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土木工程桥梁论文模板(10篇)

时间:2023-03-24 15:23:04

土木工程桥梁论文

土木工程桥梁论文例1

中图分类号:TU-4 文献标志码:A 文章编号:

10052909(2015)04008103

1996年国家教委进行改革,把建筑工程、桥梁与隧道工程、岩土工程、道路与铁路工程4个专业合并成为一个大专业,称为“土木工程专业”。一般高校在土木工程专业上设置建筑工程和道桥两个方向。如何保证学生在学习了大量为拓宽就业口径而设置的专业基础课程后,还能保质保量完成主攻方向的专业课程,既对大土木“通”又对小方向“精”,是许多高校力争解决的一个难题。如何根据学校的人才培养目标并结合社会需求制定适合的课程体系,是高校在制定专业教学计划时需解决的另一个难题。土木工程专业平台课程的拓宽是可能的,但拓宽的方向和步伐需考虑国内目前

的情况,取决于社会需求的迫切感和校内条件的创造[1]。土木工程专业道桥方向的实践性极强,与实际应用联系紧密,然而多数院校仍然沿用传统的教学手段和方法,偏重理论轻实践,不利于学生对知识的理解和应用。

文章立足于面向实际工程的课程体系建设思想,以道桥工程课程体系作为对象,着力于研究实际工程与课程体系的有机结合;对毕业设计、课程设计等实践环节进行统一规划,力争提高学生的实践能力和创新能力,以期培养适应社会需求的高素质应用型专业人才。

一、 道桥工程课程体系设置情况

不同高校相同专业课程设置略有不同,不同教学目标下的课程教学内容也有一定差异。华中科技大学武昌分校土木工程专业下的道桥专业课程体系包含8门课程,即桥梁工程、预应力混凝土桥梁结构、桥梁施工、桥梁电算、路基路面工程、道路CAD、道路施工和道路勘测设计。8门课程之间联系紧密,均属于知识链上不可缺少的组成部分。

课程体系实践环节包含桥梁工程课程设计、道路勘测设计课程设计、路基路面工程课程设计以及桥梁方向毕业设计、道路方向毕业设计。

二、道桥工程课程体系改革措施

文章列举部分主干课程的改革措施,研究其与土木工程专业其他方向课程及专业基础课程的相互关联和渗透关系。

(一)桥梁工程、预应力混凝土桥梁结构课程改革措施

1.桥梁工程、预应力混凝土桥梁结构课程特点

桥梁工程作为土木工程专业道路桥梁方向的一门专业必修课程,在教学中占有非常重要的地位。桥梁工程是预应力混凝土桥梁结构、桥梁施工、桥梁电算等课程的基础,具有知识点多、教学难度大的特点[2];还需兼顾由于大土木平台课未顾及到的相关桥梁知识点,如桥梁设计荷载等课程本身需要在知识点设置上结合工程实际来安排;还需要考虑与混凝土结构设计原理及力学等专业基础课程相关知识点的回顾、搭接和深化。

对于预应力混凝土桥梁结构,一方面,随着人们对大跨度桥梁的追求,预应力的应用越来越普及,课程内容就显得十分重要;另一方面,该课程有其独立的知识体系,然而在其知识构成里,部分内容与混凝土结构设计原理(基础专业课程)重复,课程安排上与桥梁工程产生矛盾:预应力混凝土桥梁结构应在桥梁工程之后开设,桥梁工程课程设计却需要预应力

混凝土桥梁结构的知识才能完成,而学生进行课程设计时,预应力混凝土桥梁结构可能由于受到教学学时安排限制并未开设或未学完。

因此,需要对以上课程进行系统的内容整合,在遵循科学的专业教学体系完整性和连贯性的同时,提高教学效率,减少不必要的重复,形成完善的适应社会需求的教学体系。

2.教学内容改革措施

为提高教学效率,在有限的课堂教学课时内教授更多的专业知识,避免出现多门课程教学内容的交叉和重复,学校在新版人才培养计划中,将预应力混凝土桥梁结构并入桥梁工程,课时由“56+32”并为72学时,使其在教学内容和学时分布上更合理,不同课程分工明确,形成稳定的教学体系。

同时,对桥梁工程的教学内容进行整合优化,增加课内实践环节,如在简支梁桥相关内容介绍完后,增加简支梁桥施工图识图环节,为学生提供工程实际案例的施工图纸或标准图集,使其能够看懂图纸,提高识图能力,并了解施工图的规范布局和制图标准;在连续梁桥理论知识讲解完后,增加连续梁施工图识图环节,向学生展示不同施工方法下的连续梁桥施工图纸,使其熟悉不同施工方法下的连续梁钢筋构造的区别,通过识图的训练提高实践能力,增加实践经验,以适应现代社会对应用型人才的需求。

3.教学方法改革措施

在教学方法和手段上,改变传统教学模式,突出实践性,通过引入实际工程案例教学、事故案例教学、多媒体教学、课堂教学+现场教学等丰富的教学手段,使专业知识立体化呈现给学生。

为增强学生工程意识、提高学生工程实践能力,在新构建的教学体系中加大实践教学的比重,以提高学生综合实践能力,使应用型人才培养真正实现知识结构、实践能力和综合素质的协调发展[3]。除认识实习、生产实习、毕业设计等实践环节外,为增强学生实践能力,在理论知识的讲授过程中,穿行课堂外教学,例如结合学校“卓越土木工程师实践教学基地”的桥梁结构实体模型进行现场讲解,结合施工图纸让学生了解连续梁桥采用悬臂施工法的构造和配筋特点、熟悉预应力材料及设备等,甚至让学生亲自体验绑扎钢筋、浇筑混凝土等,

有如亲临施工现场,有助于其对理论知识的理解。

当前一些部级、省级及高校组织举办的结构模型竞赛活动对专业课教学有促进作用,可以作为桥梁工程教学中一种开放的实践环节[4]。学校每年定期举办结构模型设计竞赛,并多次组织学生参加省级、中南地区结构设计竞赛。在2015年举办的“中辰杯”中南地区第四届大学生结构设计竞赛中,由学生独立设计计算并制作的桥梁结构模型承受住了荷载考验,获得二等奖。类似的活动对学生的学习积极性和实践能力的提高有促进作用,对教师的实践教学水平的提高亦有促进作用。

(二)路基路面工程课程改革措施

路基路面工程是土木工程专业路桥方向的一门专业必修课。设有理论教学、实验和上机三大环节,特点是知识点繁杂、难度大,与前期多门专业基础课联系紧密,同时对后期的施工课程有重要影响。

对于该课程的教学改革,除了对理论教学环节进行知识点梳理以外,重点对实验环节进行改革,以实验室为基地,加强实验大纲要求中的基础实验部分教学,并通过增加新型演示性实验内容,丰富学生的工程实践观。研究该课程的考试环节,建立适应课程需要的新型考试形式。

该课程理论教学与实践教学相结合,尤其重视学生工程实践能力和创新能力的培养。大多数院校将教学内容体系分为理论教学与实践教学两部分,制作可视化操作模型,并辅之以图片、视频等教学手段,在有限的课时中尽可能地增加课堂教学的信息量,提高学生学习兴趣,让其有一定的感性认识[5]。然而看似立体的图片和视频展示,却不能完全达到路基路面实体结构带给学生的视觉冲击。为此,学校在土木工程专业 “专业综合改革试点”项目下的“卓越土木工程师实践教学基地”建设时,特开辟路基路面工程专区,设置一批与施工现场高度一致的路基路面模型和材料设备,提供给学生参观学习。

(三)桥梁施工、道路施工和桥梁电算、道路CAD课程改革措施

这些课程分别为以施工企业和设计企业为就业去向的学生设置,致力于提高其专业核心能力中的“设计基本能力”和“施工基本能力”。前者偏重施工,仅靠课堂上的理论教学不足以满足学生对施工知识的学习要求,需进行教学方法、手段上的改进。施工类课程在教学内容上以工程实例和施工图纸为载体,理论知识由实际案例引出,加强学生识图能力培养的同时,让其积累工程经验,提高就业竞争力。后者以纬地、桥梁博士和MIDAS等市场上常用的设计软件为工具,以建成的各类型道路、桥梁实际设计案例为向导,使学生具备常规道桥设计软件应用能力。

(四) 课程设计、毕业设计改革措施

本科毕业设计是本科教学计划的重要组成部分,然而由于种种原因,这一教学环节仅流于形式,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[6]。

为解决这一共性问题,利用学校所在城市拥有多家大型设计、施工企业这一有利条件,将企业的实际工程引入设计环节,真题真做,突出面向工程实际的主旨。

同时,本环节还致力于使课程设计与毕业设计形成由浅入深、循序渐进的关联体,改变原来实践环节独立分离的局面。以桥梁方向为例,课程设计、毕业设计按“钢筋混凝土结构―预应力混凝土结构”或“简支体系―连续体系”两种方案进行关联性规划。

另外,学生在毕业设计期间还要忙于考研或就业实习等工作,难以专心做设计。若能将课程设计作为毕业设计的演练,按毕业设计的深度来要求课程设计,则学生在进行毕业设计时,由于对设计内容已十分熟悉,论文质量上有所保障,不至于因时间不足而降低标准。

为提供更好的毕业设计指导,2013年初,学校已建成功能全面的土木工程专业毕业设计网站,涵盖结构工程、道路工程、桥梁工程三方向。网站内容包括相关专业技术规范、设计指导书、优秀范例等,并设置互动师生平台、网上答疑等功能。该网站已用于学校近两届学生的毕业设计,符合毕业阶段学生的学习特点,效果良好。

三、 结语

通过一系列的整合优化措施,优化教学内容和教学手段,建立面向工程实际的道桥课程体系,使其与社会需求和就业趋势挂钩;优化实践环节,在实践中加强理论基础教学,围绕土木工程专业的核心能力中的“设计基本能力”和“施工基本能力”,提高学生的实践和创新能力;优化专业结构、加强专业内涵建设、创新人才培养模式、提升人才培养水平,一方面顺应国家“大土木”的方针和“卓越工程师”培养计划,另一方面培养和锻炼专业教师队伍,提高其专业素养,适应高校对“双师型”人才的需求。参考文献:

[1]陈以一.需要与可能:土木工程专业平台课程的宽度[J].高等工程教育研究,2002(2):19-22.

[2]汪时机,李贤,蒋运忠.《桥梁工程》课程教学存在的问题与对策[J].西南师范大学学报:自然科学版,2010,35(2):273-276.

[3] 金生吉,白泉,徐金花,鲍文博.地方院校土木工程专业实践教学培养方案改革与实践[J].高等建筑教育,2013,22(2):109-113.

土木工程桥梁论文例2

 

1 前言

现代交通的发展,对桥梁的质量和寿命听出了更高的要求。普通混凝土的局限性,刚才的腐蚀性都影响着桥梁的发展。为了解决这些问题,最近20年人们把目光转向了新型材料,并且取得了实用性的成果。展望未来桥梁的新世纪,随着新型材料工业的技术进步,规模化生产和成本的下降,它在桥梁结构工程中的不断扩大,必把桥梁的发展推向一个新起点。

2 历史进程中新型材料对桥梁的影响

在漫长岁月里,造桥的实践积累了丰富的经验,创造了多种多样的形式,但都离不开材料的选择。在最基本的三种桥式中,梁式桥起源于模仿倒伏于溪沟上的树木而建成的独木桥,由此演变为木梁桥、石梁桥、直至19世纪的桁架梁桥;悬索桥起源于模仿天然生长的跨越深沟而可资攀援的藤条而建成的竹索桥,演变为铁索桥、柔式悬索桥,直至有加劲梁的悬索桥;拱桥起源于模仿石灰岩溶洞所形成的“天生桥”而建成的石拱桥,演变为木拱桥和铸铁拱桥。。这些桥梁形式的改变同时,其使用材料也在不断的改变。2.1古代桥梁

在17世纪以前,一般是用木、石材料建造的,并按建桥材料把桥梁分为石桥和木桥。

木桥。在公元前2000多年前,巴比伦曾在幼发拉底河上建石墩木梁桥,其木梁可以在夜间撤除,以防敌人偷袭。

石桥。古罗马时代的石拱桥,拱圈呈半圆形,拱石经过细凿,砌缝不用砂浆。

2.2近代桥梁

在18世纪初,发明了用石灰、粘土、赤铁矿混合煅烧而成的水泥。铁的生产和铸造,为桥梁提供了新的建造材料。19世纪50年代,开始采用在混凝土中放置钢筋以弥补水泥抗拉性能差的缺点。此后,于19世纪70年代建成了钢筋混凝土桥。

锻铁桥。1832年,英国在格拉斯哥开始用I形截面锻铁建造梁式桥。

钢桥。19世纪50年代以后,静定钢桁架梁的内力分析方法逐步被工程界所掌握。

钢筋混凝土桥。1900年前后钢筋混凝土逐渐受到桥梁界重视,被用在拱桥和梁式桥中。钢筋混凝土拱桥的跨度记录不断被刷新。

2.3现代桥梁 20世纪30年代,预应力混凝土和高强度钢材相继出现,材料塑性理论和极限理论的研究,桥梁振动的研究和空气动力学的研究,以及土力学的研究等获得了重大进展。。从而,为节约桥梁建筑材料,减轻桥重,预计基础下沉深度和确定其承载力提供了科学的依据。 由此可以看出新型材料的产生推动新技术的发明从而推动桥梁的发展,它们给桥梁带来质的飞跃。对于目前技术已经定型且成熟的现代桥梁,未来桥梁的发展必然要有新型材料注入才能有所突破,所以新型材料的研究与发展才是桥梁飞跃的根本。

3现代新型材料对桥梁的影响

21世纪,随着高强度钢、高强度混凝土、玻璃钢、碳纤维等太空轻质材料的大量启用,桥梁建筑的主要材料也不断在更新。美国联邦公路署研究中心主任Phillip Yen曾说“目前的桥梁根据材料分类基本是钢筋混凝土结构和钢结构两大类。。我们希望通过发展新材料的性能,能够把桥梁带进更高性能的层面。过去已经发展过碳纤维、玻璃纤维等材料,我们现在发展处的高性能的钢筋混凝土可以突破现在的性能极限,由此可以带来设计的变化。高强度的钢结构可以从以前的36-50KSI达到70-100KSI,它的强度、可焊度、韧度都会加倍,在冷却时还会保持原有的韧度,不会出现脆变。这是高性能材料发展对桥梁的作用。”具有关桥梁专家介绍,21世纪的桥梁主要材料将采用高强度,高韧性钢材和抑振合金材料,以特殊纤维为辅。日本明石海峡大桥的加劲梁采用780兆帕焊接时低预热型新型高强度钢板,使其桥梁主跨设计刷新了20世纪的最大跨记录达到1990米。美国缅因州的尼尔桥是由23条碳和玻璃纤维织物的拱形结构组成,是纤维强化塑料应用于公路取得的重大突破,土木工程师被它们的良好特性所吸引——高强度、重量轻、耐腐蚀。同时这项技术也引起了奥巴马政府的重视,交通部长拉胡德在去年8月参观了该中心。去年9月欧洲最大的不饱和聚酯树脂供应商和基础设施结构生产商FiberCore-Europe在第十五届中国国际复合材料工艺展览会上,共同展示了一种在自重和载重能力上远远超越了传统钢铁和混凝土材质的新型复合材料桥。其实现了制造和施工更便捷,使用寿命可达100年,产生的碳足迹(CarbonFootprint)低,对环境影响小。虽然只是一座人行桥,但它不仅可以承载六顿左右的应急车辆,甚至可以承受重达30吨的重型车梁。21世纪钢桁连续梁将大量采用高强度低预热型焊接用钢板,大线能量焊接用钢板、高韧性钢板、抗层状撕裂型钢板、异型钢板、耐候钢及镀锌钢板、抑振厚板、玻璃钢、抑振合金材料,不仅可有效地增大钢桁梁桥的桥跨,而且能有效地降低梁体自重,实现大跨、轻质的目标。高强度混凝土是桥梁建设必不可少的主要材料之一,21世纪的混凝土材料将加入亚纳米、水溶性聚合物、有机纤维以不断提高强度与耐久性。

对于现代桥梁的可持续性而言,设计者应当认识到如何使建筑材料发挥他们最大的特质。比如,贝壳的抗拉强度远高于水晶,而成分却很简单(95%的石灰石+5%蛋白质)。这种自然界的启迪正引导着科学家们寻找化学组成简单、工艺简化并节省能量,又减少环境污染的新型材料。此外,仿生蝴蝶翅膀功能的材料,具有抗水性和自洁功能。又如,一些新型蓄光型自发光材料已经用于公路标志中,再结合各色燃料,使之具备白天充满丰富的色彩感同时夜间可自发光照明的特性,彻底改变传统照明能源消耗大的不足。

4结束语

我国桥梁建设发展过程中,与其他科技领域一样,始终坚持“自主创新”的指导思想,在消化吸收世界先进经验的基础上,取得了一批又一批丰硕的成果。现今,我国大规模的桥梁建设是桥梁技术创新、新型材料创新和实现超越的难得历史机遇。我们要抓住历史机遇,提升理念,自主创新。未来的桥梁将实现新型、大跨、轻质、耐久、灵敏和美观的国际桥梁发展的新目标。新型材料桥梁的诞生不仅仅可以成为城市标志性建筑,更能引领时代的进步。

参考文献

[1] 韩柏林,世界桥梁发展史[M].上海:知识出版社,1987.10:136-223

[2] 高巨福,空间结构仿生工程学的研究(博士论文)[D]. 天津:天津大学,2002.

[3] CONG Qian, CHEN Guang-hua, FANG Yan.Super-hydrophobic characteristics of butterfly wing surface [J]. Journal ofBionics Engineering, 2004.1(4):249-255

土木工程桥梁论文例3

中图分类号:G642.0 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2014)13-0037-02

桥梁类课程是土木工程专业中非常重要的课程,学生通过学习这门课程,需要掌握桥梁计算理论、设计方法、施工要点和构造要求等。教学质量对人才培养的影响是直接的,目前我国高等教育水平在不断提升,教育理念也在不断改革,人才培养已经从原来的知识型人才转变为综合型人才培养。因此土木工程专业桥梁类课程教学的探讨对桥梁专业人才有十分重要的意义。

1.桥梁类课程教学现状概述

桥梁类课程在土木工程专业人才培养过程中具有非常重要的作用并占据主要地位。在教学过程中,虽然学生对桥梁类课程非常重视,具有较高的学习乐趣和热情,但是仍然存在一些问题影响教学质量。

首先,学生对桥梁的概念缺乏空间想象力,因此对桥梁施工要点和构造原理的理解上比较困难。这是因为学生对桥梁缺乏感性认识;另外,传统落后的教学方式也是阻碍学生形成桥梁概念的主要原因之一。

第二,学生基础知识薄弱,而且在课前没有充分准备,所以对桥梁的计算方法及理论很难理解并掌握。三大力学和结构设计原理等理论知识是桥梁类课程的基础知识,是桥梁计算方法、理论和构造原理的核心,所以学生在学习桥梁课程前要做好相关知识的学习。而目前学生对这些理论知识没有掌握,因此在桥梁计算方法、理论和构造原理的讲解中,教师需要花费更多的精力和时间讲解这些理论知识,这会打乱教学规划,对教学效果和质量也有阻碍作用。

第三,大部分学生都重视理论计算,而对施工、实践和构造处理等较为忽视,在教学方面也是偏重于理论教学。然而桥梁类课程本身实践性就很强,因此要更重视实践,要将理论知识应用到实际中,达到学以致用的目的,但是目前这种教学的倾向性定然会导致学生理论知识和实践严重脱节。

第四,学生对桥梁专业前沿动态及发展历史了解的太少,这就形成了被动学习,也不利于学生创新能力的培养。很多学校使用的教科书是以三到五年前桥梁水平的概述及总结,而土木工程专业的桥梁类技术发展速度很快,因此知识更新率也很高,学生认为自己在学过时的知识,从而失去学习兴趣。

2.土木工程专业桥梁类课程教学分析

2.1结合市场需求更新教学目标

如今高校培养人才的目标是以应用型、综合型为主,因此要以此为基础,改革桥梁类课程的教学目标,对学生实际分析并解决问题的能力着重培养,不断加强学生的动手能力,丰富学生的实践经验,提高团队协作能力。另外,高校还要了解当下企事业单位对毕业生的要求和对往届毕业生的反馈情况,以市场需求为指引方向,调整土木工程专业桥梁类课程教学目标,确保教学目标的科学性和合理性,以更好的培养学生的专业能力和实践水平。

2.2利用多媒体教学方式提升教学质量

对于土木工程专业桥梁类学生而言,面临的一大难题是缺乏对桥梁基本构造的感性认识,而且空间想象能力较弱,这就增大了学生学习桥梁类课程的难度。多媒体教学方式可以有效解决这个难题,因为多媒体教学方式的特点是人机交互、图、文、声、像并茂。教师可以利用动画、音频、图片或视频等多媒体教学方式进行教学,下面以图像教学方式加以说明。桥梁图像包括桥梁施工现场图和三维模型图像,现场图像主要是在施工现场进行拍摄的,可以真实直观的反映桥梁构造及状态,让学生有置身于施工现场的感觉;三维模型图像是利用三维建模生成的图像,三维模型图像的建立是为了展示桥梁构件或某个构造,教师可以结合教学需求生成对应图像,将教学重点加以突出,从而实现教学目的。

例如在讲解箱梁内部三向预应力构造时,可以将模型中的混凝土作透明处理,纵向、横向和竖向预应力筋用三种颜色表示,这样能够更加直观清晰的表达。但是需要注意的问题是,桥梁图像有很多,教师需要结合教学目的及教学内容进行选取。例如对箱梁内部三向预应力构造介绍时,可搭配使用箱梁预应力筋构造的施工现场图像,增强真实感。教师需要在教学中不断积累经验,制作出更加科学合理的多媒体课件。

2.3教学结合实际工程展开

首先,充分利用学校周围桥梁为教学背景。如果校内没有也可以利用学生熟悉的景点的桥梁为背景,教师利用学生熟悉的桥梁体系进行讲解,可以给学生留下更加深刻的印象,而且学生理解起来也更容易。

其次,结合工程背景讲解桥梁理论知识。桥梁类课程教学中的理论问题都来源于实际的工程,学生面临的又一个难题是从实际工程中抽象出理论计算模型,这同样也是教学面临的问题。教学中的桥梁计算模型多为平面结构,而桥梁结构是空间结构,在对荷载的横向分布讲解过程中,结合桥梁受力和构造对横向分布系数进行考虑,并利用平面结构的计算模型分析空间结构受力,再针对空间结构桥梁转化为平面结构的计算进行详细讲解,将工程问题转变为力学问题,通过对工程实践中解决问题的方法的分析和归纳,引导学生逐步了解远离,利用工程方法和观点思考并解决问题,不断提高学生工程技术思维能力。

2.4加强实践教学

实践教学的加强可以通过实习来实现,进行时间是在理论教学完成后,主要目的是通过学生观摩并在桥梁施工现场实习后,实现理论知识向实践的国度,从而加深对桥梁设计理论、构造和施工要点的理解。前期准备、实习监督和考核是实践教学的三个环节,实习前要让学生充分理解实习的重要性,选择适当的实习单位,明确桥梁施工工程项目的特点,了解施工情况和实习内容;在实习过程中,教师要与实习单位保持联系,掌握学生在实习中的表现,也可对学生实习进行抽查;实习后期可组织实习答辩,每个学生结合自己的实习经历和内容进行总结,最终成绩还包括实习单位的评价和意见。

2.5建立专门的教学网站

如今计算机技术和网络技术已经较为成熟,学校可以建立专门的桥梁教学网站,网站内可以传播桥梁类课程理论知识,介绍桥梁工程最新动态;可以将教学规划、课件和教学进度等公布在网站上;将桥梁工程图片、视频或动画等资源分享给学生;每章节均配有习题,学生可阅读并下载;同时提供一个学生沟通的平台,在平台上师生可互相交流,同时提供课程设计、毕业设计等相关资料。这样能提高教学质量,逐渐激发学生对桥梁类课程的兴趣和创造力。

3.结语

由于土木工程专业桥梁类课程具有很强的实践性,因此教师不能只侧重理论而忽视实践,桥梁类课程教学需要不断改革,利用多媒体教学方式与传统教学相融合的方法,理论知识与施工工程相结合,讲授理论知识的同时,加大实践教学力度,不断提高学生对桥梁类课程的兴趣,提高教学质量、改善教学效果,最终培养出综合型人才。

参考文献

[1]丁发兴,余志武,龚永智.土木工程专业工程设计类课程教学改革探讨,长沙铁道学院学报(社会科学版), 2011, (01).

土木工程桥梁论文例4

关键词:慕课;桥梁工程导论;课程体系;在线教学;离线教学

中图分类号:G6420;TU997 文献标志码:A 文章编号:

10052909(2016)06006804

“慕课”(MOOC)是英文Massive Open Online Course的首字母缩写,直译就是“大规模网络开放课程”[1]。慕课这一概念由Dave Cormier和Bryan Alexander于2008年第一次提出。截至2014年,全球的慕课平台已经超过了40家,仅在中国大陆上线的就有3家慕课平台[2]。作为一种有别于传统的课堂教育模式,慕课的兴起和发展对中国高等教育产生了冲击性的影响,对于慕课在线和线下教育的建立和完善也提出了新的课题 [3-6]。

作为一种新兴的教育方式,慕课课程体系的研究尚处于探索阶段。如何弥补传统教育方式在开放性和富媒体方面的不足,是慕课课程体系研究所需要解决的具体问题。针对医学、电气等专业课程,目前已经开展了基于慕课课程体系的改革研究,取得了一定的效果[7-10]。而作为土木工程专业的通识性课程,桥梁工程导论由于其零基础性和弱前修性,可以对非土木工程专业学生开放讲授。同时,其内容的趣味性和科普性也容易融入大量的富媒体,能够满足网络化和信息化的要求。本文以土木类专业的通识性课程桥梁工程导论为例,开展了桥梁工程导论慕课课程建设框架研究,建立了包括课程内容、授课方式、互动方式和考核方式四方面内容的课程建设框架。相关研究结论将有助于慕课课程体系研究的进一步深入和完善。

一、桥梁工程导论课程设计总体思路

桥梁工程导论课程教学目标是使学生了解桥梁的发展历史,熟悉古代、近

代和现代桥梁的代表性桥型及其美学内涵,掌握桥梁工程设计的基本力学知识和桥梁基本结构构成,掌握桥梁工程建造的基本工艺,了解桥梁在运营过程中的养护管理和健康监测的基本理念。

相比土木工程专业核心课程的桥梁工程,桥梁工程导论具有理论知识浅显化和教学方式富媒体的特点。对土木类专业的学生为专业基础课;对非土木类专业的学生为公共基础课。将该课程进行重新编排后,还可作为工程学习资料供相关从业人员学习使用,也可作为科普性质课程面向专业知识零基础的社会民众。然而,现有的桥梁工程导论课程教学未注意区分其与普通专业性课程的差异性,延续了专业性课程以口述、板书加图片的授课方式,讲课缺乏生动性、趣味性和互动性,课堂授课方式难以将视图交互和实验互动进行有机组合,需要借助与慕课授课方式进行提升和改进。桥梁工程导论慕课课程总体设计思路如图1所示。

二、桥梁工程导论课程建设框架

(一) 课程内容

桥梁工程导论课程主要围绕桥梁工程人文知识和科技知识的讲授展开,在课程编排上分为两个篇章,即人文桥梁篇和科技桥梁篇,课程内容设计思路如图2所示。

上篇“人文桥梁”主要从桥梁发展历史和桥梁造型美学两个方面介绍桥梁的人文知识。第一章“桥之史”主要介绍桥梁的发展史,包括中外古代桥梁、近代桥梁和现代桥梁的发展历程。第二章“桥之美”主要介绍桥梁的造型美学知识,包括美学在东西方的哲学基础、美学在桥梁中的反映方式和古代、近代和现代桥梁中具有较强美学代表性的桥梁案例。

下篇“科技桥梁”主要从桥梁设计计算、施工工艺和管理养护等三个方面介绍桥梁的科技知识。第三章“桥之构”主要围绕力学性能和桥梁设计的关键要素介绍桥梁结构的构成原因。第四章“桥之造”侧重于介绍桥梁建造的基本过程。第五章“桥之护”主要介绍桥梁在运营期间的养护管理和健康监测的基本理念。

(二)授课方式

桥梁工程导论课程教学主要根据知识点的特点,分别采用单个或多个授课方式融合的方式进行授课。具体的授课方式主要有在线授课和离线授课两大类,其中在线授课包括课堂授课、实验视频、案例视频和虚拟仿真等四种,离线授课包括课堂辅导和线下实验两种,授课方式设计思路如图3所示。

1.在线授课

课堂授课:主要通过传统的课堂授课方式直接向学生灌输人文桥梁和科技桥梁的基本知识点,对应的知识点具有指向明确和逻辑简单等特点。

实验视频:主要针对桥梁的受力特点和结构构造课程内容的讲解,对应的知识点具有客观性、科学性和可重复性等特点。

案例视频:主要穿插于桥梁发展史、桥梁美学、桥梁结构、桥梁施工和桥梁养护课程内容的讲解中,对应的知识点具有经验性和直观性等特点。

虚拟仿真:主要穿插于桥梁结构、桥梁施工和桥梁养护课程内容的讲解中,对应的知识点具有一定的逻辑性和形象性等特点。

2.离线授课

课堂辅导:以专业或地区为单位定期开展教师与学生的面对面交流,对自学能力较差的学生进行差异性的补课,对学习主动性较差的学生督促其学习进度,掌握学生对在线授课的意见,为改进在线授课质量提供参考。

线下实验:主要通过在线课程演示或直接布置作业的方式,让学生在离线状态下独立或协作完成力学、结构方面的结构模型制作和加载等实验,通过在线实验报告或离线督查的方式完成对学生实验的检查和督促,对应的知识点具有一定的逻辑性和形象性等特点。(三) 互动方式

桥梁工程导论课程教学根据知识点的特点,提供了在线互动和离线互动两类互动方式,用于师生间和学生间的交流。其中,在线互动包括过程提问、邮件问答和专题论坛三种方式;离线互动包括定期答疑和实验(践)督导两种方式(图4)。

1.在线互动

过程提问:主要用于课程开展过程中教师与学生的在线单向互动,通过该方式教师预先设置与知识点相关的问题向学生提问,提问方式以选择题为主。

邮件问答:主要用于单元结束后教师与学生之间的双向互动,通过该方式学生可以针对课程单元中的疑难问题向教师提问;教师收到问题后进行文字回复和解答。

专题论坛:主要用于课下学生之间、学生和教师之间的多向在线互动。以课程的章节建立包括多个专题版块的论坛系统,学生和教师可以通过该系统进行提问和解答、提供相关作业答疑和考试信息等。

2.离线互动

定期答疑:主要用于课程开展过程中教师与学生、学生与学生之间的课堂多向互动。以地区或学校为单位,开展课程教学的定期答疑,课程的相关学习信息和资料,以及交流学习过程中的宝贵经验,促进学生和教师之间的情感交流。

实验(践)督导:主要用于实验(践)教学环节教师与学生的课堂多向互动。以地区或学校为单位,开展教师在场的实验(践)活动,学生独立或协作完成实验(践)活动的全部内容;教师定期监促完成进度,并对活动过程中的错误和疑惑给予纠正和指导。

(四) 考核方式

桥梁工程导论课程的考核方式由单元测验、单元作业、实验实践、课程讨论和课程考试五个部分组成。其中单元测试成绩占总成绩的15%,单元作业成绩占15%,实验实践成绩占20%,课程讨论的成绩占15%,课程考试成绩占35%(图5)。

考核方式I:单元测试在每章结束之后对学生对相关知识点进行测试。测试体量在30道题以内,全部为客观题,多次提交后以最高值为最后得分。

考核方式II:单元作业不少于10次,作业以学生随机互评和教师主审为主。

考核方式III:实验实践共设置不少于3次线下实验和实践作业,实验实践以教师主审为主。

考核方式IV:课程讨论按发贴内容数量和质量进行综合评分。

考核方式V:课程考试均为客观题,不少于50题,与单元测试和作业的重复率低于70%。

(五) 预期目标

针对桥梁工程导论课程传统授课方式在演示实验和互动方面存在的不足,开展慕课课程体系建设,有望在以下方面取得较好的教学效果:一是能够进一步提升学生对桥梁工程学习的兴趣性,为学生进入桥梁工程专业课程学习奠定基础;二是进一步提高学生对桥梁基础性知识的学习效果,能够缩短桥梁工程专业课程教学课时,提升桥梁工程课程教学的课时效率和学习深度;

三是通过网络化方式,能够推进互联网+在传统的土木与建筑工程中的融合,为未来专业性慕课课程的建设提供有益经验。

三、结语

本文以土木类通识性课程桥梁工程导论为例,开展了桥梁工程导论慕课课程建设框架研究,建立了包括课程内容、授课方式、互动方式和考核方式四方面内容的课程教学框架。主要结论如下:

(1)相比土木工程专业核心课程的桥梁工程,桥梁工程导论课程教学内容更侧重于桥梁基本知识和概念的阐述,体现了理论知识浅显化和教学方式富媒体的特点,有助于扩大慕课的受众群范围,便于在更大范围内推广采用。

(2)采用在线和离线两种方式进行授课和教学互动。在线授课主要用于知识点的讲解和传输,离线授课主要针对自主学习能力较差的学生的辅导和学生课下的自主实验环节。在线互动方式主要针对在线授课时章节知识点的分散答疑,离线互动方式主要针对阶段性知识点的集中答疑,以及课下学生自主实验和实践环节的督导。

(3)为提高学生的综合能力,慕课的考核方式应同时包含线上和线下的多项内容。除了完成作业、测试和考试外,还应当将学生线下开展的自主实验成绩纳入最终考核成绩。该课程教学目前正处于建设和研究阶段,本文提出的考核方式和比例还将在未来的实践中不断改进和完善。

参考文献:

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[3]蔡文璇, 汪琼. MOOC2012大事记[J]. 中国教育网络, 2013(4):31-34.

[4]陈肖庚,王顶明. MOOC的发展历程与主要特征分析[J].现代教育技术.2013(11):5-10.

[5]樊文强.基于关联主义的大规模网络开放课程(MOOC)及其学习支持[J].远程教育杂志,2012(3):31-36.

[6]顾小清,胡艺龄,蔡慧英. MOOCs的本土化诉求及其应对[J].远程教育杂志,2013(5):3-11.

[7]谢娜. 《电路分析基础》慕课课程建设初探. 电脑知识与技术[J]. 2015(21):123-124.

土木工程桥梁论文例5

1.引言

一个地区的发展和建设离不开当地高等院校的人才培养,地方高等院校自身的发展和服务地方的建设至关重要,尤其在培养专业技术人才方面,要结合本地区的特色和特殊性做出及时的调整和适应。地方高等院校各个专业的发展与服务地方的关系,影响其健康持续发展,这个问题应引起高等院校自身和学术界的广泛关注[1,2,4,5]。从服务地方来看,大部分高校没有合理调整各个专业内容的设置,及时应对当地发展和建设的需要,出现脱离当地建设的实际、针对性不强等一系列问题。我校作为一所传统的工科院校,近几年来一直将服务地方策略作为专业人才培养方案调整的重要依据,努力把学校建设成服务地方发展和建设的人才培养、科技创新的重要基地。自2010年开始,我校土木工程专业开始准备住建部专业评估,土木工程学院启动工程应用能力为主,结合地方建设为特色的土木工程人才培养课程教学模式改革工作。作为土木工程专业道路与桥梁方向,《桥梁工程》课程是一门非常重要的专业业务课程,是一门要求工程实践能力很强的专业课程,与工程实际关系十分密切。因此,通过一定的工程实际锻炼,能用已学的知识理论去解决工程实际问题将关系到学生专业能力素质。结合多年的桥梁工程教学,笔者对工程应用能力培养进行探讨和思考。

2.桥梁工程课程教学存在的问题

《桥梁工程》课程继土木工程制图、材料力学、结构力学、结构设计原理、基础工程、桥涵水文、道路勘测设计等课程学完之后,以实际工程为背景,进一步运用力学知识和综合专业基础知识,解决桥梁实际工程问题。近些年桥梁工程建设的增多,使得道路桥梁专业毕业生的专业知识层次要求产生了变化,我校桥梁工程课程理论教学增加到目前的88学时,注重了这门课教学的整体完整性,但也存在一些不足和改进之处。目前在教学中普遍存在的问题有:(1)由于学生专业基础课程学习的不够扎实,一些专业基础课程设计未能按要求完成,且往往基础课和专业课由不同老师讲授,导致桥梁工程学习中运用到已学过的知识理解新的概念、理论时不能及时掌握,随着课程的推进,新的知识点出现越来越多,学生学起来就感觉到困难,致使掌握程度浮于表面,甚至只是应付上课;(2)由于课程相对密集的原因,没有更多的时间在学习过程中结合实践和运用,不能把理论知识和工程实际有效结合,导致接下来的课程设计环节无法进行,甚至失去课程学习的兴趣和信心;(3)考核方式多为结合平时上课出勤情况,书本上理论知识点的期末试卷考核,这种评价体系侧重于理论知识的考核,无法全面对综合运用学过的专业知识去解决实际问题的能力评价,因此不能很好地培养具备能够提出问题—分析问题—解决问题的工程应用能力的人才,与目前倡导的卓越工程师的培养大相径庭。

3.以应用能力为主导的教学模式

作为土木工程专业的学生,其学习理论知识的目的是毕业后能够运用到实践工程工作中,在工作中遇到新的问题如何运用已学的知识去处理和解决。因此,桥梁工程课程教学改革,要与实际工程相结合,建立合理的教学课程体系,培养和锻炼学生具备工程应用能力,能够解决实际工程问题至关重要。

3.1理论课程学习模式的改革

桥梁工程课程的学习,一般学生常规的学习方式是进课堂集中听专业老师灌输式的讲授,这种教学模式不利于培养学生的工程应用能力,在教学过程中,应切实体现工程特色,突出实践,强化应用。我校桥梁工程课程理论教学88课时,通过加大课时量,做到教学内容完全体现深化桥梁理论知识学习,加强工程实际能力的培养。课程教学大部分章节以桥梁工程案例为依托,做到从工程中学习理论知识,到运用已学知识解决工程实际问题中,增加学生工程意识和思维方式。建立了一套工程信息资料数据库,如BIM建模与应用模块,实际桥梁工程施工、设计、监理、造价及管理资料模块,桥梁工程视频、动画模块,与桥梁工程有关的微信(筑龙路桥等)、论坛精品资料模块、实验室实践学习模块、工程软件学习实践模块,产学研实习模块等,将其穿插应用于理论教学的始终,突出课程教学的工程特色。通过结合学校周边近几年大型桥梁工程建设,激发学生的学习桥梁工程课程的兴趣和爱好。

3.2课程实践训练环节模式的转变

以往我校的桥梁工程课程实践环节主要是通过虚拟一课题完成课程设计或大作业,进行设计一座预应力梁式桥或拱桥,并给出计算书和设计图纸。通过对几届学生完成情况的观察,在两周的时间内,只有少数学生能够参考设计计算实例完成,只是依葫芦画瓢地照搬参考书上实例进行计算画图,没有真正理解体会的完成一座桥梁的设计计算。针对这种情况,在教学过程中,通过问卷调查和与学生互相交流得知,导致这种情况是集中教学模式,加之实践中其他课程和实践环节过多,只有无暇应付,根本没有时间去思考和认真去做。因此,最近几年采取了一系列的措施来改变上述的状况。

3.3建立课程工程应用能力考核机制

强度工程应用能力,并不是放弃量化的指标考核,建立在实际教学过程中能够进行综合评价一个学生的评价考核体系,使学生能够知道想学什么,要学什么,必须学什么。在考核中强度多元化的评价,如桥梁工程知识点的比赛,定期学生上台讲课汇报情况让学生自己解决同组或本班其他学生存在的问题。真正做到以考促学,以考促教,加强平时考核,加强知识的综合运用能量的测评,加强自己动手解决问题的评价。总之,好的评价考核体系能够真正区分和识别谁是最好的学生。

4.结语

工程应用能力是工程师核心的竞争力,也是高等院校工程教育的薄弱环节。高校中开设的专业课程要理论知识结合实践训练,全方位、多角度地培养学生的工程应用能力。教师要不断增强工程意识,做到传授知识、培养学生解决实际工程问题意识、参与到工程实践中。学校、地方企业等参与到整个培养的过程中,为教学提供支撑条件,为能够培养出更好的卓越工程师创造良好的条件提供保障。

参考文献:

[1]喻梅,周水兴.《桥梁工程》教学模式与教学方法研究[J].中国科技信息,2010(20):306-307.

[2]冯丽.基于工程应用能力培养的教学模式改革探讨———以桥梁工程教学为例[J].绍兴文理学院学报,2011(9):89-91.

[3]吴鸣,熊光晶.基于工程能力培养的桥梁工程教学改革探索与实践[J].长沙铁道学院学报(社会科学版),2010,11(1):109-113.

土木工程桥梁论文例6

关键词: 叠合梁;吊模;施工

Key words: composite beam;hanging mold;construction

中图分类号:U445.4 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)29-0104-02

0 引言

近年来,钢-砼叠合梁作为桥梁的一种结构形式,在新建桥梁跨越现有道路、河道施工中得到越来越广泛的应用。但这种结构施工存在一个难点,那就是砼面板在浇筑过程中如何确保钢结构均衡受力,避免钢结构产生局部不均匀变形,致使桥梁受力模型变化,引起桥面板混凝土开裂,产生质量事故,甚至结构倾覆。在实际施工中我们经过反复研究论证,最后采用了吊模法浇筑钢筋砼面板,在满足施工质量要求的同时很好的组织了现场交通,取得了较为理想的效果。

本文结合上海浦东罗山路(杨高中路)立交新建WN匝道WN04~WN06两跨一联钢-砼叠合梁施工,对现浇钢-砼叠合梁桥面板吊模施工技术进行论述。

1 工程概况

浦东罗山路(杨高中路)立交新建WN匝道是内环线浦东段快速化改建工程罗山路立交改建工程的一部分,为沟通杨高中路与张杨路新建匝道。其中Pwn04~Pwn06墩为两跨一联钢-砼叠合梁,跨径组合2×32.5m。Pwn05~Pwn06墩下方为现状西半幅罗山路。(图1)

钢-混叠合梁顶板为现浇C50复合纤维混凝土,顶板厚350cm~260cm,翼板厚350cm~200cm。

钢结构部分为两片1.50米高钢板工字梁,两片工字梁通过小横梁横向连接。(图2)

钢板梁厂家分段制作、现场分段吊装。

2 桥面板混凝土施工方法

2.1 施工概述 根据设计要求,钢板梁混凝土结构浇注分两次进行。

①搭设支架同时浇注钢板梁两端各20米桥面板混凝土;②第一次浇注的混凝土达到设计强度,拆除支架;③搭设支架并浇注中部25m桥面板混凝土;④第二次浇注混凝土达到设计强度,拆除支架。

2.2 桥面混凝土吊模施工方案

2.2.1 吊模施工技术要求

①支架应设置纵横梁分配荷载,将荷载传递到均衡传递到小横梁上。

②支架支撑点应设置在小横梁或者工字梁钢顶板上,且必须与腹板加劲肋对齐,严禁将支架直接设置在无加劲肋的钢板上。

③支架法施工期间应确保横向对称施工,确保钢梁横向受力均衡,保证结构稳定性。

2.2.2 顶板模板支撑系统

①吊模体系横梁:采用9米长双拼28b槽钢,对应每个钢板梁小横梁(腹板加劲肋)位置设置一组横梁,即横梁每4.6米设置一道。

②吊模体系纵梁:采用25cm×25cm枕木,间距小于80cm,顺桥向布置。

③吊模体系拉杆:采用Φ16螺杆,横桥向间距同横梁枕木间距,顺桥向间距小于90cm,枕木上钻Φ20孔洞,下穿螺杆。螺杆下通过山形卡固定纵向钢管。

④模板支撑体系支腿:采用2根28b短槽钢和10mm厚钢板焊接成“钢支腿”,支腿下端与钢板梁上翼板焊接,上端与横梁焊接。

⑤模板楞木格栅:横桥向采用10cm×10cm方木,顺桥向采用5cm×10cm方木。模板格栅放置于山形卡上托的双Φ48钢管上方。

2.2.3 吊模支撑系统安装流程 支腿焊接——横梁焊接安装就位——外侧防坠安全设施施工——纵梁吊装固定就位——拉杆安装——山型卡及模板支撑钢管安装——模板楞木格栅安装——检查调整吊模体系——钢筋焊接绑扎——纵向横向对称浇筑砼——砼覆盖养护——拆模进行下一循环施工。

2.2.4 吊模支撑系统主控项目受力校核

①双拼28B槽钢横梁应力应变计算:

9m长槽钢横梁受力形式和简化为单跨(两端悬挑)受力形式,两支点间4.2m,两侧悬挑2.4m。

故,对受力状态不利的横梁两侧悬挑部分进行应力应变复核计算。

根据相应规范得出动荷载和静荷载的荷载效应组合值:48KN。

则,纵梁(枕木)对横梁悬挑端产生的集中力P=16KN。

A点P在固定端处产生的挠度:f=PL3/3EI=3.96mm

A点P在固定端处产生的应力:σ=52Mpa。

B点P在固定端处产生的挠度:f=PL3/3EI=0.85mm

B点P在固定端处产生的应力:σ=36.4Mpa。

C点P在固定端处产生的挠度:忽略不计

C点P在固定端处产生的应力:σ=17.3Mpa。

故,吊架横梁应力和应变满足桥面板现浇要求。

②经复核计算,纵梁25cm×25cm枕木应力和应变满足桥面板现浇要求。

③经复核计算,吊杆抗拉力满足桥面板现浇要求。

2.3 桥面板混凝土浇注 桥面板混凝土必须对称均匀的浇注,确保钢梁受力均衡。

①纵向自中间向两边对称浇注;

②横向先浇注中间钢腹板内侧部分,然后浇注两侧悬臂部分。严格控制横向不对称荷载,在浇注中间部分时,以结构中心线为准,两边之差不超过单边的1/2;在浇注悬臂部分时,两侧之差不超过单侧的1/2。

3 施工监测

根据设计要求,在钢-砼叠合梁施工施工过程中,委托有资质的专业单位对钢板梁各工况受力状态下应变和应力实施现场检测。

监测工况状态有:

①钢板梁出厂前;

②钢板梁吊装后焊接前;

③钢板梁安装焊接后;

④第一次吊模支架搭设后;

⑤第一次混凝土浇注后;

⑥第一次支架拆除后;

⑦第二次支架搭设后;

⑧第二次混凝土浇注后;

⑨第二次浇注拆除后。

经实时监测,在桥梁施工过程中,钢板梁应力和应变符合设计建模要求。

4 结论

桥面板吊模施工方法确保了钢板梁在支架搭设、混凝土浇注过程中,钢板梁对称、均衡受力,变形对称、均匀,且均处于设计允许范围内,对结构体不利影响最小,保证了钢板梁施工质量和桥面板浇注养护质量。

桥面板吊模施工方法的应用,替代了原始的满堂支架施工方法,减少了材料的周转周期和人工的应用量,缩短了工期,降低了施工成本,取得了较好综合效益。

施工工期比满堂支架缩短一个月,对交通影响比满堂支架小得多,只在搭拆支架、浇筑砼时有短时间影响,其它时间交通不受影响。

参考文献:

土木工程桥梁论文例7

引言

纵观人类文明史,土木工程建设在和自然斗争中不断地前进和发展。在我国的现代化建设中,土木工程业越来越成为国民经济发展的支柱产业。同时,随着社会和科技的发展,建筑物的规模、功能、造型和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化,所采用的新材料、新设备、新的结构技术和施工技术日新月异,节能技术、信息控制技术、生态技术等日益与建筑相结合,建筑业和建筑物本身正在成为许多新技术的复合载体。而超高层和超大跨度建筑、特大跨度桥梁及作为大型复杂结构核心的现代结构技术则成为代表一个国家建筑科学技术发展水平的重要标志。所有这一切都说明在土木工程中越来越体现了技术与创新的作用,谁能在世纪之交把握住土木工程学科的发展趋势。谁就能在知识经济时代开创土木工程学科的新纪元。

一、土木工程的涵义

土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展,目前土木工程的实践和研究己取得显著成就,无论是结构的力学分析,还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段,都有了非常大的突破;特别是近若干年,在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来,土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。

二、土木工程的发展现状

我国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过,且发展很快,尤其在近年来,发展极为迅猛,几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快,数量之巨,令世界各国惊叹不已。

截止2000年底,我国铁路运营路程已达6.78万公里,居世界第4位,亚洲之首。铁路朝着城市轻轨和地铁两方而发展。同时,我国也在积极建造高速铁路,武汉至广州的高速铁路运营时间仅需4小时。此外,磁悬浮列车也在发展。桥梁工程也取得了惊人的成就,伴随着桥梁类型的不断翻新,主跨跨度一再突破。杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等大跨桥梁的建成都标志着我国的大跨结构达到了一个新的水平,己跨入世界水平先进行列。目前,我国己建成千米以上大桥3座、800m以上大桥8座、600m以上大桥15座、400m以上大桥40座,重庆万县单孔跨度达420m的钢筋混凝上拱桥更引起世界同行的莫大兴趣。在水利建设方面,50年间全国兴建大中小水库8.6万座,水库总蓄水量4580亿立方米。建设和整修大江大河堤防25万公里,目前防洪工程发挥的经济效益达7000多亿元。在大坝建设方面,我国先后建成了青海龙羊峡大坝、贵州鸟江渡大坝、四川二滩大坝等水利工程。

三、土木工程的发展趋势

(一)高性能材料的发展

钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700N/mm2以上的钢材列人了规范;如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。

(二)计算机应用

随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善,计算结果将更能反映实际情况,从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设,以缩短工期、提高经济效益。

(三)环境工程

环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视,土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关,又无一不与土木工程有关。较大工程建成后对环境的影响乃至建设过程中的振动、噪声等都将成为土木工程师必须考虑的问题。

(四)建筑工业化

建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程,特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展,但是总的来说落后于其他工业部门,所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系,尽量实现标准化生产;要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制,采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式,同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。

(五)空间站、海底建筑、地下建筑

早在1984年,美籍华裔林铜柱博士就提出了一个大胆的设想,即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站。这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。随着地上空间的减少,人类把注意力也越来越多地转移到地下空间,21世纪的土木工程将包括海底的世界。实际上东京地铁已达地下三层:除在青函海底隧道的中部设置了车站外,还建设了博物馆。

(六)结构形式

计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现,为结构形式的革新提供了有利条件。空间结构将得到更广泛的应用,不同受力形式的结构融为一体,结构形式将更趋于合理和安全。

(七)新能源和能源多极化

能源问题是当前世界各国极为关注的问题,寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题。这也对土木工程提出了新的要求,应当予以足够的重视。

此外,由于我国是一个发展中国家,经济还不发达,基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求,所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中,都应考虑可持续发展。这些专业活动包括:建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设,海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。

参考文献:

土木工程桥梁论文例8

前言:近年来,伴随着经济的发展,对我国的建筑行业发展起到了很大的促进作用,人们针对建筑材料的关注程度也越来越高,针对传统的土木工程建设过程中的种种问题和不足进行了改善,并引进了新的材料。在钢筋混凝土方面,较大的强度是传统钢筋混凝土的重要优势,然而它却同时存在着一些使用过程中的不足,例如使用面积过大造成空间设计的困难和极易腐蚀等现象。伴随着土木工程行业的不断发展,近年来人们研制出纤维增强塑料筋来替代传统的钢筋混凝土,取得了一定程度的进展。

一、纤维增强塑料筋

纤维增强塑料筋作为一种复合型材料是由增强和基体材料组成的,高性能纤维是其最主要的组成成分,合成树脂是基体材料的组成成分,有机和无机纤维是高性能纤维的重要部分,而在有机纤维和无机纤维当中分别由多种纤维来组成。在当今建筑行业的发展过程中,各种复合材料是使用最广泛材料,例如芳纶纤维增强复合材料、钢纤维增强复合材料等[1]。

二、纤维增强塑料筋在桥梁建设工程中的应用

土木工程当中,桥梁的建设是其中重要的组成部分,在传统的桥梁建设当中,载重的能力较弱,桥梁以单行线为主,石料是桥梁建设的主要材料,古代的桥梁还可以建立台阶。伴随着时代的发展,桥梁的建设逐渐采用了新的建筑材料,增强了桥梁的载重能力,同时桥梁的跨度也不断增加,桥梁的基础建设需要钢筋混凝土来起到重要的支撑作用,然而钢筋混凝土由于体积和重量过于庞大使得其无法满足桥梁建设和设计的跨度不断提高的现状,此时就急需一种新的建筑材料来代替传统的钢筋混凝土,并且完善钢筋混凝土易受腐蚀的现状。纤维增强塑料筋在此时被研制出并应用到了桥梁的建设当中,以其小密度、大强度和耐腐蚀的优势极好的取代了钢筋混凝土的使用,它既能够满足桥梁的建设需要,还很好的解决了桥梁自重过大的问题。在水中和土壤当中使用纤维增强塑料筋能够有效降低腐蚀,增强桥梁的寿命。在不断的发展过程中,新型的纤维塑料筋要具备更好的应用优势,它的质量更轻,强度更大,使得劳动成本、布筋劳动强度和施工荷载都得到了很好的降低。在实际的生活当中,应用纤维增强塑料筋建设的桥梁例子很多,例如,美国的DEL351桥,它作为美国第一座使用新型纤维塑料筋的桥梁取得了极大的成功。成功的桥梁建设例子表明,在今后的桥梁建设过程中,要采用科学合理的设计,运用纤维增强塑料筋来替代钢筋混凝土,能够有效降低腐蚀率[2]。

三、纤维增强塑料筋在岩土工程建设中的应用

作为一种新技术类型,岩土工程是土木工程发展过程中的一个分支。在土木工程建设的过程中,相关的岩石和土的知识与技术都要由岩土工程来进行解决,由此就可以看出土木工程当中岩土工程的重要地位。土木工程的施工过程中有一个非常重要的问题,就是容易造成滑坡等自然灾害的产生,造成这些现象的原因很大程度上是钢筋混凝土经过长时间的腐蚀而造成的,同时,不同的岩体还存在着不同的腐蚀性,会造成钢锚锚固工程的失效[3]。伴随着土木工程研究和科学技术的飞速发展,纤维塑料增强筋被应用到了岩土工程当中,它自身较高的耐腐蚀性有效的降低了自然灾害的发生,增强了工程建筑的使用寿命。近年来,国外的岩石工程中对于纤维塑料增强筋的使用非常热衷,以此来代替金属锚杆,有效的降低了刚锚杆被极差的地质条件所腐蚀的问题。

四、纤维增强塑料筋在预防灾害过程中的应用

伴随着社会经济的不断发展和进步,大型土木工程逐渐出现并开始施工,自然灾害是破坏工程的最主要因素,要加强对灾害的预防,才能够促进土木工程的不断发展和进步,例如,预防滑坡的产生和道路护坡的固定等,现阶段在进行自然灾害预防的工作中主要采用的方法是预应力锚固支护技术,这种技术同样存在着易被腐蚀的威胁[4]。在纤维塑料技术得到广泛发展和应用的今天,在预防自然灾害的过程中应大量采用纤维所料增强筋技术,来减少钢筋锈蚀的危害。有效使用纤维所料增强筋技术,以使工程后期的维护工作更加便利,有效节省人力和物力,减少工程成本,还能够对工程起到非常好的保护作用。例如,三峡水电站的成功蓄水后,在经过长久的浸泡和腐蚀过后很容易发生山体或边坡滑移,这种灾害的威胁将是巨大的,因此,有效采用预应力FRP筋来减少被腐蚀的威胁是十分必要的。

结论:伴随着经济的发展,我国的土木工程发展迅速,在不断的发展过程中,纤维增强塑料被有效提出和应用,有效的减少了传统的钢筋混凝土易被腐蚀的缺点,促进了工程施工的安全性,同时还解决了桥梁建筑过程中的建筑难题,纤维增强塑料筋以其质量轻和高强度的特点能够满足现代土木工程的需求,我国应增强对纤维增强塑料筋的研究和运用,不断促进我国土木工程的进步和发展。

参考文献:

[1]张作诚. 碳纤维筋增强混凝土的试验研究及力学性能分析[D].河海大学,2005.

土木工程桥梁论文例9

桥梁工程作为土木?R狄幻胖匾?的主干课程,教学目的是为了培养学生掌握各类桥梁的设计和构造原理、计算理论和方法以及施工要点,能够从事桥梁相关的设计、施工、管理、养护及咨询工作,其教学效果对学生专业素质和能力的培养将起到重要的作用。土木工程来华留学生在文化、教育以及思维方式方面有所不同,给桥梁工程等课程教学带来新的挑战。基于近几年留学生桥梁工程的教学实践,分析教学中存在的不足,并提出相应的解决方法,以期待进一步提高教学水平与效果,希望为其他课程的教学提供借鉴。

二、留学生桥梁工程课程遇到的问题

1.语言交流问题。语言作为师生交流的工具,语言表达直接影响教学效果,甚至关系到教学能否开展。一方面,大多来华留学生汉语几乎零起点,即使通过短期培训,水平也仅局限于日常交流,尚未达到运用汉语进行专业课程学习的要求。另外,本校留学生基本来自亚、非、拉国家,如斯里兰卡、多哥等,这些国家的母语大多为非英语,且英语水平参差不齐。因此,留学生桥梁工程课程教学语言上的选择成为首当其冲的问题。

2.学生素质参差不齐。本校土木专业留学生的教育背景各不相同,如专业基础、所学课程等有所差异。对于来自亚洲国家的留学生,其相关的教育背景与学生素质同国内本专业学生的差距较小;而对于非洲国家的留学生,差别程度较大。其次,留学生们自身的学习目的各异,部分学生希望通过留学获得先进的科技和文化,少部分学生学习目的不明确。因此,对课程学习的重要性、学习的主观能动性等大不一样,如何因材施教值得思考。

3.文化和思维方式的差异。本校土木专业留学生来自不同的地区与国家,存在不同的文化背景与宗教信仰。同国内学生相比,其思维方式以及行为、观点等均有所不同。因此,授课教师与学校的管理人员应该充分认识并尊重、理解不同国家文化、宗教等带来的差异,尽量降低该差异对课程教学的影响。

4.教材不能满足需要与教学方法传统单调。缺乏专门英文或双语教材是桥梁工程教学需要解决的问题之一。最初教学采用与桥梁相关的原版书籍,其内容繁多,系统性不强,较少反应桥梁发展的最新动态,不适应留学生对教材通俗易懂、深入浅出的要求,导致留学生的学习兴致不高、效果不理想;另外,教师对学生的情况了解不深,对课程不能良好把握,大多时候只是为了完成任务,导致教学内容枯燥、形式单调,课堂气氛不活跃,无法激发学生的学习兴趣,缺乏师生互动,教学效果欠佳。

5.考核方式单一与不合理。传统的考核方式通常以期末考试为主,考题大多为客观题,课堂的缺勤率较高,平时不努力学习的部分留学生通过考前突击亦能取得较好的成绩,因此该考核方式不能真实地评估与反应学生的学习过程与效果。

三、留学生桥梁工程课程的改革与探索

针对留学生桥梁工程课程教学过程存在的以上问题,通过分析讨论提出相应的解决办法,并得到实践检验与证明其效果。

1.提高师资队伍素质与水平。提高桥梁工程专业教师队伍的综合素质与教学水平是促进教学发展的重要途径,而留学生教学则要求同时具备专业水平与英语能力的老师承担。学院采取试讲选拔制度,大力提倡专业素质过硬、英语能力强的教师担任留学生桥梁工程的主讲教师,尤其是具有海外留学背景的年轻博士们。同时定期对承担留学生课程的教师进行英语培训、参与国际交流活动,确保留学生教学长期具有较高的质量。

2.加强师生沟通,提高学习热情。我校土木专业留学生来自不同的国家与地区,其思维方式、行为观点、学习方法和态度各不相同。作为教师应一视同仁,不能厚此薄彼。同时,由于文化习俗的差异,留学生在中国有很多不适应的方面,老师应主动同留学生交流、相互理解、相互信任,使得课程氛围良好融洽,有助于激励学生的学习兴趣与热情。教师在向留学生传授知识的同时,关心留学生的生活与心理状态,与留学生之间亦师亦友,轻松愉快地完成课程教学。

3.合理选择教材和安排教学内容。我校土木工程留学生主要来自非洲和中东地区,采用英语为主的双语授课,选用英文教材。但是,桥梁工程作为一门专业性、实践性以及技术性很强的课程,其设计、施工等方面均离不开规范、规程要求。因为原版教材其规范、规定等均基于本国的要求,与国内不太一致。因此,组织专家编写适合国内留学生的高水平教材为当务之急。另外,主讲教师可以参考部分原版教材的内容,结合本国的国情编写适宜的讲稿进行教学。

桥梁工程实践性很强,教材编写应充分考虑实践环节的内容,注重内容的实用性、前瞻性。使留学生通过本课程的学习,掌握桥梁规划系统的思维方法和相关前沿知识、桥梁结构的构造、计算设计方法、桥梁的新技术新工艺,初步具有桥梁工程师的设计施工能力。

4.教学方法与模式的转变。桥梁工程传统教学以教师为中心,往往教师按照教材内容照本宣科,学生被动的以接受为主,缺乏主动思考与学习的热情。因此,在留学生桥梁工程课程教学中引入讨论式、启发式、翻转课堂等教学方法,逐步转化教学过程的主体,将教师为主的传统模式转变为以学生为中心的创新模式,充分调动学生的学习热情,激发学生的学习兴趣,大力改善教学质量,以到达良好的教学效果。

桥梁工程系统性强,各部分知识逻辑关系密切,教师力求用简练的语言阐述应掌握的丰富的桥梁知识,尽可能做到由浅入深、先整体、后局部,同时应该广泛借助BIM技术以及多媒体等现代教育手段,使较为深奥的教学内容生动、形象,供留学生较好地掌握。同时,桥梁工程又是一门理论和实践兼顾的课程。通过与实际工程密切相关的实践活动,如生产实习、毕业实习等,使得学生掌握桥梁的组成与形式、结构特点与施工过程与方法;通过课程设计、毕业设计相结合,提高学生的综合桥梁素质;将课程教学与桥梁方案竞赛等活动相结合,提高留学生的创新与创造能力。

土木工程桥梁论文例10

1.引言

一个地区的发展和建设离不开当地高等院校的人才培养,地方高等院校自身的发展和服务地方的建设至关重要,尤其在培养专业技术人才方面,要结合本地区的特色和特殊性做出及时的调整和适应。地方高等院校各个专业的发展与服务地方的关系,影响其健康持续发展,这个问题应引起高等院校自身和学术界的广泛关注[1,2,4,5]。从服务地方来看,大部分高校没有合理调整各个专业内容的设置,及时应对当地发展和建设的需要,出现脱离当地建设的实际、针对性不强等一系列问题。

我校作为一所传统的工科院校,近几年来一直将服务地方策略作为专业人才培养方案调整的重要依据,努力把学校建设成服务地方发展和建设的人才培养、科技创新的重要基地。自2010年开始,我校土木工程专业开始准备住建部专业评估,土木工程学院启动工程应用能力为主,结合地方建设为特色的土木工程人才培养课程教学模式改革工作。作为土木工程专业道路与桥梁方向,《桥梁工程》课程是一门非常重要的专业业务课程,是一门要求工程实践能力很强的专业课程,与工程实际关系十分密切。因此,通过一定的工程实际锻炼,能用已学的知识理论去解决工程实际问题将关系到学生专业能力素质。结合多年的桥梁工程教学,笔者对工程应用能力培养进行探讨和思考。

2.桥梁工程课程教学存在的问题

《桥梁工程》课程继土木工程制图、材料力学、结构力学、结构设计原理、基础工程、桥涵水文、道路勘测设计等课程学完之后,以实际工程为背景,进一步运用力学知识和综合专业基础知识,解决桥梁实际工程问题。

近些年桥梁工程建设的增多,使得道路桥梁专业毕业生的专业知识层次要求产生了变化,我校桥梁工程课程理论教学增加到目前的88学时,注重了这门课教学的整体完整性,但也存在一些不足和改进之处。目前在教学中普遍存在的问题有:(1)由于学生专业基础课程学习的不够扎实,一些专业基础课程设计未能按要求完成,且往往基础课和专业课由不同老师讲授,导致桥梁工程学习中运用到已学过的知识理解新的概念、理论时不能及时掌握,随着课程的推进,新的知识点出现越来越多,学生学起来就感觉到困难,致使掌握程度浮于表面,甚至只是应付上课;(2)由于课程相对密集的原因,没有更多的时间在学习过程中结合实践和运用,不能把理论知识和工程实际有效结合,导致接下来的课程设计环节无法进行,甚至失去课程学习的兴趣和信心;(3)考核方式多为结合平时上课出勤情况,书本上理论知识点的期末试卷考核,这种评价体系侧重于理论知识的考核,无法全面对综合运用学过的专业知识去解决实际问题的能力评价,因此不能很好地培养具备能够提出问题―分析问题―解决问题的工程应用能力的人才,与目前倡导的卓越工程师的培养大相径庭。

3.以应用能力为主导的教学模式

作为土木工程专业的学生,其学习理论知识的目的是毕业后能够运用到实践工程工作中,在工作中遇到新的问题如何运用已学的知识去处理和解决。因此,桥梁工程课程教学改革,要与实际工程相结合,建立合理的教学课程体系,培养和锻炼学生具备工程应用能力,能够解决实际工程问题至关重要。

3.1理论课程学习模式的改革

桥梁工程课程的学习,一般学生常规的学习方式是进课堂集中听专业老师灌输式的讲授,这种教学模式不利于培养学生的工程应用能力,在教学过程中,应切实体现工程特色,突出实践,强化应用。我校桥梁工程课程理论教学88课时,通过加大课时量,做到教学内容完全体现深化桥梁理论知识学习,加强工程实际能力的培养。课程教学大部分章节以桥梁工程案例为依托,做到从工程中学习理论知识,到运用已学知识解决工程实际问题中,增加学生工程意识和思维方式。建立了一套工程信息资料数据库,如BIM建模与应用模块,实际桥梁工程施工、设计、监理、造价及管理资料模块,桥梁工程视频、动画模块,与桥梁工程有关的微信(筑龙路桥等)、论坛精品资料模块、实验室实践学习模块、工程软件学习实践模块,产学研实习模块等,将其穿插应用于理论教学的始终,突出课程教学的工程特色。通过结合学校周边近几年大型桥梁工程建设,激发学生的学习桥梁工程课程的兴趣和爱好。

3.2课程实践训练环节模式的转变

以往我校的桥梁工程课程实践环节主要是通过虚拟一课题完成课程设计或大作业,进行设计一座预应力梁式桥或拱桥,并给出计算书和设计图纸。通过对几届学生完成情况的观察,在两周的时间内,只有少数学生能够参考设计计算实例完成,只是依葫芦画瓢地照搬参考书上实例进行计算画图,没有真正理解体会的完成一座桥梁的设计计算。针对这种情况,在教学过程中,通过问卷调查和与学生互相交流得知,导致这种情况是集中教学模式,加之实践中其他课程和实践环节过多,只有无暇应付,根本没有时间去思考和认真去做。因此,最近几年采取了一系列的措施来改变上述的状况。

3.3建立课程工程应用能力考核机制

强度工程应用能力,并不是放弃量化的指标考核,建立在实际教学过程中能够进行综合评价一个学生的评价考核体系,使学生能够知道想学什么,要学什么,必须学什么。在考核中强度多元化的评价,如桥梁工程知识点的比赛,定期学生上台讲课汇报情况让学生自己解决同组或本班其他学生存在的问题。真正做到以考促学,以考促教,加强平时考核,加强知识的综合运用能量的测评,加强自己动手解决问题的评价。总之,好的评价考核体系能够真正区分和识别谁是最好的学生。

4.结语

工程应用能力是工程师核心的竞争力,也是高等院校工程教育的薄弱环节。高校中开设的专业课程要理论知识结合实践训练,全方位、多角度地培养学生的工程应用能力。教师要不断增强工程意识,做到传授知识、培养学生解决实际工程问题意识、参与到工程实践中。学校、地方企业等参与到整个培养的过程中,为教学提供支撑条件,为能够培养出更好的卓越工程师创造良好的条件提供保障。

参考文献:

[1]喻梅,周水兴.《桥梁工程》教学模式与教学方法研究[J].中国科技信息,2010(20):306-307.

[2]冯丽.基于工程应用能力培养的教学模式改革探讨――以桥梁工程教学为例[J].绍兴文理学院学报,2011(9):89-91.