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土木专家代表团赴台湾学术交流与考察活动工作报告

  一、概述

  应台湾大学陈振川教授和润泰集团总裁尹衍梁先生的邀请,中国工程院士木专家代表团陈厚群院士、叶可明院士、廖振鹏院士、周锡元院士及上海建工集团总公司范庆国总工、清华大学冯乃谦教授、中南大学余志武教授和中国工程院王振海博士一行8人,于2003年2月12日—18日赴台湾进行了学术交流与考察活动。此次活动的重点有两个方面,即高性能混凝土和抗震工程。负责接待工作的台湾土木工程学会和润泰集团围绕这两个重点进行了周密的安排。

  2月13日,代表团首先参加了专门为此次活动组织的为期一天的“两岸高性能混凝土工程与耐震设计研讨会”,来自台湾土木工程界的一百多位专家、教授出席了会议。会上,大陆学者周锡元院士、叶可明院士、陈厚群院士、冯乃谦教授和台湾学者蔡克铨、张国镇、赖士勳、詹颖雯等分别就高性能混凝土工程、施工技术、抗震工程等进行了学术交流与研讨,引起与会专家的广泛兴趣。

  研讨会气氛友好、交流活跃,活动取得圆满成功。随后,代表团考察了位于台湾大学的台湾地震工程研究中心、正在建设中的101层台北国际金融大厦、位于新竹的润弘预铸工厂及台湾奈米(纳米)实验室施工工地、921集集地震遗迹及地震博物馆、台大实验林的土石流(泥石流)治理工程、润泰住宅楼建设工程等,参观了台湾大学和中兴大学,并顺访了台湾故宫和日月潭。整个活动安排的内容丰富、时间紧凑、关系融洽,用台湾大学老校长的话说,“就像一家人一样”,大家感到非常愉快,并有很大的收获。

  二、主要体会与收获

  (一)抗震工程

  台湾为灾害多发地区,主要自然灾害有地震、泥石流及台风等,特别是921地震及其次生灾害给台湾同胞造成巨大损失、带来重大灾难。近年来,台湾社会各界,特别是学术界对防灾减灾的重要性认识大大提高,从宣传教育、科学研究、工程实践等多方面开展了大量工作。

  由于受菲律宾板块向东俯冲的影响,台湾地区造山运动非常强烈,贯穿南北的中央山脉每年大约抬升1厘米,考虑到每年平均侵蚀约0.9厘米,每年还增高1毫米。有感地震每年数十次,破坏性地震每5,6年就有一次。1999年9月21日集集地震造成严重破坏,死亡人数约2470人,直接经济损失118亿美元,使低弥的台湾经济雪上加霜。但是,从研究的角度看,这次地震提供了丰富的数据和资料。台湾的强震观测起步很晚,但发展很快。台湾气象局在1991年至1997年,执行了为期6年的“强震观测计划”,1998年继续推行“强震动观测第二期计划——建置强震速报系统”,截止1999年,在全台湾共布设了637个自由场地强震观测台站和16个桥梁台站所组成的强地面运动观测网络。除台湾气象局外,中研院地科所约有400个自由场地强震观测台站。台湾地震引起的强烈地面运动,已被这些台站中的绝大多数完好的记录下来,可以说为全世界提供了一大批大震级强震地面运动记录。

  震后三个月,台湾气象局向全世界的地震研究同行公布了这次地震的若干个自由场地数字化强震仪的记录(LEE,W.H.K., T.C.SHIN, K.W.KUO, AND K.C. CHEN, 1999),这是目前正式公布的这次地震的一批记录。台湾目前在建筑物和桥梁上安装了55个强震观测台阵,其中35个台阵记录到了这次主震,其它机构的一些台站也在这次地震中记录到一部分记录。在台湾省气象局公布的有主震记录的422个台站中,约有45个台站记录到水平方向峰值地面运动加速度(PGA)大于0.2g。我国大陆地区的强震观测工作始于60年代,但是由于地震区分布广,仪器数量不够,至今还只记录到为数不多的中强地震。大于0.2g的地震加速度记录寥寥无几。在921集集地震中,在自由地面和结构物上取得的这些强震记录为地震研究和抗震设计提供了宝贵的资料。对于这次地震的自由地面的强震记录已进行了许多分析与研究工作,而设置在建筑物和桥梁上的台阵记录工程价值则还有待进一步研究和发掘。

  代表团受主人的安排,到地震现场进行了实地考察。考察内容包括地面破坏、建筑和桥梁震害。台湾921集集地震地面断裂的规模在世界地震史上也是罕见的。从地震断层的现场开挖工地上我们了解到活动断层的活动速率及其与地震发生过程的关系。根据现场开挖推算的921集集地震的重复期应为300-400年,与历史记载基本符合。在建筑和桥梁结构抗震设计方法和标准方面,台湾受美国和日本的影响比较大,新建工程都已考虑地震作用,但由于震区的地震力超过设计标准,震害相当严重,老旧房屋和建筑质量很差的房屋破坏则更为严重。921集集地震以后,台湾的地震分区做了一些调整。例如交通部门将桥梁抗震设计分区由原规范的四区改为二区,震区的水平加速度系数也分别由0.18g,0.23g,0.28g和0.33g修正提高0.23g,0.33g。921地震所在的南投县大部分地区和其它强震区的设计地震系数均有所提高。各类结构的抗震设计规范大多进行了修改,对细部构造和质量控制提出了许多加强措施。

  除了上述921地震以外,2002年3月31日发生在台湾东部海域的一次地震在台北也产生了很大的影响。最严重的后果可能是正在建设中的101层大楼。该楼在这次地震中两台施工用塔吊倾倒,造成15人死亡。这对于地震区建设重大工程是一个严重的教训。由于重大工程的施工过程比较长,存在遭遇较强地震的可能性,施工过程中的地震安全也是不容忽视的。

  台湾是地震多发的地区,他们除了加强新建工程的抗震设防以外,对现有结构的补强加固和震后的应急处置提出了计划和预案。在台北市已建立了一个基于地理信息系统(GIS),全球定位系统(GPS)和遥感信息系统(RS)的应急响应管理和决策支持系统。台湾地震研究中心在应用信息技术方面的发展也是比较快的。他们运用网络技术将实验过程公布在INTERNET 网上,供业内人士共享。台湾地震工程的研究人员人数不是很多,但是水平提高比较快,中青年研究人员几乎都是从美国留学回来的。他们的许多研究成果是用英文发表的,与境外的联系和合作,特别是与美国和日本的合作比较多。台湾的许多大学和研究机构都有自己的网站,大部分内容都包括中英文本,有利于与境外交流。

  通过这次学术交流和访问,在地震工程和抗震设计方面的收获和值得借鉴的地方大致有以下几点:

  1、921集集地震中取得的大量强震记录可以在一定程度上弥补内地在这方面的不足。但是由于台湾和内地地震环境的不同,在应用这些资料时需要加以分析和研究,更有必要加强内地的强震观测工作,特别是西部强震多发地区的台网建设,争取在较短时间内取得大量的记录。

  2、921集集地震中所取得的大量自由场地面运动记录已有许多分析研究成果,但是对于为数不多的建筑和构筑物上的台阵记录则还没有充分加以研究。特别是对那些遭受破坏的建筑物上的记录进行精细的分析对于改进抗震设计是很有意义的,值得重视。

  3、在2001年建筑抗震设计新规范中,根据离心机试验结果,考虑了活动断层上土层的有利影响,当覆盖土层达40-100米时,甚至可以不避让。但是,在921集集地震中,在很厚的覆盖土层上仍能见到断层破裂。看来,覆盖土层对断层破裂的保护作用还有待进一步研究。

  4、内地的地震工程研究起步比台湾早,在抗震设计理念方法等方面均有自己的特色,比台湾先进。但是,近几年来投入不足,力量分散,急待加强。台湾近十几年来引进了许多人才,加强了科研投入,力量比较集中,并注意跟踪了国际先进水平,发展比较快。他们采用的这些措施是值得借鉴的。

  在地震多发的地区除了做好工程结构的抗震设防以外,尚应注意施工过程的抗震安全。这在以往常常是被忽略的,101大楼塔吊倾倒便是一例。

  (二)高性能混凝土
  在高性能砼研究方面,台湾近几年开展了一些工作,研究主要集中在台湾大学、台湾科技大学和中兴大学等。台湾大学和台湾科技大学的研究重点为自密实砼(SCC),中兴大学拟从轻骨料砼入手,以水库淤泥为原料烧制轻骨料陶粒,研究轻骨料砼制品等,目前正着手申报重大科技项目。台湾地区高性能砼研究的特点有两个方面,即:(1)注重实际工程应用和推广,研究与工程实践紧密结合;(2)由于工程技术人员管理水平较高、素质好,质量控制容易得到保证。据台大詹颖雯副教授介绍,尽管台湾地区未编制相应的自密实高性能砼的设计与施工指南,但通过培训已有30多个砼制品生产厂家或施工企业掌握了SCC的配制与施工技术,因此对SCC的推广应用发挥了积极应用。据统计2000年台湾地区在10多项房屋建筑与桥梁工程中应用了SCC技术,其总量达25万m3,2001年的应用数量几乎翻了一番。

  在具体应用方面,台湾在1992年高雄的85层大厦施工中应用了C60高性能砼。目前台湾建造的台北国际金融大厦(101大厦)的施工中使用了70MPa的高强高流态砼,施工方法是从钢管砼柱子的底部经泵送挤压,使砼填充整个钢板柱;这要求砼的坍落度大(250±20mm)、坍落度扩展度大(600±20mm),而且在2小时内基本上无坍落度损失,并将这种砼称作高性能免振自密实砼,实际上是一种高强高流态混凝土,它是将磨细的矿渣和粉煤灰取代砼中部分水泥,使砼具有比较好的泵送性能和施工性能。101大厦施工中,泵送砼的高度将达270m,柱子的一个施工单元为8层连续泵送。为解决超高层泵送砼难题,他们事先进行地面模拟,即将垂直泵送的压力和摩擦力通过换算,折算成5Km长的水平管,在平地上进行泵送砼演练,在水平管的每个弯头设压力表,通过泵送压力数值反推泵送垂直高度270m的可能性,以检查泵送压力和砼拌合物的工作度等参数。试验成功后,再运用于实践,使泵送一举成功。这些施工方法和技术是值得我们借鉴。

  SCC也是台湾砼技术发展的特色之一,它还被用于钢筋密实的预制构件,估计强度为40~50Mpa。另据了解,由于台湾的高强高性能砼的使用量有限,技术人员还开展了如何将C40、C30、C20等强度的普通砼高性能化等方面的研究。但是,台湾地区在高性能砼(包括自密实高性能砼)的机理研究和从材料到结构性能的系列研究方面的广度和深度均比国内要差一些,特别对砼的耐久性方面的研究几乎还未涉及,相应的研究工作有待进一步加强。

  (三)技术管理

  在访问期间,代表团参观了亚洲第一高楼—台北国际金融大楼(101大厦)施工现场、润弘公司预制构件厂、新竹台湾奈米实验室建筑施工工地以及溪投泥石流治理工程施工现场,对台湾企业的技术管理及管理理念有一些初步了解,许多方面值得大陆企业借鉴。

  1、企业技术创新充满活力

  企业技术骨干创新意识强,对传统企业如何采用现代新技术、新设备进行改造,如何采用一系列激励政策调动全体职工的技术创新积极性,作了大量探索性工作。润弘公司在对企业管理理念、企业文化和企业成果的建立、实施和保护方面的实践值得内地施工企业(甚至是高校和科研单位)认真学习和借鉴。

         为提高工作效率和工程品质、降低工程造价,台湾企业都非常重视计技术开发、技术革新和方案优化。如润弘公司的预铸工法,通过技术创新,不仅提高了预制构件的加工精度,还能提高抗震性能和工程质量。从而将保证结构安全度和加快施工进度有机地结合起来。采用这一工法,使整个工期明显缩短,一幢近5万平方米的科研楼,从打桩到全部完成仅用了5个月的时间,一次交验成功。

  企业员工参与技术革新和技术优化活动,在工程中处处可见。集团总裁从优化技术方案着手,发动全体员工大搞技术创新(包括小改小革),创造了多项专利技术,不仅解决了施工中的各种难题,还巧妙地把纺织和机械制造中的某些技术和工艺运用到土木工程施工中来,将构件(钢筋砼柱)的配筋由方形箍筋加螺旋形箍筋,并将柱子四个角的纵向筋单独拉到螺旋形箍筋外边四个角,形成一个单独小立柱。这种改变,大大提高了构件的刚性、承载能力。在预制梁柱接头处配筋也采用弯曲网片,加强连接,提高了钢筋砼柱梁连接处抗震性能。把结构构件变成半现浇半预制,加速了施工速度,提高了抗震性能。这些都是结合实际的一种创新技术。在房屋空间有效利用、受震结构的修缮等方面,也都根据实际情况对施工工艺和设计方案进行了多项改进,取得了很多科技成果,提升了企业竞争力,改变了传统施工管理的观念。

  另一方面,台湾的行业管理体制也有利于新技术的推广应用。如台湾地区允许施工单位对所承担的工程建设项目设计进行合理的修改和完善,推行设计、施工一体化。这样有利于调动施工单位的创造性、促进新技术、新发明的推广应用,并产生较大社会经济效益。因此,在代表团参观的几个工地,其新技术的应用项目较多,如高性能砼技术、钢管砼技术、钢—砼组合结构技术、大跨度钢桁拱结构技术、预制装配技术等。

  2、台湾企业的管理人员比较精干,综合素质较高

  无论是101大厦由多家企业联合组成的工程建设团队,还是润弘营造公司,主要技术管理人员多为博士学历,业务能力强,协作精神好,使企业或工程项目运作科学有序。

  3、台湾企业的管理手段先进,工作效益很高

  润弘公司不惜花费3000万元美金引进计算机管理软件系统,对企业经营的各个项目实现计算机管理,对施工组织、施工进度、施工成本和施工关键技术实行计算机4维(时间+3D空间)施工模拟,甚至进行必要的模拟试验,将施工中可能遇到的问题提前找出来,并加以解决,达到避免施工事故、节省施工时间、降低工程造价、提高施工效率和产品品质的目的。这种模拟施工技术尽管在大陆也有,但没有这样全面和深度,特别是带有时间坐标的4D技术的应用。

  4、工程技术档案十分完备

  考察中所接接触到的工程单位对工程技术档案都非常重视,工程中的技术资料和技术档案通过及时整理和归档而保持完好,各环节不仅有文字档案资料,还有相应的电子文档,有利于以后的查询和使用。

  当然在考察中,也看到台湾地区的施工技术和工程质量也有些不如大陆的,如有些建筑物的装潢质量,细部处理方面不够精细,整个工程进度也比较缓慢。2002年3月31日发生在台湾东部海域的一次地震中的101层大楼的两台施工用塔吊倾倒,造成15人死亡,停工3个月,当然这些情况仅仅是在金融中心看到,不能说明整个台湾地区的施工水平。这对于地震区建设重大工程是一个严重的教训。看来在高烈度地震区高层建筑施工中机械的安装和使用如何预防突发性的自然灾害还需要深入考虑和研究。由于重大工程的施工过程比较长,存在遭遇较强地震的可能性,施工过程中的地震安全也是不容忽视的。

  三、几点启示

  此次赴台考察和学术交流活动受到台湾同胞的热情接待,从学术活动的组织到各项考察活动的安排都十分周到,使整个活动取得圆满成功。有以下几点启示:

  (一)加强两岸高层次的学术交流很有意义

  通过此次交流与考察活动,专家们普遍认为,抓住机遇,充分做好前期准备工作,加强两岸高层次的学术交流对国家统一大业有重要意义。

  第一,通过组织高水平的院士、专家代表团赴台进行学术交流,可以向台湾科技界展示祖国大陆所发生的巨大变化,展示大陆的科技水平、科技优势和科技发展潜力,科技思想活跃,从而增强祖国大陆对台湾同胞的吸引力和凝聚力。

  第二,通过交流活动,结交了一大批台湾科技界的朋友,包括科技界老前辈和科技新秀。前者具有很强的祖国统一、振兴中华的意愿,他们在科技界尚有一定的影响力;后者,具有实现祖国统一的良好愿望,虽可能不像前者那么强烈,但一般与大陆都有很多联系。不管是前者还是后者,他们对大陆改革开放所取得的巨大成就、科技的发展以及祖国的发展前景的了解和认识都是不够的。通过交流活动,加强了两岸科技界的感情联系,进而可能通过他们去影响台湾年轻的一代。多次到大陆来、对大陆比较了解的台湾同胞,当他们看到、认识到了祖国在一天天强大,增强了他们内心深处的民族自豪感。此次访问中,他们有的还主动和我们谈论:如果台湾和大陆实现统一,一个强大的中华民族就会屹立在世界的东方的想法。

  (二)管理理念值得借鉴

  如前所述,台湾企业界有许多先进的管理理念和行之有效的管理实践,如润弘集团,在企业管理、技术创新、企业文化建设等方面,对大陆企业界很有启发和借鉴意义,台湾企业的技术档案管理方面也值得大陆企业学习。另外,台湾的科技体制和科技管理方面也有许多可以借鉴之处,如地震和泥石流动研究,以及地震数据的采集、使用和地震遗迹的保护等方面。

  (三)两岸工程技术方面有很强的互补性

  台湾在工程技术方面不仅有很好的管理经验和管理理念,管理人员的素质很高,技术创新能力也很强;同时,在一些实用技术方面要比大陆先进,如润弘集团的预铸技术及其施工工艺等。大陆方面在理论研究水平总体上要比台湾高,也比较系统;但相比较而言,对研究成果的应用方面与台湾比有一定的差距;另外,大陆比台湾有更广阔的技术市场。因此,在工程技术方面,两岸有很强的互补性,开展技术合作的潜力很大,这种合作是互利的。
  (四)两岸交流中应注意的事项

  两岸的交流与合作中,有些问题还是应该引起重视的。

  1、坚持一个中国的原则,维护国家统一大业。对“台独”和“法轮功”分子的活动在政治上要保持高度的警惕。

  2、组团的准备工作要充分。包括技术上和思想上,都要进行充分的准备。

  3、交流活动要务实、有针对性。这样,不仅可以取得良好的交流效果,还可以展示大陆良好的精神风貌,有利于增强中华民族的凝聚力。

  4、把握赴台的时机很重要。如台湾地震时期、目前的“非典”时期,组织相关的专业代表团赴台进行高水平的学术交流,有可能收到比较好的效果。但对在敏感时期,组团更要慎重。
  
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一、概述

  应台湾大学陈振川教授和润泰集团总裁尹衍梁先生的邀请,中国工程院士木专家代表团陈厚群院士、叶可明院士、廖振鹏院士、周锡元院士及上海建工集团总公司范庆国总工、清华大学冯乃谦教授、中南大学余志武教授和中国工程院王振海博士一行8人,于2003年2月12日—18日赴台湾进行了学术交流与考察活动。此次活动的重点有两个方面,即高性能混凝土和抗震工程。负责接待工作的台湾土木工程学会和润泰集团围绕这两个重点进行了周密的安排。

  2月13日,代表团首先参加了专门为此次活动组织的为期一天的“两岸高性能混凝土工程与耐震设计研讨会”,来自台湾土木工程界的一百多位专家、教授出席了会议。会上,大陆学者周锡元院士、叶可明院士、陈厚群院士、冯乃谦教授和台湾学者蔡克铨、张国镇、赖士勳、詹颖雯等分别就高性能混凝土工程、施工技术、抗震工程等进行了学术交流与研讨,引起与会专家的广泛兴趣。

  研讨会气氛友好、交流活跃,活动取得圆满成功。随后,代表团考察了位于台湾大学的台湾地震工程研究中心、正在建设中的101层台北国际金融大厦、位于新竹的润弘预铸工厂及台湾奈米(纳米)实验室施工工地、921集集地震遗迹及地震博物馆、台大实验林的土石流(泥石流)治理工程、润泰住宅楼建设工程等,参观了台湾大学和中兴大学,并顺访了台湾故宫和日月潭。整个活动安排的内容丰富、时间紧凑、关系融洽,用台湾大学老校长的话说,“就像一家人一样”,大家感到非常愉快,并有很大的收获。

  二、主要体会与收获

  (一)抗震工程

  台湾为灾害多发地区,主要自然灾害有地震、泥石流及台风等,特别是921地震及其次生灾害给台湾同胞造成巨大损失、带来重大灾难。近年来,台湾社会各界,特别是学术界对防灾减灾的重要性认识大大提高,从宣传教育、科学研究、工程实践等多方面开展了大量工作。

  由于受菲律宾板块向东俯冲的影响,台湾地区造山运动非常强烈,贯穿南北的中央山脉每年大约抬升1厘米,考虑到每年平均侵蚀约0.9厘米,每年还增高1毫米。有感地震每年数十次,破坏性地震每5,6年就有一次。1999年9月21日集集地震造成严重破坏,死亡人数约2470人,直接经济损失118亿美元,使低弥的台湾经济雪上加霜。但是,从研究的角度看,这次地震提供了丰富的数据和资料。台湾的强震观测起步很晚,但发展很快。台湾气象局在1991年至1997年,执行了为期6年的“强震观测计划”,1998年继续推行“强震动观测第二期计划——建置强震速报系统”,截止1999年,在全台湾共布设了637个自由场地强震观测台站和16个桥梁台站所组成的强地面运动观测网络。除台湾气象局外,中研院地科所约有400个自由场地强震观测台站。台湾地震引起的强烈地面运动,已被这些台站中的绝大多数完好的记录下来,可以说为全世界提供了一大批大震级强震地面运动记录。

  震后三个月,台湾气象局向全世界的地震研究同行公布了这次地震的若干个自由场地数字化强震仪的记录(LEE,W.H.K., T.C.SHIN, K.W.KUO, AND K.C. CHEN, 1999),这是目前正式公布的这次地震的一批记录。台湾目前在建筑物和桥梁上安装了55个强震观测台阵,其中35个台阵记录到了这次主震,其它机构的一些台站也在这次地震中记录到一部分记录。在台湾省气象局公布的有主震记录的422个台站中,约有45个台站记录到水平方向峰值地面运动加速度(PGA)大于0.2g。我国大陆地区的强震观测工作始于60年代,但是由于地震区分布广,仪器数量不够,至今还只记录到为数不多的中强地震。大于0.2g的地震加速度记录寥寥无几。在921集集地震中,在自由地面和结构物上取得的这些强震记录为地震研究和抗震设计提供了宝贵的资料。对于这次地震的自由地面的强震记录已进行了许多分析与研究工作,而设置在建筑物和桥梁上的台阵记录工程价值则还有待进一步研究和发掘。

  代表团受主人的安排,到地震现场进行了实地考察。考察内容包括地面破坏、建筑和桥梁震害。台湾921集集地震地面断裂的规模在世界地震史上也是罕见的。从地震断层的现场开挖工地上我们了解到活动断层的活动速率及其与地震发生过程的关系。根据现场开挖推算的921集集地震的重复期应为300-400年,与历史记载基本符合。在建筑和桥梁结构抗震设计方法和标准方面,台湾受美国和日本的影响比较大,新建工程都已考虑地震作用,但由于震区的地震力超过设计标准,震害相当严重,老旧房屋和建筑质量很差的房屋破坏则更为严重。921集集地震以后,台湾的地震分区做了一些调整。例如交通部门将桥梁抗震设计分区由原规范的四区改为二区,震区的水平加速度系数也分别由0.18g,0.23g,0.28g和0.33g修正提高0.23g,0.33g。921地震所在的南投县大部分地区和其它强震区的设计地震系数均有所提高。各类结构的抗震设计规范大多进行了修改,对细部构造和质量控制提出了许多加强措施。

  除了上述921地震以外,2002年3月31日发生在台湾东部海域的一次地震在台北也产生了很大的影响。最严重的后果可能是正在建设中的101层大楼。该楼在这次地震中两台施工用塔吊倾倒,造成15人死亡。这对于地震区建设重大工程是一个严重的教训。由于重大工程的施工过程比较长,存在遭遇较强地震的可能性,施工过程中的地震安全也是不容忽视的。

  台湾是地震多发的地区,他们除了加强新建工程的抗震设防以外,对现有结构的补强加固和震后的应急处置提出了计划和预案。在台北市已建立了一个基于地理信息系统(GIS),全球定位系统(GPS)和遥感信息系统(RS)的应急响应管理和决策支持系统。台湾地震研究中心在应用信息技术方面的发展也是比较快的。他们运用网络技术将实验过程公布在INTERNET 网上,供业内人士共享。台湾地震工程的研究人员人数不是很多,但是水平提高比较快,中青年研究人员几乎都是从美国留学回来的。他们的许多研究成果是用英文发表的,与境外的联系和合作,特别是与美国和日本的合作比较多。台湾的许多大学和研究机构都有自己的网站,大部分内容都包括中英文本,有利于与境外交流。

  通过这次学术交流和访问,在地震工程和抗震设计方面的收获和值得借鉴的地方大致有以下几点:

  1、921集集地震中取得的大量强震记录可以在一定程度上弥补内地在这方面的不足。但是由于台湾和内地地震环境的不同,在应用这些资料时需要加以分析和研究,更有必要加强内地的强震观测工作,特别是西部强震多发地区的台网建设,争取在较短时间内取得大量的记录。

  2、921集集地震中所取得的大量自由场地面运动记录已有许多分析研究成果,但是对于为数不多的建筑和构筑物上的台阵记录则还没有充分加以研究。特别是对那些遭受破坏的建筑物上的记录进行精细的分析对于改进抗震设计是很有意义的,值得重视。

  3、在2001年建筑抗震设计新规范中,根据离心机试验结果,考虑了活动断层上土层的有利影响,当覆盖土层达40-100米时,甚至可以不避让。但是,在921集集地震中,在很厚的覆盖土层上仍能见到断层破裂。看来,覆盖土层对断层破裂的保护作用还有待进一步研究。

  4、内地的地震工程研究起步比台湾早,在抗震设计理念方法等方面均有自己的特色,比台湾先进。但是,近几年来投入不足,力量分散,急待加强。台湾近十几年来引进了许多人才,加强了科研投入,力量比较集中,并注意跟踪了国际先进水平,发展比较快。他们采用的这些措施是值得借鉴的。

  在地震多发的地区除了做好工程结构的抗震设防以外,尚应注意施工过程的抗震安全。这在以往常常是被忽略的,101大楼塔吊倾倒便是一例。

  (二)高性能混凝土
  在高性能砼研究方面,台湾近几年开展了一些工作,研究主要集中在台湾大学、台湾科技大学和中兴大学等。台湾大学和台湾科技大学的研究重点为自密实砼(SCC),中兴大学拟从轻骨料砼入手,以水库淤泥为原料烧制轻骨料陶粒,研究轻骨料砼制品等,目前正着手申报重大科技项目。台湾地区高性能砼研究的特点有两个方面,即:(1)注重实际工程应用和推广,研究与工程实践紧密结合;(2)由于工程技术人员管理水平较高、素质好,质量控制容易得到保证。据台大詹颖雯副教授介绍,尽管台湾地区未编制相应的自密实高性能砼的设计与施工指南,但通过培训已有30多个砼制品生产厂家或施工企业掌握了SCC的配制与施工技术,因此对SCC的推广应用发挥了积极应用。据统计2000年台湾地区在10多项房屋建筑与桥梁工程中应用了SCC技术,其总量达25万m3,2001年的应用数量几乎翻了一番。

  在具体应用方面,台湾在1992年高雄的85层大厦施工中应用了C60高性能砼。目前台湾建造的台北国际金融大厦(101大厦)的施工中使用了70MPa的高强高流态砼,施工方法是从钢管砼柱子的底部经泵送挤压,使砼填充整个钢板柱;这要求砼的坍落度大(250±20mm)、坍落度扩展度大(600±20mm),而且在2小时内基本上无坍落度损失,并将这种砼称作高性能免振自密实砼,实际上是一种高强高流态混凝土,它是将磨细的矿渣和粉煤灰取代砼中部分水泥,使砼具有比较好的泵送性能和施工性能。101大厦施工中,泵送砼的高度将达270m,柱子的一个施工单元为8层连续泵送。为解决超高层泵送砼难题,他们事先进行地面模拟,即将垂直泵送的压力和摩擦力通过换算,折算成5Km长的水平管,在平地上进行泵送砼演练,在水平管的每个弯头设压力表,通过泵送压力数值反推泵送垂直高度270m的可能性,以检查泵送压力和砼拌合物的工作度等参数。试验成功后,再运用于实践,使泵送一举成功。这些施工方法和技术是值得我们借鉴。

  SCC也是台湾砼技术发展的特色之一,它还被用于钢筋密实的预制构件,估计强度为40~50Mpa。另据了解,由于台湾的高强高性能砼的使用量有限,技术人员还开展了如何将C40、C30、C20等强度的普通砼高性能化等方面的研究。但是,台湾地区在高性能砼(包括自密实高性能砼)的机理研究和从材料到结构性能的系列研究方面的广度和深度均比国内要差一些,特别对砼的耐久性方面的研究几乎还未涉及,相应的研究工作有待进一步加强。

  (三)技术管理

  在访问期间,代表团参观了亚洲第一高楼—台北国际金融大楼(101大厦)施工现场、润弘公司预制构件厂、新竹台湾奈米实验室建筑施工工地以及溪投泥石流治理工程施工现场,对台湾企业的技术管理及管理理念有一些初步了解,许多方面值得大陆企业借鉴。

  1、企业技术创新充满活力

  企业技术骨干创新意识强,对传统企业如何采用现代新技术、新设备进行改造,如何采用一系列激励政策调动全体职工的技术创新积极性,作了大量探索性工作。润弘公司在对企业管理理念、企业文化和企业成果的建立、实施和保护方面的实践值得内地施工企业(甚至是高校和科研单位)认真学习和借鉴。

         为提高工作效率和工程品质、降低工程造价,台湾企业都非常重视计技术开发、技术革新和方案优化。如润弘公司的预铸工法,通过技术创新,不仅提高了预制构件的加工精度,还能提高抗震性能和工程质量。从而将保证结构安全度和加快施工进度有机地结合起来。采用这一工法,使整个工期明显缩短,一幢近5万平方米的科研楼,从打桩到全部完成仅用了5个月的时间,一次交验成功。

  企业员工参与技术革新和技术优化活动,在工程中处处可见。集团总裁从优化技术方案着手,发动全体员工大搞技术创新(包括小改小革),创造了多项专利技术,不仅解决了施工中的各种难题,还巧妙地把纺织和机械制造中的某些技术和工艺运用到土木工程施工中来,将构件(钢筋砼柱)的配筋由方形箍筋加螺旋形箍筋,并将柱子四个角的纵向筋单独拉到螺旋形箍筋外边四个角,形成一个单独小立柱。这种改变,大大提高了构件的刚性、承载能力。在预制梁柱接头处配筋也采用弯曲网片,加强连接,提高了钢筋砼柱梁连接处抗震性能。把结构构件变成半现浇半预制,加速了施工速度,提高了抗震性能。这些都是结合实际的一种创新技术。在房屋空间有效利用、受震结构的修缮等方面,也都根据实际情况对施工工艺和设计方案进行了多项改进,取得了很多科技成果,提升了企业竞争力,改变了传统施工管理的观念。

  另一方面,台湾的行业管理体制也有利于新技术的推广应用。如台湾地区允许施工单位对所承担的工程建设项目设计进行合理的修改和完善,推行设计、施工一体化。这样有利于调动施工单位的创造性、促进新技术、新发明的推广应用,并产生较大社会经济效益。因此,在代表团参观的几个工地,其新技术的应用项目较多,如高性能砼技术、钢管砼技术、钢—砼组合结构技术、大跨度钢桁拱结构技术、预制装配技术等。

  2、台湾企业的管理人员比较精干,综合素质较高

  无论是101大厦由多家企业联合组成的工程建设团队,还是润弘营造公司,主要技术管理人员多为博士学历,业务能力强,协作精神好,使企业或工程项目运作科学有序。

  3、台湾企业的管理手段先进,工作效益很高

  润弘公司不惜花费3000万元美金引进计算机管理软件系统,对企业经营的各个项目实现计算机管理,对施工组织、施工进度、施工成本和施工关键技术实行计算机4维(时间+3D空间)施工模拟,甚至进行必要的模拟试验,将施工中可能遇到的问题提前找出来,并加以解决,达到避免施工事故、节省施工时间、降低工程造价、提高施工效率和产品品质的目的。这种模拟施工技术尽管在大陆也有,但没有这样全面和深度,特别是带有时间坐标的4D技术的应用。

  4、工程技术档案十分完备

  考察中所接接触到的工程单位对工程技术档案都非常重视,工程中的技术资料和技术档案通过及时整理和归档而保持完好,各环节不仅有文字档案资料,还有相应的电子文档,有利于以后的查询和使用。

  当然在考察中,也看到台湾地区的施工技术和工程质量也有些不如大陆的,如有些建筑物的装潢质量,细部处理方面不够精细,整个工程进度也比较缓慢。2002年3月31日发生在台湾东部海域的一次地震中的101层大楼的两台施工用塔吊倾倒,造成15人死亡,停工3个月,当然这些情况仅仅是在金融中心看到,不能说明整个台湾地区的施工水平。这对于地震区建设重大工程是一个严重的教训。看来在高烈度地震区高层建筑施工中机械的安装和使用如何预防突发性的自然灾害还需要深入考虑和研究。由于重大工程的施工过程比较长,存在遭遇较强地震的可能性,施工过程中的地震安全也是不容忽视的。

  三、几点启示

  此次赴台考察和学术交流活动受到台湾同胞的热情接待,从学术活动的组织到各项考察活动的安排都十分周到,使整个活动取得圆满成功。有以下几点启示:

  (一)加强两岸高层次的学术交流很有意义

  通过此次交流与考察活动,专家们普遍认为,抓住机遇,充分做好前期准备工作,加强两岸高层次的学术交流对国家统一大业有重要意义。

  第一,通过组织高水平的院士、专家代表团赴台进行学术交流,可以向台湾科技界展示祖国大陆所发生的巨大变化,展示大陆的科技水平、科技优势和科技发展潜力,科技思想活跃,从而增强祖国大陆对台湾同胞的吸引力和凝聚力。

  第二,通过交流活动,结交了一大批台湾科技界的朋友,包括科技界老前辈和科技新秀。前者具有很强的祖国统一、振兴中华的意愿,他们在科技界尚有一定的影响力;后者,具有实现祖国统一的良好愿望,虽可能不像前者那么强烈,但一般与大陆都有很多联系。不管是前者还是后者,他们对大陆改革开放所取得的巨大成就、科技的发展以及祖国的发展前景的了解和认识都是不够的。通过交流活动,加强了两岸科技界的感情联系,进而可能通过他们去影响台湾年轻的一代。多次到大陆来、对大陆比较了解的台湾同胞,当他们看到、认识到了祖国在一天天强大,增强了他们内心深处的民族自豪感。此次访问中,他们有的还主动和我们谈论:如果台湾和大陆实现统一,一个强大的中华民族就会屹立在世界的东方的想法。

  (二)管理理念值得借鉴

  如前所述,台湾企业界有许多先进的管理理念和行之有效的管理实践,如润弘集团,在企业管理、技术创新、企业文化建设等方面,对大陆企业界很有启发和借鉴意义,台湾企业的技术档案管理方面也值得大陆企业学习。另外,台湾的科技体制和科技管理方面也有许多可以借鉴之处,如地震和泥石流动研究,以及地震数据的采集、使用和地震遗迹的保护等方面。

  (三)两岸工程技术方面有很强的互补性

  台湾在工程技术方面不仅有很好的管理经验和管理理念,管理人员的素质很高,技术创新能力也很强;同时,在一些实用技术方面要比大陆先进,如润弘集团的预铸技术及其施工工艺等。大陆方面在理论研究水平总体上要比台湾高,也比较系统;但相比较而言,对研究成果的应用方面与台湾比有一定的差距;另外,大陆比台湾有更广阔的技术市场。因此,在工程技术方面,两岸有很强的互补性,开展技术合作的潜力很大,这种合作是互利的。
  (四)两岸交流中应注意的事项

  两岸的交流与合作中,有些问题还是应该引起重视的。

  1、坚持一个中国的原则,维护国家统一大业。对“台独”和“法轮功”分子的活动在政治上要保持高度的警惕。

  2、组团的准备工作要充分。包括技术上和思想上,都要进行充分的准备。

  3、交流活动要务实、有针对性。这样,不仅可以取得良好的交流效果,还可以展示大陆良好的精神风貌,有利于增强中华民族的凝聚力。

  4、把握赴台的时机很重要。如台湾地震时期、目前的“非典”时期,组织相关的专业代表团赴台进行高水平的学术交流,有可能收到比较好的效果。但对在敏感时期,组团更要慎重。
  
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