土木工程技术创新论文

土木工程技术创新论文

随着现代社会的不断地发展进步，我国土木工程建设的发展步伐也不断加快， 为改善人们生活做出了极大的贡献。下面是由我整理的土木工程最新技术论文，谢谢你的阅读。

土木工程中的虚拟现实技术

摘 要：虚拟现实技术是一项集成性极高的高新信息技术，本文通过对VR技术的讨论 分析 了VR技术土木工程中的 应用 ，指出VR技术必将在土木工程中发挥越来越重要的作用。

关键词：虚拟现实技术 土木工程 可视化 计算

一、引言

随着我国 经济 的稳步增长和基础建设规模的加入，建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂，对土木工程学科 管理的 科学 性、精确性要求越来越高。实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木 建筑工程项目管理 现代 化的要求和本领域的 研究 热点。虚拟现实技术(Virtual Reality, VR)是综合性与集成性极强的高新技术，在军事、 医学、设计、 艺术 、娱乐等多个领域都得到了广泛的应用。涉及土木工程领域的各个学科，已显示出一定的实用性，技术潜力十分巨大，应用前景非常广阔[1]。

二、虚拟现实技术及其特点

虚拟现实技术，又称灵境技术，是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、 计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，大大推进了计算机技术的 发展 。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的，并非是真实的，但当用户进入这一局部世界时，在感觉上与现实世界却是基本相同的。因此，虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。它以模拟方式为使用者创造了一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界，在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中，使参与者可直接参与和探索虚拟对象所处 环境的作用和变化，仿佛置身于现实世界中。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理与音像技术、 网络 技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以，虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。

1.沉浸性

虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理 心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像，使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用，就如同在现实世界中的一样，一切感觉都是那么逼真，有一种身临其境的感觉。

2.交互性

虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎 自然 的交互，使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的 语言、身体运动或动作等自然技能，就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。

3.多感知性

由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。

三、虚拟现实技术在土木工程中的应用

1.虚拟现实技术在土木工程中的应用前景

在土木工程中，长期以来人们不得不用抽象的概念表示非常丰富的 内容 ，如用平面图、剖面图、立面图等平面图形成一些规定的符号来表示三维的立体建筑，用比较抽象的图形和精练的语言来描述复杂的场景，以传递大量的信息。但这一种信息处理与传递方式受到信息接受者所从事的 职业、知识结构及理解能力的 影响 ，交流起来非常困难。

VR技术的发展为我们克服这一困难提供了极其有效的手段。用虚拟现实既能表示真实的世界，也可以表示虚拟的世界。表示真实世界时，可以突破物理空间和时间的约束，做到能“超越现实”;在表示虚拟世界时，又能使其中的虚拟物体表示出三维逼真感，以达到身临其境的感受，最后形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的三维信息空间”。VR技术为用户提供了一种新型的人机接口，它利用计算机生成交互式三维环境，不仅使参与者能够感受到景物或模型的逼真存在，并且对参与者的运动和操作做出实时准确的响应。

2.虚拟现实技术在土木工程中的 应用 领域

由于具有上述的优势特征，虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛的应用，并且具有广阔的应用前景。现阶段，虚拟现实技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面[2]。

(1)在虚拟施工过程和施工结构 计算 中的应用[3]

在实际工程施工中，复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的 问题 ，前者难点关键就在于施工现场的结构构件及 机械设备间的空间关系的表达;后者在于施工结构在施工状态和荷载下的变形大于就位以后或结构成型以后。

基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术，在虚拟的 环境中，建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型(虚拟模型)，形成基于 计算机的具有一定功能的仿真系统，让系统中的模型具有动态性能，并对系统中的模型进行虚拟装配，根据虚拟装配的结果，在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。复杂结构施工涉及的因素较多，起重机的布置位置、高度，缆风绳着力点的选择，构件堆场的位置，起重机的开行路线，构件起吊路线等，都是施工方案设计必须考虑的问题。若对这些问题考虑得不够，则工程施工的进度、成本等都会受到 影响 ，甚至导致安全事故的发生。

建筑结构施工前往往要对施工方案进行受力状态复核。如在大跨空间结构施工中，不仅要考虑施工过程的安全性、可行性，还要考虑结构本身在施工过程中安全性、可靠性。某展览中心，钢结构屋盖支承在钢桅杆上，桅杆两端为锥形，与下部混凝土结构铰结。为了减小钢桁架的变形，更为了维持结构的稳定，在钢屋盖桅杆和混凝土之间，采用了一系列的斜拉索(前索、背索、稳定索)和撑杆，形成一个稳定的结构体系。在钢结构的施工中，不同的支撑方案、不同的拼接方案，在结构的不同部位会引起不同的效应，而随着连接杆件的安装，这些施工阶段的应力将残余在结构部位上，并影响到最终的结构受力安全性;并在结构就位过程中，有可能失稳和变形。这就需要进行施工过程的精确 分析 。用虚拟现实技术可以对不同的方案，在短时间内做大量的分析，从而保证施工方案最优化。

(2)在工程项目招标投标中的应用

建筑业是我国的支柱产业，建筑市场的过度竞争已是长期的事实。 现代 建筑工程项目的运作，业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内，如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此，承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时，也非常注重投标文件的包装。尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标，往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运作[4]。

借助虚拟仿真系统，把不能预演的施工过程和 方法 表现出来，不仅节省了时间和建设投资，而且不用项目经理的现场答辩，方案的优劣就一目了然。这无疑大大增加了承包商中标的几率。

(3)在可视化计算领域的应用

可视化计算将是今后一个重要的 发展 方向。在科研中，人们会遇到大量数据，为从中得出有价值的 规律 和结论，需要对庞大的数据量进行认真分析。对 科学 计算取得的数据进行可视化加工或三维图形显示，可通过交互改变参数来观察计算结果的全貌及其变化，实现参数化及可视化计算，虚拟现实技术产生了飞跃式的发展。

在运用有限元法进行结构分析时，利用虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小，用不同颜色表示出不同的等力面;也可以任意变换角度，从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能，实时修改各种数据，以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化，概念更易于理解。把可视化计算技术应用于超大型复杂结构的设计、工程控制和结构分析中，将增强计算 软件的前后置处理能力。例如，在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中，倒退(拆)分析结构倒拆动态演示、结构理想施工线型显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、前进分桥结构拼装动态演示、施工预告图形显示、主梁内力图显示、危险截面应力分布图显示等等。更重要的是能借助图形或图像来进行实时动态地控制结构的重分析和获取施工控制数据，同时能实时动态演示和控制设计和施工的过程。

四、结语

虚拟现实技术在不断发展，专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片可使处理能力提高上百倍，三维图形算法和参数化建模算法等可使虚拟现实技术更加成熟。 目前 ，虚拟现实技术还有很多不完善的地方，尤其在土木工程的 研究 方面，我们应努力建设虚拟现实技术实验室，开发有价值的虚拟现实工程系统，使其在工程设计、施工、 管理和可视化计算等方面得到更广泛的应用。

参考 文献

[1] 张跃.[N]. 科技 日报.1997年6月23日.

[2] 沈金良.虚拟现实技术在工程设计中的应用[J].科技交流，2004，(3).

[3] 谢行浩.建筑工程系统仿真[M].北京：科学出版社，2001. 25- 37.

[4] 张金序.施工技术[J].多媒体技术在建筑工程投标中的应用.Vol. 31 No. 12. 24

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土木工程施工论文范例(2)

　　土木工程施工论文范例篇2
　　浅析土木工程施工管理问题

　　【摘要】如今建筑行业已经成为我国国民经济的重要支柱产业，随着施工技术的不断创新，各种类型的施工项目不断涌现，各种土木工程项目也随处可见，对土木工程项目的管理问题也越来越凸显出来，因此我们需要对土木工程施工管理提出新的要求。本文针对目前土木工程施工管理中存在的问题，分析其原因，提出了改进土木工程施工管理的建议，以促进土木工程施工管理的健康可持续性发展。

　　【关键字】土木工程;施工管理;管理问题

　　1、引言

　　土木工程项目施工管理工作就是在土木工程施工阶段，对各种施工生产活动管理工作进行有效的组织，使施工过程变得规范化、合理化，避免因施工不当而产生的经济损失，并保证土木工程的质量。土木工程施工过程的好坏，不仅直接影响了整个企业的经济效益，更对企业的施工信誉有着重大影响。近几年来，土木工程施工管理体制不断进行改革，广泛实施了招投标制度，对土木工程施工的标准也越来越严格。在土木工程实际施工中，存在着监理人员、施工作业人员素质偏低，工程招标的不规范，管理体制不健全，安全管理重视程度低，环境保护意识差等问题，直接影响了土木工程的施工管理工作。因此，加强土木工程施工管理就显得十分有必要，下面针对土木工程施工管理中存在的问题进行分析。

　　2、土木工程施工管理中存在的问题

　　2.1监理人员、施工作业人员素质偏低

　　首先，目前土木工程的监理人员存在着素质偏低的情况，不重视施工管理，多数人认为监理工作的范围就是对施工阶段的管理，缺乏工程勘察、设计、研究等方面的经验，而且对这些方面也不够重视，多数监理人员在工作中存在敷衍的心态。实际上一些土木工程出现质量问题很大程度上是监理不严所致。

　　其次，从施工作业人员来看，由于现阶段市场上人力成本增长较快，大部分施工企业出于成本方面考虑，内部雇佣的固定施工作业人员很少，有工程项目时临时聘用市场上一些非专业人员，他们大多数来自于农村的农民工，没有接受过专业的施工技术培训，对工程施工的工序及操作规范等方面知之甚少，加之技术培训跟不上，专业水平普遍较低，主要表现在施工过程中，操作不规范，技艺不娴熟，很难达到施工质量标准要求，使得工程施工质量难以得到有效的保证。

　　2.2土木工程招标管理不规范

　　在土木工程项目中，存在招标管理不规范的现象。国内对于一些工程项目普遍存在招标“走后门”的现象，导致在招标时弄虚作假，招标工作没有按照规定的顺序进行，造成了项目承包价格不合理，甚至一些土木工程项目承包时的价格已经低于成本价，这样承包商就会在土木工程实际施工时偷工减料，对工程的质量造成了严重的影响。

　　2.3管理体制问题

　　管理体制与土木工程施工项目管理的特点不相适应。土木工程施工项目的主要特征是它的单件性和永久性，这就决定了土木工程施工要进度快、质量优、成本低、安全好，要进行综合性管理，加强约束的控制性管理。

　　此外，施工企业是以管理体制为依据对土木工程进行管理的，管理体制不完善将会影响到整个土木工程的施工建设。国内的土木工程项目为了节省人力开支，采取了大量削减工程的管理机构、管理部门以及管理人员的方式，直接导致施工单位管理人员的缺乏，这样既可能降低了管理部门员工工作的热情度与积极性，又可能制约了管理工作的实际落实，管理工作没有真正落实，难以发挥管理土木工程的作用。

　　2.4对安全管理重视不够

　　任何工程施工都是以安全为基本前提，安全管理也是进行土木工程管理的关键，安全既影响到施工单位的声誉，同时也直接影响了施工单位的经济效益。但是就安全意识来看，多数施工人员存在缺乏安全意识的情况。首先是在土木工程的管理工作中，没有完善的组织机构，缺乏施工安全意识;没有专门的人员对施工人员进行安全培训，造成施工现场的安全管理意识不够，同时没有相对应的安全管理措施。

　　2.5环境保护意识问题

　　主要表现在：施工噪音严重扰民，影响民众工作、生活和休息;建筑垃圾带来安全隐患，清运、存放和再利用不科学;缺乏对生态环境的保护，对耕地的非法占用，对绿地的破坏及对未破坏的环境也不能有效保护。

　　3、土木工程施工管理的改进建议

　　3.1提高监理人员管理素质

　　作为施工单位进行工程管理的直接人员，对土木工程的勘察、设计、研究以及工程的整体施工都应该起到监督管理的作用，首先施工单位在选择监理人员的时候，应该选用具有综合素质的监理人员，对其技术、管理水平、管理经验都应该有更高的要求，同时在其实施管理的过程中不断培训监理人员的管理知识，从而提高其管理水平。监理人员应该常驻于施工现场，这样才能保证及时观测、掌握施工项目，如果发现问题应该及时与发生问题环节的工作人员以及工程的领导进行及时汇报，从而及时采取控制措施进行解决，争取最大限度的降低问题可能带来的损失。

　　3.2规范土木工程的招标

　　对于土木工程招标中存在的徇私舞弊行为，应该在招标时对招标的标准进行严格控制，避免弄虚作假，将土木工程交由信誉好、工程质量高的施工单位。施工企业针对自身质量管理模式，制定出关于工程质量目标与方针的质量管理手册，为土木工程能够顺利进行提供完善的质量保证体系，确保工程质量。

　　3.3推行项目管理责任制

　　由于建筑工程项目的规模大、分项工程和单项工程比较多，因此，在施工管理和合同管理方面难度较大。在精干主体的基础上，必须进一步减化生产关系，减少管理层次变金字塔式的管理为扁平式管理。项目经理要保证工程项目的协调有序实施，同时企业内部要用完善的管理机制和监督机制保证项目经理责任制的落实。建设承包公司下达生产计划和各项经济技术考核指标，以保证实现预期的项目管理目标。此外，还要建立起一套完善的项目管理责任体系，以便明确项目管理责任人及建设承包公司与各施工生产单位的管理责任。

　　3.4解决施工过程中的环境问题

　　想要有效地降低土建施工带来的环境问题，可以采取以下的一些措施：

　　(1)采用先进的施工技术。主要是在施工过程中大量的应用各种环保技术，减少施工造成的大气中有害气体、粉尘、以及废弃物和噪声等施工公害。首先要在施工过程中采用先进的技术来控制施工产生的噪音，同时采用先进的施工技术还能缩短施工周期、节省原材料，可以极大的降低对周围环境造成的施工影响。

　　(2)施工中使用优质的工程材料。施工中材料的选择，直接决定了对环境的影响程度。优质的工程材料可以把对周围环境的影响控制到最低。在施工过程中采用优质材料还能极大的避免在施工过程中的安全隐患的出现。

　　(3)引进先进的施工机械设备，这样可以极大的提高施工的效率。

　　4、结语

　　综上所述，土木工程施工管理仍面临着很多的问题，有很多新东西要去研究。监理人员、施工作业人员素质偏低，工程招标的不规范，管理体制不健全，安全管理重视程度低，环境保护意识差等问题都制约了土木工程管理水平的提高。我们在工作中只有善于发现问题，积极寻找解决的办法，才能不断的纠正土木工程施工管理中存在的漏洞。项目工程开始实施后的主要环节就是施工管理，因此必须对这一问题提起足够的重视，确保高质量的完成土木工程施工。

　　参考文献

　　[1]穆静波.土木工程施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

　　[2]陈兴武.浅谈如何加强工民建工程施工管理[J].价值工程，2010(18).

　　[3]王烨.土木工程施工管理中存在的问题分析及相关建议[J].城市建设理论研究，2012.
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