注册电气师基础考试工程师基础课程

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1、空间解析几何 2、微分学 3、积分学 4、无窮级数和微分方程 5、概率论与数理统计 6、线性代数

本资料是全国注册电气师基础考试工程师考试供配电专业基础--高等数学PPT课件总共374页。

   高等数学包含空间解析几何、微分学、积分学、无穷级数和微分方程、概率论与数理统计、线性代数等

1、热学 气体动理论 热力学 2、波动学 3、光学(主要是波动光学)

本资料是全国注册电气师基础考试工程师考试供配电基础-物理PPT课件,总共112页

   普通物理包含热学(含气体动理论、热力学)、波动学、光学(主要是波动光学)。

   第一部分 气体动理论

  研究分子运动的目的:

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1:08G101-11+G101系列圖集施工常见问题答疑图(见附件)

2:03G329-1 建筑物抗震构造详图(框架、框剪、剪力墙、框支、框筒、筒中筒、板柱剪力墙结构)(见附件)

3:11G钢筋平法图集(见附件)

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 今年的咨询工程师考试又要开始了去年花了大概两个月的时间备考三门咨询工程师考试科目(规划、评价和实务,前年考过了管理都高分通过)因此写下一点经验总结,希望对要考的朋友有所帮助

       作为带俩娃的在职妈妈,朂大的问题就是自己的时间太少了因此怎么挤时间和提高效率是关键,我的几个小tips是:

1、倍速看辅导班视频让你的1小时=别人的2小时;

2、上下班路上听音频,每天多出2小时;

3、边带娃边做题带娃上课或扔到游乐场,就可以在外面找个地方做题啦!        

        除了挤出时间最关键嘚是效率!有两个小时复习,你却一会看看朋友圈、一会收收邮寄、一会淘宝买个东西那你这两小时就是无效的复习时间。所以一定要能集中注意力时间是无法控制的,它只会向前流逝对谁都一样但注意力可以!        

  (一)准备资料、制定计划

     1、最好买一套正版教材。去姩教材改版了之前的复习参考书很多内容都不再适用,所以还是要买一套新教材保证你看的东西都是有效的。

     2、最好报个辅导班(推薦建工网校)报班可以大大提高复习的效率,节省很多时间

     3、确定要考的科目,制定复习计划按照考试时间倒排你的复习计划,确萣复习时间节点最好保证有三轮复习,每天平均有2-3个小时的复习时间        

         比如一共60天的复习时间,前30天第一轮边看精讲班视频边看书划重點最好看完一章就做该章的练习题。然后20天第二轮提高班视频,书上标注重点难点做习题。最后10天第三轮冲刺班,重点记忆相应內容做习题。如果你只有两轮复习那就精讲班和冲刺班。        

  (二)执行计划高效复习

1、细化计划、严格执行。最好严格按照你的计划複习如果落后了就投入更多时间补上,如果实在补不上了,那就赶快调整你的计划把辅导班的视频按小时统计一下,把计划细化到每天烸科分配几个小时上

 前三门都是客观题,最后一门是主观题但对学理工科的来说,实务主要都是计算只要掌握做题套路就行,所以反而复习起来觉得轻松前三门主要靠记忆,所以就多花时间听音频反复记忆。像规划和评价两门我就利用上下班路上时间反复听,臸少听了不下三遍而实务就是看过视频后多做题练习,要提高做题速度

3、做题、做题、多做题!对于应试,做题是最有效的做过的題都保存好,尤其做错的重点标记一下最后一轮重点看一遍错题。    

        分享一个提高注意力的方法:冥想练习关于冥想,网上有各种练习方法和辅助app我的方法就是最简单的关注呼吸,发现跑神了就拉回来你可以从每次10分钟开始。只要你开始练习哪怕每次一分钟都是好嘚,一定要坚持冥想已经被科学证实有各种好处,有兴趣可以自己百度真的很好哦开始练吧!

          最后,祝所有备考的考友都能顺利通过栲试尤其是妈妈们,都很不容易一定要有信心,咨询考试并不难尤其相对注册结构师考试(有空我再写二个月通过注结考试的总结),多花点精力一定能通过的!

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在变压器中,对硅钢性能的要求主要是:

①铁损低这是硅钢片质量的最重要指标。各国都根据铁损值划分牌号铁损愈低,牌号愈高

②较强磁场下磁感应强度(磁感)高,这使电机和变压器的铁心体積与重量减小节约硅钢片、铜线和绝缘材料等。

③表面光滑、平整和厚度均匀可以提高铁心的填充系数。

④冲片性好易于加工。

⑤表面绝缘膜的附着性和焊接性良好能防蚀和改善冲片性。

硅钢片的分类及牌号定义

非晶合金材料是20世纪70年代问世的一种新型合金材料咜采用国际先进的超急冷技术将液态金属以106℃/S冷却速度直接冷却形成厚度0.02~0.03mm的固体薄带,在它还没来得及结晶时就已经固化该合金材料與玻璃类似呈不规则原子排列,没有金属表征的晶体结构它的基础元素为铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、硅(Si)、硼(B)、碳(C)等。其材料具有以下优点:

a)非晶合金材料不存在晶体结构是一种各向同性的软磁材料;磁化功率小,具有良好的温度稳定性由于非晶合金为无取向材料,故可以采用直接缝使制造铁心的工艺比较简单;树上鸟教育电气设计视频教程

b)不存在阻碍磁畴移动的结构缺陷,磁滞损耗要仳硅钢片小;

c)带材的厚度极薄只有0.02~0.03㎜,是硅钢片的1/10左右

d)电阻率高,约为取向硅钢片的3倍;非晶合金材料的涡流损耗大大降低因此單位损耗约为取向硅钢片的20%~30%;

e)退火温度低,约为取向硅钢片的1/2;非晶合金铁心空载性能优越采用非晶合金铁心制造的变压器其空載损耗较常规变压器下降70~80%,空载电流下降50%以上节能效果突出,目前电网公司在国家节能减排降低网络线损的目的下国家电网和南方電网从2012年开始均大力提高了非晶合金变压器的采购比例,目前基本上非晶合金配变采购占比已达50%以上

非晶合金变压器也存在以下几个缺點:

1)饱和磁密低,非晶合金铁心的饱和磁密

通常在1.56T左右较常规硅钢片1.9T的饱和磁密相差20%左右,故其变压器设计磁密也同样需要下降20%非晶合金油变的设计磁密通常在1.35T以下,非晶合金干变的设计磁密通常在1.2T以下

2)非晶合计铁心带材受应力影响敏感,其铁心带材受到应力后空载性能容易劣化,故在结构上要特别注意铁心应采用悬挂方式落在支撑框架和线圈上,整体仅承受自身重力同时,装配过程中需特别注意铁心不能受力,要减少敲打等方式树上鸟教育电气设计视频教程

3)磁致伸缩较常规硅钢片大10%左右,故其噪声较难控制这也昰限制非晶合金变压器广泛推广的主要原因之一,目前南网和国网招标中均对非晶合金变压器的噪声提出了较高要求,分为敏感区和非敏感区并有针对性的提出了声级要求,这就要求更进一步降低铁心设计磁密

4)非晶合金带材较薄,厚度只有0.03mm故无法向常规硅钢片那樣做成叠片形式,只能制作成卷铁心形式故其铁心结构常规变压器厂家无法自行加工,通常需整体外购对应于卷铁心带材的矩形截面,非晶合金变压器的线圈通常也做成矩形结构;

5)国产化程度不够目前主要还是进口日立金属的非晶合金带材为主,正在逐步实现国产囮国内已有安泰科技和青岛云路等具备非晶合金宽带(213mm、170mm和142mm),且其性能较进口带材在稳定性上还存在一定差距

6)最大带长限制,前期非晶合金带材最大外周带长由于退火炉尺寸的限制其长度也受到了较大限制,不过目前已基本解决可制作最大外周带长10m的非晶合金鐵心框,可用于制造3150kVA及以下非晶合金干变和10000kVA及以下非晶合金油变

基于非晶合金变压器的优秀节能效果,再加上国家节能减排以及一系列政策的促进非晶合金变压器市场占有率越来越大,并且考虑到非晶合金带材(目前为26.5元/kg)价格是常规硅钢片(30Q120或30Q130)的两倍左右,与铜差距楿对较小再考虑到电网产品的质量和招标要求,故非晶合金变压器通常采用铜导体。与常规硅钢片相比非晶合金变压器成本主要差距如下:

1)由于采用卷铁心结构,故变压器铁心型式宜采用三相五柱结构这样可以减少单框铁心重量,减低装配难度三相五柱结构和彡相三柱结构从成本上各有优劣,目前大部分厂家采用三相五柱结构采购回来的单框铁心和组装如图2所示:

图2采购的非晶合金带材单框原材料

图3三相五柱非晶合金铁心组装示意图

2)由于心柱截面为矩形,故为了保持绝缘距离上的一致高低压线圈也对应的制造成矩形结构。树上鸟教育电气设计视频教程

3)由于铁心设计磁密较常规硅钢片变压器低约25%且其铁心叠片系数大约在0.87左右,较常规硅钢片的0.97要低许多故其设计截面积需要较常规硅钢片变压器要大25%以上,对应的其高低压线圈周长也要随之增加同时,还需要考虑高低压线圈线匝长度的增加若要保证线圈的负载损耗不发生变化,其导线截面积则需要对应的有所增加故,非晶合金变压器的铜用量较常规变压器要多约20%

3.1銅材和铝材的特性对比

铜和铝均是导电性能较好的金属材料,是制作变压器线圈的常用导体其在物理性能上的差异如下表所示:

3.2铜铝导線在变压器绕组中的性能对比

铜铝变压器的差异也是由材料的差异决定的,具体表现在以下几个方面:

1)铜导体的电阻率仅仅是铝导体的60%咗右为了达到相同的损耗和温升要求,所需使用的铝导体截面积要较铜导体大60%以上所以相同容量和相同参数情况下,铝导体变压器体積通常要较铜导体变压器大不过此时变压器的散热面积也有所增加,所以其对油温升较低;

2)铝的密度仅为铜的30%左右所以铝导体配电變压器要较铜导体配电变压器要轻;树上鸟教育电气设计视频教程

3)铝导体的熔点较铜导体低许多,所以其在短路电流的温升限值为250℃較铜导体的350℃低,所以其设计电密要较铜导体低变压器导线截面积要大,故体积也较铜导体变压器大;

4)铝导体硬度较低故其表面毛刺较易消除,故制成变压器后其由于毛刺产生的匝间或层间短路的概率减少;

5)由于铝导体的抗拉、抗压强度较低,机械强度差故铝導体变压器承受短路能力不如铜导体变压器,在进行动稳定计算时铝导体的应力应小于450kg/cm2,而铜导体的应力限值为1600kg/cm2承受能力大幅提高;

6)铝导体与铜导体之间的焊接工艺较差,接头焊接质量不易保证一定程度上影响了铝导体的可靠性。

7)铝导体的比热为铜导体的239%但是栲虑到二者密度和设计电密的差异,实际二者的热时间常数相差并不如比热差值体现的那么大故对其制成干式变压器的短时过载能力影響并不大。

绝缘材料在变压器中用以将导电部分彼此之间的导电部分对地(零电位)之间的绝缘隔离用于各种支承件时,还应具有良好嘚力学性能另外,绝缘材料还起到其它的作用如散热冷却、固定、储能、灭弧、改善电位梯度、防潮、防霉和保护导体等作用。树上鳥教育电气设计视频教程

通常情况下绝缘材料分为三类:

1)气体绝缘材料:常温常压下,一般的干燥气体具有较好的绝缘性能如空气、氮气、氢气、二氧化碳、六氟化硫等,其中空气和六氟化硫在变压器中应用比较广泛;

2)液体绝缘材料:液体绝缘材料通常以油状存茬,又称绝缘油如矿物质油、植物油、合成酯等;

3)固态绝缘材料:如绝缘漆、绝缘胶、绝缘纸、绝缘纸板、瓦楞纸板、电工塑料及薄膜、电工层压板(棒、管)、浇注成型的环氧树脂、电瓷、橡胶、云母制品等。树上鸟教育电气设计视频教程

绝缘油其特点是电气强度高、闪电高、凝固点低在氧、高温、强电场作用下性能温度,无毒、无腐蚀性粘度小,流动性好等特点其在变压器、油开关、电容器囷电缆等电工产品中广泛使用,起绝缘、冷却、浸渍及填充作用另外,在油开关中还起灭弧作用在电容器中还起储能作用。

绝缘油在變压器中同时起绝缘和冷却的双重作用;

绝缘油目前通常分为以下几类:

1)矿物质油:如变压器油、开关油、电容器油、电缆油;

2)合成油:如十二烷基苯、硅油、合成酯等;

环氧树脂是一种高分子化合物树脂特点是一种固体、半固体或准固体有机材料,分子质量不确定(通常是较高)承受应力时有流动倾向,通常有一个软化或熔化范围且固体断面常呈现贝壳状,其具有以下基本特征:

1)分子链很长每條链包含成百甚至上万个原子,彼此以共价键连;

2)长分子链由最小重复单元即链节组成一个分子中的链节数称为聚合度;

3)大分子的汾子间总力往往超过分子内原子间的化学键力,从而使高分子化合物出现一系列特性:例如没有气态聚合物、聚合物溶解过程很慢等若汾子间有交联,则该特点更为特出

环氧树脂是指含有环氧官能团的低聚物,1891年开始出现环氧树脂1947后美国、瑞士多个公司相继工业化合荿成功双酚A环氧树脂。我国于1956年开始生产树上鸟教育电气设计视频教程

环氧材料的电气绝缘性能尤其突出,不加填料时固化物的EB高于16MV/m,pV高于1011Ω˙mεr为3~4,工频下tanδ约0.002因此,20%环氧树脂都用于电气电子绝缘例如环氧浸渍漆作为B级绝缘漆,浸渍中小型电机定子绕组;环氧無溶剂漆用于大电机定子绕组的真空浸渍;层压制品(板、管、棒)用作电机的槽楔和垫块、高压开关操作杆;粘结剂用于高压电瓷套管的粘結;浇注料用于六氟化硫全封闭组合电器(GIS)中的盘形隔离绝缘子、互感器和高压陶瓷电容器等的部件目前国内生产的环氧树脂或改性环氧樹脂的牌号命名暂时仍不很统一。全球不同环氧树脂制造商的命名也各不相同需要根据商标识别。

环氧树脂只是低聚物固化后才能使鼡。固化剂能与环氧树脂反应使树脂分子从线型结构交联成体型结构。促进剂/催化剂能降低反应活化能的助剂能促进/调整浇注料凝胶反应历程。固化剂利用其所含的活泼氢与树脂中活泼的环氧基进行开环加成反应实现固化活泼氢就是固化剂或促进剂中-NH2、-NH-、-C00H、-OH和-SH中的氢。常用的固化剂有胺类和酸酐两类固化剂中有的需要促进剂/催化剂,有的需要高温条件有的在低温下即可剧烈反应。固囮剂的不同也会导致固化产物性能差异悬殊对产品最终性能有重大影响。因此在环氧树脂配方体系中设计和选择固化剂是十分重要的。

环氧绝缘用于干式变压器是近40年的新发展。变压器线圈设计寿命要求达到30年耐热等级达到F级,一般材料难以达到要求

为此,要对對所用材料及其配方体系和工艺必须进行设计、优选、试验和验证才能获得理想效果的话。在树脂绝缘干式变压器中环氧树脂体系通過浇注或浸渍成型,再经过热固化形成线圈绝缘(即纵绝缘)在干式变压器整个运行期间,环氧树脂绝缘要同时保证线圈的电气绝缘和机械強度并通过热传导方式散发线圈内部的热量。

其最大弱点是树脂绝缘缺陷和损伤(一般在制造过程中产生缺陷在运行过程中产生损伤)的鈈可恢复和不可修复性。因此避免固体绝缘开裂、避免浇注缺陷、避免局部放电(即局放)就显得格外重要,并成为固体绝缘制造技术的关鍵是制造商间相互竞争的焦点。

由于变压器运行中损耗带来的较高温升使树脂绝缘长期在高温工作(比如F级变压器,设计的最高工作温喥一般在140℃左右)而变压器在投运前和检修期间又可能处在低温(比如-30℃),而且变压器随时会受到雷电高压冲击或短路时的巨大电动力冲擊。树脂绝缘的线圈应能适应这些变化并能抵御或承受极端高低温下的短路电动力冲击,因此对环氧绝缘体系的热、机、电性能提出了极其苛刻的要求。

树脂浇注变压器的绝缘材料体系目前有两种一种是“纯树脂浇注+高填充率玻璃纤维增强”,另一种是“树脂石英粉浇紸+预浸玻璃网格局部加强”

而绝缘体系(即习称绝缘结构)所包含的领域比绝缘材料体系更广,它指

(或其独立部件)的绝缘整体不仅包括絕缘材料及其组合方式,还应考虑绝缘与导体或磁体间的关系、与电场的关系、绝缘与周围环境(气体或液体及其状况、表面污秽、散热条件、机械力或辐射作用等)的关系等它与电力系统运行参数间的适应性就是绝缘配合。干式变压器中气流和散热情况、绝缘受力情况等嘟在绝缘体系要考虑的范围之中。

植物纤维纸分为木质纤维、棉纤维和麻纤维其中最常用的为纯硫酸盐木浆纤维纸,其原料为木材常鼡的是软木中的松杉科木材,如黄松、白松、红毛杉和红松等木材主要成分为纤维素,是一种天然的高分子化合物绝缘纸制造方法采鼡化学法,如硫酸盐法该方法中蒸煮液主要成分为硫化钠(Na2S),硫化钠水解生成硫化氢钠和氢氧化钠,硫化氢钠能和纤维素以外的木質素发生反应将其溶于碱液中,该蒸煮液比较温和故纤维素的分子量下降很少。变压器中常用的植物纤维素绝缘纸有:电力电缆纸高压电缆纸和变压器匝间绝缘纸等。树上鸟教育电气设计视频教程

1)电缆纸:电缆纸是由硫酸盐纸浆制造牌号为DL08、DL12、DL17,厚度分别为0.08mm、0.12mm和0.17mm成卷供应,电缆纸经变压器油浸渍后其机械强度和电气强度均会有明显提高,如在空气中电力电缆纸电气强度为6~9×103kV/m而干燥浸渍变壓器油后其电气强度达到70~90×103kV/m,电缆纸在变压器的运行中有足够的热稳定性通常用作缠绕绝缘和层间绝缘。电缆纸又包括高压电缆纸、低压电缆纸、高密度电缆纸及绝缘皱纹纸高压电缆纸适用于110~330kV变压器、互感器,介质损耗角正切值低;低压电缆纸用于35kV及以下的电力电纜和变压器或其它电气产品的绝缘;绝缘皱纹纸是由电工绝缘纸经起皱加工而制成沿其横向有皱纹,拉伸时被拉开常用于油浸式变压器的绕包绝缘,如线圈出头、引线及静电屏蔽装置的绝缘包扎;高密度电缆纸也是绝缘皱纹纸的一种,比一般的皱纹纸的电气强度要高100%~150%机械强度高50%,电气强度高耐油性能好,弹性好便于拉伸,可替代漆布带用作引线以及导线连接和弯曲部位的绝缘

2)电话纸:电話纸也是用硫酸盐纸浆制造,常用与电话电缆它的机械强度较差,一般作为导线的匝绝缘、层绝缘或导体的覆盖绝缘

3)电容器纸:电嫆器纸按使用要求分为A类和B类,A类电容器纸用于电子工业金属化纸介电电容器上B类主要用作电力电容器的极间介质。电容器纸的特点是緊度大厚度薄。一般电流互感器常采用电容器纸变压器用得较少。

4)卷缠绝缘纸:卷缠绝缘纸用作上胶纸的底纸上胶纸用来卷绕绝緣筒(管)和电容式套管,其特点是吸水高度高于电缆纸低于浸渍纸上胶纸分为单面或双面涂胶(酚醛或环氧树脂),经低温固化而成用上胶纸卷制纸筒或压制层压制品时再经加温加压时胶最后固化,卷筒一般用单面胶纸压制胶纸板用双面胶纸。此外还有菱格点胶紙(网格式点涂胶纸),用于油浸式箔绕线圈的层间绝缘固化后即保证绝缘之间及绝缘与箔之间的粘合,增强了强度又有较好的透油性

常规的变压器绝缘纸中应用较多的是电缆纸、皱纹纸和菱格点胶纸,用在变压器中作为匝间绝缘、层间绝缘、引线绑扎等通常,各类絕缘纸价格相差并不会太大大约均在20元/kg左右。树上鸟教育电气设计视频教程

电工薄膜和电工复合材料具有优良的介电性能都属于薄片絕缘材料。电工薄膜有聚酯薄膜和聚酰亚胺薄膜在变压器中也可用作导线绝缘、层间绝缘等。电工复合材料是由薄膜的一面或双面粘合纖维材料而制成的复合制品在变压器中可用作层间绝缘,尤其是在干变的箔绕线圈中低压线圈通常采用复合材料预浸树脂后作为层间絕缘。常用的复合材料有DMD、GHG等

DMD全名为聚酯薄膜聚酯纤维非织布柔软复合材料,分为预浸树脂DMD和非预浸DMD它是在一层聚酯薄膜(M)两侧粘貼聚酯纤维非织布(D)制成的三层柔软复合材料。DMD具有优异的电绝缘性、耐热性和机械强度以及优异的浸渍性非预浸DMD可用作油浸式变压器的层间绝缘,预浸DMD可用作F级干式变压器的低压箔绕线圈层间绝缘其具体性能指标如下表所示:

GHG全名为聚酰亚胺薄膜预浸H级树脂玻璃纤維柔软复合材料,它是在一层聚酰亚胺薄膜(H)两侧粘贴玻璃纤维布(G)制成的三层柔软复合材料相较于DMD其具有较好的耐热性,可用于H級绝缘干式变压器的低压箔绕线圈层间绝缘

NHN全名为聚酰亚胺薄膜聚芳酰胺纤维纸柔软复合材料,是聚酰亚胺薄膜两面用H级粘合剂粘合聚芳酰胺纤维纸(Nomex)而成NHN是目前最高档的薄层绝缘材料,具有优异的耐热性、较好的介电性能、较小的吸水性及优良的防潮性能它属于H級绝缘材料,可用于H级干式变压器的层间绝缘其具体性能参数如下表所示:

绝缘纸板是用纯硫酸盐木浆抄纸制成,可用于饼式绕组的油隙垫块、油隙撑条、隔板、纸板筒、瓦楞纸、铁轭绝缘、夹件绝缘和端绝缘绕组压板等其常用厚度为1.0mm、1.5mm、2mm、3mm、4mm、6mm,绝缘纸板按密度分为低密度纸板、中密度纸板和高密度纸板低密度纸通常称为T3软纸板,密度在0.75g/cm3~0.9g/cm3之间强度较低,常用于折弯件或经润湿以后制作拉伸件洳成型角环、环状件和软纸筒等。低密度纸板吸油率高成型性好,但力学性能较差;中密度板通常称为T1纸板密度为0.95g/cm3~1.15g/cm3之间,用作撑条墊块等;高密度纸板通常称为T4硬纸板密度为1.15g/cm3~1.3g/cm3,用作绝缘纸板筒、绝缘压板和端圈等在高压线圈多层纸筒组成的油-板间隔结构中,也鈳用瓦楞纸板代替纸板撑条形成油隙这样可以在保证绝缘性能的基础上节省材料。树上鸟教育电气设计视频教程

聚丙烯薄膜是由聚丙烯樹脂(PP)挤出厚片经定向拉伸而成,其特点是:1)密度小可拉伸成0.06mm甚至更薄,其密度为0.89g/cm3~0.92g/cm32)具有较好的电气性能和化学稳定性,相對介电系数为2~2.2击穿打压大于150MV/m;3)具有很好的机械性能,其抗张强度大于100MPa;4)可在125℃长期使用属于E级绝缘;5)具有疏水性,防吸水的能力很强可用于油浸式变压器的导线绝缘。

变压器油、绝缘纸是油浸式变压器线圈的的主要绝缘材料树脂、绝缘纸、复合材料是干式變压器线圈的主要绝缘材料,除了这些材料外在变压器中还常用到以下一些绝缘材料:(层压木、层压板、绝缘漆、绝缘胶、棉布带、緊缩带、无纬带等

1)层压板:电工层压制品是由纸、布及木质单板作底材,浸(或涂)以不同的胶粘剂经热压(或卷制)而制成的层状結构的绝缘材料。根据使用要求层压制品可制成具有优良电气、机械性能和耐热、耐油、耐霉、耐电弧及耐电晕等特性的制品。层压制品主要包括层压板、层压木、层压管、棒、电容套管芯和其它特种型材等层压制品的性能取决于底材和胶粘剂的性质及其成型工艺。层壓板按照原材料和粘合剂的不同分为绝缘层压板(纸板,用于油变)、酚醛层压纸板(通称电木板纸板浸渍酚醛树脂,用于油变)、酚醛层压布板(棉布浸以酚醛树脂常用于油变)、环氧玻璃布板(玻璃纤维布以环氧树脂为粘合剂,可用于F级干变或油变)、改性二苯醚玻璃布板(玻璃纤维布以改性二苯醚树脂为粘合剂可用于H级干变)、双马来酰亚胺玻璃布板(玻璃纤维布以双马来酰亚胺树脂为粘合劑,可用于H级干变)层压板通常具有较好的机械强度和绝缘性能,在变压器中常用作铁心夹件绝缘、外部支承件等

2)绝缘筒(管):變压器中的绝缘筒主要用于内外线圈间、线圈与铁心之间,用于线圈内衬骨架导线直接绕制在绝缘筒上,同时绝缘筒还可用于主绝缘,增加主绝缘油隙数量增强绝缘。绝缘筒根据材料的不同通产共分为酚醛纸筒(常用于油变)、环氧玻璃布筒(常用于油变或F级干变)、改性二苯醚玻璃布筒(常用于H级干变)、玻璃钢筒(常用于H级干变)、双马来酰亚胺玻璃布筒(常用于H级干变)等。

3)层压木:电工層压木选用优质的硬木如白桦木、山毛榉等,经70℃~80℃两次蒸煮去掉木材本身的木质酸和油脂后,切为1~3mm的单板干燥后再涂以树脂膠黏剂,经预固化处理后经反复组坯叠装而成,具有良好的绝缘强度和机械强度在油变中可用作垫块、角环等的。

4)绑扎带:变压器鼡绑扎带有棉布带、紧缩带、网状半干无纬带、玻璃布带、聚酯带等用于铁心、线圈的绑扎、收紧等。

在变压器中还有结构材料和附件,结构材料主要起到变压器支承、磁路、电路加固、变压器绝缘液封装等功能包括夹件、油箱、散热器、储油柜等,其主要材料为Q235钢材对于油箱箱盖的出线套管位置常采用无磁钢以减少涡流,此外变压器器身内部有时也会在采用无磁钢或高牌号钢材

变压器附件主要其性能监测和保护功能,干变中包括温控器、风机、互感器等油变中包括气体继电器、温控器、压力释放阀、分接开关等,部分附件需求是由客户提出

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如果你是!!!一个在桥梁施工工地工作一段时间,连简单的图纸都看不慬最简单的技术都不明白,甚至各种必要计算都不会算的施工小白;可能你会因此无法有效的管理施工队伍在工地上处于一个学历最高但是最没地位的尴尬局面。

因为不懂桥梁施工技术根本不能管理施工单位;因为不懂技术,会被施工单位投诉从而会被业主怼的监悝新人;

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近几年来,BIM的发展速度越来越迅猛因此,也有很多做工程的朋友逐渐选择进入了BIM领域近日,国家人力资源和社会保障部颁布了新通告:将建筑信息模型技术员(BIM工程师)纳入噺职业范畴这也预示着,BIM工程师正式成为职业发展新方向!

其中对建筑信息模型技术员(BIM工程师)的工作要求如下:

有很多不了解BIM的哃学可能不太明白每一项都是具体做什么的,接下来就给大家详细介绍一下每项不同BIM技术的运用~

1.负责项目中建筑、结构、暖通、给排水、電气专业等BIM模型的搭建、复核、维护管理工作;

第一项也是做BIM、学BIM最基础的一项,运用Revit软件进行BIM三维模型的创建当然,最常用的是Revit软件用它创建出来的模型会包含信息,我们也可以选择Sketchup软件进行快速三维建模

2.协同其它专业建模,并做碰撞检查;

第二项就是利用三維模型进行碰撞检测。很多从事机电方向的建筑人应该早就了解过这项技术利用Navisworks软件对已经建立好的三维模型进行碰撞检测,检查出管線碰撞交叉的具体位置,进行图纸修改大大提升了施工效率,减少返工情况

3.BIM可视化设计:室内外渲染、虚拟漫游、建筑动画、虚拟施工周期等;

这一项内容就比较多啦,需要给大家分开介绍~

渲染就是为了将我们三维模型的画质变得更好。我们需要将已经建立好的三維模型导入到Lumion这款软件里进行渲染让模型变得更加逼真。做出的效果图还可以导出到PS软件进行二次调整让画面更加没关啊。同时我们還可以运用Lumion软件进行漫游动画的制作也就是下面一项~

漫游,就是建筑主体模型不动移动视角所拍摄下来的动画,经过Lumion渲染过后的动画效果十分逼真

这一部分,也就是我们常说的BIM动画它的主要内容就是利用3dmax或者其他动画制作软件,进行三维建模并对一些细部节点的笁艺工法进行动画的演示,然后导出动画再用PR、AE等后期处理软件进行处理,得到成果视频一般用作可视化交底,或施工重难点的可视囮展示

运用BIM技术将施工进度计划展现在三维模型中,也是BIM技术中重要的一环所用的软件包括Project、Navisworks等等...

4.施工管理及后期运维。

顾名思义僦是利用BIM软件和技术进行施工管理和后期的运行维护。

怎么样看了这么多,是不是对建筑信息模型技术员(BIM工程师)的工作内容了解充汾了现阶段,BIM是整个建筑行业发展的大趋势每个建筑人都在了解BIM,学习BIM不愿输在起跑线上。这不中建二局已经组织了BIM技术的培训。

为推进BIM技术在工程中的应用提升公司技术人员应用BIM软件的操作能力,近日中建二局一公司在西南分公司开展了BIM应用高级培训,此次培训内容是:“筑龙学社BIM项目实战多软件实操训练营“课程共有36名技术人员参加了本次培训!

主办单位中建二局第一建筑工程有限公司

承办单位中建二局第一建筑工程有限公司西南分公司 

此次培训中建二局邀请了筑龙网特聘教师,知名集团BIM总监:董老师也是“BIM项目实战哆软件实操训练营”课程的主讲老师,本课程完全按照项目工作需求设置以最少的时间,掌握最有用的BIM技术学习的课程内容无一不是施工人用到最多的BIM技术,如三维场布、工艺动画制作、碰撞检测、进度计划、漫游动画等等...助力学员学习BIM成果展示、招投标BIM加分项....

工程师慬BIM普遍高薪,涨薪近万

近年来国务院、住建部以及全国各省、市政府,频繁颁发文件要求重视和发展BIM技术人才,工程建设项目中要求应用BIM技术这也增长了各大企业对于BIM技术人才的需求,预计到2020年全国BIM技术人才缺口将达到60万!所以我们才可以看到中建二局正在不遗余仂的培养自己的BIM人才

以下数据来源:某招聘网站

由于BIM人才稀缺,真正既懂专业知识又懂BIM技术的人才哪怕学历不高,他们的工资也将会夶大高于同行其它专业技术人才的工资根据2017年专业薪资水平统计采集了5428个从事BIM技术的工作者薪资进行了数据统计。从数据可以看出绝夶部分的BIM技术工作者的薪资处于的区间,平均薪资是7170元/月工程人不学BIM,不懂BIM未来可能面临被行业淘汰!

从图中可以看出BIM从业者薪资水岼的提高速度非常迅速。需要进一步说明的是:统计所采用的是以BIM技术工作者的月收入为基准而并非年收入,也就是说对于项目提成這一方面的计算有其他的方式方法,一些BIM大牛可以轻松年薪30w以上

不想在工地搬砖,没日没夜的工作

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2019新年第一期2月21日正式开班

(视频较大,“壕”也要注意哦~)

1981年7月17日美国堪薩斯城凯悦酒店天桥坍塌事故共造成114人死亡、216人受伤,是为当时全美死亡人数最多的工程事故直至被2001年911事件所超越。其影响之深在27年後的7月27日,堪萨斯日报仍以‘for many a memorial long over due”为标题悼念该事件中的受害者。而由堪萨斯城市星报主导的对事故原因的调查更获得了美国新闻界最高榮誉奖项——普利策新闻奖

△堪萨斯城凯悦酒店坍塌事故现场

犹如蜜蜂选择复杂的六角形结构建造蜂巢,鸟类会被颜色鲜艳的异性吸引经济发达的社会下,人们更喜欢挑战更大、更高、更复杂的东西与昆虫相比,所有这些超出工程学范围的考虑因素也许会使工程师的任务更令人兴奋但同时也一定没有那么多的经验可供借鉴。

开业于1980年7月1日的堪萨斯城凯悦酒店由三部分组成:1个40层高的塔楼部分一个功能区,还有一个中庭中庭是一个大型的开放空间,长44m宽36m,高15m3条悬空的人行天桥分别位于中庭的二,三四层用于连接功能区和塔樓部分。这一精巧的布局使得中庭享有开阔的空间而人们又能够自如地穿梭于酒店各区域之中。

二层人行天桥和四层天桥通过吊杆相连三层走道在另一边与之相望。当中庭聚集了大多数来客欢快地跳舞庆祝 无缘参入其中的客人仍可以在人行天桥上驻足观看,分享这热鬧的气氛这正是1981年7月17日事故当天的场景。当地时间7点零5分大约1600名民众正聚集在一层中庭兴高采烈地享受一场茶舞舞会,另有约20人在二樓21人在三楼观看。突然连接四楼天桥的钢质吊杆爆裂,整个四楼走道失去支撑连同在上面观看舞会的16人一齐坠落至二层走道,并与②楼走道一起跌到一楼中庭整个坠落过程不过几秒,却导致百人罹难以及更多的人被埋在重达60吨的碎玻璃,废铁和混凝土中更严重嘚是,人行天桥的坍塌导致酒店水管的损毁大量的水涌入一楼大厅,进一步威胁着幸存者

搜救行动持续了14个小时,多支团队参与救援荇动多种工具和医疗设备被想方设法运进酒店。Waeckerle教授作为搜救负责人在短时间内做出了决定:轻伤者送出酒店部分重伤者在酒店内得箌治疗,受伤最严重者则只得到了止疼用的吗啡--囿于人手紧迫药物有限时间紧急对他们的拯救被排在了最末。主要力量用于排除接下来會发生的坍塌和解围被困的人们最终,29人幸运地获救

△二层和四层人行天桥坍塌

凯悦酒店集团作为世界顶级的跨国酒店集团,素以豪華、舒适及人性化服务驰名这座位于堪萨斯城的酒店在发生事故时不过刚刚运营了一年,却出现了如此严重的事故公众强烈要求对事故展开调查。包括美国国家标准局(National Bureau of Standards是一家属于美国商务部的非监管机构)在内的多个团队对此次事故开展了调查。其中身为职业建築师的Lischka先生接受了堪萨斯城星报的邀请,以记者的名义进入事故现场进行隐秘地勘察

Lischka先生在事故现场看到连接四楼天桥的吊杆完好无损,因此四楼吊竿本身的失效可以暂时被排除而仔细排查现场保留的其他吊竿,一个惊人的事实浮出水面

美国工程设计公司G.C.E 公司,是凯悅酒店项目的设计团队他们负责完成钢结构的设计和图纸。G.C.E公司设计的人行天桥是这样的沿整个天桥长边方向,两组工字钢(W16x26)分别支撑在天桥的混凝土走道底板下方; 沿天桥的短边方向 箱梁则横向支撑在混凝土走到底版的下方,并用于固定吊杆箱梁由两根MC8x8.5的C型钢焊接而成。

G.C.E的原设计中第二层和第四层走道是被一根吊杆连接的,这根吊杆固定在房顶上而现场找到的吊杆长度则远小于连接两层走噵所需要的长度。Lischka先生于是重新审核了该项目的施工图纸他发现,在施工图纸上第四层天桥变成了由两根吊杆共同连接。两个螺母一仩一下分别固定连接四层天桥的两根吊杆向下的吊杆连接着二层天桥,向上的吊杆仍连接着屋顶

△走道连接处的设计变更

原来,为了便于施工吊杆的制造商和施工方,美国Havens Steel Company Professional Fabricator(以下简称 Havens公司)要求变更设计为用两根吊杆分别连接四楼和二楼这样施工方可以免除把一根長吊杆穿过两层走道的麻烦。于是设计被改变了最终的施工图纸也被改变了。

在G.C.E的原始设计也就是一根吊杆贯穿二层和四层走道的设計中,假设每一层走道的自重和该走道上行人的重量之和为P那么四层螺栓处的受力为P,即四层螺栓处只承受该层的重量同理,二层连接处螺栓也只承受二层走道德自重和行人重量P而更改的设计中,新增了一根吊杆连接二层走道也因此,这跟吊杆把二层走道及其行人嘚重量P传递到了四层走道上四层走道的螺栓处承受的重量变成了四层走道及行人的重量P+二层走道及行人的重量P,也就是说变成了2P是原設计中承受重量的两倍。

1979年2月16日G.C.E收到了42张施工图,包括变更之后的连接处的图纸1979年2月16日这些图纸被盖章确认并交给现场用于施工。

1980年7朤1日酒店正式开业1981年7月17日,天桥坍塌事故发生四楼天桥最中间的箱梁因为其靠近东面的一端的连接处上的螺栓失效而迅速下滑坍塌,該处箱梁的损坏使得该处原本承担的重量转移到相邻各处连接处其他几处连接处也纷纷失效,最终失去了支撑的四楼天桥笔直地坠落,砸在正下方的二楼天桥上巨大的冲击力远远超过了二楼天桥能够承担的重量,二楼连接处也断裂失效整个四楼天桥,二楼天桥连同咜们上面的人们一起坠落至一楼中庭悲剧就是这么发生的。

现场观察到的箱梁的严重扭曲变形说明了这一切都是从四楼天桥的箱梁上的連接处开始

△箱梁失去支撑,下滑扭曲变形

△箱梁连接处的失效是整个悲剧的开始

据美国国家标准局的估算事故发生时,四楼天桥连接处承受的荷载为93kN, 而美国国家标准局对天桥进行复制并进行的实验表明该连接处最多只能承受83kN的力,这一数值不仅小于事故发生时实際施加在该连接处的荷载(93kN),也远远达不到美国堪萨斯城当地建筑规范对该连接处的设计要求根据美国堪萨斯城当地的建筑规范,该連接处必须承担302kN的荷载而不出现任何结构问题即使是G.C.E的原始设计,这个数值也无法被满足这个设计缺陷,出现在了所有三条人行天桥仩诚如国家标准局的调查报告所说,人行天桥只能够承受自身的重量和一点点其他荷载

基于本次事故,由美国土木工程师协会ACSE出版的鼡于指导调查结构结果事故的工程师手册中对连接处失效做出了如下定义:

「“由连接处失效导致的整体结构的坍塌发生在完全没有或者僅有少量的额外承载强度的结构上当出现多个强度很低的连接处时,其中一个连接处的失效会导致箱邻的连接处纷纷失效最终致使结構坍塌。”」

而连接处失效的主要原因包括:

? 对于施加的载荷计算失误导致的不足够(insufficient)的设计

? 由于结构截面发生突然变化导致的应仂集中

? 对于旋转和位移计算的错误

? 没有考虑到材料在生产过程中产生的大量残余应力

显然, 凯悦酒店坍塌事故的事故原因包括第一点——对连接处的设计不足但同时,G.C.E和连接处的供应商兼施工方Havens公司谁应该对连接处的设计变更负责以及谁应该对整体设计负责,也是本佽事故责任判定的关键点

在调查和法庭听证过程中,有两个重要的事实被公之于众:

1、吊杆的制造商和施工方Havens在法庭证词中声称, 他们就吊杆的设计变更问题与设计公司G.C.E.通过电话并得到了了G.C.E的同意而在长达26周的庭审中,G.C.E始终否认他们收到过类似电话尽管改动的图纸上被茚上了G.C.E的印章。

2、1979年10月14号在坍塌事故发生一年之前,仍在建设中的中庭屋顶发生过一次坍塌坍塌面积超过250平方米。G.C.E表示他们曾经要求在现场安排设计代表多达三次,但由于经费限制都没有得到业主(皇冠中心重建公司)的同意

最终,法庭判定G.C.E公司的人行天桥的设计鈈能满足建筑规范要求这个结论基于已经暴露的天桥部分的设计及图纸中的错误,误差疏忽。而对于G.C.E公司所宣称的是对设计含义的溝通失误造成了变更设计的通过乃至最终被建造,法庭认为G.C.E.公司既没有在设计阶段承担应尽的责任,也没有在中庭屋顶发生坍塌事故时進行应有的详尽的调查尽管供应商兼Havens公司没有尽责审核和检验施工图纸,也没有向G.C.E公司特别标注出吊杆和箱梁的连接处的设计变化G.C.E公司的工程师们应该对图纸进行最终检查。G.C.E公司并没有发现连接处的变更也没有详尽调查中庭屋顶坍塌的原因,显然他们错误地对havens信任過度。最终G.C.E公司被判定对吊杆的设计变更负责。

1984年11月1日GCE公司被判决为严重疏忽罪(gross neligence,比一般疏忽罪更严重一级被定义对应有责任全蔀的疏忽),并被剥夺了设计资质美国土木工程师协会(ASCE)也更改了相关规定为:结构工程师对设计项目负全部责任!

大家好,我叫刘妍来自南方科技大学人文社会科学荣誉学会,我是一个建筑历史学者

在过去近十年的时间里,我一直在做的一个研究叫作编木拱桥咜是一种特殊的历史桥梁,在整个世界文明史中都非常少见但其中最著名的一个案例相信在座的一定都见过,就是《清明上河图》

▲《清明上河图》 宋·张择端 北京故宫博物院藏

这幅画画的是北宋东京汴梁城外汴水河上的一座拱形桥梁。但是它跟我们常见的石拱桥不一樣它是用木材制作的,是用巨大的方木通过交织关系结合在一起互相支撑,互相制约所以化直为曲,形成了一道飞虹

因为《清明仩河图》存世有非常多的版本,这种桥梁只存在于北京故宫博物院藏的宋代张择端版里在其他后世的仿本中,包括台北故宫所藏的两个著名的版本当中大家看到的都是更加常见的石拱桥,所以这种桥非常少见

▲ 左:仇英本,右:清院本

经常有学者会质疑:这个东西到底是不是画家自己的杜撰有幸的是,我们其实可以在历史文献中找到很多对它的描述比如说《东京梦华录》讲的就是东京汴梁城外的倳,它说“其桥无柱皆以巨木虚架,饰以丹艧宛如飞虹”。《宋会要》中说“编木为之钉贯其中”,这描述的就是它的结构逻辑

實际上,最近几年有学者在另外的一幅宋画中发现了另外一座小桥虽然小巧,但是构成的结构是相似的

▲《江山秋色图》 宋·赵伯驹

囿这些文献和文字相互辅助,我们知道这种历史桥梁是真实存在的这个结构是真实的。可惜的是宋代之后,无论是在文字还是图像中这种桥梁就消失了。

很长时间以来学者们都认为这是中国特有的历史结构,而且是一种消失的结构在中国民间,不知从何时何地被哬人发明有这样一种筷子搭桥的游戏。它们的结构构成非常相似我们相信两者会有一定的亲缘关系。

我在本科读的是土木工程专业進入大学第一天的土木工程概论课,我就在课堂上看到了这张图当时教授就说,中国历史上有这么一种特别厉害的桥梁它结构之奇特,哪怕是今天的结构工程师都很难计算明白

要知道,中国古代的建筑在今天的结构工程师眼里,以结构学的眼光去看的话能够真正引起他们兴趣的是非常有限的,能够使其击节赞叹的就更少了所以当时这个桥一下子就把我抓住了。

我在硕士的时候转入了建筑学专业读的是中国建筑史。到博士的时候我在德国慕尼黑工业大学学习建筑考古学,就将这种结构作为我的博士课题所以其实我是在本科叺学的第一天就迎面撞上了自己的博士论文选题,我觉得最浪漫的一见钟情也不过如此了

但是这种编木拱桥并不是中国特有的,后来学鍺们知道达芬奇也做过类似的设计。达芬奇的图画比《清明上河图》晚了300多年所以无论是欧洲还是中国的学者,都倾向于相信他一定受到了来自东方的影响

我为了弄明白达芬奇是怎么想的,还专门啃了一阵子拉丁语跟意大利语也收集了达芬奇的手稿以及当时文艺复興时期的历史文献。我发现其实达芬奇在研究罗马自己的历史

古罗马时期,尤利乌斯·恺撒在征讨西欧高卢地区的时候建造了一种军事桥梁达芬奇是从凯撒的那种莱茵桥得到了启发才发明了编木拱桥,和中国、和东方其实没有关系

我在读博期间就在全世界的各个角落、各个文化当中收集了各种各样类似的结构。这是在美国Huntington Library的一个日本园林里面是由一个偷渡到美国去的日本匠人在1913年建造的小桥。

要知道茬1913年《清明上河图》还深藏在紫禁城当中,不被外界所知所以这座桥跟《清明上河图》肯定是没有关系的。至于它和中国的文化、和Φ国的游戏有没有关系我们就完全没有证据了。

有趣的是虽然刚才日本人建了一个桥,但是在日本本土我们是找不到类似的桥梁的呮有一个特殊的例子,就是这张图纸

这张图纸描绘的是1827年建造的一个桥,结构复原出来是这个样子

我们可以看见中间是一个编木拱,泹是可惜的是这座桥在30年之后就改变成了其他的样子,所以现在日本全境是找不到这样的实物的这个图纸也是被长期保留在当地的私囚手里面收藏,直到近些年才被学者挖掘出来

这是1895年的一本德语木工手册。它在园林建筑的章节里面提到了这样的一座小桥说这座桥嘚跨度只有4米,叫作“所谓的高加索桥”是作为园林景观用的,有猎奇的性质

这是在挪威的中部山区。这个地方本来地广人稀十八、十九世纪因为开发矿产才得到发展,又因为开发矿业在同一个时期兴建了一大批桥梁。我只找到了一座跟编木拱非常相似的结构但昰在当地我们可以看出它整个发展的流程,可以知道这个桥是在本地发展起来的

除了这些世界各地的案例,在中国的各个地方也有不同形式的编木结构在西北,在甘肃有这种所谓的卧桥它实际上是悬臂梁结构,但是在上部这个区域使用了一点编木的原理所以这座桥絀现了很特殊的一个反曲线。

▲ 甘肃渭源霸陵桥

在西南在湖北恩施和重庆交界的地方,它也是伸臂梁跟编木相结合的一个结构它的形態又不一样。

▲ 湖北恩施利川市毛坝镇群策桥

当然中国最重要的案例还是闽浙地区的编木拱桥。这种桥分布在浙江、福建两省交界山区最北边到温州、到丽水,最南边到福州西边到武夷山,东边到沿海从南到北大概200多公里的这么一个范围,非常有限在深山老林里媔。

它到现在还保留着一百零几座历史遗构因为被水被火毁得非常厉害,过去肯定有更大量的遗构而且最厉害的是,这个地区因为太過偏远还保留了匠作的传统。传承最久的两个家族距今传承了八代,历时200多年

在2009年的时候,闽浙木拱桥的营造技艺作为中国木拱桥營造技艺列入了联合国急需保护的非物质文化遗产名录。

所以这就好玩了编木拱这个话题是非常独特的,它出现在每一个文明中的时候都曾经被当地认为是特殊的构造,甚至被认为是独创但是这种独创却又孤立地出现在那么多不同的文明里面。

至少有若干个案例鈳以让我们确定它是没有被影响的,是从自己的文化土壤当中长出的它既是普世的又是独特的。它不是中国的独创但是却有非常强烈嘚中国性,因为只有在中国这个地区在闽浙山区,它才发展成为一种真正成熟的技术

前面这些案例,它们其实都有一定的实验性甚臸是游戏性,在历史当中短暂地出现然后就消失了,并没有留下传承

但是在闽浙地区,它把这种游戏性质的建造变成了一整套有效、囿序的构造并且有相配套的施工措施。当然最重要的是有历时超过400年的匠作传承在匠人当中形成了传统。

这就是我在过去十年要研究嘚东西就是编木拱桥它在人类的文明当中到底是怎么一回事,它在所有这些文化中是怎么诞生的是怎么被设计、被建造、被使用的,尤其是在中国它是在怎样的一个文化土壤中被孕育演化的。

这个题目看起来非常地小在建筑学的领域里也非常地边缘、非主流,但是假如我们从这样一个特殊的角度剑走偏锋可以切入很多个不同的文明。我们在其中深入挖掘的话其实可以揭示背后非常丰富的文化差異性的问题,去更深刻地认识中国自身的建造历史在人类文明中的位置

所以我自己遇到这个题目,把它作为一个长期的课题我感到非瑺地幸运。因为它足够地小而且又足够地完整。反正一共不超过十个国家一百多个案例,它是一个人花十年左右的时间凭一己之力可鉯去完成的体量

我从2009年开始进入闽浙山区做田野调研。最开始的时候是像所有的建筑学者一样做测绘,我当时的计划是把这一百零几座历史遗存的桥梁都做测绘

到博士答辩的时候,我完成了70%左右的测绘70座。为什么我没测完就敢答辩了呢因为我找到了更重要的东西:匠人们头脑中的知识。

我从2012年开始跟随着三支不同的匠人一共建造了三座桥梁,其中第三座非常小的这一座,建在德国雷根斯堡旁邊的一个小园林里面在造这座桥的时候,我自己变成了绳墨师傅就是那个掌握全局以及每一个细节的建造匠人。做完这座桥之后我洎己知道:I am ready。

刚才说了我遇到这个题目非常地幸运,但我觉得从另一个角度来说假如一个研究课题本身有一个人格存在的话,它遇到峩也是它的幸运

你想一下,编木拱桥这么一个话题它如果需要在人间找一个代理人把它释放出来的话,这个人第一他要有结构的背景,他还要懂得中国建筑要能够接触到西方的尤其是欧洲的历史材料。

而且这些知识背景还不算最重要的最重要的是他要身体好,要扛得动木头、抡得动斧头能在田野调研的时候扛着一百斤的行李加设备在山里面行走,而且还要能攀岩

我在读书时代是一个业余的马拉松和铁人三项运动员,所以我相信如果编木拱桥在人间找一个代理人的话放眼望去,那就是非我莫属了

当然那个巨大的野心今天是鈈能在这里展开的。我下面的时间将跟大家分享两个故事是跟闽浙木拱桥相关的。在讲故事之前我们先要用最简单的方式,来认识一丅闽浙木拱桥的基本构成

这是一座典型的桥梁,杨梅洲桥外表看起来灰秃秃的,因为外面覆盖着鱼鳞板(风雨板)它是为木结构遮風挡雨的,免得它们受到风雨的侵蚀

▲ 福建省寿宁县坑底乡杨梅洲桥

我们用模型展示里面的结构。把鱼鳞板掀掉的话可以看到上面是囚通行的廊屋,它和普通的房子结构原理是一致的因为我们关心的是下面的结构,所以我们再把上面的廊屋以及一部分桥面结构掀掉

▲ 福建省寿宁县坑底乡杨梅洲桥1:20 木质模型

我们用图纸来表示,猛地一看有点复杂别怕,其实特别简单

所谓的编木拱是在它的下部这个區域,能看出来它是一个交织的形态

把这个编木拱再拆开,其实是一个三折编拱和一个五折编拱交织在一起

三折编拱是主系统,是最偅要的承重系统建造的时候也是先建造它们。然后是五折编拱它在下部的位置和在上部的位置,跟三折边是平行的在这个区域它是茭织在一起的,呈这个状态

这部分的结构,它的设计、计算、施工匠人们是有专门的方式去控制的,是最重要的部分

因为编木拱本身是非常陡峭的,为了便于行走匠人还要在上面搭一层桥面结构,在桥面结构中间再有些额外的支撑这个X形的剪刀支撑是防止桥左右晃动的。上面这种支撑是额外支撑桥面结构的

把所有这些结构用榫卯关系摞在一起,就变成了这样一个结构所以其实看着复杂,拆开の后是非常简单的

当然,我们这么说它简单对匠人、尤其是传统时代的匠人来说,它并不是那么简单那么我们就要讲一个故事了。

這座桥在浙江省泰顺县三魁镇叫作薛宅桥。薛宅嘛就是薛家的桥。它历来是建在薛家的祠堂门口的历史上也一直有桥,几次被水冲掉几次重建。

▲ 浙江省泰顺县三魁镇薛宅桥

到了咸丰六年的时候1856年,薛家人又想在祠堂门口重建这座桥但这时候旁边住了另外一户張姓的人家,张家极力反对觉得在这儿造桥会冲撞自己家的风水,所以这两家打了很长时间的官司

薛家一意要建桥,张家一意要阻止两边都是合族而出,在工地上就对峙起来这座桥就在这种紧张的拉锯中紧锣密鼓地建了起来。等到下部的拱架结构完成的时候“不料巳时拆架,桥化长龙卧波也”——塌了

薛家人肯定就生气了。他们最开始把这归罪于造桥的工匠吴光谦认为是他的设计失误。等到稍微冷静下来之后又觉得不是匠师的失误,都怨张家人捣乱如果不是他们闹事的话,这个工程也不会这么仓皇地进行

所以全族人更加义愤填膺,重新捐助了木料然后请了另外一位匠师,叫作徐元良在第二年终于把这个桥建成了。所以我们现在在这个桥的廊屋上面可以看到匠人当时的墨书题字:寿邑小东绳墨徐元良。

这里先解释一下什么叫作绳墨绳墨就是匠人手里边使用的墨斗,他们用墨斗在構件上面弹线它其实象征着负责设计的匠人师傅对整个工程的控制权,就是那个ruler所以它就变成了第一负责的匠人的身份象征。

第二位置的绳墨徐斌桂是徐元良的儿子。底下有若干个名字陈姓的、郑姓的这几位师傅是跟着徐姓的师傅一起过来的。最后有一个名字是薛姓的是薛家自己的匠人师傅。

因为我们研究这个技艺是想要找到匠人2000年前后,学者第一次试图到闽浙山区寻找还会造木拱桥的匠人的時候就是从这则墨书题字上,在福建省寿宁县坑底乡小东村找到了徐姓匠师的后人他们到今天还在活跃着造桥,已经有八代的传承洏且建造了很多非常著名的案例。

但是第一次造桥的“拙匠吴光谦”是什么人?族谱上没有记载大家一直都不知道。前两年我在附近鈈远的林山村找到了一本《吴氏宗谱》就把这个吴光谦找出来了。

怎么找到他的呢肯定也不是大海捞针。林山村的吴家和小东村的徐镓一直是合伙造桥的我参与的第二个项目就是他们合作的一个项目。两兄弟其实是连襟他们这种通过姻亲结成的技术联盟,从150年前到現在都是一致的

所以从这个故事里,我们就可以得出三个层面的结论:第一建造木拱桥是一个特别有技术门槛的事,不是随便一个匠囚都可以造的必须要从外面请专门的匠师过来建造。

第二即便是专业的匠师也是有技术难度、有技术风险的,稍微不慎就会长龙卧波

第三,即便你不是这些传统的造桥家族就像薛氏的匠师,你仍然可能通过合作的方式参与到建造中假如这个匠人本身有心,他也可能通过观察来学习一些基本的技术

薛宅桥建成于1857年,同一年就在同一条溪流上游15公里的位置,有一座文兴桥也同时建成了这座桥以巨大的变形闻名,俗称“桥梁中的比萨斜塔”

▲ 浙江省泰顺县筱村文兴桥

当地有很多传说,有说是师傅和徒弟一起造桥徒弟争强好胜,一定要造得比师傅高;或者是说两拨师傅有竞争关系他们一起造,所以就造成了一高一低

你假如像我一样懂得技术的话,就会知道這都是无稽之谈我们来仔细看它变形的这个部分,其实就是设计错了它就是我们刚才说到的最重要的编织的部分,杆件本身的比例没囿协调好所以会出现这么大的缝隙。

但是这座桥也非常地幸运出现了这么大的变形,却尚在结构承载力之内所以傲然屹立了150多年。┅直到2016年9月15号台风“莫兰蒂”带来了洪水,文兴桥和薛宅桥在同一天长龙化波这两座桥在同一条溪水之上,建于同年死于同日,也算是一对难兄难弟了

那为什么正确的设计这么难?

我们经常听说传统的中国匠人是不画图的一切都在脑子里。其实原理上是对的但吔不完全准确。匠人不画我们今天建筑学意义上的施工图但是他们会画这种单线图,外人看不懂匠人师傅之间是可以看懂的。

当然这個图纸能够表现的信息是比较有限的还有大量的后备信息是储存在他的头脑当中的,比如他们设计的一些基本的尺度、规律、口诀还囿一些固定的做法,这些东西实际上就是他们的行业秘密了

师傅在设计施工的时候,会把这个墨线图弹在地面上、门板上总之就是一爿平地,1:10的比例是常用的有了它,制作模板之后就可以把整个结构当中的每一个节点具体的做法、每根构件的长度确定下来。

不要小看这个因为在木拱桥结构里,每根构件都是斜的倾斜的构件之间的交接,又会产生榫卯的角度所以它里面的几何关系也是非常复杂嘚,每支匠人都有自己内部特殊的算法

所以我们学者在研究的时候,其实能观察出一些比如说比例的细节、角度的差异然后就能够判斷出来这个匠人的谱系。

▲ 左:坑底匠人做法右:下荐匠人做法

我在田野当中的这些年很幸运,因为这些传承了七八代的匠人他们把這种在家族内部流传两三百年的秘密对我倾囊相授。有的时候我自己也挺心虚的我就问师傅:你把这都告诉我了,这行吗他说,你就昰学会了也不会来跟我抢饭碗

我们刚才说了半天都是坑底乡的匠人,他们非常厉害在当地也很有名,可以说是鼎鼎有名的但厉害的匠人也有吃瘪的时候,我们下面来看另外一个故事

这座桥非常地惊险,叫杨梅洲桥它的位置就在坑底乡。准确的位置是在两县交界吔是两省交界,过了这座桥再走十来公里就到泰顺了从泰顺再上去就到温州,是交通要道

这个地方从清代就有桥,也是几次毁掉几次偅建到民国二十六年,1937年重新建造杨梅洲桥的时候,最开始的工程自然给了本乡的匠人——坑底乡稠林山村的吴大清师傅

吴大清师傅是刚才那个吴光谦师傅的侄孙辈,几代传承下来他自然是有能力建桥的。但是吴大清到了杨梅洲之后傻眼了:桥的跨度33米水面以下還有二三十米。

▲ 福建省寿宁县坑底乡杨梅洲桥

我们今天看到桥的一侧有一片浅滩但是这片浅滩是最近二三十年才冲下来的。即便不管這个浅滩桥下面水的位置是明显更深的。为什么明明有浅的地方还要在深的地方建呢因为它可以利用天然的石基。

吴大清能造桥但昰不敢在这么深的水上作业。所以坑底乡的董事没办法只好又从很远的邻县请来了另外的一支匠人:宁德县秀坑村的张学昶师傅。

秀坑村古称下荐这支师傅也经常被称为“下荐师傅”。我把闽浙两省有传承师傅的造桥工程在图纸上面落了一下箭头指的是项目所在地,圓圈指的是匠人本身的位置线条越粗桥的数量越多,颜色越深时代越早

我们可以看到,下荐这个位置在今天的周宁县礼门乡他们这┅支师傅可以说是两省之间一个碾压级的存在,其他的匠人跟他们完全没有竞争力只有他们踩着别人的门口去抢地盘,没有人能够下来

为什么这支匠人有这样一种统治性的存在呢?因为他们有特别硬核的技术今天两省之间存在的这种最为惊险的桥梁,建在悬崖上面的、建在清潭上面的基本上都是出自这家匠人之手。

所以我们现在再回到1937年的杨梅洲

造桥这么大的事,肯定是附近的村子都会来围观當时的吃瓜群众里面就有一个13岁的小童,名字唤作董直机他是从旁边的泰顺过来走亲戚的。他来了之后非常聪明伶俐在工地上面帮师傅递工具打下手。

吴大清看见他之后特别喜欢所以在现场半开玩笑地把他收为徒弟,教了他一些造桥的技术董直机也真的很聪明,把怹所看到的东西牢牢地记在了脑子里

杨梅洲桥项目完成之后,这名义上的师徒二人就分开了一辈子再也没有见面。4年之后董直机在17歲的时候,拜了另外一位木匠师傅学木工一辈子都在盖房子,没有造过桥

一直到2000年左右,因为木拱桥被政府重视了当地的文物工作鍺在寻找造桥匠人的时候把他挖掘了出来。所以2004年董直机老人以近80岁的高龄,建造了他人生中的第一座木拱桥2006年建造了第二座。2009年他被评为国家级的非物质文化遗产传承人2016年老人家去世。

▲ 泰顺县岭北同乐桥2004

2014年、2015年,我曾经两次去对老人家做过采访当时他的口齿嘟已经不是很清楚了,但是头脑思维仍然非常地清晰敏捷

所以对杨梅洲桥民国时期的这个项目,除了题在桥上的墨字之外我还有三个信息来源:

一个是董直机,他是工程的亲历者而且也是吴大清名义上的徒弟。一个是吴大根师傅你看名字就知道了,他和吴大清是同宗的兄弟大根师傅从小就经常缠着大清师傅,让他讲当年造桥的事

第三个就是下荐的张氏师傅的后人。我在德国造桥的时候就是跟着這位张昌智师傅一起造的他的技术代表了他的家族传承。

▲ 左:张昌智中:吴大根,右:董直机

所幸这三位匠人的口述并没有形成罗苼门而是共同地为我拼成了一幅完整的拼图,来了解当时建造的情景——

当张学昶师傅来到杨梅洲的时候已经是一个白发苍苍的老人。但他不是一个人来的他带来了浩浩荡荡的一大支队伍:分成三拨人马,一队专门下水叫水兵,一队专门爬高上架还有一队在岸上。

其中爬高的这组匠人是最厉害的第一他要胆子大,不怕高能爬上去;第二他水性也要很好,万一造桥过程中掉下去了游上来要接著干。

为什么只有他们可以建这种惊险的大桥呢张氏家族最厉害的,就是所谓的“水柱架”的技术按董直机的话说叫“样井”,因为呈一个“井”字形

其实就是靠四根巨大的脚手架的支柱,每根柱子都是两三根杉木头尾拼接在一起当然还辅助一些额外的支撑。它们既作为支持着结构的构件又作为起重机,用所谓的水车放下麻绳很多构件要从河里拽过来之后再吊到上面去。

有六七个匠人专门做上架的事情上架的时候,东家在岸边准备好烧酒、红包一个红包里有两块银元。谁去上架拿两块银元,喝两口烧酒

今天不可能再有匠人用这种方式来建造危险的桥梁了,太不人道了也太危险了,所以要想复原杨梅洲桥当时的建造情景就是我们开篇时看过的视频,峩们再来看一遍

最开始的时候,水柱架是拼好之后用竹筏放到水面上然后柱底绑上石块沉到水里。它们扶起来之后固定好用绳索作支撑,把最上面重要的构件用滑轨放上去

第一个折边拱的斜苗从两边起吊。可以从水里往上起吊如果岸上相对平缓的话,也可以从岸仩起吊把横木支撑到上面之后,中间的平苗仍然是要靠水柱架从河中心吊到上面旁边这两排架子是连接拱架跟上面廊屋的部分。

第二個系统下边这个部分相对简单一点。把它固定好之后这个是最关键的,就是真正起到编织作用的部分大家仔细看,这儿有一个特写要把它们非常紧地推进去。

推的时候拱架就会耸起来推到位之后拱架本身就会脱离脚手架,它就会自己站起来这样脚手架就可以拆掉了。最后再放上中间其他的斜撑再把桥板铺上,最后再把房子盖上去就好了

张学昶老人带着他的那支队伍做完下面的拱架之后就打噵回府了,剩下的廊屋工作由吴大清继续完成所以我们今天在桥上的墨书上面很特殊地看到两排主墨的名字并立写着,写在尊位的这个位置:宁德县小坑村张鹤昶其实应该是秀坑村张学昶,籍贯跟名字都写错了因为建廊屋题字的时候他已经走了。旁边是吴大清的名字

所以闽浙木拱桥,尤其是张氏家族的这个技艺真正最高超的技术其实是水柱架的技术。它是用最原始的方法、最粗陋的工具在最惊險的条件之下完成这个mission impossible。

闽浙地区为什么会产生木拱桥这种特殊的技艺呢实际上也是被这样的环境逼出来的,因为它山高地远经济不發达,文化也欠发展但是它要解决民生的问题,要解决交通的问题它就需要在惊险当中求生存。

听众肯定就要问了我们在前面已经說过那么多的编木拱桥,为什么在其他的地方没有产生这种成熟的木拱桥技术呢

其他的文明走上了各自不同的技术发展道路。就拿欧洲來说在欧洲从古罗马时期就开始发展一种桁架技术。而桁架其实是一种更加高效、经济、能力更强的技术在后来和现代的结构科学无縫对接。所以在那样的技术条件之下即便产生了编木拱的想法,玩一玩就可以了没有把这种东西转化成实际的需求。

当然也可能会有觀众继续追问在中国为什么没有产生桁架技术?这里面就有一个很复杂的文化选择、文化追求以及文化对思维的制约等等问题,就不昰今天能够展开的了

最后再放一张我最喜欢的图。这座桥在浙江省的龙泉县一个非常优美而偏僻的小山村,这也是刚才的张氏家族的莋品我们可以看到这个结构非常干净,而且最奇特的是它故意使用了一排天然的崎岖拗曲的木料,用它来组织编织的部分

他把这些朩料组织得如此地服服帖帖、严丝合缝。这其实是中国匠人另外的一个技术高峰把复杂的构造问题转化成为一种真正的视觉艺术,构造嘚美学die Baukunst, the Art of Construction。

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