土木工程认识实习报告——桥梁方向

关键词: 桥梁工程 认识 桥梁 实习

土木工程认识实习报告——桥梁方向(共6篇)

篇1:土木工程认识实习报告——桥梁方向

土木工程认识实习报告

——桥梁方向

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学号

背景

桥梁指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物。对于桥梁的建造,就属于土木工程中桥梁工程的范畴,桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程,以及研究这一过程的科学和工程技术。桥梁一般讲由五大部件和五小部件组成,五大部件是指桥梁承受汽车或其他车辆运输荷载的桥跨上部结构与下部结构,是桥梁结构安全的保证.包括(1)桥跨结构(或称桥孔结构.上部结构)、(2)支座系统、(3)桥墩、(4)桥台、(5)墩台基础.五小部件是指直接与桥梁服务功能有关的部件,过去称为桥面构造.包括(1)桥面铺装、(2)防排水系统、(3)栏杆、(4)伸缩缝、(5)灯光照明.桥梁大致可以分为以下几个类型:

梁式桥 包括简支板梁桥,悬臂梁桥,连续梁桥。其中简支板梁桥跨越能力最小,一般一跨在8-20m。连续梁桥国内最大跨径在200m以下,国外已达240m。

拱桥 在竖向载荷作用下,两端支承处产生竖向反力和水平推力,正是水平推力大大减小了跨中弯矩,使跨越能力增大。

刚架桥 有T形刚架桥和连续刚架桥,T形刚架桥主要缺点是桥面伸缩缝较多,不利于高速行车。连续刚构主梁连续无缝,行车平顺。施工时无体系转换。

缆索承重桥(斜拉桥和悬索桥)是建造跨度非常大的桥梁最好的设计。道路或铁路桥面靠钢缆吊在半空,缆索悬挂在桥塔之间。斜拉桥已建成的主跨可达890m,悬索桥可达1991m。

组合体系桥 有梁拱组合体系,如系杆拱,桁架拱,多跨拱梁结构等。梁刚架组合体系,如T形刚构桥等。

桁梁式桥 有坚固的横梁,横梁每一端都有支撑。现代的桁梁式桥,通常是以钢铁或混凝土制成的长形中空桁架为横梁。这是桥梁轻而坚固。利用这种方法建造的桥梁叫做箱式梁桥。

悬臂桥 桥身分成长而坚固的数段,类似桁梁式桥,不过每段都在中间而非两端支承。

吊桥 是建造跨度非常大的桥梁最好的设计。道路或铁路桥面看钢缆吊在

半空,钢缆牢牢地悬挂在桥塔之间。

拉索桥 有系到桥柱的钢缆。钢缆支撑桥面的重量,并将重量转移到桥住上,使桥柱承受巨大的压力。

廊桥 加建亭廊的桥,称为亭桥或廊桥,可供游人遮阳避雨,又增加桥的形体变化。一:实习目的

通过参观北京市几座不同的桥梁,对桥梁的基本结构和类型等有一个感性的认识让同学们可以在实习中验证课堂上学习的理论知识,做到理论与实践相结合,掌握理论知识,并对桥梁建设中应注意的事项有所了解。二:实习地点

十三号线高架桥、北京交通大学附近桥梁、卢沟桥及其周边桥梁 三:实习内容

1、地铁13号线轻轨用桥 地铁13号线为轻轨,为与地面之上,均为地面或高架铁路。

地铁13号线位于北京市内繁华地段,桥下设有公路,来往车辆众多,故在公路附近采用跨度较大的梁。而且为了避免遮挡视线,桥墩采用的是板式结构。

由于不同位置受力不同,在减少材料、减轻自重而又能保证强度的情况下,梁的下部做成了抛物线的形状,这样便满足了上述要求,同时还提高了桥的限高。

13号线轻轨用桥采用了连续预应力曲线变截面钢筋混凝土箱梁,是连续梁的一种。所谓连续梁,是指一个梁拥有三个或更多的支撑,属于静不定结构。查阅资料得知,连续梁在恒荷载作用下,产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用,使内力状态比较均匀合理,因而梁高可以减小,节省材料,且刚度大,整体性好,超载能力大,安全度大,桥面伸缩缝少。

该桥还采用了简支梁结构。简支梁就是梁的两端搭在两个支撑物上,两端铰

接,现实看是只有两端支撑在柱子上的梁,主要承受弯矩的单跨结构。一般为静定结构,受力简单,跨中只有正弯矩,体系温变、混凝土收缩徐变、张拉预应力

都不会在梁中产生附加内力。

与之并行的铁路桥,为连续刚构桥。所谓连续刚构,即在桥墩顶部,桥墩与桥体固结,形成一个整体,对梁跨形成附加约束。因此我们可以知道,区别连续梁和连续刚构的依据主要是看桥墩和桥体是如何接触的。固结在一起的是连续刚构,由支座连接的是连续梁。连续刚构桥综合了连续梁和T型刚构桥的受力特点,将主梁做成连续梁体与薄壁桥墩固结而成,连续刚构体系的梁部结构的受力性能如同连续梁一样,薄壁墩底部所承受的弯矩,梁体内的轴力随着墩高的增大而急剧减小。从连续刚构的特点我们可以知道,连续刚构在保持了连续梁的各个优点的前提下,由于桥墩和桥体直接固结,节省了大型支座的昂贵费用,同时减少了桥墩及基础的工程量。

连续刚构较之连续梁强度和刚度更大,因此能承受更大载荷。但是连续刚构的结构也决定了其抗震能力较弱,同时由于连续刚构施工时需要整体浇灌,因此其施工也更复杂。

桥的支座出采用了盆式橡胶支座,即周围为橡胶围成的盆状,内部填充刚材料。橡胶材料有很好的弹性,而盆式结构将刚材料限制在盆内,这样就加强了橡胶材料的强度。由于梁会随季节变化而产生型变量,如果采用固定的支座结构,便会产生很大的作用力,这对于梁和支座都会产生不利影响。而采用这种盆式结构,便能够很好的利用橡胶的弹性来应对梁的变形,从而提高了桥的安全性。

在梁上我们还发现了一些空洞,老师说这是通风孔。由于阳光照射的影响,梁两侧的温度不同,会产生温度应力,对梁产生危害。为了减小这种危害,便设计了通风孔,通过这种结构使梁内外的温度尽量保持一致,减小温度应力带来的危害。

在铁路桥沿线还设有声屏障。在声源和接收者之间插入一个设施,使声波传播有一个显著的附加衰减,从而减弱接收者所在的一定区域内的噪声影响,这样的设施就称为声屏障。采用此设施有效地减少了13号线对周围居民的影响。这也让我们明白在工程的设计施工中,我们考虑的不仅仅是一个工程的稳定性与安全性,还要综合地考虑对周围环境的影响

在老师的讲解中,我们了解到,桥梁与桥之间梁的伸缩缝的设计能合理选定恰当伸缩量的缝隙极为重要,缝隙越大伸缩装置越容易遭破坏。采用的缝隙过大

或过小,以及没有考虑安装时的温度而调整间隙。特别是针对板式橡胶伸缩装置,易造成破坏。即使是连续桥面,在面层铺装上往往也会出现裂纹。因此。要采取预先切割桥面,设置接缝,或用较软的铺装层来吸收裂缝,或者安设小型的伸缩装置来解决。在较大纵坡的情况下,如不设置考虑适应竖直变位的构造,也容易产生缺陷,引起破坏。伸缩装置沿桥面纵向,即使伸缩量小,也存在挠度差大的问题,因此,在伸缩装置构造上要给予重视。伸缩装置与梁体结合成等强的整体无疑是提高其使用效能的重要手段。除模数式伸缩装置之外的其他类型的桥梁伸缩装置,与桥面板的固

定、结合往往不够充分,效果不甚理想,一般构造尺寸较小、刚度不足,而且对新材料的特征、配合等研究不够深入,所以在选型时应作充分的比较研究。为防止因雨水而起的漏水现象,虽然在一些钢制伸缩缝装置中,对配合部位采取插入密封橡胶或将排水装置或铺装层面层作为容易清扫的型式,或在整个缝隙中灌注填人防水材料的实用型式。如果有漏水现象,会腐蚀桥墩支座,减少桥梁的寿命,而且会有很大的修复难度。对与桥面的雨水,一般应在伸缩装置附近设集中排水口;对不在日常养护作多次涂漆的构件上,设计上应采用优质耐久的防护材料作有效的处理。

在13号线的起点,西直门处我们看到了一座斜腿刚构桥,它是带有两个斜腿的刚架结构。斜腿的下端设铰,通常用钢筋混凝土或预应力混凝土制作,也有用钢制作的。这种有推力结构所用材料较省,建筑高度较低,用于立交桥有其较突出的优点。老师告诉我们这种桥还可以用于山区,是比较新型的桥梁结构。

2、慈献寺桥

慈献寺桥位于交大南门外,动物园路与高粱桥斜街交汇处,是一座分离式立交桥。慈献寺桥是为了缓解西直门路段交通压力而建,因此在建设之初便考虑到较大的车流量,采用了双向四车道的设计。可以明显的看出来,慈献寺桥是两座并行的桥拼合在一起的,当桥体拼合好之后再通过浇筑混凝土连接在一起。每个桥的桥墩都采用了圆柱或方形的桥

墩,以增强期稳定性。

近观桥墩,能够发现方形桥墩与桥体之间有一层橡胶层,桥墩的上方有四个支座,支座通过限位装置与桥墩连接在一起。该处桥墩的受力仍主要是通过中间的主要部位,橡胶层的作用与盆式结构中的橡胶层作用相同,也是为了应对形变量而设计。周围的四个限位装置作用是防止桥体发生横向位移,设计时应考虑到强度条件。

沿着慈献寺桥走能看到如图的结构。桥墩的形状发生了变化。我们可以看到,桥墩变粗了,两个相邻桥墩横向支起了一段梁,仔细观察可以看到该梁和桥墩之间是之间浇灌固结在一起,没有支座,这样直接固结可以提高强度。支座存在于梁和桥体之间,梁和桥体间有橡胶垫层。我猜想,这样增大了受力面积,桥上的力可以更均匀地传递下来,而不至于桥上的力集中传到桥墩的某个位置而导致破坏。由于这个位置坡度大,车辆会存在较大的加速度,从而产生较大的冲击载荷,因此桥墩需要做这样的处理。而且采用此结构还能起到把两个并行的桥连成一体的作用。

慈献寺桥是箱式桥体的。之所以做成空心的,主要是为了减少材料和桥的自身重力,因为西直门处的土壤承载力有限。同时由材料力学已经学过的知识可以知道,箱形结构本身强度不会发生太大变化,而且抗扭强度更大了,这一点对于弯桥尤其有利。

3、卢沟桥

卢沟桥位于北京市西南约15千米处丰台区永定河上。因横跨卢沟河(即永定河)而得名,是北京市现存最古老的石造联拱桥。卢沟桥全长266.5米,宽7.5米,最宽处可达9.3米。有桥墩十座,共11个桥 孔,整个桥身都是石体结构,关键部位均有银锭铁榫连接,为华北最长的古代石桥。

卢沟桥为石拱桥,采用石拱相连的结构,这样的结构精巧,坚固耐用。由11个半圆形石拱组成,每个石拱长度不一,自16米到21.6米,桥宽约8米,路面平坦,几乎与河面平行。每两个石拱之间有石砌桥墩,把11个石拱联成一个整体,是一座联拱石桥。联拱石桥不但美观,而且还可以增加泄洪量,桥的主要支撑部位为拱内,桥的强度也因此而增高。

由于卢沟桥位于北方,而北方的河流都会有结冰期。在冰融化的时候,冰块顺流而下,会冲击到桥墩上,对桥造成一定的危害。老师讲到,卢沟桥在设计的时候就考虑到这一点,因而在面向上游的一面,桥墩设计成了较为尖锐的形状,这样能够破冰,使大块的冰变成碎冰,加速了冰的融化。由于时间和天气原因,我们并没有看到卢沟桥桥墩的这一侧,也感到遗憾。

此外,卢沟桥上拥有数不胜数的石狮子,民间也有“卢沟桥的狮子数不清”的说法,据有关资料得知卢沟桥共有

496个石狮子。卢沟桥的石狮子姿态各不相同。狮子有雌雄之分,雌的戏小狮,雄的弄绣球。有的大狮子身上,雕刻了许多小狮,最小的只有几厘米长,有的只露半个头,一张嘴。卢沟桥的石狮子体现了我国古代劳动人民尤其是古代工匠的艺术创造力,除了其在石拱桥的历史上的重要意义,它也有很高的艺术价值。

4、其他

离开卢沟桥继续走,我们看到小卢沟桥,已经损坏的比较严重,小卢沟桥也是拱式桥,因为永定河的支流,这条河有时有水有时停水,我们去的时候没有水,能清晰的看出桥是分两期,第一期建造强度不够,后又加粗的桥墩,拱是由弯曲的柱和横向和纵向的柱支撑,把桥面的力传递到桥墩上。

看完小卢沟桥我们又看了一座高速铁路桥,老师告诉我们这座桥的桥是梁式桥,梁是箱梁,因为是高速铁路桥,所以桥的质量要求很高,跨度不是很大,因为高铁速度很快,桥体收到的冲击很大,所以桥墩设计成椭圆形,并在桥墩内加入预应力筋,预应力筋通常由单根或成束的钢丝、钢绞线或钢筋组成。有粘结预应力筋是和混凝土直接粘结的或是在张拉后通过灌浆使之与混凝土粘结的预应力筋;无粘结预应力筋是用塑料、汕脂等涂包预应力钢材后制成的,可以布置在混凝土结构体内或体外,且不能与混

凝土粘结,这种预应力筋的拉力永远只能通过锚具和变向装置传递给混凝土,这能加大桥的允许的跨度,节省材料,而且减轻了桥重。

再往前走,我们看到一座高速公路桥,桥梁是梯形箱梁,老师讲到桥梁一般讲由五大部件和五小部件组成,五大部件是指桥梁承受汽车或其他车辆运输荷载的桥跨上部结构与下部结构,是桥梁结构安全的保证.包括(1)桥跨结构(或称桥孔结构.上部结构)、(2)桥梁支座系统、(3)桥墩、桥台(4)承台(5)挖井或桩基。五小部件是指直接与桥梁服务功能有关的部件,过去称为桥面构造.包括(1)桥面铺装、(2)防排水系统、(3)栏杆、(4)伸缩缝、(5)灯光照明.[2]大型桥梁附属结构还有桥头堡、引桥等设置

上部结构(或称桥跨结构):是在线路中断时跨越障碍的主要承重结构,是桥梁支座以上(无铰拱起拱线或钢架主梁底线以上)跨越桥孔的总称,当跨越幅度越大时,上部结构的的构造也就越复杂,施工难道也相应增加

下部结构(桥墩,桥台和基础的统称):是支撑桥跨结构并将永久荷载和车辆荷载传至地基的建筑

桥墩桥台:是支撑上部结构并将其传来的永久荷载和车辆等荷载传至基础的结构物。桥墩桥台底部的部分称为基础:承担了从桥墩和桥台传来的全部荷载。支座:设在桥台顶,用于支撑上部结构的传力装置。

最后我们在这里还看到了普通铁路桥,是刚桁架桥,桁架桥一般由主桥架、上下水平纵向联结系、桥门架和中间横撑架以及桥面系组成。在桁架中,弦杆是组成桁架外围的杆件,包括上弦杆和下弦杆,连接上、下弦杆的杆件叫腹杆,按腹杆方向之不同又区分为斜杆和竖杆。弦杆与腹杆所在的平面就叫主桁平面。大跨度桥架的桥高沿跨径方向变化,形成曲弦桁架;中、小跨度采用不变的桁高,即所谓平弦桁架或直弦桁架。

通过老师的讲解,我们了解了一些铁路桥的结构:

1.桥面供车辆和行人直接走行的部分。铁路桥面有钢轨和轨枕支承于纵、横梁系统的明桥面;有道碴槽板、道碴、轨枕、钢轨组成的道碴桥面;有钢轨直接联结于桥面板或主梁上的无碴无枕桥面。

2.主梁桥梁主要承重结构,是桥梁上部结构的主体。铁路桥的主梁,一般为两片。小跨度的主梁间距不大,桥面可直接铺在主梁上。也有采用多片主梁的。主梁可

做成实腹的板梁,杆件连成的刚架或桁架,主梁与桥面、联结系结合而成的箱梁。3.支座桥梁上部结构的支承部分。其作用是将上部结构的支承反力(包括竖向力、水平力)传递给桥梁墩台,并保证上部结构在荷载的作用和温度变化的影响下,具有设计要求的静力条件。支座有活动支座和固定支座两种,可用钢、橡胶或一定标号的钢筋混凝土制作。橡胶支座是一种新型支座,具有重量轻、高度低、构造简单、加工制造容易、用钢量少、成本低廉及安装方便等优点。

这座桥是下行式桥,分两车道双线,桥上铁路行车道由木枕组成,是无道渣的明桥面,这样的制作能减轻桥重,从桥下看桥底,桥底是纵横梁体系,桥面的重量传给纵梁,纵梁把重量传给横梁,横梁把重量传给主梁。我们还了解到桁架桥的一个组成:斜腹杆--------桁架的杆件,依其所在位置不同,可分为弦杆和腹杆两类。弦杆是指桁架上、下外围的杆件,上边的杆件称为上弦杆,下边的杆件称为下弦杆。桁架上弦杆和下弦杆之间的杆件称为腹杆。腹杆又分为竖杆和斜杆。弦杆上相邻两结点之间的区间称为节间。我们还知道桁架桥零杆的作用是控制钢材因为反复承受力的作用而引起的疲劳寿命。

我们还了解到一些桥梁连接的技术分为:

焊接:焊接焊接是被焊工件的材质(同种或异种),通过加热或加压或两者并用,并且用或不用填充材料,使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。

栓接:栓接,即螺栓连接,构件连接方式的一种,主要用于钢材、机械零件之间的连接,螺栓连接是属于可拆卸连接。

四:实习总结

对于土木工程的学习,我们不仅要注意知识的积累,更应该注意能力的培养,学院为了让大家对本专业有更好的了解,给我们安排了本次外出实习,让大家可以建立一个初步的专业基础,对将来的学习起到一些引导作用。认知实习是土木工程教学计划中的一个重要的实践性教学环节,它对学生建立正确的专业思想,树立正确的专业知识学习态度有着极其重要的影响。在参观实习的过程中听着老师详细的讲解,真的可以学到很多平时在课堂上学不到的东西。本次实习不仅仅是一次外出学习,更是对课堂所学知识的补充。

这次参观了几种结构类型的桥梁,收获很多。对于土木工程专业来说,实践和理论同等重要。在实践中我们才能把理论理解透彻,在实践中我们才能更好地去认识理论、改进理论。

本次实习是在没有学习桥梁方向的专业课的情况下进行的,虽然有些陌生,但是实习完了之后还是印象深刻,以致于现在每当看到一座桥的时候,都要去思考它的结构,去想为什么要做成这样子的结构。

除了以上一些感性的认识之外,还有一些对桥梁的理解。我认为,在一个地方建桥,要根据要受到的荷载、地形、当地的工程地质条件、工程技术条件、环境保护、是否美观等方面因素,才能最终建成一座耐用、经济、美观的桥。

篇2:土木工程认识实习报告——桥梁方向

——桥梁工程方向

姓 名: XXXX 学 号: XXXXX0 班 级: 土木XXXX

单 位:北京交通大学土建学院

时 间:201X年X月

土木工程认识实习报告

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目录

第一部分 前言------01

第二部分 专论------02(1)桥梁参观实习总结----02 卢沟桥-------------0

2小清河桥(肋石拱桥)--0

3京石高速铁路(G4)高架桥-----------------------------03

铁路桁架桥----------0

4公路桥----------------------------—--------------0

5地铁13号线用桥------05

慈献寺桥------------06

(2)桥梁基本知识--------07

第三部分 结束语---09

土木工程认识实习报告

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第一部分 前言

 实习时间

2013年5月25日

 实习目的

实习是大学教学中的一个不可分割的有机组成部分,是大学学习中的一个非常重要的环节,也是加强专业知识认识和完善拓展知识的一个重要途径。

土木工程专业作为一门实践性很强的专业,建立正确的专业思想,树立正确的专业知识学习态度有极其重要的影响作用,这些凸现了实习的必要性。鉴于此,我们于2013年5月25日进行关于桥梁工程方向的土木工程专业认识实习。

本次桥梁工程的参观实习的目的是实际观察各种桥梁,初步认识并了解桥的结构,通过自己实地的观察和记录,了解有关桥梁的知识。 实习地点

 卢沟桥及其周边桥梁

 地铁13号线大钟寺至西直门段桥 土木工程认识实习报告

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第二部分 专论

 实习内容

2013年5月25日,我随第一小组的全体同学在带队老师的带领下进行了土木工程桥梁工程方向的认知实习,在老师的耐心讲解和我们的实地参观后,对桥梁工程有了概念和感官上的大体认识。本实习报告将结合老师的讲解及资料查阅总结本次实习中参观的大桥的结构特点,并对桥梁的定义及性质、组成做综述。

 桥梁参观实习总结

 卢沟桥

我们参观的第一座桥是卢沟桥。卢沟桥在北京市西南约15公里丰台区永定河上,是北京市现存最古老的石造联拱桥,全长266.5米,宽7.5米,最宽处可达9.3米,路面平坦,几乎与河面平行。两旁有281根汉白玉栏杆,每根柱头上都有雕工精巧、神态各异的石狮。有桥墩十座,共11个桥 孔,整个桥身都是石体结构,关键部位均有银锭铁榫连接,为华北最长的古代石桥。

卢沟桥为石拱桥,采用由11个半圆形石拱相连的结构,每个石拱长度不一,图1

卢沟桥的狮子 这样的结构精巧,坚固耐用,还可以增加泄洪量。每两个石拱之间有石砌桥墩,把11个石拱联成一个整体,是一座联拱石桥。石拱桥的优点在于:取材能够充分地就地取材;耐久性好,而且养护费用少;构造比较简单,施工工艺易为群众掌握;外型美观。但自重较大引起的水平推力也大,增加了下部结构的工程数量,对地基条件的要求较高,因此石拱桥的跨度会相对较小。桥墩面向上游的一面呈楔形,据老师介绍,这种结构的设计可有效减小河水对桥墩的冲击力。另外,在冰融化的时候,冰块顺流而下,会冲击到桥墩上,对桥造成一定的危害。但楔形桥墩能够破冰,使大块的冰变成碎冰,加速了冰的融化。这样能够使河流对桥图2

卢沟桥的石拱与楔形的桥墩 的冲击伤害降至最低,保证了桥的稳固。此外,楔形的桥墩可对水流进行分流作用,避免来往的船只与桥墩相撞。土木工程认识实习报告

Beijing Jiaotong University (小清河桥)肋石拱桥

从卢沟桥向西行到达小清河桥,小清河桥于建国后建造,分两期工程,现已弃用。由桥底向上看,位于桥体左边的第一期工程,纵向的大拱之间有一个横向的小拱,可以有效地加强桥的稳固性,还能够增强桥的承压能力。桥体

图3

小清河桥

右边的第二期工程由一个拱部由四个纵向的拱与连接该拱的横梁组成,加强了拱部的稳定性,有效地减少了拱部的自重,加大了桥梁的承载能力。此外在桥的联拱之间,多根立柱连接拱、桥墩和桥面,将桥面的压图4

桥体的底面视图 力均匀分散到桥墩和拱上,加固拱部结构,减轻了桥的自重。

该桥由于混凝土板的破坏、钢筋的锈蚀而失去了主要的承载能力。因此目前已废弃不用,只允许行人通过。

图5

桥体的破坏情况

 京石高速铁路(G4)高架桥

在小清河桥南侧,我们远观了高速铁路高架桥。

这座高架桥主要由预应力混凝土简支梁和连续梁组成,均为单箱单室箱型梁。

由于高速铁路的运营密度及对舒适性、安全性的要求均高于普通线路,因此高速列车对桥梁结构的动力作用也就更大。在这个前提下,高速铁路桥梁在设计、施工中形成了自己的特色。

以中小跨度为主。由于高速铁路对线路、桥梁、隧道等土建工程的刚度要求严格,因此,高速铁

图6 京石高速铁路(G4)高架桥 路桥梁跨度以中小跨度为主。土木工程认识实习报告

Beijing Jiaotong University 刚度较大,整体性好。高速铁路桥梁必须具有足够大的刚度和良好的整体性,以防止桥梁出现较大挠度和振幅。同时,必须限制桥梁的预应力徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形,以保证轨道的高平顺行。

纵向刚度大。高速铁路要求依次铺设跨区间无缝线路,而桥上无缝线路钢轨的受力状态不同于路基,结构的温度变化、列车制动、桥梁挠曲会使桥梁在纵向产生一定位移,引起桥上钢轨产生附加应力。过大的附加应力会造成桥上无缝线路失稳,影响行车安全。因此,墩台基础要有足够的纵向刚度,以尽量减少钢轨附加应力和梁轨间的相对位移。

 铁路桁架桥

从小清河桥向北即可看到第四观测点,一座现代铁路桥。该桥属于下沉式桁架桥。整个桥面最上方是铁轨,下为枕木,枕木下方为六条纵向工字梁,最外侧两根为主桁,是主要受力部件,中间的四根是支撑轨枕。纵向工字梁下方是横向工字梁和交叉工字梁,用于加固连接纵向工字梁,使其成为一

个整体,增加其稳固性。

通过

老师的讲解我们得知,主梁与副梁之间的连接方式为铆钉连接,这种连接方式在工程设计和建设中的应用是非常广泛的。

图7

铁路桁架桥

图8 桁架的主梁与副梁的连接方式

此外,老师向我们介绍了两个相邻的桥墩上的制作形式的不同,左侧图片中的只作为滑动支座,右侧图中的制作图9 桁架桥的支座形式 类型为固定支座。这种制作分布的形式可以避免主梁由于受压或温度的影响发生变形时,桥体不会因为结构固定而发生破坏。

桁架桥指的是以桁架作为上部结构主要承重构件的桥梁。桁架桥的组成:

主桥架、上下水平纵向联结系、桥门架和中间横撑架、及桥面系。在桁架中,弦杆是组成桁架外围的杆件,包括上弦杆和下弦杆,连接上、下弦杆的杆件叫腹杆,按腹杆方向之不同又区分为斜杆和竖杆。弦杆与腹杆所在的平面就叫主桁平面。大跨度桥架的桥高沿跨径方向变化,形成曲弦桁架;中、小跨度采用不变的桁高,即所谓平弦桁架或直弦桁架。土木工程认识实习报告

Beijing Jiaotong University 桁架结构桁架结构可以形成梁式、拱式桥,也可以作为缆索支撑体系桥梁中的主梁(或加劲梁)。桁架桥梁绝大多数采用钢材修建,亦有采用预应力混凝土修建的例子。桁架桥为空腹结构,因而对双层桥面有很好的适应性,以上列举的几座桥均布置为双层桥面。

 公路桥

从小清河桥向南行约400米即到了一处公路桥,该公路桥主要使用由T型梁和横隔板组成的简支梁。

横隔板是为保持截面形状、增强横向刚度而在梁之间设置的构件。它对桥梁上分布的活荷载起作用。横隔板在起着维持桥梁的横向稳定、保证各根主梁相互间连成整体、调整各梁的不均匀荷载等作用, 提高了这类梁体的抗扭刚度。同时, 横隔板还可使主梁在水平方向连成整体, 以承受横向的水平荷载

横隔板是使桥梁成为空间整图10

公路桥 体结构的重要组成部分, 必须具有足够的强度和刚度。它的刚度愈大, 桥梁的整体性愈好, 在荷载作用

下各主梁就能更好地共同工作。同时, 横隔板也需有足够的强度传递荷载。在支承处的横隔板还担负着承受和分布较大支承反力的作用。T型梁为横截面形式为T型的梁。两侧挑出部分称为翼缘,其中间部分称为梁肋。由于其相当于是将矩形梁中对抗弯强度不起作用的受拉区混凝土挖去后形成的与原有矩形抗弯强度完全相同外,却既可以节约混凝土,又能够减轻构件的自重,提高了跨越能力。

T型梁组成的简支梁是由墩柱和盖梁支撑着。墩柱上方的盖梁是为支承、分布和传递上部结构的荷载,在排架桩墩顶部设置的横梁。在桥墩(台)或在排桩上设图11

公路桥的T行梁

置钢筋混凝土或少筋混凝土的横梁。主要作用是支撑桥梁上部结构,并将全部荷载传到下部结构。

 地铁13号线用桥

地铁13号线位于北京市内,桥下设有公路,来往车辆众多,故在公路附近采用跨度较大的梁。而且为了避免遮挡视线,桥墩采用的是板式结构。由于不同位置受力不同,在减少材料、减轻自重而又能保证强度的情况下,梁的下部做成了抛物线的形状,这样便满足了上述要求,同时还提高了桥的限高。13号线轻轨用桥采用了连续预应力钢筋混凝土梁,是连续梁的一种。所谓连续梁,是指一个梁拥有三个或更多的支撑。查 土木工程认识实习报告

Beijing Jiaotong University 阅资料得知,连续梁在恒荷载作用下,产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用,使内力状态比较均匀合理,因而梁高可以减小,节省材料,且刚度大,整体性好,超载能力大,安全度大,桥面伸缩缝少。

该桥还采用了简支

图12

13号线用桥 梁结构。简支梁就是梁的两端搭在两个支撑物上,两端铰接,现实看是只有两端支撑在柱子上的梁,主要承受弯矩的单跨结构。一般为静定结构,受力简单,跨中只有正弯矩,体系温变、混凝土收缩徐变、张拉预应力都不会在梁中产生附加内力。

桥的支座出采用了盆式结构支座,即周围为钢材料围成的盆状,内部填充橡胶材料。橡胶材料有很好的弹性,而盆式结构将橡胶材料限制在盆内,这样就加强了橡胶材料图13

桥的支座 的强度。由于梁会随季节变化而产生型变量,如果采用固定的支座结构,便会产生很大的作用力,这对于梁和支座都会产生不利影响。而采用这种盆式结构,便能够很好的利用橡胶的弹性来应对梁的变形,从而提高了桥的安全性。

我们还发现了桥体所采用的排水系统。

 慈献寺桥

图14

桥的排水系统

下午两点,我们回到交大,参观我们此次桥梁方向的最后一个观测点:慈献寺桥。

慈献寺桥位于交大南门外,动物园路与高圆

柱粱桥斜街交汇处,是一座分离式立交桥。慈献混寺桥是为了缓解西直门路段交通压力而建,因凝此在建设之初便考虑到较大的车流量,采用了土双向四车道的设计。可以明显的看出来,慈献桥寺桥是两座并行的桥拼合在一起的,当桥体拼

墩 土木工程认识实习报告

Beijing Jiaotong University 合好之后再通过浇筑混凝土连接在一起。每个桥的桥墩都采用了圆柱或方形的桥墩,以增强期稳定性。

近观桥墩,能够发现方形桥墩与桥体之间有一层橡胶层,桥墩的上方有四个支座,支座通过限位装置与桥墩连接在一起。通过老师的讲解,才知道该处桥墩的受力仍主要是通过中间的主要部位,橡胶层的作用与盆式结构中的橡胶层作用相同,也是为了应对形变量而设计。周围图16

慈献寺桥桥体 的四个限位装置作用是防止桥体发生横向位移,设计时应考虑到强度条件。

沿着慈献寺桥发现桥墩桥墩变粗,两个相邻桥墩横向支起了一段梁,可以看到该梁与桥墩之间是直接固结浇灌固结在一起,提高了强度。

 桥梁基本知识

 梁桥组成

一般梁式桥由梁部结构(桥跨结构)、下部结构(桥墩、桥台、桥台锥体)和基础组成;拱桥的主要组成部分是承重拱;悬索桥和斜拉桥属于组合体系桥,桥塔和钢索(对悬索桥是主缆,对斜拉桥是斜拉索)是桥梁的重要承重结构。 主要技术指标

桥全长:桥梁是指桥台挡碴前墙之间的长度;拱桥是指拱上侧墙与桥台侧墙的两伸缩缝外墙之间的长度;刚架桥是指刚架顺跨度方向外侧间的长度。

梁跨度:一孔梁支座中心之间的距离,是梁桥最重要的技术指标。

孔数:桥墩之间或桥墩与桥台之间的桥跨称为一孔,设一座桥的墩台总数为n,则一座桥的孔数为n-1。

墩高:桥墩基顶至支座铰中心的垂直距离,是影响桥墩设计的重要技术指标。

 桥梁上部结构

上部结构的结构类型:(梁、拱、刚架、斜拉、悬索)

梁的截面形式及主要尺寸:(板式、T形、箱形、工字形等)

主要受力钢筋的类型及布置形式:主要受力钢筋有主筋、斜筋、箍筋等;钢筋种类有圆钢筋、变形钢筋、钢丝、钢铰线等。布置形式分直线、曲线和折线等。

 桥梁下部结构

桥墩类型:按墩身截面形式:矩形墩、圆形墩、圆端形墩、空心截面墩;按墩身结构形式:单柱式、双柱式、排架式。

桥台类型:根据结构形式分为:U形桥台、T形桥台、耳墙式桥 土木工程认识实习报告

Beijing Jiaotong University 台、埋式桥台。

墩台材料:石砌、混凝土、钢筋混凝土、钢管混凝土。

墩台顶帽:墩台顶部支撑桥跨结构的部分。因承受和传递桥跨结构传来的强大作用,须用不低于200号的混凝土浇筑,厚度不小于40cm,一般配有钢筋,并设置配筋的支撑垫石承托支座。顶帽上设有排水坡以免积水,周围还设有突出墩身10~20cm的飞檐,使雨水不直接流泻于墩身表面,也较美观。

墩台托盘:墩台顶帽与墩台身之间的盘状过渡段。因顶帽横向尺寸一般决定于架梁和养护的要求而大于受力需要,为缩小墩身横向尺寸,以节省工程数量,且能合理传递荷载,故在顶帽和墩身间插入托盘过渡。

 桥梁基础类型

明挖基础:又称扩大基础或直接基础,适用于地基土承载力较高的场合。

桩基础桩基础靠桩身与地基土之间的摩擦力及桩头的承压力平衡竖向荷载,是应用极为广泛的基础类型。根据桩的成形和施工方法,桩基础分为打入桩和灌注桩。

打入桩:预制桩身,用打桩机强行打入地下;

灌注桩:在地基土中挖孔或钻孔后,现场灌注桩身,分别称为挖孔桩、钻孔桩。

沉井基础:将上下开口、下端有刃脚的预制井筒立于基础位置,用抓斗或吸泥机清除井内土砂,使井筒不断下沉。随井筒下沉,上面不断接长井筒。下沉至设计标高后用混凝土封底,在井中填充砂石或贫混凝土,顶部加井盖形成沉井基础。

 桥梁支座

根据使用材料分类:普通钢支座和橡胶支座,每种支座又分多种类型;

根据支撑图式分类:固定支座(允许转动),活动支座(允许转动和纵向位移)土木工程认识实习报告

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第三部分 结束语

 实习感想

这一次的实习让我对桥梁工程方向的基本工作与任务有了一个宏观的了解,对于桥梁的基本结构和构造也有了比较深入的认识和亲身的体验,增长了自己的发现问题、分析问题的能力。不仅提高了专业知识水平,也培养了对专业的学习兴趣,更重要的是意识到了土木工程是一项关乎民生的学科,它覆盖的领域涉及到了我们的生活各个角落,而土木工程设施的安全性和稳定性更是一个国家国民生活安居乐业的保证。

实习过程中,老师详细的讲解更让我受益匪浅。参观卢沟桥的的过程中,能强烈的感受到古代劳动人民的智慧和汗水。与周围各种现代化的建筑相对比,我们又能感受到现在科技的发展对桥梁发展的推动。我们作为未来从事桥梁的结构设计人员,应该要感受到这种时代的气息,在时代的大潮中去充实自己,完善自己。

参观过程中,我意识到桥梁的设计和施工是一项多么严谨的工作,因为计算的失误,桥梁可能倒塌;因为施工的问题,桥梁可能在为达到使用年限就被弃用,造成了人力和财力的浪费。作为土建人,我们必须拥有更高的责任感和更加严谨的工作作风。

 感谢

首先感谢老师们。

感谢老师这一段时间的辛苦付出以及每次实习尽心尽力的组织及讲解。其次感谢同学们。

篇3:桥梁工程方向毕业设计教学探索

一、撰写开题报告阶段

撰写开题报告的目的是让学生对桥梁设计的大致程序有一定的了解和宏观的规划, 对可能遇到的问题有一定的心理准备, 并对如何解决问题有一些初步的思考。虽然学校对本科生开题报告格式有基本的规定和要求, 但现在的大学生动手能力和独立思考能力表现参差不齐, 在开题报告阶段存在的问题主要表现在: (1) 无从下笔。无从下笔是学生缺乏独立思考和独立工作能力的表现, 有此表现的学生往往工作态度相对认真, 但工作进度缓慢, 对指导教师依赖性较强; (2) 依葫芦画瓢。撰写开题报告的思路和格式完全参照别人, 这是学生缺乏创新能力的一种表现, 开题报告无自己的特点和思想; (3) 急于求成。思路尚不成熟, 就急于下笔, 开题报告撰写速度快, 但完成质量不高, 对后期可能遇到的困难估计不足, 对后面工作如何开展考虑也不是很细致, 导致后期部分工作容易反复。犯此毛病的往往是一些平常基础较好的学生。对于设计型题目, 即使不写开题报告, 一般学生也能完成毕业设计, 所以并不是所有指导老师都能意识到开题报告的重要性。经过几年的教学摸索, 笔者发现, 重视开题报告撰写, 可以大大提高学生后面设计与计算的工作效率。毕业设计任务书下达后, 大部分学生对即将开始的毕业设计内容较盲目, 通过撰写开题报告在很大程度上缓解了学生无从下笔的状态, 同时开题报告可以让指导老师在正式毕业设计开始之前就了解了每个学生对毕业设计的准备情况以及学生构思存在哪些考虑不周或不当的地方, 这对后面的指导能起到一个事半功倍的效果。俗话说“磨刀不误砍柴工”, 撰写开题报告好比磨刀, 后面的桥梁设计与计算就好比是砍柴的过程, 指导老师应严把开题报告关。

二、初步设计阶段

从往年毕业设计来看, 在初步设计阶段学生对主要设计参数如何确定一般问题不大, 例如跨径的确定、梁高的确定、箱梁在支点和跨中位置顶板、底板、腹板厚度的确定。不知道如何确定的反而是一些看似简单的细节构造, 比如沿跨径方向箱梁底板和腹板厚度变化点位置的确定及支点位置横梁厚度如何确定等。在桥梁初步设计环节, 指导教师不宜指导过细, 否则学生设计出来的作品缺乏个性, 因为学生只是机械地将教师的构思加以再现, 作品难以看到学生自己的想法。在此环节, 也忌讳给学生提供所谓的范例。虽然不是每个老师都遇到这样的问题, 但笔者几乎每年都遇到这样的学生, 在毕业设计中总是希望老师能够提供一个范例作为参照。第一次指导学生时没经验, 在学生的要求下曾把徐岳老师编著的《预应力混凝土连续梁桥设计》作为参考书推荐给学生作为参考, 结果笔者指导的五名学生, 参照该书的“第二章整体式支架现浇施工连续梁桥设计”所有人的设计无论跨径大小都是选择三跨变高度连续梁桥, 箱梁型式均为单箱双室。学生这种不加思考的参照, 让笔者意识到提供范例大大禁锢了学生的主动思考意识和创新意识, 因为在没有范例的前提下学生还有可能根据自己基础资料的特点选择跨径布置, 然后根据跨径选择采用变高度梁还是等高度梁和根据桥宽选择单箱单室或单箱多室 (包括单箱两室) 。桥梁设计是一种创造性工作, 但学生长期以来习惯了“填鸭式”“满堂灌”的被动学习方式, 主动思考的意识和能力较差。在毕业设计阶段常规教学模式发生了改变, 是以学生的“学”为主, 教师的“教”为辅, 这时候大部分学生在初步设计阶段会表现出一种畏难情绪或对自己缺乏信心, 具体表现就是:每做一步都希望老师给予判断, 得到肯定的答复后才敢进行下一步。在初步设计阶段, 笔者认为排解学生的畏难情绪和让学生建立自信比具体指导工作更重要。经过多年的教学实践, 在学生设计过程中给予较少的干预, 反而更有利于学生发挥创造性和获得作为“设计师”的成就感。下面以一个学生的设计作品为例, 图2是学生的原始设计方案 (图中L1:边跨跨径;L2:中跨跨径;H1:中支点梁高;H2:中跨跨中梁高;H3:边支点梁高;H4:边跨跨中梁高) , 图3是笔者在学生作品的基础上微调形成的最后方案。学生原始设计方案思路是正确的, 只是思想有一定的局限性, 体现在两点:一是边支点到边跨跨中抛物线的末端不需要采用边高度, 采用等高度就能满足要求;二是考虑到施工方便和减少模板数量, 边跨部分的半抛物线线形可同中跨。这两个问题在设计一开始就出现了, 若当时就指出必然会打击学生的自信和扼杀其探索能力, 所以为了鼓励学生敢于按照自己的构思去设计桥梁, 笔者没有及时指出。事实证明这样做是正确的, 学生随后的发挥超出了想象, 后面的工作完成得非常漂亮。学生原设计完成后, 在笔者的解释和建议下, 学生对原设计进行了微调, 形成了图3所示的设计方案, 修改后的方案实际上简化了原设计, 并没有增加新的工作量, 反而能让学生通过正误比较, 搞清楚问题所在, 加深了对知识的理解。这个设计作品体现了学生思路的正确性, 虽然思想有一定局限性, 但保证了作品的原创性, 它是学生的骄傲, 学生的成就感挡也挡不住, 信心也大增。

三、计算与验算阶段

此阶段的问题主要表现在内力计算部分。鉴于桥梁计算复杂难以手算完成, 加上毕业设计时间有限 (以笔者工作学校为例, 一般12周左右) , 桥梁的内力计算部分学生都是采用软件完成。众所周知, 有限元软件的熟练掌握和使用主要靠自学和练习, 虽然在大三下学期的《专业软件应用》这门课程中把桥梁电算软件MI-DAS/CIVIL的使用作为一种技能教给了学生, 但由于学生主动学习积极性不强, 课程学分拿到后就基本不怎么再练习了, 所以时间一长, 软件如何操作使用忘了一大半, 等毕业设计需要再用的时候, 很多东西又不得不从头开始捡起, 自学能力强的学得能快一点, 自学能力差的软件的操作反而成为毕业设计的一大障碍, 严重影响进度。从以往的毕业设计来看, 在内力计算阶段光计算软件的熟悉和掌握一般要占去此阶段大部分的时间, 曾有往届毕业生在设计体会中这样写道:“就光对计算软件的操作都需要大量的时间去摸索体会, 没有摸索的人是难以感受到求知过程的那种郁闷又有因成功带来的喜悦的心情。此次设计中, 由于我的专业理论知识不够扎实、对软件的操作不够熟练, 使我走了不少的弯路, 这些都给我留下了深刻的教训。”所以, 对计算程序不精通引起的问题, 除了引导学生在平时学习中加强练习外, 另一方面应就程序应用过程中学生经常遇到的难点进行统一讲解, 使他们少走弯路。在桥梁设计中, 计算分析是十分重要的, 计算机技术的发展和广泛应用使学生从繁重的脑力和体力劳动中解脱出来, 但随之带来的是有些学生过多地依赖计算机软件, 而对桥梁的基本理论、基本概念缺乏必要的理解, 不能对计算结果的可靠性加以分析和判断。为了在一定程度上解决这个问题, 笔者要求学生在整理毕业论文 (计算书) 时要写明各种荷载的计算原理, 例如:对于汽车荷载, 除了要求输出特征截面的位移或内力图外, 还要求学生将程序输出的内力影响线及加载示意图能够整理到计算书中, 这对学生理解基本概念和基本计算原理很有帮助;对于温度荷载, 要求学生参照规范写清楚温度荷载模式和取值方法, 并将各种温度荷载工况作用下的内力图整理到计算书中。对于此部分计算书的撰写, 大部分学生喜欢将程序输出的内力计算数据不加任何整理地罗列在计算书中, 导致计算书中连着几页甚至几十页都是内力表格, 让人看起来眼花缭乱, 找不到重点, 整个计算书 (设计论文) 显得长篇累牍, 一点都不简单明了。所以, 在此阶段应该要求学生不仅要会计算, 还应该清楚整理计算书时只需提取部分数据放到计算书中, 即一般情况下只用把特征截面的数据整理到计算书中即可, 对于这一点认识, 需要指导教师的及时引导。

四、整理计算书、绘制图纸阶段

1. 计算书存在的问题及解决方法。

对于以桥梁设计为题目的学生来讲, 计算书就相当于毕业论文, 计算书不仅有基本内容的要求, 其格式也要满足学校制定的论文写作规范, 譬如, 计算书也是由题名、摘要、目录、章节、参考文献等基本构成, 且题目、目录、章节、图表的字体字号都有统一的规定。论文排版是最基本的要求, 但从往年毕业设计提交的论文来看, 每年总有一小部分学生, 不知道是因为时间仓促, 还是动手能力差, 排版和图表质量总是不尽如人意, 答辩时首先印象分就大打折扣。为了减少上述这些论文撰写不规范问题, 一方面应在平时教学中引导学加强对word、excel等软件的练习, 另一方面在毕业设计过程中尽量引导学生边设计计算边整理计算书, 而不是将计算书完全放到毕业设计的最后阶段整理, 这样操作可以一定程度上解决因时间仓促而影响文质量的问题。因为没有论文写作的经验, 大多数学生第一次写出来的摘要都很糟糕, 指导教师在批阅论文时修改最多的恐怕是摘要部分, 一般都要让学生重写一到两遍才能满足要求。为了避免学生少走弯路, 在学生动笔之前, 指导教师有必要统一说明一下摘要撰写的基本方法。另外一个值得注意的问题是, 有部分喜欢投机取巧的学生, 通过一定的途径, 获取了往届学兄或学姐的毕业论文电子版, 然后整个计算书的结构和文字内容完全套用, 只是将数据进行替换后变成自己的论文, 其操作方式类似于流行于网络上的“丹丹体”填字游戏。这种论文虽然不是完全抄袭, 但其影响是极其恶劣的, 若不及时加以制止, 大部分学生都会趋之若鹜。

2. 设计图存在的问题及解决方法。

对于设计型题目的毕业设计, 一般要求学生完成一定数量的CAD图, 并打印成标准的A3图纸进行提交, 图纸内容主要包括桥型布置图、上下部结构的一般构造图、桥跨结构的钢束或钢筋布置图等。图纸是一种直观、准确、醒目、易于交流的表达形式, 也是答辩时答辩小组老师翻阅最多的资料。因为学生之前的设计与计算过程表现怎么样答辩老师并不是十分清楚, 所以设计图纸画不好, 很容易让学生的整个毕业设计事倍功半。由于平时缺乏锻炼, 学生的图纸存在不少问题, 主要表现有: (1) 画图时, 不知道该画哪些内容, 该标注哪些尺寸, 不清楚自己想用图表达什么。这部分学生的CAD图基本是参照别人的图纸然后依葫芦画瓢完成了自己的作业, 最后提交的图纸, 不仅表达不全, 甚至学生自己都看不懂和解释不清楚; (2) 图面质量较差。图纸比例和布局不合理;标注字号和箭头大小不合适, 整个图面看起来较凌乱;不知道用粗细线布局达到主次分明的目的。导致CAD图质量不高的原因主要有两方面:一是学生平时缺乏锻炼, 就拿如何确定图纸比例来说, 对具有丰富绘图经验的工程师来说应该是没有什么困难, 对初学者来说是非常头疼的;二是, 一般学生都是把绘图放在毕业设计的最后阶段来进行, 往往时间比较仓促, 没有太多的时间进行修改和完善。提高学生的绘图能力, 一方面除了平时学习中加强对学生的训练外, 另一方面东南大学交通学院桥梁专业的操作方式值得推荐, 就是让专业设计院的工程师参与指导学生

毕业设计是本科教学计划的最后一个环节, 是衡量教育质量和办学效益的重要评价内容。透过现象看本质, 指导教师责任心不够、学生态度不端正只是导致毕业设计质量不高的外因, 内在原因是现在的大学生自主获取知识的意识和能力较差。所以要想从根本上提高毕业设计质量, 达到高等工科教育培养具有综合素质的现代工程师 (或工程师“胚料”) 的目标, 还是要从改革高等工科教育体制方面入手:一是进行专业课程体系与教学内容的整体优化, 减少教学内容增加学生课外自学练习, 培养学生自主学习的能力;二是改变传统的“填鸭式”“满堂灌”的教学方式, 尽量以教师的“教”为辅, 学生的“学”为主, 即教学的根本任务是教学生学, 因为学生只有掌握了科学的学法后, 他才能在离开学校、教师以后, 自己不断地在生活和工作中吸取知识信息, 改组和创造出新的知识信息, 成为优秀人才。

摘要:桥梁设计是土木工程专业桥梁工程方向常见的本科毕业设计选题。基于多年指导毕业设计的经历, 指出了桥梁工程方向学生在本科毕业设计各阶段存在的问题, 并给出了相应的教学建议。针对学生在毕业设计各阶段的表现, 透过现象看本质, 认为要从根本上提高工科毕业设计质量和达到工科教育培养具有综合素质的现代工程师的目标, 应该进行专业课程改革和教学方式的改革。

关键词:桥梁设计,桥梁工程,本科毕业设计,问题,教学建议

参考文献

[1]佟军.关于毕业设计与顶峰体验课程的比较研——以中美本科工程教育为视角[D].上海交通大学, 2009:31-32.

篇4:桥梁工程方向毕业设计教学探索

关键词:桥梁设计;桥梁工程;本科毕业设计;问题;教学建议

毕业设计的核心目标是通过将以往学习的基本理论与工程实践相结合,从而使工科学生在这一环节的学习过程中获得工程师的基本训练,为将来进入工程实践打下基础。通过毕业设计这一教学环节不仅要使学生融会贯通所学的知识和技能,而且还要掌握学习、研究与综合运用于实际的方法,培养创新能力与工程实践能力。本文以桥梁工程方向设计型题目为例,结合笔者多年教学探索和实践对毕业设计各阶段中出现的问题及指导进行了探讨。毕业设计的基础资料均源于正式设计或准备施工的实际工程项目,设计型题目的毕业设计的基本流程见图1。

一、撰写开题报告阶段

撰写开题报告的目的是让学生对桥梁设计的大致程序有一定的了解和宏观的规划,对可能遇到的问题有一定的心理准备,并对如何解决问题有一些初步的思考。虽然学校对本科生开题报告格式有基本的规定和要求,但现在的大学生动手能力和独立思考能力表现参差不齐,在开题报告阶段存在的问题主要表现在:①无从下笔。无从下笔是学生缺乏独立思考和独立工作能力的表现,有此表现的学生往往工作态度相对认真,但工作进度缓慢,对指导教师依赖性较强;②依葫芦画瓢。撰写开题报告的思路和格式完全参照别人,这是学生缺乏创新能力的一种表现,开题报告无自己的特点和思想;③急于求成。思路尚不成熟,就急于下笔,开题报告撰写速度快,但完成质量不高,对后期可能遇到的困难估计不足,对后面工作如何开展考虑也不是很细致,导致后期部分工作容易反复。犯此毛病的往往是一些平常基础较好的学生。对于设计型题目,即使不写开题报告,一般学生也能完成毕业设计,所以并不是所有指导老师都能意识到开题报告的重要性。经过几年的教学摸索,笔者发现,重视开题报告撰写,可以大大提高学生后面设计与计算的工作效率。毕业设计任务书下达后,大部分学生对即将开始的毕业设计内容较盲目,通过撰写开题报告在很大程度上缓解了学生无从下笔的状态,同时开题报告可以让指导老师在正式毕业设计开始之前就了解了每个学生对毕业设计的准备情况以及学生构思存在哪些考虑不周或不当的地方,这对后面的指导能起到一个事半功倍的效果。俗话说“磨刀不误砍柴工”,撰写开题报告好比磨刀,后面的桥梁设计与计算就好比是砍柴的过程,指导老师应严把开题报告关。

二、初步设计阶段

从往年毕业设计来看,在初步设计阶段学生对主要设计参数如何确定一般问题不大,例如跨径的确定、梁高的确定、箱梁在支点和跨中位置顶板、底板、腹板厚度的确定。不知道如何确定的反而是一些看似简单的细节构造,比如沿跨径方向箱梁底板和腹板厚度变化点位置的确定及支点位置横梁厚度如何确定等。在桥梁初步设计环节,指导教师不宜指导过细,否则学生设计出来的作品缺乏个性,因为学生只是机械地将教师的构思加以再现,作品难以看到学生自己的想法。在此环节,也忌讳给学生提供所谓的范例。虽然不是每个老师都遇到这样的问题,但笔者几乎每年都遇到这样的学生,在毕业设计中总是希望老师能够提供一个范例作为参照。第一次指导学生时没经验,在学生的要求下曾把徐岳老师编著的《预应力混凝土连续梁桥设计》作为参考书推荐给学生作为参考,结果笔者指导的五名学生,参照该书的“第二章整体式支架现浇施工连续梁桥设计”所有人的设计无论跨径大小都是选择三跨变高度连续梁桥,箱梁型式均为单箱双室。学生这种不加思考的参照,让笔者意识到提供范例大大禁锢了学生的主动思考意识和创新意识,因为在没有范例的前提下学生还有可能根据自己基础资料的特点选择跨径布置,然后根据跨径选择采用变高度梁还是等高度梁和根据桥宽选择单箱单室或单箱多室(包括单箱两室)。桥梁设计是一种创造性工作,但学生长期以来习惯了“填鸭式”“满堂灌”的被动学习方式,主动思考的意识和能力较差。在毕业设计阶段常规教学模式发生了改变,是以学生的“学”为主,教师的“教”为辅,这时候大部分学生在初步设计阶段会表现出一种畏难情绪或对自己缺乏信心,具体表现就是:每做一步都希望老师给予判断,得到肯定的答复后才敢进行下一步。在初步设计阶段,笔者认为排解学生的畏难情绪和让学生建立自信比具体指导工作更重要。经过多年的教学实践,在学生设计过程中给予较少的干预,反而更有利于学生发挥创造性和获得作为“设计师”的成就感。下面以一个学生的设计作品为例,图2是学生的原始设计方案(图中L1:边跨跨径;L2:中跨跨径;H1:中支点梁高;H2:中跨跨中梁高;H3:边支点梁高;H4:边跨跨中梁高),图3是笔者在学生作品的基础上微调形成的最后方案。学生原始设计方案思路是正确的,只是思想有一定的局限性,体现在两点:一是边支点到边跨跨中抛物线的末端不需要采用边高度,采用等高度就能满足要求;二是考虑到施工方便和减少模板数量,边跨部分的半抛物线线形可同中跨。这两个问题在设计一开始就出现了,若当时就指出必然会打击学生的自信和扼杀其探索能力,所以为了鼓励学生敢于按照自己的构思去设计桥梁,笔者没有及时指出。事实证明这样做是正确的,学生随后的发挥超出了想象,后面的工作完成得非常漂亮。学生原设计完成后,在笔者的解释和建议下,学生对原设计进行了微调,形成了图3所示的设计方案,修改后的方案实际上简化了原设计,并没有增加新的工作量,反而能让学生通过正误比较,搞清楚问题所在,加深了对知识的理解。这个设计作品体现了学生思路的正确性,虽然思想有一定局限性,但保证了作品的原创性,它是学生的骄傲,学生的成就感挡也挡不住,信心也大增。

三、计算与验算阶段

此阶段的问题主要表现在内力计算部分。鉴于桥梁计算复杂难以手算完成,加上毕业设计时间有限(以笔者工作学校为例,一般12周左右),桥梁的内力计算部分学生都是采用软件完成。众所周知,有限元软件的熟练掌握和使用主要靠自学和练习,虽然在大三下学期的《专业软件应用》这门课程中把桥梁电算软件MIDAS/CIVIL的使用作为一种技能教给了学生,但由于学生主动学习积极性不强,课程学分拿到后就基本不怎么再练习了,所以时间一长,软件如何操作使用忘了一大半,等毕业设计需要再用的时候,很多东西又不得不从头开始捡起,自学能力强的学得能快一点,自学能力差的软件的操作反而成为毕业设计的一大障碍,严重影响进度。从以往的毕业设计来看,在内力计算阶段光计算软件的熟悉和掌握一般要占去此阶段大部分的时间,曾有往届毕业生在设计体会中这样写道:“就光对计算软件的操作都需要大量的时间去摸索体会,没有摸索的人是难以感受到求知过程的那种郁闷又有因成功带来的喜悦的心情。此次设计中,由于我的专业理论知识不够扎实、对软件的操作不够熟练,使我走了不少的弯路,这些都给我留下了深刻的教训。”所以,对计算程序不精通引起的问题,除了引导学生在平时学习中加强练习外,另一方面应就程序应用过程中学生经常遇到的难点进行统一讲解,使他们少走弯路。在桥梁设计中,计算分析是十分重要的,计算机技术的发展和广泛应用使学生从繁重的脑力和体力劳动中解脱出来,但随之带来的是有些学生过多地依赖计算机软件,而对桥梁的基本理论、基本概念缺乏必要的理解,不能对计算结果的可靠性加以分析和判断。为了在一定程度上解决这个问题,笔者要求学生在整理毕业论文(计算书)时要写明各种荷载的计算原理,例如:对于汽车荷载,除了要求输出特征截面的位移或内力图外,还要求学生将程序输出的内力影响线及加载示意图能够整理到计算书中,这对学生理解基本概念和基本计算原理很有帮助;对于温度荷载,要求学生参照规范写清楚温度荷载模式和取值方法,并将各种温度荷载工况作用下的内力图整理到计算书中。对于此部分计算书的撰写,大部分学生喜欢将程序输出的内力计算数据不加任何整理地罗列在计算书中,导致计算书中连着几页甚至几十页都是内力表格,让人看起来眼花缭乱,找不到重点,整个计算书(设计论文)显得长篇累牍,一点都不简单明了。所以,在此阶段应该要求学生不仅要会计算,还应该清楚整理计算书时只需提取部分数据放到计算书中,即一般情况下只用把特征截面的数据整理到计算书中即可,对于这一点认识,需要指导教师的及时引导。

四、整理计算书、绘制图纸阶段

1.计算书存在的问题及解决方法。对于以桥梁设计为题目的学生来讲,计算书就相当于毕业论文,计算书不仅有基本内容的要求,其格式也要满足学校制定的论文写作规范,譬如,计算书也是由题名、摘要、目录、章节、参考文献等基本构成,且题目、目录、章节、图表的字体字号都有统一的规定。论文排版是最基本的要求,但从往年毕业设计提交的论文来看,每年总有一小部分学生,不知道是因为时间仓促,还是动手能力差,排版和图表质量总是不尽如人意,答辩时首先印象分就大打折扣。为了减少上述这些论文撰写不规范问题,一方面应在平时教学中引导学加强对word、excel等软件的练习,另一方面在毕业设计过程中尽量引导学生边设计计算边整理计算书,而不是将计算书完全放到毕业设计的最后阶段整理,这样操作可以一定程度上解决因时间仓促而影响文质量的问题。因为没有论文写作的经验,大多数学生第一次写出来的摘要都很糟糕,指导教师在批阅论文时修改最多的恐怕是摘要部分,一般都要让学生重写一到两遍才能满足要求。为了避免学生少走弯路,在学生动笔之前,指导教师有必要统一说明一下摘要撰写的基本方法。另外一个值得注意的问题是,有部分喜欢投机取巧的学生,通过一定的途径,获取了往届学兄或学姐的毕业论文电子版,然后整个计算书的结构和文字内容完全套用,只是将数据进行替换后变成自己的论文,其操作方式类似于流行于网络上的“丹丹体”填字游戏。这种论文虽然不是完全抄袭,但其影响是极其恶劣的,若不及时加以制止,大部分学生都会趋之若鹜。

2.设计图存在的问题及解决方法。对于设计型题目的毕业设计,一般要求学生完成一定数量的CAD图,并打印成标准的A3图纸进行提交,图纸内容主要包括桥型布置图、上下部结构的一般构造图、桥跨结构的钢束或钢筋布置图等。图纸是一种直观、准确、醒目、易于交流的表达形式,也是答辩时答辩小组老师翻阅最多的资料。因为学生之前的设计与计算过程表现怎么样答辩老师并不是十分清楚,所以设计图纸画不好,很容易让学生的整个毕业设计事倍功半。由于平时缺乏锻炼,学生的图纸存在不少问题,主要表现有:①画图时,不知道该画哪些内容,该标注哪些尺寸,不清楚自己想用图表达什么。这部分学生的CAD图基本是参照别人的图纸然后依葫芦画瓢完成了自己的作业,最后提交的图纸,不仅表达不全,甚至学生自己都看不懂和解释不清楚;②图面质量较差。图纸比例和布局不合理;标注字号和箭头大小不合适,整个图面看起来较凌乱;不知道用粗细线布局达到主次分明的目的。导致CAD图质量不高的原因主要有两方面:一是学生平时缺乏锻炼,就拿如何确定图纸比例来说,对具有丰富绘图经验的工程师来说应该是没有什么困难,对初学者来说是非常头疼的;二是,一般学生都是把绘图放在毕业设计的最后阶段来进行,往往时间比较仓促,没有太多的时间进行修改和完善。提高学生的绘图能力,一方面除了平时学习中加强对学生的训练外,另一方面东南大学交通学院桥梁专业的操作方式值得推荐,就是让专业设计院的工程师参与指导学生

毕业设计是本科教学计划的最后一个环节,是衡量教育质量和办学效益的重要评价内容。透过现象看本质,指导教师责任心不够、学生态度不端正只是导致毕业设计质量不高的外因,内在原因是现在的大学生自主获取知识的意识和能力较差。所以要想从根本上提高毕业设计质量,达到高等工科教育培养具有综合素质的现代工程师(或工程师“胚料”)的目标,还是要从改革高等工科教育体制方面入手:一是进行专业课程体系与教学内容的整体优化,减少教学内容增加学生课外自学练习,培养学生自主学习的能力;二是改变传统的“填鸭式”“满堂灌”的教学方式,尽量以教师的“教”为辅,学生的“学”为主,即教学的根本任务是教学生学,因为学生只有掌握了科学的学法后,他才能在离开学校、教师以后,自己不断地在生活和工作中吸取知识信息,改组和创造出新的知识信息,成为优秀人才。

参考文献:

[1]佟军.关于毕业设计与顶峰体验课程的比较研——以中美本科工程教育为视角[D].上海交通大学,2009:31-32.

[2]徐岳,王亚军,万振江.预应力混凝土连续梁桥设计[M].北京:人民交通出版社,2000:56-59.

篇5:土木工程桥梁认识实习报告

鲍广鑑《高层钢结构施工技术与管理》

任振甲《高低层建筑连接处施工后浇带的处理方法》

篇6:土木工程专业认识实习报告-桥梁

土木建筑工程学院

土木0701班

李 航 07231012

一、实习目的

参观桥梁

二、实习时间

2009年5月23日

三、实习地点

慈献寺桥,城铁13号线立交桥,京包线立交桥,立水西桥

四、实习内容

桥梁以主要的受力构件为基本依据,可分为梁式桥、拱式桥、钢架桥、斜拉桥、悬索桥五大类。

1.梁式桥。主梁为主要承重构件,受力特点为主梁受弯。主要材料为钢筋混凝土、预应力混凝土,多用于中小跨径桥梁。简支梁桥合理最大跨径约 20米,悬臂梁桥与连续梁桥合宜的最大跨径约60-70米。

2.拱式桥。拱肋为主要承重构件,受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力。主要材料是圬工、钢筋混凝土,适用范围视材料而定。跨径从几十米到三百多米都有,目前我国最大跨径钢筋砼拱桥为170米。

3.刚架桥。是一种桥跨结构和墩台结构整体相连的桥梁,支柱与主梁共同受力,受力特点为支柱与主梁刚性连接,在主梁端部产生负弯矩,减少了跨中截面正弯矩,而支座不仅提供竖向力还承受弯矩。主要材料为钢筋混凝土,适宜于中小跨度,如立交桥、高架桥等。

4.斜拉桥。梁、索、塔为主要承重构件,利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨内增加弹性支承,减小梁内弯矩而增大了跨径。受力特点为外荷载从梁传递到索,再到索塔。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材。适宜于中等或大型桥梁。

5.悬索桥。主缆为主要承重构件,受力特点为外荷载从梁经过系杆传递到主缆,再到两端锚锭。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材,适宜于大型及超大型桥梁。慈献寺桥

献寺桥位于海淀区西直门高梁桥斜街与动物园路相交处,由动物园路沿线新建,因附近有历史地名慈献寺而得名。慈献寺桥建成于2007年,桥长约1公里,宽可并行4车道,是一座典型的分离式立交桥。慈献寺桥为一多跨连续梁,桥体为箱形结构。路面为双向四车道,双向通行,上下行分开。慈献寺桥的建成大大缓解了西直门方向的交通压力。

慈献寺桥全长大概200多米,每跨宽度大概20米,有圆柱形桥墩和方形桥墩。近距离观察桥墩,可以发现桥墩与桥体之间有一层起缓冲作用的橡胶层,桥墩上有四个支座,用于使力沿竖直方向均匀地传到桥墩。同时桥墩四个方向上各有一个限位装置,防止地震时桥体发生横向位移。由于慈献寺桥周围有学校和居民楼,因此桥上采用屏障以减少噪音的传播

在方柱形桥墩的上部,桥墩顶部与桥梁直接相接。从便于施工和修缮以及防止热胀冷缩等其他方面考虑,桥身不是一个整体,而是由两部分拼接而成。此外,在桥身与桥梁处设有多个缓冲,二者也并非直接相连。这样设计能够减少缓冲桥墩与桥身的震动,保护桥梁不易被损坏。

而在另一端的圆柱形桥墩处,桥身与桥墩之间除去缓冲之外,还有四个铰接段用来固定。此处由于并没有桥梁支撑的缘故,桥墩与桥身间的铰接就显得十分重要。慈献寺桥不仅设计结构合理,良好地缓解了交通,除此之外,它在外形以及环保等人文方面也考虑得很全面。考虑到慈献寺桥的地理位置,对于桥梁的防噪功能的要求也比较严格。桥附近的建筑分别是动物园、居民区和学校宿舍楼等,所以不能给周围环境造成过大的噪音和污染。从桥底可以看到,桥身的接合处都有几组螺钉,除了固定,还可以消除因桥身震动而产生的噪音。

地铁13号线立交桥与京包线立交桥

13号线轻轨用桥是一四跨连续梁,梁间距较小,该桥高度目测大概8米。由于桥下通行汽车,为避免遮挡驾驶员视线,采用板式桥墩。桥墩与桥体用螺栓、橡胶垫层连接,起到缓解震动和传递力的作用。桥墩上存在限位挡,用以限制震动是桥体产生横向位移。查阅资料得知,连续梁在恒荷载作用下,产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用,使内力状态比较均匀合理,因而梁高可以减小,节省材料,且刚度大,整体性好,超载能力大,安全度大,桥面伸缩缝少。

与之并行的铁路桥,为连续刚构桥。所谓连续刚构,即在桥墩顶部,桥墩与桥体固结,形成一个整体,对梁跨形成附加约束。因此我们可以知道,区别连续梁和连续刚构的依据主要是看桥墩和桥体是如何接触的。固

结在一起的是连续刚构,由支座连接的是连续梁。查阅资料得知,连续刚构桥综合了连续梁和T型刚构桥的受力特点,将主梁做成连续梁体与薄壁桥墩固结而成,连续刚构体系的梁部结构的受力性能如同连续梁一样,薄壁墩底部所承受的弯矩,梁体内的轴力随着墩高的增大而急剧减小。从连续刚构的特点我们可以知道,连续刚构在保持了连续梁的各个优点的前提下,由于桥墩和桥体直接固结,节省了大型支座的昂贵费用,同时减少了桥墩及基础的工程量。

立水西桥

立水西桥位于地铁5号线清水河段。主桥为独塔双索面预应力砼斜拉桥。与一般斜拉桥不同,该桥是一座集斜、弯、坡于一身的跨河地铁斜拉桥,在亚洲属首例,国际上同类曲线斜拉桥也很罕见。主塔顶部连接桥面两侧各28根钢索将桥“吊”起,56根钢索中,每根钢索由55根-100根不等的钢束构成。桥呈弧形,曲率半径为400米左右。主塔位于清河北岸,塔高66.893米左右。塔下埋进地面的还有13根80米深的桩,每根承载力都为1600吨。桥体为箱形结构,梁为简支梁,在桥墩处我们可以清楚看到支座及抗震用的垫层。

立水西桥也是国内首座小半径曲线斜拉桥。主梁为曲线非对称形,它的空间受力结构非常复杂。据老师介绍介绍,采取如此创意设计,一是清河规划的要求,按通水通航要求,在河中不能设桥墩,所以采用大跨度斜拉桥,一次跨过清河;二是从景观角度考虑,采用这种现代斜拉桥桥型,景观也是很美和谐,能给人舒适的感觉。三是为了躲开原来已经修建好了的公路跨河桥——立水桥,不影响交通现状,所以设计为曲线桥。据老师介绍:斜拉桥是通过斜拉索,将强大的拉力斜向集中作用在塔、梁的锚固构造上,从而实现斜拉桥索塔和主梁之间力的传递,因此,斜拉索的锚固构造必须可靠、顺畅地将绳索力传递到主梁和索塔的全截面。整个传递力的途径为:斜拉索、锚头、支承板、锚梁、传递剪力的纵隔板、主塔或主梁。立水西桥13号桥墩位于清河南岸,14~16号桥墩位于清河北岸。跨度布置为(108+66+36)m,主跨108m,边跨102m,内设一个辅助墩以提高结构的整体刚度。主梁为单箱双室预应力混凝土结构,主塔为钻石形结构,斜索为空间的扇形密索体系,梁上索距7m。结构体系为塔、梁固结,边墩和辅助墩上设纵向滑动支座,主塔墩和边墩采用钻孔摩擦桩基础

五、总结

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