大于10~20m/d，地下水位埋深不大且變化幅度較小，枯水期地下水位埋深不低于5m，在嚴寒地區間歇河谷中含水層較薄的地帶，靠近岸邊的滲渠應布置在河岸穩定、河水較清、水流較急且有一定沖刷力的直線段或凹岸。2.3工程實例
2.3.1總體布置。截潛流工程布置在細河干流上游101國道楊家荒大橋下575m處,采用非完整式集水管型式，采用土工膜做為截滲墻材料，鋪設完整式截滲墻260m。土工膜伸入基巖下0.5m，上部距離河床面0.5m。在截滲墻上游設集水管，集水管垂直于主河道方向布置，集水管長度為120m，集水管兩端設集水井。每40m設一個檢查井。集水管除底面外均設三層反濾層，集水管坡度2‰。
2.3.2截滲墻。截滲墻采用完整式土工膜截滲墻，防滲土工膜按1:1坡度鋪設，土工膜上墊層用20cm厚細砂、下墊層用10cm厚細砂做保護層，土工膜垂直下基巖0.5m后，再水平鋪設0.5m；為加強錨固和防止底邊滲漏，在土工膜上、下水平伸入的0.5m，土工膜上下墊層采用0.25m厚的粘土做隔滲和壓實保護。
一、開工準備階段監理工作：（監理大綱制定、監理合同簽訂之后）
1.組建監理隊伍
根據工程特點，選擇配備總監和必要的監理人員。人員配備應能涵蓋鋼結構所涉及的各類專業，同時提倡人員相互滲透一專多能。
我所沿用的鋼結構監理組組織形式一般有二種，一種形式多適用于總包單位、鋼結構分包單位、制作安裝單位基本上為一個單元體的垂直隸屬系統，與之適應的監理組體系是按專業分工即總監下配設焊接，結構探傷、涂裝等專業工程師；而對某總體工程有數個鋼結構分包、制作、安裝單位甚至一個大工程設計單位也為多元體時，多采用橫向組織結構體系，即采用總監下屬駐廠監理工程師為主體，探傷、涂裝等巡回監理，駐廠監理師則選用復合型人材?？偙O與駐廠監理工程師充分發揮協調工作。例如，在延安中路（中段）五個鋼結構標段中的七、八座主橋、五座天橋監理中，我所分為二個監理組各按不同情況，分別采用上述二種組織形式，取得了良好效果。
2.監理人員在工程開工之前盡快熟悉工程圖紙、項目有關情況和工程所選用的規范、工藝技術條件。在此基礎上，制定較為切實可行的監理實施細則；熟悉圖紙和規范、技術條件時除了充分理解消化設計思想設計意圖外，對于多個設計單位，多個制作單位還應當通過溝通協調，進行統一“度量衡”工作，達到標準、要求、做法上相對統一，使所監理的項目，在規格、指標、完工表式方面相對一致。而熟悉項目情況，則需對業主、施工單位甚至民工包工隊伍也要有相應熟悉，特別是實際施工隊有大廠的本廠職工，有分廠職工甚至是民工包工隊，對他們的質保系統運轉情況，人員素質，應有所了解，有些還需制定計劃與措施進行“調教”，這樣才能創造良好的施工前題。熟悉工程，還需對整個工程工作量、工作重點、難度以及施工集中的季節，都應做到心中有數，例如在春夏季節施工則需加強黃霉季節焊條烘焙監理，冬季施工則需加強寒冷季節鋼結構施工質量特殊要求監理措施。
3.合同業主、設計及總承包單位對分包商資質和加工場所條件進行考察和審查：
對條件不足的承包商提出整改或限令整改意見，在滿足基本條件之后再會簽資質審查報告與開工令：
開工前要對制作單位進行考察與資質審查，提出的整改與限期整改意見，須經業主同意。以延安中路（中段）高架鋼結構監理為例，我們曾針對某制作廠由于開工前胎架設置剛性不足、難以保證總段建造變形的控制，質保體系相應專業力量不足；以及另一標段制造天橋時，總包實際上沒有自己的制作實體單位，又沒有選好分包單位等問題提出較明確的整改意見，限令整改。在指揮部的支持督促下，這些單位領導十分重視，逐一改進，基本達到要求，然后我們才開出了開工令。
4.審查施工、組織設計方案，結合施工單位的實際情況對方案的合理性及技術條件的一致性進行審查。
5.督促施工單位完善與強化質量管理及工期目標控制，督促施工單位健全質量管理人員配備。
6.從施工制作到吊裝現場工作，堅持監理工作責任到位，堅持重要質量控制點的旁站與實測驗收。我們只少量地聘用退休人員，注意在職人員與退聘人員比例。同時，我們注意發揮施工單位主觀能協到性，督促施工單位，實行自檢、互檢、專業檢驗三級檢驗制度，以有效保證質量。才能保證今后監理中各種協調工作順利進行。
二、工廠制作階段：
1.開工準備
（1）審查工廠的工程項目組織管理系統，溝通彼此之間的聯系，建立與技術部門及質保部門的正常工作聯系。
（2）審查工廠的質量控制方案，與技術部門及質保部門共同商定本工程實際質量檢查的內容、質量按制點、監理驗收的內容。
（3）與技術部門、質保部門商定用于本工程的各類質檢報告內容與格式。
（4）審查材料質保書，確定材料復查內容；參與材料復查試驗。審查裝璜材料質保書。
（5）檢查材料倉庫收發制度；焊接材料的一、二級庫情況，焊接材料焙烘、保溫設備完好情況（含溫度鑒定有效期）及相應的紀錄登記。焊接材料發放臺帳、焊條回收制度。
（6）審查工廠提交的焊接工藝評定任務書或焊接工藝評定轉移報告，批準焊接工藝評定任務書或焊接工藝評定轉移報告。
（7）參加焊接工藝評定試驗。
（8）審查焊工資質及有效證件。
（9）審查無損檢測（NDT）人員資質及有關設備的鑒定有效期。
（10）審查用于工程的長度計量器具的鑒定有效期。
（11）檢查除銹、涂裝設備情況，是否符合有關技術要求，其產品質量是否能符合技術條件的要求。
（12）協助業主審核并簽署開工令。
2.制作實施階段
制作實施階段鋼結構監理分下列四個專業進行監理，即：結構監理；焊接監理；無損檢測（NDT）監理及涂裝監理。
（1）結構監理
放樣質量抽檢，內容為草圖、樣板、樣帶、下料情況；
小拼板及T字組合梁質量檢查（拼板拍片），抽檢后簽證；
U形槽鋼加工質量抽檢；
腹板、頂板、底板外形尺寸、坡口切割質量抽檢、底板軋角抽檢；
腹板、頂板、底板裝配構件劃線檢驗；
總裝胎架檢驗（外形、分段線、坡度），檢驗后進行簽證；
分段就位與拼裝質量檢驗；
焊后分段分解，各工地拼裝接口的坡口狀況及板材邊勢平整度；
復驗工廠提交的分段檢驗報告數據，簽證認可。
（2）焊接監理
①巡視檢查：
在工件施焊時，焊接監理加強巡視檢查：焊接材料使用是否正確、焊前準備是否到位、焊接工藝條件是否滿足、工人是否持證有效、焊接規范是否合適等。
②焊縫質量監理：
對接焊縫：對一、二類焊縫表面質量一般100%進行檢查簽證；
全焊透角焊縫抽檢；
貼角焊縫，抽檢。
（3）無損檢測監理：
審查各類焊縫無損檢測的類別及長度是否滿足技術條件的要求；
指定RT（X光拍片），核查RT檢測部位是否符合技術條件；復證RT檢驗報告；
審查UT（超聲波探傷）報告；
根據業主委托或業主請第三方，必要時復查部分焊縫。
（4）涂裝監理：
檢查除銹工裝設備是否符合技術條件；
預處理質量復測、粗糙度、除銹是否達到等級；
分段工程除銹質量檢查；
分段工程涂層膜厚、牢度等質量情況；
檢查并簽署報告。
三、現場吊裝階段
現場吊裝是檢驗制作階段工作成效的關鍵步驟，同時也是檢驗鋼結構與土建嵌接情況的重要環節，通常情況下鋼結構監理做好以下幾方面工作：
現場安裝監理應在吊裝前與制作廠一起對所有墩梁標高，墩梁間距，支承中心矩等有關數據進行復測，對焊按施工與變形控制方案進行認可監理。
對吊裝過程中起重、吊運方案乃至交通按排（市政工程）應一起進行講座和各方方面面在業主主持下進行協調。
吊裝后對梁間裝配狀況與支座密貼情況進行檢查。
吊裝完工后對現場主要受力焊縫進行表面質量、無損控傷、涂裝進行監理，并對橋面長度、寬度、拱度主要尺度進行監理。
由于鋼結構尺度往往以毫米計算，土建尺度往往以厘米計算，分頭施工易造成總體吊裝產生不吻合或局部返工。為此應在制作接近完工時，事前應進行協調，以避免差錯?？傊F場監理要求監理人員本著勤、嚴、細、實精神工作。
一、巖體結構的工程地質模型
巖體形成和發展過程伴隨著各種內、外地質營力的作用，從成巖的類型分為沉積巖、巖漿巖和變質巖三大類，由于結構面的存在使巖體具有一定的結構，其結構特性控制著巖體的性質和變形破壞，因此，我們在解決巖體工程問題時，應該從巖體的地質模型出發。孫廣忠教授建立了8個基本的地質模型：水平層狀巖體、緩傾層狀巖體、陡傾層狀巖體、陡立層狀巖體、彎曲層狀巖體、完整塊狀巖體、碎裂塊狀巖體和巖溶化塊狀巖體。孫玉科在研究了大量露天礦和水電工程的邊坡滑坡資料后，歸納出5種具典型意義的工程地質模型，即：金川模型、葛洲壩模型、鹽池河模型、白灰廠模型和塘巖光模型。目前，這些模型廣泛的應用在巖體工程中，從地質模型建立的角度考慮，首先應該調查巖體中結構面的發育特征以及與結構體的組合特征，查明巖體的賦存地質條件，如地下水、地應力條件等，再與上述的基本類型進行對比，選擇適合巖體工程的模型。為了便于后面的力學分析，在建立地質模型時從各基本模型的共性特征入手，并根據工程自身的特點充分體現其個性的一面。因此，建立巖體的工程地質模型是一項系統的工作。
二、巖體結構力學模型
孫廣忠提出了四種巖體介質，并根據介質的特性提出了四種巖體力學的分析方法，表1中是四種力學介質巖體特性。
表1各種力學介質巖體特征
連續介質
碎裂介質
板裂介質
塊裂介質
巖體結構
1、完整結構
2、高地應力下散體結構及碎裂結構
低地應力下條件下碎裂結構及粗碎屑散體結構
板裂結構
部分碎裂結構
塊裂結構
巖體變形機制
結構體壓縮及剪切為主
結構體（壓縮、剪切），結構面（閉合、滑移）
結構體橫向彎曲及縱向縮短
沿結構面滑移
巖體破壞機制
材料的張及剪破壞
沿結構面滑動、結構體滾動、結構體張及剪破壞
彎折、潰屈、傾倒滑動
沿軟弱結構面滑動
巖體力學性質控制因素
材料及環境因素
材料、結構效應及環境因素
軟弱結構面及結構體
軟弱結構面
巖體力學性質研究方法
典型地質單元三軸力學試驗及尺寸效應
巖塊三軸試驗、尺寸和圍壓效應
軟弱結構面力學性質及彈性模量
軟弱結構面力學性質及爬坡角理論
巖體力學分析方法
連續介質巖體力學
碎裂介質巖體力學
板裂介質巖體力學
塊裂介質巖體力學
對于基巖斜坡失穩破壞主要表現為軟弱巖體的蠕滑變形、巖體沿著已存在的地質結構面發生剪切破壞、巖石塊體的塌落和板狀結構巖體的傾倒、上部巖體沿巖層層面或較軟弱夾層發生剪切滑動等。李鐵峰將基巖斜坡的變形模式進行了總結，根據結構面傾向、傾角與斜坡產狀之間的關系，以及軟弱夾層的發育情況，將斜坡的變形模式分為傾倒變形、潰屈型破壞、順層滑動破壞、裂隙滑動、侵入接觸滑動、拉裂－脫離母巖－崩塌、壓縮流變。
三、巖體結構力學的分析方法
早期多數把巖體看成連續的介質，用一些連續的線性分析方法來解決巖體力學問題。根據巖體不連續、方向異性等特點，目前出現了許多的不連續分析方法，如：離散元算法、塊體理論、DDA方法等，其理論基礎更符合巖體的性狀。
離散元法（DiscreteElementMethod）考慮結構體受力后的運動狀態，以及由此導致受力狀態及系統的變形（塊體運動）隨時間的變化，該法由Cundll于1971年首次提出，用來計算結構面和結構體組成巖體的非連續變形，以后又進一步發展了考慮塊體本身的彈性變形，并推廣至三維和動力問題。目前，離散元應用的文章較多，而研究基礎計算方法的文章很少，因此，加強離散元法基礎理論、基礎算法及誤差分析方面的研究，汲取有限元法等數值方法的優點，使之既能保持在描述散體的整體力學行為和力學演化全過程方面的優勢，又能有效描述介質局部連續處應力狀態和變形狀態，使離散元法的模型建立真正滿足幾何仿真，物理（本構）仿真，受力仿真和過程仿真的原則，是離散元法研究領域的首要工作。
塊體理論由石根華（1977）提出并在美與Goodman合作完善起來的，應用幾何學、拓撲學碎裂結構巖體。近些年，塊體理論在巖體工程中應用十分廣泛，E.Hoek等（1998）應用塊體理論開發了用于地下開挖工程的分析程序—Unwedge；2001年Rocscience公司推出了Swedge4.0，該軟件可以用來計算邊墻塊體的體積及穩定系數。汪衛明、陳勝宏（1998）在矢體概念的基礎上開發出三維巖石塊體系統的自動識別方法，該方法能夠有效解決包含不規則地形面和非貫通結構面等情況下的復雜塊體的識別問題；盧波、陳劍平等通過應用隨機不連續面三維網絡模擬技術對復雜有限塊體的自動搜索及確定其空間幾何形態，并提出了“有形即是有限”的分析方法；張子新等把分形幾何與塊體理論相結合，提出分形塊體理論，建立分形塊體理論赤平解析法，并把隨機概率模型引入分形塊體理論，研究了三峽高邊坡關鍵分形塊體的滑落概率和分形塊體的大小及其分布密度；張子新等將赤平投影圖解析化，提出了塊體理論的赤平投影解析法，并應用該法分析了某礦卷揚機硐室的穩定性；趙文把概率理論引入節理跡長分布的研究之中，推導了多組節理切割巖體形成關鍵塊體概率的計算公式，從而使原來的一些關鍵塊體轉化為穩定塊體，減少了關鍵塊的數量。
近年來，石根華又將塊體理論進一步發展，1993年由石根華提出的塊體系統不連續變形數值分析新方法，簡稱為DDA方法，該方法是求解塊體系統連續變形、大變形和大位移數值分析方法，塊體的形狀可以是任意的凸凹多邊形，塊體間也不一定要求角點接觸。國內已研制了二維DDA程序軟件，并與日本九州大學環境地盤工學研究中心合作將三維塊體分析方法應用于三峽船閘高邊坡的巖體穩定分析，并對船閘開挖施工過程及其支護效果的數值模擬，繪制了各開挖步序的巖體變形等值線圖。
四、巖體結構控制論的工程應用
隨著國民經濟的發展和大型建設項目的實施，涉及到大量的地下工程建設項目，如采礦巷道、道路隧道、水電工程的地下洞室等。地下工程的一項主要研究工作就是分析圍巖應力重分布特點以及變形破壞規律，這些都要受到巖體結構的控制。例如：康立勛通過研究塊狀結構巖體中自重應力傳播的法則，得到了巖體的應力大小受巖塊數量以及巖塊幾何參數控制的結論，并將研究結果用于計算煤炭地下采場頂結構載荷。隧道工程中巖爆和巖體結構關系密切，完整性好的巖體易發生巖爆，當節理裂隙發育到一定程度一般不會發生巖爆；巖層的層厚狀態及層面與洞室的空間組合關系與巖爆有重要的關系；優勢節
理組與最大主應力的夾角大小也與巖爆緊密相關。
上面提到了巖質邊坡變形破壞形式主要受控于巖體的巖性和結構特性。如：河西走廊金川露天礦上盤西區邊坡變形破壞、烏江雞冠山崩破壞和清江水布埡水利樞紐馬崖高邊坡等屬于傾倒破壞；因此，分析巖體穩定性時，應根據巖體的巖性、巖體結構特性等對邊坡進行分區，分析各區巖體力學機制和變形破壞機制，再結合邊坡開挖各項參數計算邊坡穩定性。
一般計算地基沉降變形時，把地基巖體當作各向同性介質，未考慮結構面的影響。其實，當巖體中的節理裂隙發育程度及方位滿足某種條件時，則地基的滑移變形將受其中的優勢結構面控制。如：章楊松等對潤揚大橋節理化巖體，運用優勢結構面理論，分析確定了影響和控制巖體地基沉降變形的優勢結構面組合，提出了“優勢結構面模型”與“遍有節理單元模型”數值分析確定巖體地基沉降變形的聯合算法。遍有節理單元模型是考慮遍布巖體中的節理對巖體的受力和變形的影響的數值分析方法計算時輸入了眾多組結構面的參數，而考慮優勢面時只輸入兩組左右優勢面的參數，次要的結構面則忽略之。在相同力條件下，考慮優勢結構面影響時，計算的地基變形大于不考慮優勢結構面影響時計算的地基變形，說明優勢結構面對地基的變形有明顯的影響，因而也將影響地基的承載力。
五、結論
本文從巖體工程地質模型、結構力學模型、分析方法和工程應用這四個方面總結了巖體結構控制論的研究和應用現狀。根據巖體的巖性特征、結構面發育情況、巖體的地應力、地下水條件等建立巖體的工程地質模型，并將巖體劃分為四種力學模型，分析巖體結構控制下的變形破壞機制。介紹了目前用于不連續巖體結構計算的方法。對巖體結構控制論在地下工程、邊坡工程、庫岸工程和地基基礎中的應用作了簡單介紹。
參考文獻
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