土木工程设计论文

现如今，随着我国社会经济的不断发展，土 木工 程施工技术也随之不断改革、发展，为我国城市及乡镇的建设作出重大贡献。我整理了土木工程技术3000字论文，欢迎阅读!土木工程技术3000字论文篇一：《试谈土木工程建筑施工技术》 [摘要]本文介绍了土木工程建筑施工的特点及传统的施工技术，并分析了新型的土木工程施工技术，指出施工技术的未来发展趋势，尤其是新型防水施工技术、钢结构施工技术、混凝土施工技术等，为土木工程的相关工作者提供参考。 [关键词]土木工程;施工技术;创新;发展 随着我国社会经济的不断发展，土木工程施工技术也随之不断改革、发展，为我国城市及乡镇的建设作出重大贡献。现就土木工程的传统施工技术与新型施工技术进行分析、对比。 1.土木工程建筑施工特点 复杂性。由于各项土木工程建筑产品的功能性及类型不同，而且施工技术随着工程施工所在地及周边环境条件而变化，因此，土木工程建筑施工具有一定的复杂性。 流动性。由于建筑产品是固定的，出现单件组织施工的情况下，项目和地点则不断变换，因此，要求施工人员、机具、建筑材料要随建筑物建造的地点而流动。 长期性。土木工程的建筑物体积一般较为庞大、施工周期长，少则几个月，多则几年、甚至十几年才能建成。 危险性。由于建筑工程中的露天作业较多，高空作业多，极易受自然条件影响，其危险性较高。 综合性。土木工程建筑施工的协作单位较多、牵涉面广，它需要多行业、多工种的配合协作，综合性很强。 2.土木工程的传统施工技术 地基基础施工技术。地基基础施工的主要施工 方法 为桩基础施工，包括：承载能力极限状态和正常使用极限状态。一方面，按承载性状划分，基桩包括：摩擦型桩和端承型桩。摩擦型桩又分为摩擦桩和端承摩擦桩，端承桩又分为端承桩和摩擦端承桩。摩擦桩在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载是由桩侧摩阻承受，端阻力可以忽略。而端承摩擦桩在极限状态下，桩顶竖向荷载则是由桩侧阻力承受主要部分。端承桩在极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力可以忽略。而摩擦端承桩则是由桩端阻力承受大部分的竖向荷载。另一方面，按照成桩方法划分，包括：非挤土桩、挤土桩和部分挤土桩，制作基桩的材料也主要分为木桩、混凝土桩、钢桩等，不同类型和不同材料桩的施工方案和适宜的基础亦有所不同。在桩基础施工中，通过结合主要单根桩的施工质量来确定桩型，并进行综合考虑，尤其是群桩基础，尽量避免发生不均匀沉降。其中，桩基础施工中钻孔灌注桩的主要步骤是：桩定位放线、钻机就位并校正垂直度、钻孔清土、灌注并搅拌混凝土、制作安放钢筋笼、成桩验收并进行质量检验。 钢结构施工技术。钢结构施工主要是吊装构件，首先，在施工前应当事先做好准备工作，包括场地清理、道路修筑、基础准备、构件运输、检查装备等。其次，钢构件运送先后顺序要按照施工顺序进行，构件运到现场后，应尽量存放在起吊位置，并用足够支承面的木枕垫底。在吊装前应该核准构件标号、位置，并清除表面，摩擦面要保持干燥清洁。最后，应当准备灭火器谨防发生火灾，这主要是由于钢结构工程的特殊性，可能会在施工过程中用到氧气、乙炔类焊接工具，容易引发火灾。 混凝土结构施工技术。按照施工中浇制混凝土的地点主要包括：预制法和现浇法。其中，预制法是在别处而非施工现场浇筑混凝土，预制混凝土以其低廉的成本、出色的性能，成为建筑业的新宠。在使用预制法施工时，应当确保预制模的尺寸准确，并严格按照施工顺序进行。另外，现浇法则是在施工现场支模浇筑混凝土，是大多数建筑物采用的方式，其应用更为广泛。 3.土木工程施工新技术 防水施工新技术 冷作业防水施工。当前，我国防水施工技术不断发展，正朝冷作业方向发展，其中，各种防水材料也有很大发展。我国生产的聚氯乙烯防水卷材、SBS改性沥青防水卷材、APP改性沥青防水卷材、聚氨酯涂料及603卷材等，其中部分材料性能已达到或接近国际先进水平。 防水混凝土结构。防水混凝土结构，主要通过混凝土本身的自密实性，实现其防水性能，例如地下室、水池、水泵房等。防水混凝土结构不仅具有承重、围护、抗渗和抗裂等多重作用，而且其耐侵蚀度和耐冻融度较高。 大跨度的钢结构施工新技术 大跨度的钢结构施工技术主要包括：高强厚钢板工地焊接技术、大型网壳钢结构安装技术、大跨度空间钢结构临时支撑卸载技术、大跨度钢结构计算机控制液压提升安装技术、大跨度柱面网壳折叠展开提升安装技术、钢结构整体平移安装技术、旋转开启式钢屋盖安装技术、拱形多轨道开启式钢屋盖安装技术、桅杆钢结构提升安装技术、预应力钢结构施工技术、索膜结构施工技术、爬升塔式起重机悬置布置及使用技术、重型塔式起重机置于永久结构上的使用技术、重型履带起重机置于永久结构上的使用技术、大型旋转式龙门起重机的应用技术以及大型桁式龙门起重机的应用技术等。 混凝土施工新技术 清水混凝土施工技术。清水混凝土技术，以原始的浇筑混凝土面直接作为装饰性表面，属于现浇钢筋混凝土技术。清水混凝土施工操作简便，成本也较低，大大提高了土木工程建筑的牢固程度。它不仅满足了高层建筑对工艺的高要求，而且属于一次浇筑成型的施工技术，仅在表面涂一层或两层透明的保护剂，该施工技术环保性急天然性较高，而且施工质量较高，外形美观。如中国首例现浇清水混凝土风格美术馆――辽河美术馆，具有朴实无华、自然沉稳的外观韵味。 钢纤维混凝土施工新材料。在确保建筑产品实用性的前提下，为了迎合人类对土木建筑愈来愈高的审美要求，也为了展现建筑的艺术美感，我国行业专家已研究出了在普通的混凝土中掺入适量的钢纤维，再经均匀拌合而成的钢纤维混凝土。这一突破性的新材料，不仅弥补了施工中建筑材料抗拉能力不足的问题，而且还能够增强混凝土构件的抗剪性、抗裂性和耐久性。另外，钢纤维混凝土还具有优良的抗冲击能力，对于提高建筑施工质量具有重要意义。 土木工程技术3000字论文篇二：《试谈土木工程技术创新阐述》 摘要 ：土木工程施工在我国的建筑类施工中起着重要的作用，在施工中的地位也越来越重，土木工程关系到我国城市建设发展水平和建筑业的发展，铁路建设是土木工程施工的重要内容，只有加强土木工程技术的创新才能推动我国铁路建设不断发展。本文着重对土木工程施工的创新手段进行了深入阐述，表现了加强土木工程技术创新对土木工程施工发展起到的重要作用。 关键词 ：土木工程 施工技术 前言 土木工程的英文是Civil Engineering ，直译是民用工程，它是建造各种工程的统称。它既指建设的对象，即建造在地上，地下，水中的工程设施，也指应用的材料设备和进行的勘测，设计施工，保养，维修等专业技术。 一、土木工程施工技术的特点 随着经济和科学技术的发展，新材料、新结构不断出现，大规模、技术复杂的土木工程结构也越来越多，施工技术也相应随之不断发展。我国正处在经济高速发展时期，工程建设数量多，规模大，促进了我国施工技术的发展。由于土木工程的特点，决定了其生产组织与一般的工厂生产组织不同，每项工程都需要根据工程性质和特点，单独进行施工组织，施工组织是否科学合理直接影响到工程项目的成败，一般来说，土木工程施工具有如下特点：固定性和流动性：流动性包括施工队伍的流动和在同一工程上工人在作业空间上的流动;多样性和单件性：工程各不相同，完全一样的工程几乎没有庞大性和协作性、综合性：需要建设、设计、施工、监理、材料供应商等多家不同单位配合协作完成;复杂性和易受干扰性：技术、管理复杂，易受气候、周围环境等外界因素干扰;投资大、生产周期长。(一)桩基施工技术。土木工程中的桩基施工要求施工人员要合理的选择适合桩型进行施工，还要充分的考虑好单桩和群装的选择，以达到单桩基施工质量的标准，如果施工用的是群桩，就要想到地基会不会出现不均匀沉降问题;在进行预制的桩基吊运时，要充分的考虑因吊运对桩基产生的强烈冲击感和振动感;施工人员还要有效的进行对桩基钻孔和混凝土的灌注工作，对桩基完成了定位放线和校正以及钻机的垂直效果、钻土和清土、混凝土的灌注搅拌、制作安放钢筋笼、校验等一些工作后，就要对施工的质量进行检验，查看是否达到施工的规范和标准。 (二)混凝土构造技术施工也是常见的铁路施工方法。施工中的预制方法和现行浇灌是混凝土的施工机构中比较常见的施工方法。预制混凝土方法是混凝土在逐渐的施工管理中被广泛认可的应用，预制的方法具有成本低廉、性价比高等优点，在使用预制混凝土构造技术时要首先考虑预制工具的大小尺寸并且要严格按照施工的规范操作进行。现浇的施工方法比预制的施工方法应用时间更早，这种方法在施工的现场通过支模对其浇筑。 二、工程中的建筑结构 建筑工程就是兴建房屋规划，勘测，设计，施工的总称。 房屋建筑一般包括十个部分：(1)埋在地下的基础和地下室(2)承载外力并把力传到基础的柱子，楼板，梁，框架墙，屋盖及支撑体系(3)四周的饿维护结构和中间的隔墙(4)房屋内外的装饰(5)控制环境的供暖，通风，空气调节，照明，防火隔声等系统(6)楼梯间，电梯或自动扶梯等垂直传输系统(7)闭路电视，电话，计算机网络等通讯体系(8)电力系统(9)卫生设备和给水排水系统(10)垃圾处理系统。 Pier Luigi Nervy说过：建筑结构说穿了，不过就是受力体的反力与内部应力如何与外力达到平衡。建筑首先要解决，也是必须要解决的问题就是受力的问题。我们把解决这个问题的学科称为建筑力学。建筑力学有可以分为：静力学，材料力学和结构力学三大力学体系。建筑力学是讨论和研究建筑结构及构件在荷载和其他因素影响的工作状况，也就是建筑的强度，刚度，稳定性。在载荷作用下，承受载荷和传递载荷的建筑结构和构件会引起周围的物体对它们的作用，同时物件本身受载荷作用而产生变形，并且存在着破坏的可能性，但是结构本身就具有一定的抵抗变形和破坏的能力，而结构的承载能力的大小是与构件的材料，截面的几何尺寸，受力性质，工作条件和构造情况有关。而这些关系都可以由力学关系式通过计算而得以解决。 三、土木工程施工技术研究 1.软土地基施工与石方爆破施工 软土地基施工特点：往往不能满足承载力和变形能力的要求，施工时如果采取 措施 不当，往往会发生路基或建筑物地基失稳或严重下沉，造成建筑物破坏或不能正常使用，需要进行加固，加固方法：换土垫层法、强夯法、振冲法、砂桩挤密法、深层搅拌法、堆载预压法、化学法等;土石方爆破施工：适用环境：开挖时遇到岩石，施工现场地下障碍物的清除、旧建筑物和构筑物的拆除，施工的工序：打孔放药、引爆、排渣;特点：施工费用低、效率高、有震动和粉尘危害，对旧建筑物、构筑物的拆除，还可以采用静力破碎等配合施工工艺，是拆除在低震动、低粉尘、无公害的情况下进行。 2.灌注桩施工与墩式基础施工 (1)灌注桩施工是在施工现场的桩位处用机械或人工成孔，然后在孔内放入钢筋笼、浇筑混凝土(或者直接浇筑混凝土)而成的一种施工方法。成孔工艺：干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔、人工成孔、爆扩成孔等。其特点：能适应地层的变化、施工时振动小、噪声低、工艺要求较高、施工后混凝土需要养护且不能立即承受荷载。 (2)墩式基础是在人工或机械成孔的大直径孔中浇筑混凝土(或者放钢筋笼、浇筑混凝土)而成的大直径基础。目前，我国多用人工挖孔，故又称为大直径人工挖孔桩。墩式基础特点：端部直接支撑在岩石或坚硬土层上，桩的强度和刚度都很大，有较大的承载能力。 3.沉井基础施工 沉井是由刃脚、井筒、内隔墙等组成的呈圆形或矩形的筒状钢筋混凝土结构，多用于重型设备基础、桥墩、水泵站、取水结构、超高层建筑物的基础等，施工过程：施工时首先制作井筒，然后在井筒内挖土，使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端为刃脚，形状如刀刃，在沉井下沉过程中使沉井切入土中。沉井的外壁为井筒，在下沉过程中起挡土作用，同时靠其自重可以克服筒壁与土之间的摩阻力和刃脚底部的土阻力，使沉井能在自重作用下逐步下沉。 4.预应力混凝土工程施工 预应力混凝土结构的截面小、刚度大、抗裂性和耐久性好，能充分发挥钢材和混凝土各自的性能，在土木工程中得到了广泛的应用。其施工具体方法主要分为以下三种： (1)先张法施工：先张拉预应力钢筋，然后再浇筑混凝土构件的一种施工方法主要施工过程是在浇筑混凝土构件之前，张拉预应力钢筋并将其临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土构件，待混凝土到达一定强度、混凝土与钢筋之间有足够的粘结力后，放松预应力钢筋，借助混凝土与预应力钢筋之间的粘结，使混凝土产生预压应力。 (2)后张法施工：是先制作混凝土构件后张拉预应力钢筋的一种施工方法，要施工过程：先制作混凝土构件并预留孔道，待混凝土达到一定强度后，将预应力钢筋传入孔道，利用张拉机具张拉预应力钢筋，然后用锚具将预应力钢筋锚固在构件端部，最后进行孔道灌浆。 (3)粘结预应力施工：是在后张法基础上发展起来，要施工过程：采用表面有涂料、外面包有塑料套管的预应力筋，铺设在模板内，然后浇筑混凝土，待混凝土到达设计要求的强度后，再进行预应力筋的张拉、锚固。 四、结束语 总之，土木工程施工技术在近几十年虽然有了飞速发展，但是土木工程施工至今仍以手工操作、半机械作业为主，劳动效率大大低于其他产业部门，还属于劳动力密集型的产业，现代土木工程施工技术的发展方向，除了要有满足当前土木工程建设需要而与之配套的施工技术，还要向高效率、无公害、高质量、机械化、智能化、高技术含量、信息化的方向发展。 参考文献： [1]段树金主编.土木工程概论.北京：中国铁道出版社，2005. [2]关于土木工程施工的探讨. 土木工程技术3000字论文篇三：《试谈高层建筑施工土木工程问题》 一、高层土木建筑简介 当今，为了能适应社会发展需求，高层建筑的结构越来越大，这就需要土木工程技术的支持，所以，这两者之间的关系不可分割，高层建筑的可靠性、安全性、依旧依赖于土木施工质量的保障，只有找出阻碍各方面原因，才能解决土木行业还没有解决的问题，才能给高层建筑做道路铺垫，才能有效提升行业的发展速度。 二、施工特点分析 高层建筑施工具有很多特点，包括以下几点; 1.我们都知道，高层建筑的工序不仅繁多，而且不劳动量大作业工序还复杂，施工管理与协调工作相当难做; 2.鉴于高层项目占地与体积都很大，施工前期需要准备很多的建筑材料与机械设备，庞大的规模的建设，需要2年到3年时间才能竣工，甚至更长时间。长时间的建设周期，有可能会错过新技术与新型材料的到来;存在着错过新技能的风险; 3.高层建筑项目都很危险，所谓高层建筑一般都是30层左右的高度，在如此高度的环境下作业容易造成安全事故的发生，所以，在高层项目中需要有组织有计划的安排布局，把施工质量安排稳妥，事故防范于未然。 三、施工质量的控制分析 (一)裂缝的产生 裂缝的产生对于施工质量来说是一个非常严峻的问题，也是在高层建筑工程里面比较普遍的一种疾病。导致裂缝形成的原因诸多，有动态与静态的，甚至还有稳定的和闭合的。所以，想要保住整个建筑质量，就需要把裂缝问题这一环节处理妥当。要整治工程的裂缝问题，首先要发现裂缝开裂的原因，分析其裂缝对建筑整体的影响，分析其原因所在后，在对其进行处理。在施工的设计阶段，就需要采取有效的预防措施分别有：将荷载的作用降低、释放作用效应。 (二)解析混凝土浇筑强度控制 在整个项目建设阶段中，混凝土浇筑环节最为重要。首先，在浇筑作业时要采取先进的技术和方法，一旦浇筑面积扩大，需要停止作业。要对浇筑层做冷却处理，保证混凝土与水的恒温在25°的范围内。完毕浇筑后，要注意温度是否有变化，要对数据进行记录整理，为2次浇筑做准备。当在进行2次浇筑时，需要把控好时间。需要在第一层混凝土呈半凝结状态下进行，与此同时，将捣振器的使用范围与力度调整好，这样有助于效避免了裂缝的产生。其次，要科学合理浇筑，盲目的不按照施工程序操作会导致严重的质量问题。在整个浇筑阶段中，现场的监理人员要严格检测结点这个位置，因为，结点是整个浇筑物的关键部位，其质量的优劣直接影响着整个工程的质量。 四、各方面影响工程质量的因素与措施 (一)影响施工质量的因素 在当前形势下，对项目建设施工提出了很大的要求，但是，在以往传统的组织里，组织者的思想还是陈旧，创新意识不全，这就导致工程质量不达标，经济下滑。 (二)重建不重管 建设高层建筑时，会使用到各式各样的设备，施工进度的快慢取决于施工期的设备选择，所以在选择设备的时候要考虑设备的参数和性能，做好“用前检查，用后保养”的习惯。如果检查工作遗漏或是觉得检查多此一举，这将会导致安全隐患的产生，后果不可想象。譬如：施工中一台三脚架的质量出现了质量问题，是因为前后期的检查工作有遗漏做不到位，那么在施工阶段中可能会出现坍塌的现象，更为严重的会导致人员的死亡。为此，相关管理员要把设备机械管理好，避免因为机械引发的安全事故;在项目里，假设管理员和施工员都不按照正常的 规章制度 办事，不重视操作规程，这将会严重影响工作质量，给实际工作带来安全隐患。 (三)质量监督不到位存在漏洞 进行项目时有时会有塌方的现象出现，会给施工造成严重的影响，导致这些问题是没有重视某处周围的环境因素。致使工程质量监督中通常会出现建筑周边环境的监控不到位。 由于周围的环境因素没有考虑周全，在实际工作中会受到外界的影响，地下水的结构遭到破坏，这就导致土质变软，然后承载能力就会有所下降。因此，在建设项目之前需要对周围的环境进行了解，综合考虑会影响到施工质量的因素，做好应对措施，记录工作 日记 ，杜绝事故的再次发生。 五、提升高层建筑施工质量的控制措施 (一)增强监管力度 面对管理的缺陷，在这一问题上就要采取逐个解决的措施。首先，对于设备的管理，需要匹配相关的专业人士管理。工程开工前期，需要将设备全面检查，从而保证设备的正常使用，施工过程中也要定期对设备检查防止其损坏。竣工后，要及时清洗养护设备，将养护工作做好，保证设备使用后完整。其次，加强规范建筑业规章制度，严格遵循各方面制度，完善协作机制，相互监督帮助。在次，加强 安全 教育 的学习，增长安全意识，建立创新性的安全监管手段，把 安全生产 做到位。 综上，增强监管力度是保证建筑工程有条不紊的进行的重要基础。 (二)纳入科技技术及优秀人才 建筑行业的专向发展，缺少不了先进的科学技术以及优秀的人才配合。管理人员的专业素养对高层建筑施工管理质量起着至关重要的作用，相对于当前 文化 过低的的操作员来说，理论和实践会受到外界的约束，这将严重的影响着工程的建设。可见，人才的储蓄尤为重要，除此之外，还要在技术上面将技术更新，借鉴国外先进技术和先进设备，在当前形势下，落后将会被淘汰，技术的与时俱进是保证工程质量的重要前提。 六、结语

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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