兰州交通大学土木工程学院土木工程学科的介绍

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兰州交通大学土木工程学院土木工程学科的介绍正文

兰州交通大学“土木工程”省级
重点学科介绍
 
一、学科简介
兰州交通大学土木工程学科是1958年从原唐山铁道学院的桥隧系、铁建系成建制迁兰组建而成。建校伊始即形成了桥梁隧道、铁道建筑、工民建、给排水等专业齐全的学科体系。英国剑桥大学博士胡春农教授、铁道工程专家沈智扬教授等一批国内知名专家学者和留苏副博士奠定了雄厚的学科师资基础。
1964年，本学科胡春农教授研究的栓焊钢梁即获国家科委成果三等奖。1978年唐家祥教授主持的科研项目“箱形钢梁薄腹板与加筋板理论研究”等4项成果获全国科技大会奖。朱唏教授主持的科研项目“桥梁墩台抗震计算”等5项成果获铁道部科技大会奖。
1981年桥梁隧道与结构工程、结构力学首批获得硕士授予权。1986年岩土工程、市政工程学科获得硕士学位授予权。2002年土木工程学科入选甘肃省一级重点学科，在历次重点学科评估中均取得优秀成绩。2003年桥梁与隧道工程获得博士学位授予权，2006年土木工程一级学科获得博士学位授予权。2009年批准设立土木工程博士后科研流动站。2002年、2007年土木工程和给水排水专业分别通过教育部本科专业合格评估。2007年入选甘肃省土木工程专业实验教学示范中心。2008年土木工程专业入选教育部“国家级特色专业建设点”。2012年 获批教育部创新团队。2012年在国家组织的学科评估中，本学科在土木工程学科中排名第十一。
二、学科方向
兰州交通大学土木工程一级学科在五十多年的建设过程中，充分发挥土木学科优势，提升科技内涵，开发原创性科研成果，以服务地方社会与经济发展为宗旨，形成了六个稳定的研究方向。
1、桥梁结构设计理论及工程应用
本学科从60年代就开始了桥隧结构设计理论的研究与应用工作，1978年有4项成果获全国科技大会奖。目前已形成了一些有特色且稳定的研究方向：
薄壁箱形结构和复合材料桥梁结构的计算理论。 该方向起步较早，有关研究成果获得省部级及以上奖励12项。代表性成果“汉江斜腿刚构薄壁箱形钢梁桥设计”1983年获国家金奖，四年来主持国家自然科学科学基金项目 “纤维复合材料薄壁箱梁结构的计算理论研究” 、“FRP加固混凝土薄壁箱梁的界面应力研究”等各类项目近30项。
大跨度及复杂桥梁的施工控制理论及实践。  该方向先后参与完成了50多座大跨度或复杂桥梁的施工控制工作。代表性成果“大跨度连续梁桥施工控制过程中关键技术研究”获2007年甘肃省科技进步二等奖。
桥梁测试鉴定及旧桥加固技术研究。该方向近年来完成了120多个项目，完成了上百座桥的测试工作或加固技术研究。
在桥梁方向40多年的持续研究确立了本学科在全国同行中的独特学术地位。众多项目的完成与应用促进和丰富了我国桥梁与隧道结构工程的理论和应用水平，并对西部开发和青藏铁路建设具有重要的指导意义和应用价值。
2、结构抗震、减震与控制理论研究及应用
本学科从70年代初就开始了结构抗震方面的研究工作，研究的对象包括桥梁结构、隧道及地下结构、建筑结构等。在加强抗震、减震设计理论研究的同时，注重联系实际工程，解决结构抗震设计和评估问题是本方向的主要特色。
结构抗震设计理论研究及实践。结合有关规范的制定修改进行抗震设计基础理论研究，并使其及时纳入有关规范，为经济建设服务是我们始终坚持的方向。如“桥梁墩台抗震计算”获1978年铁道部科技大会奖，在此成果基础上经过多年进一步深入研究所形成的研究成果“桥墩抗震计算的简化公式”被列入铁道部颁布的《铁路工程抗震设计规范》。“梁式桥桥墩抗震计算的简化方法及高桩承台基础的地震反应”研究成果，获1998年铁道部科技进步三等奖，1999年该项成果被列入《铁路桥梁抗震鉴定与加固技术规范》。标志性成果“高烈度区高层筒中筒结构弹塑性地震响应分析及抗震性能评估”获2006年甘肃省科技进步二等奖，近几年还承担了兰州小西湖黄河大桥、雁盐黄河大桥、山东庆淄路惠青黄河大桥、银川市兴庆路跨线立交桥、西宁朝阳立交桥等多座桥梁的抗震设计工作。
结构抗震性能分析及实验研究。 在参与有关抗震规范制定修改的同时，该方向也进行具有前瞻性和基础性的抗震理论研究工作。主持铁道部重大科技项目“京津城际石太客运专线太中线桥梁抗震性能分析”、“浙赣铁路浦阳江双线特大桥静动载试验”等科研项目41项。
结构减隔震理论研究及实践。研究西北高地震区的结构物抗震设计理论及试验技术，黄土区地下工程结构抗震设计及工程控制，结构动力反应分析及结构系统识别，桥梁结构地震倒塌仿真及弹塑性分析方法研究，桥梁结构振动控制研究与应用，结构灾害演化行为与健康监测，抗灾减灾新型结构体系与性能设计，土工建筑物地震反应及动力稳定性，结构灾害动力效应与振动控制，水下隧道结构地震破坏，工程结构地震破坏机理及应对措施等研究。
3、土木工程新材料研究及工程应用
近年来土木工程领域的技术创新除了在计算技术、设计理论方面有所体现外，更多体现在新材料、新工艺方面。新材料的应用对提高效率、降低成本和劳动强度、增强安全防护性能起到了重要作用。
本学科自80年代就开始了这方面的工作。主要研究内容包括：低温早强混凝土材料性能研究；新型缓粘结预应力混凝土技术与无粘结预应力技术研究；土工合成材料的工程应用；复合材料的疲劳断裂应用研究；粉煤灰材料的应用研究；钢结构疲劳裂纹及材料性能研究等。本研究方向的特色主要体现在以下几个方面：1）可在全开放条件下施工，在不影响运营的条件下对桥梁结构进行加固补强；2）解决可适应青藏高原特殊环境条件下的工程建设主要工程材料（混凝土）的使用耐久性和隧道防排水性能；3）研究的新型缓粘结预应力混凝土技术是有粘结和无粘结预应力的结合，具有施工方便、效率高，成本低，性能好的特点；4）将土工合成材料这种新型高分子聚合材料和其它改性材料广泛应用于加筋加固、排水反滤以及防护工程中，使其在桥梁基础加固、隧道病害整治中发挥重要作用。5）工程材料及结构的疲劳断裂研究将为桥隧结构的可靠度评价及桥隧结构的鉴定加固提供理论依据。这一方向标志性成果有“青藏铁路工程”获2008年国家科技进步奖特等奖、“寒旱地区混凝土开裂原因、防治技术及应用研究”获2006年甘肃省科技进步一等奖，“寒旱地区耐久混凝土研制及应用”获2005年甘肃省科技进步二等奖，“水泥高效助磨剂的研制”获2006年甘肃省科技进步三等奖。
4、土工与隧道结构设计理论
本学科在西北地区具有规模优势和鲜明特色的学科，本学科的研究立足于西部地区，根据地域条件确定研究领域，结合实际工程，解决区域性土或特殊条件下岩土工程中设计及施工中的关键技术及工程管理中存在的各类问题，将研究成果直接服务于区域经济建设，通过工程实践和应用，提升水平、培养队伍，是本研究方向的主要特色。自1970年以来就在加筋土理论、黄土结构分析与计算等方面开展了研究工作。近年来参与了许多国家重点工程。通过近40年的研究，目前以下已形成了有特色且稳定的研究方向：
黄土及盐渍土铁路路基及地基工程特性的研究。该方向代表性成果青藏铁路片石气冷路基与管道通风路基的热稳定性关键技术”、“青藏铁路冻土湿地地基处理与路基填筑施工技术”两项成果获得2007年度全国铁路重大科技成果二等奖。主持的“湿陷性黄土地基处理措施与沉降规律的正反演分析研究（铁道部重点项目）2005K001-D(G)- 1”、“多年冻土地区埋设石油管道热、应力分析及数值模拟”等项目在工程中得到了应用，产生了良好的经济效益。
多年冻土地区土工设计理论与应用。本学科作为主要参与单位完成的“青藏铁路工程”获2008年国家科技进步奖特等奖，“青藏铁路多年冻土隧道关键技术”获得2007年度全国铁路重大科技成果二等奖。
多年冻土区的桩基础理论与应用。桩基础是多年冻土区基础的出要形式，其特性与一般条件下桩基础的差异较大。近年该方向完成或正在进行的省部级项目近40项。随着这些项目的完成和深入，将会为多年冻土区桩基础的设计与施工提供科学依据和参考数据。
复杂地质条件下隧道施工技术及施工安全研究。该方向代表性成果“黄土隧道应力实测和衬砌革新的研究”78年获铁道部科技大会奖，“乌鞘岭隧道修建技术”获2008年铁道部科技进步特等奖，甘肃省科技进步二等奖，“软弱围岩新型衬砌结构试验研究”获2006年甘肃省科技进步三等奖。
多年冻土区隧道结构特殊问题的理论及试验研究。 该方向结合青藏线建设，主持或参与了多项国家及省部级项目，这些成果解决了青藏线修建中的许多技术难点问题。对青藏线的建设的发挥了积极作用。
5、给排水工程与污水资源化
本学科给排水工程的教学与研究工作自1953年已开始进行，50年来已积累了丰富的教学经验与科研成果。在西部干旱地区的水资源开发利用与水质处理方面进行了大量工作和深入研究。结合本校的地理特点及实际条件，着重在以下三个方面展开了研究：
寒旱地区废水处理及污水资源化工程技术研究。该研究方向致力于寒区、旱区的特殊环境下废水处理技术的改进与创新，并使其实用化。在城市废水处理中将生物滤池与活性污泥法相结合，发展了“高负荷生物膜处理技术”，成果获建设部科技进步二等奖；承担的国家“九五”攻关课题“生物曝气滤池技术”对污水的生化处理技术做了重大改进；配合青藏铁路建设承担的“高寒站区污水处理回用生态大棚”“高原客车粪便污水处理技术”“青藏铁路站线站区污水处理技术实验”等项目，首次进行了世界4500米以上多年冻土区内污水处理的先河；针对西北干旱缺水的特点，重点进行了水资源的再利用研究；与澳大利亚科学院合作的“嘉峪关地区污水资源化与再利用”，由瑞典政府资助的“定西地区雨水集流及再利用”等国际合作项目已取得良好的实验结果；“西北地区污水资源化示范工程”、“嘉峪关地区污水资源化与再利用”、“酒泉钢铁公司生产生活污水资源化研究”等项目已完成实施。对水资源及水处理技术的发展，开拓了一条新途径，并已取得了丰硕的成果。
混凝机理及水处理药剂的研究。该方向在水的混凝处理方面形成了突出的技术优势和鲜明的特色。已在国内外发表相关论文48篇，并出版《絮凝原理》《水处理絮凝学》《水处理化学》《配位化学》等专著。目前正承担国家自然基金项目“具有重金属捕集功能的高分子絮凝剂研究”已取得阶段性成果。国家火炬计划“散堆物料料场及煤场表面防尘高效复合剂应用”已进行到推广应用阶段。
给排水工程技术与设备的研究开发。主持完成的总参项目“野战给水处理方舱”“便携式班排净水器”“单兵净水器”系列军事装备，具有处理常规地表水、高浊废水、苦咸水及核、生、化污染水的功能。其有机动作战能力和“三防”功能的突出特点，获全军科技成果一等奖，并确定为我军定型军事装备。承担的“青藏铁路给排水管路及构筑物实验研究”与“青藏铁路给排水系统自动控制实验研究”两个项目，首次在4500米以上青藏高原多年冻土区内进行了给排水工程实践，并做到了全系统无人值守，长期自动运行。研制的锅炉给水除氧软化系列装置，已三次升级换代，并获甘肃省科技进步二等奖及多项专利，该系列产品的销售总额已累计近6000万元。“银川水电段调度自动化系统”、“兰州水电段给排水自控系统”等项目正在实施。完成的“建筑给水塑料管道技术研究”项目已形成了《甘肃省建筑给水塑料管道工程技术规范》。
以上研究对给排水工程技术的开发与应用，水污染控制及污水资源化，开发，保护与合理利用水资源，推动其在我国市政工程领域中的应用，促进经济、社会与环境协调发展具有重要意义。
6、通风、空调工程与节能技术研究
供通风、空调工程与节能技术研究主要以传热传质学、工程热力学、流体力学为理论基础，在尽可能减少对常规能源的消耗及降低对大气环境污染的基础上，为人类提供各种适宜的人工环境，侧重于人工环境系统设计、规划、运行调节、过程控制以及设备开发等实际工程应用中的理论问题。本方向主要培养从事以人工环境研究与控制领域为主体的、与能源、环境领域相关的基础理论建模、分析、计算、应用技术及系统设备、优化设计和节能环保新技术、新产品研究开发等方面的人才。研究方向有：室内环境控制技术、热能利用与节能技术、通风除尘理论与应用、制冷理论与应用。
三、学术队伍
土木工程学科现有双聘院士2名，教授 37 名，博导17名，其中1人聘为甘肃省政府特聘科技专家、9人入选甘肃省“333科技人才工程”、7人入选甘肃省“555创新人才工程”、7人入选“甘肃省跨世纪学术带头人”，4人为铁道部有突出贡献的中青年专家，8人入选“甘肃省科技领军人才”，具有博士学位40人。

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