時間:2023-08-27 15:11:46
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一、引言
道橋工程技術作為實踐性非常強的專業,畢業設計是其實踐性教學過程中的最后一個環節,學生通過掌握的基本技能,運用創新性思維將所學的基本理論知識、專業知識進行工程設計。畢業設計教學質量的好壞直接影響學生對將來工作崗位的適應性,如何處理設計、施工以及管理過程中的關系和問題是對學生的基本要求,而不是簡單的將施工規范中的數據套用到畢業設計中。目前,我國高職院校的道橋工程技術專業由于各種原因還存在著很多的現實問題。因此,如何采取合理的措施提高畢業設計質量具有十分重要的現實意義。
二、畢業設計現狀
1.選題與工程實際脫節
目前我國普通高校多數土木工程學院沒有足夠的校外實踐教學基地支持,多數課題都是由學生自己搜集相關資料確定或者由指導教師布置,很多時候是為“好做”而選擇,缺乏實際的工程背景和工程資料,涉及的工程問題太少,對于選題幾乎沒有任何論證和設計理念,有些設計題目沒有任何實際意義,甚至在經濟上不可行。這樣選出的設計題目往往會出現與現實脫節、與工程實際脫節,滯后于整個建筑行業的發展。
2.選題廣度和深度不夠
分析我院建筑工程系近幾年來的畢業設計選題,主要以各類民用建筑為主,其中辦公樓、教學樓占到80%的比例,橋梁和公路的設計占到50%,地下工程和工業建筑設計等都未涉及,基本上是做純設計,實際意義上的科研論文沒有,選題廣度和深度不夠。
3.評審體系不完善
有部分高校管理體制不完善,出現在評審的各環節中出現找關系、講情面,自評和互評中出現不規范、不公平的現象。對于一些不合格的設計不能嚴格要求,對不負責任的教師也沒有得當的懲處措施,在推選優秀畢業設計時名利心太重,不能公平、公正的對待所有的學生設計等問題。
三、“3+1”畢業設計課題研究
1.課題簡介
“3”個必選課題是施工過程彩影與整理、施工資料抄繪與收集和頂崗實習與畢業設計總結,“1”是從施工數據計算與處理、施工組織設計編制、工程造價預算與決算、施工技術探索與研究、專項施工方案編制、結構設計與計算課題中任選一題。
2.課題實施內容
(1)施工過程彩影與整理。
緊密結合頂崗實習工程項目,基于工作過程完成道路、橋梁的主要分部、分項、工作、工種等重要或關鍵施工過程的照片拍攝、選取與整理。
橋梁基礎、下部結構、上部結構的鋼筋混凝土架子工、模板工、鋼筋工、砼工等工種的施工照片。道路路基路面的選料、配制、運輸、攤鋪、碾壓、養生及檢驗的施工照片。道路、橋隧工程的定位、放線、高程、角度、距離等測量和復核的施工照片。地基承載力、路面回彈彎沉檢測、橋梁靜動載試驗、樁基完整性檢測的試驗照片。
學生根據各自頂崗工地施工情況對以上內容進行全部或部分照片拍攝,總數不少于18張,且照片上要有學生本人的身影,并按時間順序將彩色照片打印在A4紙上,每頁2張照片,每張照片輔以不少于50字的文字說明。
(2)施工資料抄繪與收集。
正確識讀頂崗實習工程項目施工圖,明確設計意圖和要求,用CAD進行圖紙抄繪,完成道路工程平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖、路面結構圖、交叉口平面設計圖;橋梁工程總體立面圖、橫斷面圖、橋墩臺構造圖、梁板構造圖、伸縮縫構造圖;隧道工程平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖、洞門構造圖、明洞及洞內附屬設施構造圖等各一份共五張。
收集工地常用的實用資料,如施工日記、檢驗批報驗單、設計變更聯系單、施工技術交底記錄、施工安全交底記錄、混凝土旁站記錄、安全臺帳等樣本,質量或安全事故的處理報告,要求至少抄寫三份以上。
(3)頂崗實習與畢業設計總結。
結合頂崗實習的具體情況,說明頂崗實習的主要經歷、擔任崗位、作業內容和工作感言,并對頂崗實習的安排及形式提出合理化建議,以及畢業設計過程中的體會、收獲與感想。字數要求1500字以上。
(4)施工數據計算與處理。
結合頂崗實習工程項目,利用試驗檢測數據處理的規則和方法,完成路基承載、彎沉檢測及混凝土強度試驗的數據處理及結果認定,要求至少完成兩項。
結合頂崗實習工程項目,根據實際情況完成的混凝土施工配合比換算、預應力理論伸長值計算、道路平豎曲線計算,要求至少完成兩項。
(5)施工組織設計編制。
根據頂崗實習工程項目概況、合同目標要、求設計技術標準和施工要求,通過查閱資料和借鑒經驗進行施工組織設計,重點完成以下內容的編寫:施工方案,施工順序、施工方法、施工機械的選擇和確定;施工進度計劃:橫道圖、網絡圖的繪制,資源需求量的計算等;施工平面布置圖:臨時設施、管理機構及永久性設施的布置等。
(6)工程造價預算與決算。
根據頂崗實習工程規模大小,完成全部或部分施工圖預算書、工程量清單報價,要求至少完成一項。
(7)施工技術探索與研究。
結合頂崗實習的工作實際,通過施工實踐、調研、文件檢索等方法,分析工程實踐中出現的問題,提出解決問題的對策。要求字數不少于5000字。
(8)專項施工方案編制。
結合頂崗實習工程項目,完成瀝青混凝土面層、水泥混凝土面層、水泥穩定碎石基層;土路基宕渣墊層、路基土石方開挖;泥漿護壁鉆孔灌注樁、重力式混凝土橋臺、預應力混凝土梁板預制、預制裝配式梁板吊裝;隧道開挖和隧道襯砌等任一專項施工方案的編制。要求字數不少于5000字。
(9)結構設計與計算。
結合頂崗實習工程項目,完成裝配式鋼筋混凝土簡支T型梁、梁橋重力式橋墩臺、瀝青路面、水泥混凝土路面任一結構設計計算。結合頂崗實習工程項目,完成一塊梁、一根樁鋼筋下料單的繪制。
3.課題實施方法
“3+1”畢業設計結合學生頂崗實習的工程實際,以實習工程的施工圖紙作為畢業設計的主要依據,成果上交時應附上相關的施工圖紙。整個畢業設計按1~3必做,4~9任選一題,每位學生必須完成并上交四項成果。
四、“3+1”畢業設計效果
經過老師討論與學生座談,一致認為“3+1”畢業設計課題具有可行性、先進性和合理性,對提高畢業設計質量,為畢業生就業提供較好的業務平臺,對實現畢業生、用人單位及學校三贏的局面有很好的現實意義。
五、結語
畢業設計質量的影響因素很多,除優秀的課題設計外,過程管理也相當重要,高職院校培養的學生應該是適應性強、上手快的學生。畢業設計是教師不斷學習和檢驗的重要環節,畢業設計是學生提高的最后環節,它為走入社會工作的學生提前實踐并樹立信心,嚴格規范畢業設計過程管理則是必不可少的關鍵因素。實踐型人才培養模式的構建中,需打破傳統的畢業設計模式,“3+1”畢業設計模式是構建應用創新型人才的重要培養模式之一。
實習時間:3.21—3.25
指導老師:王書法/高睿
實習學生:呂偉/01203班/200131550072
一、實習目的
畢業實習是整個畢業設計教學計劃中的一個有機組成部分,是土木工程專業的一個重要的實踐性叫許耳環界。通過組織參觀和聽取一些專題技術報告,收集一些與畢業設計課題有關的資料和素材,為順利完成畢業設計打下堅實基礎。通過實習,應達到以下目的:
1、了解一般工業與民用建筑或道橋工程的整個設計過程;
2、了解建筑物的總平面布置、建筑分類及功能作用、結構類型及特點、結構構件的布置及荷載傳遞路線、主要節點的細部構造和處理方法等;
3、了解建筑物的施工方法;
4、了解建筑、結構、施工之間的相互關系;
5、了解建筑結構領域的最新動態和發展方向。
二、實習方式、地點及內容
按照道路與橋梁工程教研室的實習計劃和日程安排,我們進行了為期五天的畢業實習,先后輾轉于武漢天興洲大橋施工現場和武漢輕軌沿線各站,其具體實習方式與地點列表如下:
日期 星期 ???方式 地點
3.21 一 觀摩短片 武大工學部主教
3.22 二 現場考察 天興洲大橋施工現場
3.23 三 技術報告 天興洲大橋施工辦公室
3.24 四 現場考察 武漢輕軌沿線
3.25 五 專題講座 武大工學部主教
A、短片觀摩
上午,我們主要觀看一些跨海、跨江、跨河的道路與橋梁工程的實例錄象,對施工工藝和流程進行簡單回顧。其一,臺灣省高雄至淡水高速公路的規劃設計。該工程通過平面圖演示,介紹了各中點城市的位置及沿途的地形地貌和各支路的連接,考慮了沿島高速公路網的建設與之連接,在環境保護上表現也甚為突出——特意聘請了動植專家對該工程在建設過程中和完工后對環境的影響進行了評估和檢測,并將其研究成果考慮到設計規劃中去。這在國內所做力度明顯不夠。之后,我們陸續接觸了美國等多國道路施工及拱橋施工實錄,對路橋新工藝和新技術有了初步了解。
下午,我們繼續觀摩幻燈片,其中陽邏公路長江大橋的施工流程以動態逼真的三維動畫模擬展示,學習效果明顯;此后原版演示日本東北新干線工程和泰國某大型公路橋梁的施工,雖存在一定的語言障礙,但因畫面詳細系統且反復播映,仍較好地達到認知、學習,思考等多重目的。
下面依次對上述三項工程的施工作一些簡單介紹:
1、陽邏大橋體系為懸索橋。目前正在施工的江蘇潤揚長江大橋跨徑達1490米,為世界上第三大跨度懸索橋。懸索橋的特點是能夠跨越其他橋型無與倫比的特大跨度,且因受力簡單明了,成卷的鋼攬易于運輸,在將纜索架設完成后,能形成一個強大穩定的結構支承系統,施工過程中的風險相對較小。而幻燈出來的陽邏大橋具體施工工序如下:
⑴ 工作面地表處理;
⑵ 開挖槽段施工;
⑶ 北錨碇施工;
⑷ 索塔施工;
⑸ 立模澆筑混凝土塔柱;
⑹ 主橋纜索系統安裝和橋體節段安裝。
因陽邏大橋南北岸的土質不同,決定了其施工方案迥異,其中一側土質較好,可直接開挖;另一側屬砂質淤泥土質,應在鋪錠的開挖外徑向下開挖填筑混凝土,做護壁,尤其需要注意的是工序⑵和工序⑸,前者從上往下挖槽澆注混凝土,可防止坍塌;后者因為大體積混凝土施工,水化熱過大引起溫度應變,要注意控制。
2、日本東北新干線工程
年5月9號到17號,我們全體土木工程專業的學生進行了為期一周的認識實習,實習范圍包括我們學校的第三教學樓、第二實驗樓、第四教學樓以及基礎施工工地,住宅小區,南充圖書館新館施工工地,上中壩大橋等。認識實習過程使我開闊了視野,同時也掌握了一些專業基本知識。
經過為期一個星期的認識實習,我了解了很多與專業有關的知識,還包括畢業設計的制作。實習時還學到不少建筑基本常識,比如主教學樓道向都很明確,一般都是東西朝向,這樣可減少太陽直射的時間;公共建筑都有很開闊的門廳和處于明顯位置的樓梯等。知道了這些知識,對于我們以后的專業學習有很大幫助。
在對建筑的介紹中老師首先告訴我們什么是容積率(容積率是項目總建筑面積與總用地面積的比值。一般用小數表示。);什么是建筑密度(建筑密度是項目總占地基地面積與總用地面積的比值。一般用百分數表示。);什么是綠地率(綠地率是項目綠地總面積與總用地面積的比值。一般用百分數表示。)接著是框架結構,也就是指由柱子、縱向梁、橫向梁、樓板等構成的骨架作為承重結構,墻體是圍護結構。學校的第二實驗樓門廳跨度較大,采用鋼筋混凝土作成的折線型結構梁,不僅使造型更加美觀,而且也更加穩固,起到了很好的效果。第二實驗樓采用玻璃幕墻,可使看起來更加美觀,又減輕了自重,但是卻造成了光污染,產生城市熱導效應。房屋的都有寬一米左右的散水,其主要目的是將雨水排往建筑物外側,防止雨水侵入建筑基礎內,造成地基的不均勻沉降,同時一定寬度要求的散水也可以把雨水引離建筑。
橋梁施工時,先進行基礎施工,在架設橋墩時,要先圍堰,當基礎為樁基時,預制樁可用捶擊或震動下沉,此外也可通過自上而下地鉆孔并灌混凝土漿與鋼筋一起作為基礎橋墩,當水比較深時可采用沉箱施工的辦法。嘉陵江上的上中壩大橋是一座斜拉橋,采用單塔雙鎖面,鎖型為扇形,有6*24根斜拉鎖。斜拉橋由主梁、塔柱和斜鎖三種基本構件組成,用高強度的鋼材制成的斜鎖將主梁多點吊起,將主梁承受的恒載和車輛荷載傳至塔柱,再由塔柱傳給地基。大橋橋面兩頭比中間略底,為雙向四車道,另外還有人行觀光道。塔柱呈”H”型,在塔柱內側有上行樓梯,供維修使用。
我們在看錄像時看到房屋施工應切實做好建筑施工現場的環境保護工作,主要采取以下措施:1.建筑垃圾及粉塵控制的技術措施(1)對施工現場場地進行硬化和綠化,并經常灑水和澆水,以減少粉塵污染。(2)裝卸有粉塵的材料時,要灑水濕潤或在倉庫內進行。(3)建筑物外腳手架全封閉,防止粉塵外漏。(4)嚴禁向建筑物外拋擲垃圾,所有垃圾裝袋運出?,F場主出入口外設有洗車臺位,運輸車輛必須沖洗干凈后方能離場上路行駛;對裝運建筑材料、土石方、建筑垃圾及工程渣土的車輛,派專人負責清掃及沖洗,保證行駛途中不污梁道路和環境。(5)嚴格執行工程所在地有關運輸車輛管理的規定。2.噪音控制的技術措施(1)施工中采用低噪音的工藝和施工方法。(2)建立定期噪音監測制度,發現噪音超標,立即查找原因,及時進行整改。(3)建筑施工作業的噪音可能超過建筑施工現場的噪音限值時,應在開工前向建設行政主管部門和環保部門申報,核準后再施工。(4)調整作業時間,混凝土攪拌及澆筑等噪音較大的工序禁止夜晚作業。3.施工現場周圍的環境保護施工過程中積極對現場周圍的環境進行保護。在整個工程的施工過程別是土方工程施工階段對進出現場的車輛進行沖洗,嚴防污染路面。施工時如果現場出現古樹、文物等阻礙施工情況時,應立即停止施工并采取隔離措施,報有關單位治理完后再恢復施工。
在進行地基施工時,可采用土釘墻施工。土釘一般是通過鉆孔、插筋、注漿來設置,但也有通過直接打人較粗的鋼筋和型鋼、鋼管形成土釘。土釘沿通長與周圍土體接觸,依靠接觸界面上的粘結摩阻力,與其周圍土體形成復合土體,土釘在土體發生變形的條件下被動受力。并主要通過其受剪工作對土體進行加固,土釘一般與平面形成一定的角度,故稱之為斜向加固體。土釘墻施工時,坡度不應大于1:0.1。土釘適用于地下水位以上或經降水后的人工填土、粘性土、弱膠結砂土的基坑支護和邊坡加固。另外根據需要,也可采用護坡樁施工,錨桿施工,冒梁施工等。在采用護坡樁施工時,每進深一米,都要加模板并填充混凝土,防止坡面下滑和地下水滲漏。且挖五米以上時,還應考慮照明和通風的問題。地基施工時,還應注意樁間土的支護,以防止雨水滲透造成地基的不均勻沉降。
鋼筋混凝土樓蓋按其施工方法可分為現澆式、裝配式和裝配整體式三種:1.現澆鋼筋混凝土梁板結構。整體剛性好,抗震性強,防水性能好,適用于布置上有特殊要求的樓面,有振動要求的樓面,公共建筑的門廳部分,平面布置不規則的局部樓面(如劇院的耳光室),防水要求高的樓面(如衛生間、廚房等),高層建筑和抗震結構的樓面等?,F澆梁板結構按樓板受力和支承條件的不同,又分為單向板肋式樓蓋,雙向板肋式樓蓋,雙重井式樓蓋和無梁樓蓋等。2.裝配式鋼筋混凝土樓蓋。樓板采用預制構件,便于工業化生產,
在多層民用建筑和多層工業廠房中得到廣泛應用,此種樓面因其整體性、抗震性及防水性能較差,而且不便于開設孔洞,故對高層建筑及有防水要求和開孔洞的樓蓋不宜采用。若在多層抗震設防的房屋使用,要按抗震規范采取加強措施。3.裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋:其整體性較裝配式好,又較現澆式節省支模。但這種樓蓋要進行混凝土二次澆灌,有時還需增加焊接工作量,故對施工進度和造價有不利影響。因此僅適用于荷載較大的多層工業廠房、高層民用建筑及有抗震設防要求的一些建筑。
對于房屋主體建設,應遵循一定的施工順序:彈劃平面線檢查柱、墻上的預留連結筋遺留的必須補齊砌筑安裝或現澆門窗過梁頂部砌體。(1)排磚撂底(干擺磚樣):一般外墻第一皮磚撂底時,橫墻應排丁磚,前后縱墻應排順磚。根據已彈出的窗門洞墨線,核對門窗間隔間墻、附墻柱(垛)的長度尺寸是否符合排磚模,如若不合模數時,則要考慮好砍磚及排放的計劃??车拇u或丁磚應排在窗口中間、附墻柱(垛)旁或其他不明顯的部位。(2)選磚:選擇棱角整齊、無彎曲裂紋、規格基本一致的磚。(3)盤角:砌墻前應先盤角,每次盤角砌筑的磚墻角度不要超過五皮,并應及時進行吊靠,如發現偏差及時修整。盤角時要仔細對照皮數桿的磚層和標高,控制好灰縫大小,使水平灰縫均勻一致。每次盤角砌筑后應檢查,平整和垂直完全符合要求后才可以掛結砌墻。(4)掛線:砌筑一磚厚及以下者,采用單面掛線;砌筑一磚半厚及以上者,必須雙層掛線。如果長墻幾個個同時砌筑共用一根通線,中間應設幾個支線點;小線要拉緊平直,每皮磚都要穿線看平,使水平縫均勻一致,平直通順。(5)砌磚:砌磚宜采用擠漿法,或者采用三一砌磚法。三一砌磚法的操作要領是一鏟灰、一塊磚、一擠揉,并隨手將擠出的砂漿刮去。操作時磚塊要平、跟線,砌筑操作過程中,以分段控制游丁走縫和亂縫。經常進行自檢,如發現有偏差,應隨時糾正,嚴禁事后采用撞磚糾正。應隨砌隨漿溢出磚墻面的灰跡刮除。(6)木磚預埋:木磚應經防腐處理,預埋時小頭在外,大頭在內,數量按洞口高度確定;洞口高度在1.2m以內者,每邊放2塊,高度在2~3m者每邊放4塊。預埋木磚的部位一般在洞口上下四歧磚處開始,中間均勻分布。門窗洞口考慮預留后安裝門窗框,要注意門窗洞口寬度及標高符合設計要求。另外門窗過梁當洞口L0<800時,用鋼筋磚過梁,當L0≥800時,用預制鋼筋砼過梁,
在磚墻上的支承長度不小于240;當支承長度不足時,應按過梁與柱、墻直接連接處理。當門窗洞邊無磚墩擱置過梁時,采用在相應洞頂位置的砼墻、柱上予埋鐵件或插筋,以便和過梁中的鋼筋焊接。對于混凝土澆注,大體積混凝土的澆筑方式為:(1)全面分層(2)分段分層(3)斜面分層。等混凝土終凝后,在10小時內對混凝土面進行復蓋或淋水養護,保持混凝土表面處于潤濕狀態,保養時間不少于7天。拆除模板的時間要在與結構同條件養護的混凝土試塊達到規定強度時,或依據可靠的參數資料,確定混凝土已超出標準強度。但是混凝土澆注時也要注意由于它的表面系數比較小,水泥水化熱釋放比較集中,內部溫升比較快?;炷羶韧鉁夭钶^大時,會使混凝土產生溫度裂縫,影響結構安全和正常使用。所以必須從根本上分析它,來保證施工的質量。產生裂縫的主要原因有:(1)水泥水化熱(2)外界氣溫變化(3)混凝土的收縮。早期預防溫度裂縫的方法有:優先采用水化熱低的水泥,如礦渣硅酸鹽水泥。減少水泥用量,摻入適量的粉灰煤或在澆注時投入適量的毛石,放慢澆注速度和減少澆注厚度,采用人工降溫措施(拌制時用低溫水,養護時用循環水冷卻),澆注后應及時覆蓋。
實習時間:3.21—3.25
指導老師:王書法/高睿
實習學生:呂偉/01203班/XX31550072
一、實習目的
畢業實習是整個畢業設計教學計劃中的一個有機組成部分,是土木工程專業的一個重要的實踐性叫許耳環界。通過組織參觀和聽取一些專題技術報告,收集一些與畢業設計課題有關的資料和素材,為順利完成畢業設計打下堅實基礎。通過實習,應達到以下目的:
1、了解一般工業與民用建筑或道橋工程的整個設計過程;
2、了解建筑物的總平面布置、建筑分類及功能作用、結構類型及特點、結構構件的布置及荷載傳遞路線、主要節點的細部構造和處理方法等;
3、了解建筑物的施工方法;
4、了解建筑、結構、施工之間的相互關系;
5、了解建筑結構領域的最新動態和發展方向。
二、實習方式、地點及內容
按照道路與橋梁工程教研室的實習計劃和日程安排,我們進行了為期五天的畢業實習,先后輾轉于武漢天興洲大橋施工現場和武漢輕軌沿線各站,其具體實習方式與地點列表如下:
日期 星期 方式 地點
3.21 一 觀摩短片 武大工學部主教
3.22 二 現場考察 天興洲大橋施工現場
3.23 三 技術報告 天興洲大橋施工辦公室
3.24 四 現場考察 武漢輕軌沿線
3.25 五 專題講座 武大工學部主教
A、短片觀摩
上午,我們主要觀看一些跨海、跨江、跨河的道路與橋梁工程的實例錄象,對施工工藝和流程進行簡單回顧。其一,臺灣省高雄至淡水高速公路的規劃設計。該工程通過平面圖演示,介紹了各中點城市的位置及沿途的地形地貌和各支路的連接,考慮了沿島高速公路網的建設與之連接,在環境保護上表現也甚為突出——特意聘請了動植物專家對該工程在建設過程中和完工后對環境的影響進行了評估和檢測,并將其研究成果考慮到設計規劃中去。這在國內所做力度明顯不夠。之后,我們陸續接觸了美國等多國道路施工及拱橋施工實錄,對路橋新工藝和新技術有了初步了解。
下午,我們繼續觀摩幻燈片,其中陽邏公路長江大橋的施工流程以動態逼真的三維動畫模擬展示,學習效果明顯;此后原版演示日本東北新干線工程和泰國某大型公路橋梁的施工,雖存在一定的語言障礙,但因畫面詳細系統且反復播映,仍較好地達到認知、學習,思考等多重目的。
下面依次對上述三項工程的施工作一些簡單介紹:
1、陽邏大橋體系為懸索橋。目前正在施工的江蘇潤揚長江大橋跨徑達1490米,為世界上第三大跨度懸索橋。懸索橋的特點是能夠跨越其他橋型無與倫比的特大跨度,且因受力簡單明了,成卷的鋼攬易于運輸,在將纜索架設完成后,能形成一個強大穩定的結構支承系統,施工過程中的風險相對較小。而幻燈出來的陽邏大橋具體施工工序如下:
⑴ 工作面地表處理;
⑵ 開挖槽段施工;
⑶ 北錨碇施工;
⑷ 索塔施工;
⑸ 立模澆筑混凝土塔柱;
⑹ 主橋纜索系統安裝和橋體節段安裝。
因陽邏大橋南北岸的土質不同,決定了其施工方案迥異,其中一側土質較好,可直接開挖;另一側屬砂質淤泥土質,應在鋪錠的開挖外徑向下開挖填筑混凝土,做護壁,尤其需要注意的是工序⑵和工序⑸,前者從上往下挖槽澆注混凝土,可防止坍塌;后者因為大體積混凝土施工,水化熱過大引起溫度應變,要注意控制。
2、日本東北新干線工程
經介紹,日本東北新干線工程采用的是移動模架施工法。其方法是使用移動式的腳手架和裝配式的模扳,在橋上逐孔澆筑施工。它由承重梁、導梁、臺車、橋墩托架和模架等構件組成。在箱形梁兩側各設置一根承重梁,用于支承模架和承受施工重力。導重梁的長度要大于橋梁跨徑,澆筑混凝土時承重梁支承在橋墩托架上。導梁主要用于運送承重梁和活動模架,因此,需要有大于兩倍橋梁跨徑的長度。當一孔梁的施工完成后便進行脫模卸架,由前方臺車和后方臺車在導梁和已完成的橋梁上面,將承重梁和活動模架運送至下一橋孔。承重梁就位后,再將導梁向前移動。
3、泰國某大型公路高架橋施工
通過幻燈片對施工現場長時間的顯示和詳細介紹,該橋梁墩臺為現場澆筑,其橋體梁段為工廠預制。其優點是橋梁的上下部結構可以平行施工,使工期大大縮短,且無須在高空進行構件制作,質量容易控制,可以集中在一處成批生產,從而降低工程成本;而缺點是:需要大型的起吊運輸設備,由于在構件與構件之間存在拼接縱縫,顯然,拼接構件的整體工作性能就不如就地澆筑法。
B、天興洲大橋
1、工程概況
武漢天興洲公鐵兩用長江大橋位于青山區至漢口諶家磯一線,距上游的武漢長江二橋約9.5公里。為國家“十五”重點建設項目,由湖北省和鐵道部合作建設。大橋于XX年9月28日正式開工建設,合同交工日期為XX年年8月31日。
武漢天興洲公鐵兩用長江大橋全長4657.1米,由青山岸向漢口岸方向孔跨布置為15孔40.7米箱梁+(98+196+504+196+98)米鋼桁梁斜拉橋+62孔40.7米箱梁+(54.2+2×80+54.2)米混凝土連續箱梁+4孔40.7米箱梁。其中公鐵合建部分長2842.1米,由中鐵大橋局集團有限公司承建。
2、主橋結構
武漢天興洲公鐵兩用長江大橋主橋為(98+196+504+196+98)米雙塔三索面鋼桁梁斜拉橋,長1092米。上層公路6車道,橋面寬27米;下層鐵路按四線設計,其中兩線I級干線,兩線客運專線。主梁為板桁結合鋼桁梁,N型桁架,三片主桁,桁寬2×15米,桁高15.2米,節間長度14米。主塔采用混凝土結構,倒Y形,承臺以上高度188.5米。主塔兩側各有3×16根鍍鋅平行鋼絲斜拉索,索最大截面為451φ7毫米,最大索力約1250噸。主塔基礎約采用φ3.4米鉆孔灌注樁,2號墩32根,3號墩40根,承臺采用雙壁鋼吊箱圍堰施工。該橋集新技術、新結構、新工藝、新設備“四新”技術于一身,是我國建設新水平的標志性工程。
3、工程創新點與特點
⑴ 主橋跨度大:大橋斜拉橋主跨504米為世界共類橋梁跨度之首。
⑵ 橋梁荷載重:該橋是世界上第一座按四線鐵路修建的公鐵兩用斜拉橋,可以同時承載2萬噸的荷載,是世界上荷載量最大的公鐵兩用橋。
⑶ 設計速度高:此橋是我國第一座鐵路客運專線的大跨度斜拉橋,客運專線設計速度200公里/小時,按250公里/小時作動力仿真設計。
⑷ 結構型式新:大橋首次采用三片主桁、三索面的新型結構形式;公路橋面采用正交異性板或混凝土與鋼桁結合體系,鐵路橋面系采用混凝土與鋼桁結合體系;主塔上設有約束梁體縱向位移的大噸位液壓阻尼裝置。
⑸ 施工工藝新:2號主塔墩基礎首次采用巨型雙壁鋼吊箱圍堰整體浮運錨墩預應力精確定位新工藝;3號主塔墩基礎采用巨型雙壁鋼吊箱圍堰整體浮運重型錨碇定位施工工藝;首次研制扭矩30tm動力頭鉆機用于φ3.4米大直徑鉆孔樁施工。
⑹ 施工難度大:平面尺寸長70米×寬44米的巨型雙壁鋼吊箱圍堰工廠整體制造橫向下水浮運定位施工難度大,工藝要求高,居同類工程之首;圍堰平面定位精度在5厘米內,鋼護筒垂直度在1/500內;φ3.4米大直徑鉆孔樁在軟硬膠結不均礫巖中施工;16000方承臺大體積混凝土施工與控制;新型三主桁制造架設及新型板桁組合結構施工精度高、工藝要求嚴、施工難度大;截面451φ7毫米長271米鍍鋅平行鋼絲斜拉索制造與安裝;188.5米高主塔垂直度及斜拉索索道管空間定位施工控制;自重2×1300噸大噸位箱梁整體現澆施工。
4、天興洲公鐵兩用長江大橋正橋關鍵技術研究實驗項目由17個精簡為下列10個,分別為:
⑴ 動力特性分析及四線路鐵路活載加載標準研究;
⑵ 抗震分析及大噸位液壓阻尼裝置研究;
⑶ 抗風性能及模擬實驗研究;
⑷ 鐵路混凝土與鋼桁結合橋面系統實驗研究;
⑸ 三主桁斜拉橋空間結構行為及穩定分析研究;
⑹ 結構構造疲勞性能實驗研究;
⑺ 典型節點大比例模型實驗研究;
⑻ 大位移軌道溫度伸縮調節器與梁端軌道伸縮裝置研制;
⑼ 大噸位,大位移支座研制;
⑽ 施工及制造新技術實驗研究。
我們主要考察3號主橋墩的施工,如前所述,3號主塔墩基礎采用巨型雙壁鋼吊箱圍堰整體浮運重型錨碇定位施工工藝,采用40根φ3.4米鉆孔灌注樁,樁長80.4米,成孔深度達101米—102米,抵達地下巖基,屬端承樁。因成孔深度和孔徑都屬全國之最,中鐵大橋局專門組織技術公關小組,首次研制出扭矩30tm動力頭鉆機用于φ3.4米大直徑鉆孔樁施工。
實習第三天,張總給我們做了含金量頗高的技術報告,最后他送我們用意良深的一席話:對于橋梁技術,永遠不要滿足。是鞭策,也是激勵,其應是每一個橋梁設計人員和施工人員堅持不懈的理想和追求。
C、武漢市軌道交通
第二站,我們參觀的是總投資21.99億的武漢輕軌一期工程。該工程全長10.234公里,沿途設宗關、太平洋等10個站點。XX年7月建成并投入使用,初期配備12列車,每輛列車有4節車廂,公可載客950—1200人。設計運行平均時速為34.5公里,最高時速可達80公里。由于兩站之間的距離較短,現實最高時速僅為50公里,但其平均時速仍高于普通公路交通車輛,從黃浦路到宗關水場僅用時17分。
輕軌一號線一期工程采用的是全程高架橋,橋墩采用箱形簡支梁結構。其施工技術采用無碴道施工,工藝流程如下:橋面處理—基標測設—道岔軌料上橋—拖散道岔鋼軌—道岔支承塊上橋—連接道岔鋼軌—架起道岔并上齊配件—上支撐塊—粗調道岔軌道狀態—鋼筋綁扎及焊接—精調道岔—軌道狀態檢查—澆筑支墩—拆除支撐架—軌道狀態檢查—承軌臺模板組裝—澆筑混凝土—拆模、混凝土養生。
該工程與京廣線交叉處,高架高度變大,考慮到以后對于列車高度的控制,采用的是雙層貨車通行標準。技術人員在此反復說明了交叉口處的施工狀況:曾特意報審鐵道部門批準,爭取了京廣線于夜間中斷兩小時,才搶得了寶貴的施工時間。交叉后輕軌分成兩條道,其站臺位于中間稱為“島形車站”,在宗關站,工程設有車輛轉道,鐵軌為適應雙車頭車牽引動力做了相應調整。
其如何組織起有效的施工搶修和如何妥善處理公務事宜,是每一個技術人員在指導現場施工之余,都應該努力學習的。
D、專題講座
我們有幸請到中交第四勘察設計院的徐所長來做一個專題講座,徐所長就職業工程師和職業技術人員應具備的素質作了如下闡述:
A、要有明確的就職目標,原則:跳一跳,夠得著;
B、從現在做起,培養良好的品質(思想—行為—習慣—性格—命運);
C、培養良好的思維方法、要有清晰的思路;
D、善于把握機遇;
E、妥善處理人際關系;
F、在分工明確的社會,要各司其職;
G、正確對待“名”與“利”;
H、培養學習、寫作、理論和時間相結合的能力;
I、面臨壓力和處理困難的能力;
J、提高文化品位;
K、熱愛土木、熱愛事業。
隨后,我們就就業擇業相關事宜以及相關專業理論知識進行了廣泛而熱烈的交流,他所提出的諸多建議和經驗都有很高的參考價值,我們受益匪淺,獲利頗豐。
三、實習小結
1、了解一般工業與民用建筑或道橋工程的整個設計過程;
2、了解建筑物的總平面布置、建筑分類及功能作用、結構類型及特點、結構構件的布置及荷載傳遞路線、主要節點的細部構造和處理方法等;
3、了解建筑物的施工方法;
4、了解建筑、結構、施工之間的相互關系;
5、了解建筑結構領域的最新動態和發展方向。
二、實習方式、地點及內容
按照道路與橋梁工程教研室的實習計劃和日程安排,我們進行了為期五天的畢業實習,先后輾轉于武漢天興洲大橋施工現場和武漢輕軌沿線各站,其具體實習方式與地點列表如下:
日期 星期 內容 地點
3.21 一 觀摩短片 武大工學部主教
3.22 二 現場考察 天興洲大橋施工現場
3.23 三 技術報告 天興洲大橋施工辦公室
3.24 四 現場考察 武漢輕軌沿線
3.25 五 專題講座 武大工學部主教
A、短片觀摩
上午,我們主要觀看一些跨海、跨江、跨河的道路與橋梁工程的實例錄象,對施工工藝和流程進行簡單回顧。其一,臺灣省高雄至淡水高速公路的規劃設計。該工程通過平面圖演示,介紹了各中點城市的位置及沿途的地形地貌和各支路的連接,考慮了沿島高速公路網的建設與之連接,在環境保護上表現也甚為突出——特意聘請了動植物專家對該工程在建設過程中和完工后對環境的影響進行了評估和檢測,并將其研究成果考慮到設計規劃中去。這在國內所做力度明顯不夠。之后,我們陸續接觸了美國等多國道路施工及拱橋施工實錄,對路橋新工藝和新技術有了初步了解。
下午,我們繼續觀摩幻燈片,其中陽邏公路長江大橋的施工流程以動態逼真的三維動畫模擬展示,學習效果明顯;此后原版演示日本東北新干線工程和泰國某大型公路橋梁的施工,雖存在一定的語言障礙,但因畫面詳細系統且反復播映,仍較好地達到認知、學習,思考等多重目的。
下面依次對上述三項工程的施工作一些簡單介紹:
1、陽邏大橋體系為懸索橋。目前正在施工的江蘇潤揚長江大橋跨徑達1490米,為世界上第三大跨度懸索橋。懸索橋的特點是能夠跨越其他橋型無與倫比的特大跨度,且因受力簡單明了,成卷的鋼攬易于運輸,在將纜索架設完成后,能形成一個強大穩定的結構支承系統,施工過程中的風險相對較小。而幻燈出來的陽邏大橋具體施工工序如下:
⑴ 工作面地表處理;
⑵ 開挖槽段施工;
⑶ 北錨碇施工;
⑷ 索塔施工;
⑸ 立模澆筑混凝土塔柱;
⑹ 主橋纜索系統安裝和橋體節段安裝。
因陽邏大橋南北岸的土質不同,決定了其施工方案迥異,其中一側土質較好,可直接開挖;另一側屬砂質淤泥土質,應在鋪錠的開挖外徑向下開挖填筑混凝土,做護壁,尤其需要注意的是工序⑵和工序⑸,前者從上往下挖槽澆注混凝土,可防止坍塌;后者因為大體積混凝土施工,水化熱過大引起溫度應變,要注意控制。
2、日本東北新干線工程
經介紹,日本東北新干線工程采用的是移動模架施工法。其方法是使用移動式的腳手架和裝配式的模扳,在橋上逐孔澆筑施工。它由承重梁、導梁、臺車、橋墩托架和模架等構件組成。在箱形梁兩側各設置一根承重梁,用于支承模架和承受施工重力。導重梁的長度要大于橋梁跨徑,澆筑混凝土時承重梁支承在橋墩托架上。導梁主要用于運送承重梁和活動模架,因此,需要有大于兩倍橋梁跨徑的長度。當一孔梁的施工完成后便進行脫模卸架,由前方臺車和后方臺車在導梁和已完成的橋梁上面,將承重梁和活動模架運送至下一橋孔。承重梁就位后,再將導梁向前移動。
3、泰國某大型公路高架橋施工
通過幻燈片對施工現場長時間的顯示和詳細介紹,該橋梁墩臺為現場澆筑,其橋體梁段為工廠預制。其優點是橋梁的上下部結構可以平行施工,使工期大大縮短,且無須在高空進行構件制作,質量容易控制,可以集中在一處成批生產,從而降低工程成本;而缺點是:需要大型的起吊運輸設備,由于在構件與構件之間存在拼接縱縫,顯然,拼接構件的整體工作性能就不如就地澆筑法。
B、天興洲大橋
1、工程概況
武漢天興洲公鐵兩用長江大橋位于青山區至漢口諶家磯一線,距上游的武漢長江二橋約9.5公里。為國家“十五”重點建設項目,由湖北省和鐵道部合作建設。大橋于20xx年9月28日正式開工建設,合同交工日期為20xx年8月31日。
武漢天興洲公鐵兩用長江大橋全長4657.1米,由青山岸向漢口岸方向孔跨布置為15孔40.7米箱梁+(98+196+504+196+98)米鋼桁梁斜拉橋+62孔40.7米箱梁+(54.2+2×80+54.2)米混凝土連續箱梁+4孔40.7米箱梁。其中公鐵合建部分長2842.1米,由中鐵大橋局集團有限公司承建。
2、主橋結構
武漢天興洲公鐵兩用長江大橋主橋為(98+196+504+196+98)米雙塔三索面鋼桁梁斜拉橋,長1092米。上層公路6車道,橋面寬27米;下層鐵路按四線設計,其中兩線I級干線,兩線客運專線。主梁為板桁結合鋼桁梁,N型桁架,三片主桁,桁寬2×15米,桁高15.2米,節間長度14米。主塔采用混凝土結構,倒Y形,承臺以上高度188.5米。主塔兩側各有3×16根鍍鋅平行鋼絲斜拉索,索最大截面為451φ7毫米,最大索力約1250噸。主塔基礎約采用φ3.4米鉆孔灌注樁,2號墩32根,3號墩40根,承臺采用雙壁鋼吊箱圍堰施工。該橋集新技術、新結構、新工藝、新設備“四新”技術于一身,是我國建設新水平的標志性工程。
3、工程創新點與特點
⑴ 主橋跨度大:大橋斜拉橋主跨504米為世界共類橋梁跨度之首。
⑵ 橋梁荷載重:該橋是世界上第一座按四線鐵路修建的公鐵兩用斜拉橋,可以同時承載2萬噸的荷載,是世界上荷載量最大的公鐵兩用橋。
⑶ 設計速度高:此橋是我國第一座鐵路客運專線的大跨度斜拉橋,客運專線設計速度200公里/小時,按250公里/小時作動力仿真設計。
⑷ 結構型式新:大橋首次采用三片主桁、三索面的新型結構形式;公路橋面采用正交異性板或混凝土與鋼桁結合體系,鐵路橋面系采用混凝土與鋼桁結合體系;主塔上設有約束梁體縱向位移的大噸位液壓阻尼裝置。
⑸ 施工工藝新:2號主塔墩基礎首次采用巨型雙壁鋼吊箱圍堰整體浮運錨墩預應力精確定位新工藝;3號主塔墩基礎采用巨型雙壁鋼吊箱圍堰整體浮運重型錨碇定位施工工藝;首次研制扭矩30tm動力頭鉆機用于φ3.4米大直徑鉆孔樁施工。
⑹ 施工難度大:平面尺寸長70米×寬44米的巨型雙壁鋼吊箱圍堰工廠整體制造橫向下水浮運定位施工難度大,工藝要求高,居同類工程之首;圍堰平面定位精度在5厘米內,鋼護筒垂直度在1/500內;φ3.4米大直徑鉆孔樁在軟硬膠結不均礫巖中施工;16000方承臺大體積混凝土施工與控制;新型三主桁制造架設及新型板桁組合結構施工精度高、工藝要求嚴、施工難度大;截面451φ7毫米長271米鍍鋅平行鋼絲斜拉索制造與安裝;188.5米高主塔垂直度及斜拉索索道管空間定位施工控制;自重2×1300噸大噸位箱梁整體現澆施工。
4、天興洲公鐵兩用長江大橋正橋關鍵技術研究實驗項目由17個精簡為下列10個,分別為:
⑴ 動力特性分析及四線路鐵路活載加載標準研究;
⑵ 抗震分析及大噸位液壓阻尼裝置研究;
⑶ 抗風性能及模擬實驗研究;
⑷ 鐵路混凝土與鋼桁結合橋面系統實驗研究;
⑸ 三主桁斜拉橋空間結構行為及穩定分析研究;
⑹ 結構構造疲勞性能實驗研究;
⑺ 典型節點大比例模型實驗研究;
⑻ 大位移軌道溫度伸縮調節器與梁端軌道伸縮裝置研制;
⑼ 大噸位,大位移支座研制;
⑽ 施工及制造新技術實驗研究。
我們主要考察3號主橋墩的施工,如前所述,3號主塔墩基礎采用巨型雙壁鋼吊箱圍堰整體浮運重型錨碇定位施工工藝,采用40根φ3.4米鉆孔灌注樁,樁長80.4米,成孔深度達101米—102米,抵達地下巖基,屬端承樁。因成孔深度和孔徑都屬全國之最,中鐵大橋局專門組織技術公關小組,首次研制出扭矩30tm動力頭鉆機用于φ3.4米大直徑鉆孔樁施工。
實習第三天,張總給我們做了含金量頗高的技術報告,最后他送我們用意良深的一席話:對于橋梁技術,永遠不要滿足。是鞭策,也是激勵,其應是每一個橋梁設計人員和施工人員堅持不懈的理想和追求。
C、武漢市軌道交通
第二站,我們參觀的是總投資21.99億的武漢輕軌一期工程。該工程全長10.234公里,沿途設宗關、太平洋等10個站點。20xx年7月建成并投入使用,初期配備12列車,每輛列車有4節車廂,公可載客950—1200人。設計運行平均時速為34.5公里,最高時速可達80公里。由于兩站之間的距離較短,現實最高時速僅為50公里,但其平均時速仍高于普通公路交通車輛,從黃浦路到宗關水場僅用時17分。
輕軌一號線一期工程采用的是全程高架橋,橋墩采用箱形簡支梁結構。其施工技術采用無碴道施工,工藝流程如下:橋面處理—基標測設—道岔軌料上橋—拖散道岔鋼軌—道岔支承塊上橋—連接道岔鋼軌—架起道岔并上齊配件—上支撐塊—粗調道岔軌道狀態—鋼筋綁扎及焊接—精調道岔—軌道狀態檢查—澆筑支墩—拆除支撐架—軌道狀態檢查—承軌臺模板組裝—澆筑混凝土—拆模、混凝土養生。
該工程與京廣線交叉處,高架高度變大,考慮到以后對于列車高度的控制,采用的是雙層貨車通行標準。技術人員在此反復說明了交叉口處的施工狀況:曾特意報審鐵道部門批準,爭取了京廣線于夜間中斷兩小時,才搶得了寶貴的施工時間。交叉后輕軌分成兩條道,其站臺位于中間稱為“島形車站”,在宗關站,工程設有車輛轉道,鐵軌為適應雙車頭車牽引動力做了相應調整。
其如何組織起有效的施工搶修和如何妥善處理公務事宜,是每一個技術人員在指導現場施工之余,都應該努力學習的。
D、專題講座
我們有幸請到中交第四勘察設計院的徐所長來做一個專題講座,徐所長就職業工程師和職業技術人員
建筑工地實習報告一應具備的素質作了如下闡述:
A、要有明確的就職目標,原則:跳一跳,夠得著;
B、從現在做起,培養良好的品質(思想—行為—習慣—性格—命運);
C、培養良好的思維方法、要有清晰的思路;
D、善于把握機遇;
E、妥善處理人際關系;
F、在分工明確的社會,要各司其職;
G、正確對待“名”與“利”;
H、培養學習、寫作、理論和時間相結合的能力;
I、面臨壓力和處理困難的能力;
J、提高文化品位;
K、熱愛土木、熱愛事業。
隨后,我們就就業擇業相關事宜以及相關專業理論知識進行了廣泛而熱烈的交流,他所提出的諸多建議和經驗都有很高的參考價值,我們受益匪淺,獲利頗豐。
三、實習小結
實習地點:*
實習時間:7.21—7.25
指導老師:**/**
實習學生:**/**班/***
一、實習目的
畢業實習是整個畢業設計教學計劃中的一個有機組成部分,是土木工程專業的一個重要的實踐性叫許耳環界。通過組織參觀和聽取一些專題技術報告,收集一些與畢業設計課題有關的資料和素材,為順利完成畢業設計打下堅實基礎。通過實習,應達到以下目的:
1、了解一般工業與民用建筑或道橋工程的整個設計過程;
2、了解建筑物的總平面布置、建筑分類及功能作用、結構類型及特點、結構構件的布置及荷載傳遞路線、主要節點的細部構造和處理方法等;
3、了解建筑物的施工方法;
4、了解建筑、結構、施工之間的相互關系;
5、了解建筑結構領域的最新動態和發展方向。
二、實習方式、地點及內容
按照道路與橋梁工程教研室的實習計劃和日程安排,我們進行了為期五天的畢業實習,先后輾轉于武漢天興洲大橋施工現場和武漢輕軌沿線各站,其具體實習方式與地點列表如下:
日期 星期 ???方式 地點
3.21 一 觀摩短片 武大工學部主教
3.22 二 現場考察 天興洲大橋施工現場
3.23 三 技術報告 天興洲大橋施工辦公室
3.24 四 現場考察 武漢輕軌沿線
3.25 五 專題講座 武大工學部主教
A、短片觀摩
上午,我們主要觀看一些跨海、跨江、跨河的道路與橋梁工程的實例錄象,對施工工藝和流程進行簡單回顧。其一,臺灣省高雄至淡水高速公路的規劃設計mishu9.com。該工程通過平面圖演示,介紹了各中點城市的位置及沿途的地形地貌和各支路的連接,考慮了沿島高速公路網的建設與之連接,在環境保護上表現也甚為突出——特意聘請了動植物專家對該工程在建設過程中和完工后對環境的影響進行了評估和檢測,并將其研究成果考慮到設計規劃中去。這在國內所做力度明顯不夠。之后,我們陸續接觸了美國等多國道路施工及拱橋施工實錄,對路橋新工藝和新技術有了初步了解。
下午,我們繼續觀摩幻燈片,其中陽邏公路長江大橋的施工流程以動態逼真的三維動畫模擬展示,學習效果明顯;此后原版演示日本東北新干線工程和泰國某大型公路橋梁的施工,雖存在一定的語言障礙,但因畫面詳細系統且反復播映,仍較好地達到認知、學習,思考等多重目的。
下面依次對上述三項工程的施工作一些簡單介紹:
1、陽邏大橋體系為懸索橋。目前正在施工的江蘇潤揚長江大橋跨徑達1490米,為世界上第三大跨度懸索橋。懸索橋的特點是能夠跨越其他橋型無與倫比的特大跨度,且因受力簡單明了,成卷的鋼攬易于運輸,在將纜索架設完成后,能形成一個強大穩定的結構支承系統,施工過程中的風險相對較小。而幻燈出來的陽邏大橋具體施工工序如下:
⑴ 工作面地表處理;
⑵ 開挖槽段施工;
⑶ 北錨碇施工;
⑷ 索塔施工;
⑸ 立模澆筑混凝土塔柱;
⑹ 主橋纜索系統安裝和橋體節段安裝。
因陽邏大橋南北岸的土質不同,決定了其施工方案迥異,其中一側土質較好,可直接開挖;另一側屬砂質淤泥土質,應在鋪錠的開挖外徑向下開挖填筑混凝土,做護壁,尤其需要注意的是工序⑵和工序⑸,前者從上往下挖槽澆注混凝土,可防止坍塌;后者因為大體積混凝土施工,水化熱過大引起溫度應變,要注意控制。
2、日本東北新干線工程
經介紹,日本東北新干線工程采用的是移動模架施工法。其方法是使用移動式的腳手架和裝配式的模扳,在橋上逐孔澆筑施工。它由承重梁、導梁、臺車、橋墩托架和模架等構件組成。在箱形梁兩側各設置一根承重梁,用于支承模架和承受施工重力。導重梁的長度要大于橋梁跨徑,澆筑混凝土時承重梁支承在橋墩托架上。導梁主要用于運送承重梁和活動模架,因此,需要有大于兩倍橋梁跨徑的長度。當一孔梁的施工完成后便進行脫模卸架,由前方臺車和后方臺車在導梁和已完成的橋梁上面,將承重梁和活動模架運送至下一橋孔。承重梁就位后,再將導梁向前移動。
3、泰國某大型公路高架橋施工
通過幻燈片對施工現場長時間的顯示和詳細介紹,該橋梁墩臺為現場澆筑,其橋體梁段為工廠預制。其優點是橋梁的上下部結構可以平行施工,使工期大大縮短,且無須在高空進行構件制作,質量容易控制,可以集中在一處成批生產,從而降低工程成本;而缺點是:需要大型的起吊運輸設備,由于在構件與構件之間存在拼接縱縫,顯然,拼接構件的整體工作性能就不如就地澆筑法。 共3頁,當前第1頁1
B、天興洲大橋
1、工程概況
武漢天興洲公鐵兩用長江大橋位于青山區至漢口諶家磯一線,距上游的武漢長江二橋約9.5公里。為國家“十五”重點建設項目,由湖北省和鐵道部合作建設。大橋于XX年9月28日正式開工建設,合同交工日期為2008年8月31日。
武漢天興洲公鐵兩用長江大橋全長4657.1米,由青山岸向漢口岸方向孔跨布置為15孔40.7米箱梁 (98 196 504 196 98)米鋼桁梁斜拉橋 62孔40.7米箱梁 (54.2 2×80 54.2)米混凝土連續箱梁 4孔40.7米箱梁。其中公鐵合建部分長2842.1米,由中鐵大橋局集團有限公司承建。
2、主橋結構
武漢天興洲公鐵兩用長江大橋主橋為(98 196 504 196 98)米雙塔三索面鋼桁梁斜拉橋,長1092米。上層公路6車道,橋面寬27米;下層鐵路按四線設計,其中兩線I級干線,兩線客運專線。主梁為板桁結合鋼桁梁,N型桁架,三片主桁,桁寬2×15米,桁高15.2米,節間長度14米。主塔采用混凝土結構,倒Y形,承臺以上高度188.5米。主塔兩側各有3×16根鍍鋅平行鋼絲斜拉索,索最大截面為451φ7毫米,最大索力約1250噸。主塔基礎約采用φ3.4米鉆孔灌注樁,2號墩32根,3號墩40根,承臺采用雙壁鋼吊箱圍堰施工。該橋集新技術、新結構、新工藝、新設備“四新”技術于一身,是我國建設新水平的標志性工程。
3、工程創新點與特點
⑴ 主橋跨度大:大橋斜拉橋主跨504米為世界共類橋梁跨度之首。
⑵ 橋梁荷載重:該橋是世界上第一座按四線鐵路修建的公鐵兩用斜拉橋,可以同時承載2萬噸的荷載,是世界上荷載量最大的公鐵兩用橋。
⑶ 設計速度高:此橋是我國第一座鐵
路客運專線的大跨度斜拉橋,客運專線設計速度200公里/小時,按250公里/小時作動力仿真設計。
⑷ 結構型式新:大橋首次采用三片主桁、三索面的新型結構形式;公路橋面采用正交異性板或混凝土與鋼桁結合體系,鐵路橋面系采用混凝土與鋼桁結合體系;主塔上設有約束梁體縱向位移的大噸位液壓阻尼裝置。
⑸ 施工工藝新:2號主塔墩基礎首次采用巨型雙壁鋼吊箱圍堰整體浮運錨墩預應力精確定位新工藝;3號主塔墩基礎采用巨型雙壁鋼吊箱圍堰整體浮運重型錨碇定位施工工藝;首次研制扭矩30tm動力頭鉆機用于φ3.4米大直徑鉆孔樁施工。
⑹ 施工難度大:平面尺寸長70米×寬44米的巨型雙壁鋼吊箱圍堰工廠整體制造橫向下水浮運定位施工難度大,工藝要求高,居同類工程之首;圍堰平面定位精度在5厘米內,鋼護筒垂直度在1/500內;φ3.4米大直徑鉆孔樁在軟硬膠結不均礫巖中施工;16000方承臺大體積混凝土施工與控制;新型三主桁制造架設及新型板桁組合結構施工精度高、工藝要求嚴、施工難度大;截面451φ7毫米長271米鍍鋅平行鋼絲斜拉索制造與安裝;188.5米高主塔垂直度及斜拉索索道管空間定位施工控制;自重2×1300噸大噸位箱梁整體現澆施工。
4、天興洲公鐵兩用長江大橋正橋關鍵技術研究實驗項目由17個精簡為下列10個,分別為:
⑴ 動力特性分析及四線路鐵路活載加載標準研究;
⑵ 抗震分析及大噸位液壓阻尼裝置研究;
⑶ 抗風性能及模擬實驗研究;
?、取¤F路混凝土與鋼桁結合橋面系統實驗研究;
⑸ 三主桁斜拉橋空間結構行為及穩定分析研究;
⑹ 結構構造疲勞性能實驗研究;
⑺ 典型節點大比例模型實驗研究;
⑻ 大位移軌道溫度伸縮調節器與梁端軌道伸縮裝置研制;
⑼ 大噸位,大位移支座研制;
⑽ 施工及制造新技術實驗研究。
我們主要考察3號主橋墩的施工,如前所述,3號主塔墩基礎采用巨型雙壁鋼吊箱圍堰整體浮運重型錨碇定位施工工藝,采用40根φ3.4米鉆孔灌注樁,樁長80.4米,成孔深度達101米—102米,抵達地下巖基,屬端承樁。因成孔深度和孔徑都屬全國之最,中鐵大橋局專門組織技術公關小組,首次研制出扭矩30tm動力頭鉆機用于φ3.4米大直徑鉆孔樁施工。
實習第三天,張總給我們做了含金量頗高的技術報告,最后他送我們用意良深的一席話:對于橋梁技術,永遠不要滿足。是鞭策,也是激勵,其應是每一個橋梁設計人員和施工人員堅持不懈的理想和追求。
C、武漢市軌道交通
第二站,我們參觀的是總投資21.99億的武漢輕軌一期工程。該工程全長10.234公里,沿途設宗關、太平洋等10個站點。XX年7月建成并投入使用,初期配備12列車,每輛列車有4節車廂,公可載客950—1200人。設計運行平均時速為34.5公里,最高時速可達80公里。由于兩站之間的距離較短,現實最高時速僅為50公里,但其平均時速仍高于普通公路交通車輛,從黃浦路到宗關水場僅用時17分。 共3頁,當前第2頁2
輕軌一號線一期工程采用的是全程高架橋,橋墩采用箱形簡支梁結構。其施工技術采用無碴道施工,工藝流程如下:橋面處理—基標測設—道岔軌料上橋—拖散道岔鋼軌—道岔支承塊上橋—連接道岔鋼軌—架起道岔并上齊配件—上支撐塊—粗調道岔軌道狀態—鋼筋綁扎及焊接—精調道岔—軌道狀態檢查—澆筑支墩—拆除支撐架—軌道狀態檢查—承軌臺模板組裝—澆筑混凝土—拆模、混凝土養生。
該工程與京廣線交叉處,高架高度變大,考慮到以后對于列車高度的控制,采用的是雙層貨車通行標準。技術人員在此反復說明了交叉口處的施工狀況:曾特意報審鐵道部門批準,爭取了京廣線于夜間中斷兩小時,才搶得了寶貴的施工時間。交叉后輕軌分成兩條道,其站臺位于中間稱為“島形車站”,在宗關站,工程設有車輛轉道,鐵軌為適應雙車頭車牽引動力做了相應調整。
其如何組織起有效的施工搶修和如何妥善處理公務事宜,是每一個技術人員在指導現場施工之余,都應該努力學習的。
D、專題講座
我們有幸請到中交第四勘察設計院的徐所長來做一個專題講座,徐所長就職業工程師和職業技術人員應具備的素質作了如下闡述:
A、要有明確的就職目標,原則:跳一跳,夠得著;
B、從現在做起,培養良好的品質(思想—行為—習慣—性格—命運);
C、培養良好的思維方法、要有清晰的思路;
D、善于把握機遇;
E、妥善處理人際關系;
F、在分工明確的社會,要各司其職;
G、正確對待“名”與“利”;
H、培養學習、寫作、理論和時間相結合的能力;
I、面臨壓力和處理困難的能力;
J、提高文化品位;
K、熱愛土木、熱愛事業。
隨后,我們就就業擇業相關事宜以及相關專業理論知識進行了廣泛而熱烈的交流,他所提出的諸多建議和經驗都有很高的參考價值,我們受益匪淺,獲利頗豐。
三、實習小結
本次實習,時間雖短,但基本達到了為畢業設計收集資料,完善所學知識,將理論與實踐相結合的多重目的。
在實習工程中,我們了解了道路與橋梁工程設計的全過程及一般步驟,了解了結構設計的新動向和新方法,了解了有關的施工技術。
尊敬的各位領導、專家、老師,上午好!
工程項目管理是從事現場工作和室內工作不可缺少的一種能力,現在我們將共同走進《工程項目管理》課程解讀。下面我將從課程概況、教學資源、教學策略、教學設計、教學反思這五個方面來剖析。
一、課程概況
1、課程定位
《工程項目管理》是專業拓展課程,這是一門緊密聯系工程建設管理實踐的重要課程,它以工程項目為對象提出工程項目管理的概念和系統,設立本門課程的目的是使學生了解并掌握在工程項目管理中,如何進行全方位全過程的科學管理和合理協調,為學生建立管理項目的知識體系和培養應用管理知識解決實際問題的技能,為學生在畢業后從事有關的工程建設管理工作奠定堅實的基礎。
《工程項目管理》開設在第四學期,前導課程有《建筑施工組織設計》《建筑材料》,是《工程項目管理》等后續課程的基礎,也是實習、課程設計、畢業設計、畢業論文等教學環節中必不可少的預備知識;同期開設《工程招投標與合同管理》《建設法規》《建筑工程量清單計價》等課程。
2、教學內容
根據教學內容將本課程整合成4個模塊,模塊一,工程項目管理概論,分三個子任務,共22課時,模塊二,工程網絡計劃技術、項目計劃、目標控制,分三個子任務,共計38課時,模塊三,風險管理,分三個子任務,共計10課時,模塊四,信息管理,1個子任務,2課時。
3、教學目標
根據教學內容確定本課程的教學目標
素質目標:具有愛崗敬業、誠實守信、團結協作的職業道德,具有認真負責的工作態度和嚴謹細致的工作作風,具有自學能力和創新意識。
知識目標:了解管理學的基礎知識;掌握建筑工程項目管理“四控、兩管、一協調”的內容和方法;掌握工程項目管理的步驟及處理方法。
能力目標:能夠勝任裝飾工程項目全過程的管理工作。
4、重點、難點
根據人才培養方案、課程標準、頂崗實習標準、教學內容及學情,確定本課程的重難點。
重點:工程網絡計劃技術、項目計劃、目標控制。
難點:1、工程項目進度優化2、單代號搭接網絡計劃的時間參數的計算
5、課程考核
課程考核=知識考核40%+過程性考核30%+實訓考核30%
其中過程性考核是追蹤線上學習行為的智能考核,將視頻觀看、測試、討論、等線上學習行為以及企業導師評分納入課程考核,建立“線上+線下”結合的過程考核體系。
二、教學資源
1、使用教材
本課程選自工程管理專業理論與實踐教學知道系列教材,由孫劍、佘健俊主編主編,中國水利水電出版社出版。
2、教學資源
本課程具有可利用的數字化教學資源庫、學生登錄學習通自主學習;通過小組合作探究式學習培養學生的自主學習能力;
校內實訓室已滿足識圖實訓、工程管理實訓、VR實訓。其中VR實訓室已滿足多工種仿真,學生能更直觀的掌握現場施工的管理要素。
三、教學策略
1、學情分析
本課程在建筑工程技術專業第五學期授課。他們有建筑制圖與識圖和建筑材料建筑施工技術的基礎知識,但無法與實際工程相結合;動手操作能力強;信息化運用手段強度高。
2、學習策略
以“以生為本”、“學生主體”為主線,將認知策略、元認知策略和資源管理策略貫穿教學全過程。
3、教學方法
關注學生進步與發展,實施有效教學的策略,堅持可測性和量化的教學理念,基于“學習通”軟件混合式教學模式,實施開展案例式教學、討論式教學、探究式教學、情境式教學等教學方法進行教學,并采用智慧職教網絡資源庫以及超星學習通APP輔助教學。
案例式教學,結合工程實際案例,促進理論與實踐的融合,知行合一;討論式教學,教師下發任務,學生分組協作,小組匯報成果;探討式教學,小組合作探究、討論、實踐、探索,提出解決問題辦法的方式,使學生掌握知識和技能;情境式教學,創設情境,聯系崗位技能,培養學生分析問題、解決問題的能力和探索精神。
四、教學設計
本設計選取課程模塊二目標控制中的項目一,進度控制,下面我將以子任務二2課時為例進行闡述。根據教學內容確定本課三維目標。
素質目標:培養學生嚴謹細致的工作作風和認真負責的工作態度。
知識目標:掌握掌握進度計劃比較的方法;
能力目標:培養學生自主學習的能力;能夠進行具體項目的進度比較;
根據三維目標確定本課重難點。
重點:掌握橫道圖比較法和前鋒線比較法的進度比較方法
難點:S型曲線比較法
我將本課的教學流程設計為課前、課中和課后三個環節。
課前教師任務單,學生自學自悟,課中以“明”、“探”、“訓”、“評”、“思”貫穿實施,導入問題,明確目標;問題顯現,探究方法;多點訓練,突破重點;專業評析,化解難點;知行合一,學以致用。課后軟件實操,成果展示,拓展延伸。
1、課前準備
教師在學習通下發分組任務、課前預測題,學生登錄學習通查看任務,進行在線學習,并完成測試。
2、課中實施
(1)創設情境、明確目標
采用情境式教學,提問學生,本工程的施工進度與計劃進度有無誤差,具體是多少?該采取何種措施糾偏進度。明確本節課目標,導入本節課內容-進度管理
(2)分組討論、任務決策
采用案例式教學,播放工程實際案例視頻-施工進度的檢查,分小組探究進度檢查的方法,小組代表匯報討論結果,組間互評。
教師總結并融入思政,進度偏差的發生要求學生具有嚴謹的工作作風和認真負責的工作態度,教師講解進度檢查的方法和內容,針對檢查的結果制定相應的糾偏措施。
(3)循環練習、強化技能
采用討論式教學,教師提供案例,并結合進度檢查的方法和要點;布置分組任務,學生分小組完成進度控制的內容,完成進度檢查結果和制定糾偏措施,教師巡視指導,對存在的問題進行總結評價。
教師習題,學生線上完成測試,通過習題測試,掌握本節課重點進度檢查的方法和內容。
(4)案例分析、雙元評價
采用探究式教學,學生登錄學習通查看進度控制的檢查方法和內容,分小組探究并回答問題,教師查看探究結果并總結評價。
學生提出識讀難點,現場連線企業導師,導師根據課前學習情況,結合工程應用給出專業解答,并在線上對討論結果給出評分,達到雙元評價,化解本節課難點-識讀預制裝配式樓板平面布置圖、節點詳圖。
(5)自我反思、鞏固提升
教師主題討論,讓學生歸納本節課所學內容,形成知識框架體系,利用學習通詞云,顯示本節課頻率最高知識點;利用虛擬仿真軟件反復練習,鞏固提升。
3、課后延伸
(1)拓展學習
學生課后完成線上測試,鞏固本節課所學知識,教師和學生線上實時互動、答疑。
(2)總結評價
為了多元化、全過程考核評價學生,課后和學生分析近階段學習情況,通過評價報告、學習月報表以及積分排序表準確呈現學習趨勢,培養學生競爭意識。
五、教學反思與改進
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)01-0072-02
一、引言
近年來我國政府為了改善民生和發展經濟,投入大量資金建設了眾多的大型工程項目,如載人航天工程、長江三峽水利樞紐工程、青藏鐵路工程、南水北調工程及全國實施的保障性住房建設等。只要有建設投資,就有工程管理,就需要培養工程管理專業人才。因此,我國對工程管理專業的人才需求也在不斷增加。
工程管理是一個復合型學科,它涉及技術、經濟、管理、法律等多個方面且實踐性很強的專業。我國教育部將工程管理設立五個專業方向:建設項目管理、國際工程管理、投資造價管理、房地產經營與管理和物業管理專業。從用人單位的需求來看,越來越需要既掌握理論知識,又掌握工程實踐的全面性復合型人才。各高等院校在培養模式上,如何能與市場需求、社會、經濟發展相適應,是各高校工程管理專業面臨的一大問題。
二、工程管理專業人才培養現狀分析
(一)專業設置目標定位不明確
工程管理專業是1998年開始設立的,它從最初的只有幾所學校到現在已經有400所左右的學校開設這門專業。從各學校專業設置目標定位來看各有特色,呈現了百花齊放百家爭鳴的現象。比如,重慶大學工程管理專業屬于房屋建設業,培養目標是具備管理學、經濟學和土木工程技術的基本知識,掌握現代管理科學的理論、方法和手段,能在國內外工程建設領域從事項目決策和全過程管理的復合型高級管理人才。同濟大學工程管理專業的房地產方向發展非常好,并且其工程管理專業的土木工程技術教學也十分強大。這些高校都有多年辦學經驗和先進的教學技術,但是還有一些高校對工程管理這個專業的定位比較模糊,對自己學校所設工程管理專業的培養方向不明確,將學生培養成多面手,學生樣樣通,卻也樣樣不精,沒有自己的特殊之處,使得一些學生的就業面臨很大的難題。
(二)專業課程設置不夠合理,專業特色、優勢不明顯
由于工程管理是復合型學科,其專業方向跨度大,這就要求設置該專業的學校必須具備強大的師資力量來滿足工程管理專業課程設置的最基本要求??墒且恍W校沒有嚴格認真的審核自己的辦學能力,導致所開專業課程設置不合格,教學質量差,培養出來的學生無法滿足社會需求。還有一些學校雖然具備了辦學的基本條件,但是專業課程設置體系龐雜,學生們學的多、學的雜,教學的核心課程不明顯。在課程設置中,普遍存在學生的實踐課時安排少,所學的知識只停留在概念層面,學生很難將所學的知識和實際結合,學校的專業特色、優勢不明顯,培養出來的學生沒有競爭力,缺乏真正的專業本領。
(三)實踐動手能力不強,教學很少能與時俱進
工程管理專業是實踐性很強的專業,目前,缺乏足夠的工程管理實踐訓練、無法及時掌握先進的工程管理技術是我國工程管理專業突出的缺點。具體表現在以下幾點:
1.目前工程管理教材落后,在書本或者有關的參考書上的工程管理實踐教學案例一般都是編寫的案例,是虛設的,或者是許多年前的工程項目案例,學生的實踐認識無法與時俱進。
2.由于教育經費與高校的忽視,一些學校的實驗室和關于工程的計算機技術設施落后,不能及時更新,導致學生不能及時掌握新技術,與社會需求脫軌。
3.設置的教學實踐課程內容選擇單一,實踐時間短,學生們在實踐時一般都是走馬觀花,無法深刻地認識實踐內容,更別說將知識與實踐結合了。
三、工程管理專業人才培養改進措施
(一)明確定位目標,充分發揮各自優勢
我國的工程管理專業開設時間較短,辦學經驗并不是很豐富。各院??梢越梃b國內外工程管理教學經驗、結合自己的教學優勢,明確工程管理專業的定位目標,充分發揮各自的優勢,形成有自己特色的辦學目標。在共性的管理與技術能力基礎上,結合所培養行業的特點,體現自己所擅長的專業方向上。根據近幾年的就業數據分析得出,那些在各種專業排名較高的院校,一般都是在這一行業的領域內具有成熟的定位目標和權威的知名度,被社會所承認。例如。對于礦產類院校而言,其管理和經濟能力培養能力較差,但可以從發揮其礦業方面的優勢;對于財經類院校而言,同樣其工程技術和建設施工能力培養較差,但可以充分發揮其經濟與管理的優勢。
(二)構建合理的教學體系
教學體系,是教學過程的知識基本結構、框架、教學內容設計、教學方法設計、教學過程設計和教學結果評價組成的統一的整體。包含:教學順序、過程、方式、方法、形式、內容、反饋、評估、總結、比較和推導等一系列教學要素。為了構建合理的教學體系,各院校要結合社會就業要求和市場經濟發展,根據自己的定位目標和培養目標進行設置。在制定合理的教學體系時,要以課程整體優化作為修訂目標,刪除重復性多及與定位目標和培養目標不相符的專業課,同時,選擇具有突出性和必要性的方式方法;提高教學計劃綜合性,各個專業課搭配合理性;加強學生的學習能力和實踐能力并重培養,提升學生的整體能力;注重培養創新型,復合型人才,加強學生的綜合素質、法律觀念、經濟管理意識等的培養;優化教學體系的培養模塊,在把握教學“大方向”的前提下,將課程設置分為必修課和選修課,使學生根據自己的學習興趣選擇自己喜歡的選修課。同時要建立一整套與之配套的評估、總結、反饋體系。各院校要想培養具有綜合素質高、專業方向性強和容易為社會認可的人才,就必須重視教學體系與時俱進,注重其動態調整。
(三)合理選擇教學用教材
作為復合型學科,工程管理專業的學生學習教材的選擇很重要,其中有很多學習教材具有很大重復性,有些教材是前幾年出版的,即使有的經過幾次改版,其中主要內容也沒有多大變化,內容有的已經過時。這就需要老師在教材選擇上花一番功夫。為了不浪費教學時間,任課老師應將所選的教材集中在一起,刪除其中重復部分,盡量選擇內容新穎、時效性強、具有前瞻性的教材。同時,教學老師應不斷地去學習和發現關于建設工程的新動向、新材料、新技術、新設備、新工藝,嘗試去編寫新教材。隨著科學技術的飛快發展,更多的建設施工技術和管理理念方法也不斷地出現,這些都是作為21世紀的工程管理專業的學生必須要了解和掌握的。例如,近幾年出現的裝配式施工技術和BIM軟件的應用。
(四)重視工程管理實驗室的計算機教學
計算機技術的快速發展及其普遍地應用給人們的生活帶來了巨大的改變,同樣對建筑的影響也是很大的。作為一名工程管理的學生掌握一定的計算機技術是必須的。各院校應建立工程管理實驗室并重視計算機教學。工程管理的計算機教學主要作用是利用專業軟件和專門的模擬教學系統來模擬工程管理活動實際運作的全過程,通過仿真實驗,熟悉工程建設與工程管理的全過程,實現理論與實踐的融合。學生可以通過實驗室的計算機教學學會使用基礎的軟件,如AutoCAD、廣聯達、魯班、PKPM和BIM等軟件。學校在開設計算機課程時應與實際工程相結合,應用的計算機案例最好是近期工程中的實例。例如,在廣聯達的教學中,學??梢砸砸粋€實際工程為例,在同學們普遍具有識圖能力的基礎上,教會學生可以使用軟件中的基礎命令,再完成整個工程的預算編制、清單編制、投標報價編制等。通過這些仿真實踐練習、實戰等手段強化了學生解決實際問題的能力,培養了學生的職業技能。
(五)重視多種實踐教學相結合的培養模式
實踐教學,是架起學生學和用的一座橋梁,各學??梢圆扇《喾N實踐教學相結合的模式,循序漸進地提高學生的實踐能力。
1.采用隱形課程教學模式。如通過實物演示、實驗、實習實訓、課程設計、畢業設計等,這些都是可以在學校完成的,可以在每學期穿行隱性課程教學模式,充分調動學生的學習興趣。
2.采用項目式教學模式?!耙皂椖繛橹骶€、指導老師為主導、學生為主體”。這種教學模式能夠促進學生積極參加項目實踐,培養學生團結集體和自主協作,激發學生的探索創新能力,同時,學生在項目實踐過程中,對所學的課程的知識和要求的理解和掌握都會有所提高。
3.采用“訂單式”教學模式。學校、企業和學生三方簽訂“合同訂單”,建立合作關系,學校根據企業提出的培養要求,制定培養計劃,而企業要接受在校學生給予他們到企業實習的機會,在企業實習中鍛煉學生的實踐能力,在學生畢業時,達到企業需求的合格條件時,學生就可以到企業工作。這種教學模式的優點在于人才培養定位更為精確,培養質量及學生的能力有很大的提高。
4.采用“三明治”實踐教學模式。即把學生四年的大學分為三個階段,在學校進行課堂教學、去企業實習、回到學校繼續學習。這種模式使學生在理論學習后,有機會深入到企業,學習、參與具體的工程項目,理論與實際相結合,然后又使理論進行升華,使培養的學生更適應社會要求。
總之,針對工程管理這一復合型、實踐性的專業,各院校要結合國家、社會發展的實際,考慮工程所在行業的特點,結合學校自身的情況,制訂本學校的培養模式,使培養的學生真正為社會所需。
參考文獻:
中圖分類號:TU37;G6420 文獻標志碼:A 文章編號:10052909(2015)04005905
混凝土結構基本原理作為土木工程專業中重要的專業必修基礎課程,其主要任務是培養學生掌握鋼筋及混凝土兩種材料所組成結構構件的基本力學性能,具備混凝土結構構件設計能力,理解其與先修課程(如材料力學、結構力學)和平行課程(如鋼結構)的關聯性,要求學生掌握鋼筋和混凝土兩種材料組成的混凝土結構構件在承受軸向力、彎矩、剪力、扭矩以及共同作用時的截面設計和承載能力評估,掌握預應力混凝土結構構件在軸心拉力和彎矩作用下的承載能力計算和評估,掌握混凝土構件裂縫寬度和撓度確定的基本原理和驗算方法。為學習后續課程混凝土結構設計和畢業設計打好基礎。圖1為與該課程相關的先期、平行和后期課程。
圖1 混凝土結構基本原理的先期課程、平行課程及后續課程示意圖
我國高校土木工程專業的混凝土結構基本原理與北美國家課程設置有所不同。筆者在美國田納西大學和加拿大麥吉爾大學做訪問學者期間跟班學習混凝土結構課程,兩所大學土木工程專業的本科生在該門課程上的學時為每周3小時,共36學時,學習內容包括基本原理和結構[1],課程緊密結合設計規范,授課教師更加注重實際應用。而我國的教學將混凝土結構基本原理和結構
設計分為兩門課程,在兩個學期完成,原理部分64學時,設計部分36學時,學生能更好地理解混凝土結構的基本原理。
筆者以90分鐘課堂教學為例,結合同濟大學混凝土結構課程教學實踐,闡述了多樣性教學的意義,揭示了教學計劃在課堂教學中的重要地位,反映了中國高?;炷两Y構課程教學特色。
一、 混凝土結構基本原理教學特色
積極發揮課堂特色是提高教學質量的有力舉措。筆者所在高校(同濟大學)以顧祥林教授為首的“混凝土結構基本原理”教學團隊在長期教學實踐活動中形成了自己的教學特色,這些特色包括立體化教材、國際化辦學、開放性以及自選式試驗等。立體化教材是指采用教學團隊編制的中文教材[2]、試驗指導書和英文教材(即將出版),并集紙質教材、多媒體電子教案、教學錄像、試驗錄像、試件陳列室等多種表現形式于一體。土木工程專業國際化辦學指通過研究國際化模式并初步實踐,加強雙語教學和英文教材建設。開放性、自選性試驗指專門配置了混凝土結構教學實驗平臺[3],開放性、自選式教學試驗貫穿整個理論教學過程。試驗錄像在課程網站上,可隨時觀看學習。課堂是發揮和展示這些特色教學形式的平臺,根據教學大綱要求科學合理安排好課堂時間是提高教學效果的根本保證。同濟大學混凝土結構基本原理課程先后被國家、上海市、學校評為精品課程。這些課堂特色的形成凝結了幾代人的不斷努力和探索實踐,是CDIO工程教育模式的具體表現[4]。
二、混凝土結構基本原理教學方法的多樣性
課堂教學方法的多樣性有利于提高教學效果。多樣性的課堂教學方法分別在學習模式、雙語教學、考評方式、教研結合中充分體現。
引導學生采用先進的學習模式。自主學習、研究性學習和實踐性學習是先進的學習模式,課堂教學中通過回答開放性問題(包括概念型、知識型和資源型等三種類型),讓學生自己在思考和查閱資料中找到問題的答案,培養學生自主學習能力;根據個人興趣和專業需要安排學生選擇教學實驗,接觸工程實際,提高解決實際問題的能力,初步掌握正確的思考和研究方法。
雙語教學和全英文教學。本課程開出完全用英語講課的平行班,供學生自由選課,以滿足學生的不同需求。隨著學生英文水平的提高和國際化要求,目前全英文教學取代了雙語教學。2014―2015年度選修人數占學生總數的10%。
考試方法改革。采取靈活的成績評定方式:理論考查占90%,實驗報告占10%。采取激勵機制,將研究性學習和實踐性學習的考評作為附加成績。
教學團隊的教師承擔多項國家級、省部級課題以及實踐應用課題,課題中大多為混凝土結構課題的試驗研究項目。充分利用這種優勢,積極引導學生參與課題研究,積極在各類課題科研試驗項目中鍛煉學生實踐能力,強化感性認識,加深課本理論的理解,認清學科發展前沿。同時積極把國家標準、規范和規程的研究成果反映到課程教學中。由于《既有建筑物結構檢測與評定標準》《裝配式混凝土結構技術規程》《纖維增強復合材料加固混凝土結構技術規程》等標準、規程為本課程組教師參與編寫,授課教師根據編寫體會進行深層次的講解,使學生及時掌握學科發展前沿和動態。此外,積極組織學生參加土木工程學院大學生創新實踐訓練計劃(SITP)項目。
三、 混凝土結構基本原理課堂教學
混凝土課程具有內容多,公式符號多,構造規定多,工程實踐強等特點。該課程可分為承載能力和使用性能兩大部分。承載能力涵蓋正截面承載能力和斜截面承載能力。正截面承載力包括軸向力、彎矩,以及彎矩與軸力共同作用時的混凝土結構構件的截面承載力,斜截面承載力包括混凝土結構構件承受剪力和扭矩時截面上的承載能力。使用性能作為課程的一個部分,簡單介紹混凝土結構構件的變形,包括裂縫寬度、受彎構件撓度的計算方法。承載能力分析和使用性能課時比例為14∶1。結合試驗研究,從加載到破壞全過程,提煉混凝土開裂、鋼筋屈服、混凝土壓碎等代表性的狀態,以力的不同類型作用下的承載能力分析方法分析其破壞機理。
縝密、細致、科學的課堂教學計劃是提高教學效果的關鍵。以混凝土結構基本原理課程中“斜截面受剪承載力”教學環節為例,根據教學大綱制定科學合理的教學計劃,并對每一步教學分配合理的教學時間是提高課堂教學質量的有效途徑。教學計劃中應突出基本概念和原理,理論聯系實際,注重系統性、新穎性和趣味性。
(一) “斜截面抗剪承載能力性能與計算”章節教學內容及要求
該章節教學內容包括:(1)無腹筋梁的受剪性能;(2)有腹筋梁的受剪承載力計算;(3)保證斜截面受彎承載力計算的構造要求。
該章節教學的基本要求:(1)熟悉無腹筋梁斜裂縫出現前后的應力狀態;(2)掌握剪跨比的概念,無腹筋梁斜截面受剪的三種破壞形態以及腹筋對斜截面受剪破壞形態的影響;(3)熟練掌握矩形、T形和工字形等截面受彎構件斜截面受剪承載力的計算模型、計算方法及限制條件;(4)掌握受彎構件鋼筋的布置、梁內縱筋的彎起、截斷及錨固等構造要求。
(二)90分鐘課程教學計劃與實施
教學環節根據教學內容的第(2)點和教學要求的第(3)條展開,在90分鐘的教學環節中,考慮特定時間內圍繞教學目的劃分若干步驟完成知識點、重點及難點的復習、解釋和討論,在此過程中合理安排教師與學生互動時間(表1)。
步驟教學目的教學知識點重點及難點教生扮演角色時間分配
1鞏固平截面假定在受剪承載力分析中的不適,以及鞏固斜截面的基本假定正應力與剪應力的共同作用決定構件的裂縫位置及走向斜裂縫的出現 學生討論為主5分鐘
2復習斜截面受剪承載力的實驗研究復習剪跨比的概念,剪跨比對抗剪破壞模式的影響剪跨比作用的原因學生討論為主10分鐘
3復習無腹筋梁受剪承載力無腹筋梁承載力計算公式推導忽略不確定因素,
簡化計算模型 學生討論為主5分鐘
4有腹筋受剪承載力計算平面桁架模型基于有腹筋梁平面桁架模型的承載力計算公式推導桁架模型中的裂縫間混凝土簡化為桁架模型中的壓桿教師講解為主25分鐘
5有腹筋梁受剪承載力的半理論半經驗公式受剪承載力計算公式的組成及應用上限和下限值的確定教師解釋為主25分鐘
6受剪承載力公式及應用小結及作業布置剪跨比計算、臨界截面確定、箍筋面積計算和間距確定、最小配箍率和截面限制條件的驗算等教師講解為主20分鐘
表1中的步驟1―3用于鞏固與復習,加深學生對剪跨比概念的理解,為后續的斜截面受剪承載力性能和計算作鋪墊。這3個步驟以學生討論為中心,共分配20分鐘時間。步驟4―6用于講解新的知識點,通過前3個步驟將學生的注意力集中于課堂教學之后,教師確認大部分學生掌握了構件斜截面抗剪的基本特征和關鍵參數時,以教師為主進行步驟4―6的教學,根據內容需分配70分鐘時間。
步驟1實施時,結合先期課程(材料力學)和該課程第二章的材料性能中的相關內容,復習公式(1)中的正應力和剪應力產生的內力,正應力源于彎矩,而剪應力源于剪力。
σtp,cp=σ2±σ24+τ2 (1)
裂縫的發展方向與τ/σ比值有關,與水平方向夾角為1/2arctan(2τ/σ);τ/σ越大,裂縫發展方向越陡。
步驟2實施時,必然涉及剪跨比的概念,這時可引導學生深化剪跨比的概念,為什么剪跨比能夠決定構件抗剪破壞的模式,可從裂縫發展與構件長度方向的夾角大小判斷,裂縫發展方向與構件長度方向的夾角越小,構件的抗剪承載能力越低。而決定夾角大小的是τ/σ,剪應力τ取決于剪力V的大小,而σ可由彎距M推算出來。這樣,σ/τ可以用彎距M與剪力V和截面有效高度h0乘積的比值,可以表示為
MVh0= VaVh0=ah0(2)
ah0稱為剪跨比λ。
如此,σ/τ∝MVh0,τ/σ與λ成反比。τ/σ越大,λ越小,受剪承載力越大。進而,可以用剪跨比λ說明構件抗剪破壞模式。
步驟3實施時,復習在剪壓破壞模式下,沿斜裂縫取隔離體,忽略斜裂縫截面上難以確定的縱向鋼筋的銷栓力和裂縫間的摩擦力,得出無腹筋梁的受剪承載力為
Vc=0.24-0.06σsρsfc0.5+0.24λfcσsρsfcbh0=αc'fcbh0=αcftbh0
(3)
步驟4實施時,重點說明桁架模型,箍筋作為桁架的拉桿,上下弦縱向鋼筋作為桁架的拉桿和壓桿,裂縫間混凝土作為桁架的斜壓桿。在桁架模型中學生往往對斜壓桿難以理解。構件抗剪破壞時,斜裂縫間的混凝土受到上下縱向鋼筋的約束分析,斜裂縫間混凝土受壓,可以理解為斜壓桿。然后,講解縱向鋼筋的受力,再說明水平鋼筋的受力,最終得出有腹筋梁的受剪承載力為
Vu=nvhcorcotα=fyvAsvshcorcotα(4)
由公式(3)和(4)疊加,得出受剪承載力計算理論公式。
講解步驟(3)和(4)之后,學生基本上可以接受這樣一種思路:雖然斜截面受剪承載力性能與計算不符合平截面假定,但它仍然利用“實驗―基本假定―計算模型―基本公式―適用條件―公式應用”的線索,從中體現課程的系統性。
實施步驟5過程中,在講解為什么不用最大配箍率作為承載能力的上限時,利用實驗研究結果(圖2)解釋。從圖1可以看出,隨著配箍率的增大,即橫坐值的增加,縱坐標將不再變化,這表明受剪承載力Vu 與構件截面有效面積bh0的比值保持不變,因此受剪承載力受截面面積的控制或限制,解釋了受剪承載力上限值的確定方法。
圖2 受剪承載力/抗拉承載力比值與配箍率關系圖
為開拓學生解決問題思路,可從解析角度解釋。試驗研究中表明,當配箍率超過一定值后,則在箍筋屈服前,斜壓桿混凝土已壓壞,故取斜壓破壞作為受剪承載力的上限。而《混凝土結構設計規范》[5]是通過控制受剪截面的剪力設計值不大于斜壓破壞時的受剪承載力來防止由于配箍率過高而產生的斜壓破壞。學生對這一點往往難以理解,對從配箍率控制轉化為截面面積控制感到困惑。
其實,在疊加公式(3)和(4),得到受剪承載力計算理論公式(5)后,
Vu=0.7ftbh0+1.25fyvAsvsh0(5)
不妨定義最大配箍率ρsv=1.2ftfyv,并將該配箍率帶入公式(5),簡單變化后可得
Vu=0.25βcfcbh0(6)
如此變化,即可得到規范設置的依據。
在第6個步驟中,為了增強學生的工程概念,在公式應用時,啟發學生思考作用在梁上的集中荷載的工程意義。通常情況下,學生根據實驗課獲取的經驗認為集中荷載是分配梁產生的或者是千斤頂給予的。通過啟發學生的思考,引導他們從實際結構的主次梁考慮,解釋集中荷載的位置其實就是另一方向梁的支座位置,集中荷載大小即為另一方向梁的支座反力。往往在這個時刻,學生會恍然大悟,記憶深刻,產生良好的教學效果。接著,討論在集中荷載部位實際上應如何布置箍筋,是配在次梁支座的兩側還是放在支座的中間,只要從受剪承載力的基本原理出發,學生能得出應放在支座兩側的正確答案,因為支座處的實際計算截面積遠大于bh0。如此,不僅增強了學生對工程概念的理解也提高了學習興趣,體現了課程的新穎性和趣味性。
公式多、教材繁、考試難是多樣化教學方法實施前學生對混凝土結構基本原理課程的普遍反映。多樣化教學的實施加強了混凝土結構基本原理課堂教學的新穎性、趣味性、系統性,改變了學生被動學習的局面,提高了學生自主學習能力。2014年,同濟大學通過網上評議調查,93%的學生反映課程教學方法靈活多樣,激發了學生的興趣和深度思考;97%的學生反映課程內容豐富新穎,具有挑戰性;93%的學生反映多樣化教學效果很好。從2014―2015年度學生期終考試中構件受剪承載力考題的抽查結果來看,90%以上的學生能掌握配箍率限界的概念,并能合理判斷受剪控制截面和熟練應用計算公式進行抗剪配筋設計。
四、結語
同濟大學混凝土結構基本原理課堂教學實踐證明,通過多樣化的教學方法可培養和提高學生自主學習能力,充分發揮90分鐘內不同時段的教學效能是提高教學效果的重要途徑。因此,只有堅持這些鮮明的教學特色,才能更好地保證和提高混凝土結構基本原理課堂教學質量。參考文獻:
[1] Edward G Nawy. Reinforced concrete(fifth edition)[M]. New Jersey: Pearson Education, Inc. 2003.
[2] 顧祥林. 混凝土結構基本原理[M]. 上海: 同濟大學出版社,2011.