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橋梁工程概論范文1
橋梁工程畢業設計是我校土木工程專業和道橋專業重要的實踐教學課程,也是培養和發掘學生創新性思維最關鍵的實踐性教學環節。筆者基于多年指導橋梁畢業設計的經歷,認為在以往的橋梁工程畢業設計教學中尚存在較多的問題,主要表現在:
1.學生缺乏對專業知識學習的主動性
作為大四學生最后學習階段的一種總結性的實踐教學環節,橋梁畢業設計的總體要求內容,包括從設計方案的選取、結構的設計計算以及施工圖的繪制等,均需要學生有較強的自學意識和自學能力,能夠綜合運用所學的各種專業理論知識,提高獨立思考問題、分析問題及解決問題的能力。但是,從近幾年畢業設計的現狀來看,由于就業形勢及諸多因素的影響,學生在畢業設計期間紀律渙散,自主學習意識差,不能積極主動地完成畢業設計各階段要求的內容,成為影響畢業設計成果質量的主要因素。有很多學生的畢業設計到最后并不是出于自身的設計成果,甚至存在完全抄襲畢業設計的現象,這就很難能達到畢業設計的教學目的和要求,影響了學生以后的就業和發展。
2.學生設計的橋型過于單一化
畢業設計中,雖然學過的橋梁形式有很多,但是學生在選擇設計方案時,一般是反向思維,即覺得哪個橋型好做,能方便找到參考示例,就以哪個橋型作為重點設計對象。而對各類拱橋、連續剛構橋、T型剛構橋、斜腿剛構橋、懸索橋等很多具有結構創新特點的,并且在實際工程中使用得也較多的橋型卻很少甚至沒有學生選擇,最終導致畢業設計成果雷同化的現象很嚴重,也使優秀學生的科研創新能力得不到很好的提升和鍛煉。
3.畢業設計過多依賴設計軟件,忽視對基礎理論的理解
橋梁設計軟件為學生在畢業設計中選擇更多種形式的橋梁創造了條件,也為解決復雜的結構分析計算提供了有效的途徑。但是,一些突出問題也隨之而來。主要體現在兩個方面:一是很多學生由于不能在短期內熟悉設計軟件的操作方法和基本理論,在畢業設計初期,忽略了對橋梁基本知識的學習,而只是埋頭于對設計軟件的操作練習,影響了設計質量和效果;二是有的學生雖然能夠使用軟件進行設計計算,但是對結構設計相關概念模糊、計算原理不清楚,使得學生的工程創新能力和實踐能力受到了限制。綜上所述,為了更好地培養學生的專業理論知識和工程創新能力,需要對現有的橋梁畢業設計教學進行相應的改革和完善。
二、橋梁畢業設計教學改革研究
針對橋梁畢業設計現狀,課題組人員從2012年開始對其教學方法和手段進行了改革探索嘗試,至今效果顯著?,F總結如下:
1.采取嚴格的教學監管措施,督促學生自主學習
①提前擬定思考題,定期匯報討論。指導老師在畢業設計任務書下達后,針對每個階段的設計內容,提前擬定一些思考的題目,采取每周定期匯報、定期集中討論的形式,督促學生真正深入自己的設計任務進行研究和思考,鍛煉他們的獨立思考能力和自學能力。例如在方案比選階段,要求每個學生結合擬定的思考題,把自己比選的方案逐一論述清楚,包括:橋梁結構常用的上下部結構形式的優缺點分析;不同的橋梁結構適用的跨徑范圍;主梁截面形式如何選擇等等。論述和討論問題的過程,不僅可以鍛煉學生的語言和溝通表達能力,使他們對所學的專業基本知識有更深入的掌握,另一方面還可以督促引導他們自行學習和研究,提高自主學習的能力。
②嚴格控制階段性成果。畢業設計系統中要定期提交階段性成果,需嚴把質量關。對那些不合格的設計結果或抄襲設計的成果,采取不允許進入下一階段設計、退回修改或延遲提交,必要時增加中期答辯、推遲畢業答辯、畢業設計不予通過等處理。這些措施不應只流于表面,而是要切實落到實處,這樣才能激勵督促學生重視自主學習,提高學習意識和主動性。
2.舉辦各類專題講座,培養創新意識
創新意識的培養不僅在于對學生,指導教師應首先具有創新意識和指導能力,這是培養學生的創新意識并實施創新設計的前提。兩年的實踐表明,舉辦各類專題學術報告,無論對老師還是學生創新意識的培養都是非常有效的途徑和方法,具體實施如下:首先,在畢業設計正式開始前,邀請了天津城建設計院的總工為所有師生做了專題報告,就城市景觀橋梁(包括天津大沽橋、赤峰橋、進步橋等新型城市橋梁)的設計理念、設計計算、施工管理等方面進行了詳細的介紹,進一步拓展了廣大師生的知識面,極大地增進了師生進行創新橋梁設計的意識和興趣。除此之外,還邀請了同濟大學等名校的教授,進行了橋梁抗震新理念、橋梁沖刷研究等方面的學術報告,這些都快速引導師生進入學科最前沿,激發了他們的創新熱情和研究動力。另外,還多次邀請高校及設計院技術人員就橋梁博士、Midas等橋梁設計軟件的應用進行培訓講座,這些都為創新設計提供了必要的手段和工具,也使創新設計成為可能,避免了前期占用大量的時間學習軟件操作。
3.設計選題中鼓勵創新設計
畢業設計中具有創新性的題目有兩類:一是來自于與工程實際相結合的科研項目,二是自擬設計選題,包括復雜橋型(如拱式橋、斜拉橋、懸索橋、連續剛構橋等)或傳統橋型的部分創新性的研究內容(如不同施工方法、抗風抗震、優化設計、拱軸線型確定及各類專題研究)。其中科研性的題目,一般要由師生團體合作完成,不僅可提高學生的學習能力、實踐能力、科研能力、創新能力,更能鍛煉他們的溝通和團體協作能力,是培養學生工程能力重要的途徑。尤其對于優秀的學生,要鼓勵他們積極參與,大膽創新,并把是否有創新作為畢業設計最終評價體系的重要因素。近幾年,隨著計算手段的先進化和師生創新意識的提高,針對不同層次水平的學生,橋梁畢業設計向著多樣化、創新型方向積極發展,體現了教學改革的新氣象。我校橋梁畢業設計除了常規的梁式橋設計外,更增添了多方面的創新型研究內容,其中與實際工程相結合的科研選題包括體外預應力或碳纖維加固鋼筋混凝土T梁設計、倒T梁體系設計研究、既有橋梁檢測與荷載試驗、斜拉橋的設計優化研究、輕質混凝土梁橋設計,等等;復雜橋型的創新性設計包括自錨式梁拱組合體系拱橋設計、無背索斜塔式部分斜拉橋設計、波形鋼腹板PC梁矮塔斜拉橋設計、大跨徑組合體系拱橋設計、無橋臺斜腿剛構橋設計、采用懸澆法施工的連續剛構橋或連續梁橋設計、斜拉橋設計,等等。在這樣的教學環境影響下,學生進行創新設計的熱情和信心逐年上升,連續幾屆的畢業生的工程能力得到了充分的提高,其就業水平逐步提升,也體現了畢業設計創新性選題對培養學生工程能力的重要性。通過橋梁畢業設計教學方法的改革,越來越多的學生選擇具有創新性的題目作為主要設計內容,其創新意識的培養和工程能力的提高也成為他們個人的需求和努力的目標。
三、總結
橋梁工程概論范文2
通過對用人單位對某大學畢業生的使用情況的反饋和對2008屆、2009屆和2010屆畢業生的跟蹤調查來看,我校橋梁工程專業學生在就業過程中存在的主要問題是:一是專業基本知識掌握太少,與實際要求還有較大差距;二是實踐與應用能力不強;三是工作適應能力較差,不能吃苦,隨意擅自離職。其中的第一和第二點,反映了就業單位對畢業生掌握橋梁工程課程程度的要求較高,橋梁工程課程程學習的好壞直接影響到畢業生的工作能力。
二、目前橋梁工程課程學習的現狀
1.橋梁工程課程枯燥無味,學生對該課程學習興致不高。
土木類專業課程的學習特點就是培養學生動手、動腦及分析、應變能力,這些專業課程應著手培養學生的邏輯思維能力,拋開形象思維定式的約束,充分發揮學生的想象力,抓住問題的關鍵,從而幫助學生更好地認識科學發展的客觀規律。在課程的學習中,很多學生反映土木類專業課程之一的橋梁工程課程有著公式繁多、難以理解、邏輯性強、抽象性強等問題,覺得該課程枯燥無味,因此對該課程的學習失去了興趣。
2.沒有掌握好橋梁工程課程的學習方法,課程重修率高。
因為橋梁工程課程的這些特點,而有些同學又沒有掌握較好的學習橋梁工程課程的方法,導致了學生對該課程學習的厭怠,相當的學生在課堂上顯得積極性不高。2010年學年,筆者從某大學《橋梁工程》課程的到課率調查情況來看,在《橋梁工程》課程的前階段(本階段主要講述橋梁工程的概論,介紹橋梁的發展和建設成就,橋梁的組成等),學生到課率為90%以上;而在課程的中后階段(本階段主要講述橋梁工程各種體系橋梁的構造和計算),學生到課率為75%~85%,明顯低于課程前階段的到課情況??偨Y原因主要是:學生對于橋梁專業有關于橋梁發展的內容聽得懂也感興趣,而對于橋梁構造及計算的內容感到枯燥無味。因為該部分內容理論相對較深,需要應用到前面的基礎知識,如在學習“荷載橫向分布系數”計算內容的時候,需要同學們運用到《結構力學》中求影響線的知識,如果影響線繪不出“荷載橫向分布系數”是計算不出來的。有的同學聽得一知半解,又不及時對上課內容進行課后消化,不懂的知識越積越多,索性就對《橋梁工程》課程失去了信心,便萌發了“與其坐在課堂上聽‘天書’,不如出去干其他事”的想法,使得到課率產生了下滑。這種情況也導致了相當一部分同學對橋梁工程課程學習不足,課程重修率較高。從2009—2011年橋梁工程專業學生的《橋梁工程》考試(考試內容為包含大部分教學重點的中等難度的閉卷考試試題)成績分析可知,三年里面年均重修率>15%,考試成績>80分以上的比率<15%,這些數據也證實了這一點。
三、實踐與探討
1.加強基礎理論學習,夯實專業基礎。
專業課涵蓋內容廣泛,需有一定的基礎課作為基礎,而橋梁工程以《理論力學》、《材料力學》、《結構力學》、《結構設計原理》等基礎課程為基礎,因此學好這些基礎課程是學好《橋梁工程》的前提。學習要腳踏實地、一步一個腳印,不能操之過急。一些剛進大學的新生,還沒開專業課,就急于去學習《橋梁工程》課程,結果看不懂也是正常的。如在學習梁橋構造的時候,主梁的構造及配筋為什么是這樣一個原則或這樣的規律,這是與《材料力學》和《結構設計原理》的知識相關的,如果沒有這些基礎知識做鋪墊就不能真正掌握梁橋主梁構造及配筋的原理。
2.著力提升《橋梁工程》課堂教學質量。
橋梁工程課程的課堂教學是“啟發式”教育,講授橋梁工程有關的理論知識。因此,老師的講課方法固然重要,學生還應在課堂上記住老師講課的思路、重點、難點、方法和主要結論,對要點、難點和因果關系要作課堂筆記。教師的言傳身教對培養學生的學習積極性起著相當重要的作用,有經驗的老師在課堂上會引入一些自己參與的工程實例,通過PPT的形式把工程照片放映出來,增強學生們的感性認識,然后引發學生們去思考和討論,加深他們對概念的理解和認識。由于專業的特點,目前相當多的橋梁工程教材對于橋梁知識的描述不是很生動,激發不了同學們的學習興趣,筆者曾經思考能否將橋梁工程課堂教學與橋梁實習結合起來,穿行講解,有助于提高講課的效率和學生們的學習興趣。但由于學校附近符合實習要求的場地不多(太遠了又涉及到時間和交通等問題),而且現在學生人數較多,實習難度加大。因此,采用此方法來進行教學有一定的難度,如何解決這些困難從而找到一條合適的教學途徑值得我們進一步探討。
3.充分利用橋梁實習,加強理論聯系實際的能力。
工地實習是理論聯系實際的寶貴時機,觀察施工現場、學習施工組織、了解施工程序、觀摩施工過程,向工人和工程技術人員請教可以學到課堂上學不到的知識和技能。高校的教學大綱里要求橋梁工程專業的學生要進行為期一個月(4周)的生產實習和兩周的畢業實習,目的也是讓同學們通過現場工程技術人員講解、現場參觀并參加生產工藝活動,掌握橋梁工程課程所學知識;增強理論聯系實際的觀念和培養解決實際問題的能力;了解橋梁的設計和施工,即各種橋梁的設計特點、構造形式、施工方法、施工組織、監理過程等方面的實用知識。有不少的同學通過在實習中對橋梁的感性認識,與課本知識很好地結合起來,大大加深了對專業知識的理解。記得實習中有一位2009屆的學生在預制梁廠里仔細觀看了主梁的配筋和澆注過程后,真正理解了《橋梁工程》課本上枯燥的文字敘述,說明了理論聯系實踐后產生的微妙作用。一位做了某橋梁公司技術總工的校友在一次講座上曾經感慨的說道“:橋梁實習解答了我在橋梁工程專業知識上的很多疑惑,使我真正把課本的知識與實際工程第一次聯系起來,加深了我對橋梁專業知識的認識,感覺好極了?!笨梢?,充分利用橋梁實習課程的時間來掌握專業知識是多么的寶貴,能否成為橋梁工程方面的優秀人才,工地實踐尤為重要。
4.做好課程設計與畢業設計,訓練學生的專業綜合能力。
橋梁工程專業教學中安排有大量的課程設計,如“懸鏈線拱橋的設計”、“鋼筋混凝土T梁設計”等,還有長達12周的畢業設計,目的都是訓練學生綜合運用所學知識解決問題的能力。特別是橋梁工程的畢業設計,要求學生們按照指導書的要求,根據實際情況獨立地進行橋梁設計,這就要求學生要在設計中能綜合運用所學課程,要有一定的分析問題和解決問題的獨立工作能力,要掌握計算、繪圖、查閱文獻、使用規范手冊和編寫技術及計算機輔助設計計算等基本技能,掌握大、中型橋梁的設計原則、設計方法、步驟和正確的設計成果表達方式,熟悉國家制圖規范和標準設計圖集的運用等。如果一個學生能按照指導書的要求完成橋梁工程畢業設計的任務,這對于提高他的橋梁工程專業知識將大有幫助。筆者在畢業設計中曾經指導過一個學生,該生由于橋梁專業知識掌握不好《橋梁工程》考試沒有及格,最頭疼的是該生準備要進行畢業設計,然而專業知識的匱乏成為了他巨大的攔路石。其實該生的基礎知識并不差,《橋梁工程》課程沒有學好是因為沒有掌握正確的學習方法,在筆者的指導和鼓勵下,該生在畢業設計中一步一個腳印,扎扎實實地學習橋梁工程專業知識并運用到設計中,一邊設計一邊學習,專業知識的掌握得到了大大的提高,并以高分順利通過了《橋梁工程》補考,同時也較好地完成了畢業設計??梢姡龊卯厴I設計對于學好橋梁工程知識起到了良好的補充和促進作用。
5.重視實驗課程的教學。
實驗教學的目的是驗證、弄懂技術原理,掌握用實驗方法解決實際問題的手段。橋梁工程的教學課本上,有一章書的內容是“混凝土簡支梁橋的計算”,里面有一個內容是計算“荷載橫向分布系數”,這也是簡支梁橋計算的一個重點和難點,要順利地進行計算必須先要理解荷載橫向分布的原理,相當一部分學生在學習中對于原理的理解一知半解。針對于這種情況,我們在教學內容中增加了“驗證荷載橫向分布系數計算方法”的實驗,在實驗中學生可以通過加載測試的方法測出結構的實際受力情況,然后與理論計算進行比較從而驗證計算方法的正確性。通過這個實驗,學生對于荷載橫向分布的原理更加理解,真正掌握了“荷載橫向分布系數”的計算方法。因此,實驗課對于橋梁工程課程知識的學習起到了很好的輔助作用。
6.積極參與課外學習與設計競賽。
課堂學習側重的是專業和基本的理論和方法,在校期間不能滿足于教材的學習,要多渠道獲取知識和信息、拓寬知識面和專業視野。課外學習是對橋梁工程課程的一個有益補充,一是可以通過到圖書館借閱老師推薦的相關參考書,了解本專業國內外的科技發展水平和最新科技動態;二是可以通過經常登錄土木類網站、論壇,了解本專業的行業動態和政策法規。三是學習國家標準、規范、規程,這是土木工程的行業準則和工作依據,這樣既能鞏固在校的學習效果又可以提高工作后的實戰能力。同時,要積極參加與橋梁工程專業相關的一些競賽,提高自身的動手動腦能力。很多高校的土木工程專業都組織了“橋梁模型設計大賽”這一項活動,這個活動要求學生們通過自己學習到的橋梁專業知識,按照要求的材料(如紙、木材等)制作出一定比例的橋梁模型,誰制作的模型在相同質量下承載力最大就獲勝。這個活動激發了學生對于橋梁結構的研究:到底怎么制作的模型承載力最大?怎么制作的模型質量小一點?怎么制作模型更加優美?并通過自己對專業知識的理解,制造出符合要求的各種橋梁模型。同時,在比賽中通過加載試驗學生們可以直觀地了解到模型的實際受力能力,并與理論計算的比較,加深了他們對橋梁結構的理解。筆者曾經參加過幾次長沙理工大學土木與建筑學院舉行的“橋梁模型設計大賽”,在比賽中學生們充分發揮了自身的創造性,參加比賽的各種橋梁模型千姿百態,匯集了學生們的巨大心血,從他們在一次一次加載過程中的歡呼聲中筆者感受到了學生們對活動的積極性和熱愛性。這說明活動的開展無疑是成功的。在活動中,學生們的動手能力和創造能力得以發揮,更加激發了他們對專業的熱愛,極大地促進了他們對橋梁工程知識的掌握。
四、結語
橋梁工程概論范文3
橋梁概念設計課程適用于高等學校土木工程專業道路、橋梁方向和道路橋梁與渡河工程專業,屬于專業選修課,通常在學完材料力學、結構力學、結構設計原理之后開設,使學生有能力對所設計橋型的結構桿件進行力學分析和計算。該課程原來安排在橋梁工程課程之后,此時學生均已掌握了橋梁的規范設計法,從上交的概念草圖作業中可以看出,學生的思維定勢已經形成,在規范規定橋型基礎上微調的較多,充滿創造性的橋型較少。后將該課程提到橋梁工程課程之前,這時上交的概念草圖作業出現了很多優秀方案,既有創新又有可行性。由于課程安排在橋梁工程課程之前,必然會擔負起橋梁工程概論的教學任務,介紹五種基本橋型及其構造特點,占用學時較少,滿足該課程基本需要即可。隨著課程的推進,有些學生會對原始設計產生懷疑,因為與規范橋型差距較大,此時盡量建議學生保留原始的設計形式,無論造型繁雜,還是夸張,甚至是造型荒謬都沒有關系,鼓勵學生運用學過的一切力學知識和結構知識,動用一切工程手段,解決原始設計出現的新問題,實現自己的設計意圖,以此激發學生的創造性思維,提高解決工程問題的能力。
二、教學內容
課程教學主要包括橋梁概念設計綜述、橋梁史、橋梁造型設計與橋例、橋梁規范分類與適用范圍、橋梁景觀設計、橋梁色彩與夜景設計、綜合應用、方案比選和評價方法等。在這些內容中,橋梁史是經常被教師簡略介紹而在這里要重點強調的。由于傳統教育內容過于保守,容易養成工程師循規蹈矩的習氣,缺少創新精神,培養出的許多工程師并不清楚他們在橋梁設計和施工中所采用的技術大多是發達國家在20世紀50~70年代所創造發明的。我們雖然在規模和跨徑上有所超越,但技術并沒有新的突破。這種滿足于跟蹤和模仿的習慣,正是中國工程教育不重視培養學生創新理念的結果[3]。要想明確我們現在所處的位置,回顧知識的層次和增長過程將有助于我們找到現時的理念是在何時首次出現,又在何處被采用[4]。因此,介紹橋梁史,特別是現代橋梁工程發展史上的那些重大創新就顯得尤為重要。通過詳細介紹這些創新得以提出的原因、實現的條件、應用的過程和造成的影響,讓學生更加全面地了解何為創新、如何創新。如果再介紹創新者及其性格,就會形成立體形象,加深教學印象。例如著名的橋梁設計師萊昂哈特(FritzLeonhardt),除了設計了很多造型優美的橋梁之外,他還是各向異性鋼橋面板的發明人,并首創斜拉橋倒退分析法、下層移動托架施工法和頂推施工法,他對橋梁工程的探索精神讓人敬佩。馬拉爾(RobertMaillart)的坎坷人生和對板結構的執著,梅恩(ChristianMenn)的堅強性格和對矮塔斜拉橋的貢獻[5],這些都能促使學生去深入這些橋梁大師們的世界,并且以他們的眼光來看待他們的工作,避免思維僵化,更好地理解橋梁絕非只是“按規范要求進行設計”,而是有很多種設計思路,有非常豐富的處理方法,有廣闊的創新空間。這就是為什么要突出橋梁史這部分內容重要性的原因,它可以很好地承接“橋梁造型設計與橋例”部分的教學,體現造型設計的靈活性和多樣性。
三、教學方式
對于橋梁概念設計這種綜合性較強的課程,采用多元教學方式是必然的趨勢,每一種教學手段都要與教學內容相匹配[6]。橋梁概念設計綜述和橋梁史這兩部分多采用媒體輔助教學,通過介紹大量工程實例,讓學生加深理解,加深印象[7]。橋梁規范分類與適用范圍部分采用多重解釋性多媒體課件教學,也就是通過精選橋例串起多個知識點(包含景觀、色彩、夜景等),使同樣一套課件在講授一遍主要知識點之后,還可以進行多次解釋,每一次解釋都換一種思考方式。比如在介紹拱橋分類這個知識點時,橋例不但要考慮拱橋各種類型的對比,而且還要反映出夜間景觀的設計規律,或者橋體色與景觀色之間的關系,這樣在第一次課上講完拱橋分類,在第二次課剛開始進行簡要的復習,然后啟發學生重新看待橋例,發現這些橋例中體現出來的新的規律。如果綜合了三個知識點,就可以對同樣的課件進行三次解釋,讓學生養成多視角多觀點看問題的習慣。幾次課后,學生就會主動思考首次出現的眾多橋例中是否蘊含著其它的原則或規律,學習自主性得到了有效調動。其它的教學內容則采用多媒體教學輔以模塊化課程設計。在講授橋梁造型設計與橋例這部分內容時,學生開始進行概念草圖構思和繪制,隨著課程的進展,不斷豐富完善自己的造型設計。比如在講授橋梁規范分類與適用范圍時,學生就根據所學的新知識論證所構思橋型的可行性,并相應地作出修改。教師在這個過程中的指導要謹慎,盡量保留學生的原始設計思路,不要輕易否定任何設計的可能性,引導學生思考解決措施;也不要直接給出建設性意見,而是提供多樣的參考資料,由學生自主選擇具體的處理辦法。到了橋梁景觀設計部分,學生要在原設計基礎上,進行景觀設計,并對橋梁造型做進一步修正。課程結束,學生要提交一份詳盡的課程設計過程記錄,把課程設計每一階段的所思所想以及所作出的修改仔細記錄整理,同時提交最后的橋型方案。通過課程設計、課堂學習和討論,學生可以把所學到的知識應用到設計中,更好地理解知識要點,教師也能及時地把握學生在設計中出現的問題,并隨時調整教學方案。
四、考核方式
考核分過程記錄和橋型方案、平時作業、期末考試三部分。各自的權重可以根據實際教學情況作出調整。其中,平時作業和教學內容相互配合,比如在“橋梁規范分類與適用范圍”部分,要求學生分組提交調查報告,調查校園周邊的人行橋的結構、細部、使用情況等。在講授橋梁景觀設計時,要求每組學生反復調查其周邊環境,并提出景觀設計意見。這種類似于項目教學法的作業形式能很好地調動學生的學習自主性。雖然作業在課程開始前就已經提前設計,但是在實際操作的過程中還會遇到一些新問題,比如有的作業可操作性差,或由于特殊情況無法完成,也可以取消、合并,或者更改。
五、結語
橋梁工程概論范文4
【關鍵詞】橋梁支座;設計;選配;布置;病害
一、支座設計計算(以板式橡膠支座為例)
1、確定支座的尺寸。支座尺寸包括支座平面面積與支座高度兩部分數據的確定。
支座平面面積可以這樣計算:
其中Nmax為最大的支點反力;A為橡膠支座的平面面積;為支座的平均許用應力。
支座高度由橡膠高度與鋼板高度兩部分構成,橡膠高度由支座所要提供的剪切變形量(它將決定縱向位移量)來確定,而且要符合規范中要求總高度小于等于支座沿橋縱向長度的1/5的規定。鋼板高度即為約束橡膠片各層薄鋼片的厚度之和。
2、驗算支座偏轉與壓縮變形。橋跨結構在支座處會產生轉角,支座通過不均勻壓縮來提供這種轉動能力,同時支座與橋跨結構之間不能有“脫空”現象發生,支座的平均壓縮量越大這種轉動能力就越強,這就要求在轉角一定的條件下,支座要保證一個最小的平均壓縮量s,s可以這樣求得:
其中,E為橡膠支座的彈性模量;為橡膠層的總高度。
此外,規范還規定了支座平均壓縮量的最大值不應超過橡膠總厚的5%。
3、驗算支座抗滑。支座要想發揮起作用,必須要保證其處于設計的位置,在水平力作用下在支座與橋跨結構的接觸面上以及支座與墩臺的接觸面上不能出現相對滑動,這種保證來自于支座與混凝土之間要有足夠的摩擦力,摩擦力的大小可以通過壓力與摩擦因數再考慮一定的經驗系數來確定。
二、板式橡膠支座選配
板式橡膠支座已經形成系列,如無特殊要求則不必自行設計,只需根據設計需要直接選擇合適的規格進行配備即可,下面將介紹選配支座的具體步驟。
1、初選支座平面尺寸。根據容許應力法的計算法則,支座必須能夠提供足夠大的反力,據此確定支座噸位;同時,考慮到上部結構橫橋向尺寸的限制,確定支座的寬度,進而確定支座沿橋縱向尺寸。
2、初選支座高度。支座高度應根據支座水平位移設計值、支座承擔水平力設計值、支座許可的的最大壓縮變形等條件來確定,以上條件可通過下面方法獲得。
支座水平位移設計值,根據主梁的計算溫差可算得主梁的設計變形量,對于簡支梁橋來說,這即為兩端支座所要共同提供的水平位移,此水平位移由兩端支座均攤,則每個取其二分之一。支座所承擔水平力主要來自汽車制動力,其設計值取每跨上汽車制動力設計值均攤到該跨每個支座上的部分。支座許可的最大壓縮變形應不超過橡膠層總共厚度的5%,支座的壓縮變形主要是橡膠的彈性壓縮變形。
此外,還要對支座的偏轉能力與抗滑移能力進行驗算,其方法與設計階段相同,這里不再贅述。
三、支座的合理布置
橋梁的結構體系不同,橋梁的寬度不同,都將影響橋梁支座的布置情況,橋梁支座的布置應該兼顧沿橋方向與垂直于橋梁方向對變形的要求。
對簡支橋梁(裝配式空心板或T形梁橋),通常做成“浮動體系”,可以選用板式橡膠支座來達到這一目的。為了使所有墩臺平均分擔橋跨結構傳來的水平力,需要把固定支座安裝在橋臺上,每個橋墩上布置一組活動支座,一組固定支座。當遇到高墩時,應盡量減小其所受的水平作用力,而把相鄰兩跨的活動支座都布置在高墩上。
對連續梁橋,通常情況下是這樣的,每一個連續單元中只布置一個固定支座,其他橋墩位置均布置活動支座。有些時候,支座還有可能出現拉力,此時應設置承拉支座。當連續梁與橋墩固定連接時,不需要設置支座,但橋墩的設計要有一定的柔性,以滿足橋梁縱向位移的要求。
對懸臂梁橋,錨固孔主座布置要求一側固定,一側活動。牛腿處的支座可設置一個固定支座和一個活動支座,也可以都做成固定的。
對于斜橋,布置支座時應盡可能使支座允許的位移方向與行車道中線保持一致,以免支座受到過大側向剪力而破壞,或者使橋梁產生過大附加內力而威脅橋梁安全。對于彎橋,布置支座時應盡可能使支座允許位移方向與行車道徑向或切向保持一致。
四、支座病害分析
目前橡膠支座在橋梁工程中得到廣泛應用,但是支座適用壽命普遍偏低是一個一直困擾人們的問題,支座在設計使用期限內出現許多病害。這些病害來源是多方面的,既有支座所選橡膠材料不耐老化的先天缺陷因素,也有支座選取、布置不合理,施工不規范、不專業,養護不到位等人為因素。
板式橡膠支座中橡膠老化、變質使得梁體不能自由伸縮,直接導致梁端或墩、臺帽混凝土破裂,造成掉角、啃邊現象,橡膠板易位,嚴重的還可能導致伸縮縫破壞?,F在的橡膠生產企業林立,其企業規模與技術水平也是參差不齊,難免有些企業會為追求利益而故意降低生產標準,使得出場產品達不到應有的設計強度與承載能力,可想而知這樣的支座一旦被用于橋梁工程之中,出現問題是難免的。有些橋梁設計單位設計人員水平較低,對于橋梁支座選擇形式并不了解、對于橋梁支座的布置方式不合理,或者由于疏忽大意,所選用支座墊石混凝土標號偏低,支座邊緣預留寬度不夠,或墊石加強筋不足,固定用的螺栓、螺母強度不夠等,這些均會導致橋梁支座病害的發生。在施工過程中也可能出現各種各樣的問題,由于各種原因造成支座安裝不水平,支座位置偏離受力中心超過許可范圍,安裝時支座與上下部貼合不夠緊密,使用時出現支座脫空現象。養護維修方面,滑動面、滾動面不凈潔,異物得不到及時清理,固定件松動加固不及時,因防水裝置缺陷使支座或連接面浸水腐蝕,加速老化過程等。
五、結束語
橋梁的使用能否達到設計時所預想的效果,與橋梁支座選取是否合適,支座安放位置是否恰當,支座能否正常穩定的發揮其功效密切相關。能否準確獲得支座在使用中所要承擔的荷載,以及支座位移量是否能準確估算,直接關系到橋梁支座的適用壽命。對于外形特殊的橋梁(寬橋、斜橋、彎橋等),支座的受力情況變化繁復,容易出現意想不到的情況,要從多個方面進行分析。在確定支座的位移量時,應綜合考慮溫度效應、橋跨結構撓曲變形、基礎不均勻沉降等因素,并在設計計算中以安全系數的形式體現。
參考文獻
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橋梁工程概論范文5
【關鍵詞】道路橋梁;施工;質量管理
伴隨著城市的發展,越來越多的市政道路橋梁工程建設出現,在目前的經濟市場的大環境下,涌現出許多資質不同的建筑單位,不同的建筑單位在面對不同的道路橋梁結構時,可能會使用不同的施工方法。新的工程建筑標準出臺以后,各個建筑單位憑借對標準的解讀不盡相同,在施工的過程中會出現許多不能預想到的問題,這就對施工的管理提出了新的挑戰,要求施工管理要把工作做得更精,做得更細,做得更專業。,
市政道路橋梁工程建設的質量把關包括很多方面,諸如對于建設單位負責的質量監督控制,還有就是勘察、設計單位所涉及到的質量監督控制,對施工單位的質量監督控制,最后就是對監理單位和檢測單位的質量監督控制。一切工程施工都是重中之重,所以施工的質量管理是不容忽視的。本文就市政道路橋梁工程的施工管理提出一些見解。
一、市政道路橋梁施工中的施工質量管理
1、調拱、調坡層的施工質量管理控制。在這個施工過程中,要使用什么品牌的材料,所使用的材料都是什么規格的,所使用的材料又都是什么級別的,在,在選擇時既要注重每部分材料的個體要過關,還要注重不同品牌、規格和級別上應是相互配合的。當然在材料的選擇上資金的預算也是要考慮的問題。材料選擇準備好以后,關系到基層施工質量的另一方面的要素就是就要把握橋梁的有效寬度內的平整度和壓實度。
2、基層施工質量控制。建筑單位在進行基層施工中,應該存檔試驗階段取得有關數據。嚴格按照試驗階段中的數據抓好松鋪的厚度,在完成最佳含水量的碾壓。經過初壓后,再進行人工整修,基層邊緣立模處的壓實度是特別要加強的,在實際的施工過程中有很多特殊情況,可能會有一些不能加強到位,對于這部分應該利用人錘和振動夯,逐層進行夯實,唯此才能證結構層的施工質量得到保證。壓實度得到保證后,主要嚴格控制基層的平整度,面層的平整度應在面層鋪筑前用3m直尺對先基層進行平整度檢測,及時發現并處理那平整度差和平整度大的路段。影響路面平整度的因素很多,有的是在清洗基層表面時,會有瀝青或補做下封層,還有可能是面層鋪筑前表面滴落水泥成硬渣時,這些都會影響橋梁基層的平整面,都應進行及的處理。
在基層施工完成后,就要重視基層的養護。在進行橋梁基層護時可以使用麻袋,也可以使用土工布等。還有另外一種訪求就是可以利用噴灑瀝青乳液進行保護。但是,如果出現了車槽松散的狀況,就應采用以前在施工中用到的相同材料進行修補壓實,一定不能用一些松散的顆粒料進行填補,草草應付。
3、瀝青路面的施工質量控制。要想控制瀝青路面的施工質量,首先要控制瀝青、粗集料和細集料礦粉等原材料的質量,對各種原材料的性能及質量要有第一手資料。其次要注意瀝青混合料拌和的過程,在這個過程中,瀝青混合料會因為水量或是材料的配比量會出現拌合不均的狀況,這就會影響施工質量,所在,在這個過程中就應該注意分析冷料倉的拌和參數質量檢測和熱拌瀝青混合料的質量檢驗。最后,碾壓工藝和碾壓技術的質量提高措施也是分析瀝青路面的好壞的重要依據,路面壓的不實,壓的不平不但會影響橋面的平整度還會影響橋面的密實度,所以應該研究提高壓實性能的方法,并對最終的壓實結果的進行分析。
二、市政道路橋梁施工后的施工質量問題處理
道路橋梁在修建的過程中,由于受到資金、設計以及施工標準和施工單位技術水平很多因素的影響,在道路橋梁交付使用之后會出現這樣或那樣的問題,再加上近些年,道路橋梁超負荷,也加快了橋梁損壞的進程。這也就要求在道路橋梁在施工后出現的一些問題,應合理的進行解決。
1、調查事故發生的原因
事故發生后一定要調查事故發生的根本原因,這樣做既是對要進行處理的問題提供可靠的依據,又能防患新的事故的再次發生。如果是由于橋梁的路基浸泡在水中的時間過長,發生了下沉的問題,就應該找出水浸的原因,拿出切實的排水清淤的方案,在考慮到通車要求和資金預算的情況下,一定要做到安全可靠,萬無一失。如果橋梁是由于承載力不夠,引發的事故,那就應該及時的進行補強,或者增加支撐等。
2、選擇處理事故的合理時間、方法和范圍。
道路橋梁出現事故或發現問題后,一般情況都是越早越好,但也不能一概論。有時應考慮案例因素、技術因素、經濟因素和施工條件因素等。綜合考慮各方面因素和條件選擇最合理的時間,事故處理的方法也應該進行一般均應及時分析處理,但并非所有質量問題的處理都是越早越好。處理方法的選擇應根據質量問題的特點,綜合考慮安全可靠、技術可行、經濟合理、施工方便等因素,經分析比較擇優選定。在處理事故時選擇合理的處理范圍也很重要,事故發生處只是看到的表象,只是問題出現的顯像部分,但是其深層原因有可能還和整個橋梁結構中的其他部分有關系,我們在處理時,不能只看局部,不看相關,致使處理完之后并沒有從根本上解決問題,也不能真正的消除案例隱患。
3、在進行事故處理時應考慮其他事件的發生。
橋梁的地理位置比較特殊,結構也比較復雜,所以,一旦道路橋梁出現問題時,現場會有許多不安全的因素,應備有應急預案。為施工人員提供案全的保證。在進行事故處理時一但發現事故發生的原因和事先調查的不符,應立即停止施工,對事故的原因再次進行深入的調查后再著手解決。
4、事故處理結果的檢查驗收。
目前,我國對道路橋梁建設的驗收還是比較嚴格的,但對于發生事故的處理結果的驗收卻還很薄弱,但是我們也應根據事故處理的有關規定加強事故處理的檢查驗收工作。
三、市政道路橋梁施工應具備的資料
1、施工材料
道路橋梁的施工材料很多,涵蓋施工的整個過程的各個環節,主要包括基坑開挖、處理施工記錄、檢查資料; 基礎施工檢查資料,樁基檢測資料; 現澆構件施工、檢測、試驗資料; 預制構件施工、檢驗資料; 預應力張拉、壓漿檢查資料; 外購件檢查記錄; 按施工工序各中間環節檢查記錄; 砼、砂漿強度試驗資料; 各部位檢查、驗收資料; 引道工程、防護工程施工、檢測、試驗資料。這些材料都和整個施工過程密切相關,這些材料不但在施工過程中是技術執行的標準和依據,也為道路橋梁完工后出現事故后,進行調查的有力保證。
2、事故處理相關材料
道路橋梁如果出現了質量問題或其他事故,對于質量問題的處理應也應準備相應的材料,例如事故出現的原因,與事故相關的施工圖紙、施工記錄等,事故的性質,事故出現的情況以及事故涉及的主要責任人等,都應形成文字材料進行存檔,作為事故處理的依據。
四、市政道路橋梁施工應急預案的制定
在道路橋梁進行施工的過程中,由于操作不當或材料的不合格等出現的施工質量問題經常會發生,工程規范是相同的,但在施工過程中出現的特殊情況卻會由于其他外在條件的變化卻不盡相同,有的時候在橋面上看到的只是一個細微的裂縫,但由于時間的原因,可能就發展成了十分嚴重的構件斷裂,而有的時候只是局部的沉降變形,可是卻由于施工的技術問題致使倒塌。在制應急預案時時,要考慮以下問題。對危險系數較高的的質量事故,首先應予以封閉或設立警戒區。只有確保不會發生二次接連事故的情況下,才允許進行施工現場,必免發生其他人員的傷亡。如果的有部分需要拆除,就應考慮拆除部分對橋梁其他結構的影響,避免損壞其他相鄰結構。凡是涉及到橋梁的結構安全的時候,就要事先對要處理部分的結構強度、結構硬度和穩定性進行測算,制定可靠的保護措施,并在事故處理過程中監視結構的穩定性。
市政道路橋梁工程工期較長,涉及的地理環境復雜,工程量大,并且施工條件異常艱苦,在一個工程中有時還會涉及很多管線的鋪設,參與的單位和員工多,管理和監督都很因難。但是,這些并不能降低施工的管理質量,只有確實的保證道路橋梁的施工質量,才能保護人民群眾的財產。施工過程中可能會出現的這樣或那樣的質量問題,也應該參照國家的有關規定,合理的、準確的、高質量的完成事故處理施工,以此避免事態的進一步擴大。
參考文獻
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橋梁工程概論范文6
關鍵詞:公路工程計量與計價;適崗能力;教學內容;構建
高職道路橋梁工程技術專業主要培養路橋施工一線的施工員和監理員?!豆饭こ逃嬃颗c計價》是道路橋梁工程技術專業的核心課程,該課程主要培養路橋施工一線的施工員、監理員所必須的公路工程計量與計價的基本技能。如何提高該課程的崗位適應性,實現課程和就業崗位零距離對接,成為道路橋梁工程技術專業學生培養質量的核心問題之一。
1 課程教學現狀和存在問題
1.1教材方面
以前徐州建筑職業技術學院道路橋梁工程技術專業《公路工程計量與計價》課程教學均采用《公路工程概預算》或《公路工程造價》教材,教材內容都是針對公路造價師、造價員而編寫的,其內容體系很明顯不能適應路橋專業就業崗位需求。當然不能適應的原因是多方面的,首先,教材中的“概算示例”或“預算示例”均沒有施工圖紙和相對應的施工方案,“能夠根據施工圖紙和相對應的施工方案進行工程量計算”的崗位能力就不能充分體現;其次,和工程造價專業相比,路橋專業該課程課時要少得多。教學受到課程體系的束縛;再次,由于公路工程計量與計價政策性很強、具有區域性強特色,特別是國家新規定、行業新規范的理論方法部分不能及時編入教材,因此,教材的滯后性給該課程的教學帶來一定困難。
1.2教學方式
以前計價課教學是按傳統的方式進行的:按照教材,先講概論包括建設程序與建設項目工程造價的構成、造價文件編制原理及依據、工程造價管理等),再講公路工程定額的概念和應用(定額直接套用、定額的抽換、補充定額),然后講公路工程建設各階段對應造價文件名稱、文件組成,概、預算文件的內容及編制,公路工程量清單計價原理,最后講概算示例或預算示例。表面看起來教學面面俱到,但是實際教學還存在以下問題:
按照書本的知識體系授課,講解內容既多又零散,連貫性和實際應用價值得不到充分體現,導致學生認為計價課很難學。產生厭學情緒;講解內容多,忽視了同學根據施工圖紙和相對應的施工方案進行計量與計價的實踐動手能力的培養,造成師生沒少辛苦,同學依然不熟悉計量和計價;講解內容多,有的內容在舉例的過程中用不上,導致學生沒有學習積極性,沒有發揮出主觀能動性;講解較多,學生是被動接受,不易實施分層次教學。
1.3該課程學生學習狀況
在教學過程中發現,一些學生覺得《公路工程計量與計價》很難,主要原因是:①對于道路工程圖的識讀、構造做法不能很好地加以理解。雖然圖例、標識能看懂,但對設計意圖的理解僅僅停留在平面表達上,不能形成空間立體的設計模型。對施工圖的閱讀也僅僅停留在平面的、獨立的感知上,未能形成整體的、綜合的聯系。從而導致了施工圖的閱讀應用能力較差,影響了課程的學習。②由于對公路施工技術了解不夠深入,對定額的套用、工程內容的理解還不熟練。③課程內容復雜,造成沒把握重點。思路不清晰,知識易遺忘。
1.4課時狀況
根據教學計劃安排,《公路工程計量與計價》的學時一般在40~60學時左右。課程主要內容包括公路工程定額、公路工程量清單計價規范、路基工程計量與支付、路面工程計量與支付、橋涵工程計量與支付、隧道工程計量與支付、沿線其他工程計量與支付、工程標底、工程投標價、施工階段工程結算價格、竣工決算價格。課程涉及面廣,內容量大,習題講解較多。在較為緊張的學時內完成理論講解、應用示例,面面俱到較為困難。
在課時緊張的情況下,對于公路工程工程量清單計價(內容量最大的部分),只能將常用項目、重點項目作詳細講解,配有習題分析講解,對于不常見項目,僅對計算規則作解釋的,以學生自學為主。對常見工程項目能熟悉計算工程量,對于不常見項目。會運用計算規則的相關條例自學解決,高難工程有待日后工作中通過崗位實踐完善,基本上達到了從業崗位的基本要求。
1.5本課程與其他課程關系
《公路工程計量與計價》是在學生學習了公路工程識圖、路基施工、路面施工、橋梁施工、隧道施工、公路施工組織設計、道路工程材料等課程基礎上,對學生進行公路工程計量與計價能力培養的課程。目前,高職由于理論課學期的壓縮,在教學計劃安排中,有時將該課程與施工課程在同一學期開設,沒有遵循科學客觀規律,嚴重影響了《公路工程計量與計價》課程的學習效果。
2 課程適崗性教學內容體系構建
針對《公路工程計量與計價》課程教學現狀和存在問題的分析,教學內容體系的構建是影響課程適崗性教學最關鍵的因素,因為課程內容體系的構建直接關系老師的教學組織和同學掌握知識、技能的效果。
2.1課程內容體系構建思路
以同學就業崗位為出發點,和用人單位一起確定研討就業崗位的工作內容以及崗位能力要求。通過對就業崗位能力分析,把該課程從傳統的強調計劃管理轉變為強調動態管理。所謂計劃管理。即按照定額計算的工程造價,包括工程估算、工程概算、工程預算、招標標底、工程報價、合同價格的計算、確定等,針對的工程崗位為造價咨詢機構、管理部門、監理部門等專職造價管理人員。而動態管理指的是實際工程中的投資控制、成本核算、材料管理、工程進度控制、質量控制等,作為基層施工技術人員必備的基本技能,其出發點為培養公路施工一線的技術管理人才。
所以本課程內容體系構建的思路是:以同學就業崗位的工作內容以及崗位能力為出發點,以崗位能力為依據構建課程內容體系,以實際工程圖紙資料,結合相對應的施工方案,就現場施工員、監理員面對的典型工作任務為載體,整個教學內容體系既要和具體工程相結合,又要體現課程的適崗性,提高學生的學習積極性,達到理想的教學效果。
2.2就業崗位能力分析
對于路橋施工一線的施工員、監理員崗位來說,要求能夠根據施工圖紙和相對應的施工方案進行工程量的計算;能夠根據工程進度計劃和項目實際情況作出合理的材料用量計劃;能夠根據施工方案計算臨時材料的用量計劃;能夠掌握工程計量與支付的依據與方法;掌握變更工程單價的計算;掌握工程調價的計算方法;能夠掌握工程索賠的依據;掌握索賠的內容與時間;掌握索賠金額的計算;能夠進行投標報價編制等,這些都是《公路工程計量與計價》課程要重點解決的內容。
2.3四情境、四步驟教學內容體系
《公路工程計量與計價》課程內容不能照搬《公路工程造價》等內容針對公路造價師、造價員編寫的教材,其內容體系很明顯不能適應道路橋梁工程技術專業就業崗位需求。在分析課程教學現狀和存在問題的基礎上,結合公路施工企業調研的成果,我們將課程內容構建為四情境、四步驟教學內容體系(見圖1)。四情境中,學習情境一,將《公路工程國內招標文件范本》、《公路工程基本建設項目概算預算編制辦法》、《公路工程工程量清單計價規范》、《公路工程定額》和有關工程圖紙、施工方案等內容。教師結合公路工程計量與計價過程理順思路,給同學總結概括(簡化);學習情境二,老師和同學一起完成道路工程的計量與計價項目(以老師為主);學習情境三,老師和同學一起完成橋涵工程的計量與計價項目(以同學為主,老師全程輔導);最后是軟件應用與分析訓練(老師示范指導,同學操作)。每—個學習情境根據學生就業崗位典型任務的實施過程劃分為4個任務(分4個步驟實施),對于前3個學習情境,主要任務是:①清單項目范圍與細目工作內容分解;②圖紙閱讀與工程數量審核、分解;③施組與措施工程量;④定額應用和套取。對于學習情境四,主要是培養計價軟件的應用與分析。程序見圖1。
2.4四情境、四步驟教學內容體系特色
四情境、四步驟教學最大的特點是:以學生就業崗位典型任務為載體,把知識和能力的培養融入典型任務的實施過程,突出了學以致用和實踐動手能力的培養,大大提高了學習效率,真正實現課程和就業崗位的零距離對接。將就業崗位典型任務的實施過程劃分為4個任務(分4個步驟實施),每一個學習情境都是4個步驟的重復,但重復的是步驟,不是內容。知識的多次應用和相似問題的多次解答,更有利于知識的掌握和能力的培養。