大跨度桥梁工程论文汇总十篇

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中图分类号：K928 文献标识码：A 文章编号

Abstract: in this paper, the large span bridge main construction method is discussed, and the bridge construction with the risk in the factor, put forward the large span bridge risk response measures.

Keywords: bridge; The construction; Safety risk

0.前言

由于桥梁工程特别是大型复杂桥梁工程的建设往往是在复杂多变的自然和社会环境中运作的，其本身具有规模大，施工期长，内部结构复杂、外部联系广泛等特点，这些特点决定了桥梁工程建设阶段必然存在很多不确定因素，所以风险也始终存在于桥梁建设的全过程。近年来，一些研究调查表明，桥梁施工期的风险远远高于使用期。桥梁在任何施工阶段都有可能发生坍塌、变形等事故，而且事故发生的可能性贯穿桥梁施工的整个过程，同时也会造成极大的损失。桥梁施工损失类型包括结构损坏、人员伤亡、施工延误、经济损失等多种形式，而且往往多种损失同时发生，影响范围甚广。造成事故的原因多种多样，经常会同时发生，因此必须系统的了解桥梁在施工中存在的风险因素，提高桥梁施工安全，应对桥梁施工风险。对确保大跨度桥梁安全施工有着重大的意义。

1. 大跨度桥梁施工方法

改革开放以来，我国桥梁工程的发展进入了一个高速的发展时期，主要体现在桥梁总体数量大幅度增加，桥梁的结构体系多样化，桥梁的跨度也越来越大，而桥梁的施工环境却越来越复杂，所以对大跨度桥梁的施工方法有了更高的要求。在桥梁工程中，施工是非常重要的一个环节，合理的施工方法，能有效的提高施工组织和管理的水平。施工方法的选择要根据工程结构的跨度、孔数、桥梁总长、截面形式和尺寸、地形条件、设备能力、气候条件、运输条件、设备的周转使用等多方面条件。常见的施工方法主要有以下几种：

(l)就地浇筑施工法，是一种现场浇注的传统施工方法，在支架上安装模板，绑扎及安装钢筋骨架，现浇混凝土的一种施工方法。施工特点：整体性好，施工平稳、可靠，不需要大型起重设备；施工中无体系转换；预应力混凝土连续梁桥可以采用强大预应力体系，使结构构造简单，方便施工；需要大量施工支架，跨河桥梁搭设支架影响河道的通航与排洪，施工期间支架可能受到洪水和漂流物的威胁；施工工期长，费用高，需要较大的施工场地，管理复杂，不太适合大跨度桥梁。

(2)悬臂施工法，是在建成桥墩上沿桥梁跨径方向逐段施工的方法。在施工过程中，要保证墩梁固结，能够充分利用材料的力学性能，提高桥梁的跨越能力。悬臂施工通常分为悬臂浇筑和悬臂拼装两种。悬臂浇筑法：在桥墩两侧依次对称安装节段，张拉预应力筋，使悬臂不断接长，直至合拢。施工特点：无须建立落地支架，无须大型起重与运输机具，主要设备是一对能行走的挂篮。挂篮可在己经张拉锚固并与墩身连成整体的梁段上移动，绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、预施应力都在挂篮上进行。完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一节段，进行下一节段施工，如此循序前进，直至悬臂梁段浇筑完成。悬浇施工方法特别适合于宽深河流和山谷，施工期水位变化频繁不宜水上作业的河流，以及通航频繁且施工时需留有较大净空等河流上桥梁的施工。但悬臂浇筑法在施工中也有不足：梁体部分不能与墩柱平行施工，施工周期较长，而且悬臂浇筑的混凝土加载龄期短，混凝土收缩和徐变影响较大。

(3)逐孔施工方法，是在城市高架桥广泛应用的方法，该方法从桥梁一端开始，采用一套施工设备或一、二孔施工支架逐孔施工，周期循环，直到完成。施工特点：移动模架不需要设置地面支架，不影响通航，施工安全性大，可靠；有良好的施工环境，保证施工质量，一套支架可多次周转使用，具有可在类似预制场生产的优点；机械化、自动化程度高，节省劳力，降低劳动强度，缩短工期；通常每一施工梁段的长度取用一跨的跨长，接头的位置一般选在桥梁受力较小的地方；移动模架设备投资大，施工准备和操作都比较复杂。此法宜在桥梁跨径小于50m的桥上使用。

(4)顶推施工法，是沿桥纵轴方向的台后设置预制场地，分节段预制梁，并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体连成整体，然后通过水平千斤顶施工，将梁体向前顶推出预制场地，然后继续在预制场进行下一节梁段的预制，直至施工完成。施工特点：顶推法可以使用简单的设备建造长、大桥梁，施工费用较低，施工平稳、无噪声，可在深水、山谷和高桥墩上采用。大跨度桥梁施工方法还有很多。全面的了解大跨度桥梁的施工方法，有助于全面的认识桥梁施工过程，更能有效地识别大跨度桥梁施工过程中潜在的风险因素，从根本上了解桥梁的施工风险，发现桥梁施工风险发生的原因。

2. 大跨度桥梁施工中存在不确定性

随着桥梁的发展和跨径的不断增大，桥梁的结构刚度、结构的几何非线性效应越来越高，影响桥梁安全的因素越来越多。目前，国内外学者己对结构中的确定性问题进行了大量的研究，但是，对于影响结构安全的各种不确定性问题研究依然较少。而事实上，和其它结构物一样，大跨度桥梁结构中也存在着大量的不确定性。同时，由于大跨度桥梁结构体系复杂，施工难度大，施工工序多，施工工艺复杂，施工周期又短，各种不利因素进一步增加了大跨度桥梁在施工中的不确定性。

(l)材料性能的不确定性

桥梁结构构件的材料性能，包括材料的强度、材料的弹性模量、泊松比、膨胀系数等，在不同的材料质量、制作工艺、外形尺寸及环境条件下，会产生不同的性能，这就是材料性能的不确定性。

(2)几何参数的不确定性

结构构件的尺寸，如构件的高度、宽度、面积及间距等，受制作和安装工艺等因素的影响，会产生一定的变异性，从而导致实际构件尺寸与标准设计尺寸之间存在一定的差异，这是结构构件几何参数的不确定性。

(3)荷载的不确定性

大跨度桥梁结构在施工过程中，会承受各种施工荷载的作用，而无论是桥梁结构的恒载，还是施工中存在的活载或其它的施工荷载，都或大或小与设计值有偏差，是很难控制的，所以说施工荷载具有一定的不确定性。

(4)非线性带来的不确定性

大跨度桥梁结构复杂，非线性对桥梁也有较明显的影响。主要体现在材料非线性、几何非线性和时变非线性三个方面。材料非线性主要是指混凝土构件开裂等弹塑性变形行为，而由于在施工阶段计算中一般不研究结构的极限承载力，没有考虑进入弹塑性或构件开裂后的情形，所以由此会引起结构的不确定性；大跨度桥梁的几何非线性如在斜拉桥中，斜拉索的垂度效应、大位移效应以及塔梁的梁一柱效应，每一施工阶段都可能伴随结构构形的变化，几何非线性影响尤为突出；时变非线性主要是指混凝土收缩和徐变所引起的随时间变化的非线性变形，在混凝土桥梁的主梁施工中，如果结构为超静定，收缩和徐变不但引起结构变形，还可能产生次内力，因此对其合理的考虑是十分必要的。

（5)人为因素的不确定性

在桥梁工程的设计、施工、使用等各个阶段都是有人的参与，人是建设活动的主体，因此，在工程建设过程中，不能不考虑人为因素的影响。在大跨度桥梁施工过程中，人为失误的种类很多，主要包括：①施工操作失误，如施工方法选择不当、施工顺序失误及机械操作行为失误等；②技术管理失误，如不按设计图纸施工、不按照施工规范施工、不按照施工方案施工与技术措施不当等；③组织管理方面的失误，如组织设计与措施混乱、现场指挥人员素质不够、不认真执行施工组织设计、现场指挥不明确、组织协调不力及检查督促不力等；④制度管理失误，如各类管理体制不健全、人员管理松懈、教育培训不到位等。施工期间的人为失误具有多维性、广泛性，涉及范围广、难以控制等特点，应当予以足够的重视。

3. 风险因子与应对措施

在大桥的施工过程中，主要存在四个主要风险因子，按风险重要性依次是管理风险，技术风险、经济风险和自然风险。

管理风险，主要包含材料供应、材料浪费、交通运输、供水供电、管理施工组织协调、材料管理、施工人员水平、技术人员水平、管理人员水平。在桥梁施工过程中，要合理的控制管理方面，在对材料的检查、运输和应用的过程严格监控，没有及时使用的材料要安全保管，防止老化和失效；在施工前需要对人员进行严格的培训，在施工中，要求人员严格按照施工规范进行施工，监理人员要对工程安全严格把关，施工指挥人员要有全局意识，各个单位严格紧密合作，要求人员对工程项目都有主人翁的精神。

技术风险，主要包含设计资料变更、设计资料的有效性、施工工序控制、设备操作、设计资料准确性、承载力不足、细部处理不当、工程项目计划准确性、场地排水、施工工艺、机械调配。在桥梁技术风险中，我们要重视施工前期的勘测工作，细致镇密的对地质的勘察，周围环境的勘察，可以减少施工中的投资，减少设计变更和设计结构的误差。同时，在施工过程中，对施工机械严格安全检查，防止施工时施工机械出现故障，导致事故发生。在施工技术方面，要按照施工规范安全施工，采取的新技术一定要进行试验。

经济风险，主要包含建设单位储备资金、国家利息调整、职工工资和福利、提高预算不足、工程清单的错误和遗漏。保证资金充足，是大型工程项目的基本要求。要个控制对资金的应用，对项目要有个合理的概预算。

自然风险，主要包含地质因素和气候因素。在大桥施工前，要对多年的气象和水文资料进行详细的统计分析，确保做好足够的准备。

4. 结论

通过上述的分析可知，在大跨度桥梁施工期间存在大量不确定性，桥梁施工期间存在着高风险，必须给予足够的重视，否则工程事故一旦发生，将会带来不可预估的损失，例如结构失效、人员伤亡等，同时给社会和自然环境带来不利的影响。因此，为了降低大跨度桥梁施工期间的风险，避免工程事故的发生，可以采取积极有效的措施，控制和降低风险发生概率，保障桥梁施工的安全。另外，开展大跨度桥梁施工风险分析研究，对于确保大跨度桥梁工程建设的安全性和科学性、提高桥梁工程施工的经济性和合理性以及推动桥梁设计理论及桥梁保险体系的发展，都有十分重要的理论价值和现实意义。

篇（2）

何庭国生于四川省眉山市一个偏远的小山村，父母常年在外工作，自小与祖母相依为伴，二人感情甚深，也是这样独立的生活与祖母慈祥的呵护造就了他后来艰苦朴素、感恩惜福的性格。谈及一直从事的桥梁工程建设事业，他特别提到1995年从西南交通大学桥梁工程专业毕业后被分配到中铁二院勘察队和铁路建设现场的3年实习经历，这让他得到了锻炼，也让他能够开始接触特殊桥梁结构的设计和科研工作。由于工作认真合格，何庭国作了一年见习生后便转为助理工程师，从1998年起开始加入到“铁路大跨度钢管混凝土拱桥新技术研究”。这是以水柏铁路北盘江大桥为依托进行的科学研究，负责大桥转体结构的设计研究和施工控制研究的他为了配合课题研究的需要，从1999年到2002年的整整三年时间内常年工作在北盘江大桥艰苦的工地，一年大约只能回家两次。1999年“五一”期间他百忙中抽空回家与相恋多年的女友举行婚礼，因工作需要，婚礼后的第二天便匆匆赶回工地。同样是在那几年时间里，因为北盘江大桥的施工工地偏僻、缺少公共交通和外界通讯设施，2001年11月与他感情深厚的祖母去世10天后他才得知消息，未能守到最亲近的祖母身边见其最后一面成为了他心中永远难以释怀的隐痛。

多年来，何庭国一直坚持在技术研发和设计的第一线工作，在领域内做了大量艰苦的研究工作，为我国的铁路桥梁工程事业奉献着青春和汗水，既得的荣誉和成绩无不是他心血和汗水的结晶。早在国内高速铁路建设初期，他就参与了中铁二院高速铁路桥梁技术公关组工作，并担任下部结构研究课题组组长，为中铁二院高速铁路桥梁设计提供了技术支持，组织完成了高速铁路简支梁桥桥墩、桥台计算软件的研制，极大地提高了铁路桥墩、桥台的设计效率，为我国高速铁路建设事业作出了积极的贡献。

苦心钻研勇于创新

铁路运输是我国工业发展的生命线，铁路桥梁技术的安全和实用性能是关系着铁路健康、稳定发展的重要因素。何庭国一直以来从事铁路桥梁技术方面的研究和设计工作，主持并参与了多项重大科研课题，在多个研究项目方面均取得了重要成果。

在“铁路大跨度钢管混凝土拱桥新技术研究”的项目中，何庭国作为主要参与者负责转体施工方案的研究和转体结构设计，并且参与了钢管拱结构的设计。他充分结合了水柏铁路北盘江大桥的设计建设，在桥梁转体技术上首次采用了凹面向上的钢与复合聚四氟乙烯滑片作为摩擦副的转体球铰，并于转体结构设计中创新性地采用了单点扣挂整个半拱拱圈，不仅提高了球铰的承载能力和稳定性，而且极大地降低了施工控制难度。后来这一球铰结构设计获得了国家实用新型专利，整个项目先后获得国家科技进步二等奖、贵州省科技进步一等奖、铁道部优秀设计一等奖、全国优秀工程设计银质奖等奖项。

作为“渝怀线大跨度桥梁关键技术研究”项目主要参与者和负责人，为解决大斜交角度的问题和保证大桥及航行的安全，何庭国大胆采用了矩形渐变到圆形的空心墩设计，这在国内同类桥梁设计中属于首创。他根据梁部跨中横隔板的作用进行了分析研究，发现了跨中横隔板的设置意义不大，同时从降低施工难度、保证合拢段施工质量角度来看，不设跨中横隔板更为有利，因此提出对桥面不是很宽的单箱单室的箱形截面梁设置跨中横隔板不必要，进而取消了大跨度混凝土连续梁跨中横隔板的设置。这一项目结合当时国内最大跨度的黄草乌江大桥进行设计研究，后来获得了总公司的优秀设计二等奖、铁道部优秀工程设计三等奖。

何庭国还是“遂渝客货共线铁路时速200公里常规跨度简支T梁桥动力特性研究”的主要研究者之一，通过计算分析归纳得出桥墩高度在一定范围内横向刚度限值的规律，提出了桥墩横向刚度限值表达式。这一公式可以用来指导实践，后来获得铁道协会科技成果三等奖。

何庭国还结合“长联大跨度及常用跨度预应力砼连续梁设计及下部结构线刚度限值研究”的成果完成了对福厦铁路乌龙江特大桥的设计和大吨位减隔震支座的设计研究。他设计的乌龙江特大桥采用了(80+3×144+80)m长联大跨预应力混凝土连续梁，建成时是国内最大跨度的铁路混凝土连续梁桥，使我国的铁路混凝土连续梁桥跨度首次突破140m，不仅拓展了铁路混凝土连续梁的跨度范围，为后续更大跨度连续梁建设积累了经验，而且促进了铁路桥梁减隔震支座的研究和应用。该桥的特点在于对曲线梁的支座进行了选型研究，确定了曲线梁上采用球形支座对于缓解梁体平弯引起的支反力异常有明显改善，并且结合桥梁研制的大吨位球型双曲面减隔震支座有效降低了地震力对下部结构的影响，解决了长联大跨连续梁的抗震难题，促进了铁路桥梁减隔震支座在我国的研究和推广应用。2010年，该项科研成果获得中国铁路工程总公司的科技成果二等奖。

除上述成果之外，何庭国还是“铁路桥梁减、隔震支座技术及标准研究”的主要参与者、“襄渝线牛角坪主跨192m大跨刚构桥建设技术试验研究”等研究项目的主要参与者和负责人。由他主持的《铁路悬索桥设计研究》课题目前已取得阶段性的重要成果，并参与指导了跨金沙江、怒江等铁路悬索桥的方案设计，还负责了《铁路工程抗震设计标准与方法研究》课题有关桥梁部分的研究工作，也已经取得了重要的研究成果，为《铁路工程抗震设计规范》的进一步修订奠定了基础。

坚持科研实践理论与实践并行

根据何庭国研发的技术，所取得的科技成果如今已经在国内桥梁工程技术的多个方面得到了积极的应用和推广。

他负责研究的《铁路大跨度钢管混凝土拱桥新技术研究》取得的成果之一转体球铰，采用了凹面向上钢球面铰，并用钢与复合聚四氟乙烯滑片作为摩擦副，提高了球铰的承载能力和稳定性，本成果发表以后，国内建设的所有转体桥梁全部应用了此项技术。而他在“渝怀线大跨度桥梁关键技术研究”当中所取得的取消跨中横隔板的技术成果，在后续的更大跨度的连续梁、连续刚构桥上等工程中也得以推广应用并且进一步被验证。

篇（3）

顾名思义，跨度较大的桥梁即为大跨度桥梁；目前《桥规》规定：单跨跨径大于40米的为大桥，一般认为单跨跨径大于100米的桥梁即为大跨度桥梁。大跨度桥梁不仅是技术范畴的概念，也是历史发展的概念，如1970年代，跨度大于50米即为大跨度桥梁。在结构形式上主要有斜拉桥（适用跨径200～1000m），悬索桥（曾经是600m以上跨径的唯一结构形式），其它组合体系桥梁等。

大桥主要是指规模大（长桥）、跨度大两种情况，因此大桥不一定是大跨度桥。

二、大跨度桥梁的发展趋势

在建桥材料上，逐渐走向多样化、复合化、轻型化。结构形式上新结构新形势不断应用。结构理论上细化、系统完善和成熟，施工方法上无支架和大型化。应用领域上开始从陆地走向海洋。建设管理上开始走向专业化和精细化。

三、大跨度桥梁精细化管理应用情况及问题分析

（1）大跨度桥梁应用情况

从项目施工角度来说，大跨度桥梁精细化管理主要应用在以下几个方面，投标管理、前期策划、组织管理、产品清单和责任矩阵、后台管理、合同管理、成本管理、物资管理、设备管理、分包管理、进度管理、技术管理、安全管理、质量管理、环境职业健康卫生管理、财务管理、薪酬与绩效管理、审计与监察、综合事务管理、收尾管理、作业层建设、项目文化建设、后评价、监督与检查等方面。

四 其次研究精细化管理的内涵

（1）精细化管理的定义：

就是将管理责任具体化和明确化，落实到各管理者。其运行逻辑是设定目标和关键业务流程，明确岗位职责及其相互关系，规定工作方法与训练，最终形成工作机制。

（2）精细化管理的特征：

①细化。②量化。③流程化。④标准化。⑤协同化⑥严格化。

（3）精细化管理的目标

精细化管理的目标是实现效益的最大细化管理的目标是实现效益的最大化和管理的最优化。实质上就是要改善项目的时间（T）、质量（Q）、成本（C）、服务（S）等各个方面[18]。

（4）精细化管理模型体系

精细化管理下的大跨度桥梁项目管理体系可分为流程管理体系，制度管理体系，组织管理体系，信息管理体系和绩效管理体系。

五、精细化管理在我国大跨度桥梁项目中的应用情况

通过调查研究发现，精细化管理在我国大跨度桥梁项目中的应用还不广泛，有些已经应用到企业施工生产的也存在很多问题。其中较为典型的问题：首先是精细化管理与传统管理理念的冲突，其次是过度重视制度化而忽视人的作用。接着是过于强调财务管理，没有建立恰当的激励机制和大跨度桥梁项目不确定性和风险性较大，很难实现标准化等问题。

六 基于关键过程域与项目管理知识体系以及大跨度桥梁项目管理现状的项目管理成熟度模型构建

（1）关键过程域分为组织过程和管理过程。组织过程分为，组织结构，组织文化，技术储备，人力资源管理四个方面。管理过程分为前期准备阶段，项目启动阶段，项目计划阶段，项目实施阶段，项目竣工与收尾阶段五个阶段。

（2）项目管理知识体系分为项目管理知识体系PMBOK、项目管理知识体系-建设工程扩展体系（PMBOK Guide Extension-Construction）。其中项目管理知识体系包含9个知识领域，即范围管理、时间管理、成本管理、质量管理、人力资源管理、沟通管理、沟通管理、采购管理、风险管理和集成管理。结合项目管理知识体系-建设工程扩展体系，最后确定为以下12个项目知识管理体系：质量控制、进度控制、成本控制、安全控制、现场管理、合同管理、组织协调、信息管理、风险管理、项目管理人员、项目团队文化、范围管理

（3）根据我国大跨度桥梁项目管理现状，又可以增添分包商管理、工程文档管理、财务管理及索赔管理4个知识体系。

（4）大跨度桥梁项目管理成熟度模型构建

结合我国自身的建设流程、文化背景、工程项目自身特点对国外的PM3模型进行改进，建立适用于我国的工程项目管理成熟度模型。

①第一维度―成熟度等级

当前，许多PM3都使用了确定的改进过程等级，用以构造和表述模型内容。大型工程管理成熟度模型在综合CMM、OPM3等几种模型成熟度等级基础上，将成熟度划分为四个逐步上升的梯级，依次是初始级、提高级、成熟级、持续改进级。

②第二维度―大跨度桥梁项目生命期及阶段

本文主要从施工单位的角度对项目管理进行相关分析，因此大跨度桥梁项目生命周期可分为投标准备阶段、投标阶段、实施阶段、运营与维护阶段

③第三维度―项目管理能力评价指标域

根据国际 PM 和美国 PM 协会制定的项目管理知识体系，对其管理要素进行分类、精简调整，并结合我国大跨度桥梁项目管理实践需要，将评价指标域设计为投标阶段、 施工管理（包含进度、成本、费用、管理等）、收尾管理五个方面。调整原因主要基于以下三点，一是与大跨度桥梁项目生命期阶段性大致保持一致，二是可实现项目管理的规范化要求，三是能够更加科学合理地对各项管理指标进行评价。

（4）精细化管理下的大跨度桥梁项目管理成熟度评价指标体系构建

根据大跨度桥梁项目成熟度管理模型第三维度―项目管理能力评价指标域，建立精细化管理下的大跨度桥梁项目管理成熟度评价指标体系。精细化管理综合评价为一级指标，项目管理能力评价指标域为二级指标，然后根据各各评价指标域的范围，来确定三级指标。指标体系建立起来后，对其进行评价指标的相关性，鉴别力分析，筛选出关键指标。

参考文献：

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“桥梁工程”课程教学内容与教学方法的改革

“桥梁工程”教学内容的改革应以培养工程能力强的应用型人才为目标，注重理论知识在实践中的应用，体现素质教育和工程能力的培养。因此，必须优化课程结构，充实课程内容，在授课过程中加强工程能力的培养。1.优化重组教学内容，不断充实课程内容由于本课程只有48学时，这就需要教师明确教学目标，优化重组教学内容，在教学内容上进行适当取舍，精简教材。在教学过程中应突出重点和难点，使学生重点掌握基本桥型的基本构造原理和设计计算方法，对于大跨度桥梁着重讲构造原理和施工方法。如在讲解悬索桥时，引用具体的工程案例（如日本明石海峡大桥），重点讲解悬索桥的构造特点和常用的施工方法，对于悬索桥的设计计算只做一般性的了解，这样使教学过程难点减少，也符合我院该门课程学时少的特点和学生的实际情况。要不断充实课程教学内容。随着我国现代化建设的不断发展，桥梁工程建设技术不断革新，新技术、新方法、新材料、新工艺不断涌现。因此，这就要求教师及时了解当今桥梁工程的发展趋势和最新发展成果，定期在原有教学内容的基础上增加新内容，紧跟国内外的先进的施工技术，实现教学内容与实际工程的紧密结合。此外，教学内容还应与教师的科研成果紧密结合，教师应把科研的新成果、新观点、新见解不断充实到教学内容中，引导学生进入学科前沿，这样可以激发学生的学习热情，树立学生的自豪感。2.加强工程资料在教学中的应用为了增加学生的感性认识，在教学过程中需要引入大量的工程内容，包括工程图片、工程图纸、工程案例和工程录像等内容，突出课程的工程特性。[5]在教学过程中，教师应根据具体的教学内容，结合一些工程案例或一些国内外著名的桥梁予以详细讲解，再适当穿插一些桥梁施工过程的照片或播放施工过程的视频资料，这样，一方面可以使学生加深对桥梁构造和施工方法的理解，激发学生的学习兴趣，培养学生的工程意识和工程思维方式，使课堂教学更生动活泼；另一方面，工程实例与理论教学的结合，弥补了缺少实践环节的不足，使教学内容得以拓展，大大提高了该课程的教学质量。3.倡导启发、讨论式教学方法在教学中引入并倡导启发式、讨论式教学方法，由过去“以教师为主体”的传统教学模式向“以学生为主体、教师为主导”的新型教学模式转变，[2，3，6]改变以往“填鸭式”的教学模式，启发学生思考，变被动、机械、死记硬背式的学习为积极主动的学习。例如，在讲授“预应力混凝土连续梁桥”时，可引导学生思考两个问题：当需要的跨径大于40~50m时，还能否应用混凝土简支梁，会出现什么问题；面对桥梁大跨度的需求，有哪些解决途径。这样可启发学生思考，并组织学生展开讨论，使学生各抒己见，在讨论中获得更为全面的知识，从而训练学生的思维，培养学生独立思考和解决问题的能力，对培养学生的专业素养具有重要作用。4.充分利用网络化教学，有效延伸课堂教学除课堂学习外，充分利用校园网资源，建立了桥梁在线网络课堂，并建立了课程网站。将基本教学资料，如多媒体课件、练习题及模拟试题等挂在课程网页上，学生可以随时阅读和下载复习。同时将各类桥梁的图片、施工动画及视频资料等在校园网上，这样可以将教学内容直观、生动地反映在学生面前，提高了学生的感性认识，从而可以有效地延伸课堂教学，深受学生欢迎。同时，还开辟课程答疑、讨论专区，利用该平台学生可以完成习题的练习和答疑，并对重点问题和难点问题进行讨论，通过网上留言、学生提问、学生自答、教师解答等方式提高学生学习的主动性和创造性。

改革考核方式，突出工程应用能力和创新能力考核

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作者简介：梁晓飞（1978-），女，吉林九台人，山东理工大学建筑工程学院，讲师；师郡（1966-），男，山东淄博人，山东理工大学建筑工程学院，教授。（山东 淄博 255049）

基金项目：本文系山东理工大学校级教学研究项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0114-02

根据高等学校土木工程本科指导性专业规范的要求，高校要以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，重构课程体系和优化教学内容。[1]“桥梁工程”课程作为道路与桥梁工程方向的专业核心课程，是一门实践与理论并重的专业技术课，能体现材料力学、结构力学、结构设计原理等专业技术基础课在桥梁工程中的综合应用，其教学效果将直接影响到人才的培养质量，因此对其进行教学改革具有重要的现实意义。

CDIO是当前国内外先进的教育教学理念，CDIO即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate），它注重学生工程基础知识、实践能力、团队能力和工程系统能力的培养。[2-3]“桥梁工程”课程改革以CDIO工程教育理念和高等学校土木工程本科指导性专业规范为指导，整合课程体系、优化教学内容、改进教学方法、调整学生考核方式，使本课程教学适应行业发展的需要，为本专业培养创新能力强、适应企业发展需要的应用型土木工程师搭建平台。

一、课程教学改革背景

“桥梁工程”课程内容多、概念多、构造要求多、计算多、规范条文多、涉及到前期课程多，实践性、综合性强，学生在缺乏实际工程经验的情况下，难于掌握。教学形式单一，主要以灌输式和知识传授为主，忽视了学生在课程中的主体作用，使得学生缺乏自主学习的积极性。

受到“厚基础，宽口径”人才培养理念的影响，学校开设的课程要求多样化，重视自然科学知识和人文社会科学知识，突出英语教学和计算机技术应用，因此，在专业总的授课学时不能变更的前提下，专业课程的授课学时就被大幅度精简。鉴于授课学时有限，本课程的授课内容着重讲授简支梁桥和拱桥的构造与计算，对连续刚构、钢管混凝土拱桥、混凝土斜拉桥和悬索桥等大跨度桥梁则以简介兼自学为主，这种授课安排与我国迅速发展的桥梁建设事业不相适应。“桥梁工程”教学既要重视基本理论、基本方法和基本技能的培养，更应该重视新桥型、新技术、新材料和新方法在桥梁工程中的应用。

长期以来，“桥梁工程”课程的教学模式主要是课堂教学+1周课程设计+2周生产实习。实习时间较短，学生在实习中多为静态的参观。因桥梁建设周期较长，认识实习只能了解其中的部分工程或某个工序，无法全面了解整个设计、施工过程，更无法参与其中，达到理论与实践相结合的实习目的。对此，学生普遍反映所学的理论知识无法在生产实习中应用，对于桥梁建设从设计到施工的全过程没有清晰的思路。桥梁工程的课程设计在手算的前提下，设计的桥型被限定在混凝土简支桥，这也显然是远远落后于桥梁建设发展需求的。

二、教学改革思路

山东理工大学（以下简称“我校”）以往6届道路与桥梁方向毕业的本科生就业情况如图1所示，可以看出我校输送出的学生接近80%在施工、监理、管理等部门就业，继续深造学业和在设计单位工作的仅占17%。由此可知，“桥梁工程”课程的改革目标应该集中在培养学生从事桥梁工程技术及管理工作的基本能力和社会急需的实践能力上。其总体思路是以实际工程为背景，以工程技术为主线，改革课程体系、知识学习方式、考核方式和评价标准，加强实践教学及能力培养方式等关键环节，提高学生的工程意识和工程实践能力，培养出创新能力强、适应企业发展需要的应用型土木工程师。

三、课程改革的具体措施

1.基础教学

选用国家规划教材，以“精、宽、新”的理念整合教学内容。精：以一种桥型的桥梁建设过程为主线，由点到面、深入浅出把繁杂的内容讲活、讲透，使学生举一反三，即可对其他结构形式采用粗讲。建立以“学生为主体，以教师为主导”的教学模式，将工程实例（最基础的混凝土梁桥、拱桥）引入课程教学。通过实施一个完整的项目来组织教学活动，采用类似科学研究与实践的方法，促进学生主动学习。具体做法是将5～6名学生分成一个小组，给每个小组下发一份既有实际工程的设计图纸，抓住桥梁建设过程主线，讲授桥梁设计基本原则、平纵横断面设计内容、桥梁建设程序和方案比选、桥梁上的作用、桥面布置与构造、上部结构的设计计算、支座、下部结构的设计计算和施工技术。对其他结构类型桥梁则以课上简介课下大作业的方式学习。宽：采用国家新标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）教学，对连续刚构、钢管混凝土拱桥、斜拉桥和悬索桥等大跨度桥梁进行类比性、归纳性讲解，使学生适应我国迅速发展的桥梁建设事业。新：利用三维动画模拟、电视录像片和纪录片等教学手段，把本专业最新动态和发展、科研成果、施工技术引进课堂，拓宽学生视野。

依据CDIO教学模式，实施多样化教学方法。

（1）引导性教学和自主性学习相结合。树立学生为主体的教学思想，组建学习小组，开展课堂互助讨论教学，随着课程进展预留联系工程实例的“大作业”，这些“大作业”可以是课程的重点难点、行业的动态或综合性的知识，作业以小组提交。这种教学方法能调动学生学习的主动性，增加学生之间的相互交流，在锻炼学生的独立分析能力的同时加强团队合作精神培养，以课外补课内来提高教学效果。

（2）项目教学法教学。教学全过程中充分突出实践、强化应用，以实际工程项目为背景，将行业规范、现场案例、施工图纸和录像融入教学，培养学生的工程素质和工程能力。

（3）网络化和信息化教学。通过课程网站建立网上互动平台，学生可以在网站上查看并下载教学大纲、教学课件、各章习题、课程设计的任务书和指导书、工程实例、行业动态等，也可以在网站上留下自己的心得和疑问，由师生进行开放性讨论，从而提高学生的学习自主性。

2.实践教学

基于应用型土木工程人才培养目标的定位特点，构建以能力培养为核心，多模块、相对独立、相互衔接的实践教学体系，该体系由计算机辅助设计软件学习、课程设计、模型制作、专题讲座和认识实习等部分组成。

鼓励并引导学生使用桥梁博士、桥梁通等桥梁工程计算机辅助设计软件，改变课程设计、毕业设计完全手算及手工绘图的现状，邀请设计院技术负责骨干进行专题讲座，依托实际工程进行课程设计，在“做中学，做中教”，培养学生的工程设计能力。[4]利用课程设计的成果，以学习小组为单位按比例制作桥梁的上部结构模型，结合工程已有的其他部分图纸补充下部结构、支座、桥面铺装、栏杆、排水和照明完成全桥模型。在建造过程中，要求严格按照设计图纸施工，不能随意变更设计，在课程结束时提交实体模型和设计说明书，利用PPT演示建桥的全过程并对成果进行答辩，通过熟悉设计图纸课程设计制作模型成果答辩使理论知识具体化、实体化，不知不觉中培养学生的工程能力。

3.考核方法

为鼓励学生个性化发展，打破应试教育的桎梏，采取多元化考核模式，在强调测试理论知识的同时注重工程实践能力和工程设计能力的评价与考核。在考核方式上，采用闭卷笔试、小论文、大作业、模型制作、答辩、互评、自评相结合的形式。

4.课程教学体系建设

毕业设计是教学过程最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节，要求学生综合应用所学各种理论知识和技能。桥梁工程课程的改革建立的“课堂教学、课程设计、认识实习”三元一体模式实质上是对毕业设计环节的基本训练，因此改革后的桥梁工程教学模式可和其他教学环节构成如图2所示的教学体系。

四、桥梁工程课程改革效果

经过两级六个自然班的课程实践，桥梁工程课程改革取得了显著的成效，主要表现在：

第一，构建了以学生工程能力培养为主线，分层次（基础教学课程设计桥梁模型）、多模块（认识实习—课程教学—专题讲座—毕业设计）、全过程、递进式的实践教学课程体系，通过连续渐进的典型工程项目设计，培养学生的工程素质、工程能力和设计能力。

第二，实施多元化考核评价方式，增加小组讨论、大作业、模型制作、答辩等环节，激发了学生学习主动性，提高了学生学习能力、研究能力和工程实践能力。在后续的生产实习中，教学培养基地企业反映该批次学生较之往届“上手快，操作能力强”。

第三，课程设计和毕业设计成果质量提高显著。将项目教学法纳入课程，使学生对现行规范的把握、识图、画图能力加强，将计算机辅助设计软件应用于设计验算，在内容难度加大的情况下学生的成绩没有出现下降趋势。

五、结语

“桥梁工程”课程教学改革以实际工程为背景，以工程技术为主线，完成了课程体系、知识学习方式和考核方式的革新，两届学生实践的良好效果证明本次教改构建的分层次、多模块、全过程、递进式教学课程体系能够加强学生实践教学及能力培养，提高学生的工程意识、工程素养和工程实践能力。

参考文献：

[1]高等学校土木工程学科专业指导委员会.高等学校土木工程本科指导性专业规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]EDWARD F.CRAWLEY.重新认识工程教育：国际CDIO培养模式与方法[M].顾佩华，沈民奋，陆小华，译.北京：高等教育出版社，2009.

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中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：

一、前言

随着经济的不断发展，桥梁建设技术也不断提高，以预应力技术的发展,也在桥梁工程中高强度、高性能混凝土得到广泛应用, 从而使混凝土连续梁逐渐向大跨度、宽幅面、轻结构、大规模的方向发展,因此桥梁结构的发展对主梁施工时挂篮的技术指标提出了更高的要求。

二、桥梁悬臂挂篮构造

挂篮的组成部分分别是承重结构、悬吊系统、锚固装置、挂篮的走行系统可用轨道或滑板，牵引动力一般用电动卷扬机，它有前牵引装置及尾索保护装置。挂篮主要有以下几个方面构成。

1、主桁架。主要杆件通常是由2片槽钢组合焊接而成的，槽钢的截面要在焊接之前根据挂篮所需要的结构进行分析确定，各杆件间连接主要依靠的工具是高强螺栓或销接。

2、内外模板系统。内模分顶模和内侧模，是由型钢组合焊接而成的一个模架，它们在工作时是互相配合的，当内模工作的时候，内吊梁的支撑是由滑梁来完成的，脱模的时候只要松开内吊梁就可以使滑梁落在内吊梁上，从而自由的滑行前移。顶模板的成分是组合钢模板，内侧模板由部分木模组成，以适应梁高的变化。外模由侧模板和底模构成，侧模由外吊梁悬挂，为型钢和钢板组焊的整体钢模板；底模由底纵梁、底横梁及模板组成，通过底横梁的前后吊带悬挂在挂篮主桁的前吊点、已浇梁段和外吊梁上，随主桁一起前移。

3、悬吊系统。由螺旋千斤顶、小横梁、吊带及精轧螺纹钢组成。用于悬挂模板，调整模板的标高。

三、桥梁悬臂挂篮施工技术探讨

在进行公路桥梁工程施工过程中，挂篮的施工对整个工程的质量都有着十分密切的影响，同时，也由于挂篮施工相对比较容易操作，需要的各种配套器械较少，且制作较为简单，相对较为轻便，因而，随着公路桥梁施工规模的逐渐扩大，在公路工程施工过程中得到了越来越广泛的应用，加强对此种施工技术的探讨，具有十分重要的意义。

挂篮的安装施工技术分析

（一）桥梁工程的建设过程中，当挂篮组拼完成后，需要对完成组拼后的挂篮实施加载预压，目的是为了消除挂篮安装后出现塑性变形的情况，监测挂篮本身在实际的加载状态下的弹性变形情况，一般采用沙袋预压模拟堆砌的方法来进行这项工作，在进行模拟的时候要随时监测挂篮各个组成部分的实际情况，包括工作情况、弹性情况、连接情况，并依据监测的结果对挂篮所处的状态进行预测判断，一旦发现异常的情况，要马上停止模拟，找到问题，及时处理，做出改进。

（二）在桥梁工程建设挂篮安装的过程中，在进行到竖向预应力筋安装时，必须保证横向的预应力筋与纵向的预应力筋的偏差不超过3毫米，从而保证挂篮的轨道安装处在一个正确的安装位置。挂篮拼装、前移就位后，其中线应与桥梁中线重合，偏差不超过5毫米。

2.预应力砼连续箱梁悬浇施工工艺

（一）上挂篮前，必须浇筑并张拉0、1块，对支座采取临时固结措施。为减少梁段上的作业，可根据起吊运输能力，将挂篮杆件在加工场拼装成若干组件，再将挂篮组件吊至0、1块梁段上进行组装。在已浇筑的0、1块箱梁项面进行水平及中线测量，铺设轨道，组装挂篮，并将挂篮对称行走就位、锚固。在底篮的两侧，前后端及外模两侧面均设置固定平台，内外模及箱梁前端设置悬吊工作台。挂篮拼装完后，应验证挂篮的可靠性，消除其非弹性变形，测出挂篮在不同荷载下的实际变形量，以便在挠度控制中修正立模标高。第一次使用前，对挂篮进行试压，常用试压方式有水箱加载法、千斤顶高强钢筋加力法等。

（二）根据箱梁截面情况确定砼浇筑方法。一次浇筑时，应在顶板中部留一窗口，使砼由窗口进入箱内，分布到底模上。当箱梁较高时，应用减速漏斗向下传送砼。采用二次浇筑时，先安装底模、侧模具及底板、侧板的普通钢筋、预应力筋，浇筑第一次砼后，再安装内模、顶板普通钢筋及预应力筋。箱梁由根部至端部为二次抛物线，每浇筑一个梁段均须将底模提高一次，提高不多时，可采用支垫底模的方法。

（三）在进行施工过程中，一般而言，悬浇箱梁中使用的砼都具有较高的标号，因此，做好砼的配合比设计就有十分重要的作用。在悬浇时候需要实施对称浇筑，在此过程中，要注意重量偏差不能够超过设计的要求，并从前段开始，逐步朝着后面浇筑，最后和已经浇筑好的梁段进行连接，实施分次浇筑时候，在进行第二次浇筑之前，要将首次砼的接触面以及山下梁段的相关接触面凿毛，同时要清理干净。在进行底板和肋板的砼振捣时候，一般而言，可以采用附着式振捣器为主，以插入式振捣器为辅助。当砼成型之后，要严格遵守相关标准对其进行覆盖，并浇水进行养生。

（四）张拉和压浆。在进行张拉施工之前，要严格遵守相关的规范进行千斤顶的校正，同时也对油泵进行校正，在此同时，要对管道进行规范的清洗和穿束，并将要张拉的工作平台准备好。在遵守施工规范的基础上，砼达到相关的张拉强度之后，要进行分批，对称式进行张拉，当张拉工作完毕之后，可以进行管道的压浆施工。

四、挂篮常见的质量事故及其防治措施

1.纵向预应力管道堵塞

在分节段施工时，往往会出现缩孔、孔道堵塞等质量问题，当采用开凿混凝土的方法进行处理时，往往会影响到梁结构强度，还会进一步阻碍其他工序施工。针对这类问题，往往采取以下防治措施：

（一）需要选用高质量的PVC 衬管，这类管道具有质量轻、强度高、韧性耐久性好等优点。当混凝土浇筑过程中未来得及进行振捣，为了防止进浆凝结，需要及时使用清水冲洗衬管。

（二）当混凝土终凝完成后，应该及时将衬管取出，然后用清水冲洗管道

（三）当预应力管道安装过程时，应该先伸出一部分管道，并做好管口封堵处理；

（四）在接头两端安装两个定位网，保证接头牢固。保证接头长度控制在30cm 以上，接管要对紧，中间不得出现较大空隙。

2、结底板混凝土脱落

在合龙段以及相邻梁段上，容易出现底板混凝土脱落质量问题，这是因为底板混凝土受到曲线布置预应力的挤压，出现分层，从而出现混凝土脱落或压碎等问题。预应力管道、底板防崩钢筋数量、混凝土强度以及底板混凝土厚度都是影响施工质量的主要因素。针对底板混凝土脱落问题，一般采用以下防治措施。

（一）严格按照施工工艺流程进行施工，在施工开始前，应该对模板尺寸、底板厚度等进行校验，保证每个断面波形管坐标符合要求。

（二）在预应力筋张拉时，确保混凝土的强度达到设计要求，防止端头张拉锚具挤坏混凝土。

（三）做好底板拉钩钢筋和防崩钢筋的安装，必须严格按照工艺标准进行施工；安装在相邻底板的拉钩长度不得过短或过长，并能够将上下两层钢筋网片拉牢固。

（四）做好混凝土的振捣工作，保证合龙段混凝土的密实度。

（五）浇筑前，应该用高压水将浇筑混凝土前底板上的木屑等杂物清洗干净。

五、结束语

伴随着交通运输事业的快速发展，挂篮悬臂浇筑施工技术在桥梁工程中得到了广泛的使用。而且施工不受跨度限制，跨度越大，其经济效益越高，所以大跨度连续梁桥常采用挂篮悬浇施工。。但在具体的承建项目中还应做些必要的改进完善，加大对施工中注意事项的重视力度，以进一步控制施工质量。

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二、课程改革的具体措施

1.基础教学

选用国家规划教材，以“精、宽、新”的理念整合教学内容。精：以一种桥型的桥梁建设过程为主线，由点到面、深入浅出把繁杂的内容讲活、讲透，使学生举一反三，即可对其他结构形式采用粗讲。建立以“学生为主体，以教师为主导”的教学模式，将工程实例（最基础的混凝土梁桥、拱桥）引入课程教学。通过实施一个完整的项目来组织教学活动，采用类似科学研究与实践的方法，促进学生主动学习。具体做法是将5～6名学生分成一个小组，给每个小组下发一份既有实际工程的设计图纸，抓住桥梁建设过程主线，讲授桥梁设计基本原则、平纵横断面设计内容、桥梁建设程序和方案比选、桥梁上的作用、桥面布置与构造、上部结构的设计计算、支座、下部结构的设计计算和施工技术。对其他结构类型桥梁则以课上简介课下大作业的方式学习。宽：采用国家新标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）教学，对连续刚构、钢管混凝土拱桥、斜拉桥和悬索桥等大跨度桥梁进行类比性、归纳性讲解，使学生适应我国迅速发展的桥梁建设事业。新：利用三维动画模拟、电视录像片和纪录片等教学手段，把本专业最新动态和发展、科研成果、施工技术引进课堂，拓宽学生视野。依据CDIO教学模式，实施多样化教学方法。（1）引导性教学和自主性学习相结合。树立学生为主体的教学思想，组建学习小组，开展课堂互助讨论教学，随着课程进展预留联系工程实例的“大作业”，这些“大作业”可以是课程的重点难点、行业的动态或综合性的知识，作业以小组提交。这种教学方法能调动学生学习的主动性，增加学生之间的相互交流，在锻炼学生的独立分析能力的同时加强团队合作精神培养，以课外补课内来提高教学效果。（2）项目教学法教学。教学全过程中充分突出实践、强化应用，以实际工程项目为背景，将行业规范、现场案例、施工图纸和录像融入教学，培养学生的工程素质和工程能力。（3）网络化和信息化教学。通过课程网站建立网上互动平台，学生可以在网站上查看并下载教学大纲、教学课件、各章习题、课程设计的任务书和指导书、工程实例、行业动态等，也可以在网站上留下自己的心得和疑问，由师生进行开放性讨论，从而提高学生的学习自主性。

2.实践教学

基于应用型土木工程人才培养目标的定位特点，构建以能力培养为核心，多模块、相对独立、相互衔接的实践教学体系，该体系由计算机辅助设计软件学习、课程设计、模型制作、专题讲座和认识实习等部分组成。鼓励并引导学生使用桥梁博士、桥梁通等桥梁工程计算机辅助设计软件，改变课程设计、毕业设计完全手算及手工绘图的现状，邀请设计院技术负责骨干进行专题讲座，依托实际工程进行课程设计，在“做中学，做中教”，培养学生的工程设计能力。[4]利用课程设计的成果，以学习小组为单位按比例制作桥梁的上部结构模型，结合工程已有的其他部分图纸补充下部结构、支座、桥面铺装、栏杆、排水和照明完成全桥模型。在建造过程中，要求严格按照设计图纸施工，不能随意变更设计，在课程结束时提交实体模型和设计说明书，利用PPT演示建桥的全过程并对成果进行答辩，通过熟悉设计图纸课程设计制作模型成果答辩使理论知识具体化、实体化，不知不觉中培养学生的工程能力。

3.考核方法

为鼓励学生个性化发展，打破应试教育的桎梏，采取多元化考核模式，在强调测试理论知识的同时注重工程实践能力和工程设计能力的评价与考核。在考核方式上，采用闭卷笔试、小论文、大作业、模型制作、答辩、互评、自评相结合的形式。4.课程教学体系建设毕业设计是教学过程最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节，要求学生综合应用所学各种理论知识和技能。桥梁工程课程的改革建立的“课堂教学、课程设计、认识实习”三元一体模式实质上是对毕业设计环节的基本训练，因此改革后的桥梁工程教学模式可和其他教学环节构成如图2所示的教学体系。

三、桥梁工程课程改革效果

经过两级六个自然班的课程实践，桥梁工程课程改革取得了显著的成效，主要表现在：第一，构建了以学生工程能力培养为主线，分层次（基础教学课程设计桥梁模型）、多模块（认识实习—课程教学—专题讲座—毕业设计）、全过程、递进式的实践教学课程体系，通过连续渐进的典型工程项目设计，培养学生的工程素质、工程能力和设计能力。第二，实施多元化考核评价方式，增加小组讨论、大作业、模型制作、答辩等环节，激发了学生学习主动性，提高了学生学习能力、研究能力和工程实践能力。在后续的生产实习中，教学培养基地企业反映该批次学生较之往届“上手快，操作能力强”。第三，课程设计和毕业设计成果质量提高显著。将项目教学法纳入课程，使学生对现行规范的把握、识图、画图能力加强，将计算机辅助设计软件应用于设计验算，在内容难度加大的情况下学生的成绩没有出现下降趋势。

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1. 高强钢骨混凝土综述

HSRC结构是在钢筋混凝土内部埋置型钢或焊接钢构件，并使钢骨与混凝土组合成为一个整体共同工作，而形成的一种组合结构。其特点如下：

图1 高强混凝土箱梁

图2 PCI研究用T梁（1）与钢筋混凝土结构相比，由于配置了钢骨，使构件的承载力大大提高，从而有效的减小了梁柱截面尺寸，尤其是抗剪承载力提高、延性加大，显著改善了抗震性能。

（2）与钢结构相比，钢骨高强混凝土构件的外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲，提高构件的整体刚度，显著改善钢构件出平面扭转屈曲性能，使钢材的强度得以充分发挥。同时，外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。

（3）钢骨高强混凝土结构比钢结构具有更大的刚度和阻尼，有利于控制结构的变形和振动。

钢骨高强混凝土充分发挥了钢与混凝土两种材料的优点，在桥梁工程中得到了广泛的应用，但到目前为止，国内外对其研究的成果多集中于构件的强度、刚度等方面，在施工方面经验不多，可供参考的资料很少。而施工现场的施工质量又严重影响着这种组合结构性能的充分发挥。笔者结合试验过程及具体的工程实践提出确保钢骨高强混凝土桥梁抗震延性的施工质量控制措施。

2. 典型高强钢骨混凝土桥工艺参数分析

苏州建园建设工程顾问有限公司以苏州地区典型桥梁做研究。高新区寒山桥是此研究工程项目之一。此桥的特殊之处是东西两侧分别采用强度为70～100N／平方毫米高强钢骨混凝土梁（图1）和强度为35～40N／平方毫米T梁（图2）。对不同混凝土进行造价比较。经比较，对于常规混凝土跨径37m的梁，当采用高强钢骨混凝土时跨径可达44m。

图3 最优造价曲线 高强钢骨混凝土具有较高的强度，因此可加大跨径或当跨径不变时可采用较小的梁高。同时，高强钢骨混凝土抗渗能力较强，因而氯化物的渗入可减少一半，从而提高结构的耐久性。在桥梁结构中采用高强钢骨混凝土，效果十分明显。苏州建园建设工程顾问有限公司对常用的预应力混凝土梁进行优化设计。进行经费用户效益分析如（图3）， 对于图3所示的曲线分三部分讨论：

2.1 针对跨径小于27.4m的梁。此类梁的控制条件为预加应力阶段的初始预应力。由于预加应力阶段的恒载长久起作用，对于所述跨径采用高胆混凝土无实际意义。

2.2 针对跨径27.4～30.5m，混凝土强度41～55MPa和跨径27.4～33.5m，混凝土强度≥55MPa的情况。由于采用高强钢骨混凝土，梁距可以加大。在此范围存在着梁距加大带来的节约及由此引起单位桥面费用增加的平衡点。

2.3 针对跨径大于30.5m，混凝土强度在41～55MPa和跨径大于33.5m，混凝土强度大于55MPa的情况。这个范围代表了所分析断面高强钢骨混凝土的最优效益。图3还反映出：

（1）随着梁混凝土强度的递增，最优造价曲线右移。这意味着在单位造价不增加的情况下，梁的跨径增大了。

（2）梁混凝土强度超过 69MPa效益减小心高强钢骨混凝土用于较小跨径时无明显效益。

近些年来，苏州市交通局和苏州建园建设工程顾问有限公司对采用高效预应力高强钢骨混凝土在桥梁工程中的应用进行了较为深入的研究。以图4断面为例，由表1可以看出，苏州地区采用高性能混凝土空心板较普通PC空心板可节省混凝土 35％以上，可节省钢铰线15％以上，在16～30m跨径范围内，材料费用节省20％。因此对于公路桥梁工程中大量使用的空心板采用高性能混凝土井进行优化设计，其经济效益十分可观。

图4 L=16m中板优化断面

图5 焊接顺序 3. 提高钢骨高强钢骨混凝土质量的施工措施

施工现场的施工质量严重影响着这种组合结构性能的充分发挥，笔者结合工程的调查分析对组合结构中钢骨柱施工质量的缺陷及原因进行分析， 结果显示钢骨高强钢骨混凝土柱施工质量缺陷主要表现在焊接质量差、H 型钢柱不垂直、纵向产生弯曲、钢牛腿标高出现偏差四个方面。其中焊接质量差、H 型钢柱不垂直，是影响钢骨高强钢骨混凝土柱延性的主要原因。为此我们提出如下改进工艺：

3.1 提高焊接质量的施工工艺措施。

（1）焊接前应先进行工艺试验，以取得最佳工艺系数，达到工艺合格、质量可靠和降低成本的目的。

（2）在焊接时改手工焊为采用ZXGI000R自动埋弧焊机，焊接时在其焊缝的两端配置引入板、引出板，做到引入板、引出板与被焊件的坡口形式相同，其长度大于60 mm ，宽度大于50 mm ，焊缝引入、引出的长度大于25 mm ，焊缝焊接完毕后用气割割除，并修磨平整。

（3）焊接时在专用的焊接胎膜上作全自动埋弧焊，按焊接工艺要求的焊接顺序进行施工，减少焊接变形。焊接顺序见图5 。

（4）施焊时，每条焊缝原则上要连续操作完成，不得不在T 字口和构件边缘停弧或换焊条时，施焊后的焊缝应立即覆盖岩棉材料给予保温，延长焊件降温时间。

（5）配置超声波探伤人员跟班检查焊接质量，不合格者应及时返修。

3.2 减少焊接变形的方法。

（1） 采用拼装模架将H 型、十字型钢板拼装成型，拼装模架如图6所示。

图6 拼装模架（2）拼装后的几何尺寸经检验合格后进行定位点焊，定位点焊的焊缝长度为60 mm ，焊缝的间隔为200 mm ，焊缝高度为6 mm。

（3）对埋弧焊电流、电压、焊接速度参数进行监控，电流：600 A～650 A ，电弧电压：35 V～38 V ，焊接速度： 0. 42 m/ min。

（4）为防止受热不均匀造成过大变形，施焊前应进行预热，预热区域应在焊缝的两侧各100 mm ，使其产生相应的反变形。

（5）划线下料应考虑焊接收缩量，以满足组焊成型后设计尺寸，使吊装就位后保证柱顶、孔眼标高一致。

4. 结论与建议

（1）钢骨高强钢骨混凝土组合结构是钢与混凝土的优点结合，是建造高层与大跨度结构较好的途径，在我国具有广阔的前景， 施工现场的施工质量严重影响着这种组合结构性能的充分发挥，探讨它的施工方法和施工工艺具有深远的意义。

（2）采用高强钢骨混凝土梁板断面高度可以降低，从而较少工程投资，这对于新建和重建桥梁均具有重要意义。

参考文献

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）50-0152-02

一、《桥梁抗风》课程开设的必要性

近年来，桥梁向着大跨轻柔方向发展。目前，世界上已建成的最大跨径拱桥为主跨达552m重庆朝天门大桥，俄罗斯岛大桥作为目前世界上跨度最大斜拉桥，其主跨已达到1104m，日本明石海峡悬索桥主跨为1991m。世界跨度最大的10座拱桥、斜拉桥和悬索桥，分别有7、7、6座建在中国，而且都是近20年内建成的。而风荷载又是很多大跨径桥梁的设计控制荷载。因此，大跨桥梁抗风设计的重要性不言而喻。

21世纪经济和技术竞争更为激烈，在这个时代我们要在国际上有竞争力，最需要有一支高度创新素质的人才队伍，因此必须注重研究生的培养和教育。为了使桥梁工程专业研究生了解桥梁工程抗风设计相关专业知识，提高竞争力，胜任今后的工作，为国家培养桥梁专业的全面人才，开设《桥梁抗风》这门课程非常必要。目前国内已有多所高校桥梁工程专业为研究生开设了《桥梁抗风》课程，如：同济大学、西南交通大学、湖南大学、大连理工大学等。

二、《桥梁抗风》传统教学存在的问题

目前，《桥梁抗风》课程在多所高校主要采用传统教学授课方式。传统教学方式通常有其固定的模式：课前，教师根据教材和教学大纲，确定教学目标和方法，设计一系列相关的问题。课堂上，教师循序渐进地不断讲授教学内容、提问相关问题来吸引学生的注意力，调动学生的积极性。课后，教师通常会留一些与课程相关的问题让学生自己理解和学习。然而，桥梁抗风课程涉及面较广，如数学、流体力学、结构动力学、空气动力学、风洞试验技术、计算流体动力学等，理论比较深奥，接受较难。教学课时一般在24～32之间。传统教学方式主要以教师讲授为主，教师是中心，学生只是被动接受，课堂气氛可能比较沉闷、压抑，很多内容学生不容易理解和接受，不能很好地激发学生学习的兴趣。这种“填鸭式”的传统教学方式，忽视了学生的主体作用及学生在学习过程中的主动学习[1]。具体而言，传统教学方式主要存在以下几个方面的问题：（1）以教材和教师为中心，以“讲”代“学”忽视了学生在教学中的主体地位；（2）注重理论知识传授，轻实践技能培训；（3）教学方法单一，直观性较低，形象化差[2]。

三、案例式教学方法的优点

所谓“案例式教学”，就是在精心提炼主要教学要义和旨归的基础上，课堂教学时以专题为单位设计教师讲授内容，并综合运用多媒体等多种教学方法和手段，尤其是与案例教学法融合的教学模式。案例式教学主要是以对案例的讲解和分析为主线，设置相关教学问题，以此来激发学生的兴趣和求知欲，调动学生的积极性，使学生真正参与到教学活动中来。具体而言，这种教学模式具有以下几个优点：（1）目的明确，打破传统编教材的章节体系，立足于实际问题。（2）注重教师讲授和学生参与双向互动的问题域的拓宽、问题情景的建构等教学设计。（3）摒弃过去“一言堂”完全灌输式的教法，综合运用案例教学、多媒体课件和专题式教学，形成立体的、多方位的教学动态体系和整体化解决方案[3]。

案例教学方式现已被成功地运用到世界各国大学的法学、医学、工商管理教育等学科，并取得了显著的成果[4]。桥梁工程专业作为实践性很强的专业，将理论知识与工程实践相结合至关重要。工程案例来源于工程实践，促进了理论知识的理解，避免了单纯的理论教学的短板，凸显了专业的实践性，非常有必要在桥梁程专业中实施案例教学。对于《桥梁抗风课程》，为了提高课堂上学生的积极性，使课堂变得生动活泼，培养学生自主学习和创新的能力，提高授课效率，将那些比较经典大跨桥型的抗风工程实例与基本知识相结合，应用到课堂教学具有较好效果。案例式教学并非将所有的知识点都通过案例来讲解，在讲案例之前也需要介绍一些基本理论和概念。注重教师讲授和学生参与双向互动问题域的拓宽、发散性思维的诱导、问题情景的建构等教学设计，力避从理论到理论。

四、案例教学法在《桥梁抗风》课程中的实践

2014年，大连理工大学尝试了将案例式教学法应用于研究生《桥梁抗风》课程，该课程学时为24，其中案例教学14课时，传统课堂授课8课时，风洞实验室参观、试验教学、风洞仪器设备介绍2课时。

对于案例的选取，第一个案例即为旧塔科马的风毁事故。

首先对该桥的相关背景进行介绍，让人不可思议的是，主跨800多米的悬索桥在建成只有几个月，在不到20m/s风速下就发生了完全倒塌事故。然后，在讲解过程中，配以真实风毁照片和录像，形象直观，身临其境，具有很强的视觉冲击和心理震撼力。最后交代相关的研究结论及仍然存在的问题，并指出那种大幅振动的确切机理直到目前都没有得到很好的揭示。学生的好奇心和兴趣也会调动起来。在介绍该桥风毁过程中，会涉及到一些概念，如风级、振动模态、涡激振动、颤振、颤振后状态、大幅非线性振动、振动控制、设计风速、气动外形、风洞试验、现场实测、数值模拟、机理解释等概念，了解了历史上国内外比较著名的风工程专家，风工程研究中心。学生听起来也没有那么抽象和晦涩。学生还会问很多的问题，由此学到了很多知识。看似一个非常简单的例子，也不涉及复杂的计算分析理论，但可以起到“引人入胜”的效果。兴趣是最好的老师，让学生对这门课不排斥，不是被动地去学，2个课时很快就会愉快地过去了。旧塔科马桥的风毁开启了现代桥梁抗风研究的新纪元，自此以后，桥梁风工程发展迅速，并取得了一系列的研究成果。

常见的大跨桥梁主要有四种类型：连续梁桥（连续刚构）、斜拉桥、悬索桥、拱桥。这些大跨度桥型更需要进行抗风研究。授课教师结合教学要点，针对每种桥型分别选取一座桥的抗风作为案例进行讲解，分别是苏通长江大桥辅桥、苏通长江大桥、大连星海湾跨海大桥、大连市普湾新区16号路跨海大桥。这四座桥都由授课教师亲自负责或参与完成桥梁抗风研究工作，对内容非常熟悉，而且也相对更有感情。这样可以设计制作四个案例，每种案例的讲解重点和传达的知识要点有所不同，所占课时也不尽相同，总计10个课时。

每个桥型案例基本都涉及到的内容和问题包括：（1）桥梁简介，包括桥名、桥型、桥跨、桥位等；（2）基本风速、设计基准风速、阵风风速、颤振检验风速等；（3）结构有限元分析，包括建模方法、模态分析、等效质量计算等；（4）模型设计制作，节段模型、气弹模型设计方法、原则、加工制作、调试等；（5）风洞试验，包括风场模拟方法、常用仪器设备、测力、测压、测速、测振，静三分力试验、颤振导数试验、涡振试验、抖振试验、颤振试验、驰振试验等；（6）数值模拟方法，数值建模、计算分析；（7）理论分析，静风、颤振、驰振、抖振、涡振、时域方法、频域方法；（8）振动控制方法，气动措施、机械措施、结构措施。另外还涉及到斜拉索风雨振问题，风洞试验、数值模拟、理论分析、现场实测。成桥状态和施工状态关注点可能有所不同，不同桥型验算的抗风内容也有或多或少的差异。桥塔、拱肋、主缆、吊杆的抗风问题。以上所有内容有的在基本理论已经讲授，有的在案例中重点讲解。但都是实际桥梁抗风中遇到的问题，并给出实际是如何解决的，不抽象、接地气。通过讲解这四座大跨桥梁的抗风实例，一方面激发了学生学习的兴趣，另一方面学生更容易接受，提高了课堂效率。在学习中学生不仅学到了桥梁抗风的基本知识和理论，而且了解了实际桥梁抗风研究的具体过程和涉及的内容，做到理论与实际相结合。

最后案例就是风工程研究的最著名的专家，加拿大Davenport教授和美国Scanlan教授的生平事迹和学术贡献，2课时。主要内容包括：个人简介、发表的主要论文、主要研究领域、学术贡献、人格魅力、逸事、研究思想、榜样力量、成功要素、奋斗经历。主要目的是让学生了解两位大师的成才之路、发展轨迹，起到开阔思路、带动鞭策的作用，而且在介绍过程中，会涉及到大量的专业词汇的理解和研究方法。

五、结语

为了提高教学效率，保证教学质量，教师应根据所教授的课程的特点，选取适当的教学方式。《桥梁抗风》课程由于理论较难，使用传统教学方法学生难以理解，接受效果不好。大连理工大学在《桥梁抗风》课程教学中打破传统教材的章节体系，结合实际问题，综合运用多种能够激发学生兴趣的案例进行教学，取得了较好的实践效果，可以为兄弟院校课程教学提供参考借鉴作用。

参考文献：

[1].关于传统教学方式的一点思考[J].陶瓷研究与职业教育，2009，（12）：58-59.

篇（10）

中图分类号：TH6 文献标志码：A

The Continuous Rigid Frame Bridge Impact Analysis of Prestress Loss

Zhang Chang

（Chongqing communications construction group，Chongqing 401121）

Abstract： This paper research the stress loss effect of multi-span prestressed continuous rigid bridge performance. Using Midas/Civil software to analyze engineering bridge structure in the ideal state and actual status and extreme state and 20 year operating state. Contrast the value of structure moment and midspan deflection under different working conditions. The results show that： under prestressed loss 50%， the closed node moment rise of 28% and deflection rise 7 mm， this has adverse effect on the bridge and lead to post diseases.

Keywords： Continuous rigid frame bridge； Loss of prestress； Structure performance

引言

随着预应力混凝土在桥梁工程中的应用范围日益扩大，越来越多的桥梁工程问题暴露出来，例如跨中挠度过大，主梁出现斜裂缝等[1]。各国学者、专家分析认为，预应力损失过大是造成这些问题的重要因素[2]。目前，对于预应力损失方面的研究虽然得到了广大专家学者的重视，也做出了不少成果[3～7]，如李准华、刘钊《大跨度预应力混凝土梁桥预应力损失及敏感性分析》一文对大跨度预应力混凝土梁桥的预应力损失进行了研究，研究结果表明，若预应力损失计算偏小，则会导致对桥梁内力和挠度计算的较大失真[8]；姚强，柯亮亮在《连续刚构桥箱梁应力和跨中挠度与预应力损失的关系研究》一文中对比分析了不同预应力损失情况对连续刚构桥箱梁应力及跨中挠度的影响[9]。

参考大量论文资料可以看出，预应力损失计算方法虽然有迹可循，但大多针对三跨大跨径桥梁进行研究分析，对于更多跨连续刚构桥的研究资料相对较少，而且资料显示，很多文章仅仅针对当前情况下的成桥状态进行分析，涉及极端预应力损失情况以及多年后成桥状态的研究较少。为了更加客观全面的描述预应力损失对多跨（五跨）预应力连续刚构桥结构性能的影响，本文针对多跨（五跨）预应力连续刚构桥的预应力损失对桥梁结构性能的影响进行研究，为了进一步完善研究成果，还对实际成桥20年后的桥梁状态进行了分析与预测，结果表明，预应力损失将直接导致桥梁后期使用中出现跨中挠度过大等病害，严重影响桥梁使用安全和使用寿命。这一研究结论对预应力混凝土桥梁应力损失的研究有着积极的意义，并对其设计和施工具有一定的指导意义。

1.工程概况

依托桥梁位于某高速公路上，全长577米，跨径组合为5×30+（45+3×80+45）+3×30米。主桥为（45+3×80+45）米的预应力混凝土变截面连续刚构，桥梁平面位于R=1200米圆曲线上，纵断面位于R=24000米竖曲线上，纵坡为-2.993%。主桥下部结构桥墩系双肢实心墩，采用翻模施工，分段浇筑。主桥上部构造采用挂篮悬臂施工，边跨现浇段采用满堂支架施工，合拢段采用吊架施工。合拢顺序为：先边跨，再边中跨，最后进行中跨合拢。当全桥合拢贯通后，最后进行二期恒载的施加（桥面铺装、栏杆造型等）。

2.结构计算模型

本文采用Midas/Civil软件对该依托工程桥梁结构进行建模分析，得出桥梁在不同情况下的跨中挠度以及结构弯矩情况，分析对比以上各预应力损失下的成桥状态，研究了有效预应力不足对桥梁结构使用性和耐久性的影响。

文中涉及到的几种状态具体为：

（1）理想状态指的是按照规范中的公式对预应力损失进行估算，便可得到钢束预应力损失的理论计算值，此时的成桥状态称之为理想状态；

（2）实际状态指1.2恒荷载+1.2钢束二次+徐变二次+收缩二次的荷载组合下的状态；

（3）极端预应力损失状态假设当二期恒载施加以后，有效预应力只剩下张拉控制应力50%时候的状态；

（4）成桥20年后的状态是指实际状态下经过20年的预应力损失情况下的状态。

对依托桥梁工程计算时，以空间三维结构模型对其进行模拟，采用梁单元模拟各施工节段，1#、2#、3#、4#墩顶部为刚性固结，其成桥结构计算简图如图1所示。

图1 成桥结构计算简图

其中桥梁结构模型单元数：240；桥梁结构模型单元节点数：261；施工阶段总数：15；预应力钢筋数：340。模型分析完以后，输出理想成桥状态下的全桥自重下的结构弯矩图，经验证该模型与实际情况相符。如图2所示：

图2 成桥后弯矩图

其他状态下的成桥结构弯矩图分别按其实际预应力损失值对模型中相应预应力束的张拉力进行修改，重新分析模型即可。

3.不同状态下结构弯矩值对比分析

选取各合拢段控制点，作出各种状态下的结构弯矩值对比表（见表1）和柱状图（见图3）如下：

表1 各种状态下合拢段控制点弯矩值对比表

通过对表1和图3进行分析，我们可以发现：

相比理想状态，考虑全桥全部预应力束实际预应力损失值的情况下，6#节点弯矩值上升38.27kN・m，变化不大；34#节点弯矩值上升4028.82kN・m，达到6.36%；62#节点弯矩值上升4034.02kN・m，达到6.56%；90#节点弯矩值上升4065.60kN・m，达到6.41%；118#节点弯矩值上升48.5kN・m，变化不大。

在假设的二期恒载施加以后，有效预应力只剩下张拉控制应力50%的极端预应力损失情况下，6#节点弯矩值上升717.44kN・m，达到9.09%；34#节点弯矩值上升16761.62kN・m，达到26.48%；62#节点弯矩值上升17374.81kN・m，达到28.27%；90#节点弯矩值上升16987.66kN・m，达到26.77%；118#节点弯矩值上升477.57kN・m，达到7.30%。

在成桥二十年后的预应力损失情况下进行分析，6#节点弯矩值上升777.48kN・m，达到9.85%；34#节点弯矩值上升16858.52kN・m，达到26.63%；62#节点弯矩值上升17477.91kN・m，达到28.44%；90#节点弯矩值上升17086.65kN・m，达到26.93%；118#节点弯矩值上升539.17kN・m，达到8.24%。

4.不同状态下结构位移值对比分析

选取各合拢段控制点，做出各不同状态下的结构弯矩值对比表（见表2）和柱状图（见图4）如下：

表2 各种状态下合拢段控制点结构位移对比表

通过对表2和图4进行分析，可以发现：

相比理想状态，考虑全桥全部预应力束实际预应力损失值的情况，6#节点和118#节点竖向位移基本不变；34#节点竖向位移增大2.008mm；62#节点竖向位移增大1.999mm；90#节点竖向位移增大2.021mm。

在假设的二期恒载施加以后，有效预应力只剩下张拉控制应力50%的极端预应力损失情况下，6#节点和118#节点竖向位移增大1mm左右；34#节点竖向位移增大7.026mm；62#节点竖向位移增大7.048mm；90#节点竖向位移增大6.929mm。

在成桥二十年后的预应力损失情况下进行分析，6#节点和118#节点竖向位移增大2.5mm左右；34#节点竖向位移增大11.126mm；62#节点竖向位移增大12.648mm；90#节点竖向位移增大11.926mm。

5.结论

本文探讨了不同成桥状态下预应力损失对多跨预应力连续刚构桥结构性能的影响，对不同工况下结构弯矩值和跨中挠度的对比分析，主要结论如下：

（1）实际成桥状态预应力损失值大于原计算值（预应力损失预估不足），造成桥梁结构合拢段控制节点弯矩值均大幅度上升，弯矩值增幅最高达6.5%以上，其弯矩值增大值最高达4000kN・m以上。桥梁结构中跨合拢段控制节点竖向位移均增大2mm左右；

（2）在预应力损失过大的情况下（预应力损失50%），二期恒载施加后，中跨和边中跨合拢段节点弯矩值均大幅上升，弯矩值增幅最大达28.27%，其弯矩值增大值最高达17374.81kN・m。中跨合拢段控制节点的竖向位移均增大7mm左右；

（3）在实际状态下经过二十年预应力损失，中跨和边中跨合拢段节点弯矩值均大幅上升，弯矩值增幅最大达28.44%，其弯矩值增大值最高达17477.91kN・m，中跨合拢段控制节点的竖向位移增大11～12mm左右；

（4）预应力损失不仅影响到桥梁结构的节点弯矩值，对桥梁结构受力造成威胁，还影响到桥梁的跨中挠度，对成桥线形造成明显影响，直接导致桥梁后期使用中出现跨中下挠过大等病害，严重影响桥梁的使用安全和使用寿命。

参考文献

[1] 涂杨志.大跨度预应力混凝土连续刚构桥预应力损失研究[D].武汉.武汉理工大学，2003.

[2] 杨涛.预应力筋张拉阶段应力损失实用评估方法研究[D].重庆.重庆交通大学，2008.

[3] 梁南平.预应力混凝土连续弯梁桥的预应力损失试验研究[D].重庆.重庆交通大学，2010.

[4] 王敏.从预应力损失角度对混凝土桥梁病害成因的研究[D].武汉.武汉理工大学，2005.

[5] 朱新实、刘效尧.预应力技术及材料设备[M].北京：人民交通出版社，2005.1.

[6] 苏杭.预应力混凝土箱梁桥腹板受力分析及预应力损失研究[D].武汉.武汉理工大学，2007.

[7] 李瑞鸽.全预应力梁预应力损失的动力检测研究[D].武汉.华中科技大学，2005.