蘭州交通大學土木工程學院土木工程學科的介紹 正文

蘭州交通大學“土木工程”省級
重點學科介紹
 
一、學科簡介
蘭州交通大學土木工程學科是1958年從原唐山鐵道學院的橋隧系、鐵建系成建制遷蘭組建而成。建校伊始即形成了橋梁隧道、鐵道建筑、工民建、給排水等專業齊全的學科體系。英國劍橋大學博士胡春農教授、鐵道工程專家沈智揚教授等一批國內知名專家學者和留蘇副博士奠定了雄厚的學科師資基礎。
1964年，本學科胡春農教授研究的栓焊鋼梁即獲國家科委成果三等獎。1978年唐家祥教授主持的科研項目“箱形鋼梁薄腹板與加筋板理論研究”等4項成果獲全國科技大會獎。朱唏教授主持的科研項目“橋梁墩臺抗震計算”等5項成果獲鐵道部科技大會獎。
1981年橋梁隧道與結構工程、結構力學首批獲得碩士授予權。1986年巖土工程、市政工程學科獲得碩士學位授予權。2002年土木工程學科入選甘肅省一級重點學科，在歷次重點學科評估中均取得優秀成績。2003年橋梁與隧道工程獲得博士學位授予權，2006年土木工程一級學科獲得博士學位授予權。2009年批準設立土木工程博士后科研流動站。2002年、2007年土木工程和給水排水專業分別通過教育部本科專業合格評估。2007年入選甘肅省土木工程專業實驗教學示范中心。2008年土木工程專業入選教育部“國家級特色專業建設點”。2012年 獲批教育部創新團隊。2012年在國家組織的學科評估中，本學科在土木工程學科中排名第十一。
二、學科方向
蘭州交通大學土木工程一級學科在五十多年的建設過程中，充分發揮土木學科優勢，提升科技內涵，開發原創性科研成果，以服務地方社會與經濟發展為宗旨，形成了六個穩定的研究方向。
1、橋梁結構設計理論及工程應用
本學科從60年代就開始了橋隧結構設計理論的研究與應用工作，1978年有4項成果獲全國科技大會獎。目前已形成了一些有特色且穩定的研究方向：
薄壁箱形結構和復合材料橋梁結構的計算理論。 該方向起步較早，有關研究成果獲得省部級及以上獎勵12項。代表性成果“漢江斜腿剛構薄壁箱形鋼梁橋設計”1983年獲國家金獎，四年來主持國家自然科學科學基金項目 “纖維復合材料薄壁箱梁結構的計算理論研究” 、“FRP加固混凝土薄壁箱梁的界面應力研究”等各類項目近30項。
大跨度及復雜橋梁的施工控制理論及實踐。  該方向先后參與完成了50多座大跨度或復雜橋梁的施工控制工作。代表性成果“大跨度連續梁橋施工控制過程中關鍵技術研究”獲2007年甘肅省科技進步二等獎。
橋梁測試鑒定及舊橋加固技術研究。該方向近年來完成了120多個項目，完成了上百座橋的測試工作或加固技術研究。
在橋梁方向40多年的持續研究確立了本學科在全國同行中的獨特學術地位。眾多項目的完成與應用促進和豐富了我國橋梁與隧道結構工程的理論和應用水平，并對西部開發和青藏鐵路建設具有重要的指導意義和應用價值。
2、結構抗震、減震與控制理論研究及應用
本學科從70年代初就開始了結構抗震方面的研究工作，研究的對象包括橋梁結構、隧道及地下結構、建筑結構等。在加強抗震、減震設計理論研究的同時，注重聯系實際工程，解決結構抗震設計和評估問題是本方向的主要特色。
結構抗震設計理論研究及實踐。結合有關規范的制定修改進行抗震設計基礎理論研究，并使其及時納入有關規范，為經濟建設服務是我們始終堅持的方向。如“橋梁墩臺抗震計算”獲1978年鐵道部科技大會獎，在此成果基礎上經過多年進一步深入研究所形成的研究成果“橋墩抗震計算的簡化公式”被列入鐵道部頒布的《鐵路工程抗震設計規范》。“梁式橋橋墩抗震計算的簡化方法及高樁承臺基礎的地震反應”研究成果，獲1998年鐵道部科技進步三等獎，1999年該項成果被列入《鐵路橋梁抗震鑒定與加固技術規范》。標志性成果“高烈度區高層筒中筒結構彈塑性地震響應分析及抗震性能評估”獲2006年甘肅省科技進步二等獎，近幾年還承擔了蘭州小西湖黃河大橋、雁鹽黃河大橋、山東慶淄路惠青黃河大橋、銀川市興慶路跨線立交橋、西寧朝陽立交橋等多座橋梁的抗震設計工作。
結構抗震性能分析及實驗研究。 在參與有關抗震規范制定修改的同時，該方向也進行具有前瞻性和基礎性的抗震理論研究工作。主持鐵道部重大科技項目“京津城際石太客運專線太中線橋梁抗震性能分析”、“浙贛鐵路浦陽江雙線特大橋靜動載試驗”等科研項目41項。
結構減隔震理論研究及實踐。研究西北高地震區的結構物抗震設計理論及試驗技術，黃土區地下工程結構抗震設計及工程控制，結構動力反應分析及結構系統識別，橋梁結構地震倒塌仿真及彈塑性分析方法研究，橋梁結構振動控制研究與應用，結構災害演化行為與健康監測，抗災減災新型結構體系與性能設計，土工建筑物地震反應及動力穩定性，結構災害動力效應與振動控制，水下隧道結構地震破壞，工程結構地震破壞機理及應對措施等研究。
3、土木工程新材料研究及工程應用
近年來土木工程領域的技術創新除了在計算技術、設計理論方面有所體現外，更多體現在新材料、新工藝方面。新材料的應用對提高效率、降低成本和勞動強度、增強安全防護性能起到了重要作用。
本學科自80年代就開始了這方面的工作。主要研究內容包括：低溫早強混凝土材料性能研究；新型緩粘結預應力混凝土技術與無粘結預應力技術研究；土工合成材料的工程應用；復合材料的疲勞斷裂應用研究；粉煤灰材料的應用研究；鋼結構疲勞裂紋及材料性能研究等。本研究方向的特色主要體現在以下幾個方面：1）可在全開放條件下施工，在不影響運營的條件下對橋梁結構進行加固補強；2）解決可適應青藏高原特殊環境條件下的工程建設主要工程材料（混凝土）的使用耐久性和隧道防排水性能；3）研究的新型緩粘結預應力混凝土技術是有粘結和無粘結預應力的結合，具有施工方便、效率高，成本低，性能好的特點；4）將土工合成材料這種新型高分子聚合材料和其它改性材料廣泛應用于加筋加固、排水反濾以及防護工程中，使其在橋梁基礎加固、隧道病害整治中發揮重要作用。5）工程材料及結構的疲勞斷裂研究將為橋隧結構的可靠度評價及橋隧結構的鑒定加固提供理論依據。這一方向標志性成果有“青藏鐵路工程”獲2008年國家科技進步獎特等獎、“寒旱地區混凝土開裂原因、防治技術及應用研究”獲2006年甘肅省科技進步一等獎，“寒旱地區耐久混凝土研制及應用”獲2005年甘肅省科技進步二等獎，“水泥高效助磨劑的研制”獲2006年甘肅省科技進步三等獎。
4、土工與隧道結構設計理論
本學科在西北地區具有規模優勢和鮮明特色的學科，本學科的研究立足于西部地區，根據地域條件確定研究領域，結合實際工程，解決區域性土或特殊條件下巖土工程中設計及施工中的關鍵技術及工程管理中存在的各類問題，將研究成果直接服務于區域經濟建設，通過工程實踐和應用，提升水平、培養隊伍，是本研究方向的主要特色。自1970年以來就在加筋土理論、黃土結構分析與計算等方面開展了研究工作。近年來參與了許多國家重點工程。通過近40年的研究，目前以下已形成了有特色且穩定的研究方向：
黃土及鹽漬土鐵路路基及地基工程特性的研究。該方向代表性成果青藏鐵路片石氣冷路基與管道通風路基的熱穩定性關鍵技術”、“青藏鐵路凍土濕地地基處理與路基填筑施工技術”兩項成果獲得2007年度全國鐵路重大科技成果二等獎。主持的“濕陷性黃土地基處理措施與沉降規律的正反演分析研究（鐵道部重點項目）2005K001-D(G)- 1”、“多年凍土地區埋設石油管道熱、應力分析及數值模擬”等項目在工程中得到了應用，產生了良好的經濟效益。
多年凍土地區土工設計理論與應用。本學科作為主要參與單位完成的“青藏鐵路工程”獲2008年國家科技進步獎特等獎，“青藏鐵路多年凍土隧道關鍵技術”獲得2007年度全國鐵路重大科技成果二等獎。
多年凍土區的樁基礎理論與應用。樁基礎是多年凍土區基礎的出要形式，其特性與一般條件下樁基礎的差異較大。近年該方向完成或正在進行的省部級項目近40項。隨著這些項目的完成和深入，將會為多年凍土區樁基礎的設計與施工提供科學依據和參考數據。
復雜地質條件下隧道施工技術及施工安全研究。該方向代表性成果“黃土隧道應力實測和襯砌革新的研究”78年獲鐵道部科技大會獎，“烏鞘嶺隧道修建技術”獲2008年鐵道部科技進步特等獎，甘肅省科技進步二等獎，“軟弱圍巖新型襯砌結構試驗研究”獲2006年甘肅省科技進步三等獎。
多年凍土區隧道結構特殊問題的理論及試驗研究。 該方向結合青藏線建設，主持或參與了多項國家及省部級項目，這些成果解決了青藏線修建中的許多技術難點問題。對青藏線的建設的發揮了積極作用。
5、給排水工程與污水資源化
本學科給排水工程的教學與研究工作自1953年已開始進行，50年來已積累了豐富的教學經驗與科研成果。在西部干旱地區的水資源開發利用與水質處理方面進行了大量工作和深入研究。結合本校的地理特點及實際條件，著重在以下三個方面展開了研究：
寒旱地區廢水處理及污水資源化工程技術研究。該研究方向致力于寒區、旱區的特殊環境下廢水處理技術的改進與創新，并使其實用化。在城市廢水處理中將生物濾池與活性污泥法相結合，發展了“高負荷生物膜處理技術”，成果獲建設部科技進步二等獎；承擔的國家“九五”攻關課題“生物曝氣濾池技術”對污水的生化處理技術做了重大改進；配合青藏鐵路建設承擔的“高寒站區污水處理回用生態大棚”“高原客車糞便污水處理技術”“青藏鐵路站線站區污水處理技術實驗”等項目，首次進行了世界4500米以上多年凍土區內污水處理的先河；針對西北干旱缺水的特點，重點進行了水資源的再利用研究；與澳大利亞科學院合作的“嘉峪關地區污水資源化與再利用”，由瑞典政府資助的“定西地區雨水集流及再利用”等國際合作項目已取得良好的實驗結果；“西北地區污水資源化示范工程”、“嘉峪關地區污水資源化與再利用”、“酒泉鋼鐵公司生產生活污水資源化研究”等項目已完成實施。對水資源及水處理技術的發展，開拓了一條新途徑，并已取得了豐碩的成果。
混凝機理及水處理藥劑的研究。該方向在水的混凝處理方面形成了突出的技術優勢和鮮明的特色。已在國內外發表相關論文48篇，并出版《絮凝原理》《水處理絮凝學》《水處理化學》《配位化學》等專著。目前正承擔國家自然基金項目“具有重金屬捕集功能的高分子絮凝劑研究”已取得階段性成果。國家火炬計劃“散堆物料料場及煤場表面防塵高效復合劑應用”已進行到推廣應用階段。
給排水工程技術與設備的研究開發。主持完成的總參項目“野戰給水處理方艙”“便攜式班排凈水器”“單兵凈水器”系列軍事裝備，具有處理常規地表水、高濁廢水、苦咸水及核、生、化污染水的功能。其有機動作戰能力和“三防”功能的突出特點，獲全軍科技成果一等獎，并確定為我軍定型軍事裝備。承擔的“青藏鐵路給排水管路及構筑物實驗研究”與“青藏鐵路給排水系統自動控制實驗研究”兩個項目，首次在4500米以上青藏高原多年凍土區內進行了給排水工程實踐，并做到了全系統無人值守，長期自動運行。研制的鍋爐給水除氧軟化系列裝置，已三次升級換代，并獲甘肅省科技進步二等獎及多項專利，該系列產品的銷售總額已累計近6000萬元。“銀川水電段調度自動化系統”、“蘭州水電段給排水自控系統”等項目正在實施。完成的“建筑給水塑料管道技術研究”項目已形成了《甘肅省建筑給水塑料管道工程技術規范》。
以上研究對給排水工程技術的開發與應用，水污染控制及污水資源化，開發，保護與合理利用水資源，推動其在我國市政工程領域中的應用，促進經濟、社會與環境協調發展具有重要意義。
6、通風、空調工程與節能技術研究
供通風、空調工程與節能技術研究主要以傳熱傳質學、工程熱力學、流體力學為理論基礎，在盡可能減少對常規能源的消耗及降低對大氣環境污染的基礎上，為人類提供各種適宜的人工環境，側重于人工環境系統設計、規劃、運行調節、過程控制以及設備開發等實際工程應用中的理論問題。本方向主要培養從事以人工環境研究與控制領域為主體的、與能源、環境領域相關的基礎理論建模、分析、計算、應用技術及系統設備、優化設計和節能環保新技術、新產品研究開發等方面的人才。研究方向有：室內環境控制技術、熱能利用與節能技術、通風除塵理論與應用、制冷理論與應用。
三、學術隊伍
土木工程學科現有雙聘院士2名，教授 37 名，博導17名，其中1人聘為甘肅省政府特聘科技專家、9人入選甘肅省“333科技人才工程”、7人入選甘肅省“555創新人才工程”、7人入選“甘肅省跨世紀學術帶頭人”，4人為鐵道部有突出貢獻的中青年專家，8人入選“甘肅省科技領軍人才”，具有博士學位40人。

蘭州交通大學

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