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(一)教育內容改革
從土木工程人才培養的實際要求出發,及時更新教學內容、改革教學體系。在整個課程體系中貫穿橋梁工程設計與施工,使內容完整連貫、重點突出。同時也提高了教學內容的實用性、針對性。在這方面,高校土木工程教科研組織可以以目前橋梁工程建設基本要求作為標準,結合自身長期積累的教學經驗,確定該課程的教學體系。
(二)重視實踐教學
實踐教學是學生增強橋梁設計能力、全面發展的重要階段。通過課程設計、畢業實習和畢業設計三個部分進行實踐。所謂實踐教學,就是讓學生通過課程設計、畢業實習和畢業設計等形式運用專業基礎課上所學知識。使其可以利用專業知識對橋梁結構進行理論分析,并且能夠解決簡單的實際橋梁設計問題。實踐教學主要可以從課程設計實踐和橋梁模型設計競賽兩方面展開。
1.課程設計實踐
橋梁實踐課程是培養橋梁工程專業人才的重要途徑,它對學生所學的知識的感性認識、提高實際運用能力與增強創新意識都有重要作用。此外,通過它也可以了解學科的最前沿知識,更新教材知識。工程實踐作為夯實理論知識、養成工程意識和能力的關鍵過程,對提高學生的橋梁結構理論的分析能力和簡單設計能力有重要作用。課程設計應結合已經學過的材料力學、混凝土結構設計原理、結構力學等書,并且盡量選擇常見的梁形。教師提前準備任務書和指導資料,以便學生提前預習,進行全面的橋梁設計。此外,教師也應監督輔導設計過程。
2.橋梁模型設計競賽
為增強學生的工程創新能力,提高學生對課程知識的熟練運用和理解,我們積極組織學生參加橋梁結構模型設計競賽。橋梁結構模型設計與制作需要參賽者對選擇結構、計算、制作工藝等多種知識熟練的掌握和應用。結構合理的受力形式對模型承載力的大小有重大影響。學生需要了解掌握各種橋梁結構形式,并了解其受力特點與傳力途徑,準確計算其受力情況,以找到最佳的結構。此外,設計制作過程中選擇適合的材料也十分重要,不同的材料結構導致的破壞形式也有所不同,這也要求學生掌握了解各種材料的特性并進行選擇。通過參加橋梁結構模型競賽,參賽學生在對橋梁結構形式、受力分析、結構整體性和穩定性,以及細部構造等各方面都有深刻的認識和理解,同時也鞏固了力學和材料學等基礎知識,對學生的課程學習具有很好的促進作用。在選擇結構的過程中,學生不但對橋梁理論有了更深的理解,而且對以前所學的知識進行了很好的溫習。除了材料和結構的選擇之外,制作工藝對結構能否達到預期的受力設計也有很大的制約。為了防止由于制作工藝而導致結構模型的承重受到影響,參賽者必須細致處理細小構造與節點,使之與計算結果吻合。制作工藝既是學生對結構受力知識掌握情況的考核,也提高了學生對橋梁構造的理解。
(三)課程考核改革
對考核方式的改革要能夠客觀評價學生的綜合素質,加強對實踐操作能力、知識運用能力與創新能力的考核比重。以橋梁工程特點和應用型人才培養要求為標準建立一套符合人才選拔的科學系統的考核體系。要使考核方式多樣化,考試內容更側重對綜合能力的考察,而不只是局限于只是記憶方面的考核,成績評定更全面,促使學生積極主動的學習。提高作業、課上表現、論文以及資料閱讀等多個方面在成績中的比重,而不局限于最后的卷面成績。力爭使考核形式向著多樣化、多種形式、多階段的方向發展。
1.改革考核內容
考核方式改革是為了改變傳統考核方式存在的種種弊端。針對傳統考試考核內容局限于教材、筆記,以及老師劃定的范圍重點等缺點進行改革。克服傳統考核方式偏重知識記憶、缺乏對創新能力與綜合素質的考察而導致上課記筆記、課下抄筆記、考核背筆記、考完全忘記的情況出現。改革應該以培養應用型人才培養要求為標準,考核偏重學生對學過知識的理解和獨立思考的能力。這主要體現在減少單個知識技能考核,增加對創新應用與知識能力體系的考核。
2.改革考核形式
現行的考試在形式上多以閉卷筆試的考核方式為主,內容以教材理論知識為主。改革考試形式可以結合專業特點,進行開卷、閉卷、開閉卷相結合、實踐操作、撰寫專題報告、模型制作、答辯以及學術論文等多種形式的考核。并且將考核分散在平時測驗、期中期末、課堂課外多階段。改革制度多樣化發展。鼓勵學生在課外學習,提升作業、課上表現、論文以及資料閱讀在成績中的比重。最終達到提高專業水平、綜合素質的目標。
二、結語
[關鍵詞]工作過程 橋梁工程 模塊化教學
中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)45-0132-01
一、課題提出的背景
《橋梁工程》是土木工程道橋專業的重要專業課程,在中等職業教育領域中,以往的教學模式遵循的就是高等職業教育《橋梁工程》課程的簡單版本,在教材上,我國中等職業教育橋梁工程教材的諸多版本,基本上都是參照高校橋梁工程教材,然后從中刪減掉一些繁瑣的設計計算內容和中等職業教育學生不容易理解的內容,但是從根本的教學模式與教材框架上來說,還是沒有脫離高校教材的范疇。但是中等職業教育與高等教育最終達到的教育目的并不相同,中等職業教育為社會提供的應該是能夠完成工作任務的專業性人才,應該以工作過程為導向建立一個全新的橋梁工程課程教學體系。
二、課題改革方向――模塊化教學
模塊教學法是從國外引進的一種較為先進的職業技術教學法。這種方法打破了原來的課程體系,以技能為主線,將理論知識與技能要求融為一體,每個模塊代表一個實際工作程序和工作規范。職業教育學和工業心理學研究成果表明,工作經驗是一線生產、服務人員最重要的知識。他們工作所需要的知識、技能和處理實際問題的能力,多通過工作實踐獲得。這些實踐包括接觸設備、熟悉生產工藝和業務程序、與同行交流等。研究事實告訴我們,我們的課程要貼近學生,貼近崗位,貼近就業環境,要根據學生個體學習心理規律和職業活動原則來組織,為此著力探索構建模塊化項目課程新體系,創建適合地方經濟的人才規格要求的新型課程模式非常有現實指導意義。
三、模塊化教學建構方案
1.突出重點,理論與實踐相結合
很多畢業生的反饋信息中經常提到一個問題,就是他們覺得在學校學到的知識并沒有太大用處,到了現場都是重新學習。其實這并不是因為他們在校沒有學習到橋梁專業知識,而是因為在校學生學到的是籠統的專業知識,但到了實際現場橋梁施工工作中,在一項工程中,他們接觸的只是某一種橋型的某一種截面的某一種施工方法,面對的是某一型號的生產機械與工具。所以他們需要很長時間才能適應工作過程,這就是傳統模式橋梁工程課程體系對中職學生以工作和就業為導向的學習目的產生的最大弊端。那么以模塊化教學為理念,就是要把以往籠統的專業知識,分散成若干個模塊,以多媒體教學、現場教學、模擬施工現場教學為手段,使學生能夠階段性地掌握特定橋梁種類的施工方法與特定施工環節的施工工藝。加深學生理解,貼近生產實際,為社會輸送具有一定施工經驗的中職專業人才。
但是橋梁的種類繁多,施工方法也是多種多樣,如果想在1年的《橋梁工程》課程中想要把所有的橋梁種類的所有施工方法都采用模塊式教學手段完成,顯然是不現實的,并且某些橋型的施工難度極大,對教師師資和教學手段要求極高,實際應用中卻并不常見,所以中等職業教育橋梁工程課程的模塊化教學應該突出重點,并且要緊密配合理論基礎知識,如果極端的為了以工作為導向,只注重施工操作環節, 而不注重理論知識的教學,那么學生對橋梁工程的理解將有極大的局限性,即使其擁有大量的施工經驗后也很難達到觸類旁通,融會貫通的層次。雖然是中職學生,但畢竟是不同于工人的技術人員,不注重理論的教學對學生是極不負責的,所以模塊化教學也要把理論與實踐相結合。
2.模塊化項目課程體系框架
基于突出重點,理論與實踐相結合的原則,我構建的橋梁工程模塊化教學體系如下
其中橋梁總論,施工總論兩模塊采用書面考試為衡量成績標準;單項操作技能模塊采用試驗與操作計分,并考核任務書的完成進度與精度;特定橋梁種類施工模塊采用試驗與操作計分,并考核識圖與測量精度;著名特大橋梁施工案例模塊采用自由發揮繪制特大橋(并注明結構分類與各細部施工方法)為考核方法。
四、模塊化教學對諸多教學因素產生的革命性影響
要實現以工作過程為導向的橋梁工程教學體系改革,需要具備很多硬性條件。
1.建立配套的師資隊伍
2.建立健全與專業相配套的實驗室、實習室、實訓基地
3. 教學軟件的改革
總之,與傳統橋梁工程課程相比,以工作過程為導向的模塊式教學模式更適用于中職學生,提高學生學習興趣,突出工作內容,使學生在就業后能夠更快的勝任工作崗位。
參考文獻
[關鍵詞]土木工程 教學內容 教學模式
[中圖分類號] TU7-4 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2014)14-0079-03
我國土木工程建設有著飛快的進步,房地產產業和住宅的大發展、高速公路和高速鐵路網的迅猛興起,增強了我國的綜合實力。城市建設中的基坑開挖不僅越來越深,而且開挖對周圍環境的影響越發敏感;全國30多座城市已建或在建地鐵,大冶露天鐵礦開采的邊坡高度達到800多米,海底隧道、煤礦開采的深度最深達到1000多米。同時,近些年我國工程建設中事故頻發,如杭州風情大道地鐵基坑倒塌事故、上海蓮花河畔景苑7#樓傾倒事故、青島輸油管道爆炸事件。因此,我國對工程建設場地選址及場地內地質條件要求越來越高,水文與工程地質工作是土木工程建設重要的、不可缺少的基礎工作。
1998年教育部頒布《普通高等學校本科專業目錄》,將原來的結構、橋梁、道路、巖土、礦井建設、城鎮建設等8個專業合并為土木工程專業,成為一個寬口徑的大專業土木工程,具有內涵廣泛、支系眾多、科目復雜的特點,涵蓋領域極為廣泛,對學科全貌充分認識與把握,以期培養出的學生“理論基礎扎實,專業知識面廣,實踐能力強,綜合素質高,并有較強的科技運用、推廣、轉換能力”。[1] [2]土木工程概論課程涵蓋工業與民用建筑、交通土建、地下工程、巖土工程、市政工程、水利水電工程及國防工程等廣泛領域。[3] [4] [5]通過對土木工程概論課程的學習,對剛進入大學的水文與工程地質專業學生以后從事土木工程相關的勘察、設計、施工、監理、管理等領域從事技術或管理工作有個較為全面的認識。
一、水文與地質專業對土木工程的重要性
資源開發和基礎建設在國民經濟中有著十分重要的意義。道路橋梁建設、煤礦資源調查等項目開展初期和建設過程中都必須對工程地質自然災害、水文與工程地質條件、不良地質現象及工程對周圍環境的影響進行評價和調查。資源開發利用、基礎設施建設造成的水文與工程地質條件的惡化,對人類的生產和生活造成極大的影響,如采礦導致的地面沉降、人工開挖對邊坡穩定性的影響、尾礦庫對地下水的污染、水庫蓄水誘發區域性地震,特別是近年來由于經濟發展導致的全國大范圍的霧霾天氣。故此在各類地質環境評價、資源開發利用以及地基基礎工程建設等過程中,不僅需要從業人員懂得水文與工程地質專業知識,而且會科學管理各種工程。但從現實情況來看,高級應用型技術人才普遍不足。
水文與工程地質的畢業生,既有厚實的專業理論基礎、寬廣的專業知識,又有較強的實踐技能,可在大型工礦企業、城市、城鎮從事給排水、地下水及區域環境評價等方面從事水文地質調查工作,也可在有關部門從事飛機場、港口、海岸帶海洋環境、鐵路、公路、隧道、水庫等土木工程方面的工程地質勘查工作。
二、土木工程概論課程的特點
(一)涵蓋內容全面
本課程包括材料力學和結構概念、建筑工程類型及施工工藝、飛機場工程的選址及建設、地下工程類型及施工工藝、橋梁工程的類型及施工工藝、道路工程的選線及種類、鐵路工程、海口工程、給排水工程、海洋工程、土木工程中的災害等內容,其中不僅涉及材料力學、結構力學、土力學、鋼筋混凝土結構等力學內容,還涉及規劃、施工及監理方面的內容,因此學好這門課程,對于剛跨進高等學校大門的水文與工程地質專業的學生而言,理解本專業的培養目標意義重大。
(二)發展變化快
土木工程雖然是一門古老的學科,但其領域隨相關學科的發展、經濟建設和社會進步的需要而不斷深化、不斷拓展。
(三)應用性廣
隨著城市化的發展,我國對能源需求越來越大,高層及超高層建筑越來越多,建筑基礎形式多以樁基礎等深基礎為主,這不僅要求水文與工程地質專業畢業生掌握扎實的專業基礎知識,同時又為畢業生就業提供了更多的機會。
三、土木工程概論課程存在的不足
(一)教材內容的滯后
土木工程建設種類、規模發展日新月異,由于時效性,教材不可能及時反映土木工程的變化,已淘汰的施工工藝技術甚至還有可能在現有的教材中出現。
(二)課堂教學方式不豐富
土木工程概論課程涉及的工程種類多、工程性很強。現代多媒體的運用相較于傳統的黑板教學而言,能夠大大提高教學效率,在很短的時間內擴大了學生的知識面。涉及高層建筑、橋梁、隧道等工程的施工工藝的流程、各種施工機械的操作過程,學生如不到工地現場則不能很好地掌握關鍵施工技術,這就導致教學效果不理想,學生對知識的掌握不牢靠。
(三)教學素材收集難
由于土木工程涉及交通、土建、港口、海洋等方面,其覆蓋面相當廣泛,要收集各種工程的典型性素材有相當的難度。
四、土木工程概論課程教學改革
(一)精選教學內容
土木工程概論課程的教學目標是開拓學生土木工程的視野、培養學生土木工程的意識、激發學生持久的學習動力。因此在講課時可選擇生動宏偉的建設場景和案例,如上海中心基坑施工、廣州東塔基坑施工、三峽大壩工程、港珠澳大橋建設及世界各地的海底隧道工程等,以此來讓學生建立土木工程的整體和發展思維,從而提高他們學習后續課程的興趣和質量。同時,在教學中將學生帶到實際工程現場,進行現場教學,讓學生提前接觸生產實際,掌握一些現場施工的知識,為他們走向工作崗位奠定堅實基礎。
(二)采用形式多樣的教學方法
為激發學生學習興趣、提高課堂效率,各種如橋梁類型、隧道類型、飛機場形式等可以用靜態多媒體直觀、形象地展現出來,以此提高學生對工程的直觀認識,加深學生的理論知識,以較少的教學時間收到很好的教學效果。土木工程概論內容豐富多彩,為避免課程內容變得枯燥無味,教師在課堂教學中不應僅僅以靜態圖片的形式向學生講解土木工程的有關概念、理論,這樣易讓學生產生厭學情緒。課間播放一些隧道施工、深基坑維護施工的教學短片,如人工挖孔樁、港珠澳大橋施工錄像、廣州東塔的施工動畫、管樁打入施工過程、雙排樁施工過程、錨桿支護施工過程、越江隧道施工動畫、邊坡加固施工過程。通過教學錄像的播放,讓學生掌握各種土木工程的施工方法。
(三)穿插專題講座
為了讓學生了解土木工程的最新發展狀況,針對新近的一些深大基坑工程、橋梁工程及土木工程方面的試驗平臺做專題講座,如上海蓮花河畔景苑7#樓傾倒事故分析、上海中心深基坑支護工程、港珠澳大橋施工、國內外離心機試驗、動態空心圓柱剪切試驗等。隨著城鎮化的進展,近年來淮南新建了一批深基坑工程、橋梁工程、隧道工程。在教學過程中,邀請現場技術人員到課堂上來給學生做講座,如進行過“攪拌樁維護施工”、“地下連續墻施工”、“拉森板樁維護施工”、“地下空間施工”、“打入樁施工”等專題講座。專題講座不僅充實了教學內容、開拓了學生的知識面,而且能引導學生從事土木工程的就業方向。
(四)知名人物及實驗平臺介紹
為增加水文與工程地質專業學生對國內外高校土木工程專業的認識及針對部分學生今后考研的情況,教師在講解到各種土木工程時,可穿插些相關的歷史人物、當代知名學者及國內的一些重點實驗室的介紹。如講到橋梁工程時,可講一講茅以升事跡、盧溝橋事件、國內外知名高校橋梁工程專業的知名學者及同濟大學的橋梁結構抗風技術交通行業重點實驗室;講到地下工程時,可介紹同濟大學巖土及地下工程教育部重點實驗室的離心機試驗機、動態空心圓柱剪切儀;講到鐵路工程時,可介紹一下中國首位鐵路工程師詹天佑、同濟大學的道路與交通工程教育部重點實驗室;講建筑工程時,可說一說建筑大師貝聿銘的杰出成就等;講到土木工程災害時,可介紹同濟大學的土木工程防災國家重點實驗室。
(五)新近知名土木工程建筑介紹
國內外的知名建筑發展日新月異,現有的教材很難跟上其發展變化。因此,在講授土木工程概論時,應介紹國內外最新的土木工程建設進展,以增加本課程的時效性,從而激發學生的學習熱情。講土木工程材料時,可穿插裝修材料的最新發展狀況;講高層建筑時,可介紹國內正在建設的摩天大廈,如上海中心大廈;講橋梁工程時,可穿插東海大橋、杭州灣大橋的建設情況;講高鐵建設工程時,可結合京福高鐵來講;講水利工程時,可以介紹一下我國西南地區正在建設的水電站,如向家壩水電站、白鶴灘水電站以及金沙江、雅礱江、大渡河等“三江”水電基地。通過講解一些知名重大工程建設的情況,可以拉近水文與工程地質專業學生與土木工程之間的距離,以此激發學生學習本門課程的興趣。
(六)授課教師的優選與培養
土木工程概論涉及現有的各種工程,要求授課教師不僅要具有寬廣的知識面,而且要有豐富的實踐經驗,為此要選具有豐富科研經歷的教師授課本門課程。近年來,由于高等學校招生規模的擴大和高校教師數量的不足,尤其是有一批青年教師缺乏實踐經驗,致使土木工程概論的教學存在一些問題。因此,不僅要求有經驗的教師對年輕教師進行傳、幫、帶,鼓勵年輕教師參與相關研究課題中,而且為了掌握土木工程的最新進展,年輕教師要經常參加國內外的相關學術會議,在寒暑假期間,盡量去工地實習、鍛煉,掌握現場施工的細節,不斷更新土木工程概論的教學內容。
五、結論
土木工程概論課程教學改革可起到幾點作用:1.提高學生學習土木工程概論課程的興趣、效率,激發了水文與工程地質專業學生將來從事土木工程建設的熱情。2.使學生更深刻地認識到土木工程概論課程的重要性,加深理解水文工程地質對各類工程的影響,以及各類工程與水文工程地質間的相互作用與關系。3.提高了學生在土木工程建設中,保護水文與工程地質環境的自覺性,能夠讓學生認識并分析不良水文與工程地質條件,并能針對具體問題提出處理措施。
[ 注 釋 ]
[1] 傅光耀.關于土木工程專業建筑工程方向教學改革的探討[J].高等建筑教育,2001(1):25-26.
[2] 王清標,初明祥,胡永強.大土木背景下《土木工程概論》教學模式創新研究[J].當代教育理論與實踐,2012(4):75-77.
[3] 王琰,周戒.對現代土木工程專業教育的幾點探討[J].高等建筑教育,2003(3):12-14.
關鍵詞 橋梁發展;鋼混組合結構;材料結構;橋梁美學;綠色設計
中圖分類號U44 文獻標識碼A 文章編號1674-6708(2010)26-0087-02
現在橋梁建筑已不單純地被視為交通線上重要的工程實體,同時也是一個國家科學技術、綜合國力的綜合體現。本文具體介紹我國各種橋梁的發展現狀及發展趨勢。
1 材料結構不斷輕型化
當橋梁向大跨度方向發展的同時,未來橋梁新材料應具有高強、高彈模、輕質的特點,對建橋材料也提出了高強、輕質和多功能的要求,橋梁的規模有一個理論上的限度。新型材料不斷出現,不過它們的實際應用僅僅受制于對其使用壽命的顧慮。在以保守的方式使用新型材料的初期驗證階段,目前橋梁常用的鋼和混凝土,從而實現高強輕質的目標。材料科學的進步為橋梁實現輕巧、簡潔、形式的多樣化提供了更多的可能性,進一步探索新型的、高強、超高強工程材錢建立其可靠的力學本構關系,以充分發揮材料潛在的承載力,并在結構理論研究上發展更符合實際狀態的力學分析方法與新的設計理論,不同類型輕質材料組合拼裝的各類新型斜拉橋、懸索橋、輕質拱橋,并向可靠度理論方向進行探索,將一跨而過大川海灣。
鋼管混凝土拱橋具有其獨特的優越性,鋼管混凝土拱橋的跨度將會達到甚至超過斜拉橋。拱橋的拱肋是以受壓為主的構件,除需要改進橋梁設計計算的理論和方法外,其穩定性問題較為突出,軸壓承載力和抗剪承載力高;在大跨度橋梁中,具有良好的抗震性能;灌注混凝土階段的模板和鋼筋,耐火極限比鋼材強;高強輕質且便于施工的高效結構材料,還可以很大程度上改善大跨度拱橋中抗風能力和抗震能力;鋼管棍凝土具有良好的經濟效益。
我國對鋼管混凝土的研究,雖然在我國起步較晚,但在我國鋼管混凝土具有很靈活的造型能力,發展迅速。我國已建和在建的大跨度鋼管混凝土拱橋,制定了多種應用規范。主要形式有下承式、中承式、上承式,已處于世界領先地位。無鉸拱橋分為鋼管混凝土拱橋和帶鋼管混凝土勁性骨架的混凝土拱橋。這種堅實的理論基礎和豐富的工程實踐經驗將為鋼管混凝土拱橋的發展奠定了基礎。為了使拱橋的發展充滿了活力,拱肋構造,大都采用雙管組合肋(“啞鈴”型截面)或4管組合肋。在我國鋼管混凝土拱橋建設中,也有采用2管和6管組合肋的;綴件則采用鋼板或較細的空鋼管,無論是數量和跨度、結構和類型、施工技術等均為世界領先水平。其造型千姿百態,為好些城市平添一道絢麗壯觀的風景線。隨著我國交通事業的不斷發展,鋼管混凝土拱橋將成為我國路橋建設中不可缺少的一部分。
2 橋梁美學研究
橋梁建筑是建筑藝術的一個分支,屬于藝術門類。橋梁通常是社會大型公用設施,與其他±木建筑相比,它具有土木工程建筑的一般屬性,橋梁建筑還具有自身的特點,有使用和觀賞兩重功能。其主要功能是給人們提供跨越障礙的通道,具有形體龐大、位置固定、建造具有不可逆性且耗資巨大等特點。由橋梁的特殊功能決定了橋梁必須是一個開放的體系,結構散布在社會各處,任何人在任何時間都可以使用它。與人類的活動密切相關,具有開放性,使用壽命也比較長。因此,公共性、公平性、安全、適用、經濟必然是橋梁設計的原則,橋梁規模越大,激發了公眾參與的熱情,經濟因素在橋梁建設中所占的分量就越大,人們對其建造都非常關心,這一點在現代橋梁設計實踐中已得到足夠重視,這就是推動橋梁美學研究的直接動力。創新便是橋梁建筑藝術的靈魂,通過總結前人的創新經驗,終究會走向橋梁的藝術范疇。橋梁建筑屬于結構,創新必須以實踐為基礎,其存在的基礎是其適用性,也需要用理論來指導。
3 橋梁綠色設計
橋梁從設計建造到使用,直到服役期滿,利用綠色設計和生命周期設計。注重生態環境的保護與可持續發展的原則,綠色設計包含產品從概念形成到生產制造、使用乃至廢棄后的回收、重用及處置的各個階段,既實現社會價值又保護環境價值,因此對環境問題的考慮不僅僅指施工建造期內對環境的影響,促進人與自然的共同繁榮,環境保護只是綠色橋梁設計應考慮的因素之一。在使用過程中一般不會產生對環境有害的垃圾,不能等產品產生了不良的環境后果再采取防治措施,其自身將成為一件無法處理的廢棄物。要預先設法防止產品及工藝對環境產生的負作用,然后再制造。這就是綠色設計的基本思想但達到使用壽命后,因此如何利用橋梁高架的優勢保持生命流通,對達至設計使用年限的橋梁的處理問題也是不能忽視,生態連續是未來橋梁設計必須考慮的課題,這也是綠色橋梁設計的基本要求。
4 結論
陸路交通網是世界橋梁工程界的目標和夢想。年輕一代橋梁工程師要以報國為己任,勤奮學習、努力創新、勇于實踐,讓中國的橋梁成為世界橋梁史上的里程碑,使中國成為世界橋梁強國中的一員,重現中國古代橋梁的輝煌。
參考文獻
[1]張建仁,劉揚,許福友.結構可靠度理論及其在橋梁工程 中的應用[M].北京:人民交通出版社,2003:1-3.
[2]中鐵大橋局橋梁科學研究院.大跨度鐵路(公鐵兩用)斜拉 橋和懸索橋資料調研[R],2001.
[3]陳艾榮,盛勇,錢鋒.橋梁造型.人民交通出版社,2005: 3.
[4]李亞東.橋梁工程概論.西南交通大學出版社,2001:19- 20.
[5]韓伯林.世界橋梁發展史.知識出版社,1987:46-115.
[6][英]馬丁?韋爾斯.世界著名橋梁設計[M].張慧,黎楠, 譯.中國建筑工業出版,2003.
[7][英]馬丁?皮爾斯,理查德.喬布森.橋梁建筑[M].吳靜 妹,王榮武,譯.大連理工大學出版社,2003:15-18.
關鍵詞:橋梁 結構體系 ;分類 ;承重 ;特點 ;發展
中圖分類號:U445文獻標識碼:A
一、引言
橋梁是供車輛(列車,汽車)和行人等跨越障礙(河流,山谷,海灣或者其他線路等)的工程建筑物。簡而言之,就是跨越障礙的通道。當原始人類尚不知道如何造橋時,會利用自然界物體,如天然倒下的樹干,地殼長期侵蝕形成的拱狀物,森林里攀纏懸掛的藤蘿等來幫助他們度過溪流、山澗、峽谷。地面上并不是一片坦途,總會有溝壑山澗,當工程需要的時候不得以都得跨越障礙,天塹變通途,橋梁的作用也就不言而喻了。橋梁的發展歷史悠久,樣式豐富,造型各異。
二、梁橋
梁橋 (Beam Bridge) 以受彎為主的主梁作為承重構件的橋梁,是一種高度剛性,橫跨在兩端支架上的水平結構,在結構上如同一根橫梁用以支通運輸。它是直接傳承自獨木橋,現在一般使用I型鋼、箱梁、強化水泥或預拌混凝土建造于淺灘上。它是一種常用的行人天橋及公路交流道和高架橋。如同它的早期樣式,這種橋在結構上是眾多橋梁種類中最簡單的一種。 主梁可以是實腹梁或桁架梁。實腹梁橫截面形式多為T型、I字型和箱型等,其構造簡單,制造、架設和維修均較方便,廣泛用于中、小跨度橋梁,但在材料利用上不夠經濟。桁架梁(又稱空腹梁)的桿件承受軸向力,常采用等高度T型梁(混泥土)或I型梁(鋼)跨度大時可以采用變截面,其材料能充分利用,自重較輕,跨越能力大,多用于建造大跨度橋梁。按照主梁的靜力體系,分為簡支梁橋、連續梁橋和懸臂梁橋。
三、拱橋
拱橋是以承受軸向壓力為主的拱圈或拱肋作為主要承重構件的橋梁,拱結構由拱圈(拱肋)及其支座組成。支座處的支承反力除了豎向力還有較大的水平推力。根據拱的受力特點,多采用抗壓能力較強且經濟合算的砌體材料(石材等)和鋼筋混泥土來修建拱橋,也因拱橋的推力,地基要求比較高,地基選擇比較嚴格。按拱圈的靜力體系分為無鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱。前二者為超靜定結構,后者為靜定結構。無鉸拱的拱圈兩端固結于橋臺,結構最為剛勁,變形小,比有鉸拱經濟,結構簡單,施工方便,普遍采用的形式。拱橋按結構形式可分為板拱、肋拱、雙曲拱、箱形拱、桁架拱。按承力形式分為上承式,中承式,下承式。拱橋為橋梁基本體系之一,跨越能力比較大,鋼筋混泥土拱橋目前在世界最大跨度為460米,石拱橋為146米,鋼拱橋為550米。就地取材,與鋼筋混泥土梁式橋相比,可節約大量的鋼材和水泥,能耐久,養護和維修費少,外形美觀,構造簡單,一直是大跨徑橋梁的主要形式。
四、懸索橋
懸索橋,又名吊橋(suspension bridge)是以承受拉力的纜索或鏈索作為主要承重構件的橋梁,由懸索、索塔、錨碇、吊桿、橋面系等部分組成。懸索橋的主要承重構件是懸索,它主要承受拉力,一般用抗拉強度高的鋼材(鋼絲、鋼纜等)制作 其纜索幾何形狀由力的平衡條件決定,一般接近拋物線。從纜索垂下許多吊桿,把橋面吊住,在橋面和吊桿之間常設置加勁梁,同纜索形成組合體系,以減小活載所引起的撓度變形。 主纜是結構體系中主要承重構件,是幾何可變體,主要承受拉力作用。主塔是懸索橋抵抗豎向荷載的主要承重構件,在恒載作用下,以軸向受壓為主;在活載作用下,以壓彎為主,呈梁柱構件特征。加勁梁是懸索橋保證車輛行駛、提供結構剛度的二次結構,主要承受彎曲內力。錨碇是錨固主纜的結構,它將主纜中的拉力傳遞給地基,通常采用重力式錨和隧道式錨。吊索是將加勁梁自重、外荷載傳遞到主纜的傳力構件,是連系加勁梁和主纜的紐帶,承受軸向拉力。
五、 組合體系
組合體系橋是指承重結構采用兩種基本體系,或者一種基本體系與某些構件(梁,柱,塔,索等)組合在一起的橋。分為:鋼架橋:梁與立柱的組合體系;T型鋼架橋和連續鋼架橋;梁,拱組合體系:柔性拱和剛性梁的組合;斜拉橋:梁與塔,斜索組成的結構體系;其它組合體系主要包括斜拉體系與梁,拱,索的組合。基本都是利用三個基本結構體系根據各自的優缺點進行有效組合,使其達到互利互補的效果,具有結構合理,設計先進,也便于發揮各機構的特點,彌補不足之處,都建立在對基本結構具有很好的掌握的基礎上,這就是橋梁的概念設計的一種體現。工程中會遇到很多現實問題,需要堅持原則,靈活處理。
六、總結
當今橋梁發展已經很成熟了,無論是結構形式,工程材料,設計理論,施工設備,制造工藝都非常的完善,但是不能固步自封,未來橋梁發展方向是沿著更完美的方向發展主要有:1 橋跨結構繼續向大跨發展,因為在具備一定的承載能力條件下,跨越能力仍然是反映橋梁技術水平的主要指標,修建跨海(峽)大橋也一直是人類的奮斗目標; 2 新橋設計理論與舊橋評估理論更趨完善,因為橋梁設計理論是橋梁工程的基石,隨著橋跨的增加,建橋環境的變化,結構體系的多樣和復雜,橋梁設計會面臨更多的困難和難題,需要適應橋梁發展的需要,開展設計理論研究,完善設計規范。
參考文獻:
[1]徐君蘭,孫淑紅,鋼橋(第二版)人民交通出版社.
【關鍵詞】客運專線;下部結構;施工成本;控制措施
鐵路客運專線橋梁工程具有橋梁長、孔跨多、施工工期緊以及技術標準高等顯著特點。針對橋梁下部結構施工成本控制特有的利潤來源渠道單一、變更索賠點較少等不利因素,在施工過程中采取精細化的成本控制措施,全面降低施工成本、增加經濟效益具有普遍現實意義。
1 項目背景
新建石家莊至濟南鐵路客運專線某標段衡景特大橋147#墩~1034#臺,共887孔,全長29.566Km。途經衡水市桃城區、武邑縣、景縣,先后跨越滏陽河、白馬河、040省道、106國道、老鹽河、天然氣管道、王政渠、邯黃鐵路、清涼江等。主體工程包括鉆孔樁φ1.0m 6720根、φ1.25m 1094根、φ1.5m 288根,共8102根,鉆孔樁累計設計樁長36萬延米;矩形承臺共888個,雙線圓端形實體墩、雙線單圓柱橋墩和雙線一字形橋臺等三種類型共888個。橋址區處于沖擊平原,地形平坦開闊,大部已辟為農田,局部表覆第四系全新統人工堆積層,地層由第四系全新統沖擊層、第四系上更新統沖積層組成。橋址區地下水類型為第四系孔隙潛水,地下水主要由大氣降水及地下水側向徑流補給,無不良地質。
橋梁下部結構具有線路長,管理跨度大,工程規模大,結構類型多等施工特點,橋梁基礎為群樁基礎,全部為摩擦樁,根據地質情況鉆孔樁宜選用回旋鉆機或旋挖鉆機施工,混凝土采用導管法水下灌注工藝。承臺施工根據橋位特點、埋置深度分別采用一般開挖、鋼板樁支護開挖等施工方案,混凝土采用大體積混凝土澆筑工藝,埋置降溫冷卻管,一次澆筑成型。墩身分為雙線圓端形實體墩、雙線單圓柱橋墩和雙線一字形橋臺三種類型,采用鋼模板一次性整體澆注法施工。
2 成本控制要點分析
(1)工期安排與均衡生產。
本項目工期歷經2 個冬季,對工程施工影響巨大,因此必須充分考慮冬季施工影響,合理分配工期,做到均衡生產。
(2)拌和站等大臨設施的設置和優化。
混凝土拌和站等大型臨時設施的布置方案,往往直接決定著項目的成敗,更直接決定一個工程項目的經濟效益。
(3)樁基施工設備的選用。
樁基礎施工設備的選用應綜合考慮工程地質特點、施工組織設計和現場標準化管理要求等因素。
(4)施工工藝優化。
材料核算是成本控制的關鍵和主要內容,尤其是橋梁工程中材料費占比大,必須通過施工工優化來進一步降低輔助材料消耗量。
(5)機械設備利用率。
橋梁工程施工所需機械設備多,應該加強機械設備管理,通過提高利用率來降低機械費成本。
(6)施工措施費的影響。
施工措施費也是影響經濟效益的重要組成部分,必須在保證質量和安全的前提下實行預算管理。
3 成本控制精細化措施
(1)合理安排工期,配備資源,均衡生產。
以總工期為目標,結合現場實際情況,抓關鍵節點,利用倒排工期法,合理編制實施性施工組織設計,制定詳細的分階段控制計劃,科學組織施工,不斷優化工料機等生產要素配置,確定勞務需求計劃、材料及機械進場計劃、分部分項工程實施計劃等,實時優化資源配置,做到超前謀勢、有條不紊。
(2)優化拌和站、鋼筋加工廠等大臨設置。
混凝土拌和站的選址涉及場站設置費、原材料成本費、成品材料運輸費等三大費用。合理的選址需要統籌考慮到臨時占地、交通運輸、水源條件、電力條件、社會環境等各方因素, 通過綜合計算、比選確定拌合站位置及規模,是降低拌合站大臨設施成本的重要手段。
合理設置鋼筋集中加工廠,使鋼筋加工工廠化、集中化,有利于對鋼筋材料的集中管理和核算控制,有效提高生產效率,降低生產消耗,實現精細化成本管理的目的。
(3)合理選用樁基礎施工設備,狠抓樁頭混凝土控制。
根據工程地質特點、施工組織設計和現場標準化管理要求,綜合考慮比選確定樁基礎施工設備。以本項目為例,橋梁地處沖擊平原,地形平坦開闊,采用了旋挖鉆機施工。旋挖鉆機對施工環境污染少,擴孔率小,成樁質量好,節省了造漿和排污費用,減少了因樁基擴孔造成的混凝土浪費,大大節約了成本。項目部還根據地質條件及試樁計算分析,制定了合理的混凝土考核系數,嚴控混凝土超灌現象的發生,杜絕混凝土浪費。
精確測量混凝土灌注高度是樁頭混凝土控制的根本保障,本橋樁頂位置多在3m~5m深度范圍內,灌注時混凝土在樁孔內“深不可見”,僅使用測繩憑感覺測量混凝土頂面高程比較困難,給精確控制超灌高度帶來極大的不便,如果超灌過多,則會造成混凝土的極大浪費,且對后續的樁頭破除帶來極大的不便。為此,技術人員發明了樁頭混凝土超灌預警裝置,采用此裝置樁頭基本控制在0.4-0.6m范圍內,超灌現象得到了有效地控制,且大大降低了后續樁頭破除的勞動強度。與傳統測量工藝對比,此項技術小革新共計節約了混凝土7125m3,降低了成本約249萬元。
(4)嚴格鋼筋用量的核算控制,優化施工工藝,減少材料損耗。
材料的成本管理是成本控制的關鍵和主要內容,尤其橋梁工程中材料費占總成本的比例約70%左右,其中主要材料為鋼筋和混凝土。下部結構承臺、墩身等混凝土施工通過定型鋼模板,基本消除了超方現象,鋼筋材料的管控是給成本造成影響的關鍵因素,管理不善往往會造成嚴重的材料超耗。除了要做好鋼筋原材料的采購、保管、限額發料以外,還應將鋼筋節超控制合理納入勞務分包合同,制定嚴格的核算控制體系,將對施工隊伍的材料節超考核與每月一次的驗工計價同步進行,通過盤點核算、對比分析,查找盈虧原因,對出現的問題及時整改糾偏。
降低鋼筋材料損耗,除了做好材料管理、定尺采購、合理下料減少廢料外,還應節省橋梁工程中不可或缺的工藝筋及輔助筋的使用,通過優化施工工藝等方法,盡量做到循環使用。例如樁基鋼筋籠吊筋、承臺鋼筋上下層間的架立筋等,節省此類輔助筋是特大橋工程成本管理中的一大亮點。
(5)有效提高機械利用率,減少機械臺班浪費。
針對鐵路客運專線橋梁施工點多面廣的特點,機械需求量大,自有機械或以月租及臺班租賃的機械,不便于現場管理,且調度及維修保養需要消耗大量的人力物力,管理不善極易造成臺班浪費、成本流失。為有效提高機械利用率,可以量化的施工項目盡量采取工程量的方式租賃機械,或核算至施工班組,充分調動施工人員參與機械管理,實現成本管控全員參與。對需求量比較多的混凝土罐車、泵車等機械,可以采取公開招標的方式,選擇有規模、有實力的承租商,實現“機械設備集中租賃”,與傳統的單機租賃相比,集中租賃不僅降低了租賃單價,節約了成本,還大大降低了管理風險。
(6)嚴控措施費投入。
施工措施費也是影響經濟效益的重要組成部分,除搞好施工組織設計,優化施工方案,確保經濟合理、技術安全的施工措施外,還應做好施工措施費的預算和資源管理。例如橋梁下部結構施工投入的鋼模板、腳手架等周轉材料管理,目前國家正處于鐵路建設高峰期,鐵路特大橋比比皆是,充分發揮公司內部調控的優勢,增加周轉材料的周轉次數,合理分攤成本,盡量減少一次性投入造成的成本浪費。
4 主要體會
(1)發揮團隊的力量。成本管控需要全員參與,組建一個團結協作、富有戰斗力和創新精神的團隊至關重要。成本管理需要良好的、積極向上的工作氛圍,需要全體成員統一思想、統一認識,相互溝通、相互配合,而不是單打獨斗。堅持以人為本,注重員工素質提升,通過加大教育培訓,增強團隊的凝聚力和向心力。
(2)實行精細化管理。精細化管理是成本管理的方向,尤其在各項監管越來越嚴格、透明的鐵路市場,想獲得效益提升必須通過精細化管理來實現。推行精細化管理,基礎業務要求做細做實,從每一筆數據到業務流程,都按規范標準執行。精細管理的過程也是一個不斷提升的過程,包括管理辦法持續改進、管理制度持續完善、施工方案持續優化等。在施工中,堅持創新,通過方案優化、技術改革,實現降本增效。
(3)建立激勵考核制度。建立科W的激勵約束機制,并按期兌現獎罰,做到言必行、行必果,有效激活團隊的積極性和成本管理工作的活力。
5 結語
企業的最終目標是實現經濟效益,成本管理是實現經濟效益的核心工作,成本管控的好壞直接影響到企業的利潤,甚至影響到企業的市場競爭力。要想在激烈的市場競爭中謀求發展之路,必須提高管理水平,從細節入手,堅持精細化的成本管理。
【參考文獻】
[1]姚兵.施工項目管理概論,中國建筑工業出版社,1995.
土木工程也是建造各類工程設施的科學技術的統稱,它既指工程建設的對象,即建在地上、地下、水中的各種工程設施,也指所應用的材料、設備和所進行的勘測設計、施工、保養、維修等技術。
作為一個重要的基礎學科,土木工程有其重要的屬性:綜合性,社會性,實踐性,技術經濟與藝術統一性。隨著人類社會的進步而發展,土木工程至今已經演變成為大型綜合性的學科,并已經出許多分支,如:建筑工程,鐵路工程,道路工程,橋梁工程,特種工程結構,給水排水工程,港口工程,水利工程,環境工程等學科。土木工程共有六個專業:建筑學,城市規劃,土木工程,建筑環境與設備工程,給水排水工程和道路橋梁工程。
通過一個學期土木工程概論課的學習,我已經深深地感受到土木工程涵蓋的廣泛,體味了前人取得的成就,也領悟了作為一名土木工程師的重大責任。當然,我們不能沉浸于現已取得的輝煌成就,止步不前。我們還應當與時俱進,去挖掘,去發現,去思考,去想象,去創新。在此,作為一名中國未來的土木工程師,我想結合土木工程的歷史,結合我國的國情和世界形勢,談一談土木工程的可持續發展之路。
My knowledge about civil engineering has been broadened since I became a student of Tongji University.
Civil engineering is a form of human activity. Human beings pursued it to change the natural environment for their own benefit. Buildings, transportations, facilities, infrastructures are all included in civil engineering.
The development of civil engineering has a long history. Our seniors had left a lot of great constructions to us. For example, Zhao Zhou Bridge is the representative of our Chinese civil engineering masterpieces. It has a history of more than 1300 years and is still service at present.
Civil engineering has been so rapid development of the period. A lot of new bridges have been constructed, and many greater plans are under discussion. China is a large county. And she is still well developing. So this era will be both exciting and rewarding for the Chinese Civil Engineers. And of course, civil engineering’s future is promising.
However, civil engineers will be facing more complex problems. We should pay attention to the growing population and a lot of deteriorating infrastructures. We should prepare for the possibility of natural disasters. To meet grow needs in the future; we should also try to update all the transportation systems.
To deal with these problems, we will have to develop innovative and enterprising skills. And we should choose a way that we can go continuously. Hazard Mitigation may be a great choice. Not only can it save money in the long run, but also avoid getting into an embarrassing situation in which we have to rebuild all the broken buildings. And we should also use more environmentally friendly materials when designing or constructing new buildings.
Well, to be a brilliant civil engineer is not easy. Today, engineering is a synthetic system. It not only depends on traditional mechanics, but also closely related to advanced science. So Physics, Chemistry, Material Science, Computer Science and perhaps more are all in our civil engineering program.
To be a good civil engineer, we should have the ability to apply the knowledge, to design a system, a component, or a procedure of construction. We should also be able to conduct experiments and explain the results. Furthermore, an engineer never works alone, so we shall cooperate with working team, and try our best to communicate effectively.
I’m very glad to be a student in this wonderful field. And I will try my best to be a successful civil engineer, to make contributions to our motherland.
1.對土木工程的歷史、現狀和未來發展的認識
1.1.1古代土木工程
古代土木工程具有很長的時間跨度,它大致從公元前5000年的新石器時代到17世紀中葉,前后約7000年。在房屋建筑、橋梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了輝煌的成就。一些文明古國的不少傳世杰作,至今巍然屹立。譬如我國的長城,埃及的金字塔等。公元6世紀建成的趙州橋,是世界上最早的敞肩式拱橋,于1991年被美國土木工程學會選為世界上地12個土木工程里程碑。
1.1.2近代土木工程
近代土木工程的時間跨度從17世紀中葉到20世紀中葉,前后約300年時間。在此期間,建筑材料從以天然材料為主轉向以人造材料為主,建造理論也從主要以總結長期建造經驗向重視科學兼顧經驗轉變。建造技術方面,一些性能優異的大型機械伴隨著各種極為有效的施工方法的出現,使得人們開始能建造結構復雜或所處環境惡劣的土木工程。期間建成的埃菲爾鐵塔、帝國大廈和金門懸索橋,至今仍不失為偉大的土木工程。
1.1.3現代土木工程
現代土木工程起始于20世紀中葉。發展至今,土木工程在建筑材料、結構理論和建造技術方面都取得了極其巨大的進步。
建筑材料方面,高強度混凝土、高強低合金鋼、高分子材料、鋼化玻璃越來越多地出現在建筑上。結構理論方面,利用電子計算機強大的運算和繪圖能力,力學分析和計算的結果更加符合結果的實際情況,使得在結構設計上更為可靠。對于建筑技術,已經發展到機—電—計算機的一體化,施工過程中,不論是上天、入地還是翻山、下海,都已不是施工的障礙了;而焊接技術的普遍使用,也使得鋼結構的發展進入了一個新的階段。
現代土木工程造就的舉世矚目的建筑有:我國臺北的國際金融中心,上海金茂大廈,馬來西亞吉隆坡的石油大廈雙塔樓,法國的諾曼底斜拉橋等。
1.2對土木工程的現狀的認識
現今的土木工程,正日益同它的使用功能或生產工藝緊密結合。
公共和住宅建筑物要求的建筑、結構、給水排水、采暖、通風、供燃氣、供電等現代技術設備日益結合成為整體。
工業建筑物則要求恒溫、恒濕、防微振、防腐蝕、防輻射、防火、防爆、防磁、防塵、防高(低)溫、耐高(低)濕,并向大跨度、超重型、靈活空間方向發展。
【關鍵詞】龍巖特大橋,概論,施工監控,組織體系,監控計算,施工監控
中圖分類號:X924.3文獻標識碼: A 文章編號:
一、龍巖特大橋概論
龍巖特大橋(60+100+60)m連續梁跨龍巖市南環路,對應的橋墩編號為35#~38#。
設計線路等級為Ⅰ級,牽引類型為電力牽引,設計速度目標值為200km/h客貨共線。線路情況為雙線,線間距4m,小里程側17.8m位于緩和曲線上,其余位于直線上。(60+100+60)m連續梁梁全長60.75+100+60.75=221.5m,邊支座中心線至梁端0.75m;中支點梁高7.6m,跨中梁高4.6m。梁體為單箱單室、變高度、變截面結構。箱梁頂寬13m,底寬6.4m,頂板厚度37-47cm,腹板厚度45-47-90cm,底板厚度50-130cm。在端支點、中支點、中跨共設5個橫隔板,隔板設有孔洞。
二、施工監控組織、工作體系
施工監控工作是一個復雜的系統工程,涉及建設、設計、施工、監理和監控等多個部門和單位,尤其是施工監控目標需要各個部門和單位密切合作、團結協調、共同努力來實現。因此,為確保各項工作的有序、協調、有效開展,必須事先建立完善的組織體系和信息傳遞機制。
為保障施工監控工作的高效運作,必須明確施工監控實施過程中的各項工作制度和組織制度。為此,在施工監控階段,成立由大橋的建設單位、設計單位、施工單位、監理單位和監控單位有關人員組成的“施工監控領導小組”,負責施工監控工作過程中的總體協調工作。
為確保監控工作及時進行和監控的有效性,我公司將組織精干人員組成“施工監控工作組”,常駐現場,密切配合現場施工,監控工作組下設監控計算和監控測量小組。
三、施工監控計算
連續梁橋施工采用分階段逐步完成的施工方法,結構的最終形成,需經歷一個長期而復雜的施工與結構體系轉換過程,對施工過程中每個階段的變形計算和受力分析,是橋梁結構施工控制中最基本的內容。
同時,為了能夠確保施工過程中結構的安全,保證成橋狀態最大程度地接近設計目標狀態,必須采用合理的理論分析和計算方法來確定橋梁結構施工過程中每個階段在受力和變形方面的理想狀態,以便為施工提供中間目標狀態,控制施工過程中每個階段的結構行為和狀態,使得其施工過程受力合理,而且最終的成橋線型和受力狀態滿足設計要求。
橋梁的施工控制計算分析不僅應能夠對整個施工過程進行正確描述,反映整個施工過程結構的真實受力行為,而且也能確定結構各個階段的理想狀態,為施工提供中間階段結構狀態。
施工監控的過程就是通過對施工過程的仿真計算,初步確定每個懸澆階段的立模標高,并在施工過程中根據施工監測的成果對誤差進行分析、預測和調整后續梁段的立模標高,以確保施工過程中結構的可靠度和安全,確保合龍精度以及成橋后的橋面線形、內力符合設計要求。
本項目監控計算準備采用多套軟件進行,對本項目橋梁復核計算和施工架設過程采用“橋梁博士”和“MIDAS/Civil”進行平面和空間計算。另外,施工監控中還根據需要采用Ansys軟件對0#塊墩區域進行局部計算分析。對本項目橋梁監控計算采用正裝法進行計算,整個計算步驟按主橋施工架設過程進行,直至主跨合龍。
三、施工監測
(一)監測項目
本橋的施工監測內容主要包括:線形測量,結構應力測試,溫度場測量等幾個方面。其中線形測量主要以施工單位的測量為主,監理、監控組進行復核,特別是對關鍵階段的復核。結構應力測試和溫度場測量由監控監測小組負責。
(二)線形監測
1、線形監控網及高程監控基準點復核
建立主橋線形監控網,在監控網中按規范要求測設主橋高程監控基準點,其為理論不動點,由水準基點引測其高程。為防止測點位置移動或破壞,線形測試前需對高程監控基準點進行復核,要求每兩個月復測一次。測量采用水準儀進行。
2、主梁立模標高與截面尺寸的放樣監測
在施工掛籃移動到位,固定底模后,用極坐標法測出每節段的橋軸線及底板兩邊點。因箱梁采用變截面形式,所以底板上每點的里程不同高程也不同。根據設計及施工監控計算所提供的資料在立模前計算出掛籃每塊前端的底板和頂板主要監控點(見圖4-1中a,b,c,d,e,f,g,h,i各點)的坐標,利用全站儀直接監控各主要點的平面位置,再根據水準監控點用水準儀來監控各主要點的高程。監控好各主要點后用鋼尺來監控細部尺寸,在保證每塊箱梁的平面和高程的基礎上還要保證局部尺寸和位置。
圖4-1箱梁截面立模監控點
以上是箱梁立模時的模板監控,它是現澆懸臂箱梁監控的一個部分。其監控關鍵在于通過掛籃試驗數據,準確預測澆注過程中的彈性和非彈性變形,在放樣過程中對這些變形給予適當的考慮,保證箱梁截面在澆注成形后最優化,減小截面特性施工誤差。此項工作在每一節段立模前均需進行。
四、質量目標及保證措施
(一)質量目標
我公司對此工程的質量目標是:(1)測試成果真實可靠,監控質量滿足設計要求,研究報告具體翔實;(2)提供業主滿意的技術服務。
(二)保證措施
貫徹GB/T19001—2000標準,根據我公司《質量手冊》、《程序文件》開展各項工作。
(1)公司的監控組織體系為:公司管理層—公司監控工作專家組—現場監控工作小組。
(2)選派業務素質高的人員組成現場監控組,并使成員各具所長,配合密切,以利于各項工作的開展。公司成立監控工作專家組,對監控方案充分論證,對現場監控組給予技術指導。
(3)選擇性能可靠的測試元件,嚴把元件質量關。對本工程使用的元器件,在埋設前均進行檢測,在埋設時要求技術人員細致耐心,認真負責,并取得施工單位的大力配合,確保元件的成活率在85%以上。
(4)對本橋施工監控的儀器設備均經標定,確保儀器設備準確可靠。并在使用過程中經常進行檢查和保養,一旦儀器設備精度有疑問時,即應進行檢定,以保證測試數據的有效性。
(5)對測試工作加強自檢、互檢,嚴格復核簽字制度。在復核中一旦發現不正常的數據,立即進行必要的復測,以避免錯過測量時機,造成漏測或無效測量。
(6)加強各項記錄的管理。
參考文獻:
[1]許長青,楊平.建筑工程施工監理質量控制專家系統[J].南京林業大學學報,2004(3).
【關鍵詞】橋梁;使用壽命;設計使用年限
1 橋梁使用壽命概述
橋梁的使用壽命是是根據現行規范標準和橋梁建造質量確定的,橋梁使用壽命是指橋梁從竣工到出現不安全狀況的時間。我國橋梁的設計使用年限一般為100年,實際工程中大多數橋梁并不是達到設計使用年限才終止使用,橋梁實際壽命小于設計使用年限。
英國的SomerVille將使用壽命分成以下3類:
1)技術性使用壽命:以橋梁的某些技術指標(如承載力)不合格時為終止使用期限;
2)功能性使用壽命:以橋梁結構不再滿足功能實用要求(如通行能力不滿足現在交通量)時為終止期限;
3)經濟性使用壽命:以橋梁結構養護維修不經濟(與拆換更新相比)時為終止期限;
目前人們所說的橋梁使用壽命基本上是指技術性使用壽命。
2 橋梁使用壽命小于設計使用年限原因分析
港珠澳大橋技術專家組會議提出了“建設百年大橋”的建設目標,既所有的設計、施工、設備和原材料都按照“建設百年大橋”的目標來要求,達不到要求的不能進場,可見橋梁使用壽命是衡量橋梁工程質量的重要標準之一。“百年大橋”目標對新時期公路橋梁建設具有重要的指導和借鑒意義。
但是要實現“百年大橋”的建設目標,必須要保證橋梁的實際使用壽命,實際工程中大多數橋梁的使用年限小于設計使用年限,造成這一現象的原因是多方面的,主要有以下幾個方面:
2.1 設計規范的局限性
設計規范是在以往的經驗、技術、科技水平等基礎上建立起來的,一般工程類設計規范每十年左右(甚至更短的時間)修訂一次,對于設計使用年限為100年的橋梁,隨著橋梁使用時間的增加,橋梁越來越不能滿足時代的要求,特別是長壽命的老橋梁顯得標準較低。即設計規范是靜態的,不可能充分考慮到橋梁使用過程中的動態變化,從而導致橋梁實際壽命和設計使用年限的差異性,引起差異的原因主要表現為以下兩個方面:
(1)設計荷載標準偏低。
在役老橋設計時按照早期的設計荷載,相對于現階段的交通量要求,設計標準普遍偏低。例如2006年陜西316國道冷水河大橋垮塌,引起社會各界廣泛關注。冷水河大橋是1983年開始施工,1985年建成通車,之所以選擇修建這種橋,主要是這種拱橋的投資少。大橋設計是按照當時的國家標準進行的,按現在的新標準看,大橋卻有“豆腐渣”的嫌疑,但當時符合標準,修建大橋并沒有偷工減料。可見,隨著交通量以及荷載等級的增加,許多老橋梁設計標準偏低,已基本無法滿足現在的交通需求。
(2)通行能力不足。
早期設計的橋梁橋上、橋下通行凈空尺寸太低,越來越不能滿足現代化通車、通航的要求,以致巨輪沖撞橋梁的事故時有發生。
2.2 輕視正常使用極限狀態設計
橋梁結構應該按照承載能力極限狀態和按正常使用極限狀態進行設計,前者指結構達到最大承載力或達到不適于繼續承載的變形時的極限狀態;后者指結構達到正常使用的某項規定限值。
荷載達到橋梁的極限承載力時橋梁會發生破壞,但是沒有達到承載能力極限狀態時,由于某些病害橋梁也不能正常使用甚至發生破壞。實際沒計中設計者主要考慮是荷載作用下橋梁的破壞,對橋梁的耐久性、適用性(正常使用情況)不夠重視,沒有意識到正常使用極限狀態驗算的重要性,使得橋梁的使用性、耐久性較差,從而導致橋梁的實際使用壽命小于設計使用壽命。
另一方面,承載力極限狀態的有承載力和無承載力之間的分界線是清晰的,而正常使用極限狀態的能正常使用與不能正常使用之間的分界線是模糊的,在很大程度上依靠工程經驗確定。所以科學合理的確定正常使用極限狀態也是有待繼續研究的問題。
2.3 橋梁施工質量不達標
橋梁施工過程中影響橋梁使用壽命的因素大致可分為兩類:一是非人為因素的影響,包括地震、泥石流、火山、暴雨、風雪等,非人為因素的影響很難避免但可以做到防止。二是人為因素的影響,這些因索包括:在施工中偷工減料、不按照設計規范對橋梁進行建造、未按圖紙設計施工等。如2012年6月,遼寧省撫順市月牙島西側跨河大橋施工時發生坍塌,事故直接原因是施工人員嚴重違反施工流程,過早拆除支架,導致該橋第三聯箱第10孔坍塌。
2.4 超負荷使用
橋梁設汁時的日通行量往往是按以往的水平設定的,對后期的發展考慮不足,所以當橋梁長期在超重荷載下運營時,其使用壽命也將隨之減小,致使橋梁的使用壽命不能達到設汁使用年限的要求
3 減小橋梁使用壽命與設計使用年限差距的措施
由于每座橋梁都處于一個復雜的動態環境中,橋梁結構的安全性、適用性和耐久性是各種因素綜合作用的效果,且影響因素具有不確定性和模糊性,橋梁使用壽命預測屬于不確性問題。正確的預測橋梁使用壽命,減小與設計使用年限的差距可以從以下幾方面入手。
從設計方面講,用動態的設計規范準則規范橋梁設計;研究橋梁合理的設計使用年限,可通過對橋梁的技術狀況進行檢測評估,合理準確的預測橋梁的使用壽命,為橋梁養護管理及以后的設計工作提供可靠依據。橋梁設計時,應該多考慮橋梁的正常使用狀態,承載力滿足的同時對橋梁的耐久性、適用性、安全性提出計算和構造設計的要求。具體的措施有以下幾個方面:①重視橋梁的耐久性;②防止橋梁疲勞破壞;③注重橋梁抗震設計概念、修訂抗震設防水準,做好橋梁的隔震、減震。
從施工方面講,面對橋梁建設施工中出現的問題,應該從以下幾點考慮提高橋梁的使用壽命:①尊重科學規律,對在建設施工中需要考慮自然災害影響的,需進行地質和氣象災害對橋梁使用壽命影響的可行性研究;②遵守法律法規,增強對橋梁建設中的管理人員、施工人員的教育和監督;③加大建設后橋梁質量評審的力度。
4 結語
本文介紹了橋梁的使用壽命和設計使用年限的基本概念,分析橋梁實際使用壽命小于設計使用年限的原因,提出了延長橋梁實際使用壽命,減少與設計使用年限差距的一些建議和措施,為延長橋梁使用壽命、促進橋梁維護和管理水平的提高提供一定的參考。
【參考文獻】
[1]張洪渡,鮑衛剛.公路橋涵結構的設計基準期與設計使用年限[J].公路,2005(8):35-37.
[2]葉文華.橋梁全壽命設計有關問題探討[J].世界橋梁,2008(1):76-79.