时间:2023-08-25 17:07:56
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引言
混凝土作为土木工程中比较常见的施工材料,发挥着重要的作用,其中大体积混凝土结构的施工质量直接影响到整体建筑的质量。在土木工程中,对混凝土的施工技术进行监督,保证混凝土的浇筑质量,不仅可以降低施工成本,同时还对整体建筑质量有所保障。
1 大体积混凝土在施工时出现的裂缝问题
因为混凝土是由多种不同材质的原料组成的施工材料,所以对于大体积的混凝土结构来讲,会因为各种原因导致裂缝的产生。在大体积混凝土结构施工完成后,由于外界环境因素和外载荷的因素,会对混凝土产生一定的影响,从而形成裂缝。如果按照深度可将裂缝分为表面裂缝、贯穿裂缝和深度裂缝,表面裂缝对结构的影响不是很大,如果发展成贯穿裂缝的话将会对工程结构产生严重的危害。当贯穿裂缝发展为深度裂缝时,就会切断结构的断面,对结构整体的稳定性产生危害。
产生裂缝的原因有很多,其中主要有以下几种:
(1)温度变化引起的裂缝。混凝土具有热胀冷缩的性质,在整体结构完成后,当受到外部环境的温度变化时,会导致混凝土发生变形,在混凝土的内部会产生应力,在这种应力向外扩散时受到束缚,超过了所能承受的极限时,就会发生裂缝。
(2)地基变形引起的裂缝。在整体结构施工后,会发生竖向的不均匀沉降或者是横向的位移等,由此在混凝土的内部产生应力,当这种应力超出抗拉强度时就会发生裂缝。
(3)钢筋锈蚀引起的裂缝。施工时对钢筋所做的保护层不规范,导致后期钢筋发生锈蚀,由此导致附近的混凝土再次涨裂。
(4)施工工艺的优劣引起的裂缝。混凝土的施工工艺是比较严谨的,如果在施工的过程中,因为施工工艺的不规范会在后期使用中发生裂缝。
2 对出现的裂缝问题采取控制措施
使用混凝土作为施工材料产生裂缝是在所难免的,因为有些裂缝是由于混凝土的物理性能决定的,再有就是在施工的过程中,因为温度的变化和混凝土的强度导致的,对于因为这些因素而导致的裂缝都是可以解决的。比如说在混凝土的原材料中填入膨胀剂来提高混凝土的抗裂性,同时还可以弥补混凝土产生的收缩。在温度变化时,会在混凝土的内部产生应力,当这种应力超出了抗拉性能时,就会发生裂缝,针对这方面可以提高混凝土的强度。由这些因素导致的裂缝都是可以通过一定的方法和措施进行控制,尽量的减少由此带来的有害程度。这种方法因具有较好的实用性,因此在处理混凝土裂缝中经常使用,在施工时表面处理和填充法也会在不同的情况下被使用,如在细而浅的裂缝中,由于浆材难以灌入,因此可以进行表面涂抹和表面贴补法来进行处理。同时对于较宽的裂缝,可以选用填充法来进行,这种方法成本低,施工简单实用。另外,还有控制温度的变应力使用水化热低,凝结时间长的水泥,如选用中热硅酸盐水泥,低热矿渣硅酸盐水泥等。在保证混凝土强度的前提下,适当的减少水泥用量,降低当量差和浇注的温度等降低混凝土的绝热升温。同时合理的分块,缩小约束的范围,使收缩自由,以减少内部,进而来减小裂缝的有害程度。
3土木工程大体积混凝土施工中存在的主要问题
3.1 结构材料不达标
根据相关建筑工程行业规定和标准分析,在目前多数建筑工程项目中,大体积混凝土原材料还不能够达到相关的质量要求。为了提高工程建筑的质量,在工程项目施工中,混凝土材料必须能够达到设计标准,同时在施工的过程中要确保砂石骨料的选择具有一定的含水量,并且要定期进行含水量的监测,从而保证混凝土强度能够满足目前的施工要求。
3.2 技术规范不标准
大体积混凝土在实验室进行配比的过程中虽然技术规范都达到了规定标准程度,但是由于在施工的过程中与实验室存在着一定的差异,因而按照实验室规定进行配合与分析,使得其在施工的过程中能够达到混凝土施工强度要求模式。
4 大体积混凝土施工之前的准备工作
由于大体积混凝土的施工技术要求比较高,所以它的原材料必须需注意以下几点:对于粗骨料采用尽可能大粒径,但不宜大于40mm,所含泥土不得呈块状或包裹石子表面并含泥量不得不超过1%。细骨料:当采用不含有机质的中砂,细度模数控制在 2.5,含泥量不大于 2.5%。粗砂时含泥量不得超过 3%。外加剂宜采用缓凝剂、减水剂;掺和料宜采用粉煤灰、矿渣粉等;由于混凝土的浇筑方式为泵送,为了改善混凝土的和易性便于泵送,考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求,采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时,其粉煤灰取代水泥的最大限量为 25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利尽可能按设计和规范掺用外加剂,减少单位体积水泥用量,外加剂应有质保书和复验单,配制计量要正确。搅拌用水采用自来水,局部较大体积的混凝土用水,用冰块先降温然后再用来搅拌混凝土,有效地降低混凝土的入模温度。大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下,应提高掺合料及骨料的含量,以降低单方混凝土的水泥用量。水泥采用低水化热的水泥品种配制混凝土,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等。
5 大体积混凝土施工过程中的质量控制
在大体积混凝土施工过程中,由于施工复杂,繁琐,因此,对它的要求也很高。混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置 1~2 台振捣器,因为混凝土的坍落度比较大,在 1.5 米厚的底板内可斜向流淌1 米远左右,2 台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实,另外2~4 台振捣器主要负责顶部混凝土振捣。混凝土采用商品混凝土,用混凝土运输车运到现场,配备专职测温人员,按两班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责,按时按孔测温,不得遗漏或弄虚作假。测温记录要填写清楚、整洁,换班时要进行交底。测温时发现混凝土内部最高温度与外部温度之差达到 25 度或温度异常,应及时通知技术部门和项目技术负责人,以便及时采取措施。新浇筑的混凝土水化速度比较快,盖上塑料薄膜后可进行保温保养,防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝,同时可避免草席因吸水受潮而降低保温性能。停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后,可将保温及塑料薄膜逐层掀掉,使混凝土散热。混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之的差值均应小于 20℃;当结构混凝土具有足够的抗裂能力时,不大于 25℃-30℃。大体积混凝土浇筑面大,混凝土浇筑量大要求连续浇筑,不得留施工缝,故施工前应根据实际情况,制定具体浇筑方法。混凝土拆模时,混凝土的温差不超过 20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。
6 结束语
在土木工程施工中,大体积混凝土施工比较常见,而大体积混凝土施工是一项比较严谨的施工项目,要想保证大体积混凝土的施工质量就要全过程的进行质量控制。在施工之前要做好组织管理工作,制定完善的规章制度,并且将职责落实到位。对于施工中所用的混凝土要详细的了解相关的性能,在施工中的注意事项,了解混凝土裂缝产生的原因,制定完整的防治措施。在施工的过程中,要加强质量监督工作,施工工艺要严格按照规范执行,协调好各方面的工作,保证工程优质高效的完成。
参考文献:
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社.1997.
[2]皮育晖,陈仕周.浇注式沥青混凝土在桥面铺装中的应用[J].中外公路,2006,12(1).
[3]朱伯芳.大面积混凝土温度应力与温度控制.北京:中国.
[4]《普通混凝土配合比设计规程》 JGJ55-2002
[5]《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
1.土木工程结构设计存在的问题
l.1结构设计是结构防止破坏倒塌的能力保障安全,是结构工程最重要的质
量指标结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准,也与结构的正确使用(维护、检测)有关。工程的安全性主要决定于设计者者的结构的设计,当然此外也有施工者的水准问题,也与结构的合理使用与维护、检测紧密相连。目前,建筑部门关于土建结构工程设计的安全管理水准较低,而国际上同类规范较高,出现事故较少,即使出现重大天灾人祸,损失也较轻微。我国土建结构工程设计规范的欠缺就表现在牢固性方面差,结构构件没有足够的承载能力。结构的整体牢固性是建筑安全的保障,是土木建筑工程结构的安全设计的第一要考虑的问题,安全设计,即便建筑局部出现损坏也不会引起其它部分损坏甚至大范围连续破坏倒塌造成极大的损失和悲剧,这是安全设计应具备的最基本的能力。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度,如此,即便出现爆炸、地震等灾难,关系着工程的质量和使用寿命,然而由于土木工程结构设计在我国起步晚,发展比较落后,在实际操作中出现了很多问题。
1.2主要体现在以下几方面:
1.2.1工程设计规范的安全设置水准偏低。对土建结构工程的设计来说,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、安全系数范围的定位、结构工程的整体牢固性与结构工程的耐久性等几个方面。我国土建结构工程的设计规范的安全设计及设置水准,总体上要比国外同类规范低。这使得在工程施工中难以按照实际的区施工,是导致施工质量低的根源。
1.2.2I程设计规范的整体牢固性差。土建结构工程除了结构构件要有足够承载能力外,结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的而应该具备的最基本的能力,或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度,用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果,可以减轻灾害损失。而我国这方面的问题并不少见,很多工程的整体性差,因火灾、地震、人为破坏而造成的整体倒塌另人瞩目,尤其是在地质情况复杂、土质承载能力差的地区,在土建结构工程设计时不重视设计与设置前的论证及安全等级,造成的问题十分普遍,所造成的后果也是触目惊心。
1.2.3土建结构工程的耐久安全性差、正确使用与维护意识相对较差。我国土建结构的设计与施工规范中,把土建结构工程耐久性的重点放在各种荷载作用下的结构强度要求上,而对环境因素的作用(如干湿、冻融等大气侵蚀以及:翻鼙周围水、土中有害化学介质侵蚀)下的耐久性要求则相对考虑较少或基本不考虑,并且在很多方面没有细致的规范。而混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故或降低土建结构的使用寿命的问题十分普遍,不仅仅是设计单位忽视了其严重性,就其使用者也没有足够的认识,其普遍性和严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害。
2.加强木工工程安全性和耐久性控制措施
2.1改善我国土建结构工程的安全性与耐久性,是符合社会发展和社会稳定的基本要求。总的来说土木工程结构设计的问题需要引起国家有关部门的重视:建议国家及相关研究单位或机构,强化对混凝土工程耐久性及对特殊环境状态下耐久性的基础理论研究,并制定技术规范和有关法规标准及监督措施;科学的编制相应的技术标准,对于土建结构工程的检测与评估要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制与常设机构;完善土建结构工程使用阶段的正常检测与维护机制,强化结构耐久性和使用寿命的概念和意识;用科学的管理手段把握和约束从业人员的注册和从业机构的资质的认证,规范土建结构工程安全性及耐久性的管理体制,学习发达国家先进经验和技术,以人为本,注重人性化管理与科学管理相结合,逐步淡化技术规范条文的强制性质,并鼓励科技创新和技术进步;合理制定和设置土建结构设计的安全及耐久性水准,主管部门、研究机构实事求是组织论证,在建筑结构的安全设置水准上,建议集思广益,收集不同意见,使规范具有实实在在的科学性先进性和可操作性。
2.2从具体而言可以从两方面进行考虑:
2.2.1设计的安全性。①从管理上保证设计的安全性。选择资质等级高、实力强、管理先进的设计单位,掌握最先进的设计理论及设计方法,拥有最先进
的设计设备,其设计人员素质较高,设计经验比较丰富,其设计成果质量往往也很高。②加强理论学习,熟练掌握设计计算理论及方法,提高设计素质设计人员对设计理论设计方法的掌握程度直接影响设计质量。③ 设计计算不漏项一般来说,设计者考虑到的设计计算项目都能满足安全要求。对几起设计事故的分析表明,设计事故多数是由设计者疏忽而漏掉某个项目 l起的。所以在设计时要认真对待,对于每一部分的数据都要认真核对。④设计图纸要详细。由于施工人员素质差异很大,设计者应该本着吃苦耐劳、严谨细致的态度对某些细节详加说明以便于不同的施工者都能理解图纸的意思,能够严格按照图纸进行施工,从而避免因图纸的问题造成的工程质量事故。⑤加强过程监管发现问题及时修改设计。设计文件审核实施后,设计单位与施工单位要保持联系,及时纠正施工人员的理解错误,对发现的问题要及时核对设计,发现错误及时改正。对施工人员提出的建议,要给以足够的重视。
2.2.2设计的经济性。
①从管理方面促进设计的经济性。通过招投标,并对设计方案进行评比、论证。在确保安全的基础上,重点考察经济性,兼顾美观等,优中选优。这样会促使设计单位尽可能拿出最经济的设计方案,为国家节约开支。
②不要一味采用标准图。采用标准图能大大降低设计工作量,加快设计进度,减少设计错误。但由于没经过计算,为保证安全,只好采用高标准系,列容易造成成本超支。设计人员应有吃苦耐劳的精神,对可能压缩费用的地方进行仔细核算,在保证安全的基础上,争取拿出最经济的设计方案。
③ 注意减少多参数设计时的安全累积。钢筋混凝土结构构件设计是个多因素问题,涉及材料选择、截面形状、尺寸、钢筋用量、合理布置等,所以,对于同一荷载,设计结果并不惟一,但必须满足构造和强度要求。在此基础上,应该使构件美观经济。
④ 协调相关部门关系,克服本位主义,以大局为重一个工程往往与其他单位发生关系,比如提供数据、拆迁等。如果这些单位能以大局为重,积极配合,将大大减少工程费用。
3.结语
土木建筑工程结构的安全设计事关重大,关系着工程的质量和使用寿命,因此要加强设计的重视,保证工程的施工质量。要想获得施工质量的保证,要想得到工程设计的安全,土木建筑工程结构方面的设计是重中之重,它是整个建筑过程中最重要的环节,不仅关系着建筑水平的高低,还关系着人们生命财产的安全和国家基础事业的发展。
参考文献
中图分类号:S969.1 文献标识码:A
地震灾害是人类面临的重要自然灾害之一,它的发生具有突发性、随机性,而且会对人民的生命财产安全产生了巨大的威胁。如何减少地震对人们的危害,是我们一直探索的。建筑作为人民生活的场所,更值得我们区深入探究如何加强其抗震性。结构减震控制是通过增加某些结构部位的强度和变形能力提高建筑结构的抗震性能,是土木工程中有效的防灾减灾方法。
1结构减震控制原理
结构减震控制指的是在建筑结构的某个特定部位设置某种控制装置、机构或种子结构,当结构出现振动的时候,主动或被动的施加外力来改变或调整结构的动力作用或动力特性,从而有效降低结构的振动反应,其最终目的就是通过采取一系列控制措施和方法,降低建筑结构在地震等强动力荷载下的反应,增强建筑结构的稳定性能,为建筑结构的安全性提供保障。要减小结构的地震响应,需要从动力学角度出发,第一,考虑消震,即不让地震输入结构,从目前现状来看,这种方法较难实现;第二,考虑减小建筑结构的惯性力,通过动力学原理发现,如果结构有着比较大的自振周期,那么它获得的加速度就会相应减小,可通过隔震方法减小结构惯性力;第三,通过在结构上增加阻尼的方法,将一些地震作用转移到阻尼上,降低结构所需负担的地震作用;第四,人为增加构件,用这些构件的塑性变形消耗一部分能量,保护结构的整体性;第五,可考虑在建筑结构上附加一个当自身频率合适时能够使附加质量块的运动方向与结构运动方向相反的系统,从而减小结构震动,达到结构减震的目的。
总之结构减震控制根据是否需要外部能量输入可分为被动控制、主动控制、半主动控制、智能控制和混合控制。其中,被动控制指在结构的某些部件附加耗能装置或子结构系统,或对结构自身的某些构件作构造上的处理以改变结构体系的动力特性。被动控制不需要外部能量输入提供控制力,控制过程不依赖于结构反应和外界干扰信息。而且因其具有构造简单、造价低、易于维护及无需外部能源支持等诸多优点,所以引起工程界的广泛关注,成为应用开发的热点,因而许多被动技术日趋成熟,并在实际工程中应用。
耗能减震是最常用的被动控制系统之一。耗能装置 ( 元件) 和支撑构件共同构成耗能部件,装有耗能部件的结构称为耗能减震结构。结构耗能减震技术是在结构物的某些部件 ( 如支撑、剪力墙、结点、联结缝或连接件、楼层空间、相邻建筑间、主附结构间等) 设置耗能装置或原件,通过耗能装置产生摩擦,弯曲弹塑性滞形来耗散或吸收地震输入结构中的能量,减少主体结构的地震反应。
2土木工程结构减震方法
2.1被动控制
被动控制是通过减震、隔震装置来对振动能量进行消耗,并阻止振动在建筑结构中进行传播,构造简单,造价成本低,维护简便,且不需要外部能源支持,在土木工程结构减震中的应用越来越广泛。
(1)耗能减震
耗能减震是将结构中的一些构件比如支撑、支撑等设计成耗能部件,或者在建筑结构的某些部位比如连接处、节点处设置阻尼器,耗能部件和阻尼器在荷载作用较小的情况下处于弹性状态,在强烈的荷载作用或振动作用下,耗能部件就会进入非弹性状态,能够大量消耗输入结构的能量,避免荷载或振动作用进入主体结构造成结构进入非弹性状态,为主体结构的安全提供了可靠保障。由于耗能装置不同,耗能减震也可分为不同的体系,一种为耗能构件减震体系,常用的耗能元件有耗能支撑、耗能剪力墙等,另一种为阻尼器耗能减震体系,常用的阻尼器有金属屈服阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器、粘滞性阻尼器等。耗能减震具有性能稳定、适用范围广、抗震性好、经济实用、可靠性高、技术条件简单等优点,比较适用于高层建筑和超高层建筑。
(2)基础隔震
基础隔震是在建筑物的上部结构与基础之间设置控制机构,比如设置隔震消能装置,从而减小或者隔离地震能量向建筑物上部结构传输,使上部结构的振动减小,避免地震给建筑物带来危害。基础隔震装置必须具备一定的特性才能够满足结构减震需要,因此,装置必须具有较大的变形能力,必须能够提供较大的阻尼并具有较大的耗能,必须具有足够的初始刚度和强度。比较常见的基础隔震装置有刚滞变阻尼器隔震装置、夹层橡胶垫隔震装置、摩擦隔震装置等。基础隔震对降低结构的自振频率具有非常显著的作用,是发展最早的结构减震方法,其在技术上比较成熟,具有构造简单、性能稳定、耐久性高、经济、减震效果显著的优点,比较适用于刚性结构和中低层建筑。
(3)调谐减震
调谐减震主要是通过在建筑主体结构中附加一些子结构的方法,使主体结构在强震作用下,振动发生转移,结构中的震动能量就能在原结构与附加结构之间得到重新的分配,大大降低了震动对原结构带来的破坏。常用的调谐减震系统有调谐质量阻尼器、模式质量阻尼器、质量泵、调谐液体阻尼器、液压质量振动控制系统等,这些调谐减震系统能够有效减小地震反应。
2.2主动控制
主动控制是主要是以现代控制理论为基础,通过外部能源的有效利用以及对结构反应的实时监测,当结构受到激励振动的时候,计算出控制力,对结构施加控制力或者改变结构的动力特性,迅速将结构的振动反应降到最小,从而使结构在受派动过程中仍然能够保持原始状态,避免结构出现致命性损坏。主动控制主要是由传感器、控制器和作动器三个部分组成的,传感器的功能是对结构遇到振动时的反应情况进行测量,控制器则是对传感器所测量到的信息进行处理,作动器可产生控制力,其所需的能量由外部能源提供。主动控制能够很好的应用现代控制理论和最新研究成果。在主动控制中,作动器的控制力可连续变化,所以其有着极广的控制频率,对外界不同激励具有很强的适应性,能够取得很好的控制效果。常用的主动控制系统装置主要有主动质量阻尼器、主动支撑系统、主动拉锁系统等。
2.3半主动控制
半主动控制是通过少量的外部能源输入提供控制力的,能够通过控制装置实时改变结构的刚度或阻尼等系统的参数,此,半主动控制属于参数控制,控制过程主要依赖于结构反应信息或外干扰信息。半主动控制装置不能同时实现与位移和速度相关的控制力,一般只能够实现与速度有关的控制力。常见的半主动控制系统有主动调谐参数质量阻尼系统、可变阻尼系统、可变刚度系统等,此方法具有装置经济、系统可靠、维护要求较低的优点,己广泛应用于土木工程结构减震中。
2.4混合控制
混合控制是将主动控制和被动控制联合起来应用,即将主动控制和被动控制同时应用于同一建筑结构减震中,可以将主动控制和被动控制两种方法的优点充分发挥出来,弥补了单一控制方法的制约和不足,只需要小功率的能量输入就能直接提供控制力,控制效果非常明显,调谐范围得以扩大,结构抗震系统的稳定性、实用性和安全性大大提升。
3结语
总之,结构减震控制是一项系统且复杂的技术,在土木工程中应用结构减震控制能够有效提高建筑结构的抗震性能,减小甚至消除地震反应给建筑带来的危害,具有广阔的发展前景。随着结构减震技术的发展,减震控制系统的造价也在不断降低,土木工程减震结构建筑的经济效益将会越来越凸显,未来,结构减震技术和方法必将成为土木工程重要发展和应用趋势。
参考文献:
[1]开兴军,李小军,刘萍.土木工程结构减震控制方法综述[J]工业建筑.2006, 43 (8):59-G3.
中图分类号:G640 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.13.022
1 引言
大学生结构竞赛为土木相关专业的大学生提供一个创造、挑战、创新、发掘自身潜能的平台[1],提高学生对专业的实际综合运用能力、思维能力、动手能力,在挑战中体现创新的理念,培养团队协作的能力,领悟学科魅力。在比赛中,同学们加深了对专业理论知识的理解,并将其运用于实际的模型设计中,计算能力、分析能力也从中获得了提高[2]。在全国和省结构设计竞赛如火如荼展开的同时,江苏科技大学(张家港)同时针对性地进行了竞赛与教学的相关实践与培训,参加了两届江苏省结构设计竞赛,获得模型组一等奖2项,二等奖1项,三等奖2项,加载组一等奖1项。基于结构设计竞赛,结合卓越工程师培养方针,我校教师总结参赛和教学经验,对如何培养高素质土木工程专业人才作了一些探讨和研究,以供参考。
2 我校卓越工程师素质培养案例分析
2012年江苏省土木工程专业大学生结构设计竞赛(加载组)简介,模型为单跨空间桁架梁结构,采用木质材料制作,具体结构形式不限,跨中加荷载,荷重比大者胜,长宽高尺寸限定,木材、钉子、胶水由赛会提供,具体信息赛前保密。
2.1 建模与分析
建模:杆截面8mm×8mm,弹性模量E =10GPa,密度0.769g/cm3,桁架主要靠杆件的拉压来受力,主要分析轴力图,施加60kg的荷载,根据N/An≤fc,查木材fc=13MPa,如图1所示,红色代表受压,最大值520N,黄色代表受拉,最大值372.8N.
图1 轴力图 图2 弯矩图
由于在跨中施加集中荷载,为避免下节点破坏,中间通过4根斜拉把力传递到上弦杆。如图2所示,根据结构的弯矩图,采用断截面,中间弯矩最大,采用的截面最大,两边弯矩小,采用的截面也小,满足参赛要求即可,这样节省材料,达到最大荷重比。
为防止木材受压失稳,这来通过上弦杆受压,水平斜杆受拉,与正常框架梁截面下侧受拉,上侧受拉相符合。两榀框架之间增加小横杆,是增加结构整体的稳定性,防止侧向失稳。虚功图、变形形态分别如图3、图4所示。
图3虚功图 图4变形形态
2.2 模拟实验及参赛结果
由于材料具体信息赛前未知,因此尽量采用可能的相近材料,严格按照赛会的尺寸限定要求,依据分析模型建立实物结构,制作相关细节如下:
①节点的处理方式有卡槽,榫接,钉子连接,开槽的杆件顶端留1~2厘米保证抗剪强度,如图5。模型最终所有的节点是通过AB胶水处理的,所以都类似于刚接而成。
②注意木材的各向异性,木材的纹理方向影响杆件的力学属性。
③根据三次实验结果,不断使用SAP2000更新模型,重新分析受力,调节杆件位置,使其受力最优化,各杆件受力均匀。
④结构原始模型尺寸的设计是通过查阅钢结构,桁架结构,木结构,钢筋混凝土结构梁的相关经验系数。根据竞赛要求的受力特点,分析弯矩等受力形式而设计结构的基本外形。
图5参赛结构节点细节图 图6 节点破坏
⑤现场制作参赛作品自重小于220g,承载67kg,荷重比达309,获一等奖,最终破坏为节点破坏,如图6所示,软件分析轴力图看出中间最上面的点受的压力最大,我们在该节点采取卡槽等处理,增加接触面,通过AB胶水连接,如上图所示。而节点通过AB胶水相连,与理论的强节点有所差异,所以,该节点为容易破坏,与实际破坏相吻合。
3 土木工程卓越工程师素质培养及教学要求
3.1 卓越工程师
即中国“卓越工程师教育培养计划”拟用10年时间,培养百余万高质量各类型工程技术人才,为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定人力资源优势[3]。
3.2 土木专业学生应该具备的素质及教学要求
3.2.1 牢固的专业基础知识
学生在进行结构设计时,大脑中的力学、结构概念必须清晰明确。从工程实例,受力特点出发,合理地设计结构。这就要求各高校在平日地教学中多理论联系实际,以现有的工程实例结合书本知识,让学生感性认识的同时宏观上把握结构,学会找出问题,分析问题和解决问题。并且合理组织课堂教学,做到讲练结合。其次,开设与竞赛相关的选修课程,如趣味结构力学[4],以便补充所学的专业知识。
3.2.2 专业基本的软件应用
结构创新设计的赛题往往是比较复杂的工程问题。设计的过程中需要大量准确的数据分析来辅助思维设计。而手算过于繁琐且容易出错。这就要求我们至少能够熟练地掌握一款辅助设计软件如PKPM、SAP2000、MIDAS、ANSYS等。然而很多的大学并没有开设相关的课程,所以在教学实践中,对专业技能型软件应该开设相关的课程,培养学生严谨的思维,激发创造力。
3.2.3 施工能力,动手能力
以往的结构设计竞赛中,好构思与设计层出不穷,然而最终做出的模型却不能达到预期的效果。而这很大程度上是制作导致的。一套方案的可行性必须是设想与施工制作的结合。
那么教学实践中,多注重学生动手能力的培养。①定期地举行结构设计活动,学生自己动手制作模型,在了解材料属性,受力分析,结构设计的过程中,加深了对理论知识的理解。②开设实验课程,给学生提供模型实验室。③开设创新实验基地,给学生学习讨论提供平台。④校企合作,利用学校和企业不同教育环境和教学资源,结合学校的教学和工厂的实践,提升学生的动手实践能力。
3.2.4 1+1大于2的团队合作集体效应
模型的设计过程中,需要各位同学间的通力合作。设计与制作分工明确,各取所长。学生能将个人行动与团队合作相融合,在队伍中相互协作来达到团队的共同目标,具备团队成员技术协作的能力,并且具备组织管理能力和一定的领导能力。
3.2.5 良好的心理素
在设计与制作的过程中,难免会有些问题与困难。竞赛锻炼土木人专业素质的同时也锻炼心理素质。在具体工程中就是突发事件地处理。找出问题,解决问题,把损失减低到最少。
3.2.6 良好的语言表达到能力
设计过程中好的构思的交流,制作过程中问题的讨论,竞赛过程中,设计思想的表达都要求学生具有很好的语言表达能力。能够讲得透彻与说得明白,才是对结构真正的理解。
3.2.7 解决问题与分析问题的能力
学会解决问题的基本思路,通过对问题的分析,结合自身所学的专业知识,查阅资料,分析问题,拟定初步方案,实施初步方案,不断地发现问题,解决问题,不断地完善自己的设计方案,通过实验核实校验设计,完成设计,并回顾和总结。
3.2.8 严谨认真的做事态度
学生做结构,要对自己设计的方案与计算负责,要以一个优秀工程师目标要求自己。要有一丝不苟的奉献精神和刻苦专研的魄力。
4 结语
学生在熟练掌握专业基础知识的前提下,查阅相关资料。了解竞赛所用材料的相关属性,比如木材的弹性模量,性能,长细比。查阅桁架结构的设计资料,根据模型的受力特点,进行初步设计。考虑模型制作的可行性,制作模型时加强了对空间桁架节点的处理。在设计桁架杆件的空间位置时,通过SAP2000优化杆件和节点的位置,找出模型的最佳受力状态,使得材料充分利用,再参考各种施工方法处对桁架节点充分熟练处理,最终制作成型。结构设计竞赛是土木工程专业卓越工程师高素质培养的一个平台。其模型设计、制作体现了教学实践的各个重要环节。如何更加有效使用这一平台,如何更能紧密结合卓越工程师培养方针,以便培养出高素质土木工程专业人才,笔者将继续探索。
参考文献:
[1]苗吉,徐雷,刘春燕等.构建结构设计竞赛平台,培养土建类创新人才[J].西安建筑科技大学学报(社会科学版),2007,26(4):1-4.
[2]余自若,江辉,安明等.土木工程实践型人才培养路径探索――以结构设计竞赛为例[J].高等建筑教育,2011,20(6):110-113.
[3]陈希.着力培养卓越工程师后备人才[N].人民日报,2010-7-9.
[4]周臻,陆金钰,尹凌峰等.面向卓越土木工程师培养的结构力学教学改革与实践[J].高等建筑教育,2012,21(4):74-77.
随着施工技术的不断发展,建筑工程的造型也正在朝着多样化的方向发展,在建筑工程的建设中,最重要的两点就是模板支撑体系的应用以及施工技术的选择,前者是保证施工质量的前提,后者是开展施工的必要手段,只有将二者进行紧密的联系与配合,才能顺利的完成建筑工程的施工。本文主要论述了一种新兴的结构体系,即桁架结构,相关施工人员在施工的过程中应该得到应有的重视。
1 工程概述
该工程位于环境优雅的沿海地带,为了吸引更多的游客,决定建设以圣诞树为主要造型的建筑,在结构形式上,选用框架剪力墙的结构能够有效的保证建筑的承载力符合相应的要求,同时,因为该建筑的占地面积较大,所以从设计反面进行考量,桁架结构的混凝土框架更为适合工程的整体要求,并且错落悬挑的方式能够有效的降低施工中的难度,能够保证工程的顺利完工。
2 主要技术方法
在施工前,首先要对工程的施工技术进行具体的分析,因为本工程在建筑的造型上具有一定的特点,所以在选择技术方法时一定要慎重,这样才能有效的保证工程的顺利完工,并且促进工程质量的进一步提高。应该在实地对工程进行相应的考察,在充分了解现场概况的情况下,本工程决定采用桁架结构,因为该结构具有承重能力强的特点,能够满足大面积的施工要求。在使用脚手架的过程中,应用到的脚手架具有以下几种类型,其一是内支模架,在内部起到支撑的作用,其二是外支模架,主要是在外部对建筑进行支撑,内支模架中又具有几种不同的类型,根据工程的实际需要,应该将脚手架进行合理的运用,以起到保护工程质量,促进工程顺利完工的目的。
在高空悬挑支模架运用的过程中,为了保证施工人员在施工过程中的安全,一定要进行精准的计算,可以采用计算软件这一手段,将结果准确的计算出来,其中还要考虑到的因素还包括风速等外界的因素,这样才能有效的促进脚手架的安全使用。根据建筑工程的施工要求,在使用高空悬挑支模架的过程中,还应该对地基的承载力以及相应的稳定性进行测量,如果不能保证相应的受力达到要求,就会造成建筑工程无法在安全稳定的环境中顺利完工,进而还会造成居住在建筑中的人们受到人身财产的损害。由此可见,脚手架的选择十分重要,对于本文中所提到的工程来说,更加具有积极的意义。
3 高空悬挑脚手架
在使用该脚手架进行施工的过程中,主要可以分为四个部分,其一是型钢悬挑梁,其二是下撑型钢牛腿,其三是上拉钢丝绳,最后是架体,通过不同部分的组装,最终构成了高空悬挑脚手架。并且承受重力的主要部分为工字钢挑梁以及型钢斜牛腿,只有保证这两部分的施工,才能承受较大的受力,焊接的过程中,应该注意焊接牢固,事先将牛腿预埋在指定的位置上,以达到相互契合的目的。在安装工字钢时,还要额外准备一块木楔,将其放在工字钢挑梁的位置上,并将其进行加固的处理,然后再与型钢斜牛腿焊接在一起,这样就完成了初步的脚手架的安装。脚手架的安装可以与中间层的施工同时进行,一方面能够有效的节约施工时间,另一方面还能保证施工环节之间的衔接。同时在这一过程中,还应该注意安全的问题,始终做到安全施工。
在对楼层进行悬挑施工的过程中,应该随时对每一段进行质量监测,防止出现质量问题重复施工,从而影响了工程的效果。在设置监测角时,有些位置是必须要设置的,例如阳角、中部等位置,将观测点焊接在工字钢梁上,这样一旦遇到较为恶劣的天气,也能在第一时间将脚手架拆除,避免因为大风等天气出现脚手架坍塌而造成的不必要的损失。相信通过对脚手架的监测,一定能够保证各项指标达到规定的范围内,从而促进工程的顺利实施,有效的保证工程质量。
4 安全合理的脚手架的拆除技术
按照脚手架功能区分为基础层脚手架、普通楼层脚手架、高支模落地架、缓冲楼层脚手架、桁架层脚手架。普通楼层脚手架结构混凝土强度达到100%,即可拆除所有楼层模板体系。桁架层脚手架结构混凝土强度达到100%即可拆除次梁及楼板模板体系,同时保留主梁及斜撑等特殊结构模板体系,待组合桁架内所有构件预应力张拉完毕后方可拆除。缓冲楼层脚手架及悬挑支模架必须待上部桁架层脚手架模板体系全部拆除完毕后,方可拆除,完毕后桁架柱下方必须设置2×2钢管格构架顶紧以便将上部荷载传至下层。高支模落地架必须待上部所有桁架层结构施工完成、预应力张拉结束后方可拆除。基础层脚手架必须待高支模落地架拆除完毕后方能拆除。
5 质量控制措施
所有材料包括型钢、圆钢、钢丝绳、绳卡、花篮螺栓、钢管、扣件等进场需提供材质证明,并经质检部门验收合格后才能使用。牛腿埋板及钢梁锚环预埋时需拉线控制其位置及标高,偏差不得大于10mm;在浇筑混凝土过程中派专人看守,及时调整因混凝土浇筑及振捣产生的位移。钢梁严格按照方案中要求安装,其位置、顺直度、根部及端部标高、间距等均需控制,钢梁在架体生根处焊接φ25mm短钢筋头,避免钢管根部不稳定。
在现场设有专职安全负责人,专门负责现场安全施工,落实有关安全生产的规章制度,进场前和施工中对安装作业人员进行安全教育。特种作业人员必须经专业培训,并获得操作证才能上岗作业。电工、电焊工工作时必须穿绝缘鞋。电焊时下方必须有接火斗,防止因火花造成火灾,现场必须配有水桶及灭火器。型钢利用塔吊进行拆除,下方拉警戒线,严禁人员及车辆出入,安全员盯岗到位。成立以项目经理为组长的应急预案小组,明确组员职责分工,提前进行应急演练,以确保结构支撑系统的安全。
结束语
在解决实际问题的同时,将总结的新技术、采用的新工艺的技术指标、应用情况、施工要点作了详细的研究。所研究的内容在实际工程中已得到应用,能够很好的解决了工程施工中存在的问题,未出现任何结构质量及结构安全问题,经济效益和社会效益显著,对类似工程具有较高的推广应用前景。
参考文献
最近几年国民经济飞速发展,伴随着国家基本建设整体投入的加大,我国土木工程领域的发展迎来了前所未有的机遇,同时对土木工程专业人才的培养也提出了更高的要求。社会和企业对高等学校土木工程专业的要求不再是培养单一的技术型人才,而是熟悉工程项目管理工作、适应企业结构调整要求、能够打造精品工程的复合型专业人才。土木工程专业复合型人才,就是既具备土木工程专业技术知识,又拥有经济、法律、管理知识,会设计、懂施工、善管理的能够实施土木工程建设全过程管理的合格人才。面对目前的新形势,普通高等院校土木工程本科专业开设工程管理辅修专业,提出了“土木工程+工程管理”复合型专业人才培养的一种新模式,以满足社会和企业对土木工程专业人才的实际需求。
一、单一土木工程专业从业能力的限制
1.土木工程专业的培养目标和能力结构
2011年国家住房和城乡建设部颁布了由高等学校土木工程学科专业指导委员会制定的《高等学校土木工程本科指导性专业规范》(以下简称《规范》),再次申明了土木工程本科专业的培养目标:培养适应社会主义现代化建设需要,德智体美全面发展,掌握土木工程学科的基本原理和基本知识,经过工程师基本训练,能胜任房屋建筑、道路、桥梁、隧道、铁道等各类工程的技术与管理工作,具有扎实的基础理论、宽广的专业知识,较强的实践能力和创新能力,具有一定的国际视野,能面向未来的高级专门人才。
毕业生能够在有关土木工程的勘察、设计、施工、管理、研究、教育、投资和开发、金融与保险等部门从事技术或管理工作。
《规范》要求土木工程本科专业的学生除了应该具有一定的知识结构和人文、科学与工程的综合素质外,还应具有一定的能力结构,即应用工程科学的能力和具有较强的解决土木工程实际问题的能力。目前我国普通高等院校土木工程专业的毕业生,显然还不能完全具备上述能力。
2.学校培养和社会需求之间的差距
普通高等院校土木工程本科专业的毕业生,最近几年除一部分学生考取硕士研究生选择继续深造之外,其余的毕业生80%左右选择到建设施工单位就业,学生毕业后将直接从事施工企业的技术、管理与经营工作。通过对历届毕业生的走访调查,发现毕业生一般都能够胜任土木工程技术层面的现场施工技术工作,却很难在短时间内适应企业的管理决策层面的工作,这种情况已不能满足自己“先技术、后管理、再创业”的职业生涯规划要求。
对用人单位的调查显示,企业目前对掌握多种专业知识和技能的复合型人才表现出很高的渴求度。现在企业在招聘大学生时非常看重学生的综合素质和能力。学生一旦进入企业,可能刚开始做的是工程设计或施工现场的技术工作,但是如果毕业生技术工作过硬同时又懂经营管理,经过一定时间的实践锻炼,企业必将把他培养成中层管理人才。这样的学生潜力更大,发展空间也更广,也更能适应企业的发展和需求。
在工程建设的具体实施过程中,技术、经济和管理各方面专业知识联系紧密、相辅相成。作为一名合格的专业工程师,即使专门负责某项技术工作,在实施过程中也不可避免地要考虑节省成本、控制进度、满足合同要求等相关因素。目前我国普通高等院校土木工程本科专业教育普遍面临培养模式单一、专业面过窄、课时压缩、缺乏个性等问题,培养的土木工程专业毕业生知识结构比较单一,能够成为某一个技术领域的专家型人才,却很难适应现代化工程管理的需求。
二、选修工程管理辅修专业的优势
土木工程专业的毕业生在基层工作一定时间,夯实工作基础,就有可能进入企业管理层,或者成为项目经理。此时需要从宏观层面管理整个工程,除考虑技术因素外还需要考虑项目的资金链和组织管理。选修过工程管理辅修专业的学生和只学习单一土木工程专业的学生相比,优势在于可以同时掌握组成建设工程项目的两个核心要素——经济和技术,可以从经济和技术两方面来考虑工程的可行性,更加能够保证项目在特定经济条件下的顺利实施。具体而言,选修工程管理辅修专业的同学和只学习单一土木工程专业的同学相比,具有如下优势。
1.知识结构体系更完善
土木工程与工程管理两个专业同属一个大的知识领域,土木工程专业学生掌握相关工程管理专业知识对完善自身的知识体系和提高专业技能水平有很大帮助。参与辅修的学生除了能够掌握土木工程专业所必需的基础理论知识之外,还能够掌握比较系统的管理学、工程经济学、工程建设监理、工程项目管理、工程合同管理、土建工程造价、房地产开发、房地产估价、房地产经济学、建筑企业管理学等方面的基本知识。参与辅修的学生不仅具有较强的分析、研究与解决土木工程专业一般工程问题的能力,还具有熟练的土建工程造价及工程量计算、工程经济分析、工程项目管理能力,具有综合运用所学土木工程技术知识、相关管理理论和方法、相关经济理论、相关法律法规等方面知识从事工程管理的基木能力。
2.未来从业范围更广阔
在市场经济高速发展的今天,人才市场对复合型人才的需求趋势越来越明显。这就要求毕业生不能仅仅掌握单一的专业技能,还需要学习和掌握与自身专业相关的其他专业知识和技能。拥有良好的知识结构体系和广博的专业知识面,就业竞争力明显增强,未来的从业范围也更加广阔。选修过工程管理辅修专业知识的毕业生,具备了土木工程技术、管理学和经济学的基本知识,掌握了现代管理科学的理论、方法和手段,知识、能力、素质协调发展。他们基础扎实、知识面宽、适应性强、综合素质高、富有求实和创新精神,属于能在国内外工程建设领域从事项目决策和全过程管理的复合型高级管理人才。他们不仅能够在有关土木工程的勘察、设计、施工、研究、教育等部门从事技术或管理工作,而且能够在建设单位、设计单位、施工企业、工程监理单位、房地产企业、投资与金融领域、政府部门等从事工程项目管理、工程造价确定与控制、房地产开发与管理、资产评估等工程管理工作。
3.自身发展前景更美好
目前社会对土木工程专业人才的要求越来越高,岗位竞争也越来越激烈,岗位职务提拔的机会自然会优先考虑技能完善的人才。选修过工程管理辅修专业知识的毕业生,除具备土木工程专业的一般知识结构,还具备工程项目管理、房地产经营与管理、投资与造价管理及物业管理等方面的知识结构。他们具有进行工程项目可行性研究、一般土木工程设计、工程项目全过程的投资、进度、质量控制及合同管理、信息管理和组织协调的能力,具有分析和解决房地产经济理论问题及房地产项目的开发与评估、房地产市场营销、房地产投资与融资、房地产估价、物业管理和房地产行政管理的能力,具有项目评估、工程造价管理的能力,初步具有编制招标、投标文件和投标书评定的能力,具有编制和审核工程项目估算、概算、预算和决算的能力,具有物业的资产管理和运行管理的能力。在土木工程建设领域,既懂技术又懂管理的人才符合社会需求,在各个方面占有很大优势,未来的职业发展前景更加美好。
4.获取执业资格更容易
目前我国在工程领域普遍实行注册工程师制度,从业人员需要通过国家统一组织的相关执业资格考试,成绩合格,获得由相关部门颁发的执业资格证书,并经在行业主管部门注册成为注册工程师,才具备在本行业的从业资格。目前和土木工程专业相关的注册工程师主要有注册结构师、注册建造师、注册监理工程师、注册造价师、注册房地产估价师、注册资产评估师、注册咨询工程师等。在土木工程工作实际中需要考取的相关注册证书,很多都涉及工程管理知识。比如国家一级注册建造师考试的四门课程中,“项目管理”、“工程经济学”和“建设法规”都是工程管理专业的课程内容。提前学习过相关理论知识,具有一定的专业基础,更容易通过考试获取执业资格。
三、开设工程管理辅修专业的建议
1.学生自主选择是否辅修
土木工程专业每年的学生数量都很多,一方面考虑到全部辅修工程管理专业在师资、实习场地、实验设备等方面对学校的负担太重,另一方面也考虑到不同的学生职业生涯规划不同,未来的就业方向不同,所以建议不要硬性要求全部学生都选修工程管理辅修专业,而应该让学生根据自己的兴趣特长和职业生涯规划的不同,自主选择是否参加辅修。
2.统一安排主辅修专业课程
将选修工程管理辅修专业的学生重新独立安排班制,通过规范化的管理正确引导学生完成各项学习任务。采用主修专业和辅修专业并列学习的方式,辅修专业和主修专业课程统一设置和安排。辅修专业课程的开课时间将合理考虑学生主修专业的课程安排,利用富余时间完成相关课程的教学任务,避免学生上课时间发生冲突。
3.多方向设置毕业设计内容
毕业设计是培养学生动手能力和创新能力的最好手段,也是对高校培养目标和教育质量的最好检验,毕业设计的重点一定要放在培养学生创新精神和创新能力上。毕业设计或毕业论文的最终目的只有一个,就是将四年所学专业知识进行复习、综合、运用和提高,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。选修工程管理辅修专业的毕业生,毕业设计的内容不再局限于土木工程的建筑设计和结构设计,还可以完成建设项目可行性研究、建筑工程概预算的编制、项目管理规划与施工组织设计、工程管理信息系统应用与开发、房地产价格评估等工程管理方向的设计内容,也可以撰写工程管理专业毕业论文。
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.
随着现代社会经济的不断发展,科学技术生产力对土木工程的影响力越来越强,促进了现代土木工程的多元化发展,因此对土木工程的专业人才也提出了更高的要求。首先我们就现代土木工程的发展特点进行简要的分析。
一 现代土木工程的发展特点分析
较之以往,现代土木工程的一个最明显的发展特点便是科学技术的明显提高,计算机软件的应用为土木工程的发展创建了更为广阔的发展平台。因此土木工程的在发展中展现出现代化、多元化及科技化的特点。就当期形式而论,土木工程的信息技术的迅速发展,专业化的程度加强,对建设工程师的要求明显的加强,不仅要具备较强的施工管理能力,同时要跟上时代的需求,及时的吸收当前的建筑领域的信息,利用科学技术建设具有现代特点的土木工程项目。所以,对于土木工程专业人才的培养具有更加严格的要求。
二 土木工程专业人才的培养模式探讨
现代土木工程的发展需要要求专业人才的多样化,不仅需要掌握基本的理论知识,同时还要有较强的实际技术应用能力。特别是对于高新技术的运用,需要大量具有一定创新能力和雄厚的基础的专业人才。而在我国的高校教育中,土木工程建设的专业人才培养在思想观念和培养模式中还存在一定的缺陷,大部分学生的知识结构及素质能力等还不够完善。因而在教育过程中,势必要建立起系统的专业人才培养体系,强化学生的实践能力,扩展专业知识面。
(1)加强工程教师的专业性建设
培养具有加强应用能力的专业性人才,关键是具有专业的师资团队。加强教师队伍的素质结构和展业特色,培养双师型教师是当前土木工程专业人才培养的必然前提。具体来说可以通过以下步骤强化师资队伍建设:一方面,教师考取注册资格证书参与建设实际,教师可以通过注册结构工程师、建造师和造价师等资格证书,获取参与实际的资格,在教学之余深入实际的参与土木建设工程工作,通过自身的实践,再结合理论知识,教导学生才能更加具有科学性。另一方面,通过引进工程单位的专业技术人才入校教学,企业的技术人才具有长期的实践操作经验,通过学校的理论培养,形成一套可操作性较强的教学体系,提高专业人才的实践与理论结合运用的能力。
(2)注重培养学生的工程意识
教师团队是软实力,强化学生自身的工程意识是加强工程建设人才的根本。注重培养应用型人才,提高学生求真务实和严谨规范的精神态度的基础上,注重学生创新能力的培养。应用性人才是指具有一定的工程建设知识结构且能够较好的运用于实际的专业人才,是围绕工程一线及生产一线的实际形成的。在工程课程设计及建材建设中,要重视基础和实用等要素,也要加强对科学体系的高度关注。要突出对应用型人才的基本知识的熟练掌握和灵活运用,注重实践教学环节。
(3)设置科学的教学体系
在现代土木工程建设教学中,要培养高素质的专业人才,必须要注重教学体系的科学性建设。在教学内容及课程体系方面,必须要深入学生实际和土木工程建设实际,建立基础模块与专业模块相结合的现代教学体系。首先,在教学内容上就要强调实用性,引进现代的建设理论,及时调整教学内容,删除不必要的理论与陈旧的技术内容,引入现代化的建设技术和管理规范知识。其次,建立专业的课程模块内容,结合当前土木工程行业的实际情况,进行教学模块的建设,根据高校的师资力量建立操作性较强的课程设计,并保证教学过程中的软硬件设施建设。
(4)注重专业教学的实践性教学
实践应用教学在当前土木工程专业人才的培养中具有重要的作用,是促进土木工程展业人才适用于当前建设实际的基本前提。突破传统的教学模式,结合现代科学技术及教学规律,建立具有一定实践性的课程设计,根据培养目标机能力为中心,构建相辅相成的教学体系,凸显教学过程中的创新、基础和综合相结合的现代教学特点。首先,一定要精心设计理论及专业课程建设,在生产实习中,可以将学生分为不同的工程建设组,由专门的教师带入实际的进行教学,在实际的土木工程建设过程中,调度学生,讲解施工过程的具体问题。通过学生自身的总结和领悟,才能够更好的促进其专业基础知识的强化,并形成科学的专业思维。其次,对当前土木工程建设的人才需要进行科学的调研,根据实际来进行专业人才的培养,一方面提高了学生的社会适应力,另一方面提高了现代土木工程建设领域的专业人才建设。
最后,利用现代化的科学技术手段,在教学中利用筑CAD、工程项目管理类的P3、PROJECT、PKPM设计软件、监理通2004等,提高专业人才的专业能力培养。
三 结语
综上所述,现代土木工程的专业应用人才培养模式建设,是一项比较庞大而复杂的工程,需要通过结合当前土木建设的发展实际,通过多方面的不断努力,结合高校的人才培养体系建设,才能培养具有较高素质的现代土木工程专业人才。只有坚持教学改革,强化师资队伍建设,并结合当前实际建立具有理论与实践相结合的教学体系,与时俱进的进行教学内容的修订,才能较好的实现专业人才培养的理想。
参考文献
土木工程施工是工程管理专业的核心课程之一,其目的是通过课程学习,使学生掌握建筑施工技术、组织与管理的基本知识,具备独立分析和解决建筑工程施工技术、组织与管理问题的初步能力,为今后进一步学习有关知识和从事专业工作打下基础。从课程目标中可以看出,工程管理专业土木工程施工课程在强调施工技术的同时,也注重施工组织与管理,要求学生利用所学专业知识,根据施工技术的不同制定不同的施工方案,这不同于一般的土木工程本科专业。与开设土木工程施工课程的高职高专的建筑工程管理、工程监理等专业相比,本科专业的属性又决定了其不可能根据实际岗位问题进行课程组织,也不可能弱化学科知识逻辑体系而强调具体岗位技术或技能的熟练操作。因此,对比土木工程专业和一般高职高专专业,土木工程施工课程具备如下特点。(1)施工技术、施工组织与管理并重。工程管理专业的“土木工程+管理”的专业特色决定了工程管理专业必须同时注重土木工程施工技术,以及土木工程施工组织与管理的教学与实践工作。这一点在课程学时分配上体现较为明显。通常,工程管理专业土木工程施工教学大纲中,土木工程施工组织与管理的学时占总学时数的35%以上,这一点迥异于土木工程专业。(2)注重章节之间的联系。除了分部分项工程施工工艺、施工技术等局部性规律外,工程管理专业土木工程施工课程注重章节之间的联系,努力研究土木工程施工的全局性规律,着眼解决建筑施工过程中不同分部分项工程的组织与部署、施工方案选择等问题。(3)“行业能力导向”特征明显。不同于高职高专的岗位订单式人才培养模式,应用型本科专业将“职业岗位”扩展至“行业领域”。也就是说,工程管理专业土木工程施工课程不仅是为施工岗位设置,而是为建筑行业设置,学生通过课程学习,初步具备在建筑行业不同岗位(如工程估价、房地产开发与经营、工程监理、施工技术、施工管理等)工作的能力。(4)与其他经济、管理课程联系更紧密。工程管理专业土木工程施工课程要求学生初步具备技术经济、项目管理等基础知识,能够在施工方案设计、施工部署、施工组织过程中熟练应用其相关原理。
二、当前工程管理专业土木工程施工课程教学中存在的问题
目前,工程管理专业土木工程施工课程的教学模式主要是教师课堂讲述,学生课后复习,课程结束后再通过对应的课程设计加深和巩固所学知识。在教学实践中,主要存在如下问题。
1.课程理论教学与工程实践脱节
土木工程施工课程综合性、实践性极强。对操作性强的施工工艺、施工机械或技术,单纯的课堂理论学习远远不能达到理解和掌握课程内容的目的,以讲述、投影、幻灯片为教学手段不如在施工现场的教学效果。然而,目前中国本科教育的特点决定了本科院校的学生不能像高职高专学生一样通过顶岗实习等手段获取施工过程的感性认识。因此,土木工程施工课程理论教学与工程实践脱节成为土建类专业亟待破解的一大难题。
2.课程学时偏少,不足以涵盖完整的项目工艺
与组织程序土木工程施工课程内容庞杂繁多,涵盖施工技术、施工组织两大部分共计16章,且每章节内容均不可或缺。以知识层面而言,课程知识结构涵盖力学、材料、测量、施工技术、网络技术、施工组织等多个方面。为满足教学要求,提升教学效果,必须科学组织教学内容,合理安排理论与实践教学学时。据分析,土木工程施工课程的合理学时(包含实践)应为80学时以上。然而,在工程管理专业教学中,土木工程施工课程多为4学分,64学时[3],课程学时偏少,难以涵盖完整的项目工艺与组织程序。
3.重施工技术、轻施工组织与管理
长期以来,国内高校土建类专业的教学体系多以土木工程技术为主,存在重技术、轻管理的人才培养误区,工程管理专业亦不例外。具体到土木工程施工课程,课程本身所具备的工科特性使其“重施工技术,轻施工组织与管理”。据笔者不完全统计,多数高校工程管理专业土木工程施工课程中施工组织与管理模块课时在16学时以下,有些甚至只有6个学时。究其原因,一方面,国内建筑行业长时间处于粗放式的增长模式下,建筑行业的快速增长导致行业对工程管理人才的需求迫切,进而影响高校工程管理专业的人才培养模式。在高就业率的光环下,工程管理专业施工技术、施工组织与管理并重的复合型培养模式进展缓慢。另一方面,我国高校,特别是应用型本科高校,工程管理专业教师大部分出身于土建类工科专业,如土木工程等,专业教师的学缘结构也导致工程管理专业教学“重施工技术,轻施工组织与管理”。
4.不同模块之间脱节严重,相互关联少
与基础课不同,土木工程施工课程章节之间跨度大、联系少,具有模块化、专业化的特点。例如,土方工程与混凝土工程之间几乎没有知识上的联系。然而,工程建设的复杂性特征使这些原本毫无关联的知识被放到同一课堂进行讲授。因此,传统的土木工程施工课程教学过程中,不同模块之间联系较少,脱节现象严重。然而,工程管理专业的复合型、全局性培养目标使学生必须注重不同施工工艺或者分部分项工程之间的联系,进而统筹安排,达到建设项目“质量一流,工期、成本合理”的目标。
三、工程管理专业土木工程施工课程教学改革探索与实践
针对目前工程管理专业土木工程施工课程教学中存在的上述问题,笔者所在团队申报了2011年度浙江理工大学教育教学改革研究项目,并获得了校内立项和科研经费支持。经过课题组一年多的研究与实践,提出了一些新的教学改革措施,并应用于工程管理专业土木工程施工课程理论与实践教学过程中,初步取得了较好的教学效果。
1.与时俱进,合理优化专业培养计划
随着建筑业的国际化,对工程管理人才的需求也发生了根本性的改变。“土木工程+管理”的培养模式,复合型的知识体系日益成为相关企业引进工程管理专业人才的基本要求。因此,以2012版人才培养模式修订为契机,经过广泛调研,积极修改、优化工程管理专业培养计划。一方面,增加土木工程施工课程学时,理论与实践教学(课程设计)共计96学时(理论学时64,实践学时2周、2学分),基本涵盖该课程的所有章节与内容;另一方面,调整部分实践课程的授课方式,使其易于进行模块化、专业化教学改革与实践,如分散课程设计教学环节(课程设计)等。
2.施工技术与施工组织并重,凸显专业管理特色
为凸显工程管理专业特色,在优化工程管理专业培养计划的基础上,通过修改土木工程施工课程的教学大纲,调整了章节、模块之间的学时分配,做到施工技术、施工组织与管理并重。首先,在学时分配上,经过调整,工程技术模块共计40学时,施工组织与管理模块共计24学时,实践模块2周,在学时上保证施工技术、施工组织与管理的教学效果。其次,在施工技术教学模块,穿行相关的施工组织与管理类相关知识的教学与实践,由点到面,促进学生专业知识结构体系的建立与完善。在实践环节(课程设计)中,除传统的施工专项方案制定,要求学生进行施工组织与施工部署,按照要求进行流水施工组织与进度计划编制,设定相应的边界条件,引导学生进行施工组织优化与施工平面图布置,最终按小组完成完整的施工组织设计。例如,将两个班60位学生分成10个课程设计小组,每个课程设计小组负责编制一个建设项目的施工组织设计(包含4个施工专项方案,施工总平面图、单位工程施工进度计划表等6项主要任务,分别对应6位学生)。每位学生的课程考核成绩由团体成绩和个人成绩两部分组成,团体成绩由指导教师根据施工组织设计质量给出,个人成绩由课程设计小组成员讨论后投票确定。最后,将课程实践环节(课程设计)分散在理论教学中,与理论教学同步进行。理论教学伊始,指导教师同步下发课程设计任务书,组织学生开始进行课程设计,并定期进行课程设计的指导与点评工作。分散课程设计的初衷有三:一是避开学期末实践性教学的高峰,避免因为课程时间冲突而导致课程设计质量下降,确保课程设计教学时间;二是与理论教学同步,便于学生理论结合实际,加深其对理论知识的理解;三是利用团队作业(团队设计)的思想,利用课程设计小组促使学生进行交流、合作,进而加强学生对课程的认识,培养其团队协作精神。
3.以案例为主线,实训为手段,进行课程模块化教学改革与实践
为适应土木工程施工课程知识点零散、跨度大等模块化特点,课题组以实际工程案例为主线,借助实践性教学环节,以实训为手段,进行课程模块化教学改革与实践。通过讨论,课题组首先按照课程内容将土木工程施工课程分解为土方与基础工程等六大模块。其次,以一个施工工程案例为主线,分别针对上述六大模块设计课程实践环节,模拟案例项目施工组织与管理的全过程,通过施工方案设计、施工组织、施工部署等实训任务使学生掌握所学知识。经过工程管理专业的教学实践,学生反响强烈,效果较为显著。
4.构建理论与实践相结合的一体化教学模式
作为一个重要的基础学科,土木工程有其重要的属性:综合性,社会性,实践性,技术经济与艺术统一性。随着人类社会的进步而发展,土木工程至今已经演变成为大型综合性的学科,并已经出许多分支,如:建筑工程,铁路工程,道路工程,桥梁工程,特种工程结构,给水排水工程,港口工程,水利工程,环境工程等学科。土木工程共有六个专业:建筑学,城市规划,土木工程,建筑环境与设备工程,给水排水工程和道路桥梁工程。
通过一个学期土木工程概论课的学习,我已经深深地感受到土木工程涵盖的广泛,体味了前人取得的成就,也领悟了作为一名土木工程师的重大责任。当然,我们不能沉浸于现已取得的辉煌成就,止步不前。我们还应当与时俱进,去挖掘,去发现,去思考,去想象,去创新。在此,作为一名中国未来的土木工程师,我想结合土木工程的历史,结合我国的国情和世界形势,谈一谈土木工程的可持续发展之路。
(EnglishSummary)
MyknowledgeaboutcivilengineeringhasbeenbroadenedsinceIbecameastudentofTongjiUniversity.
Civilengineeringisaformofhumanactivity.Humanbeingspursuedittochangethenaturalenvironmentfortheirownbenefit.Buildings,transportations,facilities,infrastructuresareallincludedincivilengineering.
Thedevelopmentofcivilengineeringhasalonghistory.Ourseniorshadleftalotofgreatconstructionstous.Forexample,ZhaoZhouBridgeistherepresentativeofourChinesecivilengineeringmasterpieces.Ithasahistoryofmorethan1300yearsandisstillserviceatpresent.
Civilengineeringhasbeensorapiddevelopmentoftheperiod.Alotofnewbridgeshavebeenconstructed,andmanygreaterplansareunderdiscussion.Chinaisalargecounty.Andsheisstillwelldeveloping.SothiserawillbebothexcitingandrewardingfortheChineseCivilEngineers.Andofcourse,civilengineering’sfutureispromising.
However,civilengineerswillbefacingmorecomplexproblems.Weshouldpayattentiontothegrowingpopulationandalotofdeterioratinginfrastructures.Weshouldprepareforthepossibilityofnaturaldisasters.Tomeetgrowneedsinthefuture;weshouldalsotrytoupdateallthetransportationsystems.
Todealwiththeseproblems,wewillhavetodevelopinnovativeandenterprisingskills.Andweshouldchooseawaythatwecangocontinuously.HazardMitigationmaybeagreatchoice.Notonlycanitsavemoneyinthelongrun,butalsoavoidgettingintoanembarrassingsituationinwhichwehavetorebuildallthebrokenbuildings.Andweshouldalsousemoreenvironmentallyfriendlymaterialswhendesigningorconstructingnewbuildings.
Well,tobeabrilliantcivilengineerisnoteasy.Today,engineeringisasyntheticsystem.Itnotonlydependsontraditionalmechanics,butalsocloselyrelatedtoadvancedscience.SoPhysics,Chemistry,MaterialScience,ComputerScienceandperhapsmoreareallinourcivilengineeringprogram.
Tobeagoodcivilengineer,weshouldhavetheabilitytoapplytheknowledge,todesignasystem,acomponent,oraprocedureofconstruction.Weshouldalsobeabletoconductexperimentsandexplaintheresults.Furthermore,anengineerneverworksalone,soweshallcooperatewithworkingteam,andtryourbesttocommunicateeffectively.
I’mverygladtobeastudentinthiswonderfulfield.AndIwilltrymybesttobeasuccessfulcivilengineer,tomakecontributionstoourmotherland.
1.对土木工程的历史、现状和未来发展的认识
1.1.1古代土木工程
古代土木工程具有很长的时间跨度,它大致从公元前5000年的新石器时代到17世纪中叶,前后约7000年。在房屋建筑、桥梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了辉煌的成就。一些文明古国的不少传世杰作,至今巍然屹立。譬如我国的长城,埃及的金字塔等。公元6世纪建成的赵州桥,是世界上最早的敞肩式拱桥,于1991年被美国土木工程学会选为世界上地12个土木工程里程碑。
1.1.2近代土木工程
近代土木工程的时间跨度从17世纪中叶到20世纪中叶,前后约300年时间。在此期间,建筑材料从以天然材料为主转向以人造材料为主,建造理论也从主要以总结长期建造经验向重视科学兼顾经验转变。建造技术方面,一些性能优异的大型机械伴随着各种极为有效的施工方法的出现,使得人们开始能建造结构复杂或所处环境恶劣的土木工程。期间建成的埃菲尔铁塔、帝国大厦和金门悬索桥,至今仍不失为伟大的土木工程。
1.1.3现代土木工程
现代土木工程起始于20世纪中叶。发展至今,土木工程在建筑材料、结构理论和建造技术方面都取得了极其巨大的进步。
建筑材料方面,高强度混凝土、高强低合金钢、高分子材料、钢化玻璃越来越多地出现在建筑上。结构理论方面,利用电子计算机强大的运算和绘图能力,力学分析和计算的结果更加符合结果的实际情况,使得在结构设计上更为可靠。对于建筑技术,已经发展到机—电—计算机的一体化,施工过程中,不论是上天、入地还是翻山、下海,都已不是施工的障碍了;而焊接技术的普遍使用,也使得钢结构的发展进入了一个新的阶段。
现代土木工程造就的举世瞩目的建筑有:我国台北的国际金融中心,上海金茂大厦,马来西亚吉隆坡的石油大厦双塔楼,法国的诺曼底斜拉桥等。
1.2对土木工程的现状的认识
现今的土木工程,正日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合。
公共和住宅建筑物要求的建筑、结构、给水排水、采暖、通风、供燃气、供电等现代技术设备日益结合成为整体。
工业建筑物则要求恒温、恒湿、防微振、防腐蚀、防辐射、防火、防爆、防磁、防尘、防高(低)温、耐高(低)湿,并向大跨度、超重型、灵活空间方向发展。
另外,高层建筑大量兴起,地下工程高速发展,城市高架公路、立交桥大量出现,并逐步实现交通运输高速化、水利工程大型化。
值得一提的是我国实行改革开放以后,综合国力有了很大提高,已具备更大规模开发和利用水资源的条件,如三峡水利枢纽,南水北调工程等都是世界一流的大型水利工程。
1.3对土木工程未来发展的认识
随着我国改革开放的不断深入和经济的迅速发展,中国将面临一个更大规模的建设。可以说,我们正面临着一个伴随着国民经济飞跃的土木工程大发展的大好时期。而且这样一个优良的发展环境已经受到并将继续受到西方国家的急切关注。
作为跨世纪的一代,这一大好形势为我们提供了空前难得的施展才干、向国际水平冲击的良好机遇。同时,我们也深深感到,这是一个“机遇”与“挑战”并存、“合作”与“竞争”交织、“创新”与“循旧”相争的时代,如何把握世纪之交时土木工程学科的发展趋势,开创具有中国特色、具有国际一流水平的土木工程学科的新纪元,是对我们跨世纪一代人的严峻挑战。
2.我的感受和认识:中国的土木工程要走可持续发展之路
我国的土木工程有自己的特殊性。
“中国是世界上人口最多的国家,一项大资源被13亿一除即变得微不足道,而一个小问题乘以13亿就成了大问题。”刘西拉教授此语切实道出了我国的困难之所在。我国的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列,而人均占有量却全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染问题已经成为我国所面临的四大严酷问题。走可持续发展迫在眉睫。而土木工程,也必当立足长远,走出一条可持续发展之路。
放眼世界,美国的现代化进程可谓先进,而现今资料表明:未来美国要投入16000亿美元来解决已建工程的不安全状态,譬如,氯离子所引发的建筑锈蚀等等。作为当代土木工程师,在传承前人辉煌成就的同时,也必须多多吸取已出事故的教训,在今后的工作中进行创新改良,实现可持续发展。
2.1发展高新技术,应用结构健康监测,实现可持续发展
土木工程在实际使用过程中,会出现不同程度的损伤或性能退化,这将影响起承载能力和耐久性,甚至引发严重的工程事故,带来重大的人员伤亡和经济损失,产生严重的社会影响。因此,从建筑建成的一刻起,就要做好健康监测、修复和加固的准备。
随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展,人们提出了结构健康监测的概念,给土木工程的发展带来革命性的变化。
结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器,自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等,对结构的健康状况进行评估,科学有效地提供结构养护管理的决策依据,确保结构安全运营,延长结构使用寿命。
近年来,大型土木工程特别是大跨度桥梁结构的健康监测技术成为国内外工程界和学术界关注的热点,通过科研和工程技术人员的努力取得了卓有成效的研究成果。国内外近年新建的许多大型桥梁都安装了结构健康监测系统,如我国的上海徐浦大桥、江阴长江公路大桥、东海大桥、香港地区的青马大桥,韩国Seohae桥和Youngjong桥、美国CommodoreBarry桥和加拿大Confedration桥等。
像这样,通过发展结构健康监测与安全预警,在第一时间发现建筑可能出现的问题,及时进行修复与加固,既避免了可能出现的建筑事故,也基本解决了建筑过快老化损坏,不得不拆去重修的尴尬局面,及由此造成的大量经济、资源、时间上的浪费,实现建筑使用的可持续发展。
2.2合理利用自然资源,注重既有土木工程设施的再利用,实现可持续发展
“可持续发展是在不牺牲后代并满足其需要能力的条件下,满足当前的需要”。
合理利用自然资源,则要在土木工程的建设、使用和维护过程中,土木工程师主动做到节能节地,并最大限度地发挥既有土木工程设施的作用。
比如,我们可以充分利用建筑绿化,在夏季有效降低灰砖墙表面温度,从而减少空调的使用量;可以使用节能保温型的多孔砖或复合墙体作为墙体材料,达到冬季保温隔热的作用;还可以太阳能、地下热能等新能源,减少不可再生资源用量的减少。
另外,对既有建筑的再利用也是可持续发展的重要手段之一。这方面,上海已经取得不少成功的经验:大量不用的厂房,很多已经转变为展览厅、办公楼、艺术家工作室等。这样的改造再利用,既符合现代使用的要求,又节约了能源,避免了浪费,不失为一种有效的办法。
2.3开发利用再生资源和绿色资源,实现可持续发展
世界上每年拆除的废旧混凝土,工程建设产生的废旧混凝土等均会产生巨量的建筑垃圾。我国每年的施工建设产生的建筑垃圾达4000万吨,产生的废混凝土就有1360万吨,清运处理工作量大,环境污染严重。此外,我国是20年来世界水泥生产的第一大国,而这本身是一项高耗资源、高耗能、污染环境的行业。
与其他材料相比,钢材和再生混凝土较为符合绿色建材的标准,应当大力发展这样的绿色建材。
对此,日本的爱知世博会,给我们上了生动的一课:材料方面,世博会的各种建筑材料表面上看很高档,但是很多都是废物利用。许多木版都是由建筑用木材废料加工而成,到处摆放的坐椅,是电视机壳粉碎后制成。丰田展馆内壁由回收的废纸加工而成,长久会场日本馆,既追求了人与自然和谐,也节约了经济开支,所使用的大部分钢材和木料,都可以回收利用。同时,竹壁的优越性在3到9月爱知的酷暑也显现无遗。竹子本身的性能大大降低了室内温度,空调的使用也明显减少。这一点给了我众多的思考:在建筑选材方面,在合适之处应用自然的可再生资源,节约开支的同时,也实现了生态与建筑的和谐可持续发展,何乐而不为呢?
另外,在日本爱知世博会长久手会场,茧状日本馆为减少热负荷,利用墙面绿化、生物降解塑料材料和间伐木材(森林中被砍掉的细木材)实现了环保功能。以“自然的智慧”为主题的爱知世博会,展馆建设大量应用现代科技成果,突出环保性和功能性,反映出人类对自然美的孜孜追求。而这,也应当是未来土木工程师要学习和发展的方向。
我国建筑中,李国豪教授设计的扬浦大桥也堪称经典。引桥部分的螺旋式上升结构,节约人民币数亿元,是土木工程实现经济性可持续发展的典范。
当然,可持续发展,绝不是一味地追求节省,而是要寻求一种最合理的中间状态,既要保证建筑有足够的创意,也要追求完美的技术经济指标,以最少的投入获得最大的效益。我们依旧还是要创造经典,但是绝不能建立在挥霍金钱,建立在耗费更多的资源、能源的基础之上。现今,建筑世界已经进入到生态美学的时代,注重文化、生态、工程与环境之间的关系,注重人性化、节能与可持续发展,才是当代工程师的着眼方向。
3.身边的土木工程实例
我已经在上文中提及了许多土木工程实例,也述说了我对它们的一些认识。下面,我想注重谈一下对苏通大桥的了解。
苏通大桥连接苏州与南通两座古城,如今正在显露雄姿。这座全长32.4公里的大桥,是在建中的世界第一大桥。
据苏通大桥建设副总指挥何平介绍,苏通大桥由跨江大桥工程和南、北岸接线工程三部分组成。全线采用双向六车道高速公路标准。大桥总投资约64.5亿元,预计2008年底建成。苏通大桥的建设过程将攻克一系列世界性难题,并创造四个世界之最。
最大主跨。苏通大桥为斜拉桥。斜拉桥自上世纪50年代开始修建,世界上已建成的各类斜拉桥有200余座。目前世界上已建成的最大跨径斜拉桥为主跨890米的日本多多罗大桥,在建的香港昂船洲大桥主跨1018米,苏通大桥跨径1088米,建成后将成为世界最大的跨径斜拉桥。
最深基础。苏通大桥主墩基础由131根长约120米、直径2.5米至2.8米的钻孔灌注桩组成,承台长114米、宽48米,面积有一个足球场大,是世界规模最大、入土最深的桥梁桩基础。
最高塔桥。目前已建最高桥塔为多多罗大桥224米钢塔,苏通大桥塔为高300.4米的混凝土塔,比在建的香港昂船洲大桥桥塔高6米,为世界最高的桥塔。
最长拉索。苏通大桥最长拉索为577米,最大重量为59吨,比多多罗大桥斜拉索长100米,为世界上最长的斜拉索。
交通部总工程师凤懋润说,苏通大桥是世界第一跨度斜拉桥,将成为中国由桥梁大国向桥梁强国转变的第一个标志性建筑。
4.土木工程专门人才应具有的素质
成为优秀的土木工程师,必须具备“四要素”,即知识结构、实践技能、能力结构以及综合素质与创新意识。
知识结构包括:公共基础知识,专业基础知识和专业知识。
首先,优秀的土木工程师必定有扎实的公共基础知识,并且,在熟悉了解自然科学的基础之上,良好的思想道德心理素质和人文、社会科学基础知识也必不可少。
其次,优秀工程师还必须有过硬的专业基础知识。对工程数学、流体力学、岩土工程、结构工程等都要有扎实的理解和较强的应用能力。
第三,还要有深入的专业知识。不论是从事铁道工程、隧道工程、地下工程还是建筑工程,每一个工程师都要对所偏重行业有着先进的专业知识。只有这样,才能使我国的土木工程事业,走在世界的前列。
土木工程离不开实践。因此,工程师要具备高超的实践技能。譬如:制图技能、计算机应用技能、工程测量技能和结构检测技能等。
作为土木工程学院的本科学生,我会在大学四年的学习过程中,努力掌握好计算机语言与程序设计技能,珍惜每一个上机实习的机会,并在大学物理实验、材料实验和结构实验中掌握一般结构实验的基本方法,初步具备结构检验的技能,做好技术实习、课程设计,争取在结构设计大赛中获奖。
此外,工程师与科学家的不同在于不仅受到自然规律的制约,还会受到社会规律的约束。工程技术人员的的每个工程方案的完成都是某种“社会活动”,绝不可能靠一个人在房间里单独完成。因此要有足够的能力与社会打交道,遵循好社会规律。
在学习生活中,我将不断提高自己的自学能力,从学习中提升工程能力,在学生工作中提升管理能力,逐步完善自己的知识结构,从中培养出科技开发能力并在表达能力和公关能力上多下工夫。
不过,这些技能还构不成一个真正有助于我国可持续发展的土木工程师。因为工程师最重要的是具备高尚的道德文化修养和思想品质。为了国家和民族的利益,献身祖国的事业。为了国家的荣誉,能有强烈的竞争意识。具备唯物辨证的思想方法,有蹋实、严谨、苦干的工作作风。只有这样,才能做一名合格的中国土木工程师。
我们还应看到,我国的土木工程事业与世界一流水平还有一定的差距。譬如国内的不少高层建筑(包括上海的环球金融中心),其工程设计几乎全部由国外承担,钢材几乎全部从国外进口,工程总承包也大多由国外承担,只有钢结构制作与安装等工作由国内单位承担。获得完全自主的知识产权,实现工程建筑的国产化,赶超国际水平,需要我们青年一代去完成!
作为祖国未来的土木工作者,我将努力做到:
1.达好基础,学好外语,承认不足,不甘落后,不断在创新、质量和美学上下工夫。
关键词:中职土木工程测量;教学改革;实践;探索
土木工程测量课程是土木工程专业学生的一门主要的技术基础科,实践性较强是本学科的重要特点。中职院校作为为社会培养应用型人才的基地,在土木工程的课堂教学和实践中,一定要注重培养学生理论联系实际能力和动手能力,提高学生的全面素质和适应新技术挑战能力。
一、土木工程测量教学改革的必要性
土木工程测量作为一门传统学科,其教学内容已历经了数年沿革,土木工程教学方法也一直围绕着传统方法进行。然而,随着高新技术的发展和应用,工程类专业学生的培养目标有了新的调整。近几年,以空间定位技术、航空航天遥感技术、地面一体化技术和地理信息技术以及3S集成技术为代表的当代测量高新科学技术的发展,使得测绘的作业方式、生产手段、数据采集和处理向一体化、智能化的方向发展,标志着测绘科学技术已从手工机械时代向电子信息化、自动化、智能化发展。[1]这些重要变化,不仅体现了学生培养方向的拓宽,也在学生应对新技术挑战能力方面提出了更高地要求。当前,中职学生在毕业后,暴露出了知识陈旧、动手能力差、理论与实践脱节、思想僵硬、缺乏创造力等缺点,传统的土木工程测量学科体系已经不能适应现代社会发展的需要。面对出现的这些问题,作为中职土木工程测量课程的教师,一定要打破传统的教学模式,开拓进取,大胆进行教学体制改革,建立一套与高新科技发展相适应的教学体系,为土木工程建设培养实用、新型、合格的综合型人才。
二、中职土木工程测量教学中存在的问题
培养面向基层的土木工程测量技术人员,是中职院校的重要任务之一。随着教学课程目标的改革,中职院校教学内容和方法也进行了一系列的变革,但由于高新科技发展的迅猛性,中职土木工程测量教学课程中还存在着诸多问题。
第一,教师传统的教学理念,自身素质不高。由于受传统教育观念的影响,再加上中职教师进修机会少等各方面因素的影响,中职教师不能在第一时间接受到新的教育理念、教学方法和手段,所以也就造成在自身教学过程中,教学理念相对落后,教学方法和形式更新较慢,这些主观因素和客观因素的共同制约着教师自身素质的提高。
第二,学生对学习认识不足,动手实践能力较差。当前,大多数中职院校对学生学习效果的测评仍停留在卷面测评上,即使向土木工程测量这种实践性较强的学科也只不过是在笼统地实习之后给学生打出实习成绩。这种不健全的考核标准导致学生对学习认识不足,理论与实践脱节,也严重阻碍了学生动手能力的积极性和主动性,培养出来的学生无法适应企业需要。
第三,教材内容相对滞后,教学测量仪器陈旧。近年来,国家已经加大了对中职院校的教育资金投入,但由于受新技术、新仪器的冲击,国家的教育资源投入力度仍然不够,表现出教材中教学内容始终没有太大的变化,教学测量仪器成就和欠缺,一些新型仪器学生可能从未见过或接触过,导致在以后的生产实践中无法开展工作。
三、中职土木工程测量教学中改革的路径探索
为培养适应现代化建设需要的应用型人才,中职教师必须针对当前中职土木工程测量教学过程中存在的问题,进行大胆的改革和探索,为提高教学质量和培养土木工程测量技术性人才努力。
第一,树立全新的教学理念,自觉更新教学知识。土木工程测量专业的实践性较强,当前中职院校的测量仪器更新较慢,教师必须通过现代教学手段,最大限度地利用现有资源,给学生讲解最新的仪器设备和测量方法,让学生有一个大致了解,并通过各种形式和渠道不断促进自身知识结构的更新和业务水平的提高,以便能够培养出更加合格的土工工程测量的技术型人才。
第二,激发学生学习兴趣,鼓励学生参加生产实践。土木工程测量作为土木工程专业的一门专业技术基础课,应紧密联系土木施工现场实践,以实用为主,在理论上不宜过多展开,以启发式、诱导式为主。[2]兴趣是最好的老师,中职土木工程测量课程中,教师要根据本学科的特点,充分发挥学生的主题作用,引导学生积极思维,主动参与到教学实践过程中,着重培养学生的动手能力和实践操作能力,达到教学目的。
第三,优化教材内容,加大教育资源的投入。现代高新技术的迅猛发展决定了土木工程测量教材的内容更新速度要快于其他学科,但是我们的教材内容几乎很多年不变,跟不上知识更新步骤的教学体制终将会被社会淘汰。加上土木工程测量学的概念较多,学生负担相对过重,教师在教学过程中要坚持少而精的原则,突出重点,提高学生的学习效率。另外,国家还要加大对教育资源的投入力度,购买一些新型的测量仪器,以便学生掌握新型仪器的应用。
新的形势下,给土木工程测量教学改革带来了挑战,同时也带来了新的发展机遇,作为中职土木工程测量学科的教师,一定要任重而道远,通过不断更新自己的知识结构,开展多种形式的教学,并根据科学技术的发展方向和企业的用人需求,不断优化教学过程和课程建设,为培养适应现代社会发展的综合性、应用型、技术性人才做出自己最大的贡献。