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出版者:

作者:建设部干部学院 编

出品人:

页数:242

译者:

出版时间:2009-9

价格:28.80元

装帧:

isbn号码:9787560955339

丛书系列:

图书标签:

• 建筑施工
• 施工机械
• 工程机械
• 土木工程
• 建筑工程
• 机械工程
• 起重机械
• 挖掘机械
• 压实机械
• 桩工机械

深度解析：建筑施工机械的原理、应用与未来趋势 （本书并非《建筑施工机械》一书，而是另一本聚焦于现代建筑工业化与智能化的专业著作） --- 第一章：现代建筑工业化的基石——施工机械的技术演进与分类 本章节将带领读者穿越建筑机械装备从蒸汽时代到数字化时代的漫长历程。我们将首先探讨工业革命初期，基础土方和起重设备如何奠定现代工程的基础。重点分析 20 世纪中叶至末期，液压技术、电力驱动和材料科学的进步如何彻底重塑了施工现场的面貌。 1.1 机械装备的时代烙印：从机械化到自动化 早期机械化： 蒸汽动力与内燃机在挖掘机、推土机上的应用初期挑战与突破。 液压革命： 详细剖析高压液压系统的设计原理、关键元件（泵、阀、油缸）的可靠性提升，以及它如何使中小型机械实现精确的力和位移控制。 模块化与集成化趋势： 分析现代机械如何趋向于标准化接口和可快速更换的工作属具，以适应多变的项目需求。 1.2 施工机械的系统化分类与功能矩阵 区别于传统按用途的简单罗列，本章采用功能矩阵对当前主流机械进行重新划分： 土方与地基处理装备群： 深入挖掘各类旋挖钻机、冲击式成孔设备、深基坑支护机械（如SMW工法机）的动力学原理和地层适应性研究。特别关注地下空间开发对超小半径、超高扭矩设备的需求。 结构建造与提升装备群： 塔式起重机（TC）的力矩平衡计算、超大跨度施工吊装技术，以及模块化、爬升式施工平台（如动臂式/水平臂式）的结构设计优化。 混凝土与材料输送装备群： 泵送系统中的脉动抑制技术、超高压输送管道的磨损控制、以及自动化搅拌站的远程监控与配比精度保证。 道路与市政工程专用装备： 沥青摊铺机的振动梁技术对铺层密实度的影响，以及冷再生与温拌沥青技术的配套机械系统。 --- 第二章：数字化赋能：工程机械的智能控制与信息集成 本章聚焦于“工业 4.0”理念在工程机械领域的落地实践，探讨如何通过传感器、嵌入式系统和数据分析来提升机械的作业效率、安全性和生命周期管理。 2.1 精准作业的核心技术：传感器与控制算法 GPS/GNSS 与惯性导航系统（INS）的融合： 探讨多源定位数据如何克服城市峡谷效应和粉尘干扰，实现厘米级的施工精度（如智能平地机、自动找坡系统）。 力矩与负载反馈控制： 研究先进的负载敏感液压系统如何根据实际作业负荷动态调整泵的输出，减少能源浪费，同时避免过载损坏。 基于 BIM 的机械路径规划： 介绍如何将建筑信息模型（BIM）数据直接转化为机械设备的作业指令，实现“模型到现场”的无缝对接。 2.2 远程诊断与预测性维护（PdM） 车载数据采集与边缘计算： 分析 CAN 总线数据、油液状态传感器、振动监测数据如何被实时采集和初步处理。 故障模式与影响分析（FMEA）在机械健康管理中的应用： 建立关键部件（如齿轮箱、液压泵）的退化模型，预测维修窗口，变“事后维修”为“计划性维护”。 远程升级与软件定义机械： 探讨制造商如何通过 OTA（Over-The-Air）技术远程更新机械控制软件，优化性能参数，而非局限于硬件的物理升级。 --- 第三章：可持续性与绿色施工：新能源、轻量化与循环利用 面对日益严格的环保法规和对碳中和的追求，本章探讨工程机械领域的前沿绿色技术，重点关注能源转型和资源效率的提升。 3.1 施工机械的电气化路径与挑战 纯电动（BEV）设备的设计考量： 分析高密度锂离子电池包在工程机械高功率、长时间、高负荷工作环境下的热管理、充放电策略及对续航能力的影响。 混合动力系统（HEV）的应用场景： 探讨在间歇性高负荷作业（如挖掘机）中，混合动力如何通过能量回收（如动能回收制动）实现燃油效率的显著提升。 氢燃料电池技术（FCEV）在重型机械中的潜力与限制： 评估加注基础设施、储氢技术以及在严寒地区的应用可行性。 3.2 减排、降噪与轻量化材料的应用 非道路移动机械（NRMM）尾气后处理系统： 深度解析柴油颗粒捕集器（DPF）、选择性催化还原（SCR）系统的工作机理、维护要求及其对发动机性能的潜在影响。 新型复合材料在动臂和结构件中的应用： 探讨高强度钢、铝合金和碳纤维复合材料如何减轻设备自重，同时保证结构刚度和疲劳寿命，进而提升燃油效率。 噪声控制工程： 机械结构隔振、低噪音风扇设计以及排气消声技术在降低现场环境噪音中的作用。 --- 第四章：人机交互与作业安全：复杂环境下的操作员支持系统 本章聚焦于提升操作员的认知负荷、减少人为失误，并探讨未来无人化和遥控作业的伦理与技术边界。 4.1 人机工程学与沉浸式操作环境 增强现实（AR）辅助操作： 探讨如何利用 AR 技术将设备信息（如吊载力、油缸行程、地下管线信息）叠加到操作员的视野中，提升决策速度。 座椅设计与振动隔离： 详细分析低频振动对操作员健康的影响，以及主动式减振座椅和隔离驾驶室的设计标准。 语音控制与自然语言处理： 研究机械设备如何理解操作员的复杂指令，实现对非关键功能的免提控制。 4.2 作业风险感知与自动干预 多维环境感知技术： 综合利用毫米波雷达、激光雷达（LiDAR）和机器视觉，建立 360 度的施工现场数字孪生，实时识别行人、障碍物和邻近作业机械。 防碰撞与防倾覆安全策略： 分析基于实时载荷数据的倾覆风险模型，以及系统在达到安全阈值时，如何平滑地限制或中止危险动作。 远程遥控作业（Tele-operation）： 探讨在极端危险环境（如高空、有毒气体区域）中，通过低延迟网络实现的远程控制系统的延迟补偿算法与触觉反馈技术。 --- 第五章：未来展望：自主施工系统与建造业的范式转移 本章将展望未来十年内，建筑施工机械领域可能出现的颠覆性技术，并探讨这些技术对项目管理和劳动力结构带来的深远影响。 5.1 柔性制造与定制化装备 现场增材制造（3D 打印）在大型构件中的应用： 分析移动式 3D 打印设备如何直接在工地上制造定制化的混凝土结构件或金属支撑件，缩短供应链。 自适应作业模块： 设想可根据施工任务动态重组和再配置的“机器人集群”的概念，取代目前的大型单一功能设备。 5.2 完全自主化施工系统 任务规划与调度优化： 探讨人工智能如何从宏观的项目计划层面，自动生成最优的机械作业序列、资源分配和能源消耗模型。 跨设备协同作业： 研究多台无人或半无人设备（如自动挖掘机、智能运输车、自动铺路机）之间如何通过 V2X 通信技术实现高效的“流水线作业”，最大化吞吐量。 5.3 运维服务的颠覆：基于数字孪生的全生命周期管理 从预测性维护到规范性维护： 利用数字孪生模型模拟不同工况下的机械性能衰减，提前推荐最佳的部件更换方案和操作规程，实现设备的“健康最优解”。 机械租赁与共享经济模式的进化： 探讨基于实时使用数据和性能报告的动态租赁定价模型，以及设备产权的轻量化趋势。 --- 本书总结： 本书旨在提供一个全面、深入且前瞻性的视角，审视当代建筑施工机械从硬件可靠性到软件智能化，再到可持续发展的多维技术图景。它不仅面向装备工程师和系统设计师，也为关注工程技术前沿的项目管理者和政策制定者提供了关键的参考框架，以应对未来建造业对效率、安全和环保的更高要求。本书侧重于系统集成、智能控制、新能源应用和人机交互的前沿技术研究，与传统的手册式设备操作和维护指南形成鲜明对比。

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