桥梁工程的内容范文

时间:2024-01-12 17:22:10

桥梁工程的内容

桥梁工程的内容篇1

一、前言

桥梁工程是土木工程学科的一个重要分支,是交通工程的咽喉,是交通线路的重要组成部分,也是保证全线通车的关键。作为枢纽的桥梁工程在交通网络建设得到了蓬勃的发展,其建设也是突飞猛进的。桥梁工程涉及到规划、勘测、设计、施工、制造、检测、养护、维修等许多环节,与之对应的桥梁工程课程是目前土木工程专业道桥方向一门重要的专业必修课程。通过课程的学习,力求使学生深入掌握桥梁工程的专业技能,了解桥梁工程规划、设计、计算的基本知识,掌握常用中小型桥梁的构造原理及设计计算方法,熟悉有关的桥梁施工技术,初步了解大跨度桥梁的设计和计算理论,具备解决较复杂桥梁问题的能力。因此,该课程的教学效果对道桥专业学生的专业素质和能力的培养将起着至关重要的作用。同时,桥梁工程又是一门实践性很强的专业课,必须将理论与实践紧密联系起来,才能达到较好的教学效果。

二、目前桥梁工程教学中存在的问题

在国家高等教育改革的大环境下,面向应用型本科教育模式,以往的传统教育模式已不能满足现代社会的需求。目前的桥梁工程教学存在以下问题。

1.就课程教学本身而言,学生初次接触该课程时对桥梁的结构显得很陌生,不能很好地理解课本中各种桥型、桥梁相关名词术语以及桥梁各个组成部分的内容。尽管在课程开课之前,我们已经组织学生参观过一些基本的桥梁形式,但效果依然不是很明显。

2.桥梁工程知识点较多,而课时量却在不断的减少。桥梁工程不仅要学习一座桥梁从它的选型开始到设计、计算以及验算合格为止,还要学习不同力学性能的桥梁的结构类型、设计理论、计算方法等。特别是现代化桥梁建设突飞猛进,许多大跨径、新材料、新工艺的桥梁形式如雨后春笋般不断涌现,为了与时俱进及更好地适应社会需求,我们需要不断地完善和改进课程内容。内容的增加需要大量学时的消耗,但是桥梁工程的学时却很有限,目前我校课时只设置了48学时,对于内容的完成有很大的困难。

3.桥梁工程是一门实践性很强的课程,在教学过程中我们往往是重理论教学、轻实践教学。出现这种情况的原因有两个方面:第一是我们自身的教学观念还没有改变过来,依然按照传统的教学模式在进行人才培养;第二是现在许多高校对于实践教学基地的建设还是很少,缺乏这样的实践环境,学生不能对桥梁工程有系统的认识,从而不光是实践教学受到了限制,某种程度上理论教学也受到了影响。

4.课堂教学的形式有限。桥梁工程是实践性很强的课程,只通过课堂教学,学生很难直观、深入地了解桥梁的原理、设计和计算等。必须通过多种教学方式结合才能达到良好的教学效果。例如,课堂讲解、多媒体视频、动画、参观实习等方式结合才能起到事半功倍的效果。

三、桥梁工程教学改革措施

针对桥梁工程教学中存在的一些问题,结合笔者的一些教学经验提出几点桥梁工程教学改革措施。

1.先修课程的学习很重要,为桥梁工程的学习提供了重要保障。桥梁工程的先修课程包括“结构力学”、“混凝土设计原理”及“基础工程”等课程。只有将先修课程学习扎实,对于桥梁的桥型选择、受力性能等才能分析准确,分析思路清晰才能保证正确的设计和计算。

2.教学内容的改革采用重点“内容+拓展”的方式。在有限的学时中,不能将所有内容都进行细讲、精讲,只能将本科阶段学生必须要掌握的内容,例如简支梁桥的设计、计算作为重点内容进行讲解。目前桥梁建设都偏于大跨径、新材料、新工艺的桥梁建设,可以将桥梁发展的新动向、新材料、新工艺技术作为拓展的内容介绍。这样学生既掌握了基本桥梁的设计计算,也掌握了桥梁工程建设新的发展趋势。

3.理论与实践并重,加强课程学习效果。在学习理论课程之前,要进行相关的课程参观实习,加强学生对桥梁工程的认识。学校积极建设或联系生产实习基地,在教学过程中可以通过几个学时的实践教学,让学生对学过的知识进一步加深印象和理解。课程结束后,学生可以通过生产实习,系统的掌握桥梁工程相关的内容,包括桥梁的设计、施工、检测等方面的内容。

4.创新能力拓展。培养社会应用型创新人才就要不断开发学生的想象能力,增强动手能力。在学习阶段可以组织一些桥梁模型设计竞赛之类的活动,例如桥梁模型软件设计大赛、桥梁模型手工制作大赛等,充分发挥学生的想想和动手能力。通过软件设计大赛,学生可以掌握桥梁设计的专业软件的应用,从建模到加载再到结构上的变形、受力情况,通过一个模型设计均可以一目了然、清楚地知道不同结构类型的桥梁主要的受力结构和受力大小。通过手工制作桥梁模型,可以清楚地了解桥梁大致的施工顺序、结构之间的联接情况等,都有助于学生更好地掌握桥梁工程的内容。手工制作较好的桥梁模型还可以作为教学模具,通过学生直观的看加上教师的讲解,加深了学生对桥梁工程各个结构构件的认识。

5.采用多媒体教学,提高教学质量。多媒体教学是现代教学中不可或缺的一种教学手段,过去的“黑板+粉笔”的形式不能满足现代课堂大信息量的要求。多媒体课件可以给学生提供更多的知识点,对桥梁工程发展新的动向、新材料、新技术等,可以通过图片、动画、视频等的形式展示出来,学生更容易掌握和接受。例如在给学生将简支梁桥计算时,一个很重要的系数是荷载的横向分布,教师只通过讲解让学生掌握这个系数有点难,但是通过一个动画演示解释为什么荷载作用在一根梁上时还会对其他相邻的梁有影响,学生就能更直观地理解这个系数的意义。同时,多媒体课件的质量也会影响教学效果,好的多媒体课件能吸引学生跟着教师的步伐学习内容。

四、结语

桥梁工程的内容篇2

关键词:桥梁工程;CDIO;问题链

作者简介:杜建文(1985-),男,山东临沂人,南京理工大学泰州科技学院,助教;李十泉(1985-),男,江苏南通人,南京理工大学泰州科技学院,助教。(江苏 泰州 225300)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)19-0119-02

CDIO作为工程教育的创新工具,是面向学生的教育,即强调在构思(Conceive)-设计(Design)-实施(Implement)-运行(Operate)现实世界的系统和产品过程中,来学习工程的理论和实践[1-2]。“桥梁工程”是土木工程交通土建方向一门重要的专业必修课。通过对它的学习可以使学生理解桥梁的基本构造,掌握桥梁上部结构和下部结构的设计方法,为其今后的工作打下良好的基础。

一、“桥梁工程”的教学内容

桥梁是为了跨越各种障碍(如河流、沟谷或其他线路等)而修建的建筑物,是陆路交通运输中重要的组成部分,称为交通运输的咽喉。“桥梁工程”课程主要讲授桥梁的设计和桥梁常见的施工方法。本次教学实践主要针对桥梁设计进行,桥梁设计主要包括上部结构设计、支座设计和下部结构设计。

桥梁设计是依据“安全、经济、适用、美观”的基本原则进行的,主要包括以下具体内容[3]:桥梁结构的组成、分类和结构体系;桥梁平面设计;桥梁纵断面设计;桥梁横断面设计;桥梁的设计荷载,包括恒载和活载;主梁内力计算,包括恒载内力计算和活载内力计算,并进行作用效应组合;上部结构正截面承载力计算、斜截面承载力计算和变形计算;桥台和桥墩的尺寸拟定和构造要求;桥墩桥台的承载力验算;基础类型的选择和承载力计算。

桥梁在设计过程中,其截面构造尺寸应符合桥梁设计规范的相关规定,不能随意设置。桥梁设计中常用的规范有:JTG D60-2004,公路桥涵设计通用规范;JTG D61-2005,公路圬工桥涵设计规范;JTG D62-2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范;JTG D63—2007,公路桥涵地基与基础设计规范。

因为规范中的条文规定在讲授时比较繁琐,比较枯燥,而且学生在学习时不知道该构造规定的作用,从而学习积极性较差,造成教学效果较差。为了改变这种消极的状态,将在实践环节安排的《桥梁工程课程设计》融入到教学当中,即以实际桥梁的设计贯穿整个“桥梁工程”教学,从而实现在“做中学”。

二、“桥梁工程”教学实践流程

在“桥梁工程”授课过程中,以实际桥梁的设计为主线,采用问题链的形式引导学生思考,从而激发学生学习的兴趣,主动学习。教师在第一次授课时,就将学生将要完成的桥梁设计课题布置给学生,也就是给学生一个桥梁的设计任务。以“3×13m钢筋混凝土简支空心板桥设计”课题为例,阐述如何实现桥梁工程的教学实践。

问题链指的是一些系列问题所组成的问题组。桥梁工程中的问题链是以桥梁设计的流程为主线进行设计的,由浅入深,由上部结构延伸至下部结构,层层递进,进而包含桥梁工程设计的主要内容。

问题1:设计题目中的“13m”表示什么含义?

提出问题后,首先请学生进行回答,同时给予学生适当的引导,通常教师给学生几个备选答案,以选择的形式进行提问。比如,13m表示的是标准跨径、计算跨径还是桥梁全长?让学生来进行选择,当学生回答完毕后,可以顺着其的回答进行延伸。

当学生回答是标准跨径时,首先给予肯定,然后问其标准跨径的概念,就可以引出桥梁构造的基本概念,进而讲授桥梁结构的专有名词等相关内容。

当学生回答是其他答案时,如计算跨径。可以幽默地让其重新选择,直至选到标准跨径,此时可以活跃课堂气氛。然后,引出标准跨径的概念,讲授桥梁构造的概念,进而弄清楚相近概念的区别。

问题2:设计题目中3×13m表示什么含义?

通过这个问题,引出桥梁分孔的内容。从桥梁分孔的切入,讲授桥梁纵断面设计和平面设计。当对桥梁纵断面的相关内容讲授完成后,结合学生的桥梁设计课题进行提问,明确3×13m的含义,即桥梁为3跨,标准跨径为13m的桥梁。

问题3:该桥梁的结构形式是简支板桥,它是从哪个角度进行分类的,还包括哪些常见的结构类型?

通过这个问题,引出桥梁的分类。桥梁从受力角度分为梁桥、拱桥、悬索桥、刚构桥和组合体系桥等。分别阐述梁桥、拱桥、悬索桥的受力特点和相互之间的区别,让学生对桥梁的体系有系统性的认识。通过提问学生明白其设计课题的类型即简支梁桥,属于梁桥的一种。

同时,梁桥还包括连续梁桥。那么,简支梁桥和连续梁桥在受力上的最大区别是什么?

利用这个问题可以促使学生回忆在“混凝土结构设计原理”里面所学习的相关内容,从而掌握连续梁和简支梁的区别,即连续梁在中间支点处有负弯矩,而简支梁没有。

问题4:该桥梁的主梁是什么形式?

通过该问题引出横截面设计的相关内容。该主梁为装配式钢筋混凝土空心板,进而就可以讲授空心板的相关构造要求。

然后让学生结合实际桥梁课题,初步拟定空心板的截面尺寸。待尺寸拟定完成后,让学生将其设计的尺寸进行讲述,同时让其进行评判,是否符合规范的相关要求,是否合理可行。通过相互评价,可以促进学生对空心板构造知识的应用和掌握,加深对规范中构造要求的理解。

问题5:空心板上面有哪些荷载作用?

通过这个问题引出作用的分类。《公路桥涵设计通用规范》(JTJD60-2004)对作用按照时间变异性可以分为永久作用、可变作用和偶然作用。

然后,分别列举永久作用、可变作用和偶然作用包含的内容,介绍每一项作用的相关计算,尤其是汽车荷载的计算。

最后,讲述规范中对这些作用如何进行作用效应组合,主要包括承载能力极限状态下的基本组合,正常使用极限状态下的长期效应组合和正常使用极限状态下的短期效应组合。这三种组合的计算公式和相应系数的取值。

问题6:简支梁桥跨中和支点处的弯矩和剪力如何计算?恒载和活载的计算有什么区别?

通过这个问题引出空心板梁的内力计算,再分别叙述恒载和活载的内力计算。恒载计算可以直接利用结构力学中关于均布荷载的情况下的内力计算就可以得到。活载内力计算主要包括汽车荷载和人群荷载,必要时还要计算风荷载等。汽车集中力作用在主梁上,求其内力的计算属于空间力学问题,求解非常麻烦,在工程实际中,引入了荷载横向分布系数的概念。

然后,阐述荷载横向分布系数根据横向刚度不同有5种不同的计算方法,说明这些方法的各自的基本假定和计算步骤。

让学生结合其各自的桥梁设计课题,采用杠杆原理法计算空心板支点处的荷载横向分布系数,采用铰接板梁法计算1/4跨至跨中处的荷载横向分布系数,对于支点至1/4跨采用线性内插的方法获得,并绘制荷载横向分布系数沿纵向的分布。接着利用影响线法求出汽车荷载和人群荷载在主梁中的内力。[3]

安排一次课时,让学生来讲述自己的主梁内力计算,教师对其讲述过程要进行控制,当其完成一个重要步骤时,就进行评价,如正确就加以肯定,如出现错误,及时进行纠正。

问题7:桥梁内力计算完成后,应进行作用效应组合,并进行承载力计算。那么,承载力计算包括哪些内容?

通过这个问题,让学生回忆“混凝土结构设计原理”的相关内容。空心板进行承载力计算时是根据面积相等和惯性矩相等,换算成工字型截面,在进行计算时采用T形梁的相关公式进行计算。

空心板承载力计算主要包括正截面抗弯承载力计算,斜截面抗剪承载力计算和正常使用极限状态下的变形计算。通过承载力的计算可以和前续课程“混凝土结构设计原理”[4]有效进行联系。

问题8:桥梁上部结构和下部结构的连接部件是什么?

通过这个问题,引出支座的作用,进而讲授支座的类型、分类和常见的支座形式。

结合钢筋混凝土空心板桥设计,详细阐述板式橡胶支座的工作原理和设计流程,即:确定支座的平面尺寸,计算形状系数;确定支座的高度;验算支座的偏转和压缩变形;验算支座抗滑性。

问题9:桥梁下部结构主要包括哪些部分?它们有哪些形式,如何进行设计?

通过这个问题,引出桥台、桥墩和基础的概念。根据不同的地质情况和结构形式,对于桥台部分,重点讲授重力式桥台和桩柱式桥台;对于桥墩部分,重点讲授重力式桥墩和桩柱式桥墩。

问题10:桥梁上部结构和桥墩(台)的荷载通过什么部分传递到地基上?

通过这个问题,引出基础的作用。结合所给的地质情况,重点讲述浅基础和桩基础,从而和“桥梁工程”的相关内容联系起来。[5]

三、结论

本文主要阐述了如何将实际桥梁设计以课程设计的形式贯穿于“桥梁工程”的教学中。采用递进的问题链,不断引出桥梁设计的相关内容,并且通过提问的方式与学生之间产生互动,进而提高教学效果。

参考文献:

[1]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,(3).

[2]王刚.CDIO工程教育的模式的解读与思考[J].中国高教研究,2009,(5).

[3]汪莲.桥梁工程[M].合肥:合肥工业大学出版社,2011.

[4]叶见曙.结构设计原理[M].第二版.北京:人民交通出版社,

2005.

桥梁工程的内容篇3

关键词:桥梁工程;教学方法;实践教学;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)53-0149-02

《桥梁工程》是道桥渡工程专业学生的专业必修课,涉及到桥梁规划、勘测、设计、施工、制造、检测、养护以及加固等诸多环节。它包含了《结构力学》、《材料力学》、《结构设计原理》等专业基础课的内容,同时又是各门专业基础课在桥梁工程中的综合应用,是一门实践与理论并重的专业课程。近十多年来,中国桥梁建设发生了翻天覆地的变化,建造了一座又一座世界级的桥梁,我国桥梁工程设计理论和施工技术发展迅速,新理论、新材料、新工艺、新结构不断涌现。因此,在《桥梁工程》教学内容和教学方法等方面也要与时俱进,并且注重培养研究型、有创新意识和能力的人才。以下是我在进行《桥梁工程》课程教学时的一些思考,着重对课程教学内容、教学方法和实践教学等方面进行改革与实践。

一、教学内容的改革与实践

我国桥梁设计理论及施工技术发展之迅速,已远远超过了《桥梁工程》教材的更新步伐,由于受到“厚基础、宽口径”指导思想的影响,《桥梁工程》课时数由之前的80学时缩减到64学时,如何在有限的时间内向学生介绍更广、更新的课程知识以保证应有的专业素质和实际工程能力是一个迫切需要解决的问题。

1.教材方面。教材内容是课堂教学的主要内容,也是学生课后复习的主要依据,因此选好教材非常重要。在教材方面,选择了最新版的姚玲森老师编写的《桥梁工程》(第二版),并将范立础、顾安邦、强士中、邵旭东、陈宝春等老师编写的《桥梁工程》教材作为补充教材。每本教材都有其特点和不同的侧重点,把这些教材的精华部分放到课件上,并将详细的课件整理成册提前发给学生,供其在上课和课后参考。

2.授课内容方面。随着我国大规模的基础设施建设,近二十年来我国的桥梁建设取得了辉煌的成就,新技术、新桥型、新材料、新成果层出不穷,单从拱桥方面,已经由原来上世纪七八十年代常用的双曲拱桥、整体式拱桥,逐步变为现在的钢管混凝土拱桥、系杆拱桥、钢拱桥等。过去拱桥的学习重点是简单体系拱桥,如双曲拱桥和混凝土拱桥。因当时我国施工条件差、起重设备落后、钢产量低,双曲拱桥是中国人自己发明的桥型,它充分发挥了预制装配的优点,无需拱架施工、自重轻、节省木料、节省钢材和混凝土、加快施工进度、经济适用,曾在全国公路、铁路等工程中广泛应用。至上世纪80年代初,仅江苏一个省就建立了近万座双曲拱农用桥。但是由于这种桥型施工工序多,组合截面的整体性较差,易开裂等问题,目前已很少采用。随着我国施工技术、设计水平、钢产量的迅猛增长,我国拱桥的跨越能力越来越大,混凝土拱桥、石拱桥、钢桁架拱桥、钢箱拱桥、钢管混凝土拱桥的世界第一都在中国。由此,授课重点也从之前的简单体系拱桥向组合体系拱桥倾斜,增加了钢拱桥及钢管混凝土拱桥的教学内容,双曲拱桥仅作为一种桥型简单介绍,突出介绍双曲拱桥和整体式拱桥的病害特点和产生机理,为目前大批量双曲拱桥和整体式拱桥的维修和加固做知识储备。在拱桥施工部分,随着我国施工技术的迅速发展、吊装能力的增强,之前双曲拱桥常用的“化整为零、集零为整”的施工方法已经很少使用,一些新的施工工艺取而代之。除了有支架的施工方法外,拱桥常用的无支架施工方法有:悬臂施工法、缆索吊装施工法、转体施工法、劲性骨架施工法等,有的施工机具吊装能力超强,能将重2000吨的系杆拱桥整体吊装就位。因此,在拱桥施工这部分内容的介绍中,比以前增加了课时,主要用于介绍拱桥施工新工艺以及大跨径拱桥的施工方法和特点。

二、教学方法的改革与实践

在《桥梁工程》教学课时受到严格控制的情况下,面对新桥型、新材料、新技术的快速发展以及信息量剧增的现实,在教学方法与手段上进行了一些改革与实践。

1.多媒体与板书教学的结合运用。传统的教学方法中,板书是教师的基本功之一。板书教学虽然有利于推导公式的来龙去脉、课程讲述的逻辑性强、便于前后引转教学内容等优点,但这种教学方法难以应对剧增的课堂教学信息量。多媒体教学是现代的教学手段之一,它在应对大信息量方面有很好的效果,但是,在进行公式推导时没有板书教学效果好。经过了反复尝试、努力探索,发现“板书+多媒体”相结合的授课方式是学生最能接受的。在拱桥概论和拱桥设计构造的教学中,因为信息量大,基本采用多媒体为主,板书为辅的授课方式;在拱桥计算的教学中,公式推导和计算为主,采用板书为主,推导、计算主线或复杂公式放到多媒体上讲解为辅;在拱桥施工介绍中,采用多媒体的PPT和动画、视频为主,板书为辅,以上教学方式收到了很好的教学效果,学生听讲很认真、互动好。

2.启发式教学方法的运用。《桥梁工程》课程长期以来一直采用“以教室为环境,以教师为中心,以纸介教材工具”的封闭式单向传输的教学模式,在实践中发现,教师采用“以讲为主”的教学方法已经难以满足学生学习的要求,不能很好地调动学生学习的积极性和主动性,不利于学生能力的培养。由于课程涉及的知识点多,受学时的限制,以往大多采用填鸭式教学方式,这不但不能引导学生创新,反而会引起学生学习兴趣的丧失。

在课堂教学过程中,应采用启发及互动的方式调动学生的求知欲和学习积极性。以提问的形式对教学中涉及的先修课程知识节点及相关概念进行复习和回顾,引导学生将过去学习的知识与当前课堂讲授的知识有机结合、融会贯通。在桥梁工程课程教学中我引入启发式教学方法,尝试由“以教师为中心”的传统教学模式向“以学生为主体、以教师为主导”的新型教学方法转变。

3.其他教学法的运用。直观演示法和比较教学法。在介绍拱桥的受力特点时,与已学过的梁桥受力特点作对比,采用小软件分别计算同跨径拱桥和同跨径梁桥在同样荷载作用下的内力,然后将结果一一列出,受力特点一目了然。整个建模计算过程都一步步演示,因为问题很简单,软件也很容易操作,短时间内就让学生直观、清晰地了解拱桥的受力特点,比单纯用文字描述记忆更为深刻。

视觉媒体教学法。在桥梁施工的讲授中,播放多种桥型的施工动画、flash和现场视频,使学生对桥梁基础、墩台、上部结构、桥面系整个施工过程有更直观的认识。此外,在课余时间给学生播放我国桥梁纪录片《中国桥梁》,从钱塘风雨、振兴之梦、各领,最后是走向世界,将桥梁纪录片剪成很短的小片段,讲到哪里就播放相应的部分,使学生学习知识点更为直观。纪录片中有介绍关于桥梁设计或施工质量问题造成的桥梁坍塌事故的,也有介绍建设一座桥梁的背后所有工作者的默默付出,但更多的是桥梁通车时所有劳动者的成就感和自豪感,通过这些视频的观看,学生可以认识到工程质量的重要性,认识到桥梁建设者的艰辛,培养学生的工作责任感,以及激发学生学习桥梁工程和从事这个行业的热情。

三、科研与教学相结合的改革与实践

近年来,随着我国桥梁建设事业取得的辉煌成就,高校产出的桥梁科研成果也层出不穷。如何将这些新的研究成果融入本科教学也是值得关注的问题。可以在课程内容更新中大量融入新的设计理念和设计方法,适当地介绍一些相关的研究成果,并将平日接触的桥梁工程实例结合课程内容介绍给学生。在课堂教学中将这些科研项目接触到的桥梁以案例分析的形式重点剖析,通过案例教学学生对桥梁结构或构件的内涵理解更加深刻,对结构设计理念和方法应用得更加灵活自如,同时也引起学生对所学课程的浓厚兴趣。另外,这些科研项目教师都是由始至终的参与其中,所以介绍起来游刃有余,一些科研项目还会遇到些小插曲,学生听起来不枯燥、记忆深刻,能激发学生的学习兴趣。

四、实践教学的改革与实践

长期以来,《桥梁工程》实践教学受经费、学时、在建工程实例等原因限制,实践教学安排难度越来越大,造成了实践教学管理力度不足、学生实践锻炼机会较少等问题。实践教学质量的好坏直接影响后续课程的学习以及毕业设计等教学环节的开展,甚至影响毕业生到工作单位后的工作适应性。近几年,在教研室全体老师的共同努力下,先后完成了江阴大桥、苏通大桥、法尔胜缆索公司、中铁宝桥有限公司等多个桥梁实习基地的成立。在桥梁工程课程实习时,有计划、有目的地去各个实习基地现场参观学习,借此实现理论知识和实际工程相联系。此外,充分利用校外的实践教学资源,在保证安全的前提下,鼓励和安排学生到设计单位、施工现场参与桥梁设计和施工,这样学生不仅可以了解工程设计和建设中常见的问题及处理方法,巩固所学的基本理论知识,而且还可以增强运用理论知识解决实际问题的能力。在实习后,要求学生写出一份详细的实习报告,巩固书本知识与实践相结合的成果。

由于《桥梁工程》课程的内容会不断更新和完善,学生的综合素质也在不断提高,教学改革也要与时俱进、不断创新。因此,应不断地提高自身的理论和教学水平,总结教学经验,继续探索有效的教学方法,以适应不断提升的教学要求。

参考文献:

[1]张鹏,李清富.桥梁工程课程教学改革探讨[J].高等建筑教育,2009,18(6).

[2]李学文,颜东煌.桥梁工程课程教学改革的实践与思考[J].交通高教研究,2001,(1).

[3]安琳.《结构设计原理》研究型教学的改革与实践[J].教育教学论坛,2012,(9).

桥梁工程的内容篇4

关键词:土木工程;桥梁;课程;改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A ?摇文章编号:1674-9324(2013)49-0201-02

桥梁工程专业课是土木工程专业桥梁工程方向学生在分专业方向后的必修课程,过去的教学大部分以教会学生几种特定的桥梁的构造及相应的算法为主,并通过习题和课程设计对这几种桥梁的设计过程进行锻炼,培养出来的学生在用人单位还是比较受欢迎的,但是随着社会需求的改变与市场竞争的加剧,用人单位普遍反映毕业生在创造性思维方面有比较大的缺陷,眼界不开阔,所设计出来的桥梁呆板、乏味。从这一需求出发,同济大学桥梁工程系在桥梁工程教学方面进行了改革,改革从课程设置、教学大纲修订、教学方法改革几个方面着手进行。本文介绍同济大学土木工程桥梁方向专业课程设置调整方案。

一、原有桥梁工程专业课设置与存在问题

原有桥梁工程的课程设置具有强烈的科学性,把桥梁工程专业相关课程进行了系统化分,具体体现在:首先,将桥梁按材料划分。然后,将设计与施工各成独立体系。最后,再辅以讲授专门桥梁工程技术的选修课。专业课程设置如表1所示。

从多年执行的效果看,这一课程设置方案的优缺点如下。

1.学生在已知桥梁结构形式与施工方法的条件下,计算分析能力很强,能正确分析常规桥梁的受力特点,并进行构件配筋设计。

2.从毕业设计效果与用人单位的反馈情况看,学生对桥梁总体设计与施工方法的掌握程度比较差,特别是根据实际使用要求与建设条件构思桥梁方案的能力很差。

3.学生对桥梁结构构造、计算方法与受力原理、材料特点、施工工艺之间的内在联系掌握得比较差,对如何选用常用桥梁构造、尺寸、计算方法和施工工艺感觉无从下手。

4.在计算机软件技术长足发展后,桥梁电算内容与目前实际应用中的计算机辅助设计与施工有较大脱节,在运用计算机结构分析软件时,对计算结果的判断能力差。

二、课程设置调整的总体思路

古代土木工程技术是以师傅传徒弟的方式代代相传的,自从现代科学体系形成以来,土木工程技术已经越来越科学化,目前的土木工程教育形成了一套整系统的科学体系。随着工程技术复杂程度的增加,原来的土木工程技术已经拆分为各种数学、力学、材料等独立的课程,土木工程教学的主要任务也变成了这些课程的教学,教学中往往注重知识点教学,这些知识如何还原到工程应用中去并没有得到重视,这就产生了学生不会构思的问题。基于上述认识,为了达到让学生在具备专业技能的前提下,具有创造性思维的能力,课程教学改革的教学思想主要是在按照科学体系安排课程的同时,尽量体现桥梁工程技术自身的特点,以建造技术贯穿课程安排。在教学内容上,将重点主要放在,对现有桥梁设计与施工方法的形成过程上,通过分析目前已有桥梁的构造、设计方法、施工方法形成过程中前人所经历的成功和失败,找到目前桥梁工程结构常规做法的合理性与缺点。

三、新桥梁工程专业课程方案设计

土木工程专业的基础及专业基础课程在一二年级的平台课上统一安排,桥梁方向的专业课在此基础上进行。专业课的教学目的就是要使学生综合运用所学基础知识,学会按照工程特点进行思维的方法,了解桥梁结构体系可能的创新方向。

新课程设置方案具有如下特点。

1.针对学生计算能力强、构思能力弱的问题,增设桥梁概念设计课程。该课程主要结合一个随堂的课程设计,在专业课的一开始,着重介绍桥梁与使用要求、建设条件、受力体系、材料应用等的关系,培养学生的思考与构思能力。课程讲解过程中配合随堂的课程设计,在方案概念构思的各个环节上,开展若干次课堂讨论。

2.桥梁工程课程的教学内容做了较大调整。将桥梁工程课程按照结构体系开展,上学期主要介绍梁式桥,下学期介绍拱桥、斜拉桥、悬索桥。在某一种结构体系下,综合介绍公路、铁路桥梁由于荷载不同的特殊要求,不再分钢与混凝土桥,而是强调在不同条件下如何根据不同材料自身的特点进行综合利用,任何桥梁体系条件下都强调架设方法与桥梁受力、构造的关系。在桥梁设计计算方面,缩减计算方法本身的介绍,着重强调计算方法与构造特点与施工方法之间的关系,培养学生习惯于在结构设计中对结构进行全面思考。

3.将钢与组合结构桥梁课程进行了压缩,去除关于大型桥梁结构体系部分的内容,着重介绍钢与组合结构桥梁的特殊构造以及特殊的计算分析问题。

4.将道路工程、桥涵水文由选修课转设为必修课,加强学生对使用要求与建设条件的认识。

5.针对中小跨度桥梁大量使用连续梁桥的实际情况,增设连续体系梁桥课程设计,要求对连续梁桥进行合理跨径布置,并利用现有桥梁结构分析软件对桥梁施工及运营过程进行结构受力分析与配筋计算。

6.将桥梁施工中关于桥梁架设总体思路的部分转移到桥梁工程课的相关结构体系中去,将具体的各种桥梁施工工艺独立出来,转化为选修课。

7.将原来的桥梁结构电算课程转化为桥梁结构计算,设为选修课,着重介绍复杂桥梁结构的施工与运营过程分析原理。

8.针对各课程知识点衔接的问题,在课程学时分配上采取“节段式”时间安排,将较少学时的课程集中在半个或者1/3学期进行,而不是以往的通过单双周间隔将课程分配到整个学期。

四、桥梁工程课程教学大纲的修订

在上述课程设置方案中,桥梁工程课程教学内容是改革的关键,新大纲的编制中充分体现了对学生工程思考能力培养的要求,将各种工法、算法、构造方法的演变作为教学的重点。表3为桥梁工程(上)教学内容。

在桥梁工程专业方向专业课程设置方案的研究过程中得到如下结论。

1.桥梁工程专业课设置的过分理论化,阻碍了学生创新思维能力的培养。

2.培养学生工程创新能力的途径之一是将工程特点回归到桥梁工程专业课程的设置中来。

桥梁工程的内容篇5

通过对用人单位对某大学毕业生的使用情况的反馈和对2008届、2009届和2010届毕业生的跟踪调查来看,我校桥梁工程专业学生在就业过程中存在的主要问题是:一是专业基本知识掌握太少,与实际要求还有较大差距;二是实践与应用能力不强;三是工作适应能力较差,不能吃苦,随意擅自离职。其中的第一和第二点,反映了就业单位对毕业生掌握桥梁工程课程程度的要求较高,桥梁工程课程程学习的好坏直接影响到毕业生的工作能力。

二、目前桥梁工程课程学习的现状

1.桥梁工程课程枯燥无味,学生对该课程学习兴致不高。

土木类专业课程的学习特点就是培养学生动手、动脑及分析、应变能力,这些专业课程应着手培养学生的逻辑思维能力,抛开形象思维定式的约束,充分发挥学生的想象力,抓住问题的关键,从而帮助学生更好地认识科学发展的客观规律。在课程的学习中,很多学生反映土木类专业课程之一的桥梁工程课程有着公式繁多、难以理解、逻辑性强、抽象性强等问题,觉得该课程枯燥无味,因此对该课程的学习失去了兴趣。

2.没有掌握好桥梁工程课程的学习方法,课程重修率高。

因为桥梁工程课程的这些特点,而有些同学又没有掌握较好的学习桥梁工程课程的方法,导致了学生对该课程学习的厌怠,相当的学生在课堂上显得积极性不高。2010年学年,笔者从某大学《桥梁工程》课程的到课率调查情况来看,在《桥梁工程》课程的前阶段(本阶段主要讲述桥梁工程的概论,介绍桥梁的发展和建设成就,桥梁的组成等),学生到课率为90%以上;而在课程的中后阶段(本阶段主要讲述桥梁工程各种体系桥梁的构造和计算),学生到课率为75%~85%,明显低于课程前阶段的到课情况。总结原因主要是:学生对于桥梁专业有关于桥梁发展的内容听得懂也感兴趣,而对于桥梁构造及计算的内容感到枯燥无味。因为该部分内容理论相对较深,需要应用到前面的基础知识,如在学习“荷载横向分布系数”计算内容的时候,需要同学们运用到《结构力学》中求影响线的知识,如果影响线绘不出“荷载横向分布系数”是计算不出来的。有的同学听得一知半解,又不及时对上课内容进行课后消化,不懂的知识越积越多,索性就对《桥梁工程》课程失去了信心,便萌发了“与其坐在课堂上听‘天书’,不如出去干其他事”的想法,使得到课率产生了下滑。这种情况也导致了相当一部分同学对桥梁工程课程学习不足,课程重修率较高。从2009—2011年桥梁工程专业学生的《桥梁工程》考试(考试内容为包含大部分教学重点的中等难度的闭卷考试试题)成绩分析可知,三年里面年均重修率>15%,考试成绩>80分以上的比率<15%,这些数据也证实了这一点。

三、实践与探讨

1.加强基础理论学习,夯实专业基础。

专业课涵盖内容广泛,需有一定的基础课作为基础,而桥梁工程以《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》、《结构设计原理》等基础课程为基础,因此学好这些基础课程是学好《桥梁工程》的前提。学习要脚踏实地、一步一个脚印,不能操之过急。一些刚进大学的新生,还没开专业课,就急于去学习《桥梁工程》课程,结果看不懂也是正常的。如在学习梁桥构造的时候,主梁的构造及配筋为什么是这样一个原则或这样的规律,这是与《材料力学》和《结构设计原理》的知识相关的,如果没有这些基础知识做铺垫就不能真正掌握梁桥主梁构造及配筋的原理。

2.着力提升《桥梁工程》课堂教学质量。

桥梁工程课程的课堂教学是“启发式”教育,讲授桥梁工程有关的理论知识。因此,老师的讲课方法固然重要,学生还应在课堂上记住老师讲课的思路、重点、难点、方法和主要结论,对要点、难点和因果关系要作课堂笔记。教师的言传身教对培养学生的学习积极性起着相当重要的作用,有经验的老师在课堂上会引入一些自己参与的工程实例,通过PPT的形式把工程照片放映出来,增强学生们的感性认识,然后引发学生们去思考和讨论,加深他们对概念的理解和认识。由于专业的特点,目前相当多的桥梁工程教材对于桥梁知识的描述不是很生动,激发不了同学们的学习兴趣,笔者曾经思考能否将桥梁工程课堂教学与桥梁实习结合起来,穿行讲解,有助于提高讲课的效率和学生们的学习兴趣。但由于学校附近符合实习要求的场地不多(太远了又涉及到时间和交通等问题),而且现在学生人数较多,实习难度加大。因此,采用此方法来进行教学有一定的难度,如何解决这些困难从而找到一条合适的教学途径值得我们进一步探讨。

3.充分利用桥梁实习,加强理论联系实际的能力。

工地实习是理论联系实际的宝贵时机,观察施工现场、学习施工组织、了解施工程序、观摩施工过程,向工人和工程技术人员请教可以学到课堂上学不到的知识和技能。高校的教学大纲里要求桥梁工程专业的学生要进行为期一个月(4周)的生产实习和两周的毕业实习,目的也是让同学们通过现场工程技术人员讲解、现场参观并参加生产工艺活动,掌握桥梁工程课程所学知识;增强理论联系实际的观念和培养解决实际问题的能力;了解桥梁的设计和施工,即各种桥梁的设计特点、构造形式、施工方法、施工组织、监理过程等方面的实用知识。有不少的同学通过在实习中对桥梁的感性认识,与课本知识很好地结合起来,大大加深了对专业知识的理解。记得实习中有一位2009届的学生在预制梁厂里仔细观看了主梁的配筋和浇注过程后,真正理解了《桥梁工程》课本上枯燥的文字叙述,说明了理论联系实践后产生的微妙作用。一位做了某桥梁公司技术总工的校友在一次讲座上曾经感慨的说道“:桥梁实习解答了我在桥梁工程专业知识上的很多疑惑,使我真正把课本的知识与实际工程第一次联系起来,加深了我对桥梁专业知识的认识,感觉好极了。”可见,充分利用桥梁实习课程的时间来掌握专业知识是多么的宝贵,能否成为桥梁工程方面的优秀人才,工地实践尤为重要。

4.做好课程设计与毕业设计,训练学生的专业综合能力。

桥梁工程专业教学中安排有大量的课程设计,如“悬链线拱桥的设计”、“钢筋混凝土T梁设计”等,还有长达12周的毕业设计,目的都是训练学生综合运用所学知识解决问题的能力。特别是桥梁工程的毕业设计,要求学生们按照指导书的要求,根据实际情况独立地进行桥梁设计,这就要求学生要在设计中能综合运用所学课程,要有一定的分析问题和解决问题的独立工作能力,要掌握计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术及计算机辅助设计计算等基本技能,掌握大、中型桥梁的设计原则、设计方法、步骤和正确的设计成果表达方式,熟悉国家制图规范和标准设计图集的运用等。如果一个学生能按照指导书的要求完成桥梁工程毕业设计的任务,这对于提高他的桥梁工程专业知识将大有帮助。笔者在毕业设计中曾经指导过一个学生,该生由于桥梁专业知识掌握不好《桥梁工程》考试没有及格,最头疼的是该生准备要进行毕业设计,然而专业知识的匮乏成为了他巨大的拦路石。其实该生的基础知识并不差,《桥梁工程》课程没有学好是因为没有掌握正确的学习方法,在笔者的指导和鼓励下,该生在毕业设计中一步一个脚印,扎扎实实地学习桥梁工程专业知识并运用到设计中,一边设计一边学习,专业知识的掌握得到了大大的提高,并以高分顺利通过了《桥梁工程》补考,同时也较好地完成了毕业设计。可见,做好毕业设计对于学好桥梁工程知识起到了良好的补充和促进作用。

5.重视实验课程的教学。

实验教学的目的是验证、弄懂技术原理,掌握用实验方法解决实际问题的手段。桥梁工程的教学课本上,有一章书的内容是“混凝土简支梁桥的计算”,里面有一个内容是计算“荷载横向分布系数”,这也是简支梁桥计算的一个重点和难点,要顺利地进行计算必须先要理解荷载横向分布的原理,相当一部分学生在学习中对于原理的理解一知半解。针对于这种情况,我们在教学内容中增加了“验证荷载横向分布系数计算方法”的实验,在实验中学生可以通过加载测试的方法测出结构的实际受力情况,然后与理论计算进行比较从而验证计算方法的正确性。通过这个实验,学生对于荷载横向分布的原理更加理解,真正掌握了“荷载横向分布系数”的计算方法。因此,实验课对于桥梁工程课程知识的学习起到了很好的辅助作用。

6.积极参与课外学习与设计竞赛。

课堂学习侧重的是专业和基本的理论和方法,在校期间不能满足于教材的学习,要多渠道获取知识和信息、拓宽知识面和专业视野。课外学习是对桥梁工程课程的一个有益补充,一是可以通过到图书馆借阅老师推荐的相关参考书,了解本专业国内外的科技发展水平和最新科技动态;二是可以通过经常登录土木类网站、论坛,了解本专业的行业动态和政策法规。三是学习国家标准、规范、规程,这是土木工程的行业准则和工作依据,这样既能巩固在校的学习效果又可以提高工作后的实战能力。同时,要积极参加与桥梁工程专业相关的一些竞赛,提高自身的动手动脑能力。很多高校的土木工程专业都组织了“桥梁模型设计大赛”这一项活动,这个活动要求学生们通过自己学习到的桥梁专业知识,按照要求的材料(如纸、木材等)制作出一定比例的桥梁模型,谁制作的模型在相同质量下承载力最大就获胜。这个活动激发了学生对于桥梁结构的研究:到底怎么制作的模型承载力最大?怎么制作的模型质量小一点?怎么制作模型更加优美?并通过自己对专业知识的理解,制造出符合要求的各种桥梁模型。同时,在比赛中通过加载试验学生们可以直观地了解到模型的实际受力能力,并与理论计算的比较,加深了他们对桥梁结构的理解。笔者曾经参加过几次长沙理工大学土木与建筑学院举行的“桥梁模型设计大赛”,在比赛中学生们充分发挥了自身的创造性,参加比赛的各种桥梁模型千姿百态,汇集了学生们的巨大心血,从他们在一次一次加载过程中的欢呼声中笔者感受到了学生们对活动的积极性和热爱性。这说明活动的开展无疑是成功的。在活动中,学生们的动手能力和创造能力得以发挥,更加激发了他们对专业的热爱,极大地促进了他们对桥梁工程知识的掌握。

四、结语

随着祖国交通事业的发展,国家需要大量的桥梁工程专业的人才,因此学好桥梁工程课程将会对国家的交通发展起到很大的促进作用。而要学好桥梁工程课程,则应该要有正确的学习方法和途径,文章对于学好桥梁工程课程进行了一些探讨,望能够给予读者一些启示。

桥梁工程的内容篇6

关键词:斜拉桥;索力监控;温度测定;应力监控;施工监控

1.大跨度斜拉桥施工监控的任务和目标

1.1施工监控的概念

桥梁施工控制就是对桥梁施工过程中结构的受力、变形及稳定性进行监控,使施工中结构处于最优状态,保证施工过程安全和成桥状态(包括内力和线形状态)符合设计、规范要求。

1.2施工监控的主要任务和目标

1.2.1桥梁施工控制的主要任务

桥梁施工控制的主要任务,就是桥梁施工过程中的安全控制和桥梁结构线形与内力状态的控制。桥梁施工控制,由于桥梁的结构形式、施工工艺和具体控制内容的不同。其操作方法也不相同。总的说,桥梁施工控制方法可分为事后控制法、预测控制法、自适应控制法、最大宽容度法。也有文献从控制思路上将施工控制分为:开环控制、反馈控制和自适应控制。

1.2.2桥梁施工控制的目标

(1)施工过程中和竣工后结构内力状态满足设计要;

(2)成桥结构线形、索力满足设计要求;

2.大跨度斜拉桥施工监控的主要内容

根据大跨度斜拉桥结构和施工方法的特点,施工监控的工作内容主要包括:①施工过程的仿真计算;②施工过程的现场测量;③施工过程的参数识别;④施工过程的标高和索力调整。第①项工作的目的是获取施工过程大桥的理论数据,第②项工作的目的是获取施工过程大桥的实测数据,在上述两项工作的基础上即可进行第③项工作,对大桥的有关参数进行识别。上述三项工作均是为第④项工作服务的,通过第④项工作即可对大桥的施工实施控制。

2.1大跨度斜拉桥施工控制仿真计算基本内容

桥梁施工过程的仿真计算已成为现代桥梁确定静力状态的主要手段。施工控制仿真计算是施工控制的基础,它的实质就是通过建立合理的模型,采取行之有效的结构分析方法,对桥梁的成桥状态和施工状态进行一定精度的模拟分析过程。后者也就是桥梁的施工过程计算,即在成桥设计目标状态确定后,再对成桥过程中的每一施工阶段进行模拟实际工况的仿真计算,求得斜拉桥在每一施工工况下主梁截面的应力、斜拉索的张拉力、主梁挠度、塔柱位移以及结构内力等控制参数的理论值,以确定斜拉桥从上部结构施工开始至二期恒载施加完毕后的成桥状态这一施工全过程的理论参考轨迹。无论在实际施工中采用哪种控制理论,采取恰当的施工过程模拟分析方法,得出相对准确的施工控制参数,是保证施工控制精度和施工进展速度的关键。

桥梁施工仿真计算都是为桥梁施工过程中的监测监控服务的,也是为施工控制所服务的。桥梁施工控制就是对桥梁施工过程中结构的受力、变形及稳定性进行监控,使施工中结构处于最优状态,保证施工过程安全和成桥状态(包括内力和线形状态)符合设计和规范要求。桥梁施工控制的主要任务,就是桥梁施工过程中的安全控制和桥梁结构线形与内力状态的控制。

2.2大跨度斜拉桥施工过程的现场测量

施工过程的现场测量内容主要包括索力测量、主梁与墩塔应力测量、主梁标高与塔顶位移测量、混凝土容重与浇筑量测量、混凝土弹模与收缩徐变系数测量以及温度影响测量等。

2.2.1索力测量

斜拉桥索力测量的准确与否是关系到斜拉桥施工控制能否顺利实施、斜拉桥能否成功修建的几个关键问题之一。在工程实践中,常用的索力测定方法有油压表量测法、压力传感器量测法、振动频率量测法(常用方法)、磁通量法。其中振动频率量测法是常用的方法,用该方法测量拉索的索力时,需首先设法测出拉索的振动频率,因拉索的振动频率与拉索的索力之间存在一定的关系。对于某一根给定的拉索(即已知拉索的长度、拉索的线密度及拉索两端的支承条件),只要测定拉索的自振频率就可以求得拉索的索力。

2.2.2应力测量

在斜拉桥上部结构的控制截面布置应力测点,以观察在施工过程中这些截面的应力变化及应力分布情况,根据当前施工阶段向前计算至竣工,预告今后施工可能出现的状态并预告下一阶

当前已安装构件或即将安装的构件是否出现不满足强度要求的状态,以确定是否在本施工阶段对可调变量实施调整。由于电阻应变传感器在混凝土振捣时极易被损坏,即使不损坏,其绝缘度也无法保证,另外,在混凝土表面贴片也不能保证可靠,容易发生漂移,不能保证长期监测时读数的可信性。所以,在主梁各断面应力监测用钢弦应变计,钢弦应变计为一密封式自保证体系,与外界物质并不直接相关,测试是,通过测其频率即可得到混凝土的应变,从而得到应力。

在应力测量中,测量得到的应力要经过处理分析后才能应用,因为在测量的应力中包含混凝土收缩、徐变引起的应变计变形。所以测量得到的数值一般偏大。因此,在施工现场用混凝土做一个试验块,在试验块中埋应变计,这样可以测量出在相同情况下不同时间混凝土的收缩量。

单索面斜拉桥是大悬臂箱梁,由于拉索的布置方式及锚固点偏向箱梁顶板及预应力布置有关,存在一定的剪力滞效应,因此,布置应变计是要注重测量箱梁截面的剪力滞效应。应变计的布置如图所示。

2.2.3温度测量

斜拉桥的温度场测试包括:主梁截面的温度场测量、主塔截面的温度场测量、斜拉索内部温度场测量以及温度对主梁标高、索力、塔顶偏位、相关截面的应力应变的影响测量。

通过温度测试提供主梁、索塔、斜拉索的各测试断面的温度短期变化曲线(即测量出比较有代表性的某一天或几天24h内结构温度变化情况)和季节性温差变化曲线以及索内外温差和中心点温差的对应关系曲线。结合塔柱偏移和主梁线形以及索力的测量结果,总结出结构日照温差变形规律和季节性的温差变形规律。 主梁及主塔的温度测试采用在测试断面预埋测量元件(热敏电阻),用数值万用表测量热敏电阻的电阻值,然后根据电阻与温度的标定曲线,由所测电阻值推荐出温度值。

斜拉索的温度测量,采用特制的长约2m的试验索段,试验索段的构造方法与实际索完全相同。在试验索段的内部钢丝上埋设热敏电阻,用数值万用表测量其电阻值,然后根据电阻与温度的标定曲线,由所测电阻值推荐出索的内芯的温度值。

2.3施工过程的参数识别

2.3.1参数识别的特点

大跨度斜拉桥结构一般采用节段悬臂方法施工,施工阶段多,工况复杂,影响参数众多。由于施工因素的不确定性,施工误差不可避免,造成实际结构参数往往偏离设计理想值。而在大部分情况下,受场地条件和测量仪器所限,实际结构参数往往无法直接量测得到。此时,为了更好地对当前及后续的结构状态进行把握和控制,需要进行结构辨识工作。换言之,必须通过结构响应的某些可观测量,采用间接的数值分析方法来对实际结构参数进行识别估计。

2.4施工过程的标高与索力调整

斜拉桥节段施工过程中主梁标高(挠度)及结构内力的控制至关重要,它直接关系到成桥线型及成桥内力的控制以及各施工阶段相应的调整措施的准备。预应力混凝土斜拉桥主梁施工控制主要是通过对主粱标高(含立模标高)与索力的调整来实现的,这种调整是相对于设计值而言的。

2.4.1主粱标高的调整

主粱标高的调整包括主粱每节段施工完毕后当前节段的标高(简称阶段未标高)的调整以及主梁立模标高的调整等。

(1)阶段末标高的调整

阶段末标高的调整量必须控制在一个较小的范围之内,同时要确保主梁线型平顺,即既要保证主梁各节段绝对标高的精度,也不能让主梁出现明显的折点。

(2)立模标高的调整

主粱立模标高的调整量由四部分组成:

①阶段末标高的调整引起的立模标高调整量,取为阶段末标高调整量;

②牵索挂篮施工具体方案(挂篮刚度与牵索方案)以及识别后的主梁阶段重量与调整后的施工索力引起的立模标高调整,可以通过前述的主梁牵索挂蓝施工模拟计算活得;

③挂篮的非力学因素变形引起的立模标高调整量,可根据经验确定,一般在5mm~lomm左右;

④温度效应引起的立模标离调整量。

2.4.2施工索力的调整

所谓的施工索力是指主梁每节段施工完毕后当前节段的斜拉索张拉力。根据控制理论,可以适当的调整施工索力来及时消除或者减少施工误差引起的影响。这种调整方式可以理解为是一种单索力调整方式,他的一个最大的好处就是索力调整与节段施工同步完成,不需要占用额外时间,可以确保

工期。

施工索力的调整有两个作用:

①及时消除主梁节段超重的影响;

②当上一节段的阶段末标高实测值与设计值的差异超过±30mm时,可以消除一部分差异,使下一节段的阶段末标高调整量可以同时满足绝对标高与线性平顺两方面的要求。施工索力的调整量可以通过理论值计算获得。

结束语:本文仅以综述的形式概括大跨度斜拉桥施工监控的技术流程,介绍了国内外斜拉桥的发展现状,斜拉桥的特点,施工监控的主要内容等。通过学习桥梁施工监控这门课程,我们可以对桥梁的施工监控有一定的了解,得到了两个结论:

(1)桥梁施工监控是确保桥梁施工宏观质量的关键;

(2)桥梁施工监控是桥梁建设的安全保证。

参考文献

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桥梁工程的内容篇7

[关键词]桥梁工程 课程体系改革 教材建设 研究 实践

中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)45-0124-02

为适应目前迅猛发展的交通土建行业对桥梁建设的需要,我们有必要重建桥梁工程类课程教学体系。重建课程体系宗旨是按照突出应用性、实践性的原则,更新教学内容。在课程内容上,能够与专业要求、行业发展、岗位要求相结合,关注行业的最新动态,及时调整教学内容,突出桥梁工程领域的新材料、新工艺和新方法。即在理论教学中继续坚持以“必需、够用”为度,简化原理阐述,突出与操作技能相关的必备专业知识,并把爱岗敬业和素质教育贯穿到课堂教学中。

一、明确专业课程设置目标和设置的要求

1.专业课程的设置目标

要向综合型和讲座发展,综合性课程在“面”上扩展,讲座在“点”上有所突破。课程内容要与社会经济和工程实践紧密结合,及时反映科技新成果;将教、学、做结合起来,融传授知识、培养能力和提高素质为一体,将先进的教学方法、教学手段运用在教学中。

2.专业课程设置的要求

以培养职业能力为主线,教学中从培养职业能力为主,不过分强调专业的学术性、系统性、完整性和理论性,重视职业教育的职业性、技术性、实用性、目的性,加强实践教学环节。

3.教材特色

按中职交通土建专业培养目标要求,我们确定中职桥梁课程的基本体系,并分别于2009年8月完成了《桥涵构造与识图》及2010年7月完成了《桥涵施工》教材的编写和出版工作,《桥涵构造与识图》、《桥涵施工》教材内容突出了各种施工工艺的技术性和各种施工方法的示范性,以及施工过程的连贯性,教材内容组织凸显实践性和以工作过程为导向的教学改革特点。两本教材近二年在教学中试用,从教师和学生两方面都得到了高度评价,教学的效果也很理想。

二、确定了桥梁工程类课程职业技能培养目标

按中职交通土建专业培养目标要求,学生应能从事桥梁工程的测量、现场施工与管理、工程监理以及试验检测等工作。应具备较强的桥梁工程实践技能,具有包含桥梁结构识图、绘图、桥梁施工测量、桥涵施工与管理等方面的能力。这些能力的具备依赖于学生对桥梁实体及施工过程的熟悉。原中职桥梁工程类课程主要涉及《桥涵水文》、《结构设计原理》、《桥梁工程》三门课程。桥梁工程是系列专业课,具有很强的实践性,学生反映专业课难学、难懂。桥梁专业课是综合性较强的课程,涉及到《工程识图》、《工程材料》、《工程力学》等专业基础课,同时与工程实践联系紧密。初中毕业生习惯于以往课程重演绎、推理的讲授特点,而桥梁专业工程类教学需要偏重记忆,学生一时不能适应,故而学习兴趣下降。需要授课教师及时发现并解决问题,才能达到理想的教学效果。同时建立桥梁工程类课程的基本框架――桥梁的基本知识、典型构造施工图及施工程序。

桥梁建设是一个行业,桥梁工程是一门学科。通过学习,学生应该掌握这个行业的工程建设发展动态、基本专业术语、专业常用数据、常见设备等。以上内容都可归结为桥梁的基本知识。施工图是“工程技术界的语言”,对于从事桥梁建设的技术人员来说,不懂这门用图形符号表达的特殊“语言”,工作起来不但困难重重,而且还会造成工程事故。识读桥涵施工图时,要多观察桥涵构筑物的实际组成和配筋,进而熟悉构造情况,才能更好地完成桥涵施工。

三、桥梁工程类课程教学体系的构建

进入21世纪,桥梁建设步入了一个迅猛发展的新阶段,桥涵构造也发生了很大的变化。为深化教学改革,强化培养职业院校学生实践能力,重点培养学生的桥涵识图、认知能力,为学生今后从事桥梁施工奠定基础。

本教学体系以简化理论、突出技能为基本出发点,以必须、够用为度,对《结构设计原理》和《桥梁工程》内容进行了整合,特编写了《桥涵构造与识图》和《桥涵施工》两本教材。教材在内容编排上突出针对性、实用性,结合职业定位,重点讲述应知应会的基本知识和技能;以现行行业标准为依据,注意纳入铁路大提速后桥梁建设新技术、新工艺、新方法,紧扣时展脉搏,体现了先进性;以构造、识图、施工为重点,兼顾了铁路、公路桥涵施工基本规范和基本知识,增强了教材的适用性和实用性。

四、课程改革与实践的保障措施

1.理论教学注重专业技能、综合技能及创新能力的培养。

理论教学始终突出学生在教学中的中心地位,教师应通过课堂设计,随时引导学生的注意力,调动其积极性、发挥其主观能动作用,掌握其动态,注重课堂互动。只有把学生作为课堂的主体和中心,学生才会全身心投入,我们才可能有真正活跃的课堂气氛和理想的教学效果。

2.现场教学是理论教学的延伸,但有一定局限性。

参观桥梁施工是实践教学的一种形式,它能让学生直接感受工程实体的形态和施工操作过程,是教学过程的一个重要环节。但是,参观实习受到许多条件限制,往往不能满足教学要求,或者难以实现教学目的。第一,野外(课堂外)参观实习存在许多安全隐患,例如交通安全、工程施工过程的安全等,于是学校领导和老师们从安全角度考虑将减少和限制参观实习。第二,开支大,劳神费力。组织一个班学生到建筑工地,在交通和住宿等方面将增加很多开支,而且组织实施起来困难更大。第三,受工序时间的限制,学生参观实习能够看到的施工流程是很有限的。例如一座桥梁的施工要持续2年左右,某一道工序持续的时间可能是几天甚至几十天,学生到施工工地参观哪怕住上十天半个月能看到的东西也非常有限。而桥梁类型很多,每种桥型又有多种施工方法,所以要通过现场参观来实现对工艺流程的全面感受和了解也是不太可能的。第四,现场参观实习虽然能直接感受,但缺乏提炼归纳和解释,学生获得的感知将可能是片面的、表面的。

3.教学内容改革与教学方法、教学手段改革相结合。

职业教育不同于基础教育,它注重的不是理论教学,而是操作技能的训练,是对学生服务于生产、管理一线的综合素质的训练。因而,传统的教学方法、教学手段是难以适应的。它要求给学生提供能够了解一线生产过程、具有接近生产一线的教学条件和环境,要求给学生更多的熟悉施工过程的训练机会。这样,“粉笔+黑板”的教学模式就难以胜任了。

(1)影像、施工图片、施工案例是课堂教学与实践教学融为一体的有效手段。

影像、施工图片、施工案例将使教学内容更加丰富、生动、直观,使课堂更具有吸引力。收集桥梁施工现场资料,将包含常见的桥梁工程施工的照片和影像资料进行精心编辑,制作教学动画以更形象地反映桥梁施工工艺、施工方法和施工过程;实现将施工现场再现于课堂,从而解决现行教材和教学过程脱离实际的问题。

(2)多媒体课件是促进职业教育教学改革的重要手段。

一些发达国家,由于计算机和网络技术的普及,多媒体教学的运用已非常广泛。尤其对于职业教育而言,表现出两个明显特征。其一,多媒体教学已成为职业教育课堂教学的主要教学手段,被广泛应用于各种课程、各个环节的教学中。其二,多媒体教学内容丰富多彩,与实践过程结合非常紧密。多媒体教学因其具有传统教学手段所不具备的优势,已被越来越多的师生接受,并成为当今教学手段改革的代名词。多媒体教学手段因其新颖的表现形式和它能为课堂提供巨大的信息量而使得课堂充满生机与活力。

为把现代教学手段――多媒体技术运用于职业技术教育教学中,特别是研究多媒体手段在中职桥梁工程课程教学改革中的应用,进而研究和探索可行的实践方法与途径。例如对一个施工工艺的讲解,教师即便费尽口舌学生也难以想象、难以理解,不知所云,这是文字和语言表达的缺陷,也是传统教学手段的缺陷。然而如果用多媒体课件演示,能形象地展现岗位工作过程、施工操作流程,增加了课堂信息传递的通道,丰富了学生学习的方式,深受学生欢迎。为此我们自主研发了以下配套成型课件:《桥涵概论》、《T梁的构造与预制》、《梁式桥下部结构施工图识读》、《梁式桥上部结构施工图识读-板梁详读》、《预制梁的安装》、《桩基础工程》、《基坑施工工程》、《顶进涵施工》、《斜拉桥施工》。

桥梁工程类课程体系建立了适合施工现场实际需要的新体系,保证了教学内容的深度、广度和精度,缩小了课程内容与工作实际之间的差距,保证了教学进程的科学性和学生综合素质的提高。同时坚持教学内容改革与教学方法、教学手段改革相结合;教学内容组织与安排融知识传授、能力培养于一体;课内理论和课外实践相结合;强调专业技能、综合技能及创新能力的培养。教学中以教师为主导,学生为主体,改进教学方法,桥梁施工采用案例教学方法,充分利用现代化的教学资源,改进教学手段,从而达到提高教学质量的目的。

4.课程考核评价注重学生的综合素质培养

从强调桥梁工程基本知识、基本技能的掌握,发展到注重理论联系实际、工程技术、创新能力的培养和应用能力的提高。结业考试以能力考核为中心,注重过程考核,培养学生的创新意识和创新思维。

当然,桥梁工程类课程改革与教材建设的研究与实践,是一个长远的研究课题,需要我们随着教学科研工作的不断深入和经验的不断积累,不断补充,不断完善,相信我们一定会探索出一条更适合目前中职学生现状的桥梁工程类教学模式,从根本上解决现行教材和教学过程脱离实际的问题。

参考文献

桥梁工程的内容篇8

关键词:桥梁工程;教学内容;教学方法;考核方式;改革

桥梁工程课程是目前土木工程专业实践性很强的一门重要的专业主干课程,该课程的教学效果对土木工程专业学生的桥梁工程专业素质和能力的培养将起着至关重要的作用。因此必须改革并建立体现知识、能力、素质三位一体的课程教学思路。为此,本人根据多年的教学经验总结,着重对课程教学内容、教学方法、考核方式等方面进行了改革和探索。

一、教学内容改革

1.注重学生情商的培养。

对学生进行思想道德教育便应成为课堂教学的首要内容。光凭讲空洞的道理很难影响感染学生,身教重于言传,更有效的方式则是通过教师优秀的人格魅力、丰富的社会阅历、渊博的专业知识去感染学生,引导学生建立正确的人生观、价值观,从而从根本上提高学生学习的主观能动性。在培养学生情商的内容上,教师应注重以下几方面的内容。

(1)培养学生建立正确的人生观、价值观。

目前大学生中普遍缺失吃苦耐劳、脚踏实地、积极进取、热爱专业、服务于社会的美德,取而代之的则是懒散、迷茫。我曾连续三年调查过在校大学生择业取向观点,80%多的学生偏向于挣钱多、舒适优雅的工作环境,而只有极少数学生具有立志于服务社会、实现自我价值的理想。据跟踪调查,凡是有正确人生观、价值观的学生,均具有良好的思想品德、社会公德,积极进取的人生态度,远大的理想,较强的自主学习能力、应用能力,较高的综合素质。

(2)引导学生规划好自己的专业学习生活。

大学应是人生中最重要的一个阶段,它为学生今后的职业生涯打下了坚实的专业基础。大学生活又不同于高中生活,学生要综合系统地培养、建立起自己的知识结构、能力结构,这对学生具有一定的难度,在这方面,我们的专业课老师一定要引导、帮助学生规划好他们的专业学习生活。教书育人,言传身教,要想培养出优秀的人才,我们专业课教师首先应爱岗敬业,具有扎实渊博的专业知识、优秀的人格魅力。

2.优化教学内容,建立系统专业知识结构。

桥梁工程是一门难度大,应用性系统性很强,学起来又枯燥无味的一门重要专业课。面对现代大跨度桥梁建设,我们必须要科学合理安排课堂教学内容,使学生能在有限的课堂教学内建立科学的思维模式,培养良好的桥梁工程专业素质和能力。为了建立学生的桥梁专业知识结构及工程应用能力结构,在桥梁工程授课过程中我们应侧重于以下几点内容的介绍。

(1)精讲桥梁结构体系,注重桥梁结构力学模型建立。

桥梁的结构体系组成是桥梁专业知识结构的基础,我们应重点介绍、分析几种常用的桥梁结构体系的结构组成、构造特点、受力特点、应用范围。在掌握结构组成的基础上,如何建立实际桥梁结构的力学计算模型,则是进行桥梁结构设计计算、培养学生工程应用能力及科学思维模式的关键点。

(2)注重基本原理的介绍,加强与基础课程的衔接。

原理是本质,是科学的思维方法,原理的推导过程给我们提供了解决问题的思路、方法;原理中的假设条件、适用条件为我们提供了研究方向,是我们专业发展、创新的基础。计算方法怎么提出来的,公式怎么推出来的,经历了公式的前生来世,犹如我们同先人一起进行了一次科学研究,让学生对科学研究不再恐惧、陌生。桥梁工程中所设计的结构计算原理、计算方法等内容,好多都与力学知识相关,大多数学生对此虽不陌生,但也却不甚了解,上课时仍不知所措。引导学生自觉运用前期知识,在避免课程内容重复,提高课堂效率的同时,可以增强学生解决问题的意识和能力。然而如果不加强引导,学生并不能自发地去应用这部分的前期知识,完成技术基础课到专业课的衔接。

(3)适应时展,调整教学内容侧重点。

以往教学中由于课时限制,仅重点介绍简支梁桥、简单体系上承式拱桥的设计计算。随着城市轨道交通、高速铁路、高速公路的迅速发展及跨江跨海大桥的建设,一些大跨度桥型得到了大量应用,故在教学内容分上应加入连续梁桥、连续刚构及斜拉桥的结构特点、受力特点、结构分析的建模方法等。

(4)注重教学内容信息化建设。

适应桥梁发展需要,立足现状,面向未来,在教学中及时将最新的设计资料、计算理论、分析方法、工程案例带到课堂教学中,同时教材内容也应更新。本校根据桥梁相关的最新规范的颁布,及时更换优秀教材,目前选用的教材为由中国工程院院士范立础主编的《桥梁工程》(第二版)。

二、教学方法改革

1.重视桥梁结构图的阅读、设计。

在结构图中介绍结构的组成设计,通过结构图进行力学模型建立及受力分析计算,通过绘制把结构设计内容展现在图纸中。桥梁工程教学的最终目的是要求学生能运用所学的知识进行结构设计计算,并将设计成果以图纸形式表现出来。不管结构模型的建立还是设计图纸的绘制,都围绕着结构图。所以教师在讲结构构造、构造原理、计算原理时,如果都配以结构图加以分析、介绍,能收到事半功倍的效果。例如,在讲桥梁总体规划设计这一章时,如果仅介绍理论知识,枯燥无味,不会给学生留下深刻印象,学生在进行设计时也无从下手。而教师如果配以桥梁平面图,让学生自己选择桥位、线形,学生自然会考虑到很多因素。在进行桥梁纵断面设计时,教师可先给出河床横断面图,让学生根据河床宽度、通航、水文地质等情况选择桥型、布置桥墩,并让学生在图纸上简略绘制出桥型及墩台位置。在这个过程中学生会集思广义,考虑各种设计因素,设计出不同的结构图,既学到了理论知识,又锻炼了工程应用能力、创新能力。

2.倡导启发、讨论式教学方法。

把问题抛给学生,把精彩留给学生。每堂课上教师应在授课重点、难点内容上给学生留思考题,而每当有思考题时,学生都会认真看书,积极思考。上课之初,通过思考题让学生复习上节内容,引出本节内容,通过讲解思考题起到承上启下的作用。在讲到重点、难点时,我们也要抛出问题,锻炼学生的思考能力、想象能力,活跃课堂学习气氛。当学生得不到正确解答时,他们自然而然便会认真聆听教师的讲解。问题要提得恰到好处,并要给学生留出思考、讨论的时间。例如,在讲解桥梁上的作用这一章时,上课之初教师可要求学生合上课本,讨论桥梁都受到哪些力的作用。即使没学过桥梁工程,学生也能通过日常的生活经验回答出主要的一些作用。然后针对学生的讨论,教师再详细介绍作用的概念、作用的分类以及作用的取值规定。在介绍桥梁墩台的作用时,我们可以让学生根据桥台和桥墩功能的不同,分析他们的作用有哪些不同。启发式教学方法既提高了课堂效率,又锻炼了学生的思考能力、分析能力。

3.加强工程资料、工程例案在教学中的应用。

为了增加学生的感性认识,在教学过程中需要引入大量的工程内容,包括工程图片、工程图纸、工程案例和工程录像等内容,突出课程的工程特性。在教学过程中,教师应根据具体的教学内容,结合一些工程案例或一些国内外著名的桥梁予以详细讲解,再适当穿插一些桥梁施工过程的照片或播放施工过程的视频资料。这样,一方面可以使学生加深对桥梁构造和施工方法的理解,激发学生的学习兴趣,培养学生的工程意识和工程思维方式,使课堂教学更生动活泼;另一方面,工程实例与理论教学的结合,弥补了缺少实践环节的不足,使教学内容得以拓展,大大提高了该课程的教学质量。

4.课后作业提高了应用能力、自学能力。

以往桥梁工程往往没有课后书面作业,学生下课后很少会自主复习、预习,达不到良好的学习效果。教师可根据需要布置一定量的课后作业,学生在完成作业的过程中,能够通过搜集资料、整理资料等过程锻炼学生的自学能力、思考能力、应用能力,能体现并实现学生的自身价值,提高学生的学习主动性;通过教师批阅,学生也能看到自身学业上的不足。作业也有类别之分,有些作业是针对课堂教学的扩展,了解相关专业知识的发展动态,培养学生搜集整理资料的能力;而有些作业则锻炼学生设计、绘图应用能力。例如在讲梁桥、拱桥的构造与设计时,枯燥的尺寸、文字让学生毫无兴趣听讲,但构造与设计却特别重要,如果不能够进行合理的结构设计,结构计算就会无从下手。这时教师可在介绍梁桥、拱桥构造设计时先预先布置结构设计作业,给学生流出足够长的时间来完成,这样学生就会带着问题听课,这时,枯燥无谓的文字、数字对他们而言就显得极为重要了,不想让他们听课都难。作业也要循序渐进,由易至难,由局部到系统,而且作业一定要及时修改,及时将作业中存在的问题反馈给学生。学生喜欢被老师重视,特别你能针对他的作业对他独自讲评时,会极大提高他的学习积极性;我们通过表扬学生作业的进步,提高他们的成就感。我们要倡导“我努力我就会成功”,但反向思维“我获得成功的快乐了,我会更努力!”这种观点针对某些学生效果也是很明显的。

三、考核方式的改革

改革以往单一的试卷考试的考核方式,将课堂表现、作业完成情况、读书报告、课程论文及科技活动情况等方面纳入平时成绩的考核中。课程的最后成绩由平时成绩(占30%)和理论考试成绩(占70%)组成。其中课堂表现占平时成绩的10%,作业完成情况占10%,读书报告、课程论文、科技活动等占10%。在强调学生考试成绩的同时,也注重对学生学习过程、学习态度、创新意识、解决问题等能力的考核,力争对学生做出全面、客观公正的评价。

四、结语

通过近五年的课堂实践,取得了良好的教学效果,活跃了课堂气氛,提高了学生的自学能力、工程应用能力,形成了“以学生为主体、教师为主导”的教学格局。教学实践表明,教师应该不断地提高自身的理论水平、综合素质,总结教学经验,努力在教学活动中紧紧围绕着强化素质教育这条主线,培养学生的创新思维,提高学生的实践能力和工程应用能力,这样才能不断地提高教学质量。

参考文献:

[1]李学文,颜东煌.桥梁工程课程教学改革的实践与思考[J].交通高教研究,2001,(1).

[2]张新军,彭卫兵.桥梁工程课程教学改革的探讨与实践[J].高等建筑教育,2008,(6).

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