建筑施工中的新技术.ppt
建筑施工中的新技术 内容简介 本书重点阐述了信息技术在建筑施工中的应用，注重理论的实际应用，反映了现代科技在建筑施工中应用所取得的一些重大创造性成果。全书共分四章，内容包括：结合“虚拟现实、结构仿真和GPS等信息技术在建筑施工中的研究和应用”课题的研究成果，介绍现代信息技术在建筑施工中的应用；结合“复杂空间钢结构曲线滑移、非对称整体提升等施工技术的研究与”应用课题的研究成果，介绍复杂空间钢结构的施工技术及其应用；列出了作者近十年来围绕现代科技在建筑施工中应用所发表的相关论文成果等。,建筑施工中的新技术 本书目录1.现代信息技术在建筑施工中的应用；2.复杂空间钢结构的施工技术及其应用；3.现代科技在建筑施工中的应用；4.建筑施工管理。,作者简介：张希黔，1939年8月出生，湖南新化人。1961年毕业于重庆建筑工程学院工业与民用建筑专业，教授级高工、博士生导师，现任重庆大学现代施工技术研究所所长，中建总公司施工技术专业委员会主任委员。他曾主持过天津电视塔、武汉国贸大厦、上海正大商业广场等大型工程的施工和技术工作。参与过20世纪80年代闻名全国的3天一层楼的“深圳国贸大厦”的技术工作，直接指导过20世纪90年代的“新深圳速度”深圳地王大厦以及澳门观光电视塔、广州（新）白云国际机场航站楼和深圳文化中心钢结构等在全国具有重大影响的工程施工和技术创新工作，已获得中建总公司科技进步一等奖3项，国家科技进步二等奖、三等奖各1项，初评国家科技进步二等奖1项。,近年来，中建三局承接了一大批大跨度、复杂空间钢结构工程，很多工程在规模和结构形式上都没有先例。他参与和指导了“复杂空间钢结构综合施工技术的研究与应用”课题，技术含量高，多项成果处于国际先进水平而获国家科技进步二等奖。他还将信息技术应用到建筑工程施工中的研究与实践，取得了重大的创造性成就和贡献，为企业获得了很显著的经济和社会效益，获得了2002年度首届中建总公司科学技术总经理特别奖。他还是重庆大学、东南大学、华中科技大学、武汉理工大学兼职教授，先后培养了14名博士和20名硕士。,特别是近几年来，他依托中建总公司施工技术专业委员会、重庆大学现代施工技术研究所，紧密联系理论与工程实践，服务建筑企业，并将实践经验及时带入高校课堂，以典型工程项目为背景，在有关建筑企业的共同努力下，取得了一批创新、集成的科技成果，如“长沙卷烟厂联合工房工程综合施工技术”、“基于生态建设的浐灞商务中心建筑工程关键技术”、“特大型超高超限钢筋混凝土工程施工期安全控制及高质量控制施工关键技术”、“深圳市中心区双侧紧邻运营地铁特大型超深基坑变形控制关键技术”、“基于防微振与高洁净度控制的12英寸90纳米芯片厂工程建设关键技术”、“东莞玉兰大剧院工程建设成套技术”等。这些成果已通过省部级科技成果鉴定，部分已经取得了省部级科技进步奖。,1.现代信息技术在建筑施工中的应用,一、基于计算机的信息技术与施工管理的关系 比如说，即使企业各部门都应用了计算机，而企业部门之间、企业之间、企业与政府之间的信息交换仍需要纸介质来进行，这样，就不能说充分利用了信息技术，实现了信息化。同时，使用计算机的现代化施工管理，不仅可以快速、有效、自动而有系统地储存、修改、查找及处理大量的信息，而且能够对施工过程中因受各种自然及人为因素的影响而发生的施工进度、质量、成本进行跟踪管理。计算机技术的应用反映了信息技术的应用水平，而信息技术的应用提高了施工管理的水平。,二、施工管理中信息技术应用的现状,首先，在一定范围内应用了计算机和工具软件，提高了工作效率。在建筑施工中，较早地利用计算机技术进行各项计算作业和辅助管理工作，如办公自动化系统，招投标系统（工程量计算、投标报价、标书制作、施工平面图设计、造价计算、编制工程进度网络），设计计算系统（深基坑支护设计、脚手架设计、模板设计、施工详图设计），项目管理系统（项目成本、质量、进度管理、日常信息管理）等。第二，在施工中推广应用以信息技术为特征的自动化控制技术，在一些地方取得了较好的效果。如大体积混凝土施工质量控制、高层建筑垂直度控制、预拌混凝土上料自动控制、采用同步提升技术进行大型构件和设备的整体安装和整体爬升脚手架的提升、幕墙的生产与加工、建筑物沉降观测和工程测量、建筑材料检测数据采集等。,三、国外同行信息技术应用的成功经验,a)在日本，近年来大力推进建设项目全生命周期信息化，即CALS/EC。其特点是，以建设项目的全生命周期为对象，信息全部实现电子化；利用因特网进行信息的提交、接收；所有电子化信息均储存在数据库实现共享、再利用。达到降低成本、提高质量、提高效率和增强建筑业竞争力的目的。b)在香港，主要应用有：设定通用的标准和发展通用的数据基础设施，便于参与建设业务者能以电子方式通信；采用因特网和电脑技术进行有效地获取和交换工程项目资料；利用电子方式进行工程图纸、资料管理及图纸审查管理；利用数码相机技术对现场施工情况进行适时动态管理；在施工现场人员的管理中采用“绿卡认证”（绿卡中包含有职员的基本情况以及就业、技能等信息）等。,四、提高施工管理信息技术应用水平的对策,4.1 企业应根据施工管理信息化的特点，制定战略计划，予以有效实施。信息化施工的特征是：信息收集自动化（传感技术、IC卡技术）、信息存储自动化（光盘存储、DBMS）、信息交换网络化（局域网、万维网）、信息检索工具化（DBMS、搜索引擎）、信息技术集成化（多媒体技术、专家系统）、信息利用科学化（基于数据的各种分析）、信息管理系统化（管理信息系统MIS、主管支持系统ESS等）。企业应根据以上信息化的特征，结合施工管理的实际情况，制定战略计划，充分利用现代信息技术，逐步建立各类施工管理信息系统。,4.2 在施工管理全过程广泛应用基于局域网、因特网的信息共享平台以及网上办公系统。,现代建设项目规模大，参与单位人员多，而且往往涉及国内国外，建设工程文件多（如信函、通知、图纸、合同、进度报告、采购定单、检查申请和批准、设计变更记录等），信息量大。传统的项目信息管理是以纸为载体，其传输方式是与传统的金字塔式管理体制相适应的经向沟通方式，这种方式层次多，效率低，费用高，极易因信息交流沟通失误造成损失。正如美国BRICSNET公司的调查显示，项目成本中的35是由于信息失误导致的，其中使用错误或过期图纸造成的占30。在美国，每年为了传递项目管理的文件和图纸而花在特快专递上的费用约5亿美元，项目成本中的12都用于日常的印刷、复印和传真等。调查还显示，建设项目参与任何一方在竣工时所掌握的有用记录文件都不到总量的65。在信息高速膨胀的今天，建筑企业管理必须充分利用信息技术。,4.3 开发基于因特网（Internet）的各种应用系统，如电子商务，网上项目管理等。,例如：项目经理可以在一天中的任何时候，任何地点召开虚拟的工作会议，项目组成员可以在任何时候、任何地点与相关的工程师交换资料信息，审阅施工质量，会签图纸和文件；施工现场管理人员可以通过掌上电脑将施工质量检测信息直接上网到公司本部进行评定；在竣工验收阶段，各类竣工资料根据质量记录自动生成的信息管理。,4.4 继续大力推进计算机辅助施工项目管理和工艺控制软件的应用水平。,当前，要大力推进施工管理三个控制过程（进度、质量、成本）相关软件的应用。在进度控制方面，利用网络计划技术可以显示关键工作、机动时间、相互制约关系的特性，使用网络进度管理软件控制进度，根据施工进度及时进行资源调整和时间优化，适应施工现场多变的情况，目前这类软件已较为成熟；,在质量控制方面，工程质量管理是施工管理中重要的一环，具有信息量大、综合性强、技术难度高的特点，利用质量管理软件与人手操作相比，其优越性非常突出：处理时间短，结果的可靠性高。质量管理软件系统可用于施工过程各阶段的质量控制和评定，包括各种质量评定报表的生成，各种质量评定曲线的绘制以及根据各种实测数据对分部分项工程质量等级进行评定，从而为质量管理人员对工程质量实施动态控制提供可靠的物质保证。在工艺控制软件方面，应进一步优化应用较为广泛的深基坑设计与计算、建筑施工模板设计、工程测量、大体积混凝土施工质量控制、大型构件吊装自动化控制、管线设备安装的三维效果设计等应用软件。,1.1虚拟仿真技术简介,虚拟仿真技术（Virtual Reality），又称灵境技术。这种技术的特点在于，通过计算机图形构成的三维数字模型，编制到计算机中去产生逼真的“虚拟环境”，从而使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉，这就是虚拟仿真技术的浸没感（Immersion）或临场参与感。虚拟仿真与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画不同，它不是一个静态的世界，而是一个开放、互动的环境，虚拟现实环境可以通过控制与监视装置影响或被使用者影响，这是VR的第二个特征，即交互性（Interaction）。,1.1.1 建筑业中虚拟现实技术的发展,虚拟现实在建筑工业中的具体应用,展示了虚拟现实技术在建筑业中的广阔前景,对一些技术性强的部分进行了具体描述.如:建筑中的规划、设计、室内装饰、建筑机械设计、展示设计成果等.,1.1.2 虚拟现实技术的概念,人类有许多梦想，一些梦想已经变为现实，而有一些梦想也许永远都不可能实现。然而，有一种技术却能使一切梦想全部实现，这就是虚拟现实技术(Virtual Reality，简称VR)。虚拟现实是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感技术的基础上发展起来的交叉学科，对该技术的研究始于20世纪60年代。直到90年代初，虚拟现实技术才开始作为一门较完整的体系而受到人们极大的关注。概括地说，虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。,它的研究内容涉及到人工智能、计算机科学、电子学、传感器、计算机图形学、智能控制、心理学等。我们必须清醒地认识到，虽然这个领域的技术潜力是巨大的，应用前景也是很广阔的，但仍存在着许多尚未解决的理论问题和尚未克服的技术障碍。客观而论，目前虚拟现实技术所取得的成就，绝大部分还仅仅限于扩展了计算机的接口能力，仅仅是刚刚开始涉及到人的感知系统和肌肉系统与计算机的结合作用问题，还根本未涉及“人在实践中得到的感觉信息是怎样在人的大脑中存储和加工处理成为人对客观世界的认识”这一重要过程。只有当真正开始涉及并找到对这些问题的技术实现途径时，人和信息处理系统间的隔阂才有可能被彻底的克服了。我们期待这有朝一日，虚拟现实系统成为一种对多维信息处理的强大系统，成为人进行思维和创造的助手和对人们已有的概念进行深化和获取新概念的有力工具。,虚拟现实技术的主要特征有以下几方面:,多感知性(Multi-Sensory)所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。浸没感(Immersion)又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。,交互性(Interactivity)指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。构想性(Imagination)强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。(,虚拟现实的应用领域,虚拟现实的本质是人与计算机的通信技术，它几乎可以支持任何人类活动，适用于任何领域。较早的虚拟现实产品是图形仿真器，其概念在60年代被提出，到80年代逐步兴起，90年代有产品问世。1992年世界上第一个虚拟现实开发工具问世，1993年众多虚拟现实应用系统出现，1996年NPS公司使用惯性传感器和全方位踏车将人的运动姿态集成到虚拟环境中。到1999年，虚拟现实技术应用更为广泛，涉足航天、军事、通信、医疗、教育、娱乐、图形、建筑和商业等各个领域。专家预测，随着计算机软、硬件技术的发展和价格的下降，预计本世纪虚拟现实技术会进入家庭。,VR技术在医疗领域也大有作为。该技术可用于解剖教学、复杂手术过程的规划，在手术过程中提供操作和信息上的辅助，预测手术结果等。另外，在远程医疗中，虚拟现实技术也很有潜力。例如在偏远的山区，通过远程医疗虚拟现实系统，患者不进城也能够接受名医的治疗。对于危急病人，还可以实施远程手术。医生对病人模型进行手术，他的动作通过卫星传送到远处的手术机器人。手术的实际图像通过机器人上的摄像机传回医生的头盔立体显示器，并将其和虚拟病人模型进行叠加，为医生提供有用的信息。美国斯坦福国际研究所已成功研制出远程手术医疗系统。,在航天领域，VR技术也非常重要。例如，失重是航天飞行中必须克服的困难，因为在失重情况下对物体的运动难以预测。为了在太空中进行精确的操作，需要对宇航员进行长时间的失重仿真训练。为了逼真地模拟太空中的情景，美国航天局NASA在“哈勃太空望远镜的修复和维护”计划中采用了VR仿真训练技术。在训练中，宇航员坐在一个模拟的具有“载人操纵飞行器”功能并带有传感装置的椅子上。椅子上有用于在虚拟空间中作直线运动的位移控制器和用于绕宇航员重心调节宇航员朝向的旋转控制器。宇航员头戴立体头盔显示器，用于显示望远镜、航天飞机和太空的模型，并用数据手套作为和系统进行交互的手段。训练时宇航员在望远镜周围就可以进行操作，并且通过虚拟手接触操纵杆来抓住需要更换的“模块更换仪”。抓住模块更换仪后，宇航员就可以利用座椅的控制器在太空中飞行。,在对象可视化领域中，VR技术应用的例子是模拟风洞。模拟风洞可以让用户看到模拟的空气流场，使他感到就像真的站在风洞里一样。虚拟风洞的目的是让工程师分析多旋涡的复杂三维性和效果、空气循环区域、旋涡被破坏的乱流等。例如，可以将一个航天飞机的CAD模型数据调入模拟风洞进行性能分析。为了分析气流的模式，可以在空气流中注入轨迹追踪物，该追踪物将随气流飘移，并把运动轨迹显示给用户。追踪物可以通过数据手套投降到任意指定的位置，用户可以从任意视角观察其运动轨迹。,在军事领域中，VR技术应用的一个例子是“联网军事训练系统”。在该系统中，军队被布置在与实际车辆和指挥中心相同的位置，他们可以看到一个有山、树、云彩、硝烟、道路、建筑物以及由其他部队操纵的车辆的模拟战场。这些由实际人员操作的车辆可以相互射击，系统利用无线电通信和声音来加强真实感。系统的每个用户可以通过环境视点来观察别人的行动。炮火的显示极为真实，用户可以看到被攻击部队炸毁的情况。从直升机上看到的场景也非常逼真。这个模拟系统可用来训练坦克、直升机和进行军事演习，以及训练部队之间的协同作战能力。当然，虚拟现实技术的应用远不止以上这些。随着计算机技术的进一步发展，虚拟现实与我们的生活将日益密切。,1.2 建筑施工虚拟技术,将虚拟现实技术应用于建筑施工全过程的方法.在仿真应用中,人们能够在一个虚拟的三维环境中,与环境动态交互,模拟施工的整个过程,确定最优的施工方案及施工方法,发现施工中的可能出现的质量问题和安全隐患,促进快速优质施工.,虚拟仿真技术在建筑施工中的应用与现实意义,虚拟仿真技术在建筑施工的应用有很重大的意义：首先有助于建筑市场的管理、完善管理制度。施工虚拟工程在招投标过程中能主观对比投标各方的施工工艺、方法和成效，增加评标的透明度和公正性，减少各种不正当行为的发生。有利于建筑市场的规范化管理；还可以考察建筑设计是否合理，从而指出不合理的部位进行修改，达到优化设计的目标。这对重大工程尤为重要；有助于施工方案的选择和优化。因为建筑施工方案的选择有一定的局限性，它主要取决于决策者的施工经验和知识水平，而且施工过程又都没有可模性，决定了建筑施工过程的各异性。,而施工虚拟仿真技术可以直观、科学地展示不同施工方法和施工组织措施的效果，可以定量地完成方案的对比，真正实现施工优化；该技术还可以模拟新技术、新材料、新工艺应用后的效果；有助于旋工管理：施工虚拟仿真技术能模拟施工全工程，能够提前发现施工管理中质量、安全等方面存在的隐患。管理人员可以采取有效的预防、加强措施，提高工程施工质量和管理效果；施工虚拟仿真技术能实时、直观地显示施工全过程，这样有助于操作人员全面了解作业过程，安全地完成施工任务。建筑业是高危险行业，加强安全工作是施工单位的工作重点，也是政府和人民群众关注的重点。,建筑施工安全与安全价值工程,目前我国正在进行历史上也是世界上最大规模的基本建设。建筑业完成产值年年持续增长。建筑也从业人员数目庞大，据不完全统计人数为3893万人，已占全国工业总从业人数的约1/3，建筑产业已成为国家的支柱产业。工程建设的巨大投资和从业人员的庞大规模使得安全事故的后果异常严重和巨大。我国工程建设中的安全管理水平一直很低，每年由于安全事故丧生的从业人员超过干人，直接经济损失百亿元。特别是近年来重大恶性事故频频发生，引起全国上下的普遍关注。,随着社会的进步科技的发展，人们对安全认识水平也逐步提高，从安全事故发生原因的偶然性到必然性的过程。这些必然原因中，最主要的原因是人的原因、物的原因、环境的原因、管理失败的原因。在我国建筑行业中，尤其要注意人的原因，因为建筑安全事故的核心是“人”，而“人”又是具有特定的文化背景和处于特定的国情之中。一方面是作为管理者的“人”重生产轻安全的思想普遍存在，安全管理缺陷几乎存在每一起安全事故中；另一方面是建筑活动主体的“人”农民工，自身文化素质及职业安全素质较低；有限的场地上集中大量的人员、建筑材料、设备和施工机具等进行立体交叉作业，相互干扰难免发生危险；建筑施工高空、露天作业多，工作环境差；工人工作时间长，劳动强度大，容易出现疲劳、注意力不集中造成安全事故；建筑产品复杂，材料堆放不符合要求也是造成安全事故的原因。,而且我国建筑安全管理制度理念滞后，建筑业竞争激烈，安全投入严重不足等等也是导致危险事故发生的重要因素。所以说安全控制是很有必要的，安全控制是通过对生产过程中涉及到的计划、组织、监控、调节和改进等一系列致力于满足生产安全所进行的管理活动。施工安全监控的程序如图1：,虚拟现实在建筑施工安全工程中的应用,（1）首先可以用在评价施工安全价值工程中（2）各种施工设备的操作训练。（3）可以进行按事故过程模拟。（4）可以模拟紧急逃生演练。（5）还可以进行安全教育。,1.5 GPS建筑测量技术,GPS测量综合电子教案,1.6 建筑施工技术中其他信息化控制技术,1.大体积混凝土自动测温2.预拌混凝土自动化控制3.计算机控制激光测量与现场监控技术的应用4.计算机控制高空滑移和滑模技术5.企业信息网络体系的建设,2.复杂空间技术钢结构的施工技术及其应用,中建三局深圳建升和钢结构公司完成的复杂空间钢结构综合施工技术荣获2004年度国家科技进步二等奖。据悉，本次国家科技进步奖土木专业组一等奖空缺，3项成果获二等奖。,中建三局深圳建升和钢结构公司在拥有超高层钢结构施工技术的同时，又开发了复杂空间钢结构施工成套技术，即多分枝大型铸钢节点、150毫米实心钢棒拉杆、大截面薄壁箱梁等异型钢结构制作技术；大跨度复杂空间钢结构曲线滑移、非对称整体提升、块体扩大单元无支托组装等安装技术；厚板及管结构、多角度、全位置、异种钢材焊接技术；大跨度复杂空间钢结构施工过程的动态结构计算机控制和复杂空间钢结构测控及试验研究，创出了多项国内国际领先的施工技术，并取得了良好的经济效益。,据悉，该公司先后有7项钢结构施工技术通过专家鉴定达到国际先进或国内领先水平，其中，广州新白云机场航站楼钢结构核心技术达到“国际领先水平”；公司开发的2项工法被评为国家级工法；承建的7项钢结构工程荣获中国建筑钢结构金奖；二氧化碳立焊、斜立焊工艺获国家发明专利。,2.1 多分枝大型铸钢节点、大直径实心钢棒异型钢结构制作技术,深圳文化中心工程深圳市文化中心位于深圳市福田中心区,与美丽的莲花山公园相伴.该工程的建筑设计由世界著名建筑设计大师日本株式会社矶崎新先生设计;结构设计由世界著名空间结构设计大师川口卫先生设计;玻璃垂帘幕墙是由日本矶崎新设计所、北京建筑设计研究院和深圳市瑞华公司共同设计完成的.该工程设计创意:高山流水、音乐琴弦;工程的创新设计:玻璃垂帘幕墙。,2.2 双胎架等标高曲线滑移等系列滑移技术,深圳机场二期扩建航站楼大跨度曲线连续空间桁架屋盖钢结构工程中,通过采用高空分榀组装、单元整体滑移工艺,成功地解决了滑移单元二向不同性、易产生较大水平推力的大跨度曲线连续空间桁架屋盖施工的难题.,2.3 广州（新）白云机场维修库的钢屋盖多吊点非对称整体提升,广州新白云国际机场飞机维修库钢屋盖采用计算机控制液压同步提升施工技术,介绍整体提升计算、屋盖在地面组装工艺和整体提升技术控制.,2.4 厦门国际会展中心35m悬挑桁架高空块体扩大单元无支托组装技术,2.5 厚板及管结构多角度全位置焊接技术,2.6 大跨度复杂空间钢结构施工过程的动态结构计算机控制,广州白云机场,2.7 复杂空间钢结构测控及试验,1.深圳机场2.深圳文化中心3.广州白云机场,3.现代科技在建筑施工中的应用,3.1 现代建筑施工技术的现状与展望我国建筑施工技术取得了突飞猛进的发展，已有一大批单项施工技术赶上或超过了发达国家，在总体上也正在接近发达国家水平。其中人工地基、基坑支护、大体积混凝土、逆作法施工、新型模板、高性能混凝土、结构吊装等方面成就更为突出,3.1.1 武汉地区高层建筑基础工程技术现状展望3.1.2 我国高层建筑钢结构施工现状述评3.1.3 GPS技术在土木工程施工领域的应用现状与展望GPS是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有海、陆、空进行全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。随着GPS定位技术的不断改进,软、硬件的不断完善,长期使用的测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的高速度、高精度、费用省、操作简单的GPS技术代替。,在我国 G P S 定位技术的应用已深入各个领域，国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用 G P S 技术，在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用 G P S 技术。随着D G P S 差分定位技术和 R T K 实时差分定位系统的发展和美国 A S 技术的解除，单点定位精度不断提高，G P S 技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。,3.1.4 建筑施工中的传感器应用与发展3.1.5 计算机控制系统在建筑施工中的应用计算机的诞生被认为本世纪最伟大的发明之一。随着计算机的广泛应用产生的新技术革命如潮水般向我们涌来。这场新技术革命产生了很多新兴产业，而传统产业面临更新改造。建筑业是从事建造各类房屋和兴建各项土木工程的行业，是国民经济传统的四大支柱产业之一。由于计算机技术等新技术的辐射，建筑业同样面临更新和改造。国内外实践证明，应用计算机改造建筑企业，可极大地增强企业活力，提高企业竞争力。,举一例加以说明：我国由世界银行贷款的某工程，实行国际招标，分别由日本、意大利和我国有关单位中标。我方派出精兵强将，装备精良施工机具；日方派出十几名管理人员，其它采用中方人员；意方采用昂贵的美国施工机具，也派出十几名管理人员，其余为中方人员。在开挖隧道施工中，中方施工进度计划计时单位为小时；日方采用计算机动态跟踪管理，进度计时单位为分；意方也采用计算机跟踪管理，进度计时单位为秒。每掘进1m，中方花费人民币2万元，日方花费折合成人民币1万元，意方花费折合成人民币o.7万元。问及经验时，意方答日“管理”。以秒为单位的网络计划，若人工编制几乎不可能，更无法在施工中动态调整，而计算机能胜任这项任务。,建筑施工如同打仗。过去打仗靠人海战术；现代战争靠高科技：计算机、通讯技术、遥感、自动控制等。施工只有借助计算机进行科学管理，才能使领导者及时准确掌握各种资源信息，快速作出决策，及时下达命令，执行具体操作，然后及时得到反馈，并作出必要调整，形成信息运行的封闭环路，真正使领导者“眼观六路”、“耳听八方”、“运筹帷幄”、“决胜千里”；才能使建筑施工有计划、有节奏、协调均衡，人力、物力、财力得到优化组合，达到保证质量、保证进度，取得较好经济效益的目的。,3.1.6 钢结构建筑的发展与应用展望3.1.7 虚拟建造技术及其应用展望3.1.8 科技创新与绿色技术在奥运场馆施工中的应用展望,国家体育场建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3米，短轴为296.4米，最高点高度为68.5米，最低点高度为42.8米。在保持“鸟巢”建筑风格不变的前提下，新设计方案对结构布局、构建截面形式、材料利用率等问题进行了较大幅度的调整与优化。原设计方案中的可开启屋顶被取消，屋顶开口扩大，并通过钢结构的优化大大减少了用钢量。大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，柱距为37.96米。主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置，有22榀主桁架直通或接近直通。为了避免出现过于复杂的节点，少量主桁架在内环附近截断。钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件，交叉布置的主桁架与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。主看台部分采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完全脱开。,“鸟巢”是2008年北京奥运会主体育场。由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师合作完成的巨型体育场设计，形态如同孕育生命的“巢”，它更像一个摇篮，寄托着人类对未来的希望。设计者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理，只是坦率地把结构暴露在外，因而自然形成了建筑的外观。“鸟巢”以巨大的钢网围合、覆盖着9.1万人的体育场；观光楼梯自然地成为结构的延伸；立柱消失了，均匀受力的网如树枝般没有明确的指向，让人感到每一个座位都是平等的，置身其中如同回到森林；把阳光滤成漫射状的充气膜，使体育场告别了日照阴影；整个地形隆起4米，内部作附属设施，避免了下挖土方所耗的巨大投资。,鸟巢是一个大跨度的曲线结构，有大量的曲线箱形结构，设计和安装均有很大挑战性，在施工过程中处处离不开科技支持。“鸟巢”采用了当今先进的建筑科技，全部工程共有二三十项技术难题，其中，钢结构是世界上独一无二的。“鸟巢”钢结构总重4.2万吨，最大跨度343米，而且结构相当复杂，其三维扭曲像麻花一样的加工，在建造后的沉降、变形、吊装等问题正在逐步解决，相关施工技术难题还被列为科技部重点攻关项目。,在桁架柱内柱受力最大的部位，为了有效控制构件的最大壁厚，减小焊接工作量，使连接构造比较合理，在设计中采用了高强度的Q460钢材。说起Q460钢材，大多数人可能都不了解。“鸟巢”结构设计奇特新颖，而这次搭建它的钢结构的Q460也有很多独到之处：Q460是一种低合金高强度钢，它在受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形，这个强度要比一般钢材大，因此生产难度很大。这是国内在建筑结构上首次使用Q460规格的钢材；而这次使用的钢板厚度达到110毫米，是以前绝无仅有的，在国家标准中，Q460的最大厚度也只是100毫米。以前这种钢一般从卢森堡、韩国、日本进口。为了给“鸟巢”提供“合身”的Q460，从2004年9月开始，河南舞阳特种钢厂的科研人员开始了长达半年多的科技攻关，前后3次试制终于获得成功。如今，为“鸟巢”准备的Q460钢材已经开始批量生产。2008年，400吨自主创新、具有知识产权的国产Q460钢材，将撑起“鸟巢”的铁骨钢筋。,作为北京市“”工程建设顾问专家的万嗣铨十分赞赏北京在奥运场馆建设中凸显“三大理念”，即表现在以建筑节能、环境与生态保护、资源可持续利用、绿色环保建材等为重点落实绿色奥运；以科技攻关、四新技术应用与示范、高科技信息服务等为重点落实科技奥运；从文物保护、建筑的文化理念、人文景观建设等方面为人们提供舒适的环境和服务为重点落实人文奥运。,3.2 现代建筑施工技术的应用,3.2.1 辽宁、天津电视塔主体工程施工,3.2.2 天津电视塔预应力施工技术首次在国内成功完成了天塔环向和纵向米钢绞素环形超长纵向钢绞线预应力张拉，创造了一流水平，步入世界先进行列。3.2.3 上海正大广场钢结构吊装施工方案虚拟仿真系统。3.2.4 深圳市少年宫椭球形钢骨架制作安装深圳市少年宫结构形式复杂,应用了巨型桁架、大直径钢管骨架椭球体、钢管骨架球体、轻型钢桁架等多种结构形式,其中,大直径钢管骨架椭球体是设计施工的难点和重点。,3.2.5 信息技术在建筑施工企业的研究与应用一是利用计算机网络技术,构建建筑施工企业的计算机网络信息系统,提高施工企业的管理水平;二是利用以计算机为核心的信息技术对建筑施工企业传统的施工生产方式和施工技术进行现代化改造。为提升建筑行业的信息化水平，推动建筑业技术进步，“十一五”国家科技支撑计划重点项目建筑业信息化关键技术研究与应用2009年5月14日在京正式启动。科技部、住房和城乡建设部及有关方面人士出席了启动会暨课题实施方案论证会。该项目将在建筑业信息化标准体系及关键标准研究、基于BIM技术的下一代建筑工程应用软件、勘察设计企业信息化关键技术研究与应用、建筑工程设计与施工过程信息化关键技术研究与应用、建筑施工企业信息化关键技术研究与应用五个方面展开研究。,3.2.6 行走式塔吊工作状态下地侧墙强度演算3.2.7 高层建筑施工GPS测量的误差分析3.2.8 高层建筑施工GPS测量的外业实施介绍了高层建筑施工GPS测量的外业实施内容,阐述了高层建筑施工GPS测量测点的选择原则、标志的设定方法及现场观测要点、测量数据的评价标准。3.2.9 饰面混凝土耐久性影响因素分析,对影响饰面混凝土耐久性的主要因素如饰面混凝土的抗渗性能、抗冻融性能、抗风化和污染性能及抗开裂性能等进行了分析和归纳,提出了有效改善饰面混凝土耐久性能的主要措施.3.2.103.2.13 其余专项施工技术3.3 基坑工程施工中的现代科技应用深基坑工程中,地质条件和施工条件复杂,荷载难于确定,为此,基于时空效应理论中深基坑工程施工的现代设计理念,结合工程实例,采用信息钮识别技术对整个深基坑施工过程进行了实时监测,对地下连续墙墙体水平位移及地下连续墙墙体顶面的沉降或隆起进行了测试,并对墙体位移和内力进行及时预报.与传统反分析方法相比,该方法避免了对参数的敏度分析,概念直观,易于实现,同时把实时监测、参数识别、预测分析和动态控制有机地连接在一起,为深基坑工程信息化施工提供了依据,使施工始终处于可控制的理想状态,保证了整个深基坑工程的安全.3.4 建筑施工技术应用成果介绍,4 建筑施工管理（中建三局）,4.1.1 建设充满生机与活力的企业科技发展中心4.1.2 加强科技意识，重在计划实施4.1.3 议深基坑施工成功的关键4.1.4 坚定不移地实施“科技兴企”战略4.1.5 科技与创优结合、提高工程质量4.1.6 钢结构主承建项目管理的策略4.1.7 钢结构主承建项目管理中的控制研究4.1.8 钢结构主承建项目管理中的合同管理研究4.1.9 如何提高总监理工程师对项目目标控制的预见性4.1.10 建筑施工企业如何创鲁班奖工程,鲁班奖被誉为中国建筑业界里的最高荣誉，建筑企业当然视这一奖项为最终奋斗目标。广州市建筑集团有限公司自1987年获得第一届鲁班奖工程后，在这20年里共获得6个鲁班奖奖项。要得到鲁班奖这一殊荣，并不单单是埋头苦干就能如愿以偿。企业必须提高自身的总体素质，从全方位的管理水平上达到一流的水平，再配合一个符合创优条件的重点工程，才能有机会夺得这一荣誉。而要提高企业自身的素质，须从以下几个方面着手：,一、工程施工质量的提高 创鲁班奖工程的过程中，对工程质量必须进行“三高”与“三严”的管理。“三高”就是指高的质量意识，高的质量目标和高的质量标准，尤其是高的质量标准就是指高出国家标准规范的水平，保证工程质量达到国内一流水平，同时技术有创新。“三严”就是指严格的制度、严格的管理和严格的要求。提高工程质量，是众多的建筑施工企业不懈的追求目标，也是扩大建筑市场占有率，提高企业信誉的根本途径。工程质量问题，始终是市场竞争的焦点。,建筑施工企业如何通过消灭施工过程中的质量通病，提高建筑产品的施工质量，多创优质工程，为业主和用户提供优质的建筑产品，既是市场竞争的要求，也是企业自身生存和发展的内在需要。因此，建筑施工企业，必须要把提高建筑产品的施工质量，放到企业生产经营管理工作的首位。,二、管理水平的提高 创鲁班奖工程，要建立完善的管理制度。工程过程监控中，要认真进行工序质量控制的研究，编制企业工艺，操作规程，不断改进操作技艺，提高操作技能，用操作质量来实现工程质量。要采取预控和过程控制、生产控制、合格控制到位。要注意整体质量，达到工序精品、环节精品、过程精品，用过程精品达到整过工程是精品。对每一个分部、分项要进行全过程的事前策划，对工序的每一个细节进行设计、施工工艺、措施、检验手段、检验程序进行设计，达到过程精品，一次成活，一次成优，一次成精品，达到精品、效益双控制。,三、管理人员素质的提高 建筑企业的生存来自于生产，生产的载体则是人。管理人员素质，包括学历、工作经验、领悟能力、计划能力、控制能力、指挥能力、判断能力、创新能力、协调能力等等。管理人员素质的高低，对一个工程的质量、工期控制等都有着重要的影响。在创鲁班奖工程的施工过程中，配备齐全的管理人员架构，建立完善的岗位职责，坚持日常的生产会议制度，对管理人员的经验积累和工作能力提高起到举足轻重的作用。,四、文明施工水平的提高 在创鲁班奖工程中，要坚持文明施工，保证安全生产。在申报鲁班奖工程的通知中有这一规定，企业发生重大质量与重大安全事故后，不能申报鲁班奖，特别严重的在三年内都不允许申报。因此很多创鲁班奖工程的现场，往往也是获得“文明施工”或“标化工地”等称号。,五、新技术水平的提高 在目前建筑业迅猛发展的形势下，企业加强工法管理和新技术的应用是积极适应市场经济环境，是提高自身核心竞争力的一项重要工作。工法的编写和应用是促进企业加大技术创新力度和加强技术积累，提升企业整体素质和施工技术管理水平，加速科技成果向现实生产力转化的有效途径；同时对推进建筑业经济结构的调整优化、转变经济增长方式，形成一个以技术创新、管理创新为主要内容的企业差别性的竞争环境。所以必须加强工程建设工法编写工作和新技术应用示范工程的紧密结合，要互补推动发展；要规范新技术示范工程的申报、评审和验收工作，坚持高标准，严要求，做到优中选优，把技术领先的项目选上来。,六、方案编制水平的提高 鲁班奖是干出来的，不是修出来的。这就要求我们干之前做到心中有数，也就是要求有详细的创精品施工方案。该方案一定要编制出创精品的具体办法，做到图文并茂，让操作人员、管理人员一看就明白。同时专项方案的编制要从全局考虑，结构施工要考虑装饰施工，装饰施工要考虑细部节点施工，细部节点施工要考虑精品设计，同时应考虑土建与安装工程施工的相互配合，整体策划，也就是要进行精品工程设计。,七、资料编制水平的提高 鲁班奖工程对资料的要求非常严格。资料包括申报资料和工程资料两部分。申报资料中所反映的工程特点、难点、技术措施、质量效果和亮点以及所采用的10项新技术，都要在资料中有所反映，并要求附有相关的图片和摄像资料。这就要求我们在施工前就要有拍摄计划，施工中不断地搜集资料，对工程资料的编制和装订应符合要求，做到目录清晰，查阅方便，各项控制资料符合要求。这些要从资料的全面性、真实性和准确性方面进行整理。,
