学 科 介 绍

发布时间:2012-10-30     浏览次数:

1.总体情况

土木安全监测与控制工程学科是一门涉及建筑工程、桥梁工程、地下结构、地球物理、工程管理、计算机应用等多领域知识,而形成的一个新的边缘交叉学科。近年来土木工程领域频发安全事故,引起社会和各级政府对土木工程安全的高度重视,随着建设周期的变化,未来基本建设中对从事土木工程安全监测和控制的人才需求将成为社会需求的热点。把握这一机遇,我校设立创建土木安全检测与控制工程学科,培养从事这一综合性较强行业的“一线工程师”,即符合社会需求,与其它高校的土木工程学科错位发展,凸现我校应用型特色。目前,我校在前期积累的基础上,通过学科建设,初步建成的边缘交叉学科——土木安全监测与控制工程,具备承担包括地下空间、地下隧道、建筑基坑、高架道路、桥梁工程等工程类别的安全监测、检测、加固的科研能力,初步具备开设土木安全监测与控制本科方向的条件,初步显现我院在土木安全监测和控制领域的特色,以提高我院学科综合实力,实现跨越式发展。
学科主要依托我校城市建设与安全工程学院,该学院现有6个本科专业:建筑学、土木工程、安全工程、建筑环境与设备工程、热能与动力工程及工程管理。  学院现有教职员工78人,其中教授5人,副教授32人,高职称占专任教师的60%;专任教师中具有博士学位35人(博士后10人),占57%;硕士22人,占36%;硕、博士合计占专任教师总数的93%。80%以上教师毕业于国内外重点院校,如同济大学、上海交大、东南大学、哈尔滨工业大学、天津大学、长安大学、香港科技大学、香港理工大学、日本东京大学、名古屋工业大学等,学缘结构合理;45岁以下教师46人,占教师队伍的74%。学院现有1个上海教委重点学科:城市安全工程(建设期07~12年);1个上海市高等学校土木工程专业本科教育高地(建设期09~12年);2个校级教学团队:土木工程团队和安全工程团队。近几年来,学院共承担各类科研项目90余项,总经费达到1300余万元。其中主持国家自然科学基金项目2项,参与3项,主持省部基金类项目7项;发表论文400余篇,其中核心期刊180余篇,国际会议论文60篇,被三大检索收录50余篇,出版著作、教材14部,获得各类成果奖7项,成果鉴定2项,专利申请7项。学院的实验中心现有一级实验室5个,二级实验分室27个;仪器设备总值为1360余万元,其中拥有大、精设备280余万元。
 
2.主要研究方向
(1)高层住宅建筑消防安全研究:
现代都市是社会的中心和灵魂,聚集着大量人口,成为抵御自然灾害和人为灾害最为脆弱的区域。现代都市的防灾减灾问题和安全问题日益成为政府和老百姓共同关心的问题。
2011年,土木工程专业牵头、安全工程专业参与的“高层建筑消防关键技术研究的平台建设”获学校内涵建设“085”工程建设项目重点支持。包括2名教授、8名副教授在内的众多博士和硕士组成的科研团队,将就“基于生命安全准则的高层住宅性能化防火关键技术研究”、“高层住宅火灾与安全疏散模拟及其性能化消防设计”、“新型建筑防、灭材料的研究”等子课题开展深入研究。
承担高层住宅建筑消防安全研究的专家教授,同时也在与城市防灾减灾密切相关的多个领域开展研究工作,如多高层复杂建筑结构的有限元分析、结构抗风抗震性能研究、结构可靠性和耐久性研究、既有老旧建筑的抗震鉴定与加固、结构隔震及减震技术的研究与开发、结构整体顶升平移技术、结构抽柱及大空间改造、预应力加固技术的研究与开发,等等。
 
(2)大型地下空间关键问题研究
上海正致力于把地下“城市地图”构想变成现实——将1600多万平方米的地下空间打通,从而形成一个“地下上海”。但由于上海属于软土地质,在地下空间开发过程中将遇到多种城市地质灾害问题,对于地下工程施工技术要求更高,故需要对该地区地下施工进行大量的理论与试验研究和现场测试技术研究。近年来,地下建筑工程方向通过围绕上海市重点学科——城市安全工程学科建设和院学科——土木安全监测与控制工程学科建设,主要研究领域和特点如下:
(a)城市安全地下工程研究。 就研究方向而言,国内市政工程的安全预测预警系统主要集中在桥梁方面,如交通部公路研究所、北京市公路管理局、同济大学、西南交大等单位先后开发了桥梁管理系统、大型桥梁实时检测系统等。目前学院完成了市政工程(城市桥梁与隧道)的检测方法、安全评价指标、评价方法和评价系统以及信息管理等研究内容。该方向期待结合实际工程,重点研究城市大型建筑工程(深基坑)等领域期待有新的突破。
(b)大型土木工程安全监测与控制岩土工程研究。大型土木工程安全监测与控制主要内容是充分利用计算机技术、通信技术和工程管理等学科的成果。本研究方向的特点是充分依托土木工程专业特点,联合计算机、通讯、工程管理等学科实现多学科的协同。可以说,“大型土木工程的安全监测与控制”既是一个研究土木工程协同工作的研究方向,又是一个类似于“专家系统”的研究方向。这种双面性提升了土木工程安全控制的时效性、科学性、透明度,极大提高工作效率和工作水平,使整个土木工程行业的工作模式发生革命性的变化,实现我校土木工程专业的快速发展。
(c)岩土工程中的数值计算。目前,该专业已形与实际工程密切结合,特色鲜明的研究方向:岩土力学性态参数计算,地下工程数值计算与分析、基坑工程(含地铁车站)数值计算与稳定性分析、预测及其控制等。
(d)研究力量强、实验设备先进。本研究方向现有教授2人,副教授6人,中级职称1人。其中获得博士(博士后)学位8人,硕士学位1人。学校实验室配备了用于岩土分析与基坑、桩基检测的先进仪器和设备,可广泛应用于环境岩土、地基基础、基坑和桩基等科研项目中的理论分析与试验研究。
(e)产学研相结合,成果丰富、水平高。近3年来,先后承担多项省部级科研项目及若干横向课题。另外,发表学术论文50多篇(10篇被SCI、EI检索收录)。参编专著1部,主编和参编教材4部,国家行业规范2部。
本研究方向已形成了一支结构合理、有一定影响、高学历和高素质的学术队伍。目前,本方向正以中青年博士和博士后为主体,以对外合作科研项目为契机,不断提高研究的学术水平。主要研究人员有:李胡生教授、黄俊革教授、仇圣华副教授、孙雨明副教授、杨志锡副教授、吴志平副教授、姜蓉副教授、吴江斌高级工程师、胡欣雨博士等。
 
(3)预应力技术研究
与钢筋混凝土相比,预应力混凝土由于采用了高强度钢材和高强度混凝土,具有抗裂能力强、抗渗性能好、刚度大、强度高、抗剪能力和抗疲劳性能好的特点,对节约钢材(可节约钢材40%~50%、混凝土20%~40%)、减小结构截面尺寸、降低结构自重、防止开裂和减少挠度都十分有效,可以使结构设计得更为经济、轻巧与美观。预应力钢结构,是在钢结构中施加预应力,目的除提高结构强度、稳度、刚度外,主要是创建新型结构体系。凡是钢结构适用的地方都可以用预应力钢结构取代以改善结构性能降低钢耗,尤其在跨度大,荷载重的情况下经济效益更为显著。目前,预应力混凝土在房屋建筑、铁道、公路、能源、水利、电力、通讯、海洋结构、特种结构等工程上得到了广泛的应用。而预应力钢结构则主要应用于大型公共建筑、桥梁结构、高层建筑和高耸结构等领域。
本方向主要从事以下几个方面的研究:预应力技术应用基础研究(如预应力混凝土结构的徐变影响和抗剪性能)、预应力工程设计技术研究开发、预应力工程施工技术研究开发、预应力工程检测及健康监测技术研究。
本研究方向已形成了一支结构合理、有一定影响、高学历和高素质的学术队伍。目前,本方向正以中青年博士为主体,以对外合作科研项目为契机,不断提高研究的学术水平。主要研究人员有:彭大文教授、丁文胜教授、刘红梁副教授、朱凯博士、赵海东博士、王国林博士等。
 
(4)桥梁结构安全评价指标体系研究
随着经济、社会和科学技术的不断发展,大型桥梁工程的规模越来越大,其对国民经济和社会发展的影响不断加深,以至于保障大型桥梁工程安全成为国家安全发展战略的一个重要组成部分。桥梁安全评价理论和技术涉及桥梁安全信息海量数据挖掘及处理、桥梁安全评价指标体系的建立、桥梁安全评价模型的建立及寿命预测等。
桥梁工程形式多样,种类繁多。对于不同结构体系与不同跨径的桥梁,其施工方法也不尽相同;对于处在不同环境条件的桥梁,其功能退化的速度和病害产生的类型也各有差异。作为预警对象的桥梁工程,其型式各异、分类繁杂就决定了桥梁安全评价指标体系多样、层次复杂。
本研究方向以彭大文教授为带头人,已形成了一支结构合理、高学历和高素质的学术队伍。从2007年开始至今已经承担几十座新旧桥梁的检测工作,以及李胡生教授的上海市科委重点攻关项目“桥梁全过程安全受控与预测预警系统现场试验能力与科研能力,为桥梁结构安全评价指标体系研究打下了坚实的基础,主要研究领域和特点如下:
a)基于动测法的桥梁损伤识别方法研究
通过动测数据统计特征值分析和有限元模型修正技术,优化分析问题的层次,结合相关试验进行参数修正,验证有限元模型和指标的合理性和有效性,模拟实际桥梁在运营中的损伤行为,揭示桥梁的损伤传递机理,据此拟定与之合理匹配的桥梁工程损伤识别方法。
(b)桥梁索力检测计算关键技术研究
基于弦振动理论,深入分析拉索振动频率与抗弯刚度、边界条件之间的关系,提出新的索力计算理论与思路;根据频率方程中双曲函数固有的数理特性,提出适用的频率简化方程和索力计算方法;对于两端带减振器的拉索模型,深入探讨内置减振器和外置减振器对索力检测的影响,提出一套计算方案。
(c)跨海桥梁安全行车保障措施研究
针对车辆通行于大桥上行驶突受横风作用下失控侧翻及侧滑发生交通事故的情况,致力于提高车辆通行于大桥的安全等级并给出相应限速措施,并对可能出现的车辆拥堵所产生的桥梁抗风问题进行分析。
 
3.科研项目(近3年)
 
2010年度:
序号
项目编号
课题名称
课题来源
姓名
经费
1
yyy09006
特殊气候条件对建筑地域性创作的影响--以上海为例
市教委(人)
李建斌
30000
2
yyy09007
基于动测法的中小桥梁安全评估研究
市教委(人)
葛继平
30000
3
yyy09008
海洋环境中跨海桥梁的寿命周期预测系统研究
市教委(人)
赵娟
30000
4
2010G007—J
高速铁路桥梁技术深化研究-基于动测法的高速铁路桥梁损伤识别方法研究
铁道部
葛继平
300000
5
51006072
火灾环境中人流密集型公共场所的人员聚集及疏散机理研究
国家自然科学基金委
赵道亮
210000
6
61071203
基于舱音特征融合的飞机安全预测诊断研究
国家自然科学基金委
程道来
340000
7
ZX2010-13
合同能源管理在铁路系统应用模式的研究
上海铁路局
王清成
45000
8
ZX2010-14(沪环科2010-08)
上海市燃煤电厂氮氧化物排放控制实施方案研究
市环保局
王清成
600000
 
2009年度:
序号
项目编号
课题名称
课题来源
姓名
经费
1
09YZ392
公共场所人员疏散特殊心理和行为的元胞自动机模拟
市教委
赵道亮
80000
2
08230511400
城市桥梁的无伸缩缝化关键技术研究
市科委
丁文胜
900000
3
YYY08015
粉尘爆炸性能测试及实验方法研究
市教委(人)
刘章蕊
30000
4
YYY08039
伐板计算模型界定及其对内力的影响分析
市教委(人)
李伟
30000
5
09CG64
火灾中人员疏散的元胞自动机模拟和实验研究
市教基会
赵道亮
60000
 
2008年度:
序号
项目编号
课题名称
课题来源
姓名
经费
1
08YZ168
隧道钢筋混凝土支护对电阻率探测影响研究
市教委
黄俊革
80000
2
072105115
桥梁全过程安全受控与预测预警系统研究
市科委
李胡生
900000
3
yyy-07010
添加F-500的低压细水雾灭火系统研究
市教委(人)
赵道亮
30000
4
90715030
重大工程动力灾变模拟系统集成的关键技术研究
国家自然科学基金会
陈明
80000
5
沪环科(08-06)
上海市固定源氮氧化物排放总量控制实施方案研究
上海市环保局
王清成
70000
6
沪环科(08-33)
燃煤工业锅炉二氧化硫排放控制技术研究
上海市环保局
王清成
100000
 
 
 
4.学科带头人:彭大文
 
(1)基本情况:
彭大文,男,党员,1949.1.22出生, 上海市人 。 1981年福州大学土建系结构工程专业研究生毕业,工学硕士。 1991年起任硕士生导师;2001年起任博士生导师。1998.7-2003.12任福州大学土木建筑工程学院院长,教授。2004.1.-现在,上海应用技术学院 城市建设与安全工程学院院长,兼任福州大学教授、博士生导师。2002-2006年兼任中国公路学会常务理事,中国建筑学会理事,中国土木工程学会桥梁及结构工程分会理事,《地震工程与工程振动》杂志副主编,《高等建筑教育》编委,《华东公路》编委。2006-现在 兼任《土木工程学报》理事,《上海市土木工程学会》理事,《高等建筑教育》编委,《上海应用技术学院学报》主编。
2)主要研究方向:
l 无伸缩缝桥梁的理论和应用研究
l 桥梁结构的安全评定与检测加固
l 横向分段施工预应力箱梁的理论和应用研究
l 城市桥梁预测预警系统研究
(3)主要经历:
1973~1976年,哈尔滨市东北林业大学道桥系学习;
1976~1978年,黑龙江省伊春市林业勘察设计院技术员;
1978~1981年,福州大学土建系结构工程专业研究生毕业,工学硕士;
1982~2003.12,福州大学土木建筑工程系(现为土木建筑工程学院)任教,讲师、副教授、教授(博导)。先后担任副系主任、系主任、学院院长等职。
2004.1~现在,先后担任上海应用技术学院土木与建筑工程系系主任,土木建筑与安全工程学院院长,城市建设与安全工程学院院长,教授,博士生导师,上海市教委“城市安全工程”重点学科带头人,上海市教委“土木工程专业本科教育建设高地”项目负责人。
其中,1988年~1989年作为访问学者在日本长崎大学工学部从事 “悬索桥结构的优化分析研究"。1995年4月~10月作为高级访问学者在日本东京大学工学部桥梁研究室从事“桥梁结构的振动与振动控制研究"。
(4)主要业绩:
长期担任土木工程专业的教学与科研工作,在索结构的受力性能和优化分析方面开展过系列研究;近期致力于预应力连续刚构弯箱梁桥的结构分析和抗震研究以及无伸缩缝桥梁的理论和设计研究等,承担并完成多项省部级科研项目及国家重点工程的科研和试验项目。2000年获福建省科技进步二等奖和福建省教学优秀成果二等奖。2005年获福建省科技进步三等奖、交通部科技进步三等奖。2009年获“上海市育才奖”。
近年来,在专业学术刊物上发表研究论文90余篇,并主持设计了三十余座大中跨径的桥梁和其它建筑物。