时间:2023-06-02 09:19:32
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇桥梁工程毕业设计,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
桥梁工程毕业设计是土木工程道桥方向教学计划中最后的重要教学实践环节。本文首先指出在桥梁工程毕业设计这一环节中出现的问题,接着,针对这些问题分析讨论如何在毕业设计环节更好地贯彻实施“高素质”具备工程能力本科毕业生培养的途径和方法。
关键词:
桥梁工程;毕业设计;教学改革
我国“十三五规划纲要”第七篇“构筑现代基础设施网络”中提到2020年,我国高速铁路营业里程达到3万千米,覆盖80%以上的大城市,新建改建高速公路通车里程约3万千米,新增城市轨道交通运营里程约3000千米,基本建成京津冀、长三角、珠三角等城市群城际铁路网,建设其他城市群城际铁路网主骨架。从此规划可以看出,随着经济发展和铁路、公路网、轨道交通新建及改造建设工作的不断深入,道桥工程技术人员在当前和今后一段时期内需求量还将不断上升。但随着高校毕业生的增多,在人才市场上的竞争越来越激烈,用人单位对毕业生也提出了更高的要求。如何提高学生在就业市场中的竞争力,高校的培养教育是非常重要的。2004年由麻省理工学院、瑞典皇家工学院等4所大学创立CDIO教育模式。CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运行(Operate)4个英文单词的缩写,它是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达,它以工程项目从研发到运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程,使学生养成现代工程技术的职业素养[1]。2007年,美国土木工程师学会(ASCE)出版的专题报告《2025年的土木工程》,在有关工程师培养改革方面,进一步明确了大学教育将工程理论和工程实践结合的重要性,指出了持续学习的能力、团队协作与沟通能力、创造性的思维能力是21世纪土木工程师的立业之本。这与CDIO工程教育理念(全过程培养学生的工程能力)基本相同。综上所述,对土木工程这一与实践紧密结合的学科专业,我国及世界多个国家都认识到:当今社会,学校不仅要培养学生的专业知识,还要培养学生的动手实践能力、团队协作能力、沟通能力、创新思维、工程管理等多方面的素质,造就适应现代土木工程需求的“高素质”人才[2-3]。本文将结合我校土木工程道桥方向桥梁工程毕业设计这一教学计划中最后的重要教学实践环节。首先指出我校在毕业设计这一环节中出现的问题,接着,针对这些问题分析讨论如何在毕业设计环节更好地贯彻实施“高素质”具备工程能力本科毕业生培养的途径和方法。
一、桥梁工程毕业设计中存在的问题
1.学生对待毕业设计态度不够端正,不认真,不积极主动,缺少钻研精神。相当一部分同学对待毕业设计的态度是敷衍了事,但求及格能毕业就行。在这样的态度下,进行桥梁方案比选时尽可能地选择较为容易完成的等截面的简支转连续桥型方案。只有少部分同学进行变截面连续梁或者连续刚构的设计。对于钢管混凝土等桥型则基本没有同学愿意做。在进行横向分布系数计算、冲击系数等手算内容时也是根据范例照葫芦画瓢,缺少自己的独立思考,对于计算结果的对错也不加判断,直接将其带入进行后续的内力计算,从而导致最后的结果也是错误的。例如:有的同学连续梁的基频算出来小于1.5HZ,有的是大于14HZ,明显不符合连续梁的基频合理范围,从而导致求得的冲击系数过小或是过大,影响活载内力结果。
2.CAD工程图绘制能力弱,缺少基本的绘图常识。毕业设计要求提交的图纸成果较多。主要有方案比选图、桥型布置图、主梁构造图、钢束布置图等。很多同学在图纸绘制时犯一些低级错误:例如不按实际尺寸绘图,各部分构造比例不协调;立面图与平面图不对应,尺寸标注字体太小,图纸布局不合理等。由此反映出很多同学对于基本的绘图常识不了解,平时对实际工程图纸关注少,对一些基本的绘图命令掌握不好,没有养成良好的图纸绘制习惯。
3.利用专业软件完成毕业设计主要的计算内容,缺乏对结果正确与否的判断。由于毕业设计桥型为多跨连续梁,为多次超静定结果,学生主要依靠桥梁博士软件或者MIDAS完成主体计算内容。在毕业设计中需要花时间学习如何利用软件进行建模,特别是施工过程如何准确地在软件中加以模拟费时较多。所以很多同学只管利用软件能算出个结果,而对于结果的对错却缺少初步的判断。例如有同学在支座不均匀沉降值输入时小数点搞错,多输入10倍,造成活载内力结果很大却还继续往下配筋,做了无用功。有的同学在施工过程中边界条件设置错误造成计算结果有误却不知道问题出在哪里。在进行配筋后的验算时,很多同学对于截面应力验算不能通过的情况不知道如何进行调整,乱调一气,造成越调整问题越多。出现以上问题,总的来说还是学生基本力学概念不清晰,出现问题时不懂得如何从受力原理出发分析产生问题的原因从而有的放矢地进行调整来解决问题。
4.部分同学对毕业设计投入时间、精力不够。部分同学在毕业设计初期尚未找到工作,因此无心做毕业设计,耗费较多时间外出找工作。另外,考研同学因为要准备研究生复试,在接近一个月的时间里也基本没有进行毕业设计。这样就导致这部分同学需要在毕业设计剩下的时间内赶进度,造成毕业设计质量不佳。
5.“双师型”毕业设计指导教师数量严重不足。近几年学院教师学历学位的不断提升,一大批高学历的年轻教师走上了大学的讲坛,尽管这些年轻教师理论基础雄厚,自学能力强,思维敏捷,但大多从高校到高校,从书本到书本,理论知识具备但缺乏实践锻炼,动手能力欠缺,普遍存在“重科学研究,轻工程实践”,再加上高校“重论文、轻应用”等评价体系的错位,使专业教师自身不重视工程实践。
二、桥梁工程毕业设计教学改革途径和方法
1.将生产实习与毕业设计及今后工作相结合。我校道桥专业学生的生产实习安排在大四上学期,总共八周。同时将暑假的时间也利用起来实习,所以学生在实习单位能够有16周的实习时间。在安排实习时,详细了解实习单位将来的用人需求,然后将符合条件的学生安排过去。由于有足够长的实习考察期,用人单位一般都会优先录用在实习期间表现良好的学生。这些同学的毕业设计题目跟生产实习期间的工程项目结合起来做,学生进行毕业设计的兴趣较高,愿意主动思考解决在毕业设计中遇到的问题。还有的同学毕业设计选题为今后工作的内容,为了提高在今后就业单位的竞争力,这部分同学愿意选择一些具有挑战性的题目,并且很积极主动地完成。例如:有个同学的就业单位主要是进行钢管混凝土拱桥的施工,他的毕业设计桥型就选择了钢管混凝土拱桥,且利用MIDAS软件进行建模计算,虽然该同学之前从未用过该软件。但在老师的指导和自己的钻研下顺利地利用MI-DAS软件完成了钢管混凝土拱桥的3维建模以及施工过程的模拟,最终很好地完成了毕业设计,该毕业设计还被评为学校优秀毕业设计。
2.对学生进行工程图纸绘制基本常识的培训。在进行毕业设计前,在计算机房,花两天时间对毕业生专门讲解工程绘图的一些常识,包括图框怎么确定;说明字体、标题、标注字体大小如何确定;如何利用分层进行绘图;图纸如何合理布局;常用的一些绘图命令的讲解。并且针对以往同学容易犯的错误专门进行强调。然后结合交通部T梁和斜腹板小箱梁标准图进一步让同学们认识到正规的施工图纸应该绘制成什么样。实践表明通过这样集中培训后,基本可以杜绝以往同学易犯的绘图中的一些低级错误,且绘图效率和图纸质量明显提高。
3.加强过程控制,定期组织集中讨论。指导老师除了平时在网上通过QQ、微信等方式及时解答同学在毕业设计中遇到的问题外,每周至少组织所带同学集中在一起面对面的交流毕业设计进展以及讨论相关问题。通过这样的交流讨论更能激发同学的学习热情,许多问题也在讨论中迎刃而解,且大家印象深刻。同时也锻炼了大家的团队协作能力。
4.提高专业课程教师工程素养,加强“双师”型师资队伍建设。一是向专业教师开展有计划、有步骤、有重点的培养培训工作,健全专业教师到生产单位进行工程实践、学习交流的机制。鼓励支持教师赴企业挂职锻炼,参加工程项目设计、产学研合作项目研究和技术服务。二是积极开展国际合作与技术交流,培养具有国际视野的教师队伍,选派教师到国外高等院校学习和开展合作项目研究,选派教师到国际知名企业进行培训。三是建立一支数量质量稳定、来自生产一线、实践经验丰富的兼职教师队伍,健全专兼结合、校外专家兼职授课机制。四是提倡、鼓励、促进教师积极参加注册工程师考试认证、申报工程系列职称,努力承担工程设计、检测、鉴定、咨询等技术服务项目,参与各种工程技术评审会议,全方位地提升专业教师的工程素养。
三、结语
通过对近几年来在道桥方向桥梁工程毕业设计中存在的问题分析及探讨。文章给出针对性的解决问题的方法及手段。通过将其运用于桥梁工程毕业设计指导中取得了比较明显的教学效果改善,毕业设计以及人才培养的质量也得以提高。
作者:卢春玲 刘均利 王志兵 单位:桂林理工大学土木与建筑工程学院
参考文献:
[1]包秋燕.基于CDIO理念探讨大学生现代工程意识培养[J].福建工程学院学报,2008,6(5):451-454.
1.照搬往届毕业设计资料,缺乏创新性桥梁设计是一种创造性工作,但学生长期以来习惯了“填鸭式”“满堂灌”的被动学习方式,主动思考的意识和能力较差[2]。由于可以采用计算机出毕业设计的计算书和图纸等资料,不少学生比较早就获取了往届学生的毕业设计电子版,然后整个计算书的结构和文字内容完全套用,图纸也在原有电子版上直接修改。此外,现在有些桥型有电子版的标准图,网上也可以下载,学生也有利用这些资料进行修改或直接利用的。在这种情况下,毕业设计与规范的学习完全脱节,因为有了这些资料就根本不用再去查阅学习规范,因此许多学生虽然经过了毕业设计但对规范还是不熟悉。同时也不清楚这些结构尺寸为什么要这样拟定,为什么要计算这些内容,往往只是“机械式”地修改,这样的毕业设计完全有悖于其教学目的。
2.重表面成果,轻实际收获目前毕业设计所出的成果越来越多。有的计算书100多页,图纸有的达50多张,再加上其他材料,毕业设计档案袋装得满满的。从表面上看,内容很多,很充实。但实际上在如此短暂的时间里很难出这么多的成果,现有毕业设计成果中有很大一部分不是自己的,如施工图中附有的伸缩缝构造图、泄水管构造图、栏杆构造图等,很多学生的都差不多一样。
3.软件计算占用时间长,实际效果差目前在我国桥梁设计领域,普遍采用的商业有限元软件有:GQJS、桥梁博士、韩国的MIDAS/Civil、SAP2000和TDVRM2006等。虽然在电算课上已学习了“桥梁博士”软件的操作,但大多数学生在毕业设计阶段几乎仍然不会应用。特别是做连续梁方案的学生,往往在预应力筋的布索和调索阶段花费大量时间,其原因主要是学生急于求成想着套图,由于所套图纸跨径不同或桥宽不同,预应力筋布置完全靠“拍脑袋”想当然地去做,没有按设计要求进行预应力估算分析。有的学生在答辩前三周还没有完成软件计算,为了完成任务只能想办法瞒天过海草草敷衍了事。
4.计算书以程序输出表格为主,概念不清楚对于计算书的撰写,大部分学生喜欢将程序输出的内力计算数据和验算结果数据不加任何整理地罗列在计算书中,导致计算书中许多内容都是程序输出表格,整个计算书长篇累牍,让人眼花缭乱,找不到重点。这种做法不利于学生利用所学知识对计算结果进行正确的判断,以为程序可以输出结果就算完成任务。另外,表格的验算结果往往用“是”“否”来表示,如果其验算结果不满足规范要求,学生可以把输出的“否”字改为“是”,指导老师也无从判断。
5.对制图基本要求不熟悉,图纸错误多在毕业设计阶段多数学生对制图的基本要求还不能较好地把握,导致施工图图面质量较差。表现形式有:图面布局不合理、标注字号和箭头大小不合适、尺寸线规格使用混乱、图中文字字号设置不合理、线宽设置混乱、图中线条主次层次不分、点划线使用不规范、桥台构造不理解等。导致CAD图质量不高的原因主要有两方面:一是学生平时缺乏锻炼,对CAD软件操作不熟练,对结构3维构造不理解;二是学生一般都把绘图放在毕业设计的最后阶段来进行,往往比较仓促,没有太多的时间进行修改和完善。
6.缺乏科学、合理、实用的评价体系目前毕业设计的成绩主要根据指导教师和评阅教师的评判,加上毕业答辩情况来进行综合评分。在实际操作中,学生只知道自己最终的成绩等级,并不清楚自己在哪些方面做得很好,哪些方面还有值得改进的地方,因此最终的成绩只是一个模糊的评价。在成绩评定过程中,部分成绩无法准确体现学生毕业设计成果的水平,对是否抄袭也无法甄别,以致学生在毕业设计过程中往往避难就易,只求毕业设计顺利通过。对毕业设计过程中学习态度欠佳、设计工作不认真、设计任务完成不好的学生,教师基本上都给予及格成绩,这种做法使考核流于形式,从而使毕业设计达不到预期效果。更为严重的是,这对很多学生特别是低年级学生极易产生不良影响,可能形成恶性循环,导致毕业设计质量逐年下降[3]。
7.指导教师经验不足由于指导教师自身知识和工程经验的不足,或工作责任心不强,时有指导不全面、过程控制不严格、质量评价不客观等现象出现,以致毕业设计中对学生放任自流,学生间相互抄袭,而使毕业设计流于形式[4]。此外,毕业设计的有些标准不统一,不同教师的要求又不一样,让学生感到无所适从,导致学生对教师的指导产生怀疑,从而影响学生对毕业设计的态度。
二、对存在问题的思考和探索
1.毕业设计启动时间前移为了避免就业和研究生复试与毕业设计在时间上的冲突,比较有效的措施是有意识地将毕业设计时间从传统的第八学期向第七学期前移[5]。具体做法有两种,一种是利用第七学期初生产实习最后一周进行毕业设计选题、开题等工作。另一种做法是将毕业设计安排在第七学期未进行。这样学生至少在第七学期后的寒假期间可以熟悉毕业设计的内容。在毕业设计开始时,应提前将毕业设计的注意问题和流程向学生进行说明,否则有的学生在毕业设计后的一两周内还较迷茫,不知道该做什么,从而影响毕业设计的进度。
2.严格控制各阶段完成的时间从几届学生毕业设计所用时间来看,由于软件计算占用较多时间,导致后面出计算书、施工图等的时间可能只有三四周,有的可能更少,时间上太仓促。桥梁总体布置图有的学生在答辩前还在不断调整修改。因此,控制毕业设计各阶段的工作时间特别重要,这里面最重要的是控制软件计算所占用的时间,它是影响毕业设计总体进度的主要因素。应从以下两个方面着手解决这个问题。(1)将电算课与桥梁工程课相互结合起来学习专业计算软件。多数学校选择学习“桥梁博士”软件,但它属于平面杆系计算程序,还应该学习空间杆系结构计算程序,如midas。在这两门专业课程的教学中,要帮助学生了解该部分内容在今后工作(或毕业设计)中的定位和作用,使其主动学习这些计算软件。建议学生利用大三结束的暑假自主学习。(2)所有指导教师均要严格控制好各时间段。按照表1时间规定进行检查督促,对每一个时间节点要进行有效控制,对进度慢的学生要给予重点关注和督促。
3.规定计算结果形式针对桥梁工程结构计算的特点,应详细规范计算书的结果文件形式,能以图形表达的尽量不要采用表格出结果,如内力图、应力图、裂缝宽度图等,以使计算结果更加直观。其目的是结合专业理论知识有效判断结果,如有问题也可及时进行修改。另外,电算计算结果首先要看结构支座反力结果,从恒载支反力首先检验电算数据输入的正确与否。所以,在此阶段应该要求学生不仅要会计算,还应该清楚如何判断结果的对与错,如何出计算书。
4.选题多样化针对毕业设计电子版资料主要来源于上一届学生的情况,应增加毕业设计题目,尽量做到题目3年以上循环。可以在原有的基础上增加新的桥梁结构,如增加钢箱梁桥、钢桁梁桥、组合结构桥梁、钢拱桥。空心板梁还可斜交变化,各种桥型可以做成弯桥,也可尝试做斜拉桥和悬索桥等大跨径桥型。尽量将毕业设计的内容与学生今后的工作和研究生的研究方向有效地联系起来。如目前本科生大多数就业去向是施工单位,因此可以安排一些有关施工方案设计与计算的题目,这样不仅能激发学生毕业设计的激情和兴趣,而且也将有助于他们今后的学习和工作。除毕业设计外,还应增加一定比例的桥梁毕业论文,在符合毕业设计(论文)教学要求的前提下,选题应尽量结合生产实际、科学研究的任务,这样有利于调动学生的积极性,增强学生的责任感和紧迫感。选题管理采取双向选择的形式进行师生互选,统一调整,严格做到“一人一题”,从源头上杜绝抄袭现象。
5.制定科学合理的评价体系毕业设计的评分标准事关学生毕业设计的导向问题。应根据毕业设计的教学目的制订合理的评分标准。评分标准不能制订得过细,否则难以操作,就只能成为摆设。应采用公开答辩方式,欢迎其他学生来旁听和提问,使答辩过程成为学生相互学习和借鉴的机会,引导学生更加重视答辩。
6.教师间应加强交流在毕业设计(论文)期间,指导教师应定期进行例会,将各阶段遇到的问题提出来,相互讨论,统一应对方法,从而有效地给学生以切实的指导和帮助。
三、结语
关键词 土木工程专业 毕业设计 改革 实践
中图分类号:G642 文献标识码:A
1 土木工程(交通方向)毕业设计现状及存在问题
目前普通高校土木工程交通土建方向本科学生的毕业设计选题一般分为桥梁工程和道路工程两个大方向,通常由学生选择其中的一个方向开展毕业设计。道路工程或桥梁工程方向的选题又细分为工程设计、施工组织设计和工程造价等多种不同的方面。
学生在毕业设计选题时,一般是先确定选择道路工程或桥梁工程方向,再在选好的方向中选择设计、施工组织或造价等方面中的一个独立进行毕业设计,这就势必使学生在毕业设计过程中仅能得到单一方面技能训练的机会(如选择道路工程设计的学生,一般仅能掌握道路设计的流程与方法,而对施工过程、施工技术、施工可行性、工程造价等却不能得到较系统的锻炼;而对于选择道路施工组织设计的学生而言,对道路工程设计的内容了解甚少)。
就毕业设计教学效果而言,现有毕业设计选题模式所培养的学生虽然通过毕业设计得到了锻炼,但没有系统有效地将大学四年所学的各门课程串联起来形成解决工程设计、施工、管理以及造价等一个完整工程项目所必需的知识结构体系。虽然各门课程在经历课堂教学、试验及课程设计等训练后,学生对该课程有了较深入的理解并具备一定的应用能力,但各专业的整个培养体系属于一个系统工程,系统中单个知识结构在没有形成有效联系时,系统的效能是极其低下的,专业课程必须相互配合才能形成整个专业知识体系,也只有形成了这一知识体系的学生才符合毕业的基本要求。另一方面,用人单位要求员工对工程的设计、施工技术、施工管理均有较全面的了解,且对其中某一方面知识掌握的很扎实,到实际工作中能马上着手工作并懂得如何与同一项目所涉及的其余方面的技术人员开展有效的协作。显然,当前的这种毕业设计培养方式在人才培养上还有待进一步完善,还达不到用人单位对员工的要求,因而必须与时俱进,对毕业设计培养模式进行适当的改革与创新,以适应土木工程交通土建方向专业教育的发展。
现代社会对人才的要求越来越高,知识发展和更新也越来越快,虽然整个社会的分工越来越细,但在整个职业生涯中,所从事的工作发生调整的可能性也越来越大。社会分工细化就要求人才能在自己的领域有深厚的知识根基,并且随时要学习接受并运用新的创新成果。每一项工程本身就是一个复杂的系统,这就要求专业人才必须具有足够的专业视野以便与相关专业人员开展合作或协调(如对从事桥梁设计的工程师而言,就必须在具备扎实的桥梁专业技能的同时,了解甚至掌握施工、管理、工程造价等专业领域的基本技能),没有足够的专业视野就难以在同一项目的不同岗位之间协调与配合,最终就很难生产出令人满意的产品。因此,土木工程交通土建方向本科学生的毕业设计选题应尽量使学生能得到多方面的锻炼,使其尽可能获得较全面、系统的专业知识和技能,为后续职业生涯中的工作和终生学习打下坚实而较全面的专业根基。
2毕业设计改革内容与思路
2.1毕业设计的选题改革
让学生以毕业设计小组的形式在桥梁工程与道路工程两大方向、桥梁或道路方向中的不同方面中均适当进行横向联系,使设计小组中的每一个成员都能对道路或桥梁方向以及同一方向的不同方面均获得锻炼和协作的机会,同时每一个成员又都选择一个方面作为自己的侧重点开展毕业设计工作,以期获得最佳的毕业设计锻炼效果,为学生在职业生涯中的工作和终生学习打下坚实的专业知识体系基础。主要采用以下两种选题方式:(1)对立志于从事道桥设计工作的同学,由几位同学组成一个设计小组,对整个公路工程项目中的道路工程及桥梁工程开展设计工作,全部的设计主体内容由小组成员共同完成,道路工程或桥梁工程中的细节部分则在小组内部进行分工,使学生对道路工程及桥梁工程设计均有一定的理解,同时又能使每一位组员都有自己的主攻方向,最大限度地符合实际工程设计过程。(2)将道路或桥梁工程的设计、施工组织及工程造价作为一个毕业选题,由两个或两个以上的学生合作完成,学生首先根据设计资料完成道路或桥梁设计内容,再对所设计的道路或桥梁编写施工组织设计(一个学生侧重设计,另一个学生侧重施工组织设计)。
2.2指导老师配置的改革
每个选题配置两个以上分别在道路或桥梁设计和施工管理方面有较丰富经验的指导老师,通过相互配合指导学生毕业设计。
2.3毕业设计考核 (下转第59页)(上接第48页)
由一个设计小组共同完成一个较系统的工程项目,参与毕业设计的小组成员成果考核变得相对较复杂。拟采用“成果权剩答辩权剩平时监控#权数-权数2)”的方式对小组内成员毕业设计质量进行考核。对于小组毕业设计成果,可视整个项目完成质量给予一定的分数(项目分,百分制),同时对每一成员所负责的专题内容进行分项考核(分项分,百分制),每位同学的设计成果成绩=项目分系剩分项分#系数1)。在答辩环节,学生根据自己所负责的专业方面设计成果进行阐述,回答答辩小组老师的问题,根据阐述质量和答题质量,形成该学生的答辩成绩(百分制)。同时,指导教师在日常指导及考勤过程中要求对小组成员进行评价,形成各自的平时成绩(百分制)。
3改革取得的成效与存在问题
对2013届交通土建方向的40名毕业生进行对比性试验,其中20名学生(选做道路设计和桥梁设计各10人)按常规的方法进行毕业设计选题、指导、答辩等环节,10名学生按“道路设计+桥梁设计”组合的毕业设计改革实践,剩余的10名学生按“道路设计+道路施工组织设计”的组合进行改革试验。
通过对这些学生在毕业设计整个过程中的管理、观察与考核,情况大体如下:
(1)按常规方法进行道路或桥梁设计的20名学生,在自己的设计领域对设计的内容、思路、方法及涉及的规范了解较全面,对知识有较高的提升,达到毕业设计任务的要求。但他们对自己设计的内容之外的东西涉及很少(如路线与桥位的关系、施工的方法的可行性与经济性等都没有考虑)。这些学生基本在10周多或更短一点的时间内基本可以完成毕业设计的初稿。
关键词:土木工程;桥梁工程;课程设计;MIDAS
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)51-0193-02
“桥梁工程”课程设计既是土木工程交通土建专业教学的一门主要课程,也是一门实践性极强的工程学科,其目的是培养学生综合运用桥梁工程课程所学知识以及有关先修课程的基本知识进行桥梁结构设计的能力。以梁式桥课程设计为例,要求学生掌握梁式桥计算的全过程,其不仅加强了桥梁工程课程教学中的构造设计、计算方法的学习效果,而且也是对于结构设计原理、结构力学等专业基础课的一次实际应用,同时也毕业设计的基础。
一、现有桥梁工程课程设计教学中存在的主要问题
1.现有的课程设计方法与工程实践脱节。在现代桥梁结构设计中,大型的有限元分析软件逐步取代了手工计算和设计。常用的桥梁有限元软件有ANSYS、MSC、MIDAS等一系列软件,这些软件以其强大的数值、分析运算功能、生动形象的图像处理能力,代替了传统方式下用笔和纸进行的设计操作。现有的设计课程中用笔、纸完成桥梁工程课程设计的传统教学方式与时代脱节,大量应用电算技术成为一种时尚。有限元软件应用的辅助教学方式既为设计类课程教学带来了新的气象,同时也对教学工作产生了巨大冲击,其对于桥梁工程课程设计辅助教学的重要性越发突出。
2.对于设计成果是否符合要求缺乏判断。现有的课程设计仅仅采用手算模式,一旦设计成果不满足规范要求,学生往往仅改结果,对于过程并不加以修正,而MIDAS这一类设计软件均引入了我国现行的设计规范,对于设计成果是否符合规范要求是一个刚性的判断标准,一旦设计成果不符合要求,必须全过程修正方可通过计算。
二、MIDAS软件引入桥梁工程课程设计的优势与实践
1.MIDAS软件引入桥梁工程课程设计的优势。为了解决桥梁工程课程设计中所暴露的问题,在课程设计中引入MIDAS作为设计工具,同时采用手算对承载能力进行复核,让学生通过做课程设计,了解实际工程结构设计的基本程序和掌握结构设计的方法,并且通过设计结构的优化,真正达到基本训练的目的,为毕业设计打下坚实的基础。
2.MIDAS软件在桥梁工程课程设计中的实践。MIDAS系列结构设计软件为通用的空间有限元分析软件,要用到结构力学、结构设计原理、桥梁工程等大量理论知识。特别是针对桥梁结构,MIDAS/Civil结合国内的规范与习惯,在建模、分析、后处理、设计等方面提供了很多的便利功能,目前已为各大公路、铁路部门的设计院所采用。根据桥梁工程课程设计的任务要求,教学内容选定MIDAS系列结构设计软件中最基本的杆系程序MIDAS/Civil。基本操作过程训练的教学目的是让学生了解MIDAS/Civil系列结构设计软件的基本组成与设计流程,熟悉各级菜单命令。其教学内容包括建模(前处理),即材料参数输入、结构离散化、边界条件与荷载布置等;对结构进行分析计算,即按照现行的规范,对各种荷载进行组合并进行分析;结果(后处理),即导出设计成果、出图等操作。分析能力提高训练的教学目的是使学生的实践能力由基本操作技能向实际应用能力提高,其教学内容是指MIDAS/Civil在进行配筋计算与验算后,可以得到结构的内力、位移图形与表格,并且根据各种验算结果判断是否通过设计规范。由于软件的全部计算过程是隐蔽、看不到的,只有让学生通过查看结果图形和文本文件,学会分析判断各工况下的荷载传递情况、荷载图、弯矩包络图、剪力包络图等是否正确,结构钢筋布置是否合理,计算结果(水平侧移、裂缝、挠度等)是否符合规范、规程要求等。对可能存在的不合理的设计结果,通过对所建模型进行修改,结构概念、结构分析能力得到提高,对于结构力学、结构设计原理、桥梁工程以及规范的理解能力大幅度增强。教师S课程设计的进度,可选在课程设计前提前组织学生传授、现场演示上述软件的功能、应用及基本建模、分析及后处理过程,并且辅助已经建好桥梁模型使学生有更加深刻的体会。对于超静定结构,结构的受力与施工过程息息相关,这就要求学生不仅会正确使用软件,还要求学生采用结合所学的力学知识对所算桥梁结构的受力性能、施工过程进行检验,要求学生对于桥梁结构的定性分析应十分熟悉,必要时还应与简化的桥梁模型的手算结果相符合,以此验证软件计算结果的正确性,为将来的结构设计、施工均打下坚实的基础。
3.通过MIDAS的引入加强桥梁结构设计概念的教学。在我们的实践中,发现学生往往会按照流程建立桥梁的模型,并且进行分析计算,但是对于计算的结果往往无法进行正确的评价,甚至找不出程序报错的原因。其主要原因来源于学生的基本理论不清楚,对于桥梁结构的特点、规范的理解程度不够。毕竟有限元软件仅仅是一个工具,“人必须成为工具的主人,而不能被工具所代替”,因为每一次对于模型的修改和调试都建立在对于桥梁结构的宏观概念上,所以学生在对桥梁模型的不停修改与调试中,对于结构设计原理、桥梁工程、现行规范以及所学的各种力学等课程的理解不断加深,也更加有利于教学与实践相结合,帮助学生建立大结构的概念。
4.应用实例。桥梁工程课程设计主要内容为30m预应力混凝土T梁结构设计。该设计计算包括T梁截面尺寸的拟定、荷载作用下结构内力的计算与效应组合、预应力钢束的配置、截面验算等。MIDAS提供视图、结构、节点/单元、特性、边界、荷载、分析、结果、PSC、pushover、设计、查询、工具等十三项一级目录。每个一级目录下均提供若干二级目录,MIDAS通过提供三维视图使得设计更为直观。如桥梁工程教学中对于截面尺寸的拟定给出的是一个范围,如T梁指出高跨比为1/14―1/25,肋宽为0.18―0.20m,从受力与施工角度出发,在支点处往往采用较大的截面尺寸,跨中采用马蹄形较小的截面尺寸,对于这些构造缺乏直观的现实。MIDAS通过材料和截面、节点单元输入进行截面拟定,相对于教材二维图形,其可以产生三维构图,从而表现更加直观。学生更加容易理解也便于细部尺寸的修改。尺寸拟定完成以后,确定边界条件,再按照课程设计要求进行车道和人群荷载布设,程序进行荷载效应计算与组合,PSC设计,完成预应力钢束的初步估计。学生可以通过查看各种效应组合下的内力图形,与手算结果比较,判断模型建立是否正确。这不仅提高了学生对于结构力学等基础课程的理解,更为今后施工、设计中的定性判断提供了基础。根据程序提供的预应力钢束数量以及结构的弯矩图,学生可以直观地进行预应力钢束的布置,并对钢束的位置可以进行任意修改,直至结构通过程序验算。程序的验算是否可以通过施工阶段正截面法向应力验算、受拉区钢筋的拉应力验算、使用阶段正截面抗裂验算等。MIDAS程序设定一旦设计不能满足现有规范的要求,则验算报错,这就需要学生对模型进行修改,或者调整预应力钢束的数量、位置,或者调整截面的尺寸,这能进一步加强学生设计流程、预应力钢束的布设以及作用等教学重点的理解,使得理论教学与实践教学进一步融合。
三、Y语
近几年,将MIDAS/Civil有限元分析软件引入混凝土结构课程设计的教学实践表明,通过提前布置课程设计题目,带领学生熟悉并且应用有限元软件,对于加强学生的设计理念,调动学生的设计积极性有着积极的作用,并且对于培养学生对各种错综复杂因素的综合分析能力以及对学生毕业设计、加大实践教育起到了很大的帮助作用。
参考文献:
[1]邵旭东.桥梁工程[M].第二版.北京:人民交通出版社,2007.
[2]易壮鹏.“桥梁工程”课程设计教学方法研究[J].中国电力教育,2011,(14):100-103.
[3]王新忠,郭太平,文国华.桥梁工程专业课程设计改革探索[J].中国电力教育,2009,(8):112-114.
Application of Software MIDAS in Teaching of Bridge Engineering Course Design
YANG Ri-hua,WANG Xin-zhong,HUANG Guo-ping
(School of Civil Engineering,Hunan City University,Yiyang,Hunan 413000,China)
本预应力混凝土连续梁桥共分为三跨(30m+50m+30m)主跨50m,边跨对称30m;主梁采用单箱单室预应力混凝土箱梁,跨中梁高为1.5m,支座处梁高为2.8m,截面高度按二次抛物线形式变化;桥面净宽为7+2×1.5m;设计荷载为公路-Ⅰ级。
在设计中,运用了桥梁设计软件Midas建立桥梁模型,并对桥梁恒载、活载及徐变内力进行分析计算,得出预应力钢束的预估值。最后对主梁的应力、变形等进行验算。经分析比较及验算表明该设计计算方法正确,内力分布合理,符合设计任务的要求
关键词 桥梁设计; 预应力混凝土; 箱梁; 变截面连续梁 ;Midas桥梁模型
Abstract: The design is based on the requirements of the design task and "Highway Bridge Regulation". The design of the bridge is carried out in the eight-character principle of "safety, pratically, economically and aeshetic" by comparing and choosing the best one. The first program is continous prestressed concrete grider bridge, the second one the beam combination of arch bridge,and the third one is the suspension bridge.Accdoding to the above principles and construction factors, the prestressed conous bridge is chosen to the ultimate.
The continous prestressed concrete girder bridge is divided into three inters, (30m+50m+30m), with the main span of 50m, and 30m-symmetry one. Prestressed concrete box grider is used as the main beam; the beam depth in the mid-span is 1.5m, while at the support bearing it is 2.8m.The sectional depth is changed in the form of parabolic.The net width of the deck is 7+2x1.5m,and the design load is for the highway-I.
In the design, the bridge design software MIDAS is used to get the calculation model. By analyzing and computing the dead load, live load and internal force, the estimated value of the prestressed strand is got. Finally, checking calculation is carried out to the stress and deformation of the main beam. The results of the analysis and checking calculation show that the design calculation method is correct , and the internal force distribution is reasonable to the design task.
Key words: bridge design; prestressed concrete; box-girder; non-uniform continuous beam; MIDAS bridge model
目 录设计原始资料…………………………………………………………………………….1
第一章 方案比选 ………………………………………………………………………2
第二章 上部结构形式及尺寸拟定 …………………………………………………5
一.主跨径的拟定 …………………………………………………………………… 5
二.顺桥向梁的尺寸拟定 …………………………………………………………… 5
三.横桥向的尺寸拟定 ……………………………………………………………… 5
四.桥面铺装 ………………………………………………………………………… 6
五.本桥主要材料 …………………………………………………………………… 6
第三章 桥面板的计算 …………………………………………………………………8
一.桥面板的设计弯矩 ……………………………………………………………… 8
二.悬臂板的内力计算……………………………………………………………… 11
三.桥面板的配筋…………………………………………………………………… 12
第四章 主梁内力计算…………………………………………………………………14
一.全桥节段的划分………………………………………………………………… 14
二.恒载活载内力计算……………………………………………………………… 17
第五章 主梁配筋计算…………………………………………………………………32
一.预应力筋的估算原理…………………………………………………………… 32
二.预应力筋的估算………………………………………………………………… 34
三.预应力筋布置…………………………………………………………………… 38
四.非预应力钢筋截面积估算及布置……………………………………………… 45
第六章 截面承载能力极限状态计算………………………………………………47
一.正截面承载力计算……………………………………………………………… 47
二.斜截面承载力计算……………………………………………………………… 47
第七章 钢束预应力损失计算……………………………………………………… 50
第八章 应力验算………………………………………………………………………… 56
一.短暂状况的正应力验算………………………………………………………… 56
二.持久状况的正应力验算………………………………………………………… 57
第九章 抗裂性验算……………………………………………………………………… 59
一.正截面抗裂性…………………………………………………………………… 59
二.斜截面抗裂性…………………………………………………………………… 61
第十章 主梁变形计算…………………………………………………………………… 62
参考文献 ………………………………………………………………………………… 63
英文翻译 ………………………………………………………………………………… 64
致谢 ……………………………………………………………………………………… 90
致 谢 首先感谢何建老师在此次毕业设计中认真辅导了我设计的每一个环节,何建老师对待学生认真负责、和蔼耐心的态度和对待工作一丝不苟的作风给我留下了深刻的印象,为我今后的学习工作树立了榜样。此外还有学多老师给予了耐心的指导和点拔,令我受益匪浅。在此对各位老师的敬业表示真挚的感谢。
通过这次毕业设计,我比较系统的串连了我大学本科四年所学的知识,深感我们这门专业系统的博大精深,觉得自己存在的差距还很大。但是,在这炎炎夏日工作的几十天,我的收获也是很大的。在毕业设计的反复修改,一遍一遍的看书,和同学一次又一次的讨论,一次又一次的请教老师的过程中,通过集中的毕业设计和专业系统的培养,我提高了自己综合运用所学的基础理论,基本知识和基本技能,分析解决问题的能力。在老师的指导下,通过独立系统的完成一个工程项目的设计,比较具体的了解了一个工程设计的全过程,巩固已学课程的基础上,培养了自己考虑问题,分析问题,解决问题的能力,同时接触到和掌握一些新的专业知识和技能。这次毕业设计为自己提供了一次很好的实践机会,为我将来的学习工作做了很好的铺垫,是我人生中很重要的一次经历。
最后,感谢学院的领导和老师在百忙之中为我们细心指导设计,我衷心的感谢各位老师!
南华大学船山学院本科生毕业设计(论文)开题报告 设计(论文)题目 宝石路5号桥 设计(论文)题目来源 设计(论文)题目类型 起止时间 2008.12.1~2008.12.12 一、设计(论文)依据及研究意义:
桥梁的形式可考虑连续梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。对此三种桥型作比较,从安全、适用、经济、美观等方面比选,最终确定桥梁形式。
二、设计(论文)主要研究的内容、预期目标:(技术方案、路线)
本桥的设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定,本着“安全、实用、经济、美观”的八字原则,提出了三种不同的桥型方案进行比较和选择。方案一为预应力混凝土连续梁桥,方案二为梁拱组合体系桥,方案三为悬索桥。经由以上原则以及设计施工等诸多方面考虑后,确定预应力混凝土连续梁桥为最终设计方案。
三、设计(论文)的研究重点及难点
计算量大,工程量大,绘制上部结构的一般构造图、钢筋构造图及施工示意图很复杂
四、进行设计(论文)所需条件:
《结构设计原理》土木工程专业毕业设计指南—桥梁工程分册
《预应力混凝土连续梁桥设计》 《桥梁工程》 《基础工程》 《桥涵水文》 《桥梁计算示例集》《桥梁上部结构计算示例(二)》
五、指导教师意见:
本设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定,对棋盘山立交桥进行方案比选和设计并对棋盘山跨越鱼塘部分的桥梁进行结构设计计算。对于棋盘山立交桥,为使其桥型与周围环境相协调,又节省资金,本论文提出两种不同的立交桥型方案进行比较和选择:方案一为小环型立交桥,方案二为变喇叭式立交桥。通过对桥梁安全、经济、适用、美观、和使用效果等方面的比较,确定变喇叭式立交桥为推荐方案。跨越鱼塘部分的桥梁结构形式定为等截面预应力混凝土箱形连续梁桥。
在设计中,桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在施工过程中,恒载内力的计算。运用力法方程求解活载内力影响线,并根据新规范的规定进行活载的加载,进而求出活载内力。另外还进行了主梁的配筋计算,估算了钢绞线的六种预应力损失。进行了预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度和变形验算、挠度及预拱度的计算。下部结构采用以钻孔灌注桩为基础的单墩柱,支座采用盆式橡胶支座,并分别对支座、桥墩和桩基础进行了计算和验算。根据本桥跨鱼塘线通车的特点和现场条件,采用了满堂红支架的施工方案。
本设计的全部图纸采用AutoCAD绘制。另外,本论文还翻译了《预应力混凝土桥梁》”的英文文献。
关键词:变喇叭式立交、预应力、等截面箱形连续梁、计算机辅助设计
Abstract
AdesignofpartialbridgestructureovertherailwayinQipanshanwasfinishedinthispaper,accordingtoDesigningAssignmentandtheStandardofRoadandBridge.Basedontypeofthebridgecorrespondingwiththeambienceandcostsaving,thispaperprovidestwodifferenttypesofbridgeforselection.Thefirstonewascircularcrossroadsandthesecondoneistrumpetcrossroads.Afterthecomparisonsofeconomy,appearance,characteristicunderthestrengthandeffect,thesecondoneisselectedforthisdesign.Thebridgestridingoverfishpondadoptedpre-stressedconcretecontinuousbridge.
Inthedesign,inconstructionprocessofthestructuralcalculationoftheupperpartinthecontinuousbridge,thepermanentloadweresimulatedandcalculated.ThemethodofForceEquationisusedtocalculatetheinfluencelineofthevariableload.Alsothemethodofthedynamicprogrammingisusedtoloadthevariableload.Thenthepre-stresslosswasestimated.Thecheckingcalculationofstrengthformaingirderwasprecedednotonlyduringperiodofpre-stressingforcebutalsoinusing.Thedeformationofthemaingirder,deflection,pre-camberandtheassessmentofreinforcingsteelbarwerecheckedtoo.
Thepierofthebridgewasbasedondiggingpile,andtherubberpotbearingisadopted.Accordingtothecharacteristicoftheoverpassbridgeandlocalecondition,aredconstructionwereadopted.
AllofthedesigndrawingsweredrawbyAutoCAD.Inadditiontothethesiscalled“Pre-stressedconcretebridges”wastranslatedintoChinese.
Keywords:BridgeEngineering;Pre-stressedConcrete;ContinuousBridge;AutoCAD
引言
毕业设计对于我们土木工程专业的学生而言是一个十分重要的实践性学习环节。我们通过毕业设计,可以将以往所学的基础课、专业基础课和专业课课程进行综合性应用,同时也是我们毕业走向工作的一次演习。
本设计为棋盘山互通立交工程(跨河区域)方案比选和部分结构设计。按照设计任务书的要求进行设计。本文提出两种立交方案:环形立交和变喇叭形立交。跨越鱼塘部分的桥梁采用预应力混凝土连续梁桥。
设计共分为四部分:第一部分为桥梁设计,包括第一章介绍桥型设计方案比选,第二章介绍桥梁上部结构设计,第三章介绍桥梁上部结构设计,第四章介绍施工方案;第二部分为桥梁工程英文资料及文献翻译;第三部分为专题;第四部分为附录。
设计本着安全、经济、适用、美观的原则按照新规范进行设计,并参考了大量的相关书籍。设计数据力求准确无误,满足使用要求。
由于时间、能力和知识有限,设计难免有疏漏之处,敬请指正。
目录
引言6
第一部分桥梁设计7
第一章桥型设计方案比选7
1.1设计说明7
1.1.1设计原始资料7
1.1.2设计范围7
1.1.3岩土工程勘查技概况7
1.1.4地层7
1.2方案比选8
1.2.1立交方案说明8
1.2.2方案比选:10
第二章上部结构设计11
2.1设计说明11
2.1.1任务依据及设计范围11
2.1.2桥梁设计概述11
2.2桥型及纵、横断面的布置12
2.2.1桥梁的布置及孔径的划分12
2.2.2截面形式及截面尺寸拟定13
2.3恒载内力计算13
2.3.1计算恒载集度13
2.3.2解算二次超静定结构:14
2.4温度及支座沉降次内力计算14
2.4.1温度次内力的计算14
2.4.2支座沉降次内力计算15
2.5活载内力计算16
2.5.1活载增大系数16
2.5.2绘制三跨连续梁内力影响线18
2.5.3影响线加载27
2.6内力组合28
2.6.1按承载能力极限状态设计28
2.6.2按正常使用极限状态设计28
2.7配筋设计33
2.7.1预应力筋计算与设计33
2.7.2钢束的布置34
2.7.3毛截面的几何特性与换算截面的几何特性计算36
2.8预应力损失及有效应力的计算37
2.8.1摩阻损失的计算37
2.8.2锚具变形、钢束回缩损失的计算40
2.8.3混凝土弹性压缩损失的计算41
2.8.4钢筋松弛引起的应力损失的计算42
2.8.5混凝土的收缩和徐变损失43
2.8.6预应力损失组合及有效应力44
2.9预加力产生的次内力45
2.10应力、变形及其它验算46
2.10.1预加应力阶段的正截面应力验算46
2.10.2使用阶段正应力验算47
2.10.3使用阶段的主应力的验算48
2.10.4非预应力钢筋的设置53
2.10.5截面强度计算54
2.10.6斜截面强度验算54
2.10.7挠度与预拱度计算55
第三章桥梁下部结构的设计57
3.1支座的设计57
3.1.1支座上的荷载组合57
3.1.2支座尺寸的确定59
3.2桥墩的设计59
3.2.1荷载计算59
3.2.2配筋计算61
3.3桩基础及承台的设计62
3.3.1承台的设计62
3.3.2桩的设计63
第四章施工方案65
4.1主要材料65
4.1.1施工前的准备工作65
4.2上部结构施工66
4.3预应力混凝土连续箱梁施工68
4.3.1工程材料68
4.3.2预应力体系68
4.3.4预应力后张法施工工艺69
4.4下部结构施工70
4.4.1盆式橡胶支座的施工70
4.2.2桥墩的施工70
4.2.3桩基础的施工70
第二部分桥梁工程英文资料及文献翻译74
第三部分专题81
第四部分附录91
结束语91
致谢92
附件一:弯矩影响线数值表93
附件二:设计图纸119
参考文献120
参考文献:
[1]王伯惠.道路立交设计.北京:人民交通出版社,1999.
[2]吴国雄,李方.互通式立体交叉设计范例.北京:人民交通出版社,2001.
[3]范立础.预应力混凝土连续梁桥.北京:人民交通出版社,1996.
[4]徐岳,王亚君,万振江.预应力混凝土连续梁桥设计.北京:人民交通出版社,2000.
[5]姚玲森.桥梁工程.北京:人民交通出版社,1998.
[6]叶见曙.结构设计原理.北京:人民交通出版社,1996.
[7]交通部.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004).北京:人民交通出版社,2004.
[8]交通部.公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004).北京:人民交通出版社,2004.
[9]交通部.公路桥涵设计规范(合订本).北京:人民交通出版社.
[10]交通部.公路路线设计规范(JTJ011-94).北京:人民交通出版社.
[11]邵旭东.桥梁工程.武汉:武汉理工大学出版社,2002.
[12]史佩栋.实用桩基工程手册.北京:中国建筑工业出版社,1999.
[13]周竞欧,朱伯钦,许哲明.结构力学.上海:同济大学出版社,2004:155-167.
[14]李廉锟.结构力学.北京:高等教育出版社,1996.
[15]冯大斌,栾贵臣.后张预应力混凝土施工手册.北京:中国建筑工业出版社,1998.
[16]姚玲森,李富文.中国土木建筑百科辞典(桥梁工程).北京:中国建筑工业出版社,1999.
[17]凌治平.基础工程[M].北京:人民交通出版社,1990.
[18]王广山.桥头跳车原因分析及预防措施[J].东北公路,1996,(2).
[19]孙江.桥头搭板脱空后压浆补强技术应用[J].华东公路,1997,(4).
[20]程翔云.桥头跳车防治综述[J].公路,1997,(12).
实习报告
实习方向:道路与桥梁工程
实习地点:*******省武汉市
实习时间:3.21—3.25
指导老师:************
实习学生:*********
一、实习目的
毕业实习是整个毕业设计教学计划中的一个有机组成部分,是土木工程专业的一个重要的实践性叫许耳环界。通过组织参观和听取一些专题技术报告,收集一些与毕业设计课题有关的资料和素材,为顺利完成毕业设计打下坚实基础。通过实习,应达到以下目的:
1、了解一般工业与民用建筑或道桥工程的整个设计过程;
2、了解建筑物的总平面布置、建筑分类及功能作用、结构类型及特点、结构构件的布置及荷载传递路线、主要节点的细部构造和处理方法等;
3、了解建筑物的施工方法;
4、了解建筑、结构、施工之间的相互关系;
5、了解建筑结构领域的最新动态和发展方向。
二、实习方式、地点及内容
按照道路与桥梁工程教研室的实习计划和日程安排,我们进行了为期五天的毕业实习,先后辗转于武汉天兴洲大桥施工现场和武汉轻轨沿线各站,其具体实习方式与地点列表如下:
日期星期方式地点
3.21一观摩短片武大工学部主教
3.22二现场考察天兴洲大桥施工现场
3.23三技术报告天兴洲大桥施工办公室
3.24四现场考察武汉轻轨沿线
3.25五专题讲座武大工学部主教
A、短片观摩
上午,我们主要观看一些跨海、跨江、跨河的道路与桥梁工程的实例录象,对施工工艺和流程进行简单回顾。其一,台湾省高雄至淡水高速公路的规划设计。该工程通过平面图演示,介绍了各中点城市的位置及沿途的地形地貌和各支路的连接,考虑了沿岛高速公路网的建设与之连接,在环境保护上表现也甚为突出——特意聘请了动植物专家对该工程在建设过程中和完工后对环境的影响进行了评估和检测,并将其研究成果考虑到设计规划中去。这在国内所做力度明显不够。之后,我们陆续接触了美国等多国道路施工及拱桥施工实录,对路桥新工艺和新技术有了初步了解。
下午,我们继续观摩幻灯片,其中阳逻公路长江大桥的施工流程以动态逼真的三维动画模拟展示,学习效果明显;此后原版演示日本东北新干线工程和泰国某大型公路桥梁的施工,虽存在一定的语言障碍,但因画面详细系统且反复播映,仍较好地达到认知、学习,思考等多重目的。
下面依次对上述三项工程的施工作一些简单介绍:
1、阳逻大桥体系为悬索桥。目前正在施工的江苏润扬长江大桥跨径达1490米,为世界上第三大跨度悬索桥。悬索桥的特点是能够跨越其他桥型无与伦比的特大跨度,且因受力简单明了,成卷的钢揽易于运输,在将缆索架设完成后,能形成一个强大稳定的结构支承系统,施工过程中的风险相对较小。而幻灯出来的阳逻大桥具体施工工序如下:
⑴工作面地表处理;
⑵开挖槽段施工;
⑶北锚碇施工;
⑷索塔施工;
⑸立模浇筑混凝土塔柱;
⑹主桥缆索系统安装和桥体节段安装。
因阳逻大桥南北岸的土质不同,决定了其施工方案迥异,其中一侧土质较好,可直接开挖;另一侧属砂质淤泥土质,应在铺锭的开挖外径向下开挖填筑混凝土,做护壁,尤其需要注意的是工序⑵和工序⑸,前者从上往下挖槽浇注混凝土,可防止坍塌;后者因为大体积混凝土施工,水化热过大引起温度应变,要注意控制。
2、日本东北新干线工程
经介绍,日本东北新干线工程采用的是移动模架施工法。其方法是使用移动式的脚手架和装配式的模扳,在桥上逐孔浇筑施工。它由承重梁、导梁、台车、桥墩托架和模架等构件组成。在箱形梁两侧各设置一根承重梁,用于支承模架和承受施工重力。导重梁的长度要大于桥梁跨径,浇筑混凝土时承重梁支承在桥墩托架上。导梁主要用于运送承重梁和活动模架,因此,需要有大于两倍桥梁跨径的长度。当一孔梁的施工完成后便进行脱模卸架,由前方台车和后方台车在导梁和已完成的桥梁上面,将承重梁和活动模架运送至下一桥孔。承重梁就位后,再将导梁向前移动。
3、泰国某大型公路高架桥施工
通过幻灯片对施工现场长时间的显示和详细介绍,该桥梁墩台为现场浇筑,其桥体梁段为工厂预制。其优点是桥梁的上下部结构可以平行施工,使工期大大缩短,且无须在高空进行构件制作,质量容易控制,可以集中在一处成批生产,从而降低工程成本;而缺点是:需要大型的起吊运输设备,由于在构件与构件之间存在拼接纵缝,显然,拼接构件的整体工作性能就不如就地浇筑法。
B、天兴洲大桥
1、工程概况
武汉天兴洲公铁两用长江大桥位于青山区至汉口谌家矶一线,距上游的武汉长江二桥约9.5公里。为国家“十五”重点建设项目,由湖北省和铁道部合作建设。大桥于2004年9月28日正式开工建设,合同交工日期为2008年8月31日。
武汉天兴洲公铁两用长江大桥全长4657.1米,由青山岸向汉口岸方向孔跨布置为15孔40.7米箱梁+(98+196+504+196+98)米钢桁梁斜拉桥+62孔40.7米箱梁+(54.2+2×80+54.2)米混凝土连续箱梁+4孔40.7米箱梁。其中公铁合建部分长2842.1米,由中铁大桥局集团有限公司承建。
2、主桥结构
武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥为(98+196+504+196+98)米双塔三索面钢桁梁斜拉桥,长1092米。上层公路6车道,桥面宽27米;下层铁路按四线设计,其中两线I级干线,两线客运专线。主梁为板桁结合钢桁梁,N型桁架,三片主桁,桁宽2×15米,桁高15.2米,节间长度14米。主塔采用混凝土结构,倒Y形,承台以上高度188.5米。主塔两侧各有3×16根镀锌平行钢丝斜拉索,索最大截面为451φ7毫米,最大索力约1250吨。主塔基础约采用φ3.4米钻孔灌注桩,2号墩32根,3号墩40根,承台采用双壁钢吊箱围堰施工。该桥集新技术、新结构、新工艺、新设备“四新”技术于一身,是我国建设新水平的标志性工程。
3、工程创新点与特点
⑴主桥跨度大:大桥斜拉桥主跨504米为世界共类桥梁跨度之首。
⑵桥梁荷载重:该桥是世界上第一座按四线铁路修建的公铁两用斜拉桥,可以同时承载2万吨的荷载,是世界上荷载量最大的公铁两用桥。
⑶设计速度高:此桥是我国第一座铁路客运专线的大跨度斜拉桥,客运专线设计速度200公里/小时,按250公里/小时作动力仿真设计。
⑷结构型式新:大桥首次采用三片主桁、三索面的新型结构形式;公路桥面采用正交异性板或混凝土与钢桁结合体系,铁路桥面系采用混凝土与钢桁结合体系;主塔上设有约束梁体纵向位移的大吨位液压阻尼装置。
⑸施工工艺新:2号主塔墩基础首次采用巨型双壁钢吊箱围堰整体浮运锚墩预应力精确定位新工艺;3号主塔墩基础采用巨型双壁钢吊箱围堰整体浮运重型锚碇定位施工工艺;首次研制扭矩30tm动力头钻机用于φ3.4米大直径钻孔桩施工。
⑹施工难度大:平面尺寸长70米×宽44米的巨型双壁钢吊箱围堰工厂整体制造横向下水浮运定位施工难度大,工艺要求高,居同类工程之首;围堰平面定位精度在5厘米内,钢护筒垂直度在1/500内;φ3.4米大直径钻孔桩在软硬胶结不均砾岩中施工;16000方承台大体积混凝土施工与控制;新型三主桁制造架设及新型板桁组合结构施工精度高、工艺要求严、施工难度大;截面451φ7毫米长271米镀锌平行钢丝斜拉索制造与安装;188.5米高主塔垂直度及斜拉索索道管空间定位施工控制;自重2×1300吨大吨位箱梁整体现浇施工。
4、天兴洲公铁两用长江大桥正桥关键技术研究实验项目由17个精简为下列10个,分别为:
⑴动力特性分析及四线路铁路活载加载标准研究;
⑵抗震分析及大吨位液压阻尼装置研究;
⑶抗风性能及模拟实验研究;
⑷铁路混凝土与钢桁结合桥面系统实验研究;
⑸三主桁斜拉桥空间结构行为及稳定分析研究;
⑹结构构造疲劳性能实验研究;
⑺典型节点大比例模型实验研究;
⑻大位移轨道温度伸缩调节器与梁端轨道伸缩装置研制;
⑼大吨位,大位移支座研制;
⑽施工及制造新技术实验研究。
我们主要考察3号主桥墩的施工,如前所述,3号主塔墩基础采用巨型双壁钢吊箱围堰整体浮运重型锚碇定位施工工艺,采用40根φ3.4米钻孔灌注桩,桩长80.4米,成孔深度达101米—102米,抵达地下岩基,属端承桩。因成孔深度和孔径都属全国之最,中铁大桥局专门组织技术公关小组,首次研制出扭矩30tm动力头钻机用于φ3.4米大直径钻孔桩施工。
实习第三天,张总给我们做了含金量颇高的技术报告,最后他送我们用意良深的一席话:对于桥梁技术,永远不要满足。是鞭策,也是激励,其应是每一个桥梁设计人员和施工人员坚持不懈的理想和追求。
C、武汉市轨道交通
第二站,我们参观的是总投资21.99亿的武汉轻轨一期工程。该工程全长10.234公里,沿途设宗关、太平洋等10个站点。2004年7月建成并投入使用,初期配备12列车,每辆列车有4节车厢,公可载客950—1200人。设计运行平均时速为34.5公里,最高时速可达80公里。由于两站之间的距离较短,现实最高时速仅为50公里,但其平均时速仍高于普通公路交通车辆,从黄浦路到宗关水场仅用时17分。
轻轨一号线一期工程采用的是全程高架桥,桥墩采用箱形简支梁结构。其施工技术采用无碴道施工,工艺流程如下:桥面处理—基标测设—道岔轨料上桥—拖散道岔钢轨—道岔支承块上桥—连接道岔钢轨—架起道岔并上齐配件—上支撑块—粗调道岔轨道状态—钢筋绑扎及焊接—精调道岔—轨道状态检查—浇筑支墩—拆除支撑架—轨道状态检查—承轨台模板组装—浇筑混凝土—拆模、混凝土养生。
该工程与京广线交叉处,高架高度变大,考虑到以后对于列车高度的控制,采用的是双层货车通行标准。技术人员在此反复说明了交叉口处的施工状况:曾特意报审铁道部门批准,争取了京广线于夜间中断两小时,才抢得了宝贵的施工时间。交叉后轻轨分成两条道,其站台位于中间称为“岛形车站”,在宗关站,工程设有车辆转道,铁轨为适应双车头车牵引动力做了相应调整。
其如何组织起有效的施工抢修和如何妥善处理公务事宜,是每一个技术人员在指导现场施工之余,都应该努力学习的。
D、专题讲座
我们有幸请到中交第四勘察设计院的徐所长来做一个专题讲座,徐所长就职业工程师和职业技术人员应具备的素质作了如下阐述:
A、要有明确的就职目标,原则:跳一跳,够得着;
B、从现在做起,培养良好的品质(思想—行为—习惯—性格—命运);
C、培养良好的思维方法、要有清晰的思路;
D、善于把握机遇;
E、妥善处理人际关系;
F、在分工明确的社会,要各司其职;
G、正确对待“名”与“利”;
H、培养学习、写作、理论和时间相结合的能力;
I、面临压力和处理困难的能力;
J、提高文化品位;
K、热爱土木、热爱事业。
随后,我们就就业择业相关事宜以及相关专业理论知识进行了广泛而热烈的交流,他所提出的诸多建议和经验都有很高的参考价值,我们受益匪浅,获利颇丰。
三、实习小结
本次实习,时间虽短,但基本达到了为毕业设计收集资料,完善所学知识,将理论与实践相结合的多重目的。
实习方向:道路与桥梁工程
实习地点:*
实习时间:7.21—7.25
指导老师:**/**
实习学生:**/**班/***
一、实习目的
毕业实习是整个毕业设计教学计划中的一个有机组成部分,是土木工程专业的一个重要的实践性叫许耳环界。通过组织参观和听取一些专题技术报告,收集一些与毕业设计课题有关的资料和素材,为顺利完成毕业设计打下坚实基础。通过实习,应达到以下目的:
1、了解一般工业与民用建筑或道桥工程的整个设计过程;
2、了解建筑物的总平面布置、建筑分类及功能作用、结构类型及特点、结构构件的布置及荷载传递路线、主要节点的细部构造和处理方法等;
3、了解建筑物的施工方法;
4、了解建筑、结构、施工之间的相互关系;
5、了解建筑结构领域的最新动态和发展方向。
二、实习方式、地点及内容
按照道路与桥梁工程教研室的实习计划和日程安排,我们进行了为期五天的毕业实习,先后辗转于武汉天兴洲大桥施工现场和武汉轻轨沿线各站,其具体实习方式与地点列表如下:
日期 星期 ???方式 地点
3.21 一 观摩短片 武大工学部主教
3.22 二 现场考察 天兴洲大桥施工现场
3.23 三 技术报告 天兴洲大桥施工办公室
3.24 四 现场考察 武汉轻轨沿线
3.25 五 专题讲座 武大工学部主教
A、短片观摩
上午,我们主要观看一些跨海、跨江、跨河的道路与桥梁工程的实例录象,对施工工艺和流程进行简单回顾。其一,台湾省高雄至淡水高速公路的规划设计mishu9.com。该工程通过平面图演示,介绍了各中点城市的位置及沿途的地形地貌和各支路的连接,考虑了沿岛高速公路网的建设与之连接,在环境保护上表现也甚为突出——特意聘请了动植物专家对该工程在建设过程中和完工后对环境的影响进行了评估和检测,并将其研究成果考虑到设计规划中去。这在国内所做力度明显不够。之后,我们陆续接触了美国等多国道路施工及拱桥施工实录,对路桥新工艺和新技术有了初步了解。
下午,我们继续观摩幻灯片,其中阳逻公路长江大桥的施工流程以动态逼真的三维动画模拟展示,学习效果明显;此后原版演示日本东北新干线工程和泰国某大型公路桥梁的施工,虽存在一定的语言障碍,但因画面详细系统且反复播映,仍较好地达到认知、学习,思考等多重目的。
下面依次对上述三项工程的施工作一些简单介绍:
1、阳逻大桥体系为悬索桥。目前正在施工的江苏润扬长江大桥跨径达1490米,为世界上第三大跨度悬索桥。悬索桥的特点是能够跨越其他桥型无与伦比的特大跨度,且因受力简单明了,成卷的钢揽易于运输,在将缆索架设完成后,能形成一个强大稳定的结构支承系统,施工过程中的风险相对较小。而幻灯出来的阳逻大桥具体施工工序如下:
⑴ 工作面地表处理;
⑵ 开挖槽段施工;
⑶ 北锚碇施工;
⑷ 索塔施工;
⑸ 立模浇筑混凝土塔柱;
⑹ 主桥缆索系统安装和桥体节段安装。
因阳逻大桥南北岸的土质不同,决定了其施工方案迥异,其中一侧土质较好,可直接开挖;另一侧属砂质淤泥土质,应在铺锭的开挖外径向下开挖填筑混凝土,做护壁,尤其需要注意的是工序⑵和工序⑸,前者从上往下挖槽浇注混凝土,可防止坍塌;后者因为大体积混凝土施工,水化热过大引起温度应变,要注意控制。
2、日本东北新干线工程
经介绍,日本东北新干线工程采用的是移动模架施工法。其方法是使用移动式的脚手架和装配式的模扳,在桥上逐孔浇筑施工。它由承重梁、导梁、台车、桥墩托架和模架等构件组成。在箱形梁两侧各设置一根承重梁,用于支承模架和承受施工重力。导重梁的长度要大于桥梁跨径,浇筑混凝土时承重梁支承在桥墩托架上。导梁主要用于运送承重梁和活动模架,因此,需要有大于两倍桥梁跨径的长度。当一孔梁的施工完成后便进行脱模卸架,由前方台车和后方台车在导梁和已完成的桥梁上面,将承重梁和活动模架运送至下一桥孔。承重梁就位后,再将导梁向前移动。
3、泰国某大型公路高架桥施工
通过幻灯片对施工现场长时间的显示和详细介绍,该桥梁墩台为现场浇筑,其桥体梁段为工厂预制。其优点是桥梁的上下部结构可以平行施工,使工期大大缩短,且无须在高空进行构件制作,质量容易控制,可以集中在一处成批生产,从而降低工程成本;而缺点是:需要大型的起吊运输设备,由于在构件与构件之间存在拼接纵缝,显然,拼接构件的整体工作性能就不如就地浇筑法。 共3页,当前第1页1
B、天兴洲大桥
1、工程概况
武汉天兴洲公铁两用长江大桥位于青山区至汉口谌家矶一线,距上游的武汉长江二桥约9.5公里。为国家“十五”重点建设项目,由湖北省和铁道部合作建设。大桥于XX年9月28日正式开工建设,合同交工日期为2008年8月31日。
武汉天兴洲公铁两用长江大桥全长4657.1米,由青山岸向汉口岸方向孔跨布置为15孔40.7米箱梁 (98 196 504 196 98)米钢桁梁斜拉桥 62孔40.7米箱梁 (54.2 2×80 54.2)米混凝土连续箱梁 4孔40.7米箱梁。其中公铁合建部分长2842.1米,由中铁大桥局集团有限公司承建。
2、主桥结构
武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥为(98 196 504 196 98)米双塔三索面钢桁梁斜拉桥,长1092米。上层公路6车道,桥面宽27米;下层铁路按四线设计,其中两线I级干线,两线客运专线。主梁为板桁结合钢桁梁,N型桁架,三片主桁,桁宽2×15米,桁高15.2米,节间长度14米。主塔采用混凝土结构,倒Y形,承台以上高度188.5米。主塔两侧各有3×16根镀锌平行钢丝斜拉索,索最大截面为451φ7毫米,最大索力约1250吨。主塔基础约采用φ3.4米钻孔灌注桩,2号墩32根,3号墩40根,承台采用双壁钢吊箱围堰施工。该桥集新技术、新结构、新工艺、新设备“四新”技术于一身,是我国建设新水平的标志性工程。
3、工程创新点与特点
⑴ 主桥跨度大:大桥斜拉桥主跨504米为世界共类桥梁跨度之首。
⑵ 桥梁荷载重:该桥是世界上第一座按四线铁路修建的公铁两用斜拉桥,可以同时承载2万吨的荷载,是世界上荷载量最大的公铁两用桥。
⑶ 设计速度高:此桥是我国第一座铁
路客运专线的大跨度斜拉桥,客运专线设计速度200公里/小时,按250公里/小时作动力仿真设计。
⑷ 结构型式新:大桥首次采用三片主桁、三索面的新型结构形式;公路桥面采用正交异性板或混凝土与钢桁结合体系,铁路桥面系采用混凝土与钢桁结合体系;主塔上设有约束梁体纵向位移的大吨位液压阻尼装置。
⑸ 施工工艺新:2号主塔墩基础首次采用巨型双壁钢吊箱围堰整体浮运锚墩预应力精确定位新工艺;3号主塔墩基础采用巨型双壁钢吊箱围堰整体浮运重型锚碇定位施工工艺;首次研制扭矩30tm动力头钻机用于φ3.4米大直径钻孔桩施工。
⑹ 施工难度大:平面尺寸长70米×宽44米的巨型双壁钢吊箱围堰工厂整体制造横向下水浮运定位施工难度大,工艺要求高,居同类工程之首;围堰平面定位精度在5厘米内,钢护筒垂直度在1/500内;φ3.4米大直径钻孔桩在软硬胶结不均砾岩中施工;16000方承台大体积混凝土施工与控制;新型三主桁制造架设及新型板桁组合结构施工精度高、工艺要求严、施工难度大;截面451φ7毫米长271米镀锌平行钢丝斜拉索制造与安装;188.5米高主塔垂直度及斜拉索索道管空间定位施工控制;自重2×1300吨大吨位箱梁整体现浇施工。
4、天兴洲公铁两用长江大桥正桥关键技术研究实验项目由17个精简为下列10个,分别为:
⑴ 动力特性分析及四线路铁路活载加载标准研究;
⑵ 抗震分析及大吨位液压阻尼装置研究;
⑶ 抗风性能及模拟实验研究;
⑷ 铁路混凝土与钢桁结合桥面系统实验研究;
⑸ 三主桁斜拉桥空间结构行为及稳定分析研究;
⑹ 结构构造疲劳性能实验研究;
⑺ 典型节点大比例模型实验研究;
⑻ 大位移轨道温度伸缩调节器与梁端轨道伸缩装置研制;
⑼ 大吨位,大位移支座研制;
⑽ 施工及制造新技术实验研究。
我们主要考察3号主桥墩的施工,如前所述,3号主塔墩基础采用巨型双壁钢吊箱围堰整体浮运重型锚碇定位施工工艺,采用40根φ3.4米钻孔灌注桩,桩长80.4米,成孔深度达101米—102米,抵达地下岩基,属端承桩。因成孔深度和孔径都属全国之最,中铁大桥局专门组织技术公关小组,首次研制出扭矩30tm动力头钻机用于φ3.4米大直径钻孔桩施工。
实习第三天,张总给我们做了含金量颇高的技术报告,最后他送我们用意良深的一席话:对于桥梁技术,永远不要满足。是鞭策,也是激励,其应是每一个桥梁设计人员和施工人员坚持不懈的理想和追求。
C、武汉市轨道交通
第二站,我们参观的是总投资21.99亿的武汉轻轨一期工程。该工程全长10.234公里,沿途设宗关、太平洋等10个站点。XX年7月建成并投入使用,初期配备12列车,每辆列车有4节车厢,公可载客950—1200人。设计运行平均时速为34.5公里,最高时速可达80公里。由于两站之间的距离较短,现实最高时速仅为50公里,但其平均时速仍高于普通公路交通车辆,从黄浦路到宗关水场仅用时17分。 共3页,当前第2页2
轻轨一号线一期工程采用的是全程高架桥,桥墩采用箱形简支梁结构。其施工技术采用无碴道施工,工艺流程如下:桥面处理—基标测设—道岔轨料上桥—拖散道岔钢轨—道岔支承块上桥—连接道岔钢轨—架起道岔并上齐配件—上支撑块—粗调道岔轨道状态—钢筋绑扎及焊接—精调道岔—轨道状态检查—浇筑支墩—拆除支撑架—轨道状态检查—承轨台模板组装—浇筑混凝土—拆模、混凝土养生。
该工程与京广线交叉处,高架高度变大,考虑到以后对于列车高度的控制,采用的是双层货车通行标准。技术人员在此反复说明了交叉口处的施工状况:曾特意报审铁道部门批准,争取了京广线于夜间中断两小时,才抢得了宝贵的施工时间。交叉后轻轨分成两条道,其站台位于中间称为“岛形车站”,在宗关站,工程设有车辆转道,铁轨为适应双车头车牵引动力做了相应调整。
其如何组织起有效的施工抢修和如何妥善处理公务事宜,是每一个技术人员在指导现场施工之余,都应该努力学习的。
D、专题讲座
我们有幸请到中交第四勘察设计院的徐所长来做一个专题讲座,徐所长就职业工程师和职业技术人员应具备的素质作了如下阐述:
A、要有明确的就职目标,原则:跳一跳,够得着;
B、从现在做起,培养良好的品质(思想—行为—习惯—性格—命运);
C、培养良好的思维方法、要有清晰的思路;
D、善于把握机遇;
E、妥善处理人际关系;
F、在分工明确的社会,要各司其职;
G、正确对待“名”与“利”;
H、培养学习、写作、理论和时间相结合的能力;
I、面临压力和处理困难的能力;
J、提高文化品位;
K、热爱土木、热爱事业。
随后,我们就就业择业相关事宜以及相关专业理论知识进行了广泛而热烈的交流,他所提出的诸多建议和经验都有很高的参考价值,我们受益匪浅,获利颇丰。
三、实习小结
本次实习,时间虽短,但基本达到了为毕业设计收集资料,完善所学知识,将理论与实践相结合的多重目的。
在实习工程中,我们了解了道路与桥梁工程设计的全过程及一般步骤,了解了结构设计的新动向和新方法,了解了有关的施工技术。
实习实质是毕业前的模拟演练,在即将走向社会,踏上工作岗位之即,这样的磨砺很重要。希望人生能由此延展开来,真正使所学所想有用武之地.
摘要:五育并举,德育为首。新形势下,高校学生的思想道德教育面临新的挑战,专业课教师在学生的德育工作中起着不可忽视的作用。专业课教学进行德育渗透是高校全面育人、全程育人、全员育人的重要组成部分。本文就如何在道路与桥梁工程专业课程教学中巧妙、自然地对学生进行德育渗透,让学生潜移默化地接受德育做了简要的经验介绍。
关键词:专业教学;德育;渗透
教师在学生的德育工作中起着不可忽视的作用,而课堂教学作为德育渗透的载体,是对大学生进行德育渗透的重要渠道,也是高校全面育人、全程育人、全员育人的重要组成部分。但受传统教育思想的影响和“应试教育”的冲击,一部分专业课教师往往偏重于关注学生对所学知识的理解和掌握,而忽视了学生的思想道德成长,或者认为,对学生的思想品德教育应是“两课”教师的职责和任务。此外,当前多数高校对教师的评价体系中没有包含“德育渗透”“教书育人”等标准,从而导致部分专业教师形成了“智育培养为主,德育培养为辅”的错误导向,即专业教师只负责传授专业课的知识,忽视专业教学中的德育渗透,发生重智育、轻德育的现象。专业教师在教学过程中,传授专业知识、技能的同时,如何巧妙地进行德育渗透,将育人工作贯穿于教学的点滴之中呢?本文结合专业特点,谈谈在道路与桥梁工程课程教学中德育渗透的经验与体会。
一、以就业为导向,确立人才培养目标当前社会需要德才兼备,有良好思想品德和社会、民族责任感的道路与桥梁工程专业的应用型和研究型人才。以德为本越来越成为整个社会的普遍观念,德才兼备也越来越成为道路与桥梁工程专业人才培养的目标。因此,我们专业教师在传授知识和技能的过程中,要始终把握一个大的前提:专业教学,德育为先。我们在教学过程中要以就业为导向,有针对性地、适时地对学生进行思想道德教育,将德育工作渗透到教学的点滴中。
二、以专业教学为载体,进行德育渗透道路与桥梁工程专业的教学环节,包括专业理论的教学和专业实践的教学,具体来说有课堂教学、实验教学、课程设计、生产实习、毕业实习、毕业论文(设计)等多个环节,既有理论学习,又有实践过程,每个环节都可以挖掘德育素材,因势利导,对学生进行思想品德教育。据作者的统计,在道路与桥梁工程专业的教学时间比重方面,专业课教学时间占课堂教学时间的60%以上。专业教师作为专业课教学的主导者,无论是在时间上,还是在人员数量上,在实施德育方面都占有优势。此外,我们通过调研以及与学生进行交流总结后发现:学生很乐于向专业教师咨询、表达自己的想法,更容易接受专业教师的教育。因此,笔者充分利用专业教师的这种优势,对学生进行德育熏陶,让学生潜移默化地接受道德教育,德育实效非常显著。
纵观道路工程的发展史,其中蕴涵着丰富的德育内容,可以说一部道路发展史,就是一部德育史。笔者作为高校道路与桥梁工程专业教师,积极挖掘和运用教材中蕴涵的丰富的德育内容,依据教学规律,将具有教育意义的德育事例,有计划、有艺术地贯穿于教学之中,在教学中积极地对学生开展了以下几方面的德育工作:
(1)爱国主义教育。通过对学生进行爱国主义思想教育渗透,教育和引导学生积极树立爱国、立志、成才的思想,勤奋学习,努力进取,为中国道路与桥梁工程事业贡献自己的才智。
(2)处世之道修炼。处世做人,贵在有德。为了使学生在人生路上少走弯路,专业教师有职责在教学过程中引导学生如何做人做事。例如,学习《道路发展史》一章时,作者引导性地问学生“条条大道通罗马”这句谚语出自何处?有何寓意?作者在时间允许的情况下,鼓励学生自由发言。不少学生拿出手机开始查答案,也有不少学生开始回答。本文作者最后总结性地告诉他们:公元前1世纪,罗马城成为地跨欧、亚、非三洲的罗马帝国的政治、经济和文化中心。为了加强统治,罗马帝国修建了以罗马为中心,通向四面八方的大道。据史料记载,罗马人共筑硬面公路8万公里。这些大道促进了帝国内部和对外的贸易和文化交流。据说,当时从意大利半岛乃至欧洲的任何一条大道开
始旅行,只要不停地走,最终都能抵达罗马。“条条大道通罗马”这句谚语就这么诞生了。罗马帝国时期的道路有两个特点:第一,罗马道路高出地面2米左右,因此,诞生了“Highway”这个单词;第二,罗马道路直顺,见山打洞,遇水架桥,至今还保留着挡墙、桥梁的遗迹。本文作者通过这些趣味讲解,提升了学生学习道路工程与桥梁工程专业课的乐趣,同时也不忘提醒学生通往成功的路很多,只要有永不言弃的精神,善于变通,总能通向成功。
(3)职业道德培养。职业道德是对从事一定职业的人们在职业活动中所应遵循的具有职业特征的道德规范以及该职业所要求的道德准则、道德情操与道德品质的总和。大学作为学生步入社会的过渡阶段,在这个阶段中,高校专业教师肩负着很大的历史使命,笔者认为在大力培养学生职业能力的同时,必须对学生进行职业道德的培养,把学生塑造成有“魂”的高技能、高层次人才。基于这种指导思想,笔者在教学的各个环节中都非常注意结合所教课程的内容和特点,从专业思想、职业责任、职业规范以及劳动态度等各方面,对学生进行职业道德熏陶,提高他们“爱岗敬业,诚实守信、办事公道、服务群众、奉献社会”的职业道德素质。
现代建筑市场上,很多单位及个人,在利益的驱使下,职业道德严重缺失。在课堂上,笔者通过向学生介绍“楼脆脆”“楼裂裂”、瘦身钢筋、短锚杆等反面例子以及其带来的严重危害来进行德育渗透。
三、以身立教,为人师表“学高为师,身正为范。”对学生进行思想道德教育的时候,专业教师一定要注意为人师表的示范作用。专业课教师理想信念、思想品德、敬业精神、治学态度、学识水平、人格魅力等都会对学生产生很大的影响。这就要求我们专业教师对党的教育事业忠诚热爱,对学生满腔热情,不断加强自身的道德修养。凡要求学生做到的自 己首先做好,时时处处做学生的表率,用自己的“知行合一”“自省慎独”等师德素养潜移默化地去感染学生和影响学生。这种表率作用,是任何其他教育都无法替代的。只有这样,教师才能在学生中树立较高的威信。对学生进行德育渗透时,专业教师的教导才有感染力。此外,为了做好德育渗透工作,笔者认真钻研了自己所负责的课程及业务,积极改革和探索高效的教学模式及教学方法,持续努力提升教学能力,探索德育与专业知识、专业技能、职业能力教学的结合点,有效地将两者融为一个整体。
参考文献:
高智.漫谈专业课教学中的德育渗透.中国科教创新导刊,2008(32).
哈艳秋.学科教学是德育渗透的主渠道.牡丹江教育学院学报,2005(3).
针对道路桥梁与渡河工程专业目前毕业设计教学现状,文章在深入分析影响毕业设计质量因素的基础上,从毕业设计的时间安排、选题、过程管理、学生主观认识及指导教师队伍建设等方面提出了该专业本科毕业设计的质量控制措施。
关键词:道路桥梁与渡河工程专业;毕业设计;质量控制;教学研究
中图分类号:G642.477 文献标志码:A 文章编号:
10052909(2013)04012104
本科毕业设计是本科教学计划的重要组成部分,是全面检查学生四年大学知识积累、应用和创新能力的重要手段,也是培养学生理论联系实际和锻炼学生独立工作能力的有效办法[1]。道路桥梁与渡河工程专业毕业设计的目标是通过毕业设计,提高学生在计算、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等方面的基本技能,掌握道路桥梁及渡河工程的设计原则、设计方法和步骤,并树立正确的设计思想以及认真严谨、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风,为交通行业的基本建设事业服务。
然而,近年来,由于种种原因,毕业设计这一教学环节仅流于形式,该专业毕业设计质量急剧下滑,学生未能通过毕业设计真正提高实践能力,严重影响了人才培养的质量。这一现状已经引起高等教育领域专家和领导的高度重视,如何提高和保证道路桥梁与渡河工程专业本科毕业设计的质量已成为亟待解决的问题。笔者根据几年来在指导道路桥梁与渡河工程专业本科毕业设计过程中发现的一些实际问题,对提高该专业毕业设计质量作了一些思考。
一、道路桥梁与渡河工程专业毕业设计现状及存在的问题
尽管目前很多开设道路桥梁与渡河工程本科专业的高校对该专业的毕业设计给予了足够的关注和重视,但毕业设计环节质量滑坡现象仍然存在,究其原因主要存在以下几个问题。
(一)指导教师队伍力量薄弱
一方面,由于高校扩招,毕业生人数增长加快,教学资源紧张,指导教师的数量满足不了毕业设计工作的需要,特别是本科教学评估要求每位教师指导学生不得超过十人,不管是道路工程方向、桥梁工程方向,还是渡河工程方向的毕业设计,都要求学生一人一题,使得毕业设计指导教师数量缺口更大,以前一名指导教师一般指导三五名学生,现在一名教师须指导十几名学生。另一方面,高校大多数指导毕业设计的教师承担有大量的教学任务和科研任务,有的还有行政工作,由于精力和时间都无法保证,因而无法实现师生之间的有效沟通,从而影响毕业设计的指导质量。由于指导教师人数少,许多刚入职的青年教师也被安排指导毕业设计。青年指导教师虽然热情高,认真负责,但缺乏专业实际工作经验,解决专业实际问题的能力和创新能力有限,因而在毕业设计过程中对学生实践能力、科研能力和创新能力等的培养都大打折扣,最终导致毕业设计总体质量不高[2]。
(二)毕业生就业压力大
目前,尽管中国交通基本建设事业处于蒸蒸日上的发展阶段,但高等院校连年扩大招生,导致交通运输行业毕业生人数不断攀升、人才市场供大于求。大学生就业压力较大,在大三时学生就开始忧心将来的就业去向,到了大四就表现得更为突出[3]。大部分同学在大四下学期的主要任务就是找工作,而这段时间恰恰处于毕业设计阶段,致使学生在毕业设计上所投入的精力有限,因此严重影响了他们的毕业设计质量。
(三)毕业设计选题不当
选题是完成毕业设计的第一步,也是非常重要的一个环节,关系到对学生创新精神与实践能力的培养。道路桥梁与渡河工程专业毕业的学生面临去施工单位、设计单位、监理单位、检测单位和科研院所等多项选择,而以往毕业设计的选题比较单一,仅偏重于道路桥梁设计部门使用,单一的选题严重束缚了学生的学习积极性,不利于学生专业综合素质的全面提高,也不利于学生毕业后在工作岗位上迅速上手,发挥才干。另外,有的毕业设计题目缺乏创新性,大多数题目仍偏重于施工组织设计以及简单的结构设计,而且涉及的实际工程较少,这对于培养学生的创新能力以及综合运用知识的能力是远远不够的。在以往毕业设计选题中,还存在选题范围过窄和过于宽泛的现象,选题范围过窄,毕业设计工作量明显不足,但选题过于宽泛,学生又难以把握和深入。此外,由于毕业设计要求一人一题,且3年内不能重复,使得教师把一个学生可能完成的内容分解为多个,致使选题内容偏离教学大纲的要求[4]。
(四)学生文献查阅能力较差
道路桥梁与渡河工程专业优秀的毕业设计应该是在查阅大量相关文献的基础上完成的,在毕业设计从选题、开题报告到撰写的整个过程中,文献检索是贯穿于始终的,是影响毕业设计质量的重要因素。通过查阅大量的相关文献,可以使学生了解课题相关领域的研究新动向、现状以及存在的现实问题等。然而,目前很多毕业生不善于查阅资料、文献和利用工具书。在网络发达的今天,学生利用网络资源查阅期刊、杂志等资料的能力并未有显著的提高,更有部分学生甚至不会利用学校的数字图书馆查阅文献资料;即使引用文献也较为陈旧,不能反映该领域最新的研究成果和发展趋势,从而直接影响到毕业设计的质量。
(五)学生重视程度不够
学生对毕业设计的目的、作用和意义理解不全面,对其重要性认识不深刻,认为毕业设计只是走形式,抱着蒙混过关的心理,仅仅把完成毕业设计当成一项任务,没有把毕业设计看作自身知识、能力及综合素质训练和展示的一个重要过程,对于为什么要撰写毕业设计、毕业设计与学业水平和学位证书之间有何关系、毕业设计与未来发展之间有何联系等问题,大部分学生从来都没有思考过,对毕业设计不够重视[5]。其主要表现在对课题不作认真细致的研究,开题报告流于形式,具体设计方案仅是框架,研究目标不明确,内容不具体,方法无创新。在完成毕业设计过程中普遍存在时间精力投入不足,不能按照规定的时间和要求完成毕业设计的各个环节,以致设计质量不高。
参考文献:
[1] 汪强. 本科毕业设计(论文)质量下降的原因及对策探讨[J]. 山西财经大学学报,2012,34 (1): 230-231.
[2] 杨文海,张巍巍,康迎宾. 提高水利专业毕业设计教学质量的方法研究[J]. 华北水利水电学院学报:社科版,2012,28 (6): 179-181.
[3] 武卫莉. 提高大学生毕业设计(论文)的教学质量研究[J]. 实验技术与管理,2012,29 (2): 153-155.
[4] 王昕,吕子珍,李殿云. 提高毕业设计(论文)质量管理模式的建立[J]. 长春工业大学学报:高教研究版,2012,33 (4): 100-102.
[5] 刘中山,宋桂林. 构建网络教学平台提高学生毕业论文(设计)质量[J]. 河南科技学院学报,2012(6): 85-88.
[6] 卞梁,裴星洙,马剑. 加强原创性检查提高土木工程毕业设计质量[J]. 东南大学学报:哲学社会科学版,2012,14(增): 212-213
Quality control of graduation design of road, bridge and rivercrossing engineering
ZHANG Peng, LI Qingfu, ZHANG Tianhang
(School of Water Conservancy and Environment Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, P. R .China)
Abstract:
高职院校 毕业设计 选题 施工
一、引言
道桥工程技术作为实践性非常强的专业,毕业设计是其实践性教学过程中的最后一个环节,学生通过掌握的基本技能,运用创新性思维将所学的基本理论知识、专业知识进行工程设计。毕业设计教学质量的好坏直接影响学生对将来工作岗位的适应性,如何处理设计、施工以及管理过程中的关系和问题是对学生的基本要求,而不是简单的将施工规范中的数据套用到毕业设计中。目前,我国高职院校的道桥工程技术专业由于各种原因还存在着很多的现实问题。因此,如何采取合理的措施提高毕业设计质量具有十分重要的现实意义。
二、毕业设计现状
1.选题与工程实际脱节
目前我国普通高校多数土木工程学院没有足够的校外实践教学基地支持,多数课题都是由学生自己搜集相关资料确定或者由指导教师布置,很多时候是为“好做”而选择,缺乏实际的工程背景和工程资料,涉及的工程问题太少,对于选题几乎没有任何论证和设计理念,有些设计题目没有任何实际意义,甚至在经济上不可行。这样选出的设计题目往往会出现与现实脱节、与工程实际脱节,滞后于整个建筑行业的发展。
2.选题广度和深度不够
分析我院建筑工程系近几年来的毕业设计选题,主要以各类民用建筑为主,其中办公楼、教学楼占到80%的比例,桥梁和公路的设计占到50%,地下工程和工业建筑设计等都未涉及,基本上是做纯设计,实际意义上的科研论文没有,选题广度和深度不够。
3.评审体系不完善
有部分高校管理体制不完善,出现在评审的各环节中出现找关系、讲情面,自评和互评中出现不规范、不公平的现象。对于一些不合格的设计不能严格要求,对不负责任的教师也没有得当的惩处措施,在推选优秀毕业设计时名利心太重,不能公平、公正的对待所有的学生设计等问题。
三、“3+1”毕业设计课题研究
1.课题简介
“3”个必选课题是施工过程彩影与整理、施工资料抄绘与收集和顶岗实习与毕业设计总结,“1”是从施工数据计算与处理、施工组织设计编制、工程造价预算与决算、施工技术探索与研究、专项施工方案编制、结构设计与计算课题中任选一题。
2.课题实施内容
(1)施工过程彩影与整理。
紧密结合顶岗实习工程项目,基于工作过程完成道路、桥梁的主要分部、分项、工作、工种等重要或关键施工过程的照片拍摄、选取与整理。
桥梁基础、下部结构、上部结构的钢筋混凝土架子工、模板工、钢筋工、砼工等工种的施工照片。道路路基路面的选料、配制、运输、摊铺、碾压、养生及检验的施工照片。道路、桥隧工程的定位、放线、高程、角度、距离等测量和复核的施工照片。地基承载力、路面回弹弯沉检测、桥梁静动载试验、桩基完整性检测的试验照片。
学生根据各自顶岗工地施工情况对以上内容进行全部或部分照片拍摄,总数不少于18张,且照片上要有学生本人的身影,并按时间顺序将彩色照片打印在A4纸上,每页2张照片,每张照片辅以不少于50字的文字说明。
(2)施工资料抄绘与收集。
正确识读顶岗实习工程项目施工图,明确设计意图和要求,用CAD进行图纸抄绘,完成道路工程平面图、纵断面图、横断面图、路面结构图、交叉口平面设计图;桥梁工程总体立面图、横断面图、桥墩台构造图、梁板构造图、伸缩缝构造图;隧道工程平面图、纵断面图、横断面图、洞门构造图、明洞及洞内附属设施构造图等各一份共五张。
收集工地常用的实用资料,如施工日记、检验批报验单、设计变更联系单、施工技术交底记录、施工安全交底记录、混凝土旁站记录、安全台帐等样本,质量或安全事故的处理报告,要求至少抄写三份以上。
(3)顶岗实习与毕业设计总结。
结合顶岗实习的具体情况,说明顶岗实习的主要经历、担任岗位、作业内容和工作感言,并对顶岗实习的安排及形式提出合理化建议,以及毕业设计过程中的体会、收获与感想。字数要求1500字以上。
(4)施工数据计算与处理。
结合顶岗实习工程项目,利用试验检测数据处理的规则和方法,完成路基承载、弯沉检测及混凝土强度试验的数据处理及结果认定,要求至少完成两项。
结合顶岗实习工程项目,根据实际情况完成的混凝土施工配合比换算、预应力理论伸长值计算、道路平竖曲线计算,要求至少完成两项。
(5)施工组织设计编制。
根据顶岗实习工程项目概况、合同目标要、求设计技术标准和施工要求,通过查阅资料和借鉴经验进行施工组织设计,重点完成以下内容的编写:施工方案,施工顺序、施工方法、施工机械的选择和确定;施工进度计划:横道图、网络图的绘制,资源需求量的计算等;施工平面布置图:临时设施、管理机构及永久性设施的布置等。
(6)工程造价预算与决算。
根据顶岗实习工程规模大小,完成全部或部分施工图预算书、工程量清单报价,要求至少完成一项。
(7)施工技术探索与研究。
结合顶岗实习的工作实际,通过施工实践、调研、文件检索等方法,分析工程实践中出现的问题,提出解决问题的对策。要求字数不少于5000字。
(8)专项施工方案编制。
结合顶岗实习工程项目,完成沥青混凝土面层、水泥混凝土面层、水泥稳定碎石基层;土路基宕渣垫层、路基土石方开挖;泥浆护壁钻孔灌注桩、重力式混凝土桥台、预应力混凝土梁板预制、预制装配式梁板吊装;隧道开挖和隧道衬砌等任一专项施工方案的编制。要求字数不少于5000字。
(9)结构设计与计算。
结合顶岗实习工程项目,完成装配式钢筋混凝土简支T型梁、梁桥重力式桥墩台、沥青路面、水泥混凝土路面任一结构设计计算。结合顶岗实习工程项目,完成一块梁、一根桩钢筋下料单的绘制。
3.课题实施方法
“3+1”毕业设计结合学生顶岗实习的工程实际,以实习工程的施工图纸作为毕业设计的主要依据,成果上交时应附上相关的施工图纸。整个毕业设计按1~3必做,4~9任选一题,每位学生必须完成并上交四项成果。
四、“3+1”毕业设计效果
经过老师讨论与学生座谈,一致认为“3+1”毕业设计课题具有可行性、先进性和合理性,对提高毕业设计质量,为毕业生就业提供较好的业务平台,对实现毕业生、用人单位及学校三赢的局面有很好的现实意义。
五、结语
毕业设计质量的影响因素很多,除优秀的课题设计外,过程管理也相当重要,高职院校培养的学生应该是适应性强、上手快的学生。毕业设计是教师不断学习和检验的重要环节,毕业设计是学生提高的最后环节,它为走入社会工作的学生提前实践并树立信心,严格规范毕业设计过程管理则是必不可少的关键因素。实践型人才培养模式的构建中,需打破传统的毕业设计模式,“3+1”毕业设计模式是构建应用创新型人才的重要培养模式之一。
参考文献:
1.实践教学在土木工程专业中的作用
第一,学生的工程实践能力是衡量土木工程专业人才培养质量的重要标志,因此,实践教学是土木工程专业不可或缺的组成部分,是专业实现培养目标及教育目的关键的一环,缺少了实践教学环节,土木工程专业就形不成完整的教学体系。
第二,实践教学可以促进土木工程专业的学生对于理论知识的认知度,提高了学生的解决工程实际问题的能力,深化了思维能力,进一步加强了对本行业的的认识。通过实践性教学,学生对将要投身于未来的工作场地和土木工程实际操作规程会有所了解。
2.土木工程专业实践教学现存的主要问题
2.1倾向于理论知识,轻视实践教学
实践教学多从属于各学科的理论知识,在实际教学活动中,教师常常更倾向于学科的理论知识,轻视实践教学。有的教师还承担着一定的科研任务、社会服务等方面的工作,致使专业实践教师在理论方面的教学结课后,对专业相关的实验及实习指导存在一定的不足。再加上教学时间、条件等等因素的限制,实验教学内容往往被压缩,实验课时被减少甚至被取消,本该由学生亲手操作的实验常常不能实现,却只能以演示的形式呈现给学生,致使学生的动手能力比较薄弱。
另外,专业实习期比较短,实习计划以及考核方案不能有效完成,使得认识实习和生产实习流于形式,实践教学效果不理想。
2.2实践教学内容陈旧、形式单一化,缺少自主性和创新性
传统的土木工程具有很多的实习环节,一般包括与专业相关的实验、地质勘察实习、测量实习、认识各项工程实习等等。这些环节不集中,单纯为理论知识服务,单一片面,缺乏系统性和综合性。比如,学生进行毕业设计时,大部分的题目是混凝土结构的模板工程。设计形式缺乏新意,其要求设计的对象常是办公楼、影院、茶馆等内容。其设计对象程度不深、档次相对较低。钢结构、超高建筑、大跨空间结构建筑的毕业设计不多。即便是基础工程的设计,其设计内容往往是一些简单的基础形式,几乎没有复杂的基础形式方面的设计。桥梁工程课程的毕业设计内容缺乏新意,以简支梁桥的设计为多,其他桥梁的设计涉及较少,致使学生的计算能力方面比较薄弱。而且每一项实验及设计都有现成的指导资料,内容及流程都很具体,学生们不用颇费周折,就能轻松完成相关任务。在实践教学活动中还有互相抄袭的问题,严重扼制了创新能力的发展。
2.3 实践教学跟不上理论教学的步伐
高校土木工程专业的许多教师是毕业后直接到学校任教的,虽然理论基础深厚,但是缺乏相关的实践能力,相关的工程实践经验不足。有的带教实习老师长期在校内从事于教学工作,而工程实践经验以及工程设计方面的水平有限,在实践教学活动中,实践教学内容往往与工程实际脱节,很难有效实现实习计划。实践教学跟不上理论教学的步伐,与土木工程专业的实际需求严重脱节,学生对实际工程的性质、施工要求以及施工程序缺乏深度认识,只停留在书本上的知识范围,对工程的新工艺、新方法的认知度不够,更无从谈起掌握。学生的知识面窄,实践能力差,毕业后不能立刻胜任工作。
2.4实践教学资源投入不足
在土木工程的实践教学中,由于教学资金配备不足,导致教学资源比较匮乏,尤其是在实践教学这一环节颇为突出。实验仪器、实验装置、耗材以及实验室的建设均需要大量的资金,这些项目资金的不足,致使实验教学的计划不能得以有效完成。实验室的仪器及装置更新不及时,许多工程的新的工艺方法实验不能开展,学生对前沿技术缺乏了解。再者,实习经费不足是高校普遍存在的现象,缺少资金就无法与优秀的工程训练中心达成实习协议,或者造成实习时间短促,无法保证实习质量,实习效果不理想。