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测控工程论文

时间:2022-04-29 14:18:54

测控工程论文

测控工程论文范文1

由于历史原因,各高校的专

业基础和行业背景存在较大差异,测控技术与仪器专业通常隶属于电气工程学院、机械工程学院、仪器科学学院、光电工程学院等单位。这给测控技术与仪器专业认证标准的制定带来了不少困难和问题。2013年8月和2014年8月,教育部仪器学科教育指导委员会暨教学研讨会分别在上海和西安召开,会上专家们对中国工程教育认证协会的通用标准进行了详细解读,并对照通用标准,制定了适合于测控技术与仪器专业特殊背景的专业标准。2014年8月,教学指导委员会主任、天津大学曾周末教授做了题为《把握认证理念,推进专业教学改革》的报告,教学指导委员会委员、重庆大学王代华教授做了题为《仪器类专业认证标准解读》的报告,这两个报告从认证专家角度介绍了工程教育专业认证的意义和认证准备工作的要点。目前,已有少数高校通过了测控技术与仪器专业认证,如天津大学、合肥工业大学等;有很多高校已提交了认证申请,正在积极准备参与专业认证,如桂林电子科技大学、西安理工大学等。越来越多的高校认识到专业认证的重要性和紧迫性,以专业认证为契机,持续稳步发展专业建设,提高人才培养质量和水平,增强毕业生的就业竞争力成为各高校专业负责人的共识。

二、省属高校测控技术与仪器专业培养模式探索与思考

针对目前国际、国内经济环境、工程教育的现状和发展趋势,在国际工程教育专业认证背景下,省属高等院校测控技术与仪器专业人才培养模式应做出怎样的改变和探索?这是各个省属高等院校面临的亟须解决的一个难题。下面以西华大学为例,结合我校实际情况,对国际工程教育专业认证背景下,测控技术与仪器专业本科人才培养模式的几点思考进行简要分析。

(一)西华大学测控技术与仪器专业概况

西华大学是四川省省属重点大学,我校的测控技术与仪器专业隶属于电气信息学院,是在整合已有的电气工程与自动化、信息工程、自动化等专业建设的基础上申报的新专业,于2002年成立,以电子类测控为主。其主要专业方向为测控技术和智能仪器,具体领域为工业化信息领域的检测与控制技术等。经过10多年的建设,截止到2014年,已毕业本科学生近700人,在校生400余人,省内生源和省外生源比例约为8:2。

(二)西华大学测控技术与仪器专业发展现状

近年来,全国开设测控技术与仪器专业的高等院校越来越多,毕业生就业竞争压力日益增加。如何基于学校地域、师资队伍、生源质量等具体情况制定合理的培养计划和方案,如何凝练专业特色及方向显得日益重要,这也成为我校测控技术与仪器专业面临的热点及难点问题。这具体体现在以下几方面:1.第一志愿报考率偏低,特别是省外第一志愿,多数为调剂生源;2.专业方向和特色还需进一步提炼;3.本科教学实践基地建设有待加强。

(三)西华大学测控技术与仪器专业本科学生培养模式探索

在国际工程教育专业认证的大背景下,基于我校自身的特点,探索出一条合适的测控技术与仪器专业本科学生培养模式显得尤为重要。针对上述问题,我们认为可以在以下几个方面进行探索和尝试。

1.积极修订本科学生培养方案

工程教育专业认证对“目标导向”提出了较高要求。社会对教育的需求和社会环境在不断变化,本科学生培养方案也必须发生相应变化,必须将学生的要求及其培养目标放在重要的位置,用培养目标和方案来引导学生。应在现有专业课程体系的基础上,本着系统性、主体性、先进性、特色性的原则,进一步优化课程体系,修订培养方案。修订时务必具体、明确、可量化,每一门课程的开设都必须完成一个或几个培养目标,任课教师也必须承担相应的培养责任。

2.凝练专业特色,突出学校办学的自主性

工程教育专业认证是鼓励学校办学自主性的,它鼓励各高等院校根据自身特色和优势,结合所在区域经济社会地位及人才培养方案,制定培养目标,体现特色。合理有效地解决这个问题,可增强毕业生的动手能力、创造能力、就业竞争力等。与此同时,这对增强该专业在省内、外的声誉也有较大好处,有利于提高第一志愿报考率和生源质量。

3.突出实践教学的重要性,积极拓展实习基地建设

工程教育专业认证重视培养学生的动手能力和对工业企业的适应能力,这就要求我们在制定培养目标和计划时,必须将实践性环节放在十分重要的位置。虽然目前培养计划里有很多实践环节,但大多缺乏过程监管,落实不到位,效果不明显。因学校经费投入有限,我校本科教学实践基地的建设一直滞后,每年都在换公司或企业,没有长期稳定的实习基地。在制定实践性环节培养计划过程中,应尽可能地参考用人单位的意见,并定期跟踪社会需求变化情况,积极拓展实习基地的建设。

4.增强学生创新能力的培养

工程教育认证重视创新能力的培养。培养创新能力主要有以下几个途径:(1)在制定培养计划时,预留2-3学分作为创新学分,鼓励学生积极参与各种创新竞赛;(2)将本科生实验室免费、长期开放,鼓励学生长期泡在实验室,自主动手设计一些小实验,完成一些小制作,不能仅满足于课堂上简单的验证性实验;(3)将部分优秀本科生带入硕士生导师的团队,接触本领域的前沿技术和方法,增长其见识,培养其思维。

5.突出学生的主体地位,变自我评价为社会评价

工程教育认证突出以学生为中心,把绝大多数学生真正学到什么作为衡量人才质量的评价标准。只有每个学生都很好地满足本校本专业的培养目标,才符合工程教育认证的要求。对人才培养目标的评价应以社会评价为主,主要体现在毕业生到工作单位后的适应度,及用人单位对毕业生的满意度。同时定期回访,持续改进,而不是像以前那样单纯追求就业率,部分学生就业单位跟所学专业毫无关系,且实行“一锤子买卖”,毕业后就跟学校无关。这就要求我们建立定期的回访机制,不断完善培养计划,从而获得较高的社会评价。

三、结论

测控工程论文范文2

关键词:控制测量学;教学效果;测绘工程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0127-02

控制测量学的研究对象是平面和高程控制网的布设、数据采集和数据处理,《控制测量学》课程在测绘工程专业的人才培养目标中占据着相当重要的地位[1]。通过该课程的学习,学生应当掌握控制测量的基本理论、基本方法及先进技术,能运用其知识和技能解决实际的工程问题,并具备一定的专业素质和能力。课程的内容和体系决定了它的特点和教学要求,为了提高《控制测量学》课程的教学质量和效果,就必须针对其自身特点,采取对应的措施。本文在对控制测量学课程特点进行分析的基础上提出了几点思考。

一、控制测量学的课程特点

1.理论性强,对专业基础培养非常重要。在经典的测绘学科划分中,控制测量学属于应用大地测量学的分支。在测绘工程专业设置的各门专业课程中,《控制测量学》是最为体现大地测量方向的课程,大地测量学的很多基础理论得到了直接的运用。因此课程的理论性强,并在专业课程体系中占有重要的地位。从经纬仪到全站仪,从三角测量到GPS控制网,控制测量的手段以及数据处理的模式都有了巨大的改变,但是大地测量的基础理论并没有大幅度的变化。本门课程为测绘工程专业的学生形成系统的测量框架网的基本概念并掌握一般的方法打下基础,特别是对于形成大范围测量成果的投影归算的整体概念具有重要意义。

2.与其他课程的重复性、交叉性和综合性。对于测绘工程专业课程设置而言,《控制测量学》具有承上启下的意义。课程是在《测量学》、《测量平差》和《地图投影》的基础上开设的,课程所介绍的控制网建立的理论和方法又为后续的《工程测量》、《GPS测量原理与应用》等课程打下基础。它不但是普通测量学的加深与升华,更是后续专业课程必备的基础。本课程与前期课程有相当部分的重复。水平角测量、距离测量和高差测量部分,和《测量学》内容主体基本一致;课程内容中精度估计、限差分析等部分是《测量平差》方法和理论的运用;高斯投影部分又体现了《地图投影》课程的内容。对于这部分交叉重复的内容,难度高的地方要求学生具备较强的基础知识,难度低的地方又容易让学生过于放松注意。

3.理论难度的提升性。由于大范围控制测量对外业测量和内业计算的基准面进行了严格划分,测量数据平差处理之前需要进行控制网的概算。从基准面的定义区分到测量成果的归算,《控制测量学》相比小地区控制测量理论难度有了大幅度的提高。举例来说,垂线偏差对于天顶距、水平角、距离等各个观测量都会造成影响,每一项都需要进行改正。这些改正部分正是这门课程区别于其他课程的所在,也极大地增加了课程的理论深度。

4.内容多,教学内容零散、细致。《控制测量学》课程内容涉及控制网技术设计、外业和内业的方方面面,因此课程内容涵盖面大。与《测量学》课程相比,在野外数据采集部分教学内容的主线是一致的,但是在精度要求上有所不同导致了需要考虑的因素更加细致和全面。在课程教学内容中有些又很零散,例如在仪器检校,误差分析部分。内容多并且零散对学生的学习造成了一定的难度。

二、提高教学效果的措施

1.明确的目标设定。明确的目标设定,会使我们更好地突出重点,把握主线。控制测量学已经不再是入门基础课程。应当通过课程的教学内容,加强学生的基础,培养综合运用理论方法分析解决问题的能力和素质。使学生的理论基础实现测量员到测绘工程师,甚至注册测绘师转变的重要基础[2]。因此在教学环节中,应当注重控制网施测和数据处理的整体性把握。以控制测量成果的投影归算为例,笔者认为重点不能放在各项归算改正的推导与公式上,反而通过一个控制网实例让学生进行概算练习效果会更好。

2.注重测量规范的理解和应用。《控制测量学》课程的很多内容都与测量规范相关。控制网的布设原则体现了规范设置的出发点;测量过程的误差分析解释了规范设置的理论依据。在教学环节,应当随时理论联系实际,培养学生不断思考测量实践中体现的理论知识,加深学生对规范的理解并提高分析和应用理论知识的能力。

3.丰富的教学方法。提高教学效果是任课教师长期努力的方向,在专业知识不断积累和学习的基础上,还要不断更新教学思想和观念。在良好的师生互动和融会贯通多门相关课程的基础上,实用和科学的教学手段对于改善课程教学效果也很重要。在课堂教学环节,应当充分地开展教研活动、精心设计教案,并使用丰富的教学手段和充实的教学资料。针对控制测量学和其它学科的交叉性和重复性的特点,对于即将新引入的内容,可以根据以往课程和实习积累的经验设计新颖的思考题目,启发并提高学生主动参与教学活动的兴趣。在教学环节中,可以吸纳很多现实的事例,提高学生的兴趣,如2005年的测量珠峰活动为我们理论结合实践提供了很好的素材。

4.实践教学加强教学效果。《控制测量学》是一门理论性较深且实践性较强的专业课程,实践教学环节包括课堂实习和综合实习两种类型。通过课堂实习消化和理解课堂上所学新的仪器及其检校等单元的内容。综合实习通过集中时间段内完成完整的控制测量任务,帮助学生建立全局、整体的概念,使学生对控制网技术设计、选点、埋石,以及观测和数据处理的完整过程做到心中有数。必须认真分析综合实习的目标,仔细设计实习的具体内容和任务要求,达到充分利用实践教学环节的目的。

5.注重内容的更新和贴近现实。随着卫星大地测量技术的发展,控制测量学的理论和方法发生了深刻的变化。目前我国高铁、轻轨等大型基础设施的大规模开展,也为控制测量技术的应用提出了新的要求。此外,从2011年开始,我国开始实行注册测绘师制度,控制测量学作为测绘从业人员需要掌握的综合能力的一个重要方面,考试对基础性、综合性和整体性的控制网技术提出了要求。在课程教学中,应当很好地吸收这些改变,让教学紧密地联系生产实际和技术发展,更好地提高课程的教学效果。

《控制测量学》课程的内容和结构特点使其具有自身的特点和学习难度。教学方法和主体思想应当和课程自身的特点相适应。在教师不断学习和积累形成良好的专业素质基础上,形成端正的教学态度,保持良好的沟通,将会使学生打下坚实的专业基础。

参考文献:

[1]孔祥元,郭际明.控制测量学(上、下册)[M].武汉:武汉大学出版社,2006.

[2]李淑慧,王淑晴,付宗堂,洪友堂.注册测绘师考试对《控制测量学》教学改革的启示[J].中国地质教育,2009,18(4):35-36.

测控工程论文范文3

关键词:地铁工程测量

 

地铁工程施工测量的施测环境和条件复杂,要求的施测精度又相当高,必须精心施测和进行成果整理,工程测量成果必须符合相关规范的要求。论文参考网。

地铁工程测量的测量特点

(1)车站包括主体结构、出入口和风道。采用明挖及盖挖顺作法施工方法,施工工艺复杂,工序转换快,地下施测条件差,测量工作量大。

(2)地面导线控制网和高程控制网由地面传递到地下,必须保证精度,且要布设形成检测条件并经常复测控制点。

(3)对于车站主体结构,净宽尺寸在建筑限界之外,还应考虑如下的加宽量:50mm综合施工误差+H/150钻孔灌注桩施工误差及水平位移。论文参考网。

(4)区间暗挖先通过竖井,再通过横通道分别进入左、右线隧道,并且曲线半径较小,造成了后视距离短、转角多,给正洞内导线延伸带来一定难度。

平面控制测量

根据地铁工程特点,利用建设管理方提供的测量控制点,在场区内按精密导线网布设。

精密导线技术精度要求:导线全长3~5km,平均边长为350m,测角中误差≤±2.5″,最弱点的点位中误差≤±15mm,相邻点的相对点位中误差≤±8mm,方位角闭合差≤±5(n为导线的角度个数),导线全长相对闭合差≤1/35000;导线点位可充分利用城市已埋设的永久标志,或按城市导线标志埋设。位于车站地区的导线点必须选在基坑开挖影响范围之外,稳定可靠,而且应能与附近的GPS点通视。

车站平面控制测量

利用测设好的平面控制网,以车站的两个轴线方向为基线方向,直接把轴线控制点测设于车站基坑边,经检查复核无误后,设立护桩,利用轴线控制点通过全站仪把车站轴线直接投测到基坑内,并对车站结构进一步进行施工放线。若受场地影响,为保证测量精度,也可按以下分步方法进行测设。

区间暗挖隧道平面控制测量

施工竖井平面尺寸较小,井深多在20米左右,拟采用竖井联系三角形测量,即通过竖井悬挂两根钢丝,由近井点测定与钢丝的距离和角度,从而算得钢丝的坐标以及它们的方位角,然后在井下认为钢丝的坐标和方位角已知,通过测量和计算便可得出地下导线的坐标和方位角,这样就把地上和地下联系起来了。

施工放样测量

施工中的测量控制采用极坐标法进行施测。为了加强放样点的检核条件,可用另外两个已知导线点作起算数据,用同样方法来检测放样点正确与否,或利用全站仪的坐标实测功能,用另两个已知导线点来实测放样点的坐标,放样点理论坐标与检测后的实测坐标X、Y值相差均在±3mm以内,可用这些放样点指导隧道施工。也可用放线两个点,用尺子量测两点的距离进行复核,距离相差在±2mm以内,可用这些点指导隧道施工。

暗挖区间隧道施工放样主要是控制线路设计中线、里程、高程和同步线。隧道开挖时,在隧道中线上安置激光指向仪,调节后的激光代表线路中线或隧道中线的切线或弦线的方向及线路纵断面的坡度。每个洞的上部开挖可用激光指向仪控制标高,下部开挖采用放起拱线标高来控制。施工期间要经常检测激光指向仪的中线和坡度,采用往返或变动两次仪器高法进行水准测量。在隧道初支过程中,架设钢格栅时要严格的控制中线、垂直度和同步线,其中格栅中线和同步线的测量允许误差为±20mm,格栅垂直度允许误差为3°。

高程控制测量

(1)车站高程控制测量

对于车站施工时的高程测量控制,利用复核或增设的水准基点,按精密水准测量要求把高程引测到基坑内,并在基坑内设置水准基点,且不能少于两个,通过基坑内和地面上的水准基点对车站施工进行高程测量控制。

(2)区间隧道高程控制测量

区间隧道高程测量控制,通过竖井采用长钢卷尺导入法把高程传递至井下,向地下传递高程的次数,与坐标传递同步进行。论文参考网。先作趋近水准测量,再作竖井高程传递。

地下控制网平差和中线调整

隧道贯通后,地下导线则由支导线经与另一端基线边联测变成了附合导线,支线水准也变成了附合水准,当闭合差不超过限差规定时,进行平差计算。

按导线点平差后的坐标值调整线路中线点,改点后再进行中线点的检测,直线夹角不符值≤±6″,曲线上折角互差≤±7″,高程亦要使用平差后的成果。

隧道贯通后导线平差的新成果将作为净空测量、调整中线、测设铺轨基标及进行变形监测的起始数据。

参考文献:《城市测量规范》CJJ8

《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》GB50308

《工程测量规范》GB50026

《工程测量》 邵自修 冶金工业出版社 1997

《工程测量》 扬松林 中国铁道出版社 2002

《测量平差基础》 武汉测绘科技大学 1994

测控工程论文范文4

关键词:矿产资源测绘;项目质量;管理控制;途径

1加强测绘工程项目质量管理控制的重要性

大量矿产资源测绘工程实例表明,测绘工程项目质量管理和矿产资源测绘的准确性和矿产属性有非常紧密的联系。科学合理的测绘工程项目质量管理,不但可以为矿产资源测绘勘察单位提供相应的图纸资料、明确工程周围的地质情况。而可以根据矿产资源测绘的具体情况,提供真实有效的参考信息。从而为矿产资源测绘的顺利开展提供基础保障。测绘工程项目质量管理控制的成效,在很大程度上决定了矿产资源测绘项目能否顺利开展[1]。近年来,我国科学技术快速发展,测绘工程技术越来越先进,促使测绘工程质量管理控制的内容越来越完善,对我国测绘事业持续稳定的发展有重大意义。在《测绘法》中有明确规定,测绘工程项目质量管理控制需要专业部门和生产企业联合合作才能提高跟管控的质量,也是测绘工程项目管理工作开展的必备条件,二者强强联合可以有效提高测绘工程行业监督、控制、管理水平。总之,测绘工程项目质量管理控制能有效提高测绘单位管理决策和控制能力,也国矿产资源测绘事业持续的发展有密切关系,不但有利于推进国家信息化建设,而且也有利于我国社会经济发展规划的决策,更是我国工程测绘事业全面、协调发展的客观要求[2]。

2测绘工程项目质量管理控制要素

(1)测绘人员管理。实例表明在测绘工程项目质量管理控制中,测绘人员的管理控制是关键,主要原因是工程测绘项目需要相应的人员来完成,因此,测绘人员技术水平、受教育程度、综合素质等对测绘工程的质量有严重影响。虽然近年来,我国测绘单位在测绘人员结构管理中制定了相应的管理模式和体系,但仍然存在一些一直没有解决的问题,主要体现在以下几个方面:①员配置不合理,没有因岗设人,导致很多工程测绘工作难以高质量进行。。②各个岗位人员对自己的责任认识不清,大大降低了矿产资源测绘的效率和相关数据传输的及时性。③缺乏经常性的质量教育培训,导致很多测绘作业人员的质量意识不强,这一点也是经常发展工程测绘误差较大的主要原因。(2)仪器设备管理。仪器设备管理在矿产资源测绘质量管理控制中有非常重要的作用,也保证测绘质量的前提条件。通常情况下,测绘作用都在室外进行,测量仪器在使用过程中,容易受到地理条件和天气变化等因素的影响,大大增加了保证测绘成果质量的难度,所以要切实做好测量仪器的检修和保养工作。同时,测绘人员对测绘仪器使用的熟练度和方法,也会对设备造成不同程度的影响。(3)文件管理。文件管理在矿产资源测绘管理控制中占有重要的作用,因此,为提高文件的质量,可以把测绘工程项目质量管理文件可划分为层次,A层为:质量手册;B层为:质量管理系统程序文件;C层为:其他质量文件。其中质量手册的内容为:根据相关规定的质量方针目标和适用标准描述质量管理系统;质量管理系统程序文件的内容为:描述各职能部门为落实测绘工程项目质量管理控制系统而开展的各项活动;其他质量文件的内容为:详细阐述各个工程项目的测绘工作[3]。

3优化测绘工程项目质量管理控制的途径

(1)建立质量保证体系,提供质量管控效率。为确保矿产资源开采能及时准确的获取矿产资源的各种质量信息,就需要科学合理的工作管理程序,对测绘工程项目的质量信息进行科学合理的处理,并通过指令信息的方式传输到用户手中。为最大限度上保证测绘工程的质量信息,就必须构建科学、完善的质量保证体系,并保证该体系时刻处于有效质量控制范围中。(2)加强教育培训,提高业务水平和产品质量意识。测绘工程项目质量管理控制部门,要每个月开展2~3次产品质量专题研讨会,学习相关的测绘法规和技术知识,从而提高全体作用人员责任心和质量意识,发现问题及时解决。(3)做好工程测绘准备阶段的质量管理控制。在工程测绘开始前,需要对合同文件进行科学合理的审批,确保测绘部门有足够的能力可以完成次测绘任务。然后测绘项目进行设计,根据设计的标准和内容,开展测绘工作。不可在没有设计标准前,就盲目的进行测绘作业。对比较重要的测绘作业任务,要根据实际情况,对周围环境和水文地质情况进行深入调查,然后编写测绘设计方案,把方案内容和调查的结果上呈给工程进行申报,经批准后才能开始施工。为保证测绘工作能高质量完成,就先对作业人员进行技术培训,并明确相关资料后,才能进行测绘作业。同时对参与测绘的各种仪器和设备,比如:全站仪、水准仪、计算机、GPS仪等进行全面检测,并调整参数,确保其能够满足工程测绘的实际需求。(4)工程测绘阶段的质量管理。先进行预测绘,对各项技术设计的可行性进行科学合理的验证,一旦发现问题必须及时解决,重新调整技术设计后,才能继续测绘。为降低各种因素对测绘工程项目质量管控的影响,要编制完整有效的测绘质量管理流程。每测绘一个产品都要进行详细的审核对比,满足质量要求后,才能开始下一步测绘。(5)测绘产品运用阶段的质量管理。完善和改进售后服务体系,建立畅通的沟通方式方法,了解客户对测绘产品质量的要求及建议,并对这些意见及时做出响应,两天内给予答复,需要返工的,三天内提交返工方案,并及时解决产品质量问题,直至产品合格为止。同时,为用户提供各种咨询服务。

4结语

综上所述,本文结合理论实践,深入分析了测绘工程项目质量管理控制,得出如下结论:高质量的测绘工程项目质量管理控制,对保证建设工程的质量和安全性有非常重要的意义,同时也是我国工程测绘事业全面、协调发展的客观要求,需要从建立质量保证体系、加强教育培训、工程测绘准备阶段、工程测绘准备阶段、测绘产品运用阶段五个方面共同入手,才能保证测绘工程项目质量管理控制的要求。

参考文献

[1]潘超,李永怀.测绘工程项目质量管理控制[J].建材与装饰,2017,(35):217-218.

[2]刘竞达.试析测绘工程的质量管理与控制措施[J].价值工程,2017,36(23):27-28.

测控工程论文范文5

关键词:建筑工程;验收竣工;测量工艺

1. 测量控制的工作内容

1.1 几何(变形)测量控制

建筑工程结构在验收竣工后必然产生变形,并且这种变形受到诸多因素的影响,极易使建筑工程实际验收竣工的位置(包括立面标高和平面位置)偏离预期,从而使得建筑工程难以顺利合龙,或者竣工线形与目标线形不符合,所以对建筑工程进行实时测量控制,使其结构在验收竣工中的实际位置状态与预期状态之间的误差在容许范围内和竣工线形状态符合设计要求是十分必要的。对于建筑工程基础的沉降测量控制,一般要按照沉降变形等级为三级的要求来建立沉降变形测量网。

建筑工程几何测量控制误差限制:

一、建筑工程梁体变形测量控制验收的标准是:测量控制上拱的偏差值不超过10mm,下挠的偏差值不超过20mm,梁体截面高度的偏差值不超过5mm。

二、建筑工程基础沉降误差限值:

(1)墩台均匀沉降量:对于有砟竣工面建筑工程的墩台均匀沉降量不应大于 30mm;对于无砟竣工面建筑工程的墩台均匀沉降量不应大于 20mm。

(2)静定结构相邻墩台沉降差:对于有砟竣工面建筑工程相邻墩台沉降的差值不应超过15mm;对于无砟竣工面建筑工程相邻墩台沉降的差值不应超过 5mm。

1.2 应力测量控制

建筑工程结构在验收竣工过程中和竣工状态的受力情况是否与设计相符是测量控制需要明确的重要问题。通常通过在测量控制截面埋设传感器进行跟踪测量来了解建筑工程的实际应力状态,通过比较若出现实际应力状态和理论应力状态的差别超过限值,就要进行原因查找和调控,使之在允许范围变化。预应力连续梁竣工测量控制的应力测量控制与相应的线性测量控制比较,它更加的被动甚至可以说在实际操作中只要设计方案保持不变的情况下是无法逆转的。通常情况下都将连续梁竣工的应力测量控制作为一个测量的指标而非测量控制指标。但是应力的测量试十分必要的,它将直接反应建筑工程的验收竣工质量,也是建筑工程承载能力和稳定性的安全指标的重要反映。

1.3 稳定测量控制

就对建筑工程安全性方面的影响来说建筑工程稳定性和建筑工程强度的具有同等的重要性,在某些场合稳定性的影响甚至会更加显著。曾经有包括魁北克竣工等不少建筑工程都是因为在验收竣工过程中出现失稳而导致破坏,现在人们已经非常注重建筑工程结构在验收竣工过程和竣工后的稳定性,但是这只限于建筑工程竣工以后的稳定性的分析计算,由此得到稳定系数,由此来评价结构的稳定性能,而对验收竣工过程中可能出现的失稳目前尚无有效的监控手段,所以对建筑工程结构在验收竣工过程中的稳定性很难得到保障。

2. 建筑工程测量控制方法

建筑工程竣工测量控制就是要将建筑工程验收竣工过程中和建筑工程竣工以后的应力状态和线形状态测量控制在满足设计要求的合理偏差之内。如果把建筑工程验收竣工看作一个系统工程的实施过程,那么建筑工程在验收竣工过程中或者竣工之后的内力和线形要求就是这个系统运行所要达到的目标值。但是要使系统按照事先预定的轨迹来运行从而达到完成测量控制的目标要求,仅通过被动的事后检查是无法实现的,而是要主动的对系统的运行过程进行全过程的跟踪测量并采取相应的措施来测量控制系统运行的轨迹。基于这种思想,建筑工程测量控制在理论中引入了现代测量控制理论的相关理论,结合建筑工程测量控制的实践,从而发展起来了建筑工程验收竣工的现代测量控制理论。

事后测量控制法、预测测量控制法、自适应测量控制法、最大宽容度法都是常用到的建筑工程测量控制的方法,这些方法在具体的测量控制运用中要根据建筑工程的结构形式和验收竣工特点的不同来进行选择。事后调整测量控制方法是指在验收竣工中,当已成结构状态与设计要求不符合时,即可以通过一定的方法对其进行调整,使之达到要求。这种方法仅适用于那些结构内力与线形能够调整的情况。

预测测量控制法就是在事先设定系统的每个过程的目标值,并在综合的考虑在验收竣工过程中影响建筑工程状态的各种因素的基础上对每一个验收竣工阶段完成前后的状态进行预测和测量控制,从而使系统的状态沿着事先设定的轨迹运行。然而由于验收竣工过程中的各类因素的随机性,理论计算状态与实际状态很难吻合,将一部分状态的偏差值对以后验收竣工所带来的影响在接下来的工序中进行考虑,直到完成预定的测量控制目标。和事后调整测量控制法不同,这种方法还可以适用于那些事后无法通过一定措施进行状态调整的建筑工程结构。在预测测量控制法中目前最常用的方法有卡尔曼(kalman)滤波法、灰色理论法、人工神经网络等。人工神经网络是系统工程智能测量控制的最新发展,而基于结构风险最小化的支持向量机可以说是处于人工神经网络发展的金字塔尖端的理论。

自适应测量控制法也称为参数识别修正法。它是指在测量控制开始时,测量控制系统的某些设计参数与实际情况不完全相符,系统部能按照设计要求得到符合实际的输出结果,但是,在系统的运行过程中,通过系统识别或参数估计,不断的修正参数使设计输出与实际输出相符,从而使实际问题得到测量控制。这种情况就类似于用传统的统计学理论(包括 BP 神经网络等)来做回归预测一样:在已知的样本值和样本标签中寻找规律得到回归方程,然后用它来做预测。可能在已知的样本范围中得到了一条拟合得很好的曲线,但是在做新的样本标签预测计算的时候会出现数值上较大偏差甚至可能是方向性偏差,这种情况在小样本预测中表现得尤其的明显,而本文的建筑工程测量控制的预测便是属于这种小样本预测的领域。这就限制了自适应测量控制的在建筑工程测量控制的应用,尤其是精度要求苛刻的建筑工程竣工中的应用。

3. 结语

本文预测测量控制的方法是按照下面的步骤进行的:首先,根据理论计算设计参数或者结合工地实测的参数,对建筑工程状态进行计算,然后,事先根据测量控制容许误差值设置一个最大宽容度的值,将这个值作为是否进行参数调整的基准值,如果不超过这个值,则可以认为这种误差是小范围误差不调整设计参数进行理论值得计算,而只是运用灰色支持向量机理论对下一阶段可能出现的偏差进行预测。如果理论计算值与实际的建筑工程状态值得偏差超出了这个宽容度,就必查明,对于有明显方向性的偏差我们要进行设计参数的调整,然后重新计算理论值,在这里参数调整目标比不是像传统的自适应测量控制法那样消除偏差值,而是以消除方向性偏差为目标,对于不超过宽容度的平稳波动的误差我们可以认为是小误差不进行消除,最后将重新计算的理论值与实际值进行比较得到误差序列,以此为依据进行灰色支持向量机的预测,这样做法不仅可以已知样本内部的拟合效果也不至于出现参数调整过拟合从而带来的外推性能不足的情况。

参考文献

[1] CJJ8-99. 城市测量规范[S].

[2] GB/T50353-2005. 建筑工程建筑面积计算规范[S].

[3] CJJ/T73-2010. 卫星定位城市测量技术规范[S].

[4] 武汉市城市规划条例( 2010 年修订) .

测控工程论文范文6

【关键词】地方本科院校;测控技术与仪器专业;毕业设计;教学改革

引言

毕业设计工作是人才培养环节中最重要的一环,是本科生运用自己所学的基本理论、基本知识和基本技能解决实际问题能力、独立工作能力和创新创业能力的重要途径,是一个知识深化和升华的关键教学过程,也是对学生大学四年的学习效果、学习成果和创新创业能力等综合素质的全面检验[1]。本文基于地方本科邵阳学院技术应用型人才的培养目标,根据测控专业的培养模式及学校与地方实际情况,有针对性地探索新的毕业设计模式力求符合人才培养规律、适合当前社会现状。为了进一步提高本科生毕业设计的教学质量,逐步完善各项质量管理制度,提高学生的毕业设计质量,促进技术应用型人才的创新、创业能力的培养。下面主要是多年指导本科毕业设计的实践体会。

1测控专业毕业设计特点

测控专业是仪器科学与技术一级学科中唯一的本科专业,伴随科学技术的发展、尤其是超大规模集成电路和传感检测技术、计算机技术、通信技术的快速发展,测控技术领域也同样发生了较大变化。由最初的纯机械结构、机电结合、机光电结合等简单结构逐步发展为集传感检测技术、计算机技术、通信技术、电子信息技术、现代光学、精密机械等高新技术于一体的复杂工程系统,其工程应用也从检测数据采集、结合超大规模集成电路技术逐步转变为信号发生、信号采集、信号传输、信号调理以及自动控制过程为一体的复杂测控系统[1-8]。尤其是二十一世纪以来,随着计算机技术的飞速发展、更新换代的周期越来越短,加上网络通信技术、算法软件技术、工业新材料的微纳米技术的蓬勃发展,测量与控制技术、仪器仪表技术也有转向微型、网络型、虚拟型和智能型的发展趋势,从而使仪器科学和其他多学科技术相交叉、相融合的属性日趋明显。邵阳学院作为地方本科院校,主要培养适应地方经济建设和社会发展需要的,具有从事信息检测、处理、控制及仪器仪表分析、设计、运行、维护、管理、教育工作的基础扎实、实践能力强、综合素质高、具有创新意识的应用型高级专门人才。针对培养目标,测控专业课程设置力求从知识技术、素质能力等方面构建专业课程体系,该体系的基本框架如图1所示。强化学生专业素养和创新创业能力的训练与培养,构建了“课外研学”和“工程实践”两类“3+1”实践教学体系。课外研学分为社会实践、技能考核、科研训练加创业实践;工程实践由基础实践、专业实践、工程设计加工程师执业技能训练(如图2所示),两类实践训练形式上互为补充,内容上互相渗透。

2对邵阳学院测控专业学生毕业设计的探索与成效

2.1毕业设计的选题和开题

从2013届到2017届测控毕业的学生来看,每届学生的选题工作从前一年的11月开始,尽量要求教师结合自己的科研项目进行命题,参加各种学科竞赛学生也可以利用优势,在教师的指引下把自己感兴趣的项目作为毕业设计课题,在选题方面,选题程序采用“指导教师出课题--教研室审题--学生、教师双向选择--指导教师下达任务书—院里审核”的程序。四年的实践中,共征集论文题目大于学生选题人数的25%,保证学生一人一题,为学生选题提供了较大的空间。这些课题结合了教学、科研、生产实际的需要,切实做到了与理论研究、应用研究、技术开发、工程设计紧密结合,具有一定的理论价值和实用价值。开题工作一般在前一年的年底完成,保证学生有充足的时间和精力去查阅资料、设计技术方案、完成开题报告。前期要求每一位准毕业生必须进行开题报告答辩,由答辩小组成员集体评议设计方案的可行性、保证学生有一个正确的努力方向。

2.2校企联合指导毕业设计

部分学生在毕业设计之前或者设计期间已经和企业或者公司签订了三方协议,用人单位要求准毕业生到公司去一边在公司岗前培训、做工程项目的同时完成毕业设计,对学生而言也是十分乐意的事,她(他)们可以工作拿到薪水,同时又能顺利完成毕业设计。甚至有些公司还会在工作经费、仪器设备、项目场地和技术力量上给予相应的支持政策。已签约的学生对公司而言,是公司未来的员工,是公司的新鲜血液,从政策、人力、财力上进行支持,是培养员工的主人翁精神。增强企业的育人社会责任感,对企业和学生而言是双赢。校企联合指导毕业设计一般采用双方共同指导,模式主要以公司企业为主导、学校教师为辅助。通常设计题目由企业提供,学校和企业协商确定,校内教师一般负责设计过程管理,审核设计的进度和各阶段完成情况;学生设计的具体内容一般由企业技术人员进行详细的指导并提供相应的技术资料,协调毕业生与现场人员、相关公司之间的关系。校企联合指导学生完成毕业设计,既可以增加校内教师了解公司企业的机会,了解行业的最新技术动态,又可以提高教师的解决实际复杂工程的能力,提升教师科研能力。近四年来测控技术与仪器专业和校外公司联合指导毕业设计的准毕业生人数呈现逐年增加的发展趋势。

2.3落实三个阶段的检查

毕业设计工作学校一般有前期、中期、后期检查工作,相应地各院系、教研室配合学校检查,先行进行自查。前期:重点检查设计任务书是否按时发给学生,任务书的填写是否符合学校规范、任务书中的技术指标是否合理,开题工作的具体情况,包括学生是否进行了开题报告的答辩,是否有记录,开题报告格式是否符合要求,设计方案是否可行。指导教师的指导记录是否属实。中期:重点检查指导老师的指导记录情况,学生的毕业设计进度是否拖后,学生的中英文翻译完成情况,文献综述、设计的方案、图纸等毕业设计(论文)过程材料,及时发现问题,并采取切实可行的措施尽快解决。后期:重点检查毕业设计的答辩情况、学生的毕业设计质量,包括附件材料的签字,设计指标是否完成,设计内容合理性,格式的规范性,考评答辩相关材料审查。近四年测控专业的实践表明,及时检查对设计过程中出现的问题能够早发现、早解决,有效地提高了毕业设计的质量,培养学生的实践能力。

2.4严把考评答辩和成绩关

近四届工作相比,每一年的考核工作在上一年的基础上有改善,基本上是执行资格审查、评阅、最终成果审查的环节前重点加了现场考评,对每一届测控方向的学生凡是单片机、PLC及仿真类课题必须要有仿真结果或实物装置,理论研究类课题必须要有理论推导过程及应用介绍,此环节的增加对提高学生设计(论文)成果质量起到了显著作用。多样化设计必须参加各项审查。学生交出的论文不出现自己以及指导教师的名字,然后交给不同的教师进行评阅,这种“准盲型”供评阅人完成评阅。评阅人与指导教师必须不同,穿插评阅不同组学生的成果,并有充足的评阅时间,可以从总体上把握学生的成果水平,对学生的成果给出客观的评价。答辩资格审查。答辩资格审查内容包括:(1)任务书(双面打印),(2)开题报告,(3)毕业设计日志,(4)论文报告,(5)论文(必须是完整论文1本,论文内含有比较完整的原理图),(6)仿真或实物,(7)中英文翻译,(8)进度考核表(要求指导教师签字),(9)评阅表(要求指导教师写好评阅意见),(10)其他与设计有关的资料。答辩程序和成绩评定。测控专业毕业设计(论文)答辩小组组织实施。参加答辩的学生分为两类:(1)考评和论文评阅通过指导老师推荐评优及本人申请评阅的学生;(2)从考评和论文评审通过,并且合格的但未被推优的学生中自己抽签产生。抽签办法为:答辩前30分钟抽签,随机从各指导老师所带学生中,抽出30%的学生进行答辩。未被抽中的同学,成绩在良好与及格之间视现场考评和论文评阅进行成绩评定。推选优秀学生毕业设计(比例为10%)和不合格者(比例为至少10%)参加院级答辩。在答辩整个过程中,应详细做好答辩原始记录(专用记录本),专业答辩领导小组指定专人(秘书)负责记录,答辩时,至少要保证有5位答辩教师在现场。成绩评定,需经历三个阶段:第一阶段(现场考评),第二阶段(论文评审),第三阶段(答辩)。连续通过三个阶段考核者,近两年新增学生的毕业设计(论文)进行知网,全部通过者方能获得及格(含及格)以上成绩等级(目前成绩综合评定实行五等级:优秀、良好、中等、及格和不及格)。答辩期间,由学校督导组对各答辩小组现场答辩情况进行巡视和现场点评与指导。学生设计的最后成绩由三部分构成:指导老师初评成绩、评阅老师成绩、答辩成绩,比例是3:3:4。答辩意见不一致或者对成绩评定结论有异议者,交由院答辩小组及院答辩委员会研究决定。

3结束语

本科毕业设计是学生本科学习过程的重要阶段,指出了地方院校测控专业毕业设计质量中存在的主要问题,重点对毕业设计的选题、开题、中期检查和答辩等进行过程监控。毕业设计结合教师科研项目,实现产学研结合,提升测控专业学生的技能,培养创新创业型人才。

参考文献:

[1]冯旭哲,陈建云,明德祥.测控技术与仪器专业本科毕业设计研究与实践[J].高等教育研究学报,2011.34(1),86-88.

[2]李雅峰,郗涛,张宏杰.测控技术与仪器专业毕业设计改革与创新性探索[J].中国电力教育,2013,(22),181-183.

[3]牛金星,申杰,李恒灿.关于测控技术与仪器专业本科生毕业设计的思考[J].科技创新导报,2011(27).248

[4]冯飞飞.提高测控技术与仪器专业学生毕业设计(论文)质量的思考[J].产业与科技论坛,2010,9(10).180-181,183

[5]冯梅琳,何学文,罗小燕,等.基于CDIO理念的测控专业实践教学创新体系[J].实验室研究与探索,2014(3).180-184

[6]宋爱国,吴涓,崔建伟.测控技术与仪器专业学生工程意识培养与创新教育的探索[J].中国大学教学,2012(1).41-43

[7]唐鸿儒,吴桂峰,束长宝,等.测控专业实践能力培养与训练体系建设[J].电气电子教学学报,2012(2).77-79

测控工程论文范文7

【关键词】大跨度;混凝土桥梁;线性控制

中图分类号:TV331文献标识码: A

一、前言

桥梁的线性对桥梁的稳定和美观起到了很重要的作用,特别是对于大跨度混凝土桥梁来说,线性问题显得更加重要,所以,分析大跨度混凝土桥梁线性控制问题非常有意义。

二、线形控制理论及影响因素

线形控制过程中,为了保证桥梁线性满足设计要求,可以通过控制立模的标高来控制线形,控制施工质量,为了保证线性能够达到设计要求,常常在施工前对预应力混凝土构件施加一个预拱度,使得结构标高在规定的时刻与设计标高的误差在允许范围内,降低成桥以后梁体内附加应力,使桥梁在运营过程中处于良好的受力状态。超厚太多经济上不划算,且加大桥梁的自重;太薄则承载力不足易产生裂缝或发生破坏。为保证使用性能,只有根据下承载层的高程状况对面层的高程进行调整。

1.混凝土桥梁面层施工中最大的矛盾是平整度、厚度、标高三者之间的矛盾,在下承层平整度较差时矛盾尤为突出。主要原因在于面层设计厚度一般为8~12cm,回旋余地很小。而在实际检测中的标准是3m直尺量测时,直尺与路面间的最大空隙,我国公路规范规定高速公路此值应小于3mm。

2.混凝土桥梁面层施工后的理想状况是成为一条平滑的曲线(纵断面),而且与设计纵断面曲线完全一致。当然,由于客观条件的限制,这种理想状况很难做到。

3.施工中线形的监测。在施工过程中,为了保证桥梁能够达到设计效果,应该对图纸进行审核,了解设计相关的参数,结合有关桥梁设计规范,确定施工计划和质量控制方案,一定要做好施工中的线形控制工作,在监测过程中收集数据,并对数据进行处理。预测同施工条件下的拱挠度,然后对下一段粱的施工进行调整,从而确定立模的高度。

三、线形控制工作的内容、范围、分工与支出

1.梁的几何要素

梁体包括以下几何要素:

(一)高程与中线,曲线梁还要包括横截面的扭转角。使用其可决定梁体在铅垂面和水平面的位置。

(二)里程。用来决定梁体及支座在水平面内的纵向位置。

(三)长度、跨度与断面各部尺寸。

2.线形控制工作的范围

直线梁主要是控制梁顶、梁底的高程及支座位置,曲线梁还要监控梁的中线与扭转角。其它几何要素都属常规的测控工作。我们在施工过程中,上述几何要素的测控工作通常由测量人员执行。在上述要素中,线形和跨度的计算和梁的徐变与收缩有关,应作力学计算,其它要素是数学计算。

3.线形控制工作的主要内容

线形控制工作可分为理论计算与实施两个方面。理论计算方面:依据设计图与施工组织设计,可以获取预算的一定比例参数,还可以超前实行预拱度及挠度的理论测算技术研究,取得立模高程的理论数据。

实施过程中:要在准备阶段就针对挂篮等立即进行测量与试验;依据挠度与预拱度的理论数据,按照相关性规范的标准件,严格执行挠度测量、测试仪、模板高程的调换、控制及施工;及时汇总计算参数的实际值与监控数据,还要对其进行认真分析,来了解是否有异常情况;当工期等条件有明显变化时,要重新计算、修正预拱度等。

综上所述,把线形控制工作贯穿于桥梁施工的整个过程,直接影响梁高程的每一道工序,它的突出的特征是理论计算和施工进行密切联系,相互依存。因为多时段徐变步进计算相当复杂,将计算结果变成梁的实际线形必须解决温度影响及控制梁顶混凝土等诸多问题,因此,线形控制工作的内容比较突出,也离不开施工过程的科学管理、严格要求与精心操作。

4.设计及施工单位的分工过程

(一)设计单位提出详细的施工程序;按照设计参数计算理论挠度,提出预拱度图表;在设计文件的总则中写明线形控制所依据的理论,还要提供各种计算参数;把线形控制的各项费用纳入工程预算中;派人驻现场进行检查,并配合施工。

(二)施工单位要严格按设计的顺序施工,没有经过设计单位同许可不得任意改变施工顺序;提前进行挂篮变形、预应力孔道摩阻系数、支架与托架沉降、弹性模量等项试验;按照本文前面所述的各项质量标准与要求,对施工过程中的挠度进行监测,按照计算预拱度值等调控模板高程。

四、线形监测

1、含义

线形监测是指针对桥梁的下线形进行监测,在这个过程当中,需要对所监测桥梁的横向和纵向均进行测量和控制。主要由拱轴线以及标高控制这两方面组成。线形监测是完全独立于施工测量的一个个体,它依据桥梁的长度、桥梁的跨度以及桥梁跨度的相应的结构形式,选择对应的平面监测区域对监测范围内的桥梁线形结构进行监督和测量。

2、步骤

在进行线形监控时,可以在施工阶段进行监控。为了保障整个施工阶段的线形质量的保证,对整个施工阶段分为多个阶段进行。而在每个阶段进行完毕之后,需要对各个阶段的施工结果进行实时测量,以确保施工过程中的线形保证。测点布置,就是对线形监测所要测量的地方进行划分,之后依据不同的测量点,制定相应的测量方法和手段、仪器、人员的安排,进行分人、分器材、分时间的进行测量,可以有效的提高检测质量和效率。控制指标,要对测量结果进行与图纸和预定方案的对比与核对,进行监测指标的合理控制,以保证监测的准确与合理。最后要对监测的结果进行监测结果的分析。对于监测结果的分析可以分为:竖向位移监测、纵向位移监测、应变监测、以及箱梁外观监测。而对于线形监测来说,监测结果分析重点在于对竖向、横向位移的监测结果进行合理分析,实现施工效果与预期效果的再现。

3、作用

在现代桥梁的建造中,由于桥梁建造技艺的不断发展,混凝土桥梁,因为在施工材料和施工手段上的优势,在桥梁建设过程中,受到越来越多的使用。而对于混凝土桥梁来说,特别是大跨度的混凝土拱桥桥梁,它的拱形结构,其主要依赖于缆索对于桥面的吊装进行拱形呈现,因此对拱桥线形的每条缆索进行实测,以保证每条缆索的标高和实际要求相符,或拱轴线所在的位置满足要求,并且通过这些来调整扣索的动态保证,因此进行桥梁平面线形检测是桥梁验收和质量控制的重要环节。

施工控制按照施工量测识别修正预报施工的循环过程,其实质就是使施工按照预定的理想状态顺利进行。由于实际上不论是理论分析得到的理想状态还是实际施工都存在误差,所以,对本桥进行施工控制的核心任务就是通过量测获得的数据对各种误差进行分析、识别、调整,对结构未来状态做出预测。

图1大跨度混凝土桥梁自适应施工控制方法流程

五、线形控制的主要目标

第一,是te的确定。目前规范中对人无明确要求,实际工作中采用以下做法:把t。定为桥梁竣工后3年,此时合拢段混凝土并已完成了大部分徐变和收缩;确定为最先灌筑的桥墩顶帽混凝土灌完之后3年。总之是梁的线形已成为稳定线形。有的桥梁的设计文件中指明以桥梁竣工时间为t。,此时,桥梁建成后刚交付运营就实现理想线形,用以有利向路局移交,显而易见,如此做忽略了竣工后的全部徐变和收缩,因此只适用于施工周期较长及后期徐变较小的条件。同时,当t。投为3年时,竣工时刻梁的高程和设计高程不一致的矛盾,桥梁质量检验标准中没有说明怎么处置,为此,施工单位要事先征求设计单位的意见,在竣工移交时按本文所述观点向接收单位进行解释。第二,列车活载作用对预拱度的影响。归根结底,线形控制的主要目标是使列车在平顺的桥面上行驶,对于大跨度桥梁,列车活载也将使梁部发生变化,挠度曲线由于列车的前进而动态变化。什么样的动态挠度曲线能使列车行驶更平稳,将是一个有待研究的问题。按照《铁路桥涵设计规范》、《铁路桥涵设计规范》,都曾经提出预拱度设计应包括活载挠度,可执行时仍感觉到不够明确详细,我们是按活载发生的最大挠度与最小挠度之和的一半考查。有的设计文件指明不计活载挠度,笔者认为在施工前要就此再征求一下设计单位的意见。

六、结束语

综上所述,大跨度混凝土桥梁在建设过程中,必须要重视做好线性控制工作,只有提高了桥梁线性的科学性,才能够提高大跨度混凝土桥梁的使用性能,提高桥梁的使用耐久性。

【参考文献】

[1]吴培森.悬臂桥梁施工及线性控制分析[J],交通运输,2012(03).

测控工程论文范文8

关键词:工程教育;人才培养;系统方法论

作者简介:刘美(1967-),女,广东廉江人,广东石油化工学院计算机与电子信息学院副院长,教授;廖晓文(1977-),男,广东梅州人,广东石油化工学院计算机与电子信息学院自动化系副主任,讲师。(广东茂名525000)

基金项目:本文系广东省高等教育教学改革工程项目(BKZZ2011041)、广东省高等教育教学成果奖培育项目(201139277)、2011广东石油化工学院应用型人才培养示范项目(214121)的研究成果。

中图分类号:G642      文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)09-0052-02

工程是人们综合运用科学理论和技术手段改造客观世界的实践活动,是一种创造性活动。20世纪90年代中期,美国工程教育界认识到该时期美国工程本科和硕士的培养计划多是为博士研究准备生源的。这种教育模式必须改变,大学的工程教育和工程应保持密切的关系,工程本科和硕士计划应明确着眼于培养实际的工程师。[1]基于此目标,美国工程教育学会发表了《面对变化世界的工程教育》,麻省理工学院提出了《大工程观与工程集成教育》,美国国家科学基金会发表了《重建工程教育:集中于变革――NSF工程教育专题讨论会报告》,这些报告集中体现的思想就是工程教育改革的方向要使现在建立在学科基础上的工程教育回归其本来的涵义。[2]

我国教育界长期形成的以传承知识为中心的观念使教师注重传授知识,忽视工程能力的培养,使学生满足于知识的学习和记忆,注重模仿和重复,应付考试,缺乏解决实际问题的能力。与此同时,大学生就业难的问题日益凸现,已成为社会关注的焦点。究其原因,缺乏必要的工程应用能力是问题的关键所在。

一、专业人才培养中存在的问题

1.机械世界观下的理论教育

在信息与控制技术出现以前,人们认识自然和改造自然的方法主要是以经典自然科学为基础的机械方法。机械方法把自然或人工系统看作互不联系的各个部分简单相加的总和,把系统的运动看作是一个个孤立过程的总和。这就是机械的世界观和方法论。

机械的世界观决定了工程教育的内容就是工程世界的机械模型,具体体现在机械地根据教育部1998 年颁布的专业目录[3]中专业的培养目标及课程体系,把工程教育分解成一门门孤立的课程和实践,然后通过简单的相加,以期获得工程教育的目的。

而在国外教育发达国家,相关专业随着信息和控制技术向各种传统学科渗透,相应的传统工程和创新工程专业的教学思想都已经完成了从机械的方法论向系统的方法论的转变。系统的工程教育方法论决定了工程教育内容必须是以工程系统为对象。

2.实验实践教学欠缺系统化

检测与控制是电气工程及其自动化专业的核心系列课程,其中检测的教学内容主要包括传感器技术、检测技术、信号分析与处理等课程内容。控制包括自动控制原理、现代控制工程、智能控制理论和计算机控制技术等课程内容。传统的检测与控制实验都是以模拟实验箱和数字仿真实验等实验为主,具体的局限性表现在:首先,实验教学没有明确的实验对象,各门实验课程联系不够紧密;其次,实验偏重于演示及理论验证,缺乏应用性的并能与实际工程对象相结合的系统化检测与控制工程实验,导致学生在学完相关的课程并做完相关的实验后仍旧对工程的本质内容缺乏系统的理解,对知识缺乏融会贯通,因此,更不可能具有综合应用检测与控制的理论和方法去解决电气工程实践问题的能力。

二、使用系统方法论指导电气工程及其自动化专业人才培养[4]

测控技术作为主宰自动化系统行为的普遍原理,必须与具体电气测控系统相结合才能体现其作用。这也是辩证唯物主义中有关事物普遍性和特殊性关系的很好例证。普遍性与特殊性的结合总是体现在具体的系统当中。系统方法论的观点就是将电气工程及其自动化专业各个专业方向的专业基础课和专业课的教学、实验放到某个具体的、典型的电气测控对象中进行,而不是分割教学、分割实践,这样通过多门课程同时实践一个典型电气测控对象或研究系统,有助于学生理解专业、课程之间的内在联系、整体和部分之间的联系,让学生在掌握和理解单门课程知识的同时掌握系统工程的方法。

专业教育作为整个工程教育的一个子系统,应遵从工程教育的一般规律与方法,而且只有站在整个工程教育的高度来全面系统地思考电气工程及其自动化专业的教育改革问题才能从根本上解决好电气工程及其自动化专业教育改革的本质问题。

三、工程应用型人才培养具体措施

采用系统的方法对教学内容、方法和手段进行全面改革,使学生既能了解基本原理又能了解实际测控方法和对象,理论联系实际,科学主导工程;提高学生的动手能力和创新能力,提升整个专业的教学水平,使学生能够广泛适用于电气工程、电子信息工程、机电一体化、工业自动化等方向的就业需求。

面向大一学生的工程训练中心进行基础工程教育,认识电气工程测控系统:通过简单和典型的电气工程测控系统的认知或拆装,了解电气工程测控系统的基本组成和基本原理,同时了解一些复杂的电气工程测控系统。

面向大二和大三学生进行专业基础教育。结合典型的电气测控系统设计,将模拟电子、数字电子、传感器技术、检测技术、电气控制、信号分析、测控电路、PLC技术及应用计算机原理及应用(微机原理、单片机系统原理及DSP技术)等课程教学融入工程训练过程中了解过的典型电气工程测控系统中,学生通过亲自设计、焊接、调试和组装系统中的典型模块(软、硬件组装)完成系统控制,全面掌握工程电气测控系统的建模、分析、控制器设计、软硬件设计和调试等方法。

面向大三、大四学生的专业教育和综合创新教育。通过给出有一定工作量的与生产实际贴合紧密的电气测控系统设计课题,使学生掌握的科技知识、人文知识、经济管理知识得以集成化,工程意识、实践技能和解决实际工程问题的能力得到系统训练,实现工程实践综合化,同时,在此过程中实现对学生非智力因素的培养。

四、实践效果

在以上前两种措施的基础上,在广东石油化工学院电气2004~2007级的部分学生中进行了相应的试点实验。让大二的学生较早接触两个较典型的电气测控系统:“基于S3C2410B的微弱信号检测与采集系统”及“基于嵌入式以太网的异步电机无速度传感控制系统”。这两个系统比较好地集成了模电、数电、计算机原理及应用、传感器与检测技术、电力电子技术、测控电路、电磁兼容及PCB设计、信号分析、计算机网络、高级语言程序设计、软件技术基础、嵌入式系统原理及应用、计算机控制技术、自动控制原理、现代控制工程等课程内容。

参与试验的学生均体现出较好的就业优势,就业一年后均成为专业技术骨干,甚至有学生在跨国企业当研发组的组长。

五、结束语

从世界各国的情况来看,培养一个工程师大体需要7~9年时间,一是工程科学知识的学习,二是工程实践的训练,三是工程经历。[5]我国高等工程教育主要进行第一阶段,其他两个阶段要放到企业中去完成。经过调查,企业大多不愿意在新员工培训上花费过多的精力与成本,学生工程经验太少,严重影响就业率。作为理论与工程结合紧密的电气工程及其自动化专业,工程教育要舍弃“科学化”的情结,建立工程教育的主体意识,理直气壮地认定工程教育就是“工程专业教育”,而不是“科学教育”,也不是“科学教育加人文教育”。要重点培养学生作为一个设计工程师的能力与自信,尤其要重视密切联合企业,培养适应社会经济发展需求的各种行业卓越后备工程师。[6,7]另外,本文所探讨的工程应用型人才培养模式虽然取得了一定的成果,但在实践过程中还要特别注意避免因注重培养工程应用型人才而偏离了厚基础、宽口径的人才培养模式。

参考文献:

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[2]国家教委工程教育赴美考察团.“回归工程”和美国高等工程教育改革[J].中国高等教育,1996,(3).

[3]教育部高教司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京:高等教育出版社,1998.

[4] 深圳市德普施科技有限公司.测控专业创新实验室体系整体解决方案[EB/OL]. 省略/xsyd/show_down.asp?id=1410.

[5]杨琳.大工程观背景下大学生科技创新与工程素质的培养[J].江苏高教,2006,(2).

[6]教育部.《国家中长期教育改革和发展规划纲要2010- 2020年》(征求意见稿)[Z].

测控工程论文范文9

【关键词】矮塔斜拉桥 悬臂施工 灰色理论 应力预测

Based on the Grey Theory in the Cantilever Construction of Extradosed Cable-stayed Bridge Stress Prediction

Gao Feng

(Pan-China Construction GroupFourth Design Institute,BeijingFengtai100070)

Abstract: Based on the gray theory, on the basis of the construction of Shiwan super large bridge box girder with different control section on the stress data to establish a sequence of multiple gray GM ( 1, 1) model. Prediction of bridge stress with the construction process of development and change, through the forecast result and the comparison of the test results, verification of the method under extradosed cable-stayed bridge construction control are of practical value.

Key words: extradosed cable-stayed bridgecantilever constructiongrey theorystress prediction

中图分类号:U448.27文献标识码: A 文章编号:

1 引言

矮塔斜拉桥采用悬臂施工方法,在施工过程中受众多不确定因素的影响,大部分影响因素可以通过设计参数的修正、数据的实时采集、计算模型的修正等方法来消除,但与之相应的工作量也大大增加;目前桥梁应力监控是依据正装分析法计算结果,在测试应力不足或者截面出现危险状况时,采用工艺调整的补救措施,该方法不能够对应力的发展做出有效的预测,不能保证应力监控防患于未然。

灰色系统理论是我国邓聚龙教授1982年首先提出的。90年代初应用于大跨径桥梁施工控制中,其具有贫数据建模、实时性、预测性、以及不需要探求系统变化的内在因素等特点。为了得到桥梁应力的变化规律,有效地对未来状态做出预测,本文将灰色预测理论引用桥梁应力控制中,依据实测数据建立GM(1,1)模型,并检验其实际应用价值。

2 灰色理论基本原理

灰色系统理论基本观点是把一切随机量看作是在一定范围内变化的灰色量,在不详细探究引发系统行为变化的不确定因素、不将系统控制行为与噪音行为加以分离的前提下直接依据少量数据建立预测模型,采用数据生成方法将杂乱无章的数据转化为规律性较强的数据,寻找数据的规律性。

2.1 灰生成与灰微分方程

将原始数据通过累加生成(或累减生成)计算,变成新的数据,称为灰生成。

设原始序列为

(1)

一次累加生成计算式为

(2)

一次累加生成的序列为

(3)

累减计算即为累加生成的逆运算。

在命题下上点的灰导数为:

(4)

定义

(5)

为灰微分方程。

其中:

(6)

2.2 GM(1,1)模型

设为GM(1,1)模型的定义型。

其中:是系统行为,具有白信息覆盖。

为发展系数,其大小和符号反映和的发展态势。

为灰作用量,反映系统的特性,具有灰信息覆盖。

定义

(7)

为GM(1,1)的白化模式。

在初始条件时,白化模式的解为

(8)

即GM(1,1)有预测功能,和为预测结果。

2.3 GM(1,1)模型的精度检验

模型预测值选定后,还需要检验模型是否合理,这里只介绍常用的后验差检验法。后验差检验法是残差统计特性的检验,该方法以各点的预测误差为基础,通过计算后验差比值和小误差概率获得模型的精度级别。

其中称为均方差比值,对于给定的,当时称模型为均方合理模型;称为小误差概率,对于给定的,当时称模型为小误差概率合理模型,

图1 控制截面布置图

式中,为相对误差值(也较残差值)。

模型的精度由和共同评定。一般将模型精度分为四级,模型精度检验标准见表1。

表1 后验差法模型精度检验标准

3 石湾特大桥的应力预测研究

3.1 工程概况

佛山市石湾特大桥主桥跨径布置为14#墩至17#墩(90.5+150+90.5)m,全长331m。本桥为矮塔斜拉桥,属于预应力混凝土连续梁体系,梁体采用变截面箱梁形式,截面采用大悬臂单箱三室形式,梁体全宽33.5m。主桥主要采用挂篮悬臂浇筑的施工方法,分为16个节段向前推进。应力控制截面位于1#块根部,即悬臂梁根部,控制截面布置见图1。传感器采用钢弦式应变传感器,在混凝土浇筑前用扎丝绑扎在箱梁截面上、下缘钢筋上,测点布置见图2。按照施工工序对混凝土浇筑、预应力钢束及斜拉索张拉进行测试,得到混凝土纵向实际压应变,再由实际混凝土弹性模量计算出实际应力值。由于1#至3号#没有斜拉索,应力影响不大,所以测量从4#块开始。

图2 传感器测点布置图(cm)

3.2 GM(1,1)模型精度检验

悬臂浇注过程中,测得各节段在混凝土浇筑后和预应力钢束、斜拉索张拉后A-A和B-B控制截面箱梁顶缘混凝土应力值(无收缩、徐变和温度影响)见表2。实测序列1,2(3,4)分别为各施工节段混凝土浇筑后和预应力钢束、斜拉索张拉后A-A(B-B)控制截面箱梁顶板处混凝土应力测量值。将4~15号节段应力测量值作为原始序列,分别建立GM(1,1)模型。以实测序列1为原始序列建立GM(1,1)模型为例:原始序列,为=(-3.06,-3.69,-4.12,-4.88,-5.65,-6.66,-7.28,-7.66,-8.21,-8.52,-9.29,-9.56);累加生成序列为=(-3.06,-6.75,-10.87,-15.75,-21.4,-28.06,-35.34,-43,-51.21,-59.73,-69.02,-78.58);代入公式得到灰微分方程的参数列为;白化方程为;模拟近似响应为;通过累减运算得到的原始数据响应序列见表3。

由表3中各响应列得出的模型1~4的预测值分别为-10.89,-13.03,-11.22,-12.77MPa,相对误差在10.9%~14.7%。根据表2和表3计算得出的模型响应相对误差以及后验差结果见表4,可知,所有模型的精度等级为合格水平以上。

表2 节段控制截面顶板应力测量值(MPa)

表3 GM(1,1)模型的响应值(MPa)

表4模型精度检验结果

3.3 滚动GM(1,1)模型的应力预测

按照上述方法建立GM(1,1)模型的原始序列中包含的新信息的比重小,预测精度会降低。为提高预测精度可采用滚动优化模型,一般依据少量节段实测数据建立初始GM(1,1)模型,在获得新信息后,将一个新数据纳入再舍弃一个老数据,用此方法修正原始序列,然后不断滚动建模。

依据4个节段的实测数据建立初始GM(1,1)模型,进行滚动优化建模,各节段预应力钢束张拉后控制截面顶板应力的预测值及预测相对误差见表5。从表上看,预测相对误差控制在7.4%范围以内,可以接受;各模型预测精度接近,预测值大于实测值,结果偏安全。滚动化模型的预测精度随着施工进程均有提高,相对没有采用滚动优化模型,精度平均提高了8.3%,当施工到15#、16#节段时预测精度有明显提高。

表5节段张拉后控制截面箱梁顶板应力的滚动灰色模型预测值及预测相对误差

4 结论

基于灰色理论建立GM(1,1)预测模型,经精度检验合格后,应力实测序列与模型响应序列变化规律相近,说明灰色理论在应力预测方面有实际应用价值;滚动优化模型可以有效的提高模型精度,更确切给出下一阶段预测结果与应力发展的全过程。

施工控制中将灰色理论应用于应力预测还是新的尝试,仍需在实际应用中加以完善;如何将灰色理论与已有调控手段向结合,形成完整的控制系统,有待进一步研究。

参考文献

[1]邓聚龙.灰色控制系统[M].武汉:华中工学院出版社,2002.

[2]葛耀君.分段施工桥梁分析与控制[M].北京:人民交通出版社,2003.

[3]方志,周光伟.斜拉桥施工的灰色预测控制系统[J].湖南大学学报,1997.

[4]史宏海,张雪峰.灰色理论在斜拉桥施工监控中的应用[J].科技资讯,2010.

测控工程论文范文10

关键词:施工控制的任务和方法;结构计算;应力监测;线形监测;温度监测

中图分类号: TU74 文献标识码: A 文章编号:

0引言

随着公路建设的飞速发展,各种大跨度预应力混凝土连续梁桥得到广泛应用,其施工方法多为对称悬臂施工。大桥的悬臂施工要经历一个长期而复杂的施工过程以及结构体系转换过程,各施工阶段的结构受力都将伴随着结构体系、约束条件和荷载作用的变化而不断变化,因此在桥梁施工过程中有必要对桥梁的实际反应(高程、线形、应力等)实施严格的全过程施工控制,保证桥梁建造质量、确保施工过程的安全,以及成桥结构内力和线形等符合规范及设计要求。

1.江油第三涪江大桥概况

江油市第三涪江大桥主桥为预应力混凝土连续梁桥,跨径布置为45m+2×75m+45m,全长240m。主桥箱梁采用双箱单室、变截面、变高度结构,跨中箱室梁中心高2.2m,梁高以1.75次方抛物线变化。连续梁箱顶全宽29m,箱室底宽8.5m,。全桥施工分为四个部分:0#块施工、悬臂浇注段施工(1#--8#块)、边跨现浇段施工、合拢段施工。0#块施工、悬臂浇注段施工(1#--8#块)、边跨现浇段施工均采用支架施工,合拢段施工采用吊架法施工。

2.桥梁施工控制的主要任务

桥梁施工控制的主要任务就是桥梁施工过程中的安全控制和桥梁结构线形与内力状态的控制,主要体现在;( 1 ) 施工过程中和竣工后结构内力状态满足设计要求;( 2 ) 成桥结构线形、应力满足设计要求;( 3 ) 实施的控制措施不对施工和工期产生实质性的不利影响。

3.施工监控的内容和方法

江油市第三涪江大桥施工监控的内容主要包括:主桥仿真计算及分析、应力监测及分析、几何线测监控及分析、温度监测及分析等。

3.1主桥仿真计算及分析

对江油市第三涪江大桥建立了有限元计算模型。采用软件MIDAS-CIVIL06计算,建立全桥梁单元模型,全桥共划分成84个单元,划分了24个施工阶段。全桥桥面铺装二期恒载取-131KN/m;收缩徐变采用老化理论修正算法,考虑10年的收缩徐变。计算分析采用Midas2006空间有限元模拟计算。

3.2应力监测及结果

3.2.1应力监测断面布置

主桥应力测点布置如图3.6,连续箱梁共设14个测试断面(双箱),分别位于主梁的根部截面、1/4跨截面以及跨中截面,除根部截面各布置16个测点外,其余断面各布置10个测点,各测点布置在该截面最不利位置且顺桥方向布置。

在每一节段施工过程中(混凝土浇筑前、后,预应力张拉前、后)共分4次对应力进行监测,主梁合龙及二期恒载施工完毕也应进行应力监测,各工况下应力测试时间应在晚间或温度较恒定的时间段进行。

3.2.2应力监测成果及分析

以4#墩7#截面为例,将其张拉后的沿程测试应力与理论计算值对比情况汇总如下:

表3.14#墩7#测试截面实测应力与理论计算应力沿程比较表

从上述表中数据可以看出,计算模型基本上模拟了结构的受力状况,结构的受力趋势与计算值基本相符。沿程测试的实测值与理论值的比值位于52.63%~143.34%之间,均在误差允许范围内。经过分析认为:个别截面的应力的实测值与理论值偏差较大是由于施工过程中桥面临时荷载、日照及温度荷载等原因造成的,随着施工荷载的清除以及温度的变化,测试偏差会逐渐消除,对结构安全性没有太大影响。

3.3线形监测及成果

江油第三涪江大桥主梁线形测量包括主梁标高和中轴线的监测。为确保主梁线型平顺和主桥顺利合拢,每一节段梁从立模、混凝土浇筑前后、预应力张拉前后等工况都要进行该梁段标高测试和控制。观测节段为包括本节段在内的相邻前3个节段控制截面的标高,每施工完四个节段,还对主墩垂直度、基础是否沉降以及全桥各控制截面进行一次观测。根据实测标高和目标标高进行比较,存在较大偏差时,可对下一节段梁立模标高进行调整。

3.3.1线形监控测点布置

标高控制截面距离每一节段前端20cm,测点埋设钢筋头,钢筋头底端深入到腹板与顶板的交接出,钢筋头高出混凝土表面2cm,并用红油漆标记。

3.3.2线形监测成果及分析

以4#墩绵江路侧为例,在最大悬臂状态下,各节段张拉后桥面标高测量结果与理论计算标高对比情况汇报如下:

表3.2 江油市第三涪江大桥4#墩1#~8#梁段桥面高程(绵江路侧) 单位:m

随着箱梁施工进程的不断推进,悬臂长度也逐步增长,而箱梁各处高程的测量数据也表现出明显的规律性。在悬臂施工阶段:( 1 )当立模、绑扎钢筋或浇筑混凝土后,由于重力作用,悬臂箱梁各点有下挠变形,且下挠幅度跟重力大小相关。( 2 )当张拉完预应力筋后,悬臂箱梁各点有上挠变形。( 3 )随着悬臂长度的增长,箱梁上、下变形的幅度变大。

3.4温度场监测

对于连续梁桥,温度场是指桥梁结构在桥位处各种环境因素的影响下,桥梁结构部位的温度状态其主要体现在长期季节温差和短期体系温差两种形式的作用上。在江油第三涪江大桥的施工监控过程中,通过对温度场的监控,及时对应力、线形数据进行修正,从面使得监控数据更加真实、可靠。

4.结束语

通过江油市第三涪江大桥的施工控制工作,为实际了解大跨径预应力混凝土连续梁桥的结构行为提供了施工全过程信息,对该类桥型今后的设计、施工及进一步发展提供了有益经验,为该桥梁的长期健康监测提供宝贵的原始数据。

[ 参考文献 ]

[ 1 ] 王武勤.大跨度桥梁施工技术[M].北京:人民交通出版社.2006

[ 2 ] 向富中.桥梁施工控制技术[M].北京:人民交通出版社.2001

[ 3 ] 项海帆.高等桥梁结构理论[M].北京:人民交通出版社,2001

[ 4 ] 顾安邦.张永水.桥梁施工监测与控制[M].北京:机械工业出版社,2005

[ 5 ] 徐君兰.大跨度桥梁施工监控[M].北京:人民交通出版社,2000

测控工程论文范文11

关键词:连续刚构桥梁;有限元模型;施工控制;动静载试验

Abstract: the guangzhou rail transit line 4 as the research background, cheung sha wan bridge and to simulate the finite element analysis. Write the BP neural network program to the construction control of the vertical mold elevation to carry on the forecast, for the same bridge construction control to provide the reference. Through the static dynamic load test and finite element analysis and comparison, the bridge to evaluate performance, meet the design requirements.

Keywords: continuous rigid frame bridge; The finite element model. Construction control; Static load test

中图分类号: K928 文献标识码:A 文章编号:

连续刚构桥在悬臂节段施工中将受到许多复杂因素的影响,导致其结构的实际状态偏离理想状态,有必要采用合理的分析理论和计算方法来进行施工控制,达到合理的成桥状态[1]。通过荷载试验测试桥梁的结构受力性能,判断桥梁结构的实际承载能力和施工质量 [2]。

1工程概况

广州地铁沙湾大桥跨越番禺区沙湾水道,上部结构采用(70+2×120+70)m四跨变截面连续刚构桥型。梁体采用C50混凝土,三向预应力体系,单箱单室斜腹板截面,中支点梁高6.5m,边支点及跨中梁高3.5m,翼沿悬臂1.2m,顶板25cm,底板变厚度,中墩支座厚80cm,梁端支座厚50cm,跨中厚30cm。中墩支座腹板厚75cm,梁端60cm,其余均为45cm。大桥采用挂篮悬臂浇筑法施工,共分14个节段,其中0号块采用支架施工,1-14号节段采用挂篮悬臂浇筑,边跨9m段采用满堂支架。

2 结构有限元计算分析

沙湾大桥有限元模型根据施工过程按61个计算步骤进行仿真分析,T构悬臂施工共14个周期,每个周期简化模拟为挂篮反力前移阶段、混凝土浇筑阶段及预应力束张拉等3个阶段,计算模型如图1所示。主桥全桥共有187个节点,170个单元。模型所考虑荷载:1、自重:各梁段、挂篮自重及施工设备和材料的重力,施工荷载,二期恒载等。2、基础不均匀沉降:边墩5 mm,中墩10 mm。3、温度荷载:升降温按士15℃,上下缘温差按士8℃考虑。4、风荷载: ,5、混凝土的收缩徐变(时间为1000 天)。

图1 沙湾大桥有限元模型

3施工线形与应力控制

3.1 线形预测与控制

通过采用BP神经网络预测标高偏差,对分析系统误差作出判定,即时修正施工计算参数,作为新的理想状态进行施工仿真,控制合理施工预拱度。施工阶段立模标高:箱梁顶面设计标高, :施工阶段计算预拱度; :实验测试挂蓝变形值, :误差调整值。

对实测状态(当前梁段各工序挠度变化)与原定理想状态(原计算挠度状态)进行对比分析,张拉预应力束产生的挠度的实测与理论值偏差较大,由于实际预应力束长度、孔道摩阻损失、空间位置等原因引起。因此进行BP神经网络训练主要考虑6个主要的因素作为输入参数:即混凝土的弹性模量、测量温度、节段加载龄期、理论计算浇筑混凝土标高变化和张拉预应力前后的标高变化,截面距墩顶中心的距离[3,4]。样本的期望输出为张拉预应力产生的上挠度。编写神经网络程序由matlab下的神经网络工具箱来实现。选用前6个节段施工的实测数据作为样本,训练BP神经网络。通过训练好的BP网络,输入截面参数,即可获得预测张拉预应力产生的上挠值。BP网络预测与实测结果较为吻合如表1所示。悬臂施工各个阶段挠度控制如下图2所示,合拢精度小里程、大里程中跨为1.1cm,1.4cm,成桥线形达到较为理想效果。

表1 张拉各阶段预测值与实测上挠值(mm)

图2 T构施工阶段挠度实测与理论值

3.2 应力监测

应力监控采用钢弦式应变计进行测试,T构0号块、L/4、L/2、及合拢段作为应变监测控制截面,实测应变主要由荷载的弹性应变、混凝土收缩徐变、温度、混凝土强度、施工误差等影响,因此所测应变需修正[5,6]。T构墩顶截面通过剔除混凝土收缩徐变与温度影响的应力实测值与理论计算值如图3所示,两者较为吻合,能有效消除实测值的非应力应变,控制合理的成桥内力。

图3 0#块悬臂施工上缘理论与实测应力值

4荷载试验研究

4.2静载实验研究

试验荷载大小和加载位置采用静载试验效率 控制。 :试验荷载作用下的控制截面内力计算值; :设计荷载标准作用下控制截面最不利内力计算值; :冲击系数。 可采用0.8~1.05。应用内力包络图有限元计算方法,通过 ,即截面最大弯矩与截面的抗弯刚度比值判定结构受力薄弱截面[9]。本文采用MIDAS有限元程序计算内力包络图,参数 ,选取中跨跨中截面最大弯矩、边跨跨中截面最大弯矩和边跨3/L最大负弯矩的偏载和对称加载等六个工况实验。

实验加载列车共2列,列车组成为1台轨道车带3台平板车(轨道车轴重约为125kN,平板车轴重为110kN)在各跨控制截面对称布置应变测点:顶板5个,梁底3个,腹板4个(测点为施工监控埋设在箱梁内的应变测点)。在边、中跨各支座截面、跨中、L/4、3L/4,及相邻跨中点左右两侧对称布置挠度测点。限于篇幅,介绍中跨跨中截面最大弯矩实验工况。在最不利荷载作用下,实测挠度、应力如表2,3所示。在最不利荷载作用下最大静挠度23.65mm,满足铁路桥梁检定规范L/1800限值要求。卸载后相对残余变位小于0.2,未发现有裂缝开展且试验荷载作用下应力、挠度校验系数 ,说明该桥强度和刚度满足要求,有较大承载力储备。

表2工况六挠度测试成果表(mm)

表3工况六中跨跨中截面应变测试成果表( )

4.2动载实验研究

桥梁环境随机振动、行车试验,通过在各跨跨中,四分之一跨等控制截面布置941B型拾振器,获得各个测点加速度与位移时程曲线,经相应的放大器放大后,进入INV306振动分析仪直接进行采集并记录,可实时在电脑上观察采集的时程曲线。

图4测点脉动加速度时间历程曲线

表4振动频率实测及理论结果 (Hz)

频率阶次 实测值 理论计算值

竖向一阶 1.257 1.206

横向一阶 1.509 1.312

行车实验按照轨道车辆以10¬―80km/h等不同的车速行驶,部分不同车速下的位移幅值如表5所示。随着行车速度的增加,各跨跨中竖向动位移响应呈现增加趋势;所测各跨竖向、横桥向最大振幅为分别0.703mm、1.088mm,远小于铁路桥梁检定规范横向振幅行车安全限值规定,满足规范要求。

表5行车动位移测试结果(mm)

5结论

1、施工控制过程中运用BP神经网络预测立模标高偏差,判定系统误差,通过修正计算参数。

2、静动载试验测试与理论分析的各项力学性能指标较为符合,其应变、挠度检验系数,行车振幅,固有振动频率等各项指标均达到承载能力检定规范要求,有足够安全储备。

参考文献

[1]葛耀君.分段施工桥梁分析与控制[M].北京:人民交通出版社,2003

[2]张俊平,姚玲森.桥梁检测[M].北京:人民交通出版社,2002

[3]阎平凡,张长水.人工神经网络与模拟进化计算[M].北京:清华大学出版社,2000

[4]王柏生,丁皓江,倪一清等.模型参数误差对用神经网络进行结构损伤识别的影响[J].土木工程学报,20O0(l)

[5]汪剑,方志. 大跨预应力混凝土连续梁桥施工控制研究[J].湖南大学学报,2003,30(3)

[6]卢伟升,陈常松,涂光亚等.振弦式应变传感器的温度影响修正[J].传感器与微系统,2006,25(8)

[7]韦立林.连续刚构桥极限承载力分析及静载试验研究[D].广西大学,2009

测控工程论文范文12

由于GPS的高程测量中精度与坐标转换的问题,静态GPS控制网方法进行高程测量在测绘项目中并没有得到广泛应用。本文结合实践经验,利用多年来在工作中积累的GPS观测数据及高程测量数据,通过对GPS拟合高程与水准测量高程进行精度分析,为利用GPS高精度观测值加高程已知点来拟合求得待定点高程的理论提供了依据,从而达到用GPS 技术代替低等级水准测量的目的。

关键词:GPS;高程测量;精度分析;

中图分类号:O353.5 文献标识码:A 文章编号:

0 前言

GPS测绘技术在我国的测绘行业中已经得到了广泛的应用,由于这一技术快速、方便的特点受到越来越多工程的应用。但是利用静态GPS控制网方法进行高程测量的数据精度却没有得到广泛的认同,从而不能再充分地应用在测绘工作之中。追究这一问题的原因,主要是两个方面,第一点是由于GPS的高程测量结果是大地高程,而目前我国测绘事业中普遍使用的是正常高程,由于高程系统的不统一会造成其测量结果的不一致,从而造成其应用在测量工作的困难;第二点是即使在实现两个不同系统之间的测量结果转换之后,由于GPS测量大地高程的精度也不能他到其平面测量精度,而利用已知的高精度的观测值与高程已知点来求解待定点高程方法的局限性较大,其测量精度并没有得到广泛的认可。本文中,根据某地区的GPS控制网拟合的高程测量结果与水准测量的结果进行对比分析。为利用GPS高精度观测值加高程已知点来拟合求得待定点高程的理论提供了相关测量数据支持。依据本文的结论也可以探讨是否可以为利用静态GPS控制网拟合高程测量技术代替低等级水准测量技术。

1 静态GPS控制网拟合高程精度影响因素分析

GPS相对定位高程的精度比较高,可以达到(2-3)10-6。但是对于绝对精度,GPS测量的精度则具有相对较大的误差。根据相关实验数据可以看到,对于一万米以下的基线边长,则具有10 cm之内的误差。但是在进行测量与计算的过程中,通过采用一些消除误差的方法与措施,可以将测量精度提高到1cm之内。由于GPS的高程测量结果是大地高程,而目前我国测绘事业中普遍使用的是正常高程。因此在测量中需要各个GPS点的正常高,需要计算各个GPS的高程异常。其中高程拟合就是根据一定的几何方法并利用数学模型,在已知点的高程异常的情况下直接求解出位置点的高程异常,从而确定位置点的正常高程。根据相关实验表明,主要影响静态GPS控制网拟合高程测量精度的原因主要集中在三个方面,分别是GPS控制网的平面测量精度,高程控制点的数量以及分布是否合理,高程异常的精度。

第一,GPS控制网的平面测量精度。由于GPS控制网的平面测量精度对静态GPS控制网拟合高程精度的影响使比较直接的,所以要有效地提高GPS控制网的平面测量精度。为了实现这一个目的要求GPS控制网的图像稳定度较高,并且要求标石埋放的地点必须满足质地坚硬、稳固,需要避开障碍物与会影响信号接收的高压电线与无线设备的放射台等。

第二,高程控制点的数量以及分布是否合理。根据相关的研究资料,在对静态GPS控制网进行求解时,高程控制点的数量越多,分布越合理,越能提高静态GPS控制网拟合高程精度。

第三,高程异常。在GPS测量中得到的结果是属于WGS84坐标系下的大地高程,这与我国普遍使用的正常高程不一样。其中高程异常是指大地高程与正常高程的差值。其中正常高程是指观测点距离大地水准面之间的距离。根据以上所述内容,在进行大面积测量或者测量地区为长条状分布式,需要考虑测区似大地水准面的等值线的走向与测区走向的关系。既在进行高程异常计算时,要考虑参考椭球面与大地水准面之间的平行误差。

2 静态GPS控制网拟合高程精度与水准测量精度比较

在施测过程中,严格依据《全球定位系统GPS测量规范》【GB/T 18314-2009】及《工程测量规范》【GB50026-2007】中操作规程进行测绘。该项目中采用8台中海达HD8200X双频接收机(水平精度:5mm+1ppm,垂直精度:10mm+2ppm)同步按照边连式观测方式进行观测。每个点位观测时段数≥1.6,一级网观测每时段长大于45 min,卫星高度角≥15。,有效观测卫星数大于4,数据采样间隔15秒;各站同步观测跟踪视野内相同的卫星,起始结束时间一致,各站提前到达测点并提前3 min开机。天线安置的对中误差不应大于2mm;两次量取天线高度误差不得大于2mm。同步观测需要注意,测量者需要与天线保持一定距离。严格静止碰撞重新对中,整平。不要在接收机旁使用对讲机、手机及其它具强电磁波通信工具。在测绘工程中注意保证设备工作正常,数据记录的及时正确。在每天测绘工作结束之后,应及时将测绘数据从接收机下载下来,并在计算机中妥善保存,做好备份工作。

假设水准高程值为这一点的正常高程准确值。将拟合高程作为观测值,其中水准高程值与拟合高程的差值作为检测已测侧端的高程的差值。则高程检测中的误差值为。其中高程中数偶然中误差为,在以上等式中为检测已测侧端的高程的差值,其单位为mm;R为侧端的长度,单位为km;n为观测段的数量。

在项目A中,GPS静态GPS控制网拟合高程与水准高程的测量数据如表1所示。高程较差统计如表4所示。通过计算后,可以计算得到高程测量中的误差以及每千米高程中数偶然中误差,如表5所示。

表 1 项目AGPS静态GPS控制网拟合高程与水准高程的测量数据

表 2 高程较差统计

表 3 高程检测中误差、每km 高差中数偶然中误差统计

3 测量结果分析

根据项目A的测量数据,可以看出在外业测量条件优良、已知高程点分布合理时,静态GPS控制网拟合高程测量结果可达到《国家三、四等水准测量规范》中五等水准测量精度的要求。

4 结论

在通过利用静态GPS控制网拟合高程方法进行高程测量时,可以是工作效率大大提高。而且由于GPS测量法具有直接测量的特点,从而避免了误差的传递。而且根据测量数据显示,这种测量方法的测量误差分布也较为均匀。通过以上分析,可以看出在利用静态GPS控制网拟合高程方法进行高程测量应该严格遵守测量中的规范与工程技术要求,并根据测量现场的实际情况布置观测点。在测量精度满足要求的情况下,可以通过静态GPS控制网拟合高程方法大幅度提高高程测量效率。

参考文献

张全德. 华北地区似大地水准面精化[ J] . 测绘通报, 2007, ( 7) : 3-4.