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橋梁工程設計范文1
關鍵詞:橋梁設計;耐久性;問題;策略
中圖分類號:TU2文獻標識碼:A
一、橋梁工程耐久性設計問題
近年來,由于出現了大量的在役橋梁使用性能急速降低甚至損壞,橋梁結構耐久性問題重新被認識和重視,但總體來講,我國在保證結構耐久性方面的實際行動仍然是非常緩慢,以往的橋梁設計中,相當一部分根本未考慮結構耐久性方面的設計。設計人員在總體上缺乏“耐久性概念設計”的思想,沒有從全壽命周期角度去考慮橋梁的耐久性,在具體實施中也沒有執行耐久性設計理念。結構耐久性考慮不足在一定程度上導致了橋梁在施工過程中發生事故、使用過程中性能差、壽命短的不良后果。
具體在設計中,設計人員目前大多是按規范要求進行結構計算和構造設計,只控制了抗力指標、變形指標,但對于影響耐久性的問題,卻沒有關注。在結構選型方面考慮不足,有的橋梁結構整體性欠缺,受力復雜,施工時易產生硬傷,運營階段易疲勞,導致結構老化不耐久。在材料選用方面,沒有重視混凝土的耐久性,遇到惡劣環境作用時,混凝土易腐蝕,導致結構承載能力降低而不耐久。在構造細節方面考慮不足或未考慮,比如構件截面尺寸過薄、分布鋼筋太疏、混凝土保護層太小、防水設計不當、遺漏排水設計等,導致耐久性先天不足。
二、橋梁工程耐久性設計策略
(一)建立橋梁工程“耐久性概念設計”的思想
橋梁工程“耐久性概念設計”是從概念上特別是總體上考慮橋梁的耐久性問題,建立起橋梁工程設計“耐久性”的設計理念,正確地處理好橋梁的總體方案、材料使用、構造細節等問題,并在具體設計中貫徹執行。首先,需要認識到橋梁經過設計、建造并進入使用的過程中,會受到周圍環境的影響(包括車輛負載、自然災害以及人為因素等),而且橋梁建設中所采用的材料性能也會不斷地退化,最終橋梁各部分結構將會造成不同程度的損毀。只有對橋梁耐久性問題有了正確的認識,才能在設計時融入耐久性意識。其次從橋梁結構規劃、設計、建設、運營、管理和養護各個環節來尋求恰當的方法和措施來滿足橋梁結構全生命周期內的總體性能最優。最后在實際設計過程中堅持和始終貫徹耐久性和全生命周期設計理念。
(二)在結構選型方面重視耐久性
從橋梁結構選型上來講,應該選擇結構整體性好,受力明確、施工工藝成熟、易于養護的橋型結構,避免選擇太過復雜的結構型式。例如連續梁橋、連續剛構橋及連續剛構組合體系橋等都是理想的結構型式。從結構構件尺寸來講,在進行結構設計時,一些設計人員為了減輕結構自重,降低工程造價,往往采用較小的截面尺寸,在相同荷載作用下,截面配筋比較密,給混凝土的澆筑造成困難,使骨料分布不均勻,密實度下降,進而影響混凝土結構的耐久性。所以進行結構設計時,結構構件不宜過于纖細。
(三)在混凝土材料方面重視耐久性
1、混凝土的耐久性設計
橋梁工程應根據橋梁所處環境條件進行合理的混凝土耐久性設計,淡水環境和海水環境下的混凝土耐久性設計就相差很大。設計人員應根據不同環境作用,對混凝土的材料組成和技術性能提出具體的要求,例如,對構成混凝土的水泥組分、骨料、水灰比以及水泥用量、氯離子含量等作出明確的說明。
2、針對混凝土結構裂縫防治的設計
通常情況下,除了強烈的自然災害因素外,很多地區混凝土結構的損壞,都是由混凝土出現裂縫而造成的。特別是在自然災害頻發地區,裂縫的出現使得侵蝕的速度大大加快,為混凝土結構的耐久性的不斷退化提供了惡性循環的條件。再加上環境因素的侵蝕作用,會使混凝土的滲透性大大增加,混凝土的耐久性很快下降等,嚴重影響了橋梁混凝土的結構和質量,給橋梁安全帶來了較大的威脅。因此,如何防止或有效控制混凝土裂縫的出現,對于提高混凝土結構的耐久性十分關鍵,這也是開展橋梁結構安全性設計的一個重要內容。此外,對于混凝土裂縫的有效控制,除了要嚴格按照設計要求與規范對工作裂縫進行控制外,還要采取一定的構造措施,對施工或使用過程中出現的非工作裂縫進行合理控制。在《橋規》(JTG D62-2004)中,對于箍筋和水平防裂鋼筋在控制裂縫中的作用有所加強和突出,對于箍筋間距的規定與水平防裂鋼筋的配筋率有了一定的提高,這強調和突出了構造措施對于防止或控制裂縫的重要作用和地位。
3、針對鋼筋防腐在橋梁結構中的設計
當前很多橋梁為現澆普通鋼筋混凝土結構,這種橋梁負彎矩區鋼筋的銹蝕問題十分常見。因為,通常使用的普通的混凝土結構是一種必然地帶裂縫工作的結構,這在負彎矩區就很容易出現負彎矩裂縫,這種裂縫是一種開口向上的“ V ”形裂縫,橋面上的積水很容易滲入裂縫。因此,遭受了長期的侵蝕后,負彎矩鋼筋的銹蝕問題就十分嚴重了。鑒于此,要考慮采用環氧樹脂涂層鋼筋,這是一種由國外引進的較先進的鋼筋結構。為了很好地保證混凝土結構的防銹蝕性和耐久性,可以將這種環氧樹脂涂層鋼筋適量地應用在一般的鋼筋混凝土負彎矩區鋼筋中。
(四)細部結構設計
1、防水層設計
橋面鋪裝與主梁之間的防水層是防止橋面水滲入主梁的第二道防線。目前不少設計人員對橋梁防水設計重視不夠,對防水材料,特別是對一些新型防水材料缺乏系統的了解,因而在設計圖紙上無細化的防水設計、無選材說明,往往造成施工單位選材不當,降低了設計標準,影響橋梁使用壽命和耐久性。
(1)橋面防水層
對于橋面防水層,不能像以往一樣簡單地在設計圖上表示出設置防水層即可,也不是由施工人員或業主方就能夠確定這些需要計算的參數,而是必須要有設計人員進行仔細計算,在充分了解防水材料性能的基礎上,根據結構受力特性和橋面鋪裝材料性能及施工特點來確定防水設置方案。橋梁為承受振動荷載的結構,橋面防水層宜采用柔性的涂料與卷材防水材料,防水涂料與防水卷材,應根據結構形式、施工環境等綜合因素來考慮。
(2)橋梁防水的細部設計
設計單位應將防水層的設計在全橋范圍內進行整體考慮.特別是在伸縮縫處、泄水管處、防撞墻與分隔帶邊緣,等特殊部位做到防水層的連續性,使其防水層的設置更趨于合理。同時與結構設計統籌考慮,如:預制的鋼筋混凝土梁橋和預應力混凝土梁橋的橫向鉸縫處,應保證其在運營過程中有足夠的剛度,減小其變形、使鋪裝層的受力與主梁的受力相協調、保證防水層正常工作。
(3)橋梁結構整體防水設計
橋面設計良好暢通的排水系統,是保持橋梁結構不受或較少受水蝕的條件,但考慮水侵蝕的影響,除主梁外還會涉及蓋梁、墩柱、橋臺等,這些部位的防水設計也十分重要。比如蓋梁頂的排水坡、水中橋墩(特別水位變動區)等特殊部位。橋梁的防撞系統,是冬季除冰鹽水最易危害的部位,對這部分結構的細致的耐久性設計是十分必要的,這不僅涉及防撞系統自身的耐久性,如前面提到的,它還涉及到與其相連接的主體結構的耐久性。防撞護欄與主體結構的連接應采用整體現澆,避免采用預制安裝的形式,防止安裝過程對橋面防水層的破壞以及預制塊導致的橋面至主體混凝土結構的水通道。防撞護欄的自身抵抗氮離子侵蝕的考慮也是非常必要的。
2、主梁的排水設計
主梁是全橋的主要承力構件,一般在設計當中均要進行整體分析和局部分析,重視程度很高,從理論計算角度均能滿足規范要求??墒窃趯嶋H運營當中,主梁(主要是箱梁)箱體內長期大量積水的現象時有發生,甚至積水灌滿箱體的情況也有發生,極大地損傷了主梁的預應力鋼筋和普通鋼筋,使得主梁安全性大大下降。究其原因,很大程度上是對于主梁細節設計的不到位,主梁排水構造設置不夠完善,橋面積水在長時間不能排出橋外時便通過梁頂裂隙進入箱體,進而在箱體內不斷積累,最終形成箱體內積水。
3、伸縮縫
伸縮縫是橋面的重要組成部分,直接影響著橋梁的伸縮性、舒適性。由于對主梁收縮徐變考慮不足,經常出現的問題是型號選擇不當,導致梁端或在最高溫度時擠壓損壞,或在最低溫度時拉壞梁體。伸縮縫在保證梁體縱向伸縮的同時,也應重視防水設計。在很多設計中,采用直線式伸縮縫,這樣做固然設計比較方便,但在橋梁兩端的護欄處成為主要的漏水區域。因此,建議選用橫向兩端有翹頭的伸縮縫,使得整個伸縮縫形成一個閉合良好的u型槽,可以有效避免橋面積水沿伸縮縫這個排水薄弱環節下泄到分聯梁端及分聯墩蓋梁上。
結束語:
橋梁工程設計基準期長,其壽命周期與耐久性密切相關。在橋梁工程的整個設計階段,“耐久性設計”應作為頭等大事來抓,首先應從總體思路上把握好“耐久性概念設計”,然后從橋梁結構選型、材料選用、構造細節等多諸方面展開設計,并結合橋梁施工及后期養護來優化設計,以期確保橋梁達到預期的使用壽命。
參考文獻
橋梁工程設計范文2
Abstract: Skeleton is an indispensable part of the bridge engineering, and its main function are tower construction orientation, reinforced fixation, template consolidation, etc. And skeleton is the necessary settings in the position installation process of the cable pre-stress unprestressed reinforcing steel and cable-stayed steel casing. Based on the specific engineering examples as the research object, this paper deeply analyzes and studys the role of skeleton used in the design of arc shape pillar.
關鍵詞:橋梁工程;勁性骨架;設計要點;施工工藝
Key words: bridge engineering;skeleton;design essentials;construction technology
中圖分類號:[TU997]文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)23-0061-01
0引言
勁性骨架法運用于橋梁建設主要是把拱圈鋼骨架構建成一拱,接著不斷分環灌注,最后不斷增大截面以形成一個全拱。一般情況橋梁會受到索塔位置的限制或塔柱傾斜等影響,在施工過程中將勁性骨架運用于塔柱施工不僅達到了結構受力的標注,還能創造出足夠的施工面以維持正常的施工進度,使得塔柱外形足夠美觀,使用性能更加優越。
1工程概況
本次研究的大橋主橋上方結構形式是封閉式流線型扁平鋼箱梁和預應力混凝土箱梁混合組成的,主塔使用的為鉆石形空間索塔,屬于鋼筋混凝土構造形式,分下、中、上等塔柱、橫梁共同搭建。塔柱和橫梁的建造主要使用50號混凝土。塔柱形狀是弧線形,考慮到塔柱自身結構的特殊性,且施工質量標準較高,施工空間狹窄,工程量較大等多方面因素,尤其是施工屬于高空作業這一原因,必須要保證整體塔柱能夠在規定時間里結束,這就使得塔柱施工成為全塔按質定期完成的主要環節。
2勁性骨架設計
由于在塔柱施工過程中主要運用爬模的方式進行,則要保證每兩節模板高當成一個施工段。因而在設計時將勁性骨架高度確定在4.5m,實施整體吊裝。安裝過程中保證第一節比混凝土面高出0.5m,后面每塊安裝好的勁性骨架逐漸接高,且一次接高在4.5m,澆注塔柱混凝土1次。但這類形式的勁性骨架安裝措施存在缺陷,主要是在骨架整體安裝過程中的自重過大,在定位前必須要保持長時間的吊點,以免延長施工的進度。且施工過程中進行位置調整的難度較大,因而需把骨架設計成豎、向兩大塊,逐個吊裝后連接為整體。這一就能有效降低施工時間,最后只需將每節骨架4.5m高分塊吊裝即可。此次設計將結構確定為等邊角鋼及型鋼,并把鋼材的使用量控制在30kg/m3混凝土,在對方案進行一系列的優化調整后,不僅降低了鋼材的消耗量,也使得工程進度加快。勁性骨架主要構成為100×100×10、75×75×8兩種角鋼,整個骨架由加勁柱和平聯構建起了。加勁柱的截面大小為46×38cm。勁性骨架共劃為13個節段,把整個勁性骨架當成空間桁架進行設計計算。
3勁性骨架的制造
在選用塔柱勁性骨架的原材料過程中要從多個方面進行考慮,不僅要達到結構受力的標準,還需盡可能降低材料消耗,還便于慮制作、安裝。若選擇實腹式需用到工字鋼,材料浪費過大,剛度不足。研究后決定此次設計使用剛度強、材料少、安裝快的角鋼桁架柱。且配合運用100×100×10、75×75×8等角鋼組成,保持整個骨架由加勁柱和平聯組成,加勁柱的截面大小為46×38cm。為保證施工過程的暢通性,材料需提前2個月運至現場,且提前1個月加工備用。勁性骨架在制作棚時需結合圖紙的具體標準價格,在加工過程中要首先進行標準節的單根桁架柱的加工,然后結合圖紙上的數據完成平聯桿件的加工。由于骨架線形加工在精度方面的要求嚴格,測量人員必須在合理的場地科學放出標準樣線,然后再開料焊接。找出桁架柱的具置后將固定桁架柱安裝,結合完成平聯的焊接,以構成單節段單塊勁性骨架。
4勁性骨架的安裝
使用16T塔吊進行勁性骨架的安裝,首節勁性骨架需連接于調平段預埋鋼板。因為調平段預埋鋼板是不同階段勁性骨架的前提要求,必須對調平鋼板的平面位置和標格把握。使用螺絲將上、下勁性骨架連接起來,確定好具體的位置后在實施焊接連接。在安裝勁性骨架前要將梯形桁架裝好,在進行連接平聯。在勁性骨架安裝定位過程中要做好測量工作,防止因測量失誤而引起的返工,造成重大的經濟損失。在首節勁性骨架位置確定后,根據設計標準放樣出勁性骨架底部邊線,并將四個角點的標高測量出來,然后根據設計傾斜度將第一節骨架安裝好,對第一節骨架上端4個角點狀態做好測量工作,并根據具體結果實施調整,至達到設計要求。對于安裝勁性骨架過程中,骨架上端角點的標高與設計存在差異,應該結合實測標高劃算得出其平面位置坐標,并以調整過的平面坐標作為參照對骨架進行控制。施工人員需要結合工程的具體情況,對鋼筋位置合理整頓。在鋼筋綁扎徹底結束后再實施預應力粗鋼筋的安裝。斜拉索套筒安裝流程主要參展骨架,先對骨架橫聯位置初步放樣出套筒的位置,接著于橫聯中間位置焊接槽鋼以當成套筒的底托。接著以實際設計圖紙為主,確定套筒底軸線的平面位置、高程,接著配合塔吊將畫有上下軸線的套筒吊裝起來,底部軸線需要設置在兩個點上。上部主要選擇5個手拉葫蘆作為臨時固定裝置,安裝于勁性骨架的桁架柱、橫聯上,并對上軸線的兩點的空間坐標進行測量,并綜合分析不同坐標的特點,最后選擇科學的設計方式。在早期的焊接固定過程中,需要將套筒用槽鋼點設置于骨架結構中,并且對測套筒的具置進行檢查,這樣才能達到套筒徹底固定的需要,而焊接時需要合理分布焊接點,防止由于局部焊接溫度過高導致鋼結構出現變形,或套筒的空間位置改變。在安裝好鋼筋、套筒之后需進行外模板的安裝。外模板對塔柱的外形線型起著控制作用,這就需要測量出外模板的空間位置。選擇的測量方法類似于勁性骨架測量,得到測量結果需和骨架的數據對比分析,以保證骨架空間位置的科學性,達到標準后進行塔柱混凝土的澆注。
5結語
綜上所言,勁性骨架結構運用于高塔施工需要注意多個方面,不僅要參照具體情況施工,還要在施工技術、施工工藝等方面進行改進優化,這樣才能從根本上保證勁性骨架的施工質量得到提高。
參考文獻:
橋梁工程設計范文3
關鍵詞:橋梁工程;安全性;耐久性
0引言
社會經濟的迅速發展,使橋梁建設數量也在不斷增加,在促進區域經濟發展方面發揮著十分重要的作用。在橋梁設計中,加強安全性設計和耐久性有利于提高橋梁建設質量,保障橋梁使用的安全性[1]。
1橋梁安全性和耐久性的技術評估
現階段,很多橋梁工程的安全性和耐久性都無法滿足技術評估指標。對于橋梁工程的安全性和耐久性評估,并不一定需要在橋梁發生損壞時才可以得出準確的評估結果。我國在橋梁安全性和耐久性檢測標準中,已經明確了完善的檢測標準,據此可以對橋梁進行有效的評估,然后在橋梁中進行警示標識。
2影響橋梁工程安全性的要素
2.1預應力損失
橋梁結構的安全性和牢固性對于橋梁預應力損失會產生較大影響。橋梁混凝土結構和鋼筋穩定性、管道壁的摩擦力都會導致橋梁預應力損失,因此,在橋梁設計中,必須結合實際情況進行準確計算,不僅要明確預應力鋼筋的分批次張拉順序,而且還應該綜合考慮不同橋梁施工階段的溫度情況,這樣才能保證橋梁設計規劃和設計圖紙的可行性,盡量避免出現預應力鋼筋變化問題。
2.2截面抗裂性
橋梁設計的安全性與橋梁各個結構的抗裂性能有很大的關聯,在對橋梁的抗裂性能進行衡量時,應該綜合考慮不同橋梁結構的特征。比如,在預應力混凝土受彎結構設計中,需要考慮全預應力和部分預應力,全預應力結構在短期效應下不會產生正截面拉應力,而部分預應力在規定限期內會產生拉應力。在橋梁設計中,全預應力結構最為重要,尤其是在一些建設規模大、承載力較大的橋梁設計中,更應該綜合考慮全預應力結構設計,這樣才能有效提高橋梁結構的牢固性和穩定性,延長橋梁使用壽命[2]。
2.3材料質量
在橋梁施工中,施工材料能夠在很大程度上影響橋梁建設質量,而隨著橋梁性能的退化,橋梁結構也會逐漸變形,從而影響橋梁結構的耐久性。因此,在橋梁工程設計中,為了提高橋梁全壽命耐久性,應該充分考慮材料物理特性和化學特征的變化情況。橋梁材料物理變化主要體現在混凝土結構裂縫、鋼筋構件腐蝕等方面。對于橋梁材料選擇,首先需要考慮材料的耐久性,對混凝土結構的碳化、氯離子侵蝕和鋼筋銹蝕程度進行分析,其中,混凝土材料的耐久性要求如表1所示。其次,還需要對橋梁鋼結構以及其他構件的耐久性進行設計,通過模擬實驗,計算構件的承載能力,并預估材料的使用周期。
3耐久性設計具體實施方法
3.1適當增加混凝土保護層厚度
橋梁工程的主題結構是由混凝土和預應力鋼筋構成的,通常情況下,可以在混凝土結構和預應力之間設置保護層,以此提高混凝土結構和預應力鋼筋的黏結力,避免二者之間產生不良影響。通過調查研究發現,在橋梁工程中,保護層厚度會對鋼筋的碳化作用產生較大影響,因此,可以通過適當增加保護層厚度盡量減少對鋼筋的腐蝕作用,提高橋梁結構的安全性。
3.2加強抗震設計
在地震災害發生時,橋梁結構不可避免地會受到損害,為了盡量減輕橋梁結構受到的損害,在橋段設計以及支座設計方面,可以采用延性設計。在橋梁設計中,抗震設計屬于被動防御設計方法,目前,為了提高橋梁結構的安全性和穩定性,應該采用主動防御設計方法,首先對橋梁的結構性質和力學性質進行分析,然后結合實際情況對橋梁結構進行科學合理的設計。在橋梁抗震設計方面,首先需要計算橋梁地震荷載,然后結合反應譜理論對橋墩進行合理設計,如果橋梁結構形式復雜,而且橋墩高度在30m以上,則可以結合時程反應分析法進行橋梁抗震設計。
3.3加強防水層設計
在橋梁工程設計中,防水層設計是十分重要的組成部分,防水層是整個橋梁的保護層,防水層設計好壞能夠直接影響橋梁的防水效果,與橋梁結構的穩定性和耐久性有很大的關聯。橋梁常年暴露在環境中,不可避免地會受到環境中各種因素的影響,比如污水、酸雨、工業化學廢棄物等,而這些因素都會對橋梁混凝土結構造成一定的腐蝕作用,而防水層能夠對橋梁混凝土結構起到很好的保護作用,因此在橋梁工程設計中,防水層設計至關重要。在具體的設計過程中應該盡量提高防水層的抗滲性能,確保其能夠有效抵抗拉力作用,并且防水層材料必須能夠與橋面混凝土緊密結合,這樣才能將橋面與橋體有效結合。除此以外,還需要加強排水結構設計,有效排出橋面積水,提高橋梁耐久性[3]。
3.4減少橋梁共振效應
在自然界中,共振效應較為常見,在外力的作用下,某種物質的振動與原物體的自然振動一致時,可能會對橋梁結構造成毀滅性的影響。為了盡量避免橋梁受到共振效應的影響,應該在橋梁中設置減震器,起到干擾共振波的作用。通過減震器能夠有效避免振動波的加強。如果橋梁道路是實心公路,則一旦產生共振波,很可能影響到整個橋梁,而如果橋梁是由不同的道路或者截面所組成的,則一個截面的運動也會傳遞到另一個截面上。但是由于不同截面是疊放而成的,因此在不同截面之間會產生一定的摩擦,對此,可以通過增加摩擦力改變共振波頻率,避免振動波不斷累積。
3.5減少橋梁使用中的疲勞損傷
在橋梁工程的長期使用過程中,由于受到車輛動荷載的影響,橋梁結構內部會產生循環變化應力,而這一應力不僅會導致橋梁產生振動作用,而且還會導致橋梁受到疲勞損傷。另外,在橋梁建設過程中,施工材料并不是完全均勻的,導致橋梁結構可能會有很多細小的缺陷,在車輛、行人所產生的動荷載作用下,這些缺陷會不斷放大,最終導致橋梁結構產生裂縫,如果裂縫問題嚴重,甚至會導致橋梁結構斷裂。橋梁工程疲勞損傷會出現在橋梁的各個結構方面,如果疲勞損失十分嚴重,則甚至會導致整個橋梁結構失效。由此可見,在橋梁工程設計中,采取有效措施盡量減少橋梁疲勞損失是提高橋梁安全性和穩定性的關鍵。
4結語
橋梁工程對于促進區域經濟發展至關重要,相關部門必須高度重視橋梁工程的安全性設計和耐久性設計問題。對此,不僅需要在橋梁工程設計環節高度重視,而且在橋梁建設過程中也應該結合橋梁的持久性使用和安全性使用要求,加強施工質量控制,這樣才能有效延長橋梁使用壽命。
參考文獻:
[1]孟寶全.淺談橋梁工程設計中的安全性和耐久性問題[J].建材發展導向(上),2016(1):186-187.
[2]吳錦華,朱青蘭.關于橋梁工程設計中的安全性和耐久性的研究[J].建筑知識(學術刊),2014(9):398.
橋梁工程設計范文4
關鍵詞:橋梁工程;檢測技術;耐久性;橋梁安全
中圖分類號:U445 文獻標識碼:A
一、橋梁安全性、耐久性差的主要原因
1.1施工和管理水平低
國內外多座橋梁的突然破壞與倒塌,已使工程界對橋梁安全性問題倍加關注。一般的看法認為當前的工程事故主要是野蠻施工和管理腐敗所導致。對于短期內發生的諸如突然破壞與倒塌,多是由于施工質量沒有達到規范和設計要求,典型的問題包括材料強度不足和施工工藝不合格等;也有個別橋梁存在諸如偷工減料、以次充好等嚴重的管理問題,更是對橋梁安全造成致命的損害。
而大量的橋梁在遠沒有達到預期使用壽命時,出現了影響正常使用的病害與劣化;特別是一些橋梁在只使用了幾年、甚至剛建成不久就出現嚴重的耐久性不足的問題,這也與施工質量低下有重要關系,典型的問題有鋼筋保護層不足及目前廣泛存在于施工現場的嚴重的構件開裂問題(主要原因包括:水泥選用、混凝土配合比、振搗、養護不當及預應力施加不合理等)。這些施工上的缺陷雖然短期不會對橋梁的正常使用產生明顯的影響,但卻會對結構的長期耐久性產生非常不利的危害。
1.2設計理論和結構構造體系不夠完善
在承認施工存在問題的同時,也不可否認,在橋梁設計領域,特別是關于橋梁施工和使用期安全性的問題還有許多可以改進的地方。結構設計的首要任務是選擇經濟合理的結構方案,其次是結構分析與構件和連接的設計,并取用規范規定 的安全系數或可靠性指標以保證結構的安全性。
許多設計人員往往只滿足于規范對結構強度計算上的安全度需要,而忽視從結構體系、結構構造、結構材料、結構維護、結構耐久性以及從設計、施工到使用全過程中經常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的安全性。有的結構整體性和延性不足,冗余性小;有的計算圖式和受力路線不明確,造成局部受力過大;有的混凝土強度等級過低、保護層厚度過小、鋼筋直徑過細、構件截面過?。贿@些都削弱了結構耐久性,會嚴重影響結構的安全性。不少橋梁、雖然滿足了設計規范的強度要求,僅用了5~10年就因為耐久性出了問題影響結構安全。結構耐久性不足已成為最現實的一個安全問題,設計時要從構造、材料等角度采取措施加強結構耐久性
不同的環境和使用條件、不同的設計對象都會對結構體系提出不同的布局和構造等方面的要求。規范再詳細也不能包羅本應由設計人員解決的各種問題、規范更新得再快也適應不了新認識、新技術、新材料快速發展對結構提出的各種新的要求。因此,合理可靠的結構設計除了滿足規范的要求外,還要求設計人員具有對結構本性的正確認識、豐富的經驗和準確的判斷。
二、橋梁工程檢測的必要性
(1)缺乏設計、施工資料的橋梁;
(2)施工質量較差,不符合設計要求的橋梁;
(3)橋梁竣工經過運營一段時間后發現較嚴重的病害,影響其承載能力;
(4)橋梁施工質量較好,運營情況也良好,但希望提高其允許的承載能力;
(5)需要通過超設計標準的特殊荷載車輛檢測工作。
三、橋梁工程的檢測技術
3.1橋梁基礎檢測
橋梁的基礎檢測技術包括基樁成孔檢測,它可獲得孔徑、孔底沉渣、傾斜、深度等參數:樁身質量采取超聲波、反射波、單樁靜載、鉆孔取芯等檢測方法檢測:立柱、墩身承臺則采用回彈法、超聲回彈法及取芯法。諸多檢測方法中除鉆孔取芯法外,已有先進的儀器和科學的理論來保證檢測數據的真實有效,在此重點來探討鉆孔取芯檢測技術。
鉆芯檢測其核心技術是芯樣的鉆取,取得的芯樣質量好壞直接關系到對整個結構的質量評價的準確性。例如影響樁身完整性及質量的缺陷有:斷樁、夾泥樁、縮徑、樁底沉渣太厚、混凝土離析、膠結差、強度不足等。取芯過程中,如遇到鉆進速度突然加快,則可能鉆遇斷層、夾層、混凝土嚴重離析層、縮徑層、灌注時坍落進入樁身的砂土等,遇此情況應立即停鉆,測量孔深位置,記錄異常情況后,才可繼續鉆進穿過病害層并取出相應層位的芯樣。對存在局部缺陷的樁,如夾泥、縮徑等,因缺陷范圍只占部分樁截面,則取芯孔可能未穿過該缺陷部分,導致不能發現缺陷,從而留下事故隱患。對此,當施工過程或無破損檢測懷疑樁基有此類缺陷,就應增加鉆芯孔數。鉆孔位置布置時可將孔位偏向外側,并按等距離布置三個鉆孔取芯點,這樣才能比較準確反映此類樁的缺陷情況。鉆孔布置一般不宜在樁截面中心也不能太靠近邊緣,且鉆孔要始終保持垂直鉆進,以此來避免碰上鋼筋籠后無法鉆進或鉆眼斜出樁體外而取不到芯樣的情況發生。
3.2靜載檢測技術
靜載試驗檢測橋梁的項目通常包括撓度(結構)、沉降(支座以及橋臺)、托工程度(結構)、裂縫(橋面)等各項指標。進行靜載試驗時,最重要的是試驗點的選取。凡是所選取的試驗點,必須是能滿足試驗目的的點,同時也是具備代表性能的點,試驗點的數量也必須滿足靜載試驗的全部要求。靜載試驗時,一般檢測位移、應變和裂縫檢測三大類。位移測量可用機械儀器測量或電測法進行檢測。應變測量通常采用應變片、電阻應變儀、振弦式應變計、鋼筋應力計等進行檢測。裂縫測量通常依靠目測輔以刻度放大鏡。在靜載作用下,橋梁會產生或大或小的變形。通常橋梁的變形分為整體變形和局部變形。整體變形,指的是橋梁整體工況的形變:局部變形,即梁的結構荷載處發生的形變。按照靜載檢測規范,必須按照先整體后局部的方式,即優先考慮橋梁的整體變形。在靜載試驗檢測時,主體檢測的是橋梁上面結構的承載能力,在一定面積作用下測量其截面應力以及變形情況。當在檢測常年使用的老式橋梁時,靜載試驗主要檢測的指標是裂縫,彎度、應變程度以及抗壓拉程度。
3.3動載檢測技術
橋梁動載檢測技術是為了滿足橋梁工程使用性能的需要,應用計算機模擬探析和實際檢測相互融合的科學方法,也是橋梁檢測技術水準的具體體現之一, 它為橋梁今后運行性能和動力承載能力提供實質上的依據。橋梁工程動載檢測的內容包括橋梁結構動載性能以及結構動載響應兩個方面,其檢測的對象表征的是結構動載效果最優構建應力和變形的控制面。測試傳感器、信號放大器、光線示波器、磁帶記錄儀和數字信號處理機是動載試驗的測試的常見儀器。根據儀器的性能和使用傳感器的特性,可以選配不同的測試系統。具體而言,動載檢測技術檢測流程基本為:橋梁固有頻率、振型、阻尼比的測試一一橋梁動撓度、動應力、加速度、沖擊系數的測試。前者為動力特性參數,后者為動力響應測試。實踐證明,對橋梁進行動載檢測,是基于橋梁結構動力特性來研究的。
四、橋梁檢測技術的發展趨勢
4.1橋梁無損傷檢測技術
近年來,無損檢測技術相對多的應用于橋梁檢測,研究人員提出了許多成功的方法對橋梁進行非破壞性評估。一些新的方法被廣泛應用于橋梁檢測,如利用相干激光雷達測試橋梁下部結構的撓度,利用全息干涉儀和激光斑紋測量橋體表面的變形狀態,利用雙波長遠紅外成像榆測橋梁混凝土層的損傷、利用磁漏攝動檢測鋼索、鋼梁和混凝土內部的鋼筋等等。
4.2橋梁結構損傷識別技術
4.2.1基于振動的損傷識別方法
這種技術的基本思想是:損傷會引起結構中物理參數(質量、剛度等)的改變,結構的模態參數(模態頻率、模態振型、模態阻尼等)隨之發生改變,根據此改變量即可確定損傷的位置與程度。這種方法在國外稱為結構的損傷識別。包括:利用頻率變化進行損傷識別,利用振型變化進行損傷識別,基于柔度矩陣的損傷識別,試驗模態分析與有限元分析相結合的方法,殘余力向量損傷識別。
4.2.2小波分析損傷識別法
由于小波分析非常適合分析非平穩信號,因此可作為損傷識別中信號處理的較理想的工具。用它來構造損傷識別中所需要的特征因子,或直接提取對損傷有用的信息。小波分析在損傷識別中的應用是多方面的,如:奇異信號檢測、信噪分離、頻帶分析等。
4.2.3神經網絡損傷識別法
神經網絡在損傷識別中的基本思路是:首先用無損傷系統的振動測量數據來訓練網絡。用適當的學習方法確定網絡的參數:然后將系統的輸入數據送入網絡。網絡就有對應的輸出,如果學習過程是成功的,當系統特性無變化時,系統的輸出和網絡的輸出應該吻合:相反,當系統有損傷時,系統的輸出和網絡的輸出就有一個差異,這個差異就是損傷的一種測度。
橋梁工程設計范文5
【關鍵詞】 鋼結構;橋梁工程;建設全過程;技術總結
【中圖分類號】 TU721.4 【文獻標識碼】 B【文章編號】 1727-5123(2010)02-080-02
Steel Temporary Bridge Engineering Developments Whole Process Technique Summary
【Abstract】 Guangzhou some islet Development developments need, urinating with land a developments steel construction bridge in that islet.Make this textual summary to the developments technique involved in whole process( include the design, construction, maintenance and tore down the recovery) problem of the steel bridge engineering now
【Key words】 Steel construction;Bridge engineering; Developments whole process;Ttechnique summary
1概述
廣州市某小島的開發建設需要,在該小島與陸地之間建設一座使用時間較短的橋梁。建設地點河床地質從上至下主要為細砂、砂質粘土、全風化巖和強風化巖。橋位處河流隸屬珠江水系支流,為潮汐河流,受潮水影響較大,潮差一般為1.2~1.8m左右。常年最高河水位為7.0m,常水位為6.0m。
經過方案比較,我們對該橋梁工程設計采用鋼結構,共33跨。主體0~9#墩及24~33#墩段采用I45工字鋼作為縱梁,墩間距6m,每墩采用5根Φ600mm鋼管樁基礎;10~23#墩段采用貝雷架作為縱向主梁,上弦鋪45號工字鋼作為橫梁,橋墩之間間距為15m,每墩采用8根Φ600mm鋼管樁井型基礎。鋼管樁基礎要求進入強風化層,鋼管樁施打完畢,泵除管樁內淤泥,再滿灌10#水泥砂漿。橋面鋪裝為15cm現澆鋼筋混凝土,與6mm底模鋼板,形成復合橋面板。下部結構采用45號工字鋼作為橋墩帽梁,Φ600×8mm鋼管樁為基礎。人行道與行車道采用波形梁護欄隔離。人行道外側采用鋼管護欄。
該工程管樁基礎、工字帽梁、貝雷架縱梁、橋面、護欄和照明等分項工程互為前后工序,施工時相互聯系,相互制約。合理安排好各分項工程間的流水作業是該工程的重點,管樁施工、貝雷架搭設及橋面施工是該工程的難點。
施工時,首先對現場構件加工及拼裝場的修建,以便設備和材料的進場,拓寬工作面。鋼管樁采用90KW及120KW振動錘施打,鋼管樁施打前采用定位架進行定位。該橋梁工程的鋼結構構件由專業廠家進行加工,然后運至現場進行拼裝。貝雷架在專業廠家購買后運至現場拼裝。型鋼及貝雷架采用50t起重船進行安裝。施工工藝流程見圖1。
2設計與施工要點
2.1鋼管樁。該工程共160根Φ600mm鋼管樁,鋼管樁約需1000t。
鋼管樁分1~10#墩、11~20#墩兩區域平行施工,兩區域各配置一套施工機械設備及施工人員。鋼管樁由專業廠家加工,加工規格每節主要為15m長,并配備10m、5m兩種長度規格,以備接樁用,然后運至施工現場堆放備用。鋼管樁采用船駁拖運至施打樁位附近,再用起重船起吊管樁,振動錘施打從岸邊向河中推進施工。打樁測量采用全站儀任意角交會法進行定位。
在駁船上的鋼管樁要進行加固,采用型鋼加工樁座,加固方法采用鋼絲繩加緊張器將樁捆在樁座上,如圖2。在駁船運樁時,裝樁的順序必須和現場施工時吊樁的順序相吻合,即先打樁放在上層,后打樁放在下層,以免翻樁??紤]到吊樁時要保持駁船的平衡,必須交叉吊樁。
鋼管樁起吊采用50t起重船進行起吊,然后吊至樁位處臨時固定,再吊起振動錘夾緊管樁將管樁吊起,徐徐往水下送樁至河床面停止,經測量復核無誤后開始施打管樁。
由于鋼管樁加工規格每節主要為15m長,大部分管樁施工需要接樁,接樁采用電焊接樁。鋼管樁焊接前檢查和修整下節樁變形損壞的部分,清除上節樁端泥砂、水或油污,樁端平面和斜面的鐵銹用角向磨光機磨光。將內襯箍先焊于下節樁上,然后將上節樁吊起與下節樁對接,并在鋼管安裝紫銅夾箍,如圖3所示。
由于該工程鋼管樁樁尖需進入強風化持力層,因此停打標準應采取“最后貫入度控制”法為主、并以“預定樁尖標高控制”法為輔的停打標準來控制,即,將樁施打進入持力層達到預定最后貫入度控制值后就可以停打,但必須同時檢驗樁的施打標高是否已進入持力層足夠深度來判定樁是否已符合要求。當樁的設計標高已達到,而樁的最后貫入度仍較大時可以繼續施打直至最后貫入度符合設計要求后停打。但當樁的施打標高與設計標高要求相差較大,而樁的最后貫入度卻已很小時,此時很可能是樁尖碰上障礙物或地質異常,這時應繼續施打至設計標高后才能停打,如果繼續施打有困難時,應采取相應的技術措施以保證樁的質量。最后貫入度控制值應根據地基條件、樁型、錘型及結合設計要求通過樁的打入試驗和承載力試驗來合理確定。
鋼管樁施打完畢,經測量復核標高后,割除高出部分,然后采用高壓射槍和空氣清孔的方式泵除管內淤泥,再灌注10#砂漿至管頂。
2.2結構主體。該工程1~9#墩采用I45工字鋼作為帽梁,帽梁上鋪設I45工字鋼縱梁,縱梁間距為400mm;1~9#墩采用貝雷架作為縱向主梁,上弦及橋墩帽梁采用I45工字鋼。工字鋼梁及貝雷架以一跨長度的原則進行安裝,工字鋼梁在廠家按需要長度加工好運至現場堆放區按規格型號分類標識堆放。
每墩鋼管樁基礎施工完畢后,即可進行橋墩帽梁的焊接安裝。然后進行I45工字鋼縱梁或貝雷架的架設施工。帽梁、工字鋼縱梁按一跨長度進行開料,貝雷架縱梁在岸上拼裝場地按一跨長度拼裝好后,用汽車吊吊至駁船運至施工區后采用50t起重船進行起吊安裝。施工順序:I45工字鋼縱帽梁焊接安裝 I45工字鋼橫帽梁焊接安裝貝雷架安裝I45工字鋼上弦橫梁焊接安裝。
該橋梁工程橋面長313.6m,橋面布置為:0.1m人行道護欄+1.5m人行道+波形梁防撞鋼護欄0.3m+整幅雙向2車道7.5m+波形梁防撞鋼護欄0.3m+1.5m人行道+0.1m人行道護欄。橋面采用復合橋面板,先在底層鋪6mm厚鋼板,然后在上面鋪C30鋼筋混凝土15cm厚。鋼橋縱橫梁施工完成后,接著可鋪鋼板,鋼板由橋端向河中方向推進。混凝土施工也從橋端向橋中方向施工。該工程混凝土采用商品砼。
鋼板在放樣畫線之前,對先檢查鋼板有無變形,變形的鋼板采用鋼板整平機調平。鋼板按設計要求畫線作樣,每塊鋼板在邊緣位置設兩個Φ4cm吊孔。鋼板安放在橋面經調正位置后,鋼板與縱橫梁焊接在一起。
2.3護攔與照明。該橋梁工程的護欄有人行道護欄和波形梁防撞鋼護欄兩種,人行道護欄采用鋼管欄桿,兩種欄桿均為對稱分布,各為627.2m。護欄安裝在橋梁砼面板施工完成后進行,從橋兩端向中間推進施工。
放樣前選擇伸縮縫或脹縫附近的端部立柱作為控制點,并在控制點之間測距定位。定位后,要橋面板上準確地設置預埋件,并采取適當措施,保護預埋件在橋梁施工期間免遭損壞。護欄安裝前對立柱預埋件的位置進行復測,符合設計要求后方能安裝立柱和橫梁。安裝前做好施工場地的各項準備工作,安裝過程中注意控制螺栓扭矩,焊縫間距、橋梁伸縮縫和脹縫的設置間距。
該橋梁的照明燈柱采用鋼管架立,通過底座鋼板用螺栓錨固在橋面上。安裝燈柱時,必須在全橋對直和校平。安裝前對構件進行全面檢查,符合質量要求才能使用;燈柱按設計的位置準確放樣;燈柱的連接必須牢固,線條順直、整齊、美觀,電路安全可靠;燈柱的豎直度、順橋向、橫橋向均不大于10mm。
3維護、拆除及回收鋼結構橋梁在使用時,在橋梁兩端豎立標明載重等級的標志牌,嚴防超載運行。并經常派入檢查,檢查的內容有:定期檢查橋梁基礎有無不均勻沉降,若發現及時加以處理;在銷子周圍涂油脂,以防雨水進入銷孔縫隙內。所有螺栓外露的絲扣也要涂油脂,以防生誘;檢查橋面板是否破裂、變形或有無不平現象,必要時需要修補;檢查構件各個部位有無損傷、變形、油漆脫落、銹蝕等情況。對銹蝕的部位,先將灰土、油污、銹斑以及各種臟物清理干凈,然后再噴油漆。油漆要均勻、漆面要平整,不要漏噴。禁止雨天、潮濕、風沙較大和蚊蟲較多的露天噴漆。
鋼結構橋梁使用完成任務后,需要拆除。具體實施拆除時,由橋中向橋兩頭開拆,鋼結構拆除與架設橋梁的步驟相反,首先拆除路燈和護欄,跟著拆混凝土路面,橋面鋼板,縱梁和橫梁,最后拆除鋼管樁。橋面砼用挖掘機裝風炮破壞并鏟除,其它構件拆除的機械設備基本上同架橋時的設備,拆除時是施工時的反方向操作。
混凝土采用挖掘機裝車,用自卸汽車運到指定排放點。小構件用東風車裝運,大構件采用吊機裝車,用平板車運到指定堆放場。裝車時輕裝輕卸,盡量避免撞落表面油漆,防止將構件摔傷變形。構件裝車高出車箱或用平板車裝車,要用鋼絲繩或麻繩把構件捆牢于車箱上,以防止構件滑動。
4結語
在建設工程項目的設計與施工中,臨時設施工程往往被忽視,但對于某些特殊位置的建設工程項目,部分臨時設施卻舉足輕重,對整個項目造價有一定影響,并具有一定技術含量。上述所介紹的鋼結構橋梁工程,是所接通小島建設開發的必要設施,技術含量不小。由于對該鋼結構橋梁的建設全過程(包括設計、施工、維護與拆除回收),我們給予了足夠的重視,因此該鋼結構橋梁工程實施順利,為該小島的開發建設提供了便利。通過該工程的全過程實踐,我們體會到:作為臨時設施工程,鋼結構橋梁具有施工方便、施工速度快與維護簡單等優點,更重要的是鋼結構橋梁拆除方便、回收價值高。
參考文獻
橋梁工程設計范文6
橋梁工程畢業設計是土木工程道橋方向教學計劃中最后的重要教學實踐環節。本文首先指出在橋梁工程畢業設計這一環節中出現的問題,接著,針對這些問題分析討論如何在畢業設計環節更好地貫徹實施“高素質”具備工程能力本科畢業生培養的途徑和方法。
關鍵詞:
橋梁工程;畢業設計;教學改革
我國“十三五規劃綱要”第七篇“構筑現代基礎設施網絡”中提到2020年,我國高速鐵路營業里程達到3萬千米,覆蓋80%以上的大城市,新建改建高速公路通車里程約3萬千米,新增城市軌道交通運營里程約3000千米,基本建成京津冀、長三角、珠三角等城市群城際鐵路網,建設其他城市群城際鐵路網主骨架。從此規劃可以看出,隨著經濟發展和鐵路、公路網、軌道交通新建及改造建設工作的不斷深入,道橋工程技術人員在當前和今后一段時期內需求量還將不斷上升。但隨著高校畢業生的增多,在人才市場上的競爭越來越激烈,用人單位對畢業生也提出了更高的要求。如何提高學生在就業市場中的競爭力,高校的培養教育是非常重要的。2004年由麻省理工學院、瑞典皇家工學院等4所大學創立CDIO教育模式。CDIO是構思(Conceive)、設計(Design)、實施(Implement)、運行(Operate)4個英文單詞的縮寫,它是“做中學”和“基于項目教育和學習”的集中概括和抽象表達,它以工程項目從研發到運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程,使學生養成現代工程技術的職業素養[1]。2007年,美國土木工程師學會(ASCE)出版的專題報告《2025年的土木工程》,在有關工程師培養改革方面,進一步明確了大學教育將工程理論和工程實踐結合的重要性,指出了持續學習的能力、團隊協作與溝通能力、創造性的思維能力是21世紀土木工程師的立業之本。這與CDIO工程教育理念(全過程培養學生的工程能力)基本相同。綜上所述,對土木工程這一與實踐緊密結合的學科專業,我國及世界多個國家都認識到:當今社會,學校不僅要培養學生的專業知識,還要培養學生的動手實踐能力、團隊協作能力、溝通能力、創新思維、工程管理等多方面的素質,造就適應現代土木工程需求的“高素質”人才[2-3]。本文將結合我校土木工程道橋方向橋梁工程畢業設計這一教學計劃中最后的重要教學實踐環節。首先指出我校在畢業設計這一環節中出現的問題,接著,針對這些問題分析討論如何在畢業設計環節更好地貫徹實施“高素質”具備工程能力本科畢業生培養的途徑和方法。
一、橋梁工程畢業設計中存在的問題
1.學生對待畢業設計態度不夠端正,不認真,不積極主動,缺少鉆研精神。相當一部分同學對待畢業設計的態度是敷衍了事,但求及格能畢業就行。在這樣的態度下,進行橋梁方案比選時盡可能地選擇較為容易完成的等截面的簡支轉連續橋型方案。只有少部分同學進行變截面連續梁或者連續剛構的設計。對于鋼管混凝土等橋型則基本沒有同學愿意做。在進行橫向分布系數計算、沖擊系數等手算內容時也是根據范例照葫蘆畫瓢,缺少自己的獨立思考,對于計算結果的對錯也不加判斷,直接將其帶入進行后續的內力計算,從而導致最后的結果也是錯誤的。例如:有的同學連續梁的基頻算出來小于1.5HZ,有的是大于14HZ,明顯不符合連續梁的基頻合理范圍,從而導致求得的沖擊系數過小或是過大,影響活載內力結果。
2.CAD工程圖繪制能力弱,缺少基本的繪圖常識。畢業設計要求提交的圖紙成果較多。主要有方案比選圖、橋型布置圖、主梁構造圖、鋼束布置圖等。很多同學在圖紙繪制時犯一些低級錯誤:例如不按實際尺寸繪圖,各部分構造比例不協調;立面圖與平面圖不對應,尺寸標注字體太小,圖紙布局不合理等。由此反映出很多同學對于基本的繪圖常識不了解,平時對實際工程圖紙關注少,對一些基本的繪圖命令掌握不好,沒有養成良好的圖紙繪制習慣。
3.利用專業軟件完成畢業設計主要的計算內容,缺乏對結果正確與否的判斷。由于畢業設計橋型為多跨連續梁,為多次超靜定結果,學生主要依靠橋梁博士軟件或者MIDAS完成主體計算內容。在畢業設計中需要花時間學習如何利用軟件進行建模,特別是施工過程如何準確地在軟件中加以模擬費時較多。所以很多同學只管利用軟件能算出個結果,而對于結果的對錯卻缺少初步的判斷。例如有同學在支座不均勻沉降值輸入時小數點搞錯,多輸入10倍,造成活載內力結果很大卻還繼續往下配筋,做了無用功。有的同學在施工過程中邊界條件設置錯誤造成計算結果有誤卻不知道問題出在哪里。在進行配筋后的驗算時,很多同學對于截面應力驗算不能通過的情況不知道如何進行調整,亂調一氣,造成越調整問題越多。出現以上問題,總的來說還是學生基本力學概念不清晰,出現問題時不懂得如何從受力原理出發分析產生問題的原因從而有的放矢地進行調整來解決問題。
4.部分同學對畢業設計投入時間、精力不夠。部分同學在畢業設計初期尚未找到工作,因此無心做畢業設計,耗費較多時間外出找工作。另外,考研同學因為要準備研究生復試,在接近一個月的時間里也基本沒有進行畢業設計。這樣就導致這部分同學需要在畢業設計剩下的時間內趕進度,造成畢業設計質量不佳。
5.“雙師型”畢業設計指導教師數量嚴重不足。近幾年學院教師學歷學位的不斷提升,一大批高學歷的年輕教師走上了大學的講壇,盡管這些年輕教師理論基礎雄厚,自學能力強,思維敏捷,但大多從高校到高校,從書本到書本,理論知識具備但缺乏實踐鍛煉,動手能力欠缺,普遍存在“重科學研究,輕工程實踐”,再加上高校“重論文、輕應用”等評價體系的錯位,使專業教師自身不重視工程實踐。
二、橋梁工程畢業設計教學改革途徑和方法
1.將生產實習與畢業設計及今后工作相結合。我校道橋專業學生的生產實習安排在大四上學期,總共八周。同時將暑假的時間也利用起來實習,所以學生在實習單位能夠有16周的實習時間。在安排實習時,詳細了解實習單位將來的用人需求,然后將符合條件的學生安排過去。由于有足夠長的實習考察期,用人單位一般都會優先錄用在實習期間表現良好的學生。這些同學的畢業設計題目跟生產實習期間的工程項目結合起來做,學生進行畢業設計的興趣較高,愿意主動思考解決在畢業設計中遇到的問題。還有的同學畢業設計選題為今后工作的內容,為了提高在今后就業單位的競爭力,這部分同學愿意選擇一些具有挑戰性的題目,并且很積極主動地完成。例如:有個同學的就業單位主要是進行鋼管混凝土拱橋的施工,他的畢業設計橋型就選擇了鋼管混凝土拱橋,且利用MIDAS軟件進行建模計算,雖然該同學之前從未用過該軟件。但在老師的指導和自己的鉆研下順利地利用MI-DAS軟件完成了鋼管混凝土拱橋的3維建模以及施工過程的模擬,最終很好地完成了畢業設計,該畢業設計還被評為學校優秀畢業設計。
2.對學生進行工程圖紙繪制基本常識的培訓。在進行畢業設計前,在計算機房,花兩天時間對畢業生專門講解工程繪圖的一些常識,包括圖框怎么確定;說明字體、標題、標注字體大小如何確定;如何利用分層進行繪圖;圖紙如何合理布局;常用的一些繪圖命令的講解。并且針對以往同學容易犯的錯誤專門進行強調。然后結合交通部T梁和斜腹板小箱梁標準圖進一步讓同學們認識到正規的施工圖紙應該繪制成什么樣。實踐表明通過這樣集中培訓后,基本可以杜絕以往同學易犯的繪圖中的一些低級錯誤,且繪圖效率和圖紙質量明顯提高。
3.加強過程控制,定期組織集中討論。指導老師除了平時在網上通過QQ、微信等方式及時解答同學在畢業設計中遇到的問題外,每周至少組織所帶同學集中在一起面對面的交流畢業設計進展以及討論相關問題。通過這樣的交流討論更能激發同學的學習熱情,許多問題也在討論中迎刃而解,且大家印象深刻。同時也鍛煉了大家的團隊協作能力。
4.提高專業課程教師工程素養,加強“雙師”型師資隊伍建設。一是向專業教師開展有計劃、有步驟、有重點的培養培訓工作,健全專業教師到生產單位進行工程實踐、學習交流的機制。鼓勵支持教師赴企業掛職鍛煉,參加工程項目設計、產學研合作項目研究和技術服務。二是積極開展國際合作與技術交流,培養具有國際視野的教師隊伍,選派教師到國外高等院校學習和開展合作項目研究,選派教師到國際知名企業進行培訓。三是建立一支數量質量穩定、來自生產一線、實踐經驗豐富的兼職教師隊伍,健全專兼結合、校外專家兼職授課機制。四是提倡、鼓勵、促進教師積極參加注冊工程師考試認證、申報工程系列職稱,努力承擔工程設計、檢測、鑒定、咨詢等技術服務項目,參與各種工程技術評審會議,全方位地提升專業教師的工程素養。
三、結語
通過對近幾年來在道橋方向橋梁工程畢業設計中存在的問題分析及探討。文章給出針對性的解決問題的方法及手段。通過將其運用于橋梁工程畢業設計指導中取得了比較明顯的教學效果改善,畢業設計以及人才培養的質量也得以提高。
作者:盧春玲 劉均利 王志兵 單位:桂林理工大學土木與建筑工程學院
參考文獻:
[1]包秋燕.基于CDIO理念探討大學生現代工程意識培養[J].福建工程學院學報,2008,6(5):451-454.