序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇安全設計論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

1.1機電設備的安全設計水平不高我國煤礦機電設備安全設計水平與國外相比有較大的差距，主要體現在：①國內的安全設計技術落后，先進的安全設計方法尚需推廣；②國外引進技術的消化吸收水平不高；③安全設計標準尚待完善；④安全設計體系尚需建立。目前，煤礦安全設計方案還沒有得到廣泛的重視，安全設計方法的使用還沒得到重視和推廣。

1.2機電設備故障診斷技術水平不高整體而言，煤礦機電設備的故障診斷技術水平還有待提高。下面就煤礦的一些主要的機電設備進行分析：①提升機的故障具有復雜性和不確定性，而安全可靠性的要求又高，對故障診斷和檢測技術的要求也高。隨著故障診斷和檢測技術的發展，一些智能故障診斷技術已開始在提升機中應用，且應用效果較好。②對通風機的故障診斷和檢測技術的研究開展不夠，其故障診斷和檢測產品也比較少。③礦用高壓異步電動機常用的故障診斷和檢測技術，只有局部放電檢測效果較好，磁通檢測和電流高次諧波檢測兩項技術均有缺點。④國產采煤機與國外先進采煤機相比，檢測范圍不全面、檢測參數少和無故障診斷功能。有關部門已將“電牽引采煤機工況檢測及故障診斷系統”的研制列入了“九五”重點科技攻關技術。

1.3機電設備維修技術相對落后在煤礦機電設備中，對運用可靠性維修理論和故障監測及診斷技術的主動維修技術的引進和研究工作，從上世紀80年代后期才開始起步，其中對于機電設備的研究深度不夠、缺乏基礎性數據的積累，并且我國的故障監測和診斷技術的發展較發達國家還有很大差距。煤礦機電設備維修技術水平相對落后。

1.4機電設備管理水平有待提高在煤礦的生產管理工作中，機電技術管理起著重要的作用。但煤礦機電設備管理水平雖有很大的提高，但還存在很多問題：①對煤礦機電設備標準化的重要性認識不夠。根據新的煤礦質量標準化標準規定，每個礦井應建立17種基本機電管理制度，而有些煤炭企業沒有去建立相應的管理制度，或雖建立了但沒有真正落實；②機電管理部門的職能作用沒有充分發揮，他們中多數重視煤炭生產，忽視煤礦機電設備管理，造成管理不到位，致使安全隱患得不到及時排查；③機電監察力度和深度不夠。煤礦機電安全監察專業性強、知識面廣，對監察人員素質要求較高，現場的監察人員往往達不到這個要求。同時又由于機電工作點多、面廣、線長、量大，安全監察的隨機性大。這就造成監察不到位，監察的力度和深度不夠，一些安全隱患得不到有效排查。

1.5機電設備陳舊老化現象嚴重我國煤礦在用的機電設備陳舊老化現象較為嚴重。國有煤礦中老絞車、老的防爆高壓開關、未更換的非阻燃膠帶、老主扇等數量很多。這些設備中，主提升機單線制動，高壓開關保護不全，主扇滿足不了礦井風量負壓的要求，存在隱患很多，加之這些年對設備的技術測定不及時，測試手段落后，對存在的問題難以發現，事故隱患不少［2］。這些設備由于缺少必要的維護和保養，有的是在不安全的狀態下運行，各種安全問題層出不窮。

1.6從業人員素質殛待提高從業人員的素質在一定程度上決定著煤礦安全生產能否正常進行。由于煤炭行業環境差、風險大和收入低，致使煤炭企業機電專業高素質人才缺失。另外大量專業技術人員和熟練工人的流失，也使得在崗職工素質普遍下降。近年來隨著先進技術的引進、煤礦裝備水平和安全技術水平的不斷提升，對機電職工隊伍素質的要求也愈來愈高。這就給先進設備的使用和維修管理帶來了難度，造成先進設備的功能不能充分發揮。

2對策

2.1提高機電設備安全設計技術水平提高礦山機械設備安全設計水平主要措施如下：對礦山機械安全設計的共性、基礎性問題進行研究，特別是針對井下可燃性氣體的礦山機械本質安全性設計方面加大研究力度，建立礦山機械安全行業數據庫；建立低成本、適用性強的礦山機械安全設計體系，通過設計消除已判定的危害或減少有關的風險，提高本質安全水平［3］。

2.2推廣先進的故障診斷技術，提高故障診斷水平以往的煤礦機電設備的故障診斷很多都是由修理人員憑維修經驗來進行的，隨著煤炭企業的發展，在一些大型和特大型礦井中引進了一些先進的煤礦機電設備，設備的結構和性能日趨高智能和復雜化，其故障具有復雜性和隱蔽性，傳統的診斷方法難以奏效，因此需在煤礦主要的機電設備中推廣先進的故障診斷和檢測技術。煤礦機電設備的診斷技術主要有儀器診斷、主觀診斷和智能診斷3種。其中智能診斷主要是模擬人腦獲取、傳遞、處理、利用信息的能力特征，對故障信息進行分析［4］。隨著科技的進步，智能技術已經開始在煤礦機電設備診斷和檢測領域中應用和推廣，其中的神經網絡系統診斷法以及故障診斷專家系統的研究比較活躍，并運用廣泛。這些先進技術的應用和推廣可大大提高煤礦機電設備的故障診斷和檢測的水平。

2.3推廣先進維修技術，提高維修技術水平煤礦機電設備維修技術種類主要有4種：事后維修、計劃維修、預防維修和運用可靠性維修理論和故障監測及診斷技術的主動維修。其中預防維修方式是我國煤礦所采取的主要維修方式，但存在開機率低和維修時間長等問題；運用可靠性理論和故障檢測及診斷技術的主動維修方式是一種在通過對設備運行狀況跟蹤記錄并加以分析的基礎上來制定維修計劃的維修方式，是預防維修方式的進一步完善和發展。推廣應用這項技術可大大提高我國煤礦的維修技術水平，減少安全隱患和事故的發生率。具體措施如下：加大我國在該領域的研發力度，爭取在較短的時間內研發出具有自主知識產權的科研成果并加以推廣應用；投入資金引進國外的先進的維修技術，在有條件的煤礦加以推廣應用，運用國外的先進維修技術提升我國煤礦安全生產水平。

2.4加強機電設備管理，提高機電設備管理水平提高機電管理水平可從以下幾個方面著手：①重視機電質量標準化建設。設置專門的機構來抓機電質量標準化建設。制定中長期目標，做到有規劃、有措施、有落實。②完善機電技術管理。切實做好基礎管理，做到基礎管理的規范化和精細化；加強對設備的現場管理，提高設備的安裝、運行和檢修質量。③通過培訓提高機電技術管理隊伍整體素質。加大投入資金力度，采用現代教育技術和遠程教育技術，對技術人員和監察人員進行培訓，使培訓形式多樣化，調動學員的學習積極性，提高學員的理論水平和實踐能力，并且促進兩者的有機結合。④加強機電安全監察力度，促進整改排除隱患。對煤礦使用的機電設備實行劃片包干，落實責任制。加大對機電監察人員的考核力度，提高其責任心。

2.5采用新產品、新技術和新工藝，迅速淘汰老舊設備推廣使用新設備、新技術、新工藝，特別是創造條件使用綜合機械化采煤設備，避免采用低設備投入、大量投入人員、點多面廣、效率低下的人海戰術，應走出惡性循環圈，采用先進工藝流程，合理控制作業點和作業面個數，減少事故發生源的個數，真正實現礦井的安全、高產、高效［2］。積極采用新技術和新裝備改造傳統的設備，如提升機和主要通風機采用變頻調速，水泵和壓縮機采用集中控制，變電所采用監測監控系統，采煤機采用交流電牽引等先進技術。要通過各種渠道籌集資金，確保煤礦的生產裝備和安全監控設備的正常運轉和更新換代，對性能不合格的老舊設備，必須堅決給予更換。

2.6加強教育和培訓工作，提高從業人員素質機電設備不斷向自動化、精密化和智能化的方向發展，對從業人員的技術水平也提出新的要求。為了保證在生產工作中做到安全、高產和高效，促進我國煤礦機電設備安全技術水平的提高，應加強對從事科研和設計工作的煤礦機電安全技術人才的培養和培訓，全面提升其技術水平和安全意識。重點要做好三個方面的工作：一要加強煤炭院校機電安全技術人才的培養，提高培養質量，為科研單位和設計部門輸送優秀人才；二要采用請進來和走出去的辦法來提高科研人員的科研能力和設計人員的設計水平;三要加大對煤礦機電技術人員的培訓力度，提高其管理水平和業務素質。

3結語

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摘要：概述了建筑安全與結構安全的關系，論述了建筑結構設計安全度的相關知識，并從建筑設計必須與結構設計相結合、合理確定設計安全度、進行防火防爆設計、考慮建筑結構的耐久性等方面提出了取保建筑安全的設計措施，最后提出了結論。

關鍵詞：建筑設計；結構設計；安全設計

1建筑安全與結構安全的關系

建筑結構安全直接影響建筑物的安全，結構不安全會導致墻體開裂、構件破壞、建筑物傾斜等，嚴重時甚至發生倒塌事故。如墨西哥城在1985年9月地震中，不少三角形建筑均遭到嚴重的破壞。從結構角度而言，平面形狀是三角形的結構迎風面較大，在水平風力作用下，它受力的效果，即抗彎曲變形和抗側移的能力比圓形、橢圓形、正方形，正多邊形、十字形、工字形、口字形等平面形式的高層建筑要弱很多，而使得建筑物安全性較差。

2結構設計安全度

2.1結構設計安全度的概念

從事建筑結構設計的基本目的是在一定的經濟條件下，賦予結構以適當的安全度，使結構在預定的使用期限內，能滿足所預期的各種功能要求，一般來說，建筑結構必須滿足的功能要求是：能承受在正常施工和使用時可能出現的各種作用，且在偶發事件中，仍能保持必須的整體穩定性，即建筑結構需具有的安全性；在正常使用時具有良好的工作性能，即建筑結構需具有的適用性；在正常維護下具有足夠的耐久性。因此可知安全性、適用性和耐久性是評價一個建筑結構可靠(或安全)與否的標志，總稱為結構的可靠性，對這些性能的度量，即結構在規定的時間內，在規定的條件下，完成預定功能的概率，稱為結構的可靠度(或稱安全度)。

2.2安全度與工程事故

關于工程事故與設計安全度的關系，有人認為國內發生的工程事故與現行規范的安全度沒有關系，規范的安全度是夠的。資料顯示，上世紀50年代的結構設計方法與現在近似，當時所用的混凝土強度很低，只有110#-140#，比現在的C15還低，其施工手段也很落后，混凝土用體積配合比，人工攪拌，沒有振搗器。而施工發生安全事故的卻很少，如北京飯店、王府井百貨大樓等一些建筑物，使用至今已逾45年，而且都經過了唐山地震影響的考驗，因此可以說，現在的安全事故與結構設計安全度是沒有連帶關系的。不過也有專家指出，一些工程事故往往由多種因素綜合造成，施工質量差、設計有毛病、結構安全儲備又偏低，加在一起終于釀成大禍，這類情況不是由于野蠻施工和管理腐敗，較高的安全度總是與較低的失效概率相聯系，這是客觀規律。

3確保建筑安全的設計措施

3.1建筑設計必須與結構設計相結合

建筑設計與結構設計是整個建筑設計過程中的兩個最重要的環節，對整個建筑物的外觀效果、結構穩定方面起著至關重要的作用。但也有一種不好的傾向，少數建筑設計帥把結構設計擺在從屬地位，并要求結構必須服從建筑，應以建筑為主。許多建筑設計師強調創作的美觀、新穎、標新立異，強調創作的最大自由度，然而有些創新的建筑方案卻在結構上很不合理甚至無法實現，這無疑給建筑結構的安全帶來隱患。

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3.2合理確定設計安全度

結構設計安全度的高低，是國家經濟和資源狀況、社會財富積累程度以及設計施工技術水平與材料質量水準的綜合反映。確定工程的安全度在一定程度上需以概率和統計為基礎，但更多的須依靠經驗、工程判斷及綜合考慮。

與國際上一些通用標準相比，我國混凝土結構規范設定的安全度水平偏低，有的偏低較多。這體現在涉及結構安全度的各個環節中，如我國混凝土結構設計規范取用的荷載值比國外低，材料強度值比國外高，估計結構承載力所用計算公式的安全裕度低于國外甚至在個別情況下偏于不安全，對結構的構造規定又遠比國外要求低。

3.3進行防火防爆設計

建筑消防設計市建筑設計中一個重要組成部分，關系到人民生命財產安全，應該引起大家的足夠重視。現從防火分區和安全疏散兩方面來討論：

3.3.1建筑的防火分區問題

《建規》3、2、1條規定了廠房的防火分區，其中有一點需要注意，即廠房的防火分區是和該廠房的耐火等級、最多允許層數及占地面積有關。雖然《建規》中規定封閉樓梯間的門為雙向彈簧門就可以了，但作為劃分防火分區用的封閉樓梯間門至少應設乙級防火門。因為開敞的樓梯間也是開口部位，是火災縱向蔓延的途徑之一，也應按上下連通層作為一個防火分區計算面積。

3.3.2安全疏散設計問題

很多大型商業建筑在消防安全疏散設計中存在的問題，諸如首層中部疏散樓梯無法直通室外、中庭回廊容易滯留人員、首層疏散距離超過規范要求等。商業建筑賣場的疏散距離應執行《建規》中5、3、8第三款(不論采用任何形式的樓梯間，房間內最遠一點到房門的距離不應超過袋形走道兩側或盡端的房間從房門到外部出口或樓梯間的最大距離)的規定，即22m，如再設有自動噴水滅火系統其疏散距離再增加25％，為27.5m。但如果在商業建筑的賣場每家店鋪均設有到頂的隔斷墻，并設有安全疏散通道，疏散通道兩側的隔墻耐火極限≥lh（非燃材料），房間隔墻耐火極限t>0.5h（非燃材料），則房間門通過安全疏散通道到疏散出口的距離適用40m和22m的規定等等。

3.4考慮建筑結構的耐久性

結構耐久性不足已成為最現實的一個安全問題。現在有這樣的傾向：設計中考慮強度多而考慮耐久性少，重視強度極限狀態而不重視使用極限狀態。重視新建筑的建造而不重視舊建筑的維護。所謂“安全”，包括保證人員財產不受損失和保證結構功能的正常運行，以及保證結構有修復的可能，即所謂的“強度”、“功能”和“可修復”三原則。

我國土建結構的設計與施工規范，重點放在各種荷載作用下的結構強度要求，而對環境因素作用(如干渴、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質侵蝕)下的耐久性要求則相對考慮較少。混凝土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故，其嚴重程度已遠大于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害。所以這個問題必須引起格外重視。

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結構設計的安全問題是所有從事結構設計與研究的人們一生都要面對的問題，本文作者結合自己的工程設計實踐，簡述了當代建筑師的設計思維對結構設計安全所提出來的挑戰，并且，通過一個結構設計師對當今建筑設計潮流的感悟與認識，提出了保障結構設計安全所必須堅持的基本原則。文章最后，對參與當代中國結構設計實踐的結構設計工作者們提出了一些期望。

關鍵詞建筑表達結構設計安全建筑情感爭議結構設計實踐

■前言

一段時間以來，由法國巴黎戴高樂機場2E侯機廳通道部分倒塌事故引起的對結構安全問題的討論成為業界甚至各種傳媒的熱門話題，由之引起的對國家大劇院以及各奧運在建項目進行結構安全再認識的聲音也不時傳起。特別是對正在設計施工中的奧運項目，按照政府決策部門的意見，建設單位組織結構有關專家逐個項目地進行了更為嚴格的結構設計安全評估。

結構設計安全是我們所有從事結構設計與研究工作者必須面對和回答的問題，巴黎戴高樂機場事故是結構在其設計使用壽命初期（投入運營一年），在常規荷載作用（沒有恐怖襲擊、沒有惡劣的區域突發自然災害）的情況下發生的，就是說，一定是在結構設計或施工的某個環節給結構留下了致命的內部缺陷才造成的，這一缺陷既可能是結構設計理論方面的，也可能是結構設計構造方面的，既可能是結構材料使用方面的，還可能是建造過程中的施工質量控制方面的，等等。無論什么原因，這種結構破壞形態都是結構設計原則所不允許的，引起我們的警覺也是應該的。

另一方面，我們也還是應該理性地、科學地、全面地分析和把握結構設計的安全問題。其實，追溯人類改造自然、改造世界的歷史足跡，我們還是有理由對當代結構設計理論和建造技術的發展水平感到自豪的。雖然我們現在感覺是越來越累，越來越難，但是在力學和材料科學發展的有力支撐下，我們所從事的結構設計與建造技術的發展還是基本上滿足了那些滿腦子求新求奇，求高求廣的所謂當代建筑師的表達欲望與需求的。

■世界上沒有自由的結構設計師，但假如沒有我們，也就沒有建筑表達的自由

建筑師設計東西，無非表達兩種需求，一種是傳統意義上的功能需求，另外一種就是表達建筑情感，或者說是通過建筑表達情感。這種情感表達方面的需求可能是來自公眾的，也可能是來自政府或領導意志的，還可能就是直接來自建筑師的美學修為的。建筑師可以利用建筑特有的元素，比如建筑材料的材質、裝飾材料的色彩等進行其建筑情感的表達，但是這種表達的效果和能力是有限的，建筑師更重要的手段則是借助結構的能力完成這一表達需求，從這個意義上說，建筑師豐富的想象力既給結構設計提出了課題、帶來了挑戰，同時也就給結構工程師帶來了風險。

國家大劇院超大超深的地下結構體量，橢球拋物面殼體屋頂和圍繞殼體的環形水池都是安得魯實現其劇院功能需求與其情感表達需求的手法和元素。為了在不超越人民大會堂的限定高度內，完成劇場功能對豎向尺度的需求，“深入地下”是其自然的（也許是無奈的）選擇；橢球拋物面殼體屋頂罩住其下的三個功能劇場是建筑師進行區域空間整和的一種手段，在這塊區域上的建筑物進行這樣的整和處理我認為是必要的；建筑師設置環形水池的目的在于其制造區域寧靜氣氛的需要，這種建筑情感表達上的需求也是必要的。

國家大劇院總平面圖

同樣的，在建的國家體育場（簡稱“鳥巢”）以及國家游泳中心（簡稱“水立方”）等標志性建筑，她們不單單是承載著滿足舉辦奧運會各單項體育功能方面的需求，也還要承載著通過其“別樣”的建筑形象來表達全國人民百年奧運夢想成真的情感需求，承載著要為最出色的一屆奧運會留下最出色的“建筑遺產”的使命。

自然的，建筑師是無法單獨承擔這樣的使命的，必須依靠結構工程師的支持來實現其“特別”的表達需求。或者說，結構工程師在這個時侯是沒有選擇的自由的，只有絞盡腦汁為建筑師的這種需求尋找“解決方案”，于是，百年之前的理論物理學命題“泡沫理論”被結構師拿來經過有趣的數學變換，最終成了表達建筑師“看似無序的水分子結構”的最好載體。

國家游泳中心總平面圖

■建筑結構形式的爭議多半不是“好與不好”的問題，而是“值與不值”的問題

為了滿足建筑師們的“浪漫”需求，在傳統的結構構成方式無能為力的時候，結構設計師就必須探索新的、非傳統的結構構成方式。結構系統的基本形式，可以說已經被我們認識的差不多了，但是，這種說法只是限于基本體系，并不意味著創造新的結構形態可能性的減少，在擁有無限多樣的物種的豐富多彩的世界里，限定結構形態的類型顯然是不恰當的。

結構工程師的任務就是在既要保證結構安全同時又要滿足建筑美學需求的杠桿上尋找一個平衡點。只是，世界上終究沒有免費的午餐，當各種或是張揚的、或是陌生的結構形態出現的時候，在結構材料科學還沒有長足的發展的時候，在我們還不得不用傳統的結構材料去實現這樣一個個“浪漫”的需求的時候，對結構安全的關注也就從來沒有象現在這樣引起一端又一端的“爭議”。

從一個結構設計與研究工作者的角度看待這些“爭議”，我認為很多時候我們是可以在力學或規范的原則內尋找到這個“平衡點”的，隨后的問題是，這會要我們付出多大的“代價”，或者說要我們支付多大的“結構成本”？我認為對這個我們要支付的成本“值與不值”的不同看法是對建筑結構形式“爭議”的焦點問題。

其實，作為一個結構工程師，常常是不能判斷建筑的形象與情感“效益”與結構實現的“成本”之間到底誰高誰底的，因為前者是很難量化的。我們所能做的就是在保證建筑功能與美學需求的諸種可選擇的結構實現方式中找到成本較低的解決方案。

國家游泳中心南北剖面圖

國家大劇院南北剖面圖

例如，在國家大劇院工程結構的第一輪初步設計時，法國ADP公司確定的結構底板的頂面標高為-26.0米，這個標高受到了中國建筑與結構工程師的質疑，如此深的基槽，且不說開挖與降水的成本會很高，結構壽命期內的抗浮設計成本更是一項很大的投入，為此，我們建議在保證其建筑功能需要的前提下，盡可能提高建筑底面標高，法方在修改后的初步設計中將這一標高提高到了-22.0米。

與上述情形相反，國家游泳中心工程的建筑設計由于采用了ETFE雙層充氣膜，這種膜材的造價很高，所以，在相對深挖（增加基礎開挖與結構抗浮成本）和抬升建筑總高度（增加圍護膜材的用量）的比較選擇中建筑師完全依賴的就是綜合成本最小化的原則。

■結構工程師要給浪漫的建筑師和建筑師的浪漫設定一條底線

作為一名結構工程師，我們還應該清醒地認識到，結構科學和材料科學的發展遠沒有達到可以令建筑師們的“浪漫思維”無約無束的境地。在實際結構的建造過程中影響結構安全的因素眾多，一方面，建筑結構理論歸根結底是一門實驗科學，理論與實際的偏差不可避免，另一方面，建造技術的發展水平和區域差異以及施工質量控制等等方面的諸多因素，都會給實際建造完成的建筑結構安全性能帶來某種程度的不確定性。

所以，建筑師們在通過建筑表達其美學或情感需求的時候，結構工程師們還是要給他們設定一條底線。這條底線不僅依賴于當代人類對自然界的認識水平，而且還依賴于現代結構技術與材料科學的發展水平，依賴于結構分析技術的發展水平。在某種程度上，我們可以允許他們突破某些“規范”條文的底線，但是不能允許他們突破“基本力學準則”的底線。尤其是當我們面對國外建筑師的時候，這一點做起來很難，譬如在和安德魯的法國ADP團隊合作設計國家大劇院的過程中，我們就經歷了多次的“爭執與說服”的過程。

國家游泳中心的設計過程也給了我們很多啟示，在建筑師浪漫的創意和結構的可實現之間還是有較長的一段路要走的，因此，我們投入很多精力進行了這種新型多面體空間鋼框架結構的試驗研究，最終才可以保證這種結構的安全、可靠。

鋼骨架結構效果

ETFE充氣枕結構

■不能認為結構設計安全與結構設計的創造性是永遠的矛盾

實際上，對結構設計安全性的憂慮往往會束縛住我們結構設計創造性探索的步伐，雖然這種憂慮不是多余的。發生巴黎機場結構倒塌事故后，我們聽到的幾乎都是對安德魯主持設計的建筑的一片懷疑之聲，結構設計工程師們，尤其是從事重要公共建筑結構設計的工程師們更是增添了更多的謹慎與小心。

我認為，結構設計的任務始終是：按照建筑的功能與美學需求確定安全、合理的結構體系；進而依據建筑結構可靠度設計有關標準所確定的原則對結構作用效應與結構抗力進行符合結構實際工作條件（性能）的分析；最終應做到在規定的結構設計使用年限內，在現行規范規定的各種荷載作用下，所設計的結構是安全可靠、經濟合理、技術先進的。

為了實現這樣的使命，對結構設計安全的自始至終的關切無疑是必要的，另一方面，結構設計的創造性不但是當今建筑設計發展的必然要求，同時也是結構設計技術自身發展的要求。國家大劇院、國家體育場、國家游泳中心以及新中央電視臺等建筑在結構設計方面的創造性探索可以為我們跟蹤當今世界先進的結構設計理念提供一些線索，也可以讓我們檢視一下很多經驗的、傳統的結構設計思維是否還適應現代結構設計發展的要求。

“水立方”內外效果圖

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（1）工作面要嚴格執行追機移架制度。（2）如頂板較破碎，煤幫片幫嚴重時，要及時超前移架，并打出護幫板護幫控頂，及時把操作手把打回零位，任何人不得隨意亂動操作手把。（3）若頂板破碎并有冒頂時，應立即進行背頂背幫，然后進行割煤。（4）工作面運輸巷、回風巷動壓區要做好護頂護幫工作，及時處理片幫、掉頂，加長超前支護，防止頂板事故。（5）工作面過構造時，要根據現場的實際情況調整采高，并制定專項措施。（6）工作面初次放頂，必須按措施執行，加強頂板、煤壁及兩巷超前段的觀察和維護，安排專人對礦壓觀測，準確預測來壓步距。（7）管理好兩端頭（切頂線）處的密集支護并打好戧柱。（8）處理頂板時，嚴禁空頂作業。（9）移動輸送機機頭、機尾時端頭支護必須到位。

2工作面預防架前頂煤漏冒的措施和工作面煤壁片幫措施

（1）嚴格執行追機移架制度，上滾筒割煤后要及時打出防片幫板，防止冒頂。（2）工作面局部坡度較大或頂板破碎時，必須采用少降快拉移架，并盡量減少支架反復升降次數，必要時采取停機移架。（3）若頂煤松軟，根據現場情況，割煤只割底刀，并追機移架，防止冒頂。（4）工作面局部煤幫片幫嚴重時，要及時超前移架，并打出護幫板護幫控頂，及時把操作手把打回零位，任何人不得隨意亂動操作手把。

3工作面初采初放措施

3.1工作面初次放頂技術安全措施

工作面初采施工時，必須編制專門的《3203綜放工作面初采施工安全技術措施》，組織相關技術人員會審、總工簽字后執行，嚴格執行礦領導及技術人員現場帶班、跟班制度，在現場進行施工技術指導與安全監管。此外，礦方還應成立礦壓觀測組，及時觀測頂板來壓情況，并進行記錄。初采期間，將支架升緊，護幫板打出，保證支架支承頂板均勻，接頂嚴密，護幫有力，防止抽條、片幫、初撐力符合要求。割煤后，要及時拉架，并及時護幫。時刻注意頂板壓力及安全閥開啟情況，防止壓死支架。工作面回采前，礦壓組要在工作面設礦壓觀測點，實行現場連續觀測，對上、下出口，上、下巷及工作面煤幫班班檢查，并向生產科匯報情況，以指導工作面頂板管理，保證安全生產。初次來壓前，通風科要加強對有毒、有害氣體的檢查，防止因采動影響有毒、有害氣體大量涌出使人身受到傷害。來壓期間，一定要注意工作面的涌水情況，發現異常及時匯報并進行處理。來壓時，根據觀察結果，增加超前支護長度，以防來壓過猛，摧跨兩巷支護。

3.2工作面末采收尾安全技術措施

末采回撤作業時，按照上級文件要求，編制專門的《3203綜放工作面末采回撤施工安全技術措施》，報請上級行業主管部門審批后方可組織施工，且必須保證除當班礦領導按規定帶班外，再配備一名專職帶班礦領導，在現場進行施工技術指導與安全監管。停采線具置視推進過程中基本頂壓力情況而定，避開地質構造帶或圍巖壓力異常區，選在底板平整、煤質較硬的地段。工作面回撤至距停采線前8m（開始鋪設頂網鋼絲繩，當網到梁尾時）停止放頂煤做撤架通道，末采期間，礦成立礦壓觀測小組，負責對工作面頂板支護質量進行監測、監控、預報工作。兩端頭要加強支護，保證單體液壓支柱的初撐力≥90kN，壓力大的地段要加大支護密度。在收尾時必須嚴把質量關，做到“三直”、“兩平”、“兩暢通”。收尾時，加強機電設備的檢修工作，保證設備的開機率。加強對支架支護情況的檢查，并保證液壓泵站的壓力不得低于30MPa。工作面收尾時采用錨網繩聯合護頂方式支護。工藝流程：鋪網—連網—鋪繩—臨時支護—打錨桿（錨索）。建議可提前在不影響采掘銜接的基礎上，可在停采線處掘一條撤架通道，撤架通道采用錨網梁索聯合支護，進一步增加工作面設備搬家時的安全性和提高工作面煤炭回收率。

4結語

篇(5)

為了全面提高煤礦企業安全生產水平,國務院《關于進一步加強企業安全生產工作的通知》,強制推行先進適用的技術裝備。目前,國內的各煤礦基本安裝了煤礦安全監控系統,煤礦安全監控系統主要功能是保證安全監管部門能及時了解煤礦井下的實時信息,發現各種異常情況及報警信息,督促煤礦能及時處理,以減少事故的發生。而現有的煤礦安全監控網絡這門課程的實訓平臺必須依賴于真實的安全監控分站和傳感器,而一套最簡單的安全監控系統至少需要5,6萬元,若單獨為每位實訓的學生配置一套安全監控系統不切實際,因此迫切需要一套虛擬實訓平臺能真是模擬整個安全監控系統的安裝及配置過程,并且具備驗證系統參數設置正確性的功能,能讓每位學生都能獨立的完成所有參數設置。

2需求分析

按照網絡化教育系統的任務、特點,將該門課程的虛擬實訓平臺各功能模塊設計下:(1)配置文件正確性驗證。具備系統安裝正確性驗證功能,如果配置文件參數設置錯誤,會根據錯誤情況提示用戶進行相關參數的修改。(2)產生測點信息。虛擬平臺能隨機產生需要定義的測點以及該測點的各種虛擬參數,由于在系統配置完畢后需要驗證整套系統是否能有效的實現風電瓦斯閉鎖,因此該虛擬數據還應支持用戶自行修改。(3)測點定義。結合系統給出的各類測點,用戶能對測點的詳細參數進行設置。包含模擬量傳感器的報警值、斷電值、浮點值、預警值的設置以及控制口的關聯;開關量傳感器的斷線、正常狀態、非正常狀態的設置以及控制口關聯;控制量的常開與常閉狀態的設置;交叉斷電等。(4)報警信息提示及查詢。對于虛擬平臺產生的報警、斷電等異常信息,系統能通過語音等方式及時提醒用戶,并具備對于歷史信息提供查詢的功能。(5)統計報表管理。虛擬平臺能夠對模擬量及開關量的數據,分站的運行狀態統計形成報表,并提供打印、導出功能。

3總體設計

煤礦安全監控虛擬實訓平臺采用B/S結構,應用Web服務器、JSP動態網頁設計及網絡模擬器等技術,構建虛擬實訓環境。網絡模擬器包可以安裝在網絡互聯實訓室的服務器上,也可以安裝在校園網的服務器上。學生只要在瀏覽器頁面中輸入服務器的IP地址,即可登錄到虛擬實訓平臺對各項參數進行配置和調試。整個虛擬實訓平臺的核心是測點定義以及正確性驗證這部分功能,而用戶的測點定義必須遵循《煤礦安全規程》、《AQ1029-2007》以及其他相關規程規范的要求,并結合平臺提供的虛擬數據詳細設置傳感器的報警值、斷電值、復電值等參數。

4詳細設計

(1)傳感器的設置。在采煤工作面上隅角設置瓦斯傳感器1個;在工作面回風巷距工作面10米處設置瓦斯傳感器1個;在工作面回風巷末端10-15米的范圍內設置瓦斯傳感器1個、風速傳感器1個,若是自然礦井還應增加一氧化碳傳感器1個、溫度傳感器1個;在工作面進風順槽工作面移變處設置饋電傳感器、開停傳感器若干,用于檢測工作面主要設備的開停和饋電狀態;工作面回風巷長度若超過1000米,則還應在中部增設瓦斯傳感器1個;煤與瓦斯突出礦井,在工作面進風順槽處設置瓦斯傳感器1個;采用串聯通風的采煤工作面,被串工作面的進風巷10-15米處設置瓦斯傳感器1個;有專用排瓦斯巷道的工作面,必須在專用排瓦斯靠近回風巷10-15米處設置瓦斯傳感器。以上為虛擬實訓平臺自帶的已定義好的虛擬測點,考慮到系統擴展性,支持自定義各類模擬量和開關量傳感器的定義。修改數據庫中的表t_point即可實現。其中tpointNo為定義測點編號,fzID為定義分站號,lxID為定義傳感器測點類型,dwID為定義傳感器量產單位,Val為虛擬數據初始值,Wave為虛擬數據波動比例。(2)測點定義正確性驗證。當用戶對已有的測點定義完畢,需要虛擬實訓平臺對其正確性進行驗證,而驗證其正確性的依據是《AQ1029-2007》。如:工作面及上隅角瓦斯傳感器報警值應≥1%,斷電值應≥1.5%,復電值應<1%;回風巷的瓦斯傳感器報警值應≥1%,斷電值應≥1%,復電值應<1%等。

5結語

篇(6)

綜合安全防范系統由視頻監控系統、周界報警系統、門禁控制系統、電子巡更系統等子系統組成。以安保中心、生產區為分界面，建立相對獨立的綜合安全防范系統，并最終把綜合安全防范系統的相關信息傳輸到安保中心區統一的智能化弱電集成管理系統，實現各個建筑的綜合安全防范系統既獨立運行和本體集成、又實現各個建筑的綜合安全防范系統在中心區統一集成和數據共享。

一、視頻監控系統設計

視頻監控系統采用前端模擬攝像+矩陣+數字硬盤錄像機+遠程網絡訪問的結構，主要包括圖形工作站、矩陣主機、硬盤錄像機及安全防范服務器、計算機網絡交換設備、彩色監視器等設備；總中心設在安保中心的智能化控制中心；單體安全防范系統中心設置在生產區的監控室，可以完成對現場圖像信號的采集、保存、切換、控制記錄等功能。系統應具有開放的通信協議。產品支持標準的數據交換協議，具有很好的開放性和兼容性。

1．1前端設計

前端設備是安裝在現場的攝像裝置，包括各類攝像機、鏡頭、防護罩、支架等，它的任務是對現場的圖像信號及報警信號轉換成電信號傳到保安監控中心。

攝像機選用：

室內固定位置擬采用彩色高分辨率半球攝像機，外觀美觀，適宜高檔裝修風格；

室外周界使用彩轉黑一體化槍式攝像機+室外防護罩(配合遮陽罩、風扇、加熱器等)。

攝像機基本采用交流220V供電后就近降壓供電，部分采用交流220V降壓整流后集中供電。系統采用獨立的穩壓電源集中供電，并采用UPS全系統集中供電。所有攝像機的電源，均由控制室統一供電。統一提供UPS電源，工作時間≥30分鐘，以保證設備的安全運行和設備良好的同步性能。從穩壓電源設備輸出的電源，由系統配電箱向現場設備和中央監控設備統一供電。

1．2傳輸系統設計

本系統傳輸鏈路由光纖和同軸電纜組成；包括光纖電纜、視頻電纜傳輸線路、信號傳輸線路、電源線路等部分。

視頻傳輸線路按傳輸距離和衰減系數選用性能穩定、衰減小、抗干擾能力強的SYV一75—5射頻銅軸電纜。網絡線采用6類非屏蔽雙絞線，攝像機電源線纜采用RVV3*1．5。其中各監控子系統通過光端機將視頻信號接入到中心區智能監控機房。

室外布線管道預埋七孔梅花管到各前端點位，室內樓道布線直接利用已經安裝好的弱電橋架。

1．3中心區智能監控中心系統設計安保中心智能化監控中心需通過視頻矩陣級聯方式與生產區監控系統實現視頻資源共享。

在安保中心智能化監控中心設立一套視頻矩陣系統，中心區的視頻矩陣系統通過接口單元與生產區監控系統的矩陣之間實現數據通訊。通過視頻矩陣級聯，中心區操作人員可通過本中心視頻矩陣系統的操作鍵盤切換控制調看生產區的任一視頻信號到中心區的顯示設備上。

中央控制室設置在中心區智能監控機房內，在中心監控機房設置機房設備，包括安保系統專用的核心交換機，多工位監控臺、視頻管理工作站和視頻管理服務器(安裝專業視頻管理軟件)、視頻存儲服務器、視頻信息存儲設備(磁盤陣列)以及監控墻等，中間部分為一個系統操作臺，由工作人員對系統進行控制，系統內所有的攝像機的圖像信號均通過視頻電纜或光纖電纜引入安保監控室進行圖像控制與記錄，從而構成監控管理網絡系統。

二、周界報警系統

本子系統主要用于防范院區周界的入侵報警，在院區周界安裝主動式紅外對射探測器，通過防盜報警主機的集中管理和操作控制，如布、撤防等，構成立體的安全防護體系當系統確認報警信號后，自動發出報警信號，提示相關管理人員及時處理報警信息，并通過與視頻監控子系統的聯動等功能的實現，達到很高的安全防范水平。

2．1系統相關設計

(1)報警聯動

接警主機帶有報警聯動輸出端，中心在接收到報警信號后聯動報警提示發生器將提示出發生報警的位置，同時在監視中心周界電子地圖上將顯示出發生報警的防區。通過聯動控制器，進行系統間集成，對應聯動閉路電視監控系統設置在周界現場的攝像機將自動在中心彈出報警現場的畫面，并自動進行存儲、上傳等。

(2)報警信號的處理

中心接收到報警信號，中心管理人員通知巡邏中的保安人員或臨近報警區域的保安立刻趕往現場處理。中心保安人員在現場處理完畢后，對模擬顯示屏及現場聲光報警器、探測器的報警狀態進行恢復中心管理人員通過系統管理軟件對每次發生的報警事件的相關情況進行記錄，以便核實檢查。

(3)系統供電設計

報警主機供電與紅外對射探測器供電分開，報警主機供電通過其自身配置的供電裝置以及備用電源，前端設備采用中心集中供電方式，中心配置UPS電源，從UPS電源出來的交流電源經周界報警系統供電設備降壓、整流、濾波后提供給前端探測器，系統采用總線制方式，因此，從中心只需引幾路電源即可為前端探頭提供所需電源。

2．2系統功能

①有效防護周界區域，對翻越行為提供及時報警。

②適用性強，抗誤報性能較好，防范效果佳。

③系統劃區域管理便于報警區域的準確定位。

④中心警情提示直觀，警號、模擬地圖等多種報警提示。

⑤與閉路電視監控系統聯動，報警時，警情發生區域圖像自動在監控中心顯示器上提示并自動錄像。

⑥對報警事件、時間、位置進行記錄并可打印出信息。

⑦通過中心實現對前端設備的狀態控制。

⑧擴展性好，通過系統間的聯動進一步提高周界防范效果。

三、門禁控制系統

對建筑物及內外的出入通道進行智能管理。各門禁控制單元一般由各門禁控制器連接讀卡器、電控鎖、出門按鈕、門磁等組件構成。并可以與CCTV和其他報警系統聯動。系統設計與設備配置遵循結構化、模塊化、標準化的原則，保證系統的先進性、實用性和合理的性能價格比。系統可對各個區域進行必要的優化集成，實現統一管理，滿足整體防御的功能要求。系統具有較好的兼容性，能進行系統之間的良好通信。

3．1方案設計

本系統是一套高度智能化、既可實時控制又可脫機使用的出入口控制管理系統。授權的用戶每人將持有一張非接觸智能卡，在卡上存有統一編制的特定編碼，持卡人將根據所獲得的授權，通過出示智能卡進入相應的各門或相應的樓層。系統可以通過對特定管理區域的設防(報警狀態)實現報警功能。系統自動記錄每次讀卡的時間、開門信息、相關的卡編號、報警信息等資料，供查詢和統計處理，并生成各種報表。

3．2監控中心設計

門禁系統管理主機是整個出入口控制系統的核心設備。在中心區智能監控中心安裝高端服務器，包括門禁系統通信服務器、數據庫服務器等軟件。

在通信服務器上安裝門禁綜合管理軟件。在門禁軟件中對系統進行初始化設置，門禁事件及報警的監控，同時對門禁點進行實時控制，對所有數據形成報表。

3．3一卡通系統集成

所謂“一卡通”系統，是綜合自動控制、電腦通訊及網絡運用、智能卡等技術，使用者只需隨身一張智能卡，就可以享受諸如出入口控制、消費、停車場等各種快捷、安全、舒適的服務。

篇(7)

關鍵詞:公路設計；靈活性；創造性

公路設計是決定公路建設項目工程價值和使用價值的重要階段，設計質量對工程的總體質量和安全有著決定性的影響。由于公路是帶狀構造物，對于每一個公路項目而言，項目所在地的地理位置、地形地貌、氣候氣象、社會環境、文化傳統、風俗習慣、公路使用者的審美特點等都是設計者必須考慮的重要因素。無論是公路的新建還是改造，都沒有固定的模式。因此，對于每一個公路建設項目，設計者均面臨著在保證公路行車安全與將所設計公路充分融入周圍環境之間尋求一種協調和統一的任務，這就要求設計者必須靈活、創造性地進行公路設計。筆者結合多年來從事公路設計的實踐經驗，對一般公路中路基路面工程的設計理念和安全評價進行了認真探索。

一、路基路面的安全評價

（一）路基的安全評價。路基的安全評價包含：路基強度評價、邊坡穩定評價、排水結構物評價與支檔結構評價。路基強度影響路基的穩定性、承載力、路面使用功能，進而影響行車安全。路基的原始地面承載力強度小于150kPa要進行處理，存在軟基、巖溶等不良地質要采用換填、袋裝砂井、碎石樁、灌漿等方法進行治理。路基填料要通過試驗后選用，不能土石混填以保證路基的壓實度。對于膨脹土作為路基填料應進行摻石灰、固化材料處理，同時進行防水處治。

路基邊坡安全評價主要考慮邊坡的穩定性。近幾年因路基邊坡失穩造成的安全事故越來越多，因此路基的高填深切邊坡均應經過穩定性驗算，不滿足穩定性要求的需采用防護及加固措施；邊坡存在崩塌、滑坡的可能要采用卸載、擋墻、抗滑樁、綜合排水等措施一次處理到位，不留隱患。對于山區山體橫坡較陡地段的高填深切應與橋隧構造物進行比較，填方大于20m宜改填為橋梁，切方大于30m宜改切為隧道。對于高大邊坡要加強施工觀測，確保安全。

排水結構物評價：路基的排水不暢影響路基的穩定性。邊溝、排水溝、滲溝、暗溝的設置位置、斷面尺寸、防沖刷能力影響排水的使用功能，每條路都應進行計算，不能照搬照抄。滲溝、暗溝本身應有足夠的強度，不能影響路基的整體穩定性。

支檔結構物評價：擋墻本身強度、抗滑移能力、抗傾覆能力、抗剪能力、地基承載力都是安全評價的重要指標，應滿足規范要求。從安全、經濟的角度考慮重力式擋墻的高度宜控制在12m以內，超過12m，則可采用板樁墻、錨桿式擋墻、加筋擋墻等形式。擋墻的基底埋置深度應經計算確定，一般在可能的滑動面或沖刷以下至少1m，板樁墻樁的埋置深度對于巖石地基宜嵌巖1／3樁長，對于土質地基應嵌巖1／2樁長。

（二）公路路面的安全評價。路面強度的安全評價：因路面承受的軸載噸位以及軸載通行次數高，行車速度快，故對路面的強度要求就高；而路面強度低，產生安全隱患的機率就高。影響瀝青路面強度的主要因素有瀝青質量、石料的性質、粒料的級配等。造成水泥混凝土路面破壞的主要原因是路基的不均勻沉降和汽車超載，設計時應充分考慮。路面的抗滑安全評價：抗滑性能是保證雨天高速行車安全的重要技術指標，摩擦系數是直接影響抗滑安全的控制指標，摩擦系數越高，抗滑性能就越好。石料磨光值是保證路面防滑的基本指標，磨光值高才能獲得高的摩擦系數。路面的排水安全評價：高速公路因其路幅寬，降到路面上的雨水量較多，排水不暢，形成積水，高速行車會使積水霧化，迷霧遮擋駕駛員視線，增加行車事故。同時積水會降低路面的抗滑性能，使車輪產生液面滑移，增加行車的危險性。在我省某段二級公路發生16起交通事故中，因路面積水造成事故11起，占總事故的68．7%。因此公路路面要采用系統排水的方法進行設計，確保路面水的流暢。路面的平整度評價：路面不平整易使汽車產生顛簸，容易造成事故。平整度的影響除了路基不均勻沉降的原因外，攤鋪機的性能及操作對攤鋪平整度影響很大，另外面層攤鋪材料的質量、碾壓質量對平整度有影響，接縫處理不好容易產生缺陷以及由于接縫壓實度不夠和結合強度不足而產生裂紋。

二、擋土墻的靈活運用

公路擋土墻的形式，可借鑒國內一些先進的設計理念和范例，積極探索坡面防護新技術，配合路段自然環境，靈活進行設計。如目前湖南省部分高速公路采用的花池墻、階梯柵欄擋土墻等新型防護結構形式，既起到了防護作用，又豐富了路容景觀。鑒于目前多數公路沿線的擋土墻人工痕跡較重，嚴重影響了公路景觀。因此在一般公路設計中應靈活性設計，根據沿線地質條件和邊坡高度，盡量減小防護工程體積，如擋土墻的高度和長度，并結合地形起伏特點，適當變化擋土墻高度，提高結構物自身景觀效果。

在材料上，擋土墻可根據公路所在地區條件，靈活就地取材，如采用當地的塊石、碎石干砌擋土墻，盡量避免采用光面混凝土擋土墻，以使擋土墻構造物表面貼近自然。另外，還可結合路域特有的文化和建筑風格，通過設置文化符號以賦予公路文化內涵，對擋土墻進行特殊設計，使司乘人員在行駛過程中感受到特有的公路民俗文化。

三、安全護欄設計

按照我國設計標準，要求護欄在中央分隔帶連續設置，在路側的最小段落為70m，不必要路段可以不設，它與主體工程的關系與其所處的路段有關。

石方區護欄：石方區護欄基礎應與路基同步施工，路基開挖時，預留護欄混凝土基礎的槽孔，或者直接在槽孔內現澆護欄基礎，以避免2次開挖石方。

路肩擋墻區路側護欄：護欄基礎落在連續路肩擋墻區時，當擋墻施工至護欄基礎底標高時，應預留護欄基礎槽孔，也可現澆護欄基礎，以避免后期護欄安裝時開拆擋墻，對于連續護面墻區段，當護面墻施工至護欄基礎底標高時，應預留護欄基礎槽孔，也可現澆護欄基礎，以避免后期護欄無法生根。

構造物護欄：對于特大、大、中橋護欄一般由主體工程設計單位設計。通常為砼剛性護欄，并由交通工程設計單位負責護欄過渡段設計。

四、路基邊坡處理與環保

路基邊坡形式是影響公路景觀的主要因素。路基邊坡坡率及形式的選擇不僅影響邊坡的穩定，同時也影響環境保護和景觀效果。邊坡坡率應靈活自然、因地制宜，盡量使邊坡外形與周圍環境融為一體，看不出明顯的人工痕跡。在設計中應根據地形地質條件、邊坡高度及周圍環境特點對每個邊坡逐個研究確定適宜的邊坡形式和坡率。對于挖方邊坡坡腳、坡頂取消人工痕跡過重的折角，而采用貼近自然的圓弧過渡，以達到與路線所經自然地帶的地形地貌相適應。對于部分低填或隧道進出口填方路段，放緩邊坡或直接填平進行植草綠化處理。這既有利于路堤與原地貌融為一體，使填筑痕跡得以遮掩；同時也增加路側凈區，形成一定的行車緩沖帶，使過往車輛駛離路面后有一個安全的感覺。

公路設計靈活性和創造性的理念并不是試圖去創建一個新的標準，而是建立在靈活應用現有的規范、標準、規章制度的基礎之上，公路設計人員應在嚴格遵循項目規劃的前提下，充分發揮想象力、獨創性及靈活性，以規范為依據，在標準范圍內靈活應用設計指標，切實設計出既能滿足使用功能，又能確保安全運營，同時還能很好地融于自然及人文環境的公路。

參考文獻：

[1]龍寧、李建忠、何峻嶺、劉國強，《關于城市交通規劃編制體系的思考》[J].城市交通，2007，(02)