时间:2023-03-22 17:48:28
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在当今世界,计算机的滥用开始日益威胁着公众的安全,计算机被抬高到了是知识、经验、思维的替代品。人们越来越愿意相信计算机使他们能对工程作出正确的判断,而很少有人在想,特别是年轻的结构工程们更很少去想,如果没有计算机,结构设计工程中需要哪些必要的知识和经验。大家都相信,解决工程问题的专业知识就是怎样使用计算机以及计算机本身的专业知识。甚至把使用计算机的能力当成能胜任工作的能力。大量的结构工程师们相信,他们仅仅依靠计算机就可以“解决”工程问题。没有人认识到高质量的工程只能是渊博的工程理论知识、丰富的工程实践经验、以及艰辛的脑力劳动、高质量的设计思想相结合的产物。
在工程结构设计计算中利用计算机自动化技术已有了很严重的负面影响,它使年轻的一代结构设计工程师们相信计算机的安全性、知识性和能力。他们变得如此依赖计算机,以至于丧失了不依赖计算机进行计算工作的能力。他们不懂得,计算机不可能记录有关模型、分析和设计的一些技巧。在现实工程实践经验中,工程结构,特别是水利水电工程结构的模型是千差万别的,计算机不可能识别上千万种工程设计思想,除了具有快捷的计算速度以外,计算机程序只是一些离散的知识。而真正的工程知识是经验、直觉、灵感、领悟力、创造力、想象力和“认知”的巨大综合体,它超越了任何计算机程序和程序员对结构工程的“理解”。
现代工程具有复杂的理论依据、集体的设计思想,依靠计算机是不可能让人们学习有意义的经验的。越来越多的工程师们都期盼计算机软件能将结构工程设计程序完全自动化。希望在解决工程问题时他们只需要区化类型和条件,让程序自动生成必要的数学模型,完成复杂而重复的分析和设计过程。最后由制图工具完成设计图纸。这样,结构工程唯一的责任就是明确所要解决的问题,然后评价最后的设计“成果”。而对于是否能可靠的检测特征值,在进行分析时是否用了足够的模型、状态,或计算机建立数学模型的理论是否正确,是否符合工程实际的特征,分析结果对工程结构敏感部位是否敏感,计算结果是否在条件允许范围之内,是否能根据实际的工程结构模型对某些边界条件进行调整。这些在年轻一代的结构工程师们心中,都变得模糊不清。
很多软件开发商,在对计算机知识的精通之外,毕竟不是结构工程师,专业技术知识肯定有着各种方面的欠缺。计算机是一种工具,不可能替代人的脑力劳动、人的知识、经验的积累,计算机能处理大量的信息,但计算机程序是没有多少工程实际工作经验的程序员编制的,程序对工程建立的数学模型也不会很完善,在计算中,即使是错误的信息,计算机也不可能识别,同样的都在计算机上显示给专业技术工程师们。这就要求专业技术工程师们自己能通过专业技术知识的掌握,来控制设计计算中的偏差。
在软件的实际应用方面,那些只有极少经验、极少学识、年轻的结构工程师依靠计算机软件来解决极度复杂的结构分析和设计问题。他们对结构力学基本原理和设计规范的背景知识了解很少。无法判断程序算法所蕴含的假设和步骤,也无法判断计算机运算结果的质量。宁愿相信计算机程序产生的任何结果都是正确的,无法怀疑计算机作出的所有结果,以及用独立的例题校验结果。
2在工程结构设计计算中正确合理的应用计算机技术
首先,在年轻一代的结构工程师中,应让他们对工程设计的危险性、对公众安全的威胁、对工程建筑设计的责任感有一定的认识,结构工程师应该知道,工程结构特性是由结构工程设计的质量决定的。真正的结构工程师,应该不用计算机就能工作,计算机应用技术本身并不是坏事,问题的核心是在结构工程计算中计算机的使用方法,不能滥用计算机。要强调工程实践中知识、专业技术以及经验的重要性,了解“为什么”这样设计才是关键。专业的结构工程师应在参加工作的最初一段时间内,对结构工程设计计算进行手工求解,了解手工求解的原理、基本原则和提炼模型、识别计算结果中的错误,解决问题的其他方法,判断计算结果的有效性。对计算机的计算结果应持批评态度,尊重工程实践经验,通过工程实践学习工程设计,强调从那些资深的或有经验的结构工程师那里学习结构工程设计。不依赖计算机解决工程问题,经常怀疑计算机,在没有深入的谁以前不使用计算机的结果。在被工程师证实正确之前,假设计算机提供的结果是错误的。在用计算机求解之前,必须先知道答案。不崇拜计算机,而崇尚知识和经验,提倡全面了解工程理论和实践中的所有经验。
计算机在为人们提供很多方便、快捷的图像、文字、数值计算等信息处理技术的同时,要认识到计算机不可能成为人类知识、经验、远见、灵感、创造力、想象力、独立思维的替代品。虽然在结构工程实践中计算机是非常有价值的工具,但是结构工程师们必须认识到对工程学的原理、方法、标准等等的全面了解,比对计算机操作方法的了解要重要得多。计算机不可能记录有关模型、分析和设计的一些技巧。可以这样认为,除了具有快捷的计算速度以外,计算机程序只是一些离散的知识。
二、计算机应用技术在工程项目管理中的应用
1多媒体技术应用
多媒体技术在工程项目的建设中有着广泛的应用。由于工程项目的特性,在开发这类软件的时候仍会出现一些风险,因为工程项目的建设中会存在一些不可预知的因素,这些因素往往又对工程项目有决定性的作用。现实情况下,如果开发软件的时候企业的基础工作没有做好,或者不够严谨,都将会影响到软件的质量。
2网络技术技术应用
网络平台在大型工程的运作中发挥着重要的作用。大型工程由于其涉及部门多、工期长,十分需要一个平台来保证各方的及时、有效的沟通,只有这样,才能保证项目的各个环节能够高质量、有秩序的进行。而网络信息交流平台具有多点互联和资源共享的特点恰好能够满足这一需要。
3构建信息化资料库
工程项目的规划、建设中以及建成后的验收都会涉及到大量的信息流通和计算工作。在建设前,要通过各种渠道多方收集相关信息;在建设中,将收集到的信息整理、汇总,进而建成电子图书馆、数字资料库等数字信息源,从而为项目提供有利信息。在使用时还要注意数据库中数据的更新,从而有利于提高工程项目的质量。
4构建适合工程项目的应用软件
搭建一个完整的管理软件系统能够让工程项目得以顺利实施以及使工程质量得以保证。这一软件系统能够保证工程项目中使用的资料文件的安全,又要能够做到简化复杂的问题,从而提高工程项目建设的效率。
三、计算机应用技术在项目工程管理中存在的问题
1软件方面
计算机技术的飞速发展,使得各类软件的数量猛增,此类软件也不例外。由于工程项目中设计因素较多,不确定性大,所以在做出选择时就要面临很大问题,所以,要尽量选择一款可以兼顾现实中工程项目各方面的、适应性强的软件。
2硬件方面
计算机的软件需要硬件来支撑,只有计算机设备常换常新,才能保障计算机软件能够流畅可靠的运行,这就要求企业在更新硬件设备上上投入大量的资金。
3项目管理人员方面
无论多么先进的硬件设备还是软件系统,都是需要人来操作的,没有人员的合理应用,再好的硬件、软件也无法发挥它们的作用。企业需要在培训项目管理人员的技术水平上多下功夫,这样才能更好地让自己投入的资金为自己创造更多的利润。
正文:公路、铁路运输作为我国经济发展的命脉,其建设与发展对于我国经济有着重要的影响。传统勘察技术对复杂地形的勘测区域勘察难度大、误差率高,为了减少误差,确保勘察设计的质量,常常需要反复勘探测量多次,取其平均值来减小误差,这在很大程度上影响了道路工程施工进度及工期。提高勘察设计工作效率、加快勘察新技术的应用已经成为了目前我国道路勘察有关部门与人员的首要任务。
一、道路勘察重要性分析。
道路施工的勘察测量对于公路质量有着重要的影响。由于公路工程自身特点决定了其勘察测量环境艰苦、地形复杂、测量放线工作困难重重。而勘察测量工作是道路工程方向的指引,必须确保勘察测量准确、周密才能保障公路工程顺利施工。因此,加快公路工程勘察测量新技术的引进与应用对于公路工程的施工及其发展有着重要的意义。道路工程施工企业必须重视勘察测量工作新技术的引进,通过计算机技术、GPS技术等的应用加快道路工程勘察测量工作效率及精准度。
二、计算机技术在道路勘察中的应用分析
2.1影像提取技术在道路勘察中的应用。计算机技术在道路勘察中的应用,在很大程度上降低了道路工程勘察设计的工作难度,解决了许多公路勘测过程的难题。其中以数字近景摄影测量软件的应用最具代表性,数字近景摄影测量软件的应用是通过计算机软件将二维影像提取三维信息,在实际工作中只需要的是勘察测量很少的像控点,然后在相控点附近拍摄若干影像数据,就可以放进系统进行量测与重建处理。通过数字近景摄影测量软件的应用在公路勘察测量中,利用全站仪只需勘测很少的控制点,而非专业测量数码相机经过检校标定后,也可以当作量测相机使用。通过拍摄工程现场影像进行匹配、定向、空三处理,解算出相片参数,就可以生成所需的正射影像、等高线、DEM等数据。数字近景摄影测量的应用将公路工程勘察测量中的逐点测量简化成为“面”测量,加上自动化的引用,极大的减轻了公路工程勘察测量的强度,提高了工作效率。
2.2GPS单机联网试勘测技术的应用。由于道路工程勘察测量地理条件较差,传统勘察测量需要多次校验来确保勘察测量的精准度。但是随着GPS测量技术的快速发展,GPS在道路工程勘察测量的应用越来越多。GPS系统利用24颗卫星、地面接收装置以及用户接收仪器组成,全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数。道路工程的勘察测量主要利用了GPS的静态功能和动态功能,通过接收到的卫星信息,确定地面某点的三维坐标;通过动态功能把已知的三维坐标点位,实地放样地面上。利用GPS进行道路工程的勘察测量工作极大的提高了道路工程勘察测量准确性,降低了工作量提高了工作效率。通过GPS测量技术可以实时、有效、精准的对道路工程进行准确的测量,以保障工程的顺利实施。2.3计算机设计软件在道路勘察设计中的应用
勘测—设计—成图是道路勘察设计的主题工作思路,根据这样的思路进行道路勘察设计必须需要通过专业辅助软件来实现。传统的设计、绘图费时费力且不易修改,使用先进的计算机软件系统进行设计与成图可以极大的提高设计、成图的效率。道路设计过程中设计工程师始终以现场勘测数据作为依据,在此基础上寻求最佳的设计方案,通过专业化软件的自动功能可以完成数据采集、整理,为设计工程师提供更加便利的操作。在设计中勘测数据整理编辑采用microsoftexcel表格方式,直观明了,所有有关道路设计的原始数据都让设计师一目了然,给方案的修改带来很大灵活性。而且软件成图过程是高度自动化的过程,原始数据采集编辑完毕,整个设计任务也就完成了90%以上,因为剩下的绘图部分,软件都能自动完成,让设计师从最枯燥无味的绘图工序中解脱出来,有更多时间和精力根据实际工程情况,寻求最佳的设计和施工方案,从而发挥出设计师最大的潜能。计算机辅助设计软件为设计人员提供快捷的画图工具,尽量减少各种限制。生成的全部图形对象均为autocad的基本类型实体,使用autocad命令画的图可以用软件任意修改。操作步骤清晰明确,选项功能一目了然,应用autocad推荐的定制工具和编程语言开发平面线形设计主要解决道路的中心线形,适用于一般路线设计和复杂的立交线形设计。实际工程设计时,线形设计通常有两种情况:不使用坐标的纯粹线形设计;用测量坐标控制转点和线位的线形设计,平面线形设计程序能够识别处理不同的ucs。实际上线形设计大部分工作量在调整线形上,天正市政软件根据线形设计工作过程,分解为直线、圆曲线、缓和曲线等几部分,分别在不同的已知条件下进行线形设计,这种方法与道路线形设计工作程序相符。道路平面设计能完成任何复杂道路平面的设计工作,包括道路中各种交叉口接入设计、各种道路出入口设计、任意复杂绿化带设计与编辑、各种已知条件的港湾停靠站设计、以及进行各种方式的道路桩号设计,并可对道路整体平面图进行任意图幅的自动分页。
三、城市道路规划设计中计算机信息系统的应用分析
改革开放以来,我国经济发展速度急速发展,沿海开放地区城市建设的规模越来越大,城市道路规划设计部门的工作负荷日益繁重。在此种情况下,地方政府开始加大投入力度以支持新技术在道路规划部门的应用,许多城市的道路规划部门也开始建设自己的信息系统。但此时的信息系统仍侧重于规划文档的管理,目标是减轻经办人员处理文档的负担,提高办事效率和工作透明度,办公系统的实现方法上基本是采用Fox-pro,Dbase等软件作为开发收文、发文、办文的管理系统,而空间信息/图形处理还只是处于较低的应用水乎,更没有考虑到规划文档与规划空间信息的一体化管理模式。当然,当时的计算机发展水平限制了更多地应用。在90年代中期计算机硬件的性价比得大幅提高,软件的功能不断加强,面向对象枝术、COM/DCOM技术、Internet/Intranet技术、网络技术日趋成熟,为道路规划设计信息系统登上新台阶提供了必要条件。通过现代计算机软件系统对城市各条道路车流量的统计,对城市道路的规划设计提出基础建议,并由计算机软件系统的自动生成功能,设计出符合城市、车流走向的道路。
结论:
计算机技术的应用对于道路勘察设计的发展起到了极大的促进作用,同时也对道路勘察设计人员提出的更高的要求。因此,道路勘察设计有关部门必须加快自身人员配备的科学化,通过勘察设计人员的招聘与在职培训等多种方式,促进人才结构的优化。通过人员专业技能的提升及新技术的应用,将道路勘察设计工作科学有序的开展起来。
参考文献:
1.张庭伟《GPS技术在公路勘察测量中的而应用》城市规划2006.3
2.李海《道路勘察技术――数字摄影测量》东南大学出版社2007.11
一、氯酸钠概述
氯酸钠是一种重要的无机化工产品,其分子式为NaClO3,分子量106.44。通常我们见到的是白色或微黄色晶体,在介稳状态呈晶体或斜方晶体。相对密度2.490,熔点255℃,味咸而凉,易溶于水,微溶于乙醇、液氨、甘油。有潮解性。加热到300℃以上就可分解放出氧气。在酸性溶液中有强氧化作用,在中性或弱碱性溶液中氧化能力非常低,与硫、磷及有机物混合或受撞击易引起燃烧和爆炸。
二、氯酸钠应用及发展
氯酸钠是一种重要的无机化工产品,在世界范围内的应用市场广泛。国际上氯酸钠92%用作纸浆处理和饮用水处理的原料:北美氯酸钠98%用于纸浆和造纸业,其余2%用于制备氯酸盐、矿业等。欧洲氯酸钠84%用于造纸业,7.8%用于制造其他氯酸盐、亚氯酸盐,4.2%用于制造除草剂,其余4%用于铀矿及其他。日本氯酸钠73%用于造纸业,6%用于氧化剂及其他氯酸盐的制备,5%用于除草剂,16%用于纺织及和其他行业。目前全世界氯酸钠的产销量约为300万吨,生产厂家主要集中在北美(加拿大、美国)和北欧(苏格兰、瑞典)。其中北美产量约为170万吨/年,北欧产量约为72万吨/年,日本产量约为8万吨/年。加拿大和美国的生产能力超过190万吨/年,瑞典、法国的氯酸钠产量也在20万吨/年以上,而我国却不足20万吨(包括用于生产氯酸钾所消耗的氯酸钠)。美国是氯酸钠消耗大国,虽连续扩建新装置仍需从加拿大、瑞典等国进口,以满足纸浆漂白、饮用水处理等方面的需求。在欧洲的芬兰、瑞典、法国等国家,纸浆和纸制品生产商用二氧化氯作漂白剂的发展迅速。在日本其需求量也在连年上升,是氯酸钠的长期进口国。
国外纸浆厂之所以采用二氧化氯漂白的主要原因:一是环保工作的需要,采用传统的方法用氯气漂白纸浆会产生强致癌物,还易与水中的腐殖质形成氯代烃,与水中酚类形成有怪味的氯酚,与水中的氨形成对鱼和人类均有害的氯胺,且氯气长期使用可引起水中某些微生物的抗药性,污染地下水源,不利于环保。目前欧洲和北美都已立法禁止造纸业使用氯漂白;二是二氧化氯与其它用于漂白的氧化剂相比,其漂白性能好,它的氧化电位适中,能有效地处理附着在纤维上的色素和污物而不影响其纤维强度,而且纸浆织物的白度可由原来氯漂的75°提高到85°。用二氧化氯漂白纸浆,生产的纸品在潮湿空气中不随时间延长而发黄变色,保证了纸品质量,价值也比较高。到目前为止,还未发现一种在成本及纸浆白度与强度方面超过二氧化氯的替代品。因此,制浆领域采用氯气漂白纸浆的方法将很快被二氧化氯漂白法所取代。
氯酸钠在水处理方面主要是应用氯酸钠衍生的二氧化氯。在城市饮用水和污水处理中,国际上通常采用3种消毒方式,即液氯消毒、二氧化氯消毒和臭氧消毒,中国基本上是采用液氯消毒。采用液氯消毒,在杀菌的同时,又带来游离氯对各种有机物的氯化作用,在水体当中产生三氯甲烷、二恶英、氯酚等致辞癌物,危害人类的健康。
近几年国家有关部门在对饮用水质的调查中发现,各地的饮用水中有各种不同属性的有机物300多种,其中三氯甲烷含量最为突出,一些地方的饮用水中三氯甲烷含量310μg/L。二氧化氯与液氯消毒相比,两者的消毒体系非常相似,但二氧化氯消毒不会与水中的有机物产生三氯甲烷,不会产生氯化胺,却能破坏酚、硫化物、氧化物和其他许多有机物;与臭氧消毒相比,二氧化氯消毒投资少,产率高,在水中的滞留时间长,能够有效地杀除和控制各种细菌,同时也不会与水中的溴化物、次溴酸物反应,产生对人体有害的物质。由此可见,二氧化氯不仅是一种比液氯更有效的杀菌剂和杀病毒剂,且其氧化能力仅次于臭氧(投资低于臭氧),消毒过程中几乎不形成三氯甲烷和挥发性有机氯,同时生成的总有机氯也要比液氯少得多,其取代液氯已成为时代的必然。目前,二氧化氯在欧美国家得到了普遍应用,而中国则刚刚起步,许多科研院所和自来水公司都已纷纷开展研究,并取得了一定的成绩。
三、氯酸钠技术简介
氯酸钠的生产方法主要有化学法和电解法。
化学法:化学法是以石灰为原料,将石灰制成石灰乳,然后氯化。在析出了氯化钙结晶后的氯酸钙溶液中,加入硫酸钠或碳酸钠进行复分解反应,生成氯酸钠溶液和硫酸钠产品。由于化学法生产氯酸钠有工艺流程长、设备多、占地面积大、操作环境差、生产成本高等原因,目前国内外氯酸钠生产均不采用这一方法。
电解法是以原盐或精制盐为原料,原盐需先制成饱和的粗卤水,然后加入纯碱、烧碱和氯化钡,除去粗盐水中的钙、镁及硫酸根离子,并过滤得一级精制盐水。一级精制盐水再经离子交换处理或膜处理得到二级精制盐水,然后在二次精制盐水中加入重铬酸钠、盐酸,调节PH值后送入无隔膜的电解槽中进行电解。电解得到的氯酸钠溶液,经过脱次氯酸钠、结晶、分离、干燥得到结晶氯酸钠成品,现在所有厂家都采用的是电解法工艺生产氯酸钠,其工艺过程大体包括盐水工序、电解工序、结晶干燥工序等,现分述如下:
(一)盐水工序
北美、欧洲国家氯酸钠生产所用氯化钠均为精制氯化钠,其钙镁含量极低,盐水精制工序常采用二级净化处理(采用膜过滤、离子交换处理等技术,进一步除去卤水中的杂质离子)。因精盐中杂质含量少,故而盐水精制工序生产线短,排渣量少,减少了对环境的污染。国外氯酸钠生产厂家都非常注重盐水的净化处理,因为盐水的质量好坏直接影响电耗和洗槽周期。
国内氯酸钠原料采用矿盐、卤水、海水,原料杂质较多,精制生产线长。由于原料精制设备简陋,精盐水钙、镁含量高,故而造成槽电压升得快,洗槽周期短,一般在三个月洗一次,进行盐水的二次精制可使卤水含钙镁量降低,还可降低电耗、延长洗槽周期,提高生产效率。
(二)电解工序
电解工序是生产氯酸钠的最主要工序。电解槽是氯酸钠生产的关键设备。二十世纪六、七十年代钛基涂钌金属阳极开始应用于氯碱电解槽。经过近几十年来的发展该项技术已成为相对完善的技术。值得一提的是某一公司开发了一个反应器带成百个电解槽的装置。该技术巧妙地解决了电化学腐蚀问题,使装置结构和操作简化,电流效率又高。国外单线生产能力一般在三万至五万吨/年,电流密度一般在2500-3000A/m2,电流效率在94%-95%。
国内大多公司采用一个反应器带三至五个电解槽的汽提外循环氯酸钠电解
装置。近两年来,为了更加完善电解槽,对一些结构要素进行了优化。使单线生产能力可达4.0万吨/年。
(三)结晶工序
几乎所有的生产线都采用真空结晶技术,有外循环式(3万吨/年以下)和内循环式真空结晶器,其热源为电解反应产生的热量。(3万吨/年以上)用水环式真空泵抽真空。
德国的麦索(MESO)公司是全球最大的结晶器专业设计制造商,其设备专一用来生产大粒晶体。脱水工序均采用卧式自动卸料离心机,干燥工序选用沸腾床干燥器。国内比较大的生产厂家一般采用引进技术生产大粒晶体。
(四)氯酸钠生产过程主要的化学反应式为:
总反应式:NaCL+3H2O=NaCLO3+3H2
阳极:2CL-CL2+2e
阴极:2H2O+2eH2+2OH-
液相反应:CL2+H2O=HCLO+H++CL-
HCLO=H++CLO-
2HCLO+CLO-CLO3-+2CL-+2H+
四、环境保护:
国外发达国家都非常重视环境保护工作,生产过程全密闭循环,几乎做到了零排放。由于原料盐是精制盐,废渣排放量极少;废气中的氯全部回收利用,几乎无废气排出,洗液、雨水通过室外雨水沟全部回收处理。一些发达国家在设计时就非常注重环保,有的工厂在基建时就在地下铺建橡塑板,以防对地面造成污染,工厂搬迁时可还原地表。
目前我国对环境治理要求比较严格,因此在建此类项目时要考虑环境的影响。应尽量减少环境污染。同时随着国家对环境治理力度的加强,会剌激氯酸钠的消耗,从而促进氯酸钠行业的发展。
五、国内氯酸钠生产的机遇与挑战
我国氯酸钠的消费结构、消费量与发达国家相比有很大差距。欧美消费量达200多万吨,且90%用于造纸和水处理;我国消费量小,且75%用作制造氯酸钾作为生产烟花的原料。国内潜在市场广阔:现在我国在造纸业使用氯酸钠正处于发展阶段,今后几十年里二氧化氯漂白将在造纸行业占主导地位。二氧化氯是目前国际公认的一种高效、低毒、快速、广谱的第四代新型灭菌消毒剂,是联合国世界卫生组织确认的安全、高效、无毒新型强氧化杀菌消毒剂。在饮用水消毒上,二氧化氯取代氯气是必然趋势,其用量也在逐年上升。国内经济的发展和消费水平的快速提高,使氯酸钠的应用范围不断扩大,如电子、环保、消毒、石油、开采等行业需求加大;以上种种原因都极大地刺激了氯酸钠的消费。但是,氯酸钠生产投资大,很多企业无力承担。加入WTO后,国内氯酸钠生产成本比国外高,国外产品的拥入势必会影响国内氯酸钠产业的发展。再者,绿色和平组织主张向完全无氯漂白工艺发展,也会给国内氯酸钠的使用产生一定的影响。有学者称:由于我国氯酸钠生产尚处于发展阶段,在近二、三十年内,二氧化氯在水处理及造纸方面的应用将是这些行业的主流,不会有太大的变化。以上众多因素,生产企业在生产时,一是要加大投入技术力量、设备,提高产品在国际上的竟争力,在生产的同时做好环境保护及三废的治理工作,为社会的可持续发展做出应有的贡献。
参考资料: