桥梁工程师篇1
“卓越工程师教育培养计划”以“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样、追求卓越”为原则,让企业充分参与到学生的培养工作中,这也是“卓越计划”成功的关键。同济大学桥梁工程系积极改革教学培养方案,参照德国“双元制”模式,英国“三明治”模式,先后与上海建工集团、中交四航局等知名业内企业建立合作关系,对学生的认知实习、生产实习和毕业实习进行更加贴近工程实际的改进,让每一个学生充分接触工程实践,了解工程实践中遇到的实实在在的问题。经过几年来的校企教学实践,逐步认识到企业在卓越工程师培养上的重要意义。
1.1企业准确把握社会对工程人才的需求
人才是经济社会发展的关键因素,用人单位面对激烈的国内外市场竞争环境,对本行业的当前状况和发展趋势最为了解,深刻了解目前桥梁工程毕业生在知识、能力和素质上存在的不足和需要完善的地方,清楚本行业领域当今和未来对工程人才的需求,人才层次、类型、结构和规格等十分清楚。将企业引入桥梁工程卓越工程师培养的整个过程中,不仅能够改进桥梁工程系“卓越计划”,而且能够指导具体的培养工作,加快培养方案改革。
1.2企业技术设备先进,管理理念先进
桥梁工程系教学用实验室、实训基地和工程训练中心所拥有的用于学生实验、实训的各种仪器和设备的更新速率慢,可能会出现与市场形成脱节现象,造成毕业生技术设备操作不熟练,适应企业的工作的时间大大延长。通过引入企业教学,学生可以变成“上手快”的工程人才,有更多的机会了解、熟悉和掌握企业最先进的生产设备和制造技术。
1.3企业工程技术人员经验丰富
桥梁工程系的教师常年致力于理论教学科研,虽然在桥梁工程专业领域是理论上的“巨人”,但是在工程经历和实践经验上是“矮子”,缺乏实践经验。相反的是,常年工作在一线的桥梁工程企业技术人员实地经验丰富,对实际中遇到的问题和创新了解更多,他们是工程领域的专家。通过与企业的合作,可以形成优势互补,在工程实践和创新能力培养上,企业发挥着重要的不可替代的作用。
1.4企业提供真实的工程环境
只有在真实的工程环境下,才能培养出真实的培养卓越工程师,这是“卓越计划”的基本要求,也是多年来桥梁工程系教学培养的成功经验。国家、学校和社会各界不断改善学生工程实践环境,***府加大投入,校内工厂的设立在一定程度上满足了工科教育的需要,但是与企业系统全面、功能完备的真实的工程实践和创新环境相比,仍然有着本质的区别。要做到让学生在真刀真***中体会学习,离不开桥梁工程企业的参与。
2结语
桥梁工程师篇2
关键词: 桥梁工程理论教学工程实际工程应用能力
中***分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
1.现状与背景分析
众所周知,普通高等教育已从原来的精英教育转变为大众教育,担负起为社会建设和经济发展培养合格劳动者的重任。用人单位希望毕业生知识结构综合,具有较强的工程意识和基本的工程实践能力,入职后能够很快在岗位上发挥作用。这就要求学校和教师应不断更新教育观念,改革教学内容和方法,以学生为本,培养和造就社会需求的人才,在日常教学中引入工程思想、原理和方法体系,加强工程训练,促进学生工程意识的培养、实践能力的塑造。
教师是教的主体,是教学活动的直接组织、指导和参与者,学生在学校学习的收获与感悟受到教师的直接影响,教学质量的高低,学生工程实践能力的培养,关键在教师。俗话说:“师高弟子强”,教师作为教学活动的主导者,自身的工程实践能力对人才培养的质量有着至关重要的影响。
随着经济发展与技术更新,要求高校教师掌握产业发展新动向、新方法、新技术,站在应用学科研究的前沿,以自身学科优势服务社会,将科研成果在行业建设和社会管理中运用推广转化为生产力。履行这些职能需要专业教师知识结构与实践技能不断发展、提升,适应生产技术的变革与高等教育发展需要,推动学校办学水平的提高。虽然学校要求年轻教师到基层锻炼,但作为从事本科教育的专业教师,无论年龄大小,其知识结构与实践技能均应随着科技进步,与时俱进,提倡终生学习。
随着本科教育的发展,招生规模的扩大,有更多的青年教师进入到高校师资队伍。这些新增教师大多是从学校硕士、博士毕业后直接到学校任教。缺乏严格的、系统的业务技能和专业实践的培训,而学校的实验室、实训中心、实习基地条件有限,实践教学活动的开展欠深入,使青年教师已有的工程实践能力不能得到有效利用与提高。
因此,要提高教学质量,增强学校服务社会的能力,提升学校招生和毕业生就业竞争力,促进本科专业的稳定与长久,加强教师特别是青年教师的工程实践能力的培养,对桥梁工程专业及学校发展有十分重要的现实意义。
2.应用能力培养与提升的内容及采取的方法和主要特色
根据桥梁工程专业的培养目标,及用人单位对毕业生的能力素质要求,确定桥梁专业教师工程应用能力的培训内容,具体涉及以下方面:
1)各种类型桥梁的设计计算能力;
2)桥梁工程制***能力;
3)病害桥梁故障诊断与分析能力;
4)工程项目合同管理、效率分析与经济评价能力;
5)工程项目概预算,工程施工与监理,工程招投标等方面的能力。
根据教学需要与培训单位的业务特点,确立各教师工程应用能力培训的具体内容,注重新知识、新技术、新方法和新工艺的学习,依据各教师的特点优势和发展方向,培训应有所侧重。
3. 应用能力培养与提升解决的教学问题:
切实提高教师桥梁工程设计、工程施工及运营阶段的安全监测及桥梁检测方面的能力,提高教师对毕业设计的指导能力,促进专业教学质量改善与应用科学研究。并将师德培养与实践技能培养融为一体,力争做到教师的实践技能和师德素养“双丰收”。
教师的工程实践能力只有在生产实践中才能提高,要提升桥梁专业教师解决工程实际问题的能力,必需构建校内与校外相结合的培训实施体系。
加强院系交流与合作,充分利用校内已有的实验室、实训中心;开展实践活动。
同校外实习基地与合作办学单位,建立桥梁专业教师工程应用能力培养的长期合作机制。利用寒暑假,安排教师到工程单位去工作,深入现场接触工程实际,促进理论与实践结合,学习新的工艺技术方法,同时发现工程实际中的具体问题,收集原始数据与基本信息,确立应用学科研究的选题,为科研做准备。
学院应鼓励和支持教师参加实践培训。帮助联系在行业内有一定实力与影响的企业作为教师培训基地,针对教师在实践培训期间面临的具体困难和问题(经费、劳动保护、保险、交通、食宿),采取适度优惠***策给予扶持,从工作需要的角度解决好教师实践培训期间的待遇问题,合理确定实践培训期间的工作量标准等。
4.主要特色:
促进专业教师的理论教学与工程实际的结合,有利于教师工程应用能力的发展进步,避免专业教学与现实情况的脱节。同时,可帮助教师发现和探讨桥梁工程的实际问题,确立有价值的科研选题方向,从而,促进专业教学质量改善与应用科学研究。
5.结论
桥梁工程师篇3
本文面向土木工程专业认证,对我校道路桥梁与渡河工程专业青年教师教学能力的培养和提升对策进行了初步探讨。通过有效调研和总结我校道路桥梁与渡河工程专业青年教师教学能力现状及存在的突出问题,并深入理解土木工程专业认证标准对该专业青年教师教学能力的具体要求,从教师自身、院校两大方面深入分析和归纳了影响青年教师教学能力的关键因素,提出了一系列切实可行的提升道路桥梁与渡河工程专业青年教师教学能力的对策和发展机制,以适应土木工程专业认证的需求。
一、影响青年教师教学能力的因素
通过有效调研和总结,我校道路桥梁与渡河工程专业青年教师教学能力现状及存在的问题包括以下几个方面:
(1)青年教师自身因素。青年教师择业的出发点和落脚点,将决定其是否爱岗敬业及认真负责。有的青年教师存在着择业心态,教学热情不足;道德与责任心不强;知识转化能力太弱;教学反思不够,自我发展动机不强等。
(2)学校、学院和系方面的因素。学校存在“重引进轻培养”的现象,包括把优秀的人才引进后,在教学方式上的培训力度不够;考核青年教师的方式过于注重科研成果,对教学能力的考核不够。学院缺乏激励青年教师将时间和精力投入教学的机制。系里尚未形成“乐教”的教风。
二、改革措施
针对上述影响青年教师教学能力的因素,通过构建符合土木工程专业认证要求的青年教师教学能力指标体系,为青年教师教学能力发展提供理论指导,并提出了一系列切实可行的提升道路桥梁与渡河工程专业青年教师教学能力的对策和发展机制,可有效地提升和发展青年教师的教学能力。
(1)建构青年教师教学能力指标体系。教学能力体系将分为社会责任、教学知识、教学技能和教学特质四大模块。
(2)系里定期举行教学研讨会。道路桥梁与渡河工程系和学院每月开展一次青年教师教学心得研讨汇报活动,开展青年教师圆桌洽谈,每位青年教师就自己的教学工作进行汇报,并对评委和其他青年教师提出的问题予以回答。
(3)加强校企合作,提升青年教师的工程实践能力。每年定期派1~2名教师到国内相关企业从事6个月以上的工程实践能力训练,努力提升青年教师的工程实践水平。
(4)对青年教师的教学能力建立科学的评价考核体系,评价方式多样化。为了提高青年教师对教学的重视,应改革对青年教师的考核评价体系,加强教学成果在考核中的分量,进而合理分配教学和科研比重,避免出现顾此失彼的现象。
(5)重视并满足青年教师的心理需求,形成完善的激励体系。系里和学院拟从各个方面充分了解青年教师的心理需求,建立物质激励、情感激励和机会激励并重的激励助长体系。
(6)系里对青年教师的教学加强管理与监督,形成良好的教风,为青年教师教学能力的发展提供良好的氛围。
参考文献:
[1]郑其恭,李冠乾. 教师的能力结构[M].广州:广东教育出版社,1996:52.
[2]徐 玲.青年教师教学能力影响因素与培养模式创新[J].现代教育科学,2009(02):151―153.
[3]王少良.高校教师教学能力的多维结构[J].沈阳师范大学学报,2010(01):110―113.
桥梁工程师篇4
第一,由于分方向时间较晚,学生接触桥梁专业课程时间偏后。土木工程学院下属有多个系所,分别开设桥梁工程,地下工程,建筑工程等多个课群方向。各专业本科生前二年统一上课不分专业,当读至大学二年级下学期,学生根据自己的志愿选择感兴趣的专业方向。因此,桥梁工程系的学生名单在大学二年级下学期才能确定,而桥梁系最重要的课程《桥梁工程》此时开课,时间较晚。对于桥梁系本科教育最重要的几门课都是在大学三年级下学期才能上完,如《桥梁工程》(上)、(下)分别在大三下学期和大四上学期上课,作为桥梁课群方向的专业必修课程,在教学中占有非常重要的地位,开课时间偏晚,对桥梁教学不利。又如《结构力学》这门课其中有些内容对桥梁系学生偏重不一样,很重要的却讲得不够细致有针对性。
第二,桥梁工程课程设置内容缺乏全面性。土木工程教育卓越工程师培养目标是面向未来国家建设需要,适应未来科技进步,德智体全面发展,掌握土木工程学科的相关原理和知识,获得工程师良好训练,基础理论扎实、专业知识宽厚、实践能力强,能胜任木工程项目的设计、施工、管理、研究、教育,以及投资与开发、金融与保险等工作,具有继续学习能力、创新能力、国际视野和领导意识的卓越人才。目前我院现有的教学方式,注重了教学的系统性和完整性,但也存在不足之处。桥梁课群方向专业课程信息量大,而每门课程学时有限。桥梁系学生从土木学院中分出较晚,对桥梁系后续本科生教学等有些不利影响,有些课程对本专业并不十分重要,可理解、了解,而有些课程或者内容对于桥梁系学生将来学习和工作非常重要,应加以强调。桥梁工程课群方向现有教学方案偏向公路桥梁课程设计,疏于其他形式桥梁工程课程内容的教育教学。新的桥梁技术专业课程将全面培养掌握各类相应专业学科的基本理论和基本知识,能在公路、桥梁、铁路、城市道路、地铁和地基处理等领域从事施工、管理和初步设计的高级工程技术人才。如何提高学生的工程操作能力、创新能力,如何使公路与桥梁技术专业课程教学更加适应当今社会对人才的要求,都是桥梁工程课群方向积极探索的问题。
第三,思考和建议:产生上述问题的原因在于传统的教学模式不适用于应用型人才培养目标下的桥梁工程课程教学。因此,为改善教学质量和效果,有必要对该课程的教学模式进行改革和探讨.如果桥梁课群方向的学生能早点分出,如大二上学期就确定,则可由桥梁系老师来承担核心基础课和专业基础课的教学工作,这样会更有针对性和效果。对培养专业性强的桥梁人才更有利。建议学校教务处和学院能够考虑桥梁系的要求。桥梁专业课程信息量大,而每门课程学时有限,往往教师花费很多精力和时间,也无法完美地表达桥梁建筑的空间和时间广度。
2小结
桥梁工程师篇5
关键词:高职教学改革;桥梁施工;项目化教学
中***分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)04-0186-02
一、引言
项目化教学是当前高职专业课教学改革中一个有效的教学方法,是让学生在教师指导下,通过完成一个个完整的教学项目,从而完成相关知识学习和技能提升。它以现实工作中的逻辑结构来构建教学项目的教学结构,从本质上实现了知识的综合。基于《桥梁施工》课程与实际工作的紧密联系,笔者将其引入高职市***专业《桥梁施工》的教学实践中,旨在促进市***专业学生综合能力的提升。
二、《桥梁施工》教学项目设计的思考
高职项目化教学的核心理念是“结构”,按照工作过程中知识的结构方式来组织课程内容,才能最为有效地发展学生的职业能力。从而说明了高职项目课程并非否定知识,而是强调要改变课程中知识结构的组织方式。
因此,项目化教学成败的关键是设计的教学项目是否适合,而教学项目的设计源于专业教师的能力。从这个设计基点上,则提出了参与该教学项目设计的教师能够有切实的桥梁工程实践工程师的经历与一线专业教学经验的实体结合的要求。只有高屋建瓴的顶层教学结构设计,才能从本质内涵上建构、保障教学项目的实质效果。教学项目的设计是项目化教学的重中之重,只有基于工作实际设计出结构适合的教学项目,教学任务的学习情境才可能合理有序展开,才能达到纲举目张的效果。通过多个学期课程的实践和反思,笔者认为《桥梁施工》教学项目设计要从下面几个角度入手。
(一)构建的《桥梁施工》教学项目要教学知识结构与工作任务辩证统一
传统的教学方式的逻辑思路是以大量的理论学习储备为基础,再进行知识的综合,以期实现学生能力的提高与工作实践的对接。但现实工作实际的反馈说明,这种教学的结构设计与工作中以任务为中心的工作结构完全不同,学生工作中的适切性较差。故《桥梁施工》采用的项目教学的源设计,就是基于社会实际工作任务为中心的结构,在学生具有了识读桥梁施工***和施工方案编写等能力的基础上,选择难易程度适中、有一定的综合性、极具代表性的梁桥作为教学项目的载体。
于此,我们可以把高职项目课程的基本目标描述为“培养学生在复杂的工作情境中做出判断并采取行动的职业能力,开发学生的技术思维”。学生先进的知识储备在课程的教学项目中得到了实质性的应用与强化。
其次则要根据学校硬件和学生情况,将《桥梁施工》课程教学内容按项目完成的工作过程的顺序编排项目任务。在《桥梁施工》课程教学项目的设计中可以按照桥梁施工准备、桥梁施工基础操作、墩台、上部结构、桥面系施工的顺序设计教学项目,并对每个教学项目再按照由浅入深、由简单到复杂的思路设计,结合实际采用了:桥梁准备工作施工方案编写、桥梁支架施工方案编写、桥梁模板施工方案编写、桥梁钢筋施工方案编写、桥梁混凝土施工方案编写、桥梁下部结构施工***精读、桥梁基础工程施工方案编写、桥梁墩台支座施工方案编写、桥梁上部结构梁板施工***精读、桥梁上部结构施工方案编制、桥梁桥面及附属结构施工***精读和桥梁桥面及附属结构施工方案编制等项目。
最后再将任务分解为若干学习情境,把《桥梁施工》课程教学目标中的模板、混凝土、钢筋等工种的施工技术和桥梁基础、墩台、上部结构、桥面系的施工工艺等知识点隐含在每一个学习情境中,而且前后学习情境之间,按照由简单到复杂的思路,进行知识的递进、深化和提升,把知识点自然、有机地组织在《桥梁施工》教学项目完成的工作过程中。让学生能够进行探索、实操,完成、解决过去从未遇到过的实际问题。
(二)选择的《桥梁施工》教学项目要与实际工程对接
如果设计的《桥梁施工》教学项目能紧密联系学生的生活实际,与实际工程对接,以具体、真实、活化的形态呈现在学生面前,将教学内容的理论与实践结合在一起,最能激发学生的学习兴趣,引发学生自己去探索、学习、思考和实践。这只是理想状态下的《桥梁施工》教学项目,但一般情况下都不会有适合的《桥梁施工》教学项目并将其直接用于班级制的项目化教学中,一方面教学内容和实际桥梁施工工程时间不可能一致,另一方面内容要求也难以重合。虽然不能完全符合,但可以尽可能模拟靠近,创设学生当前所学习的教学内容与现实情况基本接近的工作情景。所以我们要在能达到课程的教学目标的基础上,结合学校具体情况来设计《桥梁施工》教学项目,采用既能贴近工程实践,又能贴近学生认知的项目,如新校区内桥梁施工项目、身边正在施工或已经施工完成的梁桥施工工程项目等。
(三)设计的《桥梁施工》教学项目要选取合适的教学手段
该项目课程的源设计基础虽然是基于工作的结构进行的,但学生综合能力的形成在实施的路径上依然需要为学生创设真实的职业情景,使学生置身于仿真的工作环境中。所以设计开发的《桥梁施工》教学项目,应充分收集相应的施工现场***片、动画、教学视频录像、多媒体课件、教学模型、教材、设计文件等配套资料,以便教学内容的展开,满足教学教法的要求。同时,设计开发的《桥梁施工》教学项目要能充分利用到学校提供的电子书籍、电子期刊、数字***书馆、相关网站和论坛等网络教学资源,专业***书、标准规范、设计***集等***书资源,以及校企合作等社会资源。在充分考虑每个学校的具体条件、具体教学单元目标、内容、学生特征等实际条件,以及模拟桥梁技术员岗位的实际工作环境的基础上,教师自主选择合适的教学方法进行教学,并尽量与学生以后桥梁施工实际工作相吻合,以达到理论和实践的结合。
在教学手段的选择上,可以充分考虑结合学生将来可能面对的工作实况加以模拟,于无形处实现学生学与做的无缝对接。
(四)设计的《桥梁施工》教学项目要能让学生有自主工作的空间
《桥梁施工》教学项目不能立足于教师演示、学生照做的机械模仿,也不能是学生一味练习、教师只做评价的模式,而要营造宽松的学习环境,让学生有自主工作的机会,让学生可以在一定的范围内自主安排自己的学习行为。这就要求:(1)确立的项目与实践相联系,具有开放性;(2)考虑学生的兴趣与需要,至少与学生的认知心理、经验基础密切相关,具有连续性;(3)既考虑绝大多数学生已有的准备水平,又要对学生具有足够的挑战性。
项目设计的立足点应为在确保项目实施的基础上,学生有自我发展的空间。设计的《桥梁施工》教学项目要能做到,在教师的引导下,学生可以在规定的时间内,和班级同学一起,利用***书馆、专业教室等空间,通过***书、网络等资源的使用,采用学生之间的讨论、询问、模仿等方式,克服《桥梁施工》教学项目中的困难,处理和解决在《桥梁施工》教学项目工作中出现的问题,同时也获得了隐藏在《桥梁施工》教学项目中的知识和方法。
在此环节的实施中,对专业教师提出了实质性地要求:(1)教师丰富的工程实践经历及反思成为了项目实施时细节落实的保障;(2)教师机智的项目管理经验及教学经验,有效保障教学项目的组织实施;(3)考虑现行教学班级的规模总体偏大的现状,教师要在教学项目设计的先行阶段,充分预设教学细节及可能出现状况的应对策略,譬如说,在项目的关键环节、困难环节,设置一定的分解问题,搭建台阶,逐层推进学生的认知发展。
(五)设计的《桥梁施工》教学项目要有具体成果和相应评定方法
设计的《桥梁施工》教学项目的学习成果要明确而具体,可以是桥梁***纸会审资料、桥梁分部分项施工方案、桥梁现场检测方案、桥梁工程检测成果和桥梁施工实施过程的会议纪要等工程常用文件,也可以是桥梁现场施工工序照片、实施录像等影像资料等。可以通过真实桥梁施工项目现场来实地训练,也可以根据学校具体情况通过专业实训教室、实训基地、电子仿真软件等虚拟环境完成。
在《桥梁施工》项目化教学中,每个学生会根据自身的经验,给出不同的解决任务的方案与策略,形成的学习成果往往不是唯一正确的,因此评价标准并不是对错的简单判定,而是应该通过看学习成果能否解决工程中的实际问题加以判断。完成《桥梁施工》教学项目成果的过程中,对成果不合理的部分进行整改使之合理,对成果合理的部分进行优化使之科学。《桥梁施工》教学项目学习不只是知识的积累,亦不是简单的综合解题,而是在不断尝试、探究、讨论、指导、实操、评价、反思、修正、再评价、再修正中实现学生综合能力的提高。这样学习过程成为了最重要的实践思路,不是注重最终结果,而是注重完成项目的过程。所以最终的评价标准不会是明确的评分标准,只能是相对的评价体系从更合理、更科学、更创新等角度对完成的成果进行评价,同时通过评价总结工作成果,把《桥梁施工》教学项目内容延伸到更高层次。
三、结语
项目化教学的开展对教师提出了更高的要求。它不仅在专业上要求教师具有跨学科的知识结构,而且在教学理念及方法上要求教师转变角色,让学生成为探索者、知识的发现者与建构者。《桥梁施工》课程项目化教学的实践结果反馈显示,学生对课程的兴趣和综合能力有了明显的提升。希望通过《桥梁施工》教学项目设计的思考,为项目化课程的教学项目设计提供思路和借鉴。
参考文献:
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桥梁工程师篇6
【关键词】桥梁;养护;维修;方案
中***分类号:U445.7文献标识码:A
我国社会经济的迅猛发展与进步,使原料、机械设备等工业同样得到了一定程度的进步,加上桥梁设计工程师的精心设计,我国桥梁建设水平得到显著的提升。但在很长的一段时间以来, ‘重建设、轻养护’的问题依然是我国桥梁后期工作中一个需要加以关注的问题,这一问题在我国桥梁的后期养护及维修水平。
一目前我国桥梁失养问题
我国是一个地域宽广的大国,国内各个地区经济发展水平快慢节奏完全不同,整体上经济发展水平较低,桥梁的发展主要在于数量多、面积大的大中桥梁当中,这种桥梁目前依然是以预应力结构为主要形式。此类桥梁创建于60、70年代,在较大车辆荷载的推动下,桥梁技术现状急剧降低,在段时间内从一、二类桥梁降低为三、四;类桥梁,这种现实状况将严重威胁着人们的生命财产安全,桥梁坍塌事故经常发生。
桥梁结构性能衰减趋势***
从整体状况分析,目前桥梁失养是诱使病害形成的主要原因,这种状况经常会在中小型桥梁当中见到。此类桥梁的桥面铺装混凝土会遭受不同程度的损坏,造成桥面坑槽问题的形成,这必然将对车辆的正常行驶造成巨大的影响。更有甚者,有的桥面伸缩缝损坏非常严重,导致‘桥头跳车’问题广泛存在,这将会给桥梁养护工作的开展造成巨大的困难。为避免桥梁坍塌事故的发生,确保桥梁安全顺利的投入使用,加强桥梁后期养护及维修非常必要。
二桥梁养护及维修需采取的有效方案
2.1建立桥梁养护队伍
针对桥梁养护问题,需要根据桥梁的特征进行合理养护,规定设立相关的桥梁养护工程师,确保桥梁养护工程师工作性质的稳定性,不可以随便转变。 桥梁工程师的相关职责上,要制定桥梁养护工程师的责任制度、桥梁年度检查计划、组织开展桥梁的定期检查及维护,提交检查报告。从目前的桥梁养护队伍现实状况来浅析,桥梁养护工作者专业素养完全不一,不能够开展真正的专业养护工作。为此,需要各级桥梁部门加以特别的关注。对于桥梁养护工作,需要专门培养专业队伍,确保桥梁工程师的具体工作完全到位,介时把握桥梁的所有运用情况,及时的解决各类突发问题,同时保证桥梁问题在短时间内进行维修解决。
2.2创建完善的桥梁养护方案
2.2.1依据桥梁养护检查出的桥梁技术具体情况进行评价,制定切实有效的养护方案:正常保养-小修-大中修或者加固维修-专门检查开展荷载试验以确定最终的桥梁改建方案。
2.2.2依据裂缝检查来制定桥梁养护方案。只要裂缝超出规定的范围,则一定要对其开展有关加固处理。其中,对于裂缝形成宽度的规定范围内的情况的:裂缝发展迅速,6个月增加0.1mm以上;裂缝数量急剧增加;存在裂缝及严重性缺陷的情况下,也是需要对其进行加固处理的。
2.2.3依据有关检查和浅析计算有效结合的方式评价来检定相关系数以确定最终的桥梁养护具体方案。
当K≥1的情况下则显示桥梁承载力达到有关设计方面的要求,可以进行正常保养;当0.9
2.3采取正确的加固方法进行桥梁维修加固
桥梁维修及升级改造皆属于桥梁加固方面的内容,在桥梁养护当中,加固是最为关键性的内容之一。
桥梁加固方法
与此同时,为了保证桥梁能够正常的使用,提升桥梁使用时间,有关主管部门需在特定的时间之后对桥梁进行有关养护,相关部门需要提供足够的经费来保证桥梁养护、维修工作的顺利开展,确保桥梁养护有足够的资金支持。与此同时,依据各个地区的现实状况,提出能够真实执行的桥梁养护及维修目标及处理方案,以此推动桥梁养护工作的顺利完成。与此同时,国家投资方式要专项多元化,这样将会在很大程度上为我国桥梁事业的发展提供从组的资金支持。
2.4严格做好桥梁缺陷评价工作
桥梁缺陷评价通常是经过对桥梁裂缝进行的评价,裂缝问题是所有桥梁当中所广泛存在的严重问题。我国《桥梁设计规范》中贵裂缝限值做出以下的规定:
加强措施、严格检查,是保证桥梁养护维修工作顺利进行的一种行之有效的方式。养护队伍需要针对桥梁设计日常养护开展全方位的检查,详细的检查桥梁各方面的具体使用状况,最好能够做到一天一次养护检查,同时要注意做好相关检查记录。
2.5全方位开展危桥改造措施
桥梁经过检查之后,如果查出符合《公路养护技术规范》桥梁技术评定标准中指定的四类危桥的桥梁,那么都属于危桥。一般包括桥梁主要部位存在的严重性病害,且存在有深入发展下去的迹象,其主要位置材料强度要达到相应的限值,存在钢筋断裂、砼压碎或压杆失稳变形等破损的情况,变形高于规范数值,桥梁结构强度、刚度、稳定性低于有关要求,桥梁承载性能低于设计规定的情况。上述状况的桥梁是一定要对其进行维修的,以争取能够提升桥梁的承载性能。针对桥梁的改造,各级管理部门需要引进竞争体制,开展招投标制度、工程监理制度及合同管理制度。开展科学严格的桥梁质量经管,掌握好桥梁工程施工原料质量,强化桥梁工程监理,严格按照桥梁设计***来进行工程施工,以此确保桥梁施工质量,避免今后桥梁使用过程中各类问题的出现。
三 桥梁维修方法
3.1梁(板)体砼的空洞、蜂窝、麻面、表面风化、剥落等应先将松散部分清除,之后依据具体状况使用高标号砼或水泥砂浆填补。
3.2梁体如果有漏筋或者保护层剥落问题的存在,需要把松动的保护层凿去,将钢筋锈迹清除,假设桥梁损坏面积不是特别大,可以使用环氧砂浆修补,但如果桥梁损坏面积较大,可以喷射高标号水泥砂浆修补。
3.3钢筋砼简支梁产生裂缝时,遵循一下办法开展有效处理:①当裂缝宽度高于限定数值规定的情况下,可以选择使用压力灌浆法灌注环氧树脂胶;②假设裂缝发展非常严重,则一定要查出问题出现的诱因,遵循具体状况采取加固措施,同时对其进行定期观测。
四结束语
桥梁的安全使用将直接关乎着人民群众的生命财产安全,桥梁养护及维修仍然是我国桥梁管理工作中一项比较薄弱的环境,为此,强化桥梁后期养护及维修,则需要树立 “百年大计、质量第一”的理念,把握好桥梁养护及维修工作,才能够最大限度的避免因桥梁事故的出现对人们的生命财产安全造成损害的现象发生,同时桥梁后期养护及维修将对于桥梁建设的可持续发展有着非常关键性的积极作用。
参考文献:
[1]李锋.桥梁修复与加固[J].技术园地,2007,(4).
桥梁工程师篇7
关键词:地方资源;桥梁工程本科教学;工程美学;人才培养
中***分类号:G642.0;TU997 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2017)03-0058-04
国家“一带一路”规划的提出,为中国土木工程走出国门提供了更加广阔的空间。作为构成“一带一路”关键节点的桥梁工程,其作用举足轻重,就业于相关企业的桥梁工程专业大学毕业生的综合素质和工程实践能力无疑会影响到中国桥梁工程在国际上的竞争力,因此,对中国高校桥梁工程专业的人才培养提出了更高要求。
如何将“海上桥城”厦门丰富且极具影响的桥梁工程实例及其他相关人才和技术资源有效服务于桥梁工程专业学生的知识和能力培养,培养方案和培养过程中如何契合地方特色形成自己的亮点是需要探讨的课题。因此,笔者在厦门理工学院桥梁工程方向本科生的教育和教学过程中进行了一些尝试,取得了较好的效果。
一、厦门特色桥梁与道路工程简介
厦门是我国东南沿海重要的中心城市、港口及风景旅游城市。厦门目前在册桥梁共计444座,既有跨海大桥,又有疏港路高架桥、五缘大桥等特大桥,还有大批的匝道桥、立交桥、跨线桥、人行天桥等,涵盖梁、拱、吊等多种桥梁形式,是厦门地标式的建筑组成元素,也见证了厦门城市的发展。
厦门大桥、海沧大桥、集美大桥、杏林大桥和翔安海底隧道是目前厦门岛的五条联外公路要道。厦门大桥是中国第一座跨越海峡的公路大桥,采用预应力混凝土连续梁结构,1991年建成通车,当时是除高集海堤外,厦门岛对外联系的唯一通道,现在依然是西出厦门本岛的重要通道之一[1]。海沧大桥是从海沧半岛通往厦门岛的海峡性公路大桥,在20世纪最后一天通车,是当时亚洲第一、世界第二(H次于丹麦)的三跨连续全漂浮钢箱梁悬索桥,代表着20世纪中国建桥水平最高成就,使厦门从一座海岛型城市发展成一座海湾型城市[2]。海沧大桥东岸锚碇既是海沧大桥监控中心,又是中国第一座桥梁博物馆――厦门桥梁博物馆,集中展示海沧桥设计建造及科研方面的成果。2008年建成通车的集美大桥也是一座预应力混凝土连续梁桥,沟通厦门半岛和半岛外北部的集美、同安等地区,其海上箱梁施工采用了当时国内外最先进的“短线匹配法节段预制悬拼”工艺,是当时世界同型桥梁建设速度的2~3倍,有效地节约了工期,获批“部级工法” [3]。同年通车的杏林大桥又称杏林公铁大桥,是一条公路、铁路平层合建的大桥,打通了福厦铁路进出厦门岛的控制性通道,大桥建设时特别强调海洋环境保护,建立了健全的海洋环境保护及水土保持管理机构,加强施工过程中的环境管理和检查,实行领导责任制和环境质量保护、预防制度,体现了生态环保的理念[4]。厦门的桥梁不仅有实用性,又有艺术性,例如,海沧大桥采用门式索塔,轻巧独特的锚锭,曲线造型桥墩,整体线条流畅轻柔,岛内大桥的引桥部分依山环形而上,使人从不同角度欣赏全桥的风姿,银蓝色的桥体与碧海蓝天相辉映,如画卷般美不胜收,它是中国桥梁景观设计的起源,是厦门的一个标志性景观[2]。集美大桥采用斜腹板箱梁配直方桥墩突显简洁挺拔的建筑形态,而大桥整体平面呈S形曲线、纵向立面形成M型,起伏如飘带,修长秀美[5]。鼓浪屿附近的演武大桥采取了鱼腹式梁、椭圆型墩,桥身通体漆为白色,桥梁照明采取附设在桥梁护栏上的照明灯而不设灯杆,它紧贴海面,宛如波涛起伏,被认为是世界上离海平面最近的桥梁,既不影响周边景观,又满通、旅游休闲功能,实现了景观和交通的有机结合。五缘湾湿地公园附近的五座拱形桥,结构形式上有三跨钢箱拱中承式提篮拱、桁架式钢管拱等,主拱圈色彩各异,分别取名为五缘湾大桥(月圆桥)、天圆桥、人圆桥、地圆桥、日圆桥,五圆恰好与“五缘”谐音,形成“五桥映月”的厦门新景。位于学校附近的厦门园博苑中,连接岛与岛之间的桥梁共十五座,有廊桥、多孔拱桥、斜塔斜拉桥等,造型各异,集中展现了中外经典桥型,在风格上也跨越了历史与现代,体现出“园林的盛会,桥梁的博览”。可以说,厦门的每一座桥都有独特风韵,甚至有碑文、诗歌、雕塑、摄影、书法作品相伴随,有着丰富的桥梁文化意蕴。
环绕厦门岛的城市干道――环岛路,依海而筑,路面平曲线随海岸线延展,奉行“临海见海,把最美的沙滩留给百姓”的建设宗旨,道路或依山傍海,或凌海架桥,或穿石钻洞,上下行分幅设计,中间和两侧各留50~150 m的景观分隔带和防风林带,道路中间隔离带的绿化有《鼓浪屿之波》的乐谱,路旁有马拉松塑像,形成一条原始与现代、开发与保护相结合的生态路,体现了厦门特色,展现在人们眼前的是一幅蓝天、大海、沙滩、绿地和四季花开不断的美好***画,被誉为“中国最美自驾游海岸线”和“世界最美的马拉松赛道”[6]。被称为“最美山间公路”的文曾路在景观艺术上追求自然、纯朴的风格,身处都市,却可见青山翠竹、小桥流水、篱笆木屋,充满山林野趣,让人犹如走进了美丽画卷,给人自然清新之感,却不着痕迹,道路与自然环境浑然一体,在实现公路建设与自然环境的和谐方面作出了有益的尝试。
厦门的城市交通规划和设计建造将实用性、艺术性、生态性结合,是最生动和最直观的课堂教学素材和实地参观地点。
二、厦门理工学院桥梁工程教育实践
厦门理工学院是福建省属公立本科大学,实行省市共建、以市为主的管理体制,2013年1月被批准为“省重点建设高校”,其土木工程专业创建于1981年,2007年创办道路与桥梁工程方向,2011年桥梁与隧道工程学科被认定为学校重点学科,2016年土木工程专业(包括道路与桥梁方向)通过国家住建部评估。
厦门理工学院的学生绝大部分是福建人,本科毕业后多数去施工企业,少数去设计院或继续深造。为了提升学生的就业竞争力,依靠厦门桥梁与道路工程的技术与艺术优势,2013年以来厦门理工学院对桥梁工程教学进行了探索及实践。
(一)充分利用厦门优质资源,开设了“集桥梁理想与工程之美”系列讲座
厦门的绝大多数桥梁与道路工程是在改革开放后规划建造完成,特别是成为经济特区后的30多年,厦门汇聚了桥梁规划、设计、施工、维护管理等精英企业及人才,如厦门路桥建设集团、厦门市路桥信息工程有限公司、厦门轨道集团、厦门高格桥梁设计研究中心等企业。学校陆续聘请其主要技术负责人作为学院的客座教授,定期给教和学生举行专业讲座,参与培养计划制定,参与学生的教学指导。
“集桥梁理想与工程之美”系列讲座由参与过厦门城市建设的企业管理人员和技术专家参与,主要以厦门的工程实例为依托,介绍各大型土木工程项目的规划、设计、建造过程及文化内涵。例如,原主管厦门城市交通建设的***府官员利用新旧***片对比,具体讲述厦门城市的变迁与发展,特别是交通规划中的设计理念、方案由来、遇到的难点和创新解决方法,解读其中的文化内涵。曾负责海沧大桥现场施工的总工程师讲述海沧大桥钢箱梁施工中的难点和关键工序,曾参与厦门大桥和海沧大桥等桥梁景观设计并获得过亚瑟海顿奖(国际桥梁创新的最高大奖)的厦门高格桥梁设计研究中心董事长讲解桥梁的艺术设计、桥梁景观设计和创新发展,曾参与海沧大桥维护系统建设的高级工程师为学生讲解特大桥梁的养护管理体系和数据采集,原五缘湾大桥项目副经理讲述五缘湾片区规划以及五缘湾大桥的建设历程,曾负责厦门BRT建设的教授级高工做题为“现代桥梁建设先进技术”学术讲座,当年海沧大桥的设计顾问、国际著名桥梁建筑工程大师邓文士成为学校的荣誉教授,并带来了“21世纪的工程师”主题讲座等。企业导师们丰富的工程经验和国际视野不仅开阔了师生的眼界,使学生对厦门城市交通设施建设有了全面系统的认知,体味每一项土木工程中深厚的人文情怀。
(二)充分利用厦门优质的人文环境,形成系统的工程实习基地
土木工程认识实习是本科教学计划中第一个实践性教学环节,有利于学生建立对自己所学专业的感性认识,从而树立正确的专业思想,为今后的专业基础课和专业课学习打下良好的基础。
学校先后与厦门园博苑、厦门市规划展览馆等签订了合作协议。从2013年开始,每届土木工程专业的学生在大一期末都赴厦门市规划展览馆、厦门桥梁博物馆、陈嘉庚纪念馆和厦门园博苑等地进行认识实习。厦门市规划展览馆以模型、影片、幻影成像等现代化手段,通过对比全方位地诠释了厦门城市的发展历史、当代成就和未来发展方向;厦门桥梁博物馆不仅有海沧大桥的建设成果,还集中展示桥梁历史、桥梁文化、桥梁现代化和桥梁科普;集美的陈嘉庚纪念馆建筑群秉承了独具特色的闽南建筑风格,使学生在接受爱国主义教育同时,感受中西建筑风格的完美结合;学校附近的厦门园博苑集中展示了各种类型的梁、拱、吊桥结构。学生在参观学习的过程中,目睹美丽厦门城市的变迁,感受城市建筑交通设施对人们生活的影响。
全国各大设计院在厦门的分院、施工企业和员工培训基地陆续接纳学校路桥方向的学生进行生产实习和毕业实习,甲级设计院总工教授级高工参与路桥方向毕业设计指导和答辩,保障学生的各阶段实践环节系统而专业。
(三)结合厦门地区的环境特点进行课堂教学
在桥梁工程、桥涵水文、钢桥等课堂教学中,尽量以厦门地区的实际工程为例讲解。例如,讲解工程的可持续发展和环境保护时,引入跨海大桥建设中对白海豚的保护、演武大桥超低设计等成功案例,引导学生在重视结构计算的同时,充分考虑周围环境的影响。讲解桥梁施工时,除了引入集美大桥的“部级工法”、海沧大桥的钢箱梁施工等,学院曾担任厦漳大桥总工的“双师型” 教师还以厦漳大桥为例详细讲解施工过程。
针对福建厦门的环境特点,在专业课程中加重了台风、海浪、地震、海水侵蚀等对桥梁结构设计建造过程影响,并有利于学生对周边实际工程的理解和关注。
2013级道路与桥梁工程方向的培养方案中明确提出了学生应具备工程美学方面的修养和素质,并提出开设道路与桥梁美学课程,将采用企业导师和教师共同授课的方式进行。
(四)鼓励优秀本科生参与科研活动
学院设立创新学分和奖励机制,鼓励学生积极申报大学生创新项目,利用课余时间参与教师的科研项目。例如,笔者曾指导2011级本科生完成校级大学生卓越计划“厦门园博苑桥梁文化研究”,引导学生从园博苑的大环境中,体会桥梁的结构美,了解桥梁的命名、雕塑、摄影、文化意境等。
三、结语
厦门的城市之美世界公认,作为城市重要部分的桥梁,其建设艺术和技术均走在全国的前列,特别是在陈嘉庚精神的感召鼓舞下,厦门的桥梁工程企业精英对学校教育都非常热心,并不断有更多的业界人士参与学校的工程教育,这些都是厦门理工学院桥梁工程教育得天独厚的资源。
厦门理工学院立足本地,利用厦门地区优质的工程文化艺术环境,将继续通过与相关企业的深度合作,推行桥梁工程素质教育,培养具备工程美学素养的具有新时代建设理念的应用型技术人才。
参考文献:
[1]田靖宇.厦门大桥双向4车道实现“3进3出”的改造[J].中国市***工程,2008 (4): 16-17.
[2]罗盛文 .海沧大桥──美丽鹭岛的一颗明珠[J].厦门科技,1999 (3): 3-4.
[3]张鸿,张喜刚,丁峰,等. 短线匹配法节段预制拼装桥梁新技术研究[J].公路,2011(2):76-82.
[4]饶欢欢,彭本荣,刘岩,等. 海洋工程生态损害评估与补偿――以厦门杏林跨海大桥为例[J]. 生态学报,2015,35(16) :5467-5476.
桥梁工程师篇8
桥梁概念设计课程适用于高等学校土木工程专业道路、桥梁方向和道路桥梁与渡河工程专业,属于专业选修课,通常在学完材料力学、结构力学、结构设计原理之后开设,使学生有能力对所设计桥型的结构杆件进行力学分析和计算。该课程原来安排在桥梁工程课程之后,此时学生均已掌握了桥梁的规范设计法,从上交的概念草***作业中可以看出,学生的思维定势已经形成,在规范规定桥型基础上微调的较多,充满创造性的桥型较少。后将该课程提到桥梁工程课程之前,这时上交的概念草***作业出现了很多优秀方案,既有创新又有可行性。由于课程安排在桥梁工程课程之前,必然会担负起桥梁工程概论的教学任务,介绍五种基本桥型及其构造特点,占用学时较少,满足该课程基本需要即可。随着课程的推进,有些学生会对原始设计产生怀疑,因为与规范桥型差距较大,此时尽量建议学生保留原始的设计形式,无论造型繁杂,还是夸张,甚至是造型荒谬都没有关系,鼓励学生运用学过的一切力学知识和结构知识,动用一切工程手段,解决原始设计出现的新问题,实现自己的设计意***,以此激发学生的创造性思维,提高解决工程问题的能力。
二、教学内容
课程教学主要包括桥梁概念设计综述、桥梁史、桥梁造型设计与桥例、桥梁规范分类与适用范围、桥梁景观设计、桥梁色彩与夜景设计、综合应用、方案比选和评价方法等。在这些内容中,桥梁史是经常被教师简略介绍而在这里要重点强调的。由于传统教育内容过于保守,容易养成工程师循规蹈矩的习气,缺少创新精神,培养出的许多工程师并不清楚他们在桥梁设计和施工中所采用的技术大多是发达国家在20世纪50~70年代所创造发明的。我们虽然在规模和跨径上有所超越,但技术并没有新的突破。这种满足于跟踪和模仿的习惯,正是中国工程教育不重视培养学生创新理念的结果[3]。要想明确我们现在所处的位置,回顾知识的层次和增长过程将有助于我们找到现时的理念是在何时首次出现,又在何处被采用[4]。因此,介绍桥梁史,特别是现代桥梁工程发展史上的那些重大创新就显得尤为重要。通过详细介绍这些创新得以提出的原因、实现的条件、应用的过程和造成的影响,让学生更加全面地了解何为创新、如何创新。如果再介绍创新者及其性格,就会形成立体形象,加深教学印象。例如著名的桥梁设计师莱昂哈特(FritzLeonhardt),除了设计了很多造型优美的桥梁之外,他还是各向异性钢桥面板的发明人,并首创斜拉桥倒退分析法、下层移动托架施工法和顶推施工法,他对桥梁工程的探索精神让人敬佩。马拉尔(RobertMaillart)的坎坷人生和对板结构的执着,梅恩(ChristianMenn)的坚强性格和对矮塔斜拉桥的贡献[5],这些都能促使学生去深入这些桥梁大师们的世界,并且以他们的眼光来看待他们的工作,避免思维僵化,更好地理解桥梁绝非只是“按规范要求进行设计”,而是有很多种设计思路,有非常丰富的处理方法,有广阔的创新空间。这就是为什么要突出桥梁史这部分内容重要性的原因,它可以很好地承接“桥梁造型设计与桥例”部分的教学,体现造型设计的灵活性和多样性。
三、教学方式
对于桥梁概念设计这种综合性较强的课程,采用多元教学方式是必然的趋势,每一种教学手段都要与教学内容相匹配[6]。桥梁概念设计综述和桥梁史这两部分多采用媒体辅助教学,通过介绍大量工程实例,让学生加深理解,加深印象[7]。桥梁规范分类与适用范围部分采用多重解释性多媒体课件教学,也就是通过精选桥例串起多个知识点(包含景观、色彩、夜景等),使同样一套课件在讲授一遍主要知识点之后,还可以进行多次解释,每一次解释都换一种思考方式。比如在介绍拱桥分类这个知识点时,桥例不但要考虑拱桥各种类型的对比,而且还要反映出夜间景观的设计规律,或者桥体色与景观色之间的关系,这样在第一次课上讲完拱桥分类,在第二次课刚开始进行简要的复习,然后启发学生重新看待桥例,发现这些桥例中体现出来的新的规律。如果综合了三个知识点,就可以对同样的课件进行三次解释,让学生养成多视角多观点看问题的习惯。几次课后,学生就会主动思考首次出现的众多桥例中是否蕴含着其它的原则或规律,学习自主性得到了有效调动。其它的教学内容则采用多媒体教学辅以模块化课程设计。在讲授桥梁造型设计与桥例这部分内容时,学生开始进行概念草***构思和绘制,随着课程的进展,不断丰富完善自己的造型设计。比如在讲授桥梁规范分类与适用范围时,学生就根据所学的新知识论证所构思桥型的可行性,并相应地作出修改。教师在这个过程中的指导要谨慎,尽量保留学生的原始设计思路,不要轻易否定任何设计的可能性,引导学生思考解决措施;也不要直接给出建设性意见,而是提供多样的参考资料,由学生自主选择具体的处理办法。到了桥梁景观设计部分,学生要在原设计基础上,进行景观设计,并对桥梁造型做进一步修正。课程结束,学生要提交一份详尽的课程设计过程记录,把课程设计每一阶段的所思所想以及所作出的修改仔细记录整理,同时提交最后的桥型方案。通过课程设计、课堂学习和讨论,学生可以把所学到的知识应用到设计中,更好地理解知识要点,教师也能及时地把握学生在设计中出现的问题,并随时调整教学方案。
四、考核方式
考核分过程记录和桥型方案、平时作业、期末考试三部分。各自的权重可以根据实际教学情况作出调整。其中,平时作业和教学内容相互配合,比如在“桥梁规范分类与适用范围”部分,要求学生分组提交调查报告,调查校园周边的人行桥的结构、细部、使用情况等。在讲授桥梁景观设计时,要求每组学生反复调查其周边环境,并提出景观设计意见。这种类似于项目教学法的作业形式能很好地调动学生的学习自主性。虽然作业在课程开始前就已经提前设计,但是在实际操作的过程中还会遇到一些新问题,比如有的作业可操作性差,或由于特殊情况无法完成,也可以取消、合并,或者更改。
五、结语
桥梁工程师篇9
关键词:道路桥梁设计理论
1引言
在漫长的古代和中世纪,从事建筑营造活动的工匠,既是建筑师,又是结构工程师。后来,随着建筑功能的大大增加及结构的复杂化,才出现了建筑师与结构工程师的分工。但是,桥梁就有所不同,直到现在,一位桥梁设计师既是建筑师,又是结构工程师。依笔者之见,究其原因大概有三条:
①桥梁的功能并不复杂,其建筑设计可由结构工程师代替;
②桥梁所受荷载较房屋建筑特别大,因而,其造型大多以结构受力合理为重心进行选择,也就是说,桥梁建筑设计与结构设计联系非常紧密;
③桥梁建筑设计与施工方法紧密相连,而施工方法与结构受力分析息息相关,这是桥梁工程的显著特点之一。
当今世界桥梁飞速发展,越来越多的桥梁需要我们去建造,尤其是正在酝酿的跨海峡大桥,其迫切需要超大跨径,于是,人们开始不满足于现有的桥式,,而是正积极探索其它崭新的桥式,这就需要对桥梁建筑学进行研究。笔者根据多年桥梁设计的实践经验,结合工程力学原理及建筑美学法则,总结出合理桥式应遵循的若干条规律,初步形成了桥式最优设计理论。
2合理桥式所遵循的规律
桥梁结构合理形式并非有特定的单一的结构形式,因此,研究其特性应从总体上把握其规律,然后,以其为标准评价所要讨论桥式的优劣。
实际上,桥梁结构合理型式所遵循的一些规律已零散地存在于桥梁建设者的头脑中,并自觉或不自觉地运用于实践。,这里只不过将其归纳总结,使之系统化、理论化、使其具有逻辑性,有层次感。这些规律难以定量化,而只能用语言描述的形式来表达。
【准则1】良好的结构方案是良好结构设计的重要前提。
因为在结构设计中,无论多么完美的结构计算都无法弥补经结构构思而形成的结构方案中的不足,相反,良好的结构方案却能够部分弥补结构计算中的不足。由此可见结构构思的重要性。
【准则2】功能准则结构应满足全部功能的要求。
准则2给出了桥式最基本的要求——功能要求。
【准则3】功能决定结构。
由准则2不难得到准则3。桥梁的跨越功能是桥梁最基本的功能之一,桥梁的跨越功能决定了桥梁必须有桥跨结构,而为了支承桥跨结构,必须有支承结构。桥梁要使其上的车辆或行人等安全、舒适地通过,桥梁须能承受车辆、行人等荷载,且不产生过大的变形而影响使用。正是桥梁功能的要求,才使得为满足桥梁功能要求而修建的结构被称为桥梁。
【准则4】几何不变准则一般工程结构都必须是几何不变体系。
为了保证车辆、行人等安全、舒适地通过桥梁,桥梁结构在主要受力面-顺桥向铅垂面内应保证几何不变,在次要受力面-横桥向铅垂面及水平面内亦应保证足够的刚度。这是桥梁成为工程结构的基本条件。
判别一结构是否为几何不变的过程称为机动分析。
【准则5】传力路径准则合理的结构在荷载作用下,其传力路径较短。
传力路径——笔者建议将构件中主拉(压)应力迹线定义为传力路径,将结构在使用荷载(包括桓载)作用于,各主要受力构件传力路径之和定义为该结构的传力路径总长。
对于拉(压)杆,其主应力迹线均平行于杆件轴线,因此,传力路径等于杆件的长度。而对于纯受弯杆件,任一横截面内均有拉应力及压应力,其主拉(压)应力迹线亦平行于杆件轴线,其传力路径等于杆件的长度。但梁常为弯剪耦合构件,梁内任意一点均处于二向受力状态。其主应力迹线呈曲线,可见,其传力路径复杂,此时可将梁比拟为“桁架”(拉一压结构),其各构件传力路径之和可定义为梁的传力路径。对于弯剪扭耦合构件,可将其比拟为“空间桁架。可见,拉(压)杆件传力路径较受弯杆件短得多,它是传力最简捷的构件。
不论是桥跨结构还是支承结构,不论是横截面内(如受弯箱梁在弯矩平面内的传力路径主要是沿腹板传递,因此,其主筋应配置在靠近腹板的范围内为好等)还是细部构造(如拱上立柱与箱拱连接处横隔板沿立柱竖向设置较径向设置传力简捷;带挂孔的悬臂梁桥采用受拉型铰较传统受压型铰施工吊装方便、牛腿的受力与梁的受力吻合,细部构造优越等),传力路径简捷、明快者为较好的形式。
【准则6】应力均匀准则结构应力应均匀流畅。
对于杆系结构,应力均匀流畅包括杆件横截面内应力均匀,沿杆件长度方向内力均匀及结点、边界处应力均匀,总之,要求结构应力处处均匀流畅。
只有结构应力均匀,才能较好地发挥材料的强度,取得经济效益。
准则5与准则6是从力学角度衡量桥式优劣的重要准则。
【准则7】承受轴向拉力或压力的结构,简称为“拉/压结构”是合理结构。
由于拉/压结构应力均匀流畅,材料强度得到较好地发挥,且传力路径短,因此,不难由准则5及准则6得到准则7。诸如桁架、拱、柱、悬索结构、网架、整体张拉式结构(由压杆群和拉索系组成的空间结构体系)等均为拉/压结构。
【准则8】承受轴向拉力的跨越结构可能是大跨优越结构,即索结构是大跨优越结构。
目前,桥梁用索结构包括悬索桥,斜拉桥及拱桥(吊杆采用柔索者)等。
结构的受力状态从本质上讲,只有拉和压这两种互为相反的状态;而受弯是拉与压的组合。跨越体系的受力状态可以是受拉、受压或受弯,而单纯受扭或受剪的结构是不能充当跨越结构的。
①受弯的桥跨结构不方便施工,应力不够均匀,材料强度不能很好地发挥,传力路径长,现有的受弯材料比强度不高,因此,受弯的桥跨结构不适宜于大跨。
②受压的桥跨结构虽应力较均匀,材料强度能较好的发挥(但存在失稳问题),传力路径较短,但不方便施工,且受压材料比强度不高,对于大跨桥梁,几何非线性的影响使其所受内力聚增,因而不经济,可见,受压桥跨结构还算不上较好的结构体系。
③受拉的桥跨结构,虽存在振动、腐蚀、疲劳及大变形等问题,但其架设方便,应力均匀,材料强度能得到很好地发挥,传力路径较短,材料(索)比强度高,当考虑几何非线性影响时,其内力大大减小,带来显著的经济效益,因此,索结构适宜于大跨。
【准则9】预应力索结构是大跨理想结构。
在预应力索结构中,预应力使索系处于张紧与稳固状态,使结构体系具有承载能力及刚度(而不是降低或调整内力)。这种不以增加自重为代价而增强结构刚度及承载能力的特点正是预应力索结构的优越所在。如双曲悬索结构及笔者提出的全索桥新桥式便属于预应力索结构。
【准则10】结构连续准则合理的结构整体性好,构件体形变化平顺。
这不仅是美观的要求,更是准则6的要求,因为构件体形变化平顺、结点处或边界处过渡平滑、结构整体性强是力流平顺的必要条件,同时,也可提高结构的承载能力和刚度。
【准则11】合理的结构应尽量使其各构件承受均布荷载,如受弯构件承受横向均布荷载,而拉/压构件承受轴向均布荷载等。
这是应力均匀、传力简捷之要求。
【准则12】均衡与稳定准则一般工程结构必须保持静力平衡,即结构稳定。
从力学与美学角度上讲,要求结构均衡。保持静力平衡是桥梁结构安全与美观的前提条件。
【准则13】韵律感与节奏感准则合理的结构应有韵律感和节奏感。
由准则3可知,功能决定了结构。因此,结构并非由杂乱的构件拼凑而成,而是按功能要求有机地结合起来,这样形成的合理结构必然具有韵律感和节奏感。
准则13是衡量桥式美观的重要准则。桥梁孔径的变化、墩高的变化、式样的变化、桥面的起伏、斜拉索的辐射、大缆优美的曲线及拱的弯曲等等都形成了韵律与节奏。和谐的韵律与节奏使美丽的桥梁看上去如无声而美妙的音乐。
有关桥梁轮廓尺寸的协调比例关系见如下准则14:
【准则14】桥梁轮廓尺寸协调准则
①梁桥或拱桥相邻跨度的比值(小跨比大跨)宜在【0.4,1】内,接近0.618时,桥跨变化会显得平顺、流畅、有韵律感与节奏感。
②梁桥墩高与跨度之比宜在【0.25,0.85】内,接近0.618时,桥高与跨度的比例最为和谐。
③拱桥之矢跨比宜在[1/8,1/4]内。
④斜拉桥索塔高度(自桥面算起)与中跨之比宜在[1/7,1/4]内,边跨与中跨之比宜在[1/3,1/2]内。
⑤悬索桥大缆矢跨比宜在[1/7,1/11]内,边跨与中跨之比宜在[1/4,1/2]内。
⑥带单悬臂的简支梁,悬臂长与简支跨长之比宜取0.41左右。
⑦带双悬臂的简支梁,悬臂长与简支跨长之比宜取0.35左右。
⑧带双悬臂的两等跨连续梁,当施工过程中未发生体系转换时,其悬臂长与跨度之比宜取1/3左右。
⑨三跨连续梁,当施工过程中未发生体系转换时,其边跨长与中跨之比宜取0.8左右。
⑩中间跨为等跨的多跨连续梁,其边跨与中跨跨度之比宜在[0.65,0.70]内。
准则14是桥梁美观、经济、受力合理三者统一协调的典型表现。
【准则15】形式感与量感准则合理的结构应有形式感和量感。
形式感是指艺术领域中形式因素本身对于人的精神所产生的某种感染力。如:
①水平线条给人的感受是亲切、委婉,它使人联想到平静的水面、一望无际的平原;
②垂直线条给人的感受是庄严、高昂,它使人联想到向上生长的树木、挺立苍穹的高山。
③斜线具力感、动感和方向感;
④波形线条可以产生流动感、跳跃感;
⑤悬挑线条可以产生灵巧感、腾越感;
⑥半圆曲线会使人联想到挂在空中的彩虹;两个半圆曲线的组合会使人联想到展翅飞翔的海鸥;
⑦正放的三角形给人以稳定、安全的感觉,而倒放的三角形会使人感到危险与不安;
⑧圆形给人以纯情、圆润、完美的感受,而球体及椭球体被认为是完美的物体;
⑨矩形给人以理性、中规中矩的感受。
【准则16】桥梁特有的美学特征
桥梁有别于其它结构的美学特征有:通达之美、凌空之美、流畅之美及刚柔之美。
桥梁由此岸到达彼岸,使道路通达,因而有其功能美-通达之美。
桥梁为一跨越结构,其腾空飞架的梁索让人感受到了凌空之美,因此较路基有通透感。
桥梁为一带状结构,长大桥中的竖曲线设置使桥面看上去连续流畅、纤细轻快。
桥梁结构兼顾了刚柔之美。梁、拱之纤细、亲切、委婉,墩塔之雄壮、庄严、高昂,斜索之力感、动感、方向感,大缆之起伏、飘动、流畅、张力感等。
【准则17】桥梁与环境协调准则工程结构的造型与体量应与周围环境(如河、海、峡谷、房屋建筑、道路、大型雕塑、树林或旷野等)协调。
【准则18】地形与桥式准则一般来说,山区地形宜修建拱桥或吊桥;平原地形宜修建梁桥或斜拉桥。
一般来说,桥梁与周围环境相比会显得较小,在人们的视线里,就只看到其轮廓,因此,桥梁以其轮廓美为主。考虑到行人上桥观光,近距离看桥,因此,桥梁美应兼顾细部美。桥梁造型及体量与周围环境协调的类型有以下几种:
①当桥梁规模较大、气势宏伟时,突出桥梁之美;
②当桥梁较小或影响其他重要物体之美时,桥梁顺从他物之美;
③当桥梁与周围景观相当且协调时、选择桥梁与他物争奇斗妍。
【准则19】造型与受力准则
笔者以为,当跨度不大时,由于桥梁受力不大,其造型发挥的余地就大,能够很好地供人观赏;而当跨度较大时,由于桥梁受力较大,其造型当以结构受力合理为重心进行选择,而这种造型并不是不美。这是技术与艺术的统一。
【准则20】可靠性准则
合理的结构应使结构在设计寿命期内安全可靠,即结构强度、刚度、稳定性及耐久性均应满足要求。
如果说前面的准则是从力学角度及美学角度等探讨结构构思的话,那么,本准则20则是验证构思是否成立。如前所述,由于桥梁建筑设计与结构计算联系紧密,因此,在桥梁的实际设计过程中,方案构思与结构计算应交叉进行、相互协作。
3桥式方案研究
桥式最优设计理论丰富了桥梁科学,为桥式方案设计提供了理论基础。桥式方案设计包括
①平面设计,即平面线形选取及桥梁平面布置等;
②立面设计,即孔跨布置及式样选择等;
③横断面设计,即桥面布置及桥梁横向布置等。
桥梁方案设计主要受桥址工程条件(如地形、地貌、地质、地震、水文、气象、通航或跨线等)、设计要求(交通量、路线等级、设计荷载、设什寿命等)及施工方法的制约,交通量等决定了桥梁宽度;通航净宽决定桥跨下限;通航净高、通航孔跨决定桥梁建筑高度;桥面纵坡及起桥高度、桥梁建筑高度三者决定了桥长。一般情况下,地质越差或下部结构投资越大,就越宜采用较大的跨度,以减少支承结构的工程量,从而节省投资。此外,桥式方案设计尚应考虑统一性或标准设计,以简化设计与施工。桥式候选方案应以桥式理论为基础,结合桥址工程条件提出(跨度、桥式及施工方法三者紧密联系),对于明显较差的方案应及时舍去。桥式方案比选应从以下四个方面进行比较:适用(功能)、安全(可靠性)、经济与美观;比较的项目应包括
①孔跨布置、式样、建筑高度、桥梁高度、桥长及起桥高度;
②桥梁横截面形式(包括桥面布置)及主要尺寸;
③工程数量、施工方法、工期及造价;
④功能及可靠性;
⑤机动分析、静力平衡、传力路径及受力均匀性分析;
⑥韵律与节奏感、轮廓尺寸比例、体量及造型与地形、地物等的协调;
⑦其他比较项目及优缺点。
等七大项。
桥梁工程师篇10
多媒体课件在教学中应用广泛,本文就多媒体辅助教学手段应用与桥梁工程教学中,提出如何充分利用多媒体资源进行高效的教学。
关键词:
多媒体;桥梁工程
1引言
桥梁工程是道路桥梁与渡河工程专业的重点课程,主要讲授的内容是桥梁的构造、设计程序和计算理论,以及各类桥梁的常见施工方法。和其它专业课教学相比,感性认识和直观教学在桥梁工程专业课教学中往往起更重要的作用。桥梁工程传统的教学方式以板书+教师讲解为主,对于桥梁的细部结构,教师需要在黑板上徒手画出,既浪费时间,效果又欠佳;对于施工过程,只能进行语言描述,这种单向教学所传授的知识很难被学生理解、记住。多媒体教学辅助教学,可通过大量的***片、动画及视频来丰富教学内容,在桥梁工程教学中可以发挥显著的作用,以提高学生的学习兴趣。
2多媒体教学的优缺点
近些年随着计算机技术的发展、学校硬件条件的提高,多媒体辅助教学飞速发展起来。它的出现及它在大多数院校得到大力普及推广,说明了该教学方法的优越性。多媒体辅助教学可以节约教师的书写板书时间,加大教师在课堂上的信息量的传递;多媒体辅助教学在展示声音、***像、动画等方面的有着独特优越性,可以将枯燥乏味的知识变得生动有趣,将抽象的、难以理解的知识变得简单易懂,能够给学生留下深刻的印象。例如:通过大量***片的展示,为学生认识桥梁结构的构造和复杂施工工艺提供了直观便捷的手段;通过视频的播放,学生可以全面地了解桥梁的规划、设计、施工、管理以及维护等多方面的内容,让学生有身临其境的感受,提高学生学习的积极性,也极大地提高了教学效率。多媒体辅助教学也有其自身比较明显的缺点,在做一些理论方面的推导时,多媒体速度快、每页PPT课件中所能显现的内容少、知识点离散,致使学生的思维跟不上。另外,在多媒体辅助教学中列举了数量相当大的实际桥梁***片和视频资料,虽然能让学生在短时间内获得视觉上的新鲜感,若是缺乏教师对问题透彻的分析,学生仍是无法知道问题背后的原理。
3多媒体课件的制作
多媒体课件能够高效直观的传递知识,因此,在制作多媒体课件时需要耐心,精益求精。高质量的多媒体课件,力求做到***文并茂,既要美观大方,又要避免华而不实,一定要避免直接将教学内容输入在课件上,课堂上照本宣科。采用多媒体辅助教学,要想取得好的教学效果,必须要有一个好的多媒体教学课件。因此,在课件制作过程中,需要注意以下两点:
3.1内容全面、及时更新
桥梁工程是一门与实际工程联系非常紧密的学科,知识内容随着时代的发展、科技的进步也在不断的更新中。在桥梁工程的教学过程中,教材内容是教师课堂传授的主要内容,也是学生课后学习主要的指导书,而桥梁工程教材的版本众多,内容混乱;实际工程应用中新理论、新材料、新工艺等在教材中不能及时体现;由于种种原因,桥梁相关规范做了更新,而教材却不能及时更新,造成知识陈旧。基于上述原因,在制作多媒体课件时,不能简单的将课本做成一页一页PPT,而是要将课本内容和体系重新排列,并补充最新的教学内容、教学辅助素材,通过合理的架构,使多媒体课件能够较好的完成教科书的功能,有利于学生全面系统的掌握所学知识。
3.2知识点离散
桥梁工程作为道路桥梁与渡河工程专业的重要专业课,其知识量大、理论性强,如果每页PPT的文字内容过多、页面过长,就会使学生产生厌学情绪,为了保证学生在学习过程中的兴趣和学习效率,课件制作过程中,要控制页面长度;同时,在简短的页面中,还要考虑层次清晰的问题,清晰的内容层次,不仅可提高学生的学习兴趣,还有利于将全书的内容融会贯通。最后,注意每个PPT页面主题明确,保证一个页面论述一个中心,这不但能明确知识点内容层次,也有利于学生对知识点的掌握。
3.3趣味、直观、高效
利用多媒体教学最大的特点是,可以借助声音、***像和动画等手段,形成感官刺激,提高教学质量。***片是多媒体课件中最重要的内容,桥梁工程***片数量多、内容复杂,每座桥梁的建设完成后都能积累大量的***片资料,将该桥的所有***片集中起来进行讲解,能够使学生对整个桥梁的建设过程有更清晰的认识。但是,在制作多媒体课件时,由于篇幅和课时的限制,要避免大量的***片的堆积,具有共同特性的***片可以***的表达某个教学元素,选择一个有代表性的即可。动画可以使枯燥的、难以理解的教学内容变得生动有趣。例如,在讲桥梁施工时,利用施工录像,直观的展现施工方法和施工步骤,可以极大的调动学生学习的积极性和学习的兴趣。
4多媒体教学对教师的要求
教师自身的素质直接影响教学效果。首先,教师要对所教授的知识有透彻的理解;其次,在多媒体教学中,教师要注重个人魅力的发挥和讲课的艺术,利用丰富的语言和肢体动作进行讲解,把学生的注意力集中道教师身上,使学生的思路紧跟教师的讲课节奏。多媒体教学并非是一劳永逸的教学方法。桥梁工程是一门工程实践性很强的课程,教学课件制作完成后,在教学过程中还应使教学课件与时俱进,不断更新。通过对课件的不断更新和完善,既可及时解决教学中遇到的问题又可保证教学内容的深度和广度。在利用多媒体辅助教学时,要充分发挥教师在教学中的主导作用,积极进行师生之间的交流与互动,才能实现高质量、高效率的教学。
5结语
桥梁工程课是一门理论与实践结合紧密的学科,课前认真分析教学内容,采用传统教学与多媒体辅助教学相结合的方法,并充分发挥教师的主导作用,加强师生之间的交流、互动,能够取得更好的教学效果。
作者:逄立伟 单位:长春建筑学院交通学院
参考文献:
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[1]李运生,张彦玲.土木工程专业课程中的多媒体教学[J].继续教育研究,2011(2).
[2]阮欣,石雪飞.多媒体技术在桥梁工程教学中的应用[J].计算机应用与软件,2003(9).