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铁道运输毕业论文模板(10篇)

时间:2023-03-10 15:04:07

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇铁道运输毕业论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

铁道运输毕业论文

篇1

2)简述本选题的研究现状和自己的见解

 

1)研究意义:交通运输在经济发展中扮演着极为重要的角色。分析研究交通运输与经济发展的关系,建立一个交通运输基础设施落后与经济增长作用机制的理论框架。

应用价值:深入研究分析云南交通不便与经济发展两者之间的内在联系和规律,处理好交通与经济发展之间的关系,对制定相关的政策以更好地协调交通和经济发展之间的关系具有重要的现实意义。

 

2)研究现状:

1.交通运输与经济增长关系问题的研究,可以看成是经济学关于                               分工问题研究的一个组成部分,是一个最基本的经济学问题——王庆云《交通运输与经济发展的内在关系》;

2.云南贫困面大,贫困程度深,地区偏远,公路的不通畅成为云南经济发展的瓶颈——李容平《论高速公路的修建对云南经济发展的促进》;

3.交通运输与经济发展之间的相互依赖关系并非是简单的关系,它们之间的相互依赖、相互作用的关系是较复杂的,是多元复合关系。它需要用系统工程的理论和方法来进行定性分析和定量研究——何满喜《交通运输与经济发展的相关性分析》

 

见 解:

云南地理位置偏僻,经济发展落后,应该加速工业发展,建立起自己的产业优势。加快产业的发展,稳步推进城市化和工业化,发达便利的交通是基础。

云南山区交通基础设施建设成本高,不论是修建铁路、公路、机场还是整治航道、敷设通讯线路都需要较高的投入,加之云南经济落后使其交通运输市场有效供给能力较低,结果云南便陷入“愈落后愈无力改善交通,愈无力改善交通愈落后”的恶性循环。

 

研究的主要内容:  

1.云南经济发展概况

(1)经济发展阶段

(2)产业结构分析

(3)结论:与全国其他地方相比,经济发展水平落后

2.经济发展落后的主要原因分析

(1)工业化迟滞,特色产业(如旅游业)发展受限

(2)边缘化的困境

(3)分析前两项得出结论:交通落后制约了经济的发展

3.交通与经济发展的关联分析

(1)交通运输与经济发展关系的宏观分析

(2)交通运输与经济发展关系的微观分析

4.解决经济发展落后的对策

(1)产业发展:需要交通的先行

(2)边缘化的困境:需要交通的改善拉近与东部发达地区的距离

主要研究方法:调查法、文献研究法、对比分析法、定理分析法、相关分析法

研究进度计划:

第一阶段:选题阶段(2010年5月至6月上旬)。确定每位学生的毕业论文撰写指导教师,并在指导老师的指导下完成毕业论文的选题。

第二阶段:开题阶段(2010年6月中旬)。学生在指导老师的指导下,进行开题答辩,顺利通过开题报告。

第三阶段:初稿阶段(6月下旬至9月中旬)。学生通过认真调研、资料检索等,完成毕业论文撰写初稿并提交至指导老师处,由指导老师提出修改意见。

第四阶段:定稿阶段(9月下旬至10月下旬)。学生依据指导老师的意见,对论文存在的问题和不足进行认真修改,进行定稿。

第五阶段:答辩阶段(2010年11月上旬)。根据安排,统一进行答辩,完成对毕业论文的成绩评定。

第六阶段:后续工作处理阶段(2010年11月中下旬)。根据成绩评定,要求不合格的学生限期修改,并完成毕业论文归档工作。

主要参考资料:(12~15篇参考文献)

[1] 赫希曼:经济发展战略.北京:科学技术出版社,1991.                                     [2] 马克思:资本论[M]. 北京:人民出版社,1963.                                         [3] 赵坚:供给与需求中的正反馈机制与经济体制转型[J]. 经济研究,1997,11.                         [4] [英]肯尼斯巴顿著. 运输经济学[M],商务印书馆,2002.   

[5] 王庆云:加速交通运输发展的几个问题.综合运输,2002,10:4-7. 

[6] 王庆云:综合运输体系的建设与发展[J].交通运输系统工程与信息,2002,2(3):56-60.            

[7] [美]萨缪尔森 诺德豪斯著.萧琛等译. 宏观经济学(第十六版)[M].外文出版社,2001

[8] 熊永钧. 运输与经济发展[M].北京:中国铁道出版社,2006                    

篇2

研究意义:旅*业虽然兴起的时间不长,但是在这一课题的研究,国内国外都已经取得了很多成果。例如旅游地生命周期理论、旅游经济学理论、旅游社会学、旅游中心地理论、旅游心理学等等众多理论成果和学科。虽然这一课题的研究已经取得了众多成果,但是我认为,对这一课题的继续研究还是非常必要的。旅*业毕竟是一个兴起不久的行业,而且随着社会的发展,人民旅游需求的增加,旅游业也必定会快速的发展变化。各种各样新的问题,新的情况都需要我们去继续研究,继续应对,所以社会日新月异的今天,这一课题仍旧没有过时,仍旧有其研究意义。

旅游业作为第三产业中的朝阳产业,它与经济发展有着密切的影响关系。从理论上讲,旅游业并不直接增加和创造社会财富,它只是通过旅游者的旅游消费使社会财富在不同地区、不同行业进行再分配。如何让财富进行高效,合理的分配,交通起着至关重要的作用,合理高效的交通是合理高效分配的基础。旅游业是人民经济发展状况的标志。旅游消费不属于人们的基本生活消费,它是社会经济实力、人们收入水平发展到一定阶段的产物。可以说,一个地区旅游业的发展状况是一个地区经济发展状况的的标志。同样一个地区的交通发展状况,也代表着一个地区经济发展状况。

大众旅游时代的到来,使旅游日益成为现代人类社会主要的生活方式和社会经济活动。随着社会生产力不断发展,劳动生产率不断提高,以及人们生活水平的迅速提高和带薪假期的增加,旅游业将持续高速度发展,成为世界最重要的经济部门之一。据预测,未来10年间,我国旅游业将保持年均10.4%的增长速度,其中个人旅游消费将以年均9.8%的速度增长,企业、政府旅游消费增长速度将达到10.9%;到20xx年我国旅游总收入占GDP的比例达到8%;到20xx年中国将成为世界第一大旅游目的地国和第四大客源输出国。作为新兴消费热点行业之一的旅*业,在我国将迎来巨大的发展机遇,很多省区和重要城市都把旅游业作为支柱行业和重点行业来发展。如何处理发展机遇与其带来的交通压力也是一个重要的问题。

国内外相关研究状况:旅游交通的理论研究目前主要集中在旅游交通的概念(保继刚、楚义芳,1999;关宏志等,20xx;卞显红、王苏洁,20xx;吴刚等,20xx),普遍认为旅游交通是指游客所使用的交通基础设施、设备以及运输服务。孙有望、李云清(1999),指出交通是旅游的重要组成部分比较深刻地揭示交通在旅游中的作用和地位。另外,在旅游交通规划、旅游交通需求研究、旅游交通管理和政策效力分析研究等方面国内学者都取得了一定的成就。国外旅游交通的研究状况主要集中在交通与旅游目的地发展关系研究、旅游佳通安全性研究、旅游交通的能源、环境、可持续发展研究等方面。

参考文献

Byung-WookWie,DexterJ.L.Choy,Trafficimpactanalysisoftourismdevelopment.AnnalsofTourismResearch,1993.

I.B.F.Kormoss.FuturedevelopmentinNorth-WestEuropeantourism:Impactoftransporttrends.TourismManagement,1989.

PaulPeeters,EckhardSzimba,MarcoDuijnisveld,MajorenvironmentalimpactsofEuropeantouristtransport.JournalofTransportGeography,20xx.

崔利。旅游交通管理。清华大学出版社,20xx.

杜学。旅游交通概论。旅游教育出版社,1995.

来逢波。区域交通与旅游的关联性探析[J].交通企业管理,20xx(11)。

李伟。旅游学通论。科学出版社,20xx.

孙有望,李云清,论旅游交通与交通旅游。上海铁道大学学报,1999,(20)。

谭颖青。从罗定市旅游交通规划看区域旅游交通网络的规划原则。社会科学家,20xx.

汪正元。论我国旅游交通的几个特性及其发展方向。旅游学刊,1989(03)。

2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施。

本论文深入探讨交通与旅游业的关系,分析交通工具的发展对旅游业发展的影响以及旅游业的发展对交通的反作用。通过对比、类比、以及数据分析,交通与旅游业的发展展开研究。根据以上思路,我的研究方法如下:

1)仔细研读相关着作、作品,使自己对课题有一个透彻的认识。在阅读的过程中随时将个人心得记录下来。

2)大量查阅国内外关于交通与旅游业发展的专业文献,总结他人的观点,并与自己的观点相比较,从而得到新的看法,并改进自己的观点。

3)借助互联网了解中外专家学者、各界人士、对于对于交通与旅游业的观点和看法,充实完善自己的观点。

4)和论文指导老师保持密切联系,寻求指导,为文章润色,力争出色。

3.预期成果形式。

4.本课题研究的重点及难点,前期已开展工作。

重点:交通的发展对旅游业带来的积极意义,和应对消极影响应采取的策略难点:具体分析交通对旅游业都产生了那些影响,如何产生的。以开展工作:查阅相关资料,草列提纲。

5.完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)。

第七学期第7周:确定选题,与指导老师见面。

第七学期第8-9周:完成开题报告。

第七学期第10周-第八学期第9周:撰写毕业论文。

第七学期第14周:完成中期报告,参加中期检查;

篇3

(一)电气化铁道技术专业职业面向

电气化铁道技术专业培养掌握电气化铁道技术的基本理论和操作技能,能够胜任电气化铁路变电所、接触网的运行、检修和日常维护等岗位工作,适应电气化铁路发展需要的高素质技术技能型人才。通过现场调研、企业专家访谈和毕业生跟踪调查,本专业毕业生就业主要面向铁路局供电段,城际铁路、城市轨道交通企业,采用电气化铁道运输的工矿企业的供电部门,以及电气化铁路工程施工单位。主要就业岗位有接触网工、变配电值班员、变电所检修工、电力线路工。

(二)电气化铁道技术专业人才需求分析

根据《国家中长期铁路网规划》,到2020年全国铁路营业里程达12万公里,电气化铁路也由目前3万多公里增至6万多公里。据预算,未来8年全国铁路电气化铁道供电人才需求11万,年均1.38万。全国城市轨道交通企业未来3年电气化铁道供电人才缺口1.25万左右。从人才需求层次结构分析,研究生、本科生和高职大专生的需求比例大约为10%、30%和60%,因此高职大专生是铁路用人单位招聘的主要对象[1]。

二、基于岗位导向“三双、四模块、四阶段”人才培养模式构建

(一)“三双、四模块、四阶段”工学结合人才培养模式内涵

通过工作任务和岗位能力分析,电气化铁道技术专业所涉及的接触网检修、变配电值班、变电所检修、电力线路检修四工种对应的岗位任职要求各有不同,但必需掌握的基础知识相同。根据这四个岗位的任职要求,结合国家岗位职业资格标准,确定岗位导向“三双、四模块、四阶段”工学结合人才培养模式的内涵。

“三双”即为“双主体”“双导师”“双形式”。“双主体”,即校企“双主体”合作培养。以合作办学、合作育人、合作就业、合作发展为主线,创新校企合作办学体制、校企合作育人机制、校企合作双赢机制以及校企文化融合机制。与企业建立联合制定计划、联合组织教学、联合开发课程、联合聘请教师、联合评价质量等制度,充分发挥专业建设指导委员会的作用,确保企业全程参与专业建设。围绕学校和企业发展的共同点,建立实训基地共建共用、科技咨询与服务、竞赛培训与鉴定、顶岗实习实训、“订单式”“定岗定向式”人才培养等机制,促进校企深度融合,实现互利共赢。“双导师”,即校企“双教师”联合培养。建立校内教师与校外教师共同指导学生的“双导师”制度,采取“双教师”教学模式,成立“1+X+Y”课程组,由校内专职教师任课程负责人,多个校内专任教师和多个校外兼职教师组成课程组在顶岗实习、毕业设计、课程实训、3G实景课堂等方面开展教学活动。“双形式”,即采用理论教学与实践教学交替进行的教学组织形式。建立多岗轮换实践制度,在不同的合作单位或同一单位的不同岗位上完成专业综合实践,使学生对职业领域的多个岗位都具备一定的实践经验。

“四模块”,即课程体系由综合素质能力、职业基础能力、职业岗位能力和拓展能力模块构成。在课程体系的设计上,强化职业需求导向,突出学生综合素养和专业知识与能力培养,增加了以培养学生可持续发展为目标的专业拓展能力课程模块。

“四阶段”,即将三年的6个学期中的第3至第5个学期各分成2个小学期,这样总共有9个学期。其中第1~3学期为第一阶段,以文化基础知识和专业基础知识学习为主,同时安排学生到合作企业进行专业认识实习,开展专业基本技能项目训练;第4~7学期为第二阶段,以专业知识和专业单项技能、综合技能项目训练为主,并获取职业资格等级证书;第8学期为第三阶段,为拓展能力模块学习阶段;第9学期为第四阶段,为毕业设计和毕业顶岗实习阶段,通常为期半年。学校根据就业企业的分配安排学生对口进行顶岗实习,学生在顶岗实习期间结合企业真实课题完成毕业设计。

(二)基于工作过程系统化的“模块化、项目化”课程体系构建

按照工作过程系统化理念,由行业企业专家、专业建设专家、课程开发专家、教学改革专家和专业教师组成的专业建设和课程开发团队,从接触网检修与施工、电力线路检修、变电所检修、变配电值班等典型工作任务分析入手,制定四个岗位的知识结构、能力结构和素质结构,确定专业行动领域和学习领域课程,构建与专业培养目标相适应的“模块化、项目化”课程体系,如图1所示。课程体系包括综合素质课程、职业基础能力课程、岗位能力课程和拓展能力课程四个模块,岗位能力课程又分别由四个岗位的课程模块构成。课程结构采用项目式结构进行设计,每个项目就是一个完整的工作任务,课程内容融入国家职业资格标准和企业岗位标准,按照职业能力培养要求,突出项目式教学[2]。

(三)“教学做一体”的教学模式构建

基于工作过程系统化的“模块化、项目化”课程体系采用模块化结构,课程全部以项目式结构进行设计,比如《小型电子产品制作》是由直流稳压电源制作、小型防盗器制作、双声道音响制作、病房呼叫系统制作和电子脉搏计数器制作等5个项目构成。每个项目包括学时、学习情境描述、学习目标、学习内容、教学环境设备与材料、作品和考核评价、学习过程分析记录、学习感受与信息反馈等。为保障项目化课程教学,专业系部建设了一体化实训室11间和铁路供电综合实训站场1个,真正实现“做中教,做中学”;同时所有教室都能利用职教新干线,借助云平台实现“空间教学”。

三、“三双、四模块、四阶段”人才培养模式实施建议

(一)建立和完善适合人才培养模式的各种机制

借助铁路运输职业教育集团平台,主动与集团内企业共同制订计划、共同组织教学、共同开发课程、共同聘请教师、共同制订评价质量等,确保合作企业全程参与 专业建设,形成学校和企业两个教学主体。建立和完善实训基地共建共享机制、员工联合培训机制、专家和教师结对帮扶机制等,促进校企深度合作,实现互利双赢。

(二)构建基于岗位模块式课程体系

以岗位职业能力为依据,按照岗位及其工作任务,构建由综合素质课程、职业基础能力课程、岗位能力课程和拓展能力课程四个模块构成的课程体系[3],岗位能力课程又分别由四个岗位的课程模块构成。采用项目化课程结构开发课程,使知识与技能有机融合,项目与任务紧密结合,实现“边做边教,边做边学”。

(三)建立全过程、多方位教学质量监控体系

教学质量监控具体要通过教学质量评估、教学过程监控和校内专业评估等措施实现[4]。由教务处牵头,系部具体负责教学质量评估,评价指标包括课程考核、专业技能抽查、职业资格证获取率、实习实训效果、企业满意度、毕业生发展等。建立“学院、处室、系部、教研室”四级随堂听课,“督导室、系主任、同行、企业、学生”五方面评教,“期初、期中、期末”三个常规检查,所有信息共享的教学全过程监控制度和奖[dylW.NEt专业提供写作毕业论文的服务,欢迎光临wwW. DYlw.NEt]惩制度。组建专业评估委员会,从专业人才培养地位描述、专业调查、专业建设概况、专业教学师资、专业课程体系、专业教学设备设施、专业重点项目等方面开展校内专业评估。

参考文献:

[1]刘国联,何燕,张敏海.高职电气化铁道技术专业人才需求调研与人才培养建议[J].考试周刊,2013(91):152-153.

[2]汤光华,周哲民,匡芬芳,等.“工学交替、三层三贯穿”人才培养模式的探索与实践[J].成人教育,2013(9):53-55.

[3]任津瑶,贾明昭,刘燕,等.高职医学影像技术专业“能力递进式”工学结合人才培养模式构建[J].职业技术教育,2009(32):34-35.

篇4

中国物联网校企联盟将物联网定义为当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合,实现物体与物体之间:环境以及状态信息实时的实时共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。进入21世纪,随着我国高速铁路、客运专线的快速发展,对铁路综合信息水平的要求也越来越高。逐步发展的铁路通信网络也更加数据化、实时化和多媒体化。物联网在铁路运输领域的推广和应用各方面的条件已经基本成熟。具有全面感知、可靠传送、智能处理特点的物联网是利用强大的的网络技术建立起来的。在物联网中非常重要的技术之一就是射频识别即RFID(又称电子标签、无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触)技术:

由于RFID系统能全天候全时段作业,不易受恶劣天气和环境的影响,性能稳定并且维护简单,识度正确率高。所以,它被视为了铁路信息化发展中一快新大陆。

RFID系统由三大部分组成:底端信息采集层、网络与处理中心层、应用与管理中心层:底端信息采集层包括电子标签(RFID)、阅读器、天线等;网络与处理中心层由无线路由、适配器、终端服务器组成;应用与管理层主要由使用终端、服务网站组成。硬件系统主要完成数据的采集和传输功能、采集数据为电子标签携带的信息,该信息为实时监控信息;软件系统主要完成采集数据的接受、处理(加工、融合)和存储(管理)。通过软件系统和硬件系统的紧密配合,实现系统设计要求。RFID 技术的基本工作原理很容易理解:当进入磁场(即进入识别器的工作范围)电子标签的接收到识别器发出的数据射频信号后,它会主动发送某一频率的射频信号给识别器。如果电子标签返回的信息能被识别器能够成功读取,那么对其进行解码并送往后台计算机信息系统进行有关数据的处理;若没有能够成功读取信息,那么再次对电子标签发送数据巡检信号直到读取成功。

以往铁路运输中的信息绑定与采集技术主要依赖于条形码。但现行的条形码存在几个明显的不足之处:第一,它能够储纳的信息少,而且在使用它时有时会造成相当复杂和繁琐的数据调取问题。第二,条形码对读取代码的距离要求很。费力、费时、费钱,往往又达不到所要的结果。第三,条形码很容易损坏且条形码上储存的是静态的,灵活性差,难以根据对其信息进行修改和补充。即使可以更新,还是会对资源造成浪费。第四,条形码具有一次使用性,不可重复利用。实际应用时,对标签数量要求极大。

铁路运输信息化进程既要对列车、机车、货车等快速识别与追踪,而且又要能够实现对具体货物的快速识别与定位追踪。RFID技术能够很好的满足对每一个货物的上述要求。RFID技术的特点有:

1.可以通过射频信号自动识别目标,对光线明暗要求较低。

2.可以实现对外部材料数据的直接读取,不会对外部材料造成损坏,同时避免了开箱过程,节约了开箱时间。

3.对环境的兼容性较强,可在恶劣环境下工作。

4.可远距离读取,无需与目标接触。同时可导入数据,重复利用强。

5.具有并行处理性,能够同时对几个射频标签处理。同时,可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位,提供实时位置。

在铁路发展的以下几个方面,携带信息量大,具有动态信息采集能力的RFID可以或已经发挥出了独特的作用:

①客票防伪与识别。铁路客票使用采用了RFID技术的客票,由于对应的电子芯片的内部数据是加过密的,与特定读写器信息对应,可确保实时准确的验证车票真伪。同时检票员还可以使用便携式的识读器对车票上的RFID电子标签进行读取,与已有相关信息进行比对,可以辨别车票,大大加快了旅客进出站的速度,提高了车站效率。

②集装箱追踪管理与监控。随着我国经济的飞速发展,集装箱货物运输量与日俱增,而我国集装箱运输中存在组织流程不合理、技术监控不完备、信息化程度低等问题,加之集装箱内货物状态无法有效监控,导致了集装箱运输超偏载等事故频发。众所周知,运输集装箱化是铁路货物运输发展主流,如果将无线射频技术应用到铁路集装箱,提高集装箱智能性,既能够实时掌握到集装箱在运输途中的状态,减少货物损耗,也能提升铁路集装箱使用效率。

③增强信息共享性。现有铁路在信息共享方面依然有很大的提升空间。目前,铁路现有机制仍然存在较大列车资源浪费的风险。无线射频技术的信息共享能力,及能够时将车站的车票发售情况与火车乘务员在车上的补票情况进行信息对接,清楚的知道有车站的车票发售实时动态信息,从而方便车上的旅客补票,提高现有铁路基础设施利用效率。

④提升仓库管理质量。在铁路的货运仓库管理方面,利用RFID电子标签穿透能力强的特点,利用嵌在商品内发出的无线电波的标签所记录的商品序号、日期等信息,让工作人员清楚方便知道里面有物品强狂。同时也可以提高货物在仓库的安全性。

⑤作用于铁路货车施封锁。现有铁路货车用施封锁一般为钢质施封锁,此类施封锁然结构简单、成本低,但仍存在施手工作业差错率高,检查效率低下,难以对重点货物、重点车辆的施封状态进行跟踪,无法实时掌握货物状态,无法为客户提供及时的物流信息等不足。将RFID技术运用于施封锁中,施封、补封、解封、信息读取等均为计算机控制,差错率小。并能够实时检测棚车及集装箱的施封是状况,实现了施封锁检查的自动化、现代化,增强了货运检查作业的针对性。

参考文献

篇5

安全学科是理、工、文、法、管、医等学科的新兴、综合、交叉学科,土木工程也涵盖了建筑工程、交通土建、地下工程等近十个专业。因而,土木安全技术与工程要求学生应掌握的专业基础知识非常广泛,不但要求学生具备传统安全工程专业教学培养模式中最基本的“懂技术、会管理”,而且要求具备土木安全工程的实践技能,即综合性强、专业性强、实践性强的安全技术人才。由此可见,土木安全工程专业培养过程中实践的重要性,必须贯彻以实践教学为核心的办学理念。

伴随着现代化实践教学方法在高等院校专业教学领域中日渐广泛的运用,安全工程专业实践教学模式也开始萌生、发育与发展,并显示出强大的生命力,在土木安全工程人才培养方面发挥了不可替代的作用。

一、实践教学的特色办学理念

实践教学是指在整个教学过程中,学生通过参加一定的实践活动,把知识运用于实践的教学环节。通常,实践教学是为配合理论教学培养学生分析和解决问题的能力,加强专业训练和锻炼学生实践能力而设置的教学环节。

在高等教育强调重基础、淡专业、宽口径的培养模式下,安全工程的教学培养体系中,学生四年中大部分时间在学习公共基础课、人文社科类课程。同时,安全专业要求必须开设的安全类基础课和平台课也需要大量理论学时,由于受到本科教育年限和总学时的限制,特色专业技术类课程学时安排非常紧张,很多对于学生毕业后在实际工作中非常实用和现场特别紧缺的技术课程无法开设,课程设置困难,顾此失彼,课时捉襟见肘。

安全科学的交叉性造成了学生需要几乎所有科学的相关知识基础。在教学课时极为有限的条件下,专业课程设置受到限制,而且相应的专业基础、技术基础、实践环节、课程设计等内容无法跟上,违反了教学规律,学生学习后达不到希望的效果。[3]

为了解决这一问题,在土木安全工程培养模式中,确立了以实践教学为特色的办学理念。将实践教学模式贯穿课堂、专业课程实验、专业课程设计、实习环节、毕业论文以及课外活动之中。在教学中培养学生的实践能力,加大实践教学比重,抓基础、重实践,理论与实践相结合,以实践促进对理论的学习兴趣和学习效率。通过实践教学,在学习中对学生的科学思维方法、工程实践能力和创新意识进行实战性演习。

二、实践教学模式的建设与应用

如何在利用好学校现有资源的基础上,加大对土木安全工程专业的实践教学的改革与实践,建立更为“接近土木施工现场安全”的实践教学培养模式,是摆在我校安全工程系面前的一个亟待解决的客观问题。而且只有改革实践教学环节,才能更好地适应国家高等教育体制改革,才能办出特色,专业才能得以更好地生存与发展。经过不断探索,总结出以实践为特色的土木安全工程教学模式的建立,需要重点抓好课堂教学实践、课程设计实践、实习环节实践和毕业设计实践四个关键模块。

1.课堂教学以实践为导向

贯彻实践教学特色理念,首先是把以实践教学为核心的办学思想融入课堂教学。安全工程通过生产活动中各种事故分析为途径,应用自然科学技术和管理科学知识,识别和预测生产生活中存在的不安全因素,分析事故发生的原因和机理,并采取有效控制措施防止事故发生,这一科学技术知识体系是一门实践性、经验性非常强的工程学科。

在教学中,结合安全工程专业“安全管理学”、“安全学原理”等部分较为抽象的课程,教师采用计算机辅助教学,运用多媒体电子课件、图文影像纪录片、事故案例分析教学、事故情境模拟等方式进行授课,引导学生通过对事故分析、企业安全管理方法学习和考察等实践性活动,加强对事故理论和现代安全管理思想理念的掌握,建立和运用实践教学思想,吸引学生将精力集中到课堂教学内容之中,有效克服安全工程专业理论教学枯燥脱离实际、泛泛空谈、学而无用的被动局面。此外,鼓励学生自导自演DV小品,加强安全意识和安全文化的宣传教育。

在“土木安全工程”、“安全事故分析与处理”、“爆炸安全技术”、“灾害防治理论与技术”等课程中,教师采取动画演示、网络互动视频教学、事故案例分析教学,增加学生对理论学习的感官刺激,培养学习兴趣,引导学生通过对事故分析的实践性活动,加强对土木施工和工程灾害发生的原因、规律和基本原理的消化理解,运用启发式教学,使学生主动式、自主式学习,强调教学的引导与互动,培养学生灵活运用理论知识去观察、分析、解决安全生产问题,从而提高教学效果。

2.课程设计以实践为检验

课程设计是工科学生完成某一课程理论学习之后进行的一次知识综合应用,是课堂学习的一种实践性延伸。在以实践教学为特色的土木安全工程专业培养模式中是一个最基本的集中实践环节。开设安全类及直接相关课程设计的课程包括“安全人机工程”、“安全系统工程”、“土木安全工程”、“应急结构工程”、“消防安全工程”等。

为了使课程设计形成体系,规范实践教学内容和过程,提高教学质量,课程设计大纲中拟定了指导性设计题目和设计方向。在课程设计过程中,学生可以依照自身的兴趣特长,运用所学的知识,自己动手,结合真实或虚拟、简化的生产现场实际,独立地展开设计工作。

“安全人机工程”课程设计让学生就土木工程现场简单施工机械工具和设备的安全可靠性进行分析,按照人机工程学要求对工具结构、尺寸、形状、不同工作环境下使用的安全性、便捷性、作业效率等进行改进和优化,设计、加装、改装安全保护设施、防止事故的报警装置等,培养了学生理论与实践相结合的开拓创新精神,动手能力有了很大提高。

“土木安全工程”课程设计结合路基、桥梁、隧道、轨道结构及施工技术进行,如进行高填深挖路基、深大基坑、岩质高边坡、桥梁加固、隧道支护结构等进行安全稳定分析、对施工提出安全专项方案,还可结合特殊不良地质、病害工程结构物、既有结构改扩建等进行设计。

“应急结构工程”课程设计以我校原铁道兵时期形成并保留下来的国防交通应急工程学科前沿为导向,结合战时铁路和桥梁抢修、抢建及军事交通保障设施、抢险救灾、重载运输、大件吊装、桥梁架设等急难险重工程中的部分简单构件和结构进行简单化、虚拟化、验证性课程设计。

“消防安全工程”课程设计主要对高层民用建筑、地铁、长达隧道等重要结构进行消防设计,包括消火栓、自动喷水灭火、高压给水、消防安全门、紧急电话等设施,提出设计方案及防火安全措施,使学生从设计实践中加深消防安全基础理论知识掌握,提升应用技能。

为了体现土木安全工程实践教学体系中“加强基础,拓宽专业,注重实际,提高素质”的总体思路,加大安全专业学生接触土木工程基础理论知识的深度,除了开设安全工程专业课程外,将土木工程与安全工程部分专业基础课程模块实行交叉,土木工程专业方向的专业基础课程开设给安全工程专业,一方面体现淡化专业方向,使学生的专业适应能力更强,专业口径更宽;另一方面也利用土木工程实践性、综合性、专业性的特点和办学优势条件锻炼强化学生的实践能力,使学生更快掌握和了解土木施工现场最新技术,更好的结合安全专业特点真刀真枪实干,开阔视野、活跃思维,挖掘创造力。

3.实习环节以实践为主线

土木安全工程的实习环节由专业认识实习、生产实习、毕业实习构成,尤其是生产实习和毕业实习对于安全工程专业来说是非常关键的实践训练环节,是学生面向土木施工现场的集中训练和全方位锻炼。目前不少高校由于学生扩招等多方面原因,联系实习单位较为困难,使实习流于形式,严重影响到学生实践能力的培养,然而土木安全工程专业学生由于采取小班招生培养,加上我校与中铁建、中交、中航、等大型企业紧密联系的优势,管理制度上建立了严格的实习环节质量监控措施,学生认识实习、生产实习和毕业实习质量能够得到扎实开展,取得显著的实习效果。

专业认识实习借助石家庄周边条件和工、矿企业建立长期合作的实习基地,内容包括危化、矿山、土木、铁路、电力、消防等方面,使学生对本专业性质、内容及其重要地位有所认识。如深入河北卫星化工厂雷管生产车间,学习参观危险化学品、爆炸器材生产、重大危险源监控、危险有害因素,炸药雷管等火工品库的主要防雷和防静电措施等;参观井陉、元氏等周边矿山企业,了解矿山开采、危险有害因素,通风系统、排水系统、供电系统、提升运输系统的危险有害因素的辨识,以及各种安全管理措施、各种安全规章制度。结合石太、京石、石武等周边项目参观土木施工现场,初步使学生了解土木施工安全技术、文化、管理制度、职业卫生等土木安全的有关知识,了解土木施工工地存在的主要危险有害因素、防护措施等。

土木安全工程专业生产实习是在修完专业技术基础课与大部分主干专业课的基础上进行的,是安全技术理论与实际相结合,巩固、加深所学知识,提高生产安全技术应用技能和管理能力的重要环节,实习过程中学生吃住在施工现场,跟班生产实践。为了挖掘学生用脑思维、用眼观察、动手操作的潜力,我们提出目标-调研-发现-讨论-论证“1+4”实践教学模式。

由于施工现场安全是复杂的系统,人员、机械、设备、作业场所等均处于不断流动变化中,交叉作业多,临时工程多,安全隐患多,包括生产和施工技术安全、加工机具安全、供配电及临时用电安全,施工现场布置和材料加工堆放安全、企业安全生产管理组织结构和管理制度、企业安全文化宣传和职工安全教育培训、环境与职业安全健康管理体系及工伤保险等,为了提高实习针对性和深入程度,参加实习的学生自愿报名,按照特点和兴趣划分实习小组,划定生产实习中主要考察、学习、研究的主要方向,帮助施工单位发现问题、分析原因,提出切实可行的安全生产解决方案建议。

“1+4”实践教学模式的“1”即是指实习指导教师在生产实习开始提出实习目标,“4”即结合选定方向深入项目部和施工现场展开调研,针对发现的安全隐患和问题进行小组讨论。实习结束前,在教师指导下进行小组答辩,实习学生对问题和解决方案的可行性展开论证。这种实习模式在实际应用中取得了学生和单位的一致认可,能够以具体的实战演练代替抽象的理论说教,学生普遍感到安全专业知识实用性强,改变了以往那种对安全专业内容空洞乏味、泛泛空谈的偏见和错误看法,同时也受到了施工企业的普遍欢迎,收到了良好的实践效果和社会效益。

毕业实习在毕业设计(论文)的阶段,收集、调研与毕业设计有关的现场数据资料,为毕业设计顺利进行做好基础性准备工作。主要是结合具体指导教师的毕业设计(论文)方向安排,多数结合教师科研项目。如隧道施工安全监测、施工安全评价,土石方工程爆破振动控制测试与监控等进行安排。

4.毕业设计以实践为核心

毕业设计是高等教育培养计划方案中最后一个重要的实践教学环节。在实践教学体系中,我们将毕业设计的选题贴近土木施工安全生产工作实际,学生通过自己的分析、思辨、实践,在走向工作岗位之前进行一次安全工程专业知识的综合应用与业务能力的全面凝练提升。

毕业设计题目设置要求每位指导教师尽可能结合科研课题、合作项目以及技术服务项目进行题目申报,教学虚拟题目必须由具有原型依托的企事业单位安排毕业实习,由系主任和学院对题目进行审批和把关,侧重以实践为核心。毕业设计环节已经连续完成4届,每年更新毕业设计题目,基本方向涵盖了土石方工程爆破安全设计、高速铁路路基施工危险源辨识与监测、预应力混凝土连续梁桥施工安全设计与风险管理、隧道施工安全监控、深基坑工程施工风险分析、施工现场安全管理、职业安全卫生体系、人工神经网络与模糊综合安全评价、特殊地质隧道施工安全技术、地铁盾构隧道施工安全与质量控制、病害隧道安全状态评估与整治、高层建筑消防安全设计、施工现场应急响应与救援等方面。

在每届毕业生开始毕业设计的前一学期,通过讲座方式,组织每一位指导教师向学生介绍所指导的毕业设计题目、选题要求和特色,让学生做好正式选题前的准备工作。所有题目网上申报,网上选题系统可以实现学生和指导教师的双向选择,有利于充分发挥每个学生的个性特征和兴趣爱好,同时也鼓励土木工程专业学生跨专业选报,以实现学生知识结构体系的优势互补。

毕业设计过程中,学生在指导教师安排下,协调实习企业单位展开毕业设计工作。如将隧道施工安全分析小组的学生派驻天衡山隧道工程现场,对在建隧道进行施工过程跟踪和安全监测,现场调研施工危险源并提出解决措施和对策。机电设备安全管理分析小组的学生走进英科特(宁波)机电设备有限公司进行驻厂考察,对企业生产工艺、危险化学品和安全管理进行现状评价等。

以实践为核心,校企联合的新型指导模式是土木安全工程实践教学的大胆改革与创新。新举措推行的过程中,我们意识到培养土木安全工程领域高级应用型人才,必须强调与工程一线和生产一线的实际相结合,促使指导教师真正在指导学生毕业设计上下工夫,炼内功。无形中给每位指导教师施加了压力,增强了责任,提升了毕业设计质量,锻炼了学生扎实的实践技能。

三、实践教学软环境

实践教学的软环境,包括实践教学理念、教学方法和手段、实践教学管理制度改革、教材建设、课程建设、教学与科研等,是保障实践教学模式顺利推进实施的基本切入点。

安全工程系将实验课程教学作为人才培养过程中十分重要的实践教学环节,以“工程教育回归工程”的教育理念,构建了突出安全工程技术技能培养的完善实践教学体系。高度重视实验教学的地位,将狠抓实践教学、提高人才培养质量列入专业发展规划。

在实践教学中加大投入,通过引进现代化的实验手段和实验技术,实现实验手段的现代化。建立网络教学平台,实现实验教学的网络化。全面开放实验室,建立以学生为中心的开放式实验教学模式和以自主式、合作式、研究式为主的学习模式。对开设的实验课程进行整合,对整合后的实验教学修订教学计划,制定新的教学大纲,理论教学与实验教学统筹协调,建立与理论教学有机结合,以能力培养为核心,规划合理、适用性强,效果良好的实验教学新体系。改革实验考试考核的方法,充分发挥实验考试考核对教学质量的双向调控作用,提高学生自主实验的能力。

加快土木安全工程系列教材建设,从安全工程专业特色出发,开发适合我校特色的专业课程教材或讲义,制定了五年发展规划,编写了《土木施工安全技术》、《爆炸安全技术》、《隧道施工安全技术与评价》、《安全检测控制原理及应用》、《工程结构安全检测实验指导》等教材,满足了理论和实验教学的需要,下一步重点抓好修订和出版工作。

在课程建设中,借助申报《土木安全工程》省精品课的契机,以评促建,巩固加强实践特色模式在课堂教学的导向作用,同时抓好“两个结合”,即实践教学与工程实际应用紧密结合,实验教学与学生创新创业活动紧密结合:部分实验教学项目选题来源于科研工程实践活动,指导教师也利用实验教学平台,提升教学科研能力。学生通过实践活动从事创业研究、其中1人研究成果已获得专利,实践效果显著,成绩突出。

四、实践教学设施和基地建设

自专业筹建之初,针对如何强化学生的能力培养,如何构建一个完整、科学、合理的实践教学体系就成为重点考虑的问题。通过多方面调研,确立了“建设层次系统化、工程化、开放化实践教学体系”的指导思想。我校安全工程专业的建设目标是培养满足社会需求,能解决土木工程现场实际安全技术问题的人才。因此,实验室建设也围绕如何通过实验教学,使学生进一步加深对理论知识的理解,了解实际工程中可能存在的具体问题,并学会如何将所学的理论灵活应用于工程实践,逐渐培养自己解决实际问题的能力等。

近几年,我校为了夯实实践特色教学的基础,重点进行了实验室、校内、校外实习基地的建设。在隧道与岩土工程研究所、桥隧施工地质技术研究所、岩土与环境工程研究所、岩土与结构实验中心(省重点实验室)基础上,于2001年~2005年专门筹建爆破实验室、安全工程实验室,实验面积达到200平方米,设备经费为250万元,直接服务安全工程系本科实践教学。此外,学校还建立了仿真实验室,满足了开展安全事故模拟与仿真等课程实践教学的需要。目前,分院正继续努力发展和完善安全实验室的设备投入,加强实验室管理力度,力争使60%以上的专业课程开出相关实验,开出率达到90%以上。

为了拓宽学生接触学科前沿,开阔视野,参与工程技术实践,指导学生充分利用我校拥有的道路与铁道工程安全保障实验室、交通环境与安全工程研究所、大型结构健康诊断与控制研究所、振动与噪声控制实验室等的资源优势,为安全工程专业本科和研究生实践教学服务,形成了递阶层次系统化的实验教学平台。

在实习基地建设上,我们就学校周边条件建立认识实习点,包括石家庄市内高架桥、地道桥等市政建设工地、元氏煤矿、邢台煤矿、井陉矿区、市桥东污水处理厂、河北卫星化工厂、朔黄铁路、京广铁路、石家庄编组站、上安电厂等,生产实习和毕业实习紧跟国家大型基础设施建设,在北京地铁、天津地铁、京石客专、石武客专、石太客专等项目工地与北京城市轨道交通有限公司、中铁隧道局、中铁十二局、中铁十四局、中铁二十局等多家单位建立了实习场所,与房山桥梁厂、河北金安、河北英博等企业公司建立了良好的长期合作关系。保证了我校安全工程专业学生具有充足、优质的校外生产实习与毕业实习场所,为土木安全工程实践特色教学奠定了坚实的基础。

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2.缺乏统一的实践教学平台。我院依托铁道工程、建筑工程等重点专业群,初步构建由衡阳市交通运输、建筑、信息、旅游职教集团组成的衡阳职教集团,以便统一管理、统筹规划、综合协调,增强办学效率。职教集团在中高职衔接方面发挥了积极作用,但在实际操作过程中各合作单位独立性较强,合作还不能广泛深入,譬如实训室的重复建造,而使用率不高;校外实训基地的建立各自为战;实训教师包括兼职指导教师没有流通性,教学经验方法不能及时相互交流切磋。总而言之,没有形成实质的集约建设与融合共享。

3.缺乏一体化的实践教学教材。中职道桥专业各项实训的教材按照实训指导书任务书的形式编写,实训技能考核点与课程脱节,没有系统开发题库,教学做合一不能有效实行。高职实践教学则更为合理灵活,及时了解交通运输产业的新技术、新岗位和产业结构优化升级,把“企业的需要”作为办学的出发点和落脚点,拓展专业技能面。除了实训指导教材,开发的《标准》及题库内容基本涵盖所涉专业的基本技能,对专业技能进行动态调整。由于缺乏一体化的实践教学教材,进而影响实训考核评价的客观性。

二、影响中高职实践教学体系衔接的原因分析

1.中高职人才培养目标定位模糊。中职和高职属于同一类型教育的两个不同层次,在办学模式上和教学模式上具有非常高的相似性。中职教育是培养具有综合职业能力,在生产、服务一线工作的高素质劳动者和技能型人才,高职教育是培养第一线需要的高端技能型专门人才,可见二者的人才培养目标定位上具有相似性,都是以技能培养为主线,甚至出现中职和高职毕业生就业岗位相同,用人单位无法区分中高毕业生差异的情况。人才培养目标定位模糊在一定程度上导致了中高职道桥专业实践教学体系的教学内容、教学方法、考核评价体系等无差异、出现重复现象,造成实训的有效值降低。

2.区域实践教学资源的共享机制没有形成。我院高职道桥专业建有测量实训室、桥梁模型室、地质实训室等满足专业教学需求的校内实训室(基地)10个,其中工程质量检测实训基地、测量实训基地分别是与上海先科公司、广州南方测绘仪器有限公司合作建设的生产性实训基地。而目前的资源共享仅局限于“3+2”模式的中高职院校之间,难以大规模的集中建设。即使对于衡阳职教集团内部,缺乏政府介入无法规划职业教育资源整合和布局调整工作,区域实践教学资源的共享机制没有形成,出现了实践教学设施基地无法共享、中高职职教师资无法融通、实践教学教材严重脱节的现状,导致开设该专业的中职校没有能力建设与专业相配套的实训基地,无法保证中职道桥专业学生实践技能的达标,对对口升入高职后的学生的教学组织带来很大的困难。

三、中高职道桥专业实践教学体系衔接改革的方向

1.构建统一的人才培养模式。明确中高职人才培养目标定位,利用学校和企业教育资源和教育环境,弥补中职学生人文素质和企业文化理念不足,认真分析中高职学生的差异所在是中高职培养目标衔接的出发点,也是中高职培养标能否衔接的关键所在,达到多方共赢的效果。例如,高职培养的道桥专业学生除了应具有中职道桥专业学生具有的专业技能务能力外,还应有一定的工程结构图分析与施工方案制定、工程项目监理及管理等实践能力,因而高职道桥专业学生实践体系内容应更宽泛。二是要体现层次性,中职道桥专业培养目标主要是产业链低端的应用技术型人才,如模板工、钢筋工等,高职专业学生通过在校期间能取得的监理员、检测员证,将来一部分人能成为助专业工程师,甚至是工程项目经理。

2.构建一体化的教学管理机制。实践教学实行分层、分模块教学,以工程测量模块的实践教学为例,我们把测量实训细分为定位及抄平放线、垂直度控制、道桥建筑变形观测三个专项技能模块,分别对应相应的专业技能要求,配套专业技能考核标准,明确达到相应要求的知识点。对于中高职学生根据培养目标的不同,确定哪些内容是中职掌握的,哪些归属于高职,对于对口单招的中职生,可以免修在中职阶段已学习过的技能模块,只考核新增模块。以点到面,针对中高职道桥专业对口单招的学生制定教学计划,教务部门配套一系列免考、增考等政策,中职生进入高职院校可免修中职阶段合格的课程,避免课程的重复,提高学习的积极性,开发将中高职融入的统一的选课教务管理系统,形成中高职师生信息贯通的集成,实行学分制改革。完善招考制度,中职升高职的入学考试要符合中职“以就业为导向”的办学目标,同时满足高职教育的入学基础要求,将高职的入学考试与中职的考试、证书、社会实践、技能竞赛获奖等结合,促进中职生的学习,完善注册入学制度。密切关注中职道桥专业的教学改革,不断调整自己的教学计划,寻找教学的平衡点和交互点,主动与中职教育对接。

3.构建资源共享平台。依托世界大学城网络空间互动平台,搭建专业教学资源库(包含数字图书、视频教学、学习材料等)实现资源共享。道桥专业实践技能培养针对中高职学生分别制定不同的考核技能标准,以便学生升入高职后实践技能的重复训练。实践教学体系以真实的工程项目为载体,以基于工作过程为导向,分七个模块对学生的专业技能进行全面考核,囊括中高职学生的全部考核要求,即:工程识图及绘图技能考试模块、施工组织技能考试模块、工程测量技能考试模块、基础工程技 能考试模块、桥梁施工技能考试模块、隧道工程技能考试模块、涵洞工程技能考试模块。各模块明确专项能力、对应的专项技能、应制定的考核技能标准、主要知识点。通过大学城等资源共享平台互通互认,构建区域化的认证体系。

参考文献:

[1]舒岳.中高职会计专业实践教学体系衔接的构建[J].内蒙古教育,2012,(3).

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High-performance steel pipe micro-expansion of concrete in hydraulic

Lu Wei-lin1 ,Xie Jian-xue2,Xu Li-jun3

(1.Suzhou City of the City Water Conservancy Bureau Suzhou Jiangsu 215131;

2.Suzhou Park Construction Engineering Consultants Co., Ltd Suzhou Jiangsu 215000;

3.Suzhou University of Science and Technology Institute of Architectural Design Co., Ltd Suzhou Jiangsu 215000)

【Abstract】Analyzed in detail for a number of water conservancy project of the Suzhou area, analysis of all factors to speed up the steel micro-expansion properties of concrete, to optimize the design mixture ratio control of the steel pipe steel pipe micro-expansion concrete in the design process should be noted that several control indicatorsfurther promote the use of concrete filled steel tube in water conservancy.

【Key words】Expansion of concrete;Confinement effect;Three-dimensional stress;Steel pipe

膨胀混凝土是近年来发展较快的一种特种混凝土。混凝土中的膨胀组份能使混凝土产生体积膨胀,全部或部分抵消混凝土的干缩变形,从而减轻混凝土的开裂病害。若混凝土中存在限制体(如钢筋、钢管等),限制体与混凝土之间的握裹力将使其随混凝土的膨胀而产生伸长变形,并同时对混凝土施加压应力。随后,混凝土因受压应力作用而产生弹性压缩变形。这样,当混凝土承受外界荷载时,荷载所产生的拉应力可以被预先所具有的压应力抵消,混凝土实际承受的拉应力减小,因而混凝土结构的抗拉性能可得到有效的改善。最近几年,我国在钢管砼应用技术方面发展很快,钢管内灌注高性能微膨胀混凝土,以提高钢管的承载能力,提高构件的稳定性。在钢管中灌注的一般是C40~C50的高性能微膨胀混凝土。该混凝土施工要求早期强度高,高流态,缓凝,自密实及可泵性非常好,钢管混凝土为微应力混凝土。因三向应力混凝土的主要特性是强度高,变形性好,在外荷载作用下,由于钢管约束其内部核心混凝土的横向变形,使在三向应力作用下的核心混凝土的强度比普通浇注的混凝土提高了2~3倍。三向应力作用下的混凝土可看作弹塑性材料,当压缩应变达0.002时,不但仍有承载能力,而且表面不发生裂缝,它是一种很好的抗震材料。所以设置微应力,可提高构件的承载力及改变普通灌注法造成混凝土和钢管间有间隙的现象。在设计中确定微膨胀率和如何设计该种配合比是关键因素。钢管内部混凝土质量对工程结构安全影响很大,稍有不慎,就会出现质量事故,造成泵送困难,内有空气,不饱满,混凝土和钢管间有收缩空隙及承重能力下降等现象。几年来,我们针对苏州地区多项水利工程进行了详细分析,经工程实践应用证明效果良好。

1. 材料

1.1 水泥

膨胀混凝土加水拌和后,膨胀水泥迅速水化并产生大量水化产物钙矾石和氢氧化钙。此时强度组份CSH凝胶的数量并不很多,水化产物不能形成网状结构,混凝土只处于塑性状态,具有很强的变形能力,因此水化产物中的膨胀组份向充水空间膨胀时,混凝土并不表现出宏观膨胀变形。混凝土进一步水化以后,水化产物逐渐搭接、连生起来,并形成一定的初始强度,此时混凝土才开始逐渐膨胀。随着水泥的进一步水化,混凝土的强度则进一步提高,

设计高性能微膨胀混凝土的水泥用量不宜过大,选择水泥时应选择525R早强型水泥为主体。水泥矿物组成中C3A和C3S对水化速度和强度发挥起决定作用。C3S与水反应快,凝结硬化也快,早、后期强度都高。因此,控制C3S在40%~50%为宜;C2S与水反应慢,硬化也慢,早强低,但后期强度高,产生水化热低,C2S和C3S占水泥成 分的70%~74%;C3A与水反非常快,水化热也高,但强度不高,所控制C3A在5%~9%;当减水剂加到水泥――水系统中,首先被吸附C3A,C3A含量高,吸附的就多,使C3S和C2S吸附的就少。因此,C3A含量高的,减水效果就差。而水泥中碱含量过高,使水泥凝结时间缩短,早强及流动性降低。水泥细度大,有利于减水剂增强效果。所以配制高性能微膨胀混凝土选择水泥时,应全面考虑,稍有不慎,会造成性能降低,膨胀值过大或过小,造成混凝土收缩,钢管内不饱满。

1.2 细骨料。

配制高性能微膨胀混凝土要求使用干净的河砂。使用时,必须考虑到砂中的云母含量、硫化物含量、含泥量和压碎指标值,该四种指标对混凝土强度和对钢筋的腐蚀性影响都非常大。因而,对该种河砂专门供应。对砂进行上述三种指标值的测定,严格按高标准控制砂中云母含量、硫化物含量、含泥量及压碎指标值,并且,此种混凝土对细度模数也有较高要求,细度模数选用2.6~3.1的中砂为宜。不宜选用砂岩类山砂、机制砂、海砂,此类砂对膨胀混凝土的膨胀率影响非常大。

1.3 粗骨料。

骨料的品质对高性能微膨胀混凝土有很大的影响,主要体现在骨料――砂浆界面粘结强度、骨料弹性模量和骨料的强度。在考虑该种混凝土的可泵性的同时,要考虑混凝土的早强性和后期强度。卵石混凝土的可泵性很好,但混凝土中砂浆和卵石的界面粘结力较差,强度较低,造成水泥用量过高。碎石混凝土的可泵性较差,但早期和后期强度较高。有的碎石采用含硅质的岩石,在此类岩石中由于SiO2对混凝土影响很大,所在设计中全面考虑影 响因素,一般不用此类碎石。为提高混凝土和易性可以用碎石和卵石双掺的方法,也可以增大砂率用碎石单独作粗骨料。使用碎石需经过二次破碎,使碎石基本无棱角,并减少针片状颗粒的含量。碎石和卵石的粒径都控制在小于30mm。粗骨料中的含泥量以及本身的强度和骨料的弹性模量,在配制时,需引起重视。

1.4 掺合料。

粉煤灰来源广泛,价格便宜,可减少环境污染,是值得推广的外掺料。粉煤灰主要的四种化学成分,掺入混凝土内在水泥水化过程中,能与分解出来的Ca(OH)2起化学反应,生成具有胶凝性的水化产物。这些水化产物,能在空气中硬化,逐渐具有水硬性,增强了混凝土的密实性。因此,粉煤灰能取代部份水泥,从而节约水泥,降低水化热,使混凝土升温降低15%~35%。二次水化反应主要取决于粉煤灰中的硅酸盐和铝硅酸盐微细颗粒的含量,同时也取决于粉煤灰的细度。细度越大,水化触及面越大,二次水化反应越充分,且“二次反应”产生的凝胶封堵了毛细管路,增强了密实性,提高了混凝土的耐久性。这种“二次水化反应”只有Ⅰ级粉煤灰和磨细粉煤灰可以彻底完成。所以掺加Ⅰ级或磨细粉煤 灰是很有必要的。

但使用粉煤灰时,还应严格控制SO3的含量。因硫酸盐与硅酸盐发生反应后,生成钙矾石。如SO3含量过大,生成的钙矾石过多,则会引起混凝土的体积的不稳定性,降低混凝土耐久性。这种现象在学术上称为“水泥杆菌”。所以,配制高性能微膨胀混凝土时,粉煤灰中SO3含量应控制在0.5%~1.5%左右。并且在配制高等级高性能的微膨胀混凝土时,掺用粉煤灰,它可以起到减少水泥用量的作用,也可以起到增加混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土的强度的作用,并可降低混凝土中的水化热,提高新拌及硬化混凝土性能。配制C50及以上的高性能微膨胀混凝土必须掺用外掺料,并应掺加Ⅰ级或磨细粉煤灰。如掺Ⅱ级及以下的粉煤灰,会造成强度降低,混凝土干缩增大。

1.5 外加剂。

高效减水剂能使水泥起到分散作用,以改善混凝土的和易性并相对地释放出一部分水,在维持W/C不变时,可以减少立方用水量,减少由于多余的水分蒸发而留下的毛细孔体积,且孔径变细,结构致密,同时水化使生成物分布均匀,这对于减少混凝土的收缩,提高混凝土的密实性是很有好处的。W/C不变,立方水泥用量可以减少,从而对于减少水化热、降低混凝土温度也起到很好的效果。有的减水剂掺有缓凝成份,能抑制水泥初期水化作用,这就有可能使温升速度缓慢,可改善混凝土的密实性、粘度等。所以,高效减水剂是配制高性能混凝土的主要成份。国内这种减水剂主要是萘系高效减水剂及密胺树脂类高效水剂。由于钢管混凝土在整个灌注期间,混凝土是蠕动性的,需一定的运输和泵送时间,且钢管混凝土在灌注后无法排出气泡及养护。所以对外加剂的选择尤为重要,因外加剂掺在不同膨胀剂的混凝土中产生的效果不同,选择外加剂一定要多次试验后方可使用。根据试验,缓凝型减水剂会降低混凝土膨胀率,所以,掺加缓凝型减水剂时应多次试验,认为混凝土膨胀率合适才可使用。配制高性能微膨胀混凝土选用的高效减水剂应具有缓凝作用或是高效减水剂和缓凝剂搭配使用,且是非引气型、低气泡的减水剂。此类高效减水剂的质量应符合现行国家标准《混凝土外加剂》规定。

1.6 膨胀剂。

混凝土中掺加膨胀剂,在水泥硬化过程中,形成大量的体积增大的结晶体――水化硫铝酸钙C3A・3CaSO4・32H2O(又名钙矾石)。它能产生一定的膨胀能,在有钢管约束条件下,在结构中建立0.2~0.3MPa预应力,可抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩应力,从而能使混凝土中的孔隙减小,毛细孔径减小,提高混凝土的密实性,混凝土的抗压强度和轴心抗压强度也成倍地增长,这时膨胀能转变为自应力,使混凝土处于受压状态,从而提高抗裂能力。所以微膨胀混凝土在有应力情况下,自身的强度远远大于设计值,其强度保证率大于97%。选择膨胀剂一定要多试验几个品种,膨胀剂应对混凝土后期强度及质量无损害,与所用水泥适应性好。在我国主要是使用U型膨胀剂、复合膨胀剂及明矾石膨胀剂。

2. 控制指标

2.1 试配强度。

混凝土的施工配制强度应高于设计要求的标准值,以满足强度保证率的需要。标准差的确定,可按一般高性能混凝土的设计方法进行配制强度的计算,不需要计算后按高一级强度等级的强度值作为施工配制强度,主要一点在于进行施工配合比的验证工作。该种微膨胀混凝土设计强度一般为C40~C50,根据以往的经验和高性能混凝土的设计原则,应控制水灰比,把水灰比确定为定值。由于W/C对钢管混凝土的膨胀系数影响很大,W/C小,膨胀时间延长,不利于钢管受力;W/C大,则膨胀发挥较早,强度下降,对提高结构受力不利。所以在设计过程中一定要根据多次试验,控制好W/C。然后,进行各种材料用量的调整。

2.2 砂率的确定。

高性能混凝土的设计中,砂率是根据测得砂、石混合最小空隙率(a=(表观密度-容重)/表观密度)计算而来,该计算值为最佳砂率。在配制高等级高性能混凝土过程中尤其重要。但钢管混凝土的灌注过程和一般高等级混凝土的灌注过程是不一样的,该种混凝土是采用在钢管中顶升灌注,在顶升的过程中,混凝土要有极好的和易性。粗骨料在顶升过程中不会由于自身的重力作用而下落,否则会造成顶升压力过大而失败。在设计混凝土配合比过程中混凝土中碎石应稍微呈悬浮状态,不能下沉。所以该种混凝土的砂率可提高一些。由于提高了砂率,会造成混凝土的水泥用量比原来要大些,膨胀率会小些。但只要能保证灌注的钢管混凝土后期为无应力或微应力即可。以上说明增大砂率会造成强度下降,膨胀值降低。但Sp为40%的混凝土和易性比Sp为35%的混凝土要好,且混凝土中碎石为悬浮状。

2.3 凝结时间的确定。

钢管混凝土一般都采用顶升灌注法,在顶升的过程中,不允许混凝土初凝,所以在设计中就应考虑掺加高效减水剂或缓凝剂,以延缓混凝土的凝结时间。但掺加缓凝剂会减少混凝土的膨胀率,这样就产生了相互矛盾。为解决此问题,在膨胀值不符合设计要求的情况下,可掺加矾土水泥或石膏,或在现场进行模拟试验,在什么膨胀条件下,可保证钢管混凝土的饱和度,也可在允许的范围内,增大高效减水剂的掺量,使缓凝延长。但掺用范围应严格控制试验,掺量过大,会引起泌水及和易性降低。这样几个方面同时进行多次试验,就可解决缓凝条件下,混凝土的膨胀率问题。 2.4 膨胀剂掺量。

对膨胀混凝土来说,膨胀剂的掺量,直接关系到混凝土膨胀率的问题。在保持坍落度、水灰比、减水剂掺量不变的情况下,随着内掺U型膨胀剂的增加,混凝土的限制膨胀率增加,混凝土强度下降,而坍落度损失增大,所以根据工程设计要求,经过试验,选择合适的膨胀剂掺量是极其重要的。

2.5 膨胀值的确定。

钢管混凝土一般都是在限制条件下膨胀,膨胀值小,则钢管中混凝土会与钢筋间产生空隙,造成钢管与混凝土无法连成整体,受力降低;而膨胀过大,则在钢管内部形成很大的自应力,就会破坏混凝土内部结构,钢管本身一直在横向自应力的受力情况下,对本身结构受力有很大影响。因此,膨胀混凝土应有一个宜于控制的较大的膨胀值范围。根据我们施工实践认为钢管混凝土设计为无应力或微应力时,膨胀混凝土限制膨胀率28天控制在(2~6)×10-4的膨胀值是合理的。经现场超声波检测达到饱满、密实、无空隙,经测试其动静载试验都达到设计要求。所以根据成功的事例证明,控制无应力或微应力钢管桥中膨胀混凝土的膨胀值时。可考虑较大范围,这样易于控制,不至于因膨胀值微小的变化,造成构件结构受力的破坏。

3. 结论

钢管和混凝土二种材料相互影响,使其强度、塑性和韧性明显改善,通过将高强、高性能混凝土灌入钢管、形成钢管高性能混凝土。在各种复杂应力的作用下,钢管具有很大的抗剪和抗扭能力,从而有效防止了砼的脆性破坏,使其综合性能和经济效果得以充分发挥。

由于膨胀混凝土的特殊性,在拌制混凝土的过程中,材料计量很小的误差,就会造成混凝土强度波动,及膨胀率增大或减小,引起结构受力降低、及钢管混凝土饱和度下降等质量事故。微膨胀混凝土的设计失败造成的钢管混凝土饱和度很差,引起结构受力下降,当然还有钢管本身结构缺陷造成的受力下降。设计工作是非常重要的环节,但也不可忽视施工方面的因素。对原材料配合比,施工方案等各环节严格掌握,认真操作,优化设计,严格施工控制,是钢管微膨胀混凝土应用中必不可少的重要环节。

参考文献