桥梁博士十篇

桥梁博士篇1

关键词： 通用 截面 拟合 建模

一、桥梁概况

某三跨预应力混凝土连续梁桥，跨径布置为72m+110m+72m，上部箱梁采用单箱单室截面，C50混凝土，对称悬臂浇筑施工，直腹板形式，单箱顶宽16m，单箱底宽8m，两侧挑臂长4m，变截面箱梁高度及底板厚度按二次抛物线变化，桥面横坡由箱梁内外腹板高度来调整，箱梁在横桥向底板保持水平。单梁中心梁高连续墩处为6.3m，跨中及梁端现浇段为2.75m；底板厚度自跨中至连续墩从0.25m渐变到1.25m。顶板厚度自跨中至连续墩支座处从0.28m渐变为0.78m，腹板宽自跨中至连续墩支座处从0.5m渐变为1m，呈斜直线过渡。箱梁支座处设置横梁，其中端横梁厚1.5m，中横梁厚2.5m。

二、梁段单元划分

采用杆系结构有限单元法分析桥梁时，首先要构成一个与真实结构等价的计算模型，然后将结构模型划分为有限个杆件单元，利用计算程序进行电算分析。一般在以下位置应划分节点。

1. 构件的转折点和截面变化点。

2. 施工分界点，边界处及支座处。

3. 需验算或求位移的截面处。

4. 当出现位移不连续时，例如相邻两单元以铰接形式相连（转角不连续），可在铰接处设置两个节点，利用主从约束考虑该连接方式。

5. 单元节点编号时，应尽量使单元两侧节点号之差最小，这样可使形成的总刚度矩阵带宽最小，从而节省存储量和减少运算量。

按照以上原则我们通过桥梁博士通用截面拟合工具来建立该桥的平面杆系有限元模型。本例每一个施工阶段自然划分为一个单元，以便于模拟施工过程，而且这些截面正是需要验算的截面。另外，在永久支座、临时支座和一些构造变化位置相应增设了几个单元。这样全桥从左至右顺序划分成80个单元，81个节点。

三、截面拟合

首先在AutoCAD中划分好单元，采用与AutoCAD交互的方式导入模型，然后打开界面：在输入单元信息窗口中，单击“通用截面拟合”按钮，打开“通用截面拟合”对话框。

1. 参数列表定义

将“截面坐标定义”框中的用到的参数列出如下图所示

四、需要注意的问题

1.笔者认为，计算时可将桥面的坡度改成平坡，这

样梯度温度的计算结果会更准确。

2.根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计

规范》第4.2.6条规定：当连续梁中间支承处设有横隔

梁时，支座上的计算截面可采用横隔梁侧面的连续梁截

面。故本例在此并未将横梁以实心截面形式模拟出，而

是代之以在该处施加荷载来模拟。

3.设计时需要定义截面的顶缘有效宽度Section0.

Top和底缘有效宽度Section0.Bottom。

五、结束语

主跨跨径接近或大于70m的大跨连续梁桥的主梁一

般采用变高度形式，梁底曲线多采用抛物线，当跨径在

100m以上时多采用1.5～1.8次，当跨径在100m以下时多

采用2次。当连续梁桥的跨径超过40～60m时，主梁多采

用箱型截面，此时箱梁的顶板、底板与腹板厚度在纵向

的变化趋势也不尽一致，采用桥梁博士通用截面拟合工具

可以方便快速的实现单元截面的复杂曲线变化的拟合。

参考文献

[1]刘效尧，徐岳.梁桥.北京：人民交通出版社，

2011

[2]桥梁博士使用手册.上海同豪土木工程咨询有限

公司

[3] 姚玲森.桥梁工程. 北京：人民交通出版社，

2008

[4] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范

（JTGD62-2004）.北京：人民交通出版社，2004

[5] 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）. 北

京：人民交通出版社，2004

[6] 谭浩强.C程序设计（第三版）. 北京：清华大

桥梁博士篇2

关键词： 连续箱梁 腹板 偏载 不均匀系数

中图分类号：U448.21+3文献标识码：A

1、情况简介

沈阳市二环快速路高架桥上部结构分预应力混凝土连续箱梁和钢梁两种结构形式。预应力混凝土连续梁桥桥宽为23.5m，标准跨径为30m。预应力混凝土连续箱梁为单箱五室断面，梁高（中心处）2.2m。外侧腹板为圆弧曲面。标准段横坡为双向1.5%。箱梁横断面及支座位置如图1。

图1箱梁横断面及支座位置

2、设计与计算

2.1、要点

从美观和减少占地考虑，该桥上部结构为预应力混凝土连续箱梁，全宽23.5m，单箱多室，翼缘板大悬臂，横桥向仅设两个支座，标准支座间距5.5m。这样，在荷载（尤其是偏载）作用下，腹板受力不均匀尤为明显。此时，如仅按平面杆系进行计算分析，则无法考虑腹板内力不均匀，偏载系数的取值将对计算结果产生较大影响，如果考虑的小了，结构不安全；如果考虑大了，将造成资源的浪费。如全部进行空间计算分析，又存在计算速度慢，结构验算复杂的问题。

为了准确高效地进行计算分析，实际设计工作中采用了空间分析和平面杆系计算相结合的方法。即先用《MIDAS》建立空间模型，计算每道腹板区域内的单元应力并进行积分合成，得出结构自重作用下每道腹板的实际受力情况，并根据其受力算出每道腹板自重作用下的不均匀系数，同时对空间的块单元施加车道荷载，得到空间受力情况下，活载的偏载系数。之后，使用《桥梁博士》建立平面杆系计算模型，考虑空间计算分析得出的腹板内力不均匀情况及活载偏载系数影响，对结构进行验算。

2.2、空间计算不均匀系数

使用《MIDAS》软件建立空间模型，计算分析并得出各道腹板恒载作用下的弯矩和剪力，根据各道腹板的内力值确定各道腹板的内力占全截面内力的比例计算出各道腹板间内力的不均匀系数，为后续的计算分析提供设计依据，具体计算结果见表1。

表1使用《MIDAS》计算得出的各道腹板的弯矩和剪力及不均匀系数

横梁号 支点位置 支点弯矩（KN*M) 支点附近剪力（KN)

MIDAS 比例分配 不均匀系数 MIDAS 比例分配 不均匀系数

边跨 1#腹板 -788 0.05 - 225 0.07

2#腹板 -4106 0.26 1.14 889 0.27 1.24

3#腹板 -3119 0.19 0.86 549 0.17 0.75

4#腹板 -3119 0.19 0.86 549 0.17 0.75

5#腹板 -4106 0.26 1.14 889 0.27 1.24

6#腹板 -788 0.05 - 225 0.07

中跨 1#腹板 -489 0.04 - 94 0.04

2#腹板 -2789 0.22 0.96 459 0.17 0.74

3#腹板 -3026 0.24 1.04 774 0.29 1.27

4#腹板 -3026 0.24 1.04 774 0.29 1.27

5#腹板 -2789 0.22 0.96 459 0.17 0.74

6#腹板 -489 0.04 - 94 0.04

注：腹板编号为桥梁前进方向从左至右。

2.3、纵向受力计算

（1）纵向抗弯

使用《桥梁博士》建立平面杆系计算模型，此时计算的内力值为结构的全截面内力，未考虑的由于该桥桥宽较宽，各道腹板内力分布不均匀的影响。所以我们将由《MIDAS》空间计算所得的腹板弯矩及剪力不均匀系数代入，根据各腹板受力的空间的计算结果进行布束。

（2）纵向抗剪

按《MIDAS》空间计算所得的各腹板剪力分配的比例，将《桥梁博士》计算的纵向全截面受力最不利位置的中支点剪力进行分配，提取最大的腹板剪力进行抗剪验算。

（3）横梁计算

使用《桥梁博士》建立平面杆系计算模型，由于结构腹板剪力分布差异较大，计算时应将上部结构的自重按空间计算的腹板剪力分布情况，按腹板集中力的方式加载，进行横梁的受力分析。

4、结语

该桥的上部结构较宽，各腹板的内力分布不均匀，我们为了提高计算分析的速度，提高计算的准确性，尽可能的与实际的受力情况保持一致。我们采用了空间分析和杆件分析相结合的计算分析方式，充分利用了空间分析和杆系分析各自的优点，为类似上部结构的计算分析提供了一定参考。

作者简介：张进、1981年出生、男、辽宁省锦州市、工程师、大学、主要从事桥梁设计、桥梁检测及桥梁加固维修工作

通讯地址：沈阳市沈河区文萃路37号沈阳市市政工程设计研究院. 邮编 110015. 电话 18040058361024-23842158

参考文献

［1］ 张树仁．《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》．北京：人民交通出版社，2004

［2］中交公路规划设计院．《公路桥涵设计通用规范》．北京：人民交通出版社，2004

桥梁博士篇3

《中国古桥结构考察》缘起于32年前孔庆普与中国桥梁泰斗茅以升的一次谈话。1982年6月24日，孔庆普向茅以升汇报卢沟桥修复工程情况。茅以升对孔庆普说：“你考察、拆除了那么多古桥，你有资格写古桥建造技术方面的书，你就写吧，非你莫属！”这一年，茅以升已是86岁高龄，孔庆普54岁，正值壮年。从那时开始，孔庆普便决心梳理我国古桥建造技术方面的内容并记录下来。1997年底，69岁的孔庆普退休后，先是编写了《中国古桥结构考察》，然后又著述了《北京的城楼与牌楼结构考察》。今年，这两本书同时出版，孔庆普先生也已经86岁了。

1950年，22岁的孔庆普在北京市建设局工作。那一年4月，北京市建设局遵照市政府决定，将城墙和城墙上建筑物，以及跨街牌楼、门楼等古代建筑纳入市政设施管理。1951年春节过后，孔庆普拟定了城墙、城门、牌楼和门楼调查计划，报请局长批准。3月中旬，建设局组成三个“城楼调查小组”，由孔庆普统一指挥。从1951年到1952年，孔庆普主持了包括东直门、阜成门、安定门城楼以及安定门、德胜门和东便门箭楼的修缮工程，并在修缮前后为这些城门楼拍照。1952年初，孔庆普又遵照最新指示，主持分批分期拆除城墙、城楼、箭楼、牌楼、门楼的工作。所有古建筑拆除前都进行了拍照，拆除过程中进行结构考察。

孔庆普既是城墙、城门等古建筑的修缮者，同时也是拆除者，这让他百感交集。他说：“修缮城楼的时候，每完成一项工程，站在城楼上，格外高兴，无比地轻松愉快，那是一种极其美好的享受。此种‘享受’，别人是感受不到的。而拆除城楼的时候，又是另外一种感受，痛心啊！落泪啊！”孔庆普还记得，在拆除阜成门的时候，时任故宫博物院副院长的单士元来到拆除现场，对着城楼深深地鞠了一躬，一句话没说就走了。当年在考察城楼时，孔庆普曾经把自己做的记录资料送给单士元一份。后来孔庆普的资料遗失了，单士元得知后，将孔庆普送给他的资料全部送还。

1951年春，孔庆普被北京市建设局任命为北京桥梁全面调查负责人及河流水文地质勘查组负责人。整个调查过程分为查阅历史档案，访问座谈及实地调查三个阶段。历时三个月的桥梁调查成果卓著：共调查各种市政设施桥梁193座，其中古代桥梁135座，占全部市政桥梁七成左右。今天，北京还很多带有“桥”字的地名，大多都因为当年那里的桥而命名。

茅以升的女儿茅玉麟也来到了活动现场。茅以升基金会在2008年成立了中国古桥研究会，六年多来一直做一些中国古桥研究方面的工作，孔庆普作为古桥研究会的顾问，也积极为古桥的研究和保护出谋划策。

嘉宾祝勇是故宫博物院的研究员，也是知名的文史作者与纪录片导演。他曾写过一本有关北京的书，里面使用了很多外国摄影师拍摄的北京老照片。他认为孔老先生在书中提供的测量数据，比照片更能够真实地还原北京城的空间样貌，为图史互证提供了准确的依据。

武汉大学的历史学博士刘文祥出生于1989年，年龄与孔庆普几乎相差一个甲子。他与在场的来宾和听众分享了来自一个年轻人的观点。他认为这本书是珍贵的历史记录，并且对于像他这样喜爱古建筑的年轻人也十分有价值。

刘文祥说：“我了解到，今天在中国，不管是城市也好，农村也好，有很多像我这个年纪，甚至比我还小的年轻人，开始关注中国的城市文化遗产保护，关注古建筑。而且，已经有很多年轻人组织起来，成立一些保护古建筑的团体。我有一群朋友，他们在福州就成立了这样的团体，走街串巷寻访福州的老建筑，并且搜集了大量资料，传到网上去，做一些有关古建筑方面的宣传。”刘文祥也曾拍摄过一部关于武汉古建筑的纪录片，他希望能有更多的人来关注这些留存在城市里的古老文化遗产。

福建泉州洛阳桥

洛阳桥原名万安桥，位于福建省泉州市东郊的洛阳江上，是中国现存最早的跨海梁式大石桥。建桥工程历时七年，耗银一千四百万两。

河北赵州桥

赵州桥又叫安济桥，坐落在河北省赵县城南五里的河上。赵州桥是隋朝石匠李春设计建造的，距今已有1400年的历史，是世界现存最古老最雄伟的石拱桥。

北京卢沟桥

卢沟桥位于北京西南郊的永定河上，始建于金朝，清康熙时期重建。卢沟桥以其精美的石刻艺术享誉于世。1937年七七事变在此发生，卢沟桥因此成为有历史意义的纪念性建筑物。

桥梁博士篇4

He Min

（Municipal Engineering Design Institute of China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co.，Ltd.，Beijing 102600，China）

摘要：文章介绍了山东邹城某预应力鱼腹式连续箱梁的设计理念、设计构思和结构分析，对今后鱼腹式连续箱梁的应用有一定的借鉴意义。

Abstract: This paper introduces the design concept, design idea and structural analysis of continuous box girder bridge with fish-bellied type in Shandong Zoucheng, which provide some reference for the future application of continuous box girder bridge with fish-bellied type.

关键词：鱼腹梁 闭合框架 花瓶墩 结构设计

Key words: Fish-bellied girder；closed frame；vase pier；structural design

中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）14-0119-01

1工程概况

本项目为城市主干路，跨越京沪铁路，为适应交通发展的需求，并结合城市的经济发展及总体城市规划的要求等，在确保功能安全情况下，重视桥梁景观设计，力求大桥总体平纵线形完美结合、结构造型新颖，同时与周围环境和谐协调。该桥采用30m跨径现浇预应力混凝土鱼腹式连续箱梁，不仅较普通连续梁在抗扭、抗弯上有利，而且其边腹板的流线型设计使得它较之普通箱梁风载体型系数更低，满足桥梁对抗风性能的要求。因本工程上部箱梁采用弧形截面，为与之相协调，形成整体的美观效果，墩柱采用新颖独特的花瓶式桥墩[1]。

2技术标准

本线路为城市主干路；设计车速为50公里每小时；桥面宽度为18米．双向4车道；纵坡≤4％；横坡2％，净空高度≥5.5米；荷载等级为公路-I级，桥梁结构设计基准期100年，桥梁结构设计安全等级为一级；抗震设防基本烈度7度，地震动峰值加速度a=0.05g，地震动反应谱特征周T=0.40s。

3上部结构设计

3.1 结构构造设计箱梁横截面为单箱3室，梁高1.7m，保持三角箱室内腔尺寸始终不变，以便立模浇注。采用2道直腹板，直腹板跨中厚60cm，支点加厚为80cm；两侧斜腹板厚30cm，顶板厚25cm，底板厚25cm，在中支点处底板直线加厚为40cm。中横梁厚度为250cm，端横梁厚度为200cm。箱梁横断面如图1所示。

3.2 预应力布置箱梁根据受力计算配置纵向预应力束，布置了腹板束、顶板通长束、顶板短束、底板通长束、底板短束。在各横梁处均设置了横向预应力束。所有钢束采用高强度低松弛钢绞线，主要技术指标为标准强度1860MPa，屈服强度比≥90％，低松弛（初试核载为70％持续1000h的松弛值≤2．5％）。所有预应力钢束均采用圆锚体系，在各施工缝处预应力筋通过联结器，可以分段进行连续张拉。

3.3 结构纵向计算本结构分别采用桥梁博士V3．0平面杆系程序和MIDAS空间分析程序进行结构受力分析，按照现行规范标准对结构的受力情况进行了全面计算分析。内力计算主要考虑了下列各类计算内力：一期恒载（结构自重）、二期恒载（铺装、防撞护栏）、活载内力及基础不均匀沉降、温度力、混凝土收缩徐变、预应力及所产生的次内力等。按部分预应力混凝土A类构件设计，分析了施工各阶段及成桥运营阶段的应力及变形。计算结果表明，长期组合作用下主梁混凝土的最大压应力为14.36MPa、最小压应力为1.92MPa，无拉应力，满足规范要求；短期组合作用下主梁混凝土的最大压应力为14.36MPa、最小压应力为-0.15MPa，拉应力小于规范限值1.33MPa；抗力及主应力均满足规范要求。最大主压应力13.42MPa，最大主拉应力0.62MPa，满足规范要求。

3.4 桥面板计算本文采用框架分析法，将箱梁空间三维问题转化为平面框架问题求解。其原理是将箱梁的长度方向上截取单位长度薄片框架，再按结构力学的方法进行分析。具体做法是先加刚性支承进行框架分析，再释放支承，将支反力以大小相等方向相反的力加到框架上，并将释放的荷载分解为对称荷载与反对称荷载分别进行计算，然后将三部分计算结果叠加而成[2]。主桥桥面板沿纵向每米范围内布置2根预应力钢束，间距50cm，两端交错单端张拉。用桥梁博士对该截面按部分预应力A类构件计算。桥面横向恒载集度按10cm混凝土、8cm沥青的桥面铺装进行计算，分隔带另计。汽车活载按车道荷载进行加载。桥梁博士在进行车道荷载加载时，将荷载看作单位力，用“横向分布系数”这个概念来描述汽车荷载作用在桥面横向时所产生作用效果。横向分布系数的计算，应根据某一荷载分布宽度范围内可能有的最大轴重比乘上这一宽度所得出。将主桥横向分成五个部分计算荷载分布宽度：悬臂部分、边腹板支点部分、边跨跨中部分、中腹板支点部分、中跨跨中部分。按照规范计算桥面荷载横向分布系数。计算结果表明，在顶板配置横向预应力钢束后能降低顶板底横向拉应力的水平，尤其是能有效改善由于集中荷载作用而引起的横向弯曲引起的集中效应。横向预应力的设置不仅提高了桥面板的抗裂性、增大了桥面板的横向刚度，而且大大提高了整体结构的耐久性，保证了桥梁结构质量[3]。

3.5 横梁计算在两点支承的箱梁桥中，选取两支承点中间的横向间距的时候，我们通常首先要考虑上部结构应具有足够的倾覆稳定安全系数，然后在考虑墩柱自身与上部结构的受力优化。有些时候，我们会使用相对小的支承点之间的横向距离，旨在达到美观目的以及满足地面交通，然而，这样做就相应地加大了悬臂长度，进而增大和提高了结构的横向变形与应力，并且使得倾覆稳定安全系数减少。对于处于悬臂状态的箱室，当支座横向间距越小即悬臂长度越大时，箱梁边室横向受力越不利。因此，在此类弧形底宽箱梁的设计中，支座横向间距取值是否合理对箱梁结构横向受力影响很大。中横梁2.5m范围内布置5根和6根预应力钢束，纵向间距50cm。桥面横向恒载集度按10cm混凝土、8cm沥青的桥面铺装进行计算，分隔带另计。在各种荷载组合下，横梁应力、正截面强度和抗剪强度均满足规范要求。

4下部结构设计

桥墩采用独柱花瓶式矩形桥墩，矩形墩沿横桥向通过圆弧形式进行墩顶扩大。桥梁下部结构墩柱形式采用独柱墩，既节约用地，便于桥下辅道系统对桥下空问的利用；又增强了桥梁下部建筑的通透性，提高了城市桥梁的美观效果。墩顶扩大后设置双支座。对上部结构形成稳定的支承体系，增强桥梁的稳定性和抗震性。花瓶墩采用撑杆-系杆体系进行配筋分析计算。

5结语

本桥上部采用鱼腹式断面，结构轻盈美观，下部采用花瓶墩，墩身设弧形倒角，柔和了结构线条，与箱梁上下呼应，并有意识的对桥梁细部结构优化设计，为今后鱼腹梁的设计提供了经验。

参考文献：

桥梁博士篇5

关键词：汇报点评式逆向教学方法；博士生培养；车桥耦合振动课程

中图分类号：G643.2 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2013）01-0056-05

博士研究生是高等教育最高层次的学历教育，是创新人才储备与建设创新型国家的后备力量。树人是百年大计，人才是兴国之本。博士生的教育质量不仅影响人才的创新能力和综合素质，而且影响国家人才强国战略的实施，以及科技的进步与社会经济的可持续发展。课程学习是国内博士生培养模式[1]中一项必不可少的重要环节，肩负着夯实专业基础，了解学科前沿，拓宽学术视野和激发学生创新思维、创新能力的重要使命[2-4]。因此，必须重视博士生课程的教学工作，尤其是博士生专业课程教学。

长期以来，博士生专业课程的教学方式无固定模式，但从目前国内博士生教育现状看，应试教育机制仍占据着博士生教育培养机制的主导地位[5]。随着博士生课程改革的需求越来越紧迫[6]，许多教育工作者根据课程性质的不同，各科研院所根据自身的具体情况，对博士生专业课程教学方法进行了一系列的探索。杨力斌等[7]

以培养具有创新精神和创新能力的人才为指导原则，指出博士生专业课程必须从教学理念、教学方式和教学过程三方面进行改革。李彦鹏等[8]主张采用研讨课的教学方式，构建一种开放式的课程模式，以提高课堂教学质量。通过总结和借鉴国外研究生课程教学经验[9-10]，中国部分高校[11-12]依托专业优势，以创新能力培养为目标，从课程教学整个过程，全方位立体化设计，对博士生专业课程的教学和课程改革进行了初步探索，但目前教育界尚缺乏公认的博士生专业课程教学模式。

西南交通大学20世纪80年代初开展车桥耦合振动研究，90年代末开设博士生课程——车桥耦合振动。该课程是桥梁结构动力响应方向博士生的专业课程，涉及桥梁结构动力学、车辆动力学、轮轨接触动力学、有限元原理和计算机程序设计等多方面的知识。自开设该门课程以来，课程专题设置始终密切关注该领域国内外最新学术动向，同时每年根据具体情况作相应调整。以2011年为例，课程共由以下9个专题构成，基本涵盖了课程的各个方面：（1）车桥耦合振动概论，主要包括铁路和公路方向；（2）轨道不平顺（或路面不平度）；（3）轮轨相互作用（或车辆道路相互作用）；（4）车辆运动方程；（5）桥梁动力分析模型；（6）车桥耦合分析；（7）车桥动力响应评价准则；（8）公路车-桥耦合振动分析；（9）多因素情况下车-桥耦合分析，如考虑风场作用的风-车-桥耦合振动分析，地震作用下的车-桥耦合振动分析及考虑线路影响的车-线-桥耦合振动分析等多因素构成的交互作用系统。

由于不同学科的交叉与融合，该课程具有知识面广、专业性强、分析系统复杂等特点。在多位主讲教师十余年的教学实践中，提出了汇报点评式逆向教学方法，经过3年的教学实践，学生满意度高，多数学生建议将此教学方法在其他课程中推广。因此，笔者总结汇报点评式逆向教学方法的实践经验，以期为中国工科高层次创新型人才的教学和培养提供新的思路。

一、课程教学方法简介

概括地讲，课程采用课下自学、专题汇报、教师点评、自由研讨相结合的方式进行。

（一）汇报点评式逆向教学方法

多年来许多院校都采用以教师为中心的教学模式，即由教师通过讲授、板书以及教学媒体的辅助，把教学内容传递或灌输给学生，教师是整个教学过程的主宰，学生则处于被动接受地位[13]。学生对通过这种方式获取的知识印象并不深刻，而且多数学生对如何应用这些知识感到迷茫。在车桥耦合振动课程多年的教学实践中，笔者提出汇报点评式逆向教学方法，这种开放式的弹性教学模式打破了传统模式中“你教我听”的被动教学过程，突出了学生在课堂上的主体地位。汇报点评式逆向教学方法共包括4个教学环节。

（1）首先教师课程规划和要求。车桥耦合振动课程共分9个专题，将每个专题的内容分为“了解”“理解”“掌握”三类。在第一讲中教师介绍课程规划，在每一专题内容开展前教师简单介绍课程要求。

（2）对每一专题，学生利用2周的时间，根据课程要求，自主查阅文献，形成PPT汇报文档。汇报文档的内容包括基本的知识体系、最新研究进展、作业完成情况、学习过程中产生的想法及发现的问题。通过学生课下的自主学习，旨在引导学生构建基本知识体系，紧跟科研最新动向，提高学生独立思考和自主创新的能力，以及分析和解决实际问题的能力。

（3）在2周1次的课堂教学中，每位学生进行PPT汇报，限时8分钟，形式和要求与学术演讲相同。不同学生对相同知识的认知程度和解决问题的视角不同，因此学生汇报相当于提供了多种思路，这有利于提高博士生的专业综合素质，开拓学术视野，丰富授课内容，活跃课堂气氛。

（4）教师对学生的演讲进行点评、提问及研讨，考察学生知识体系是否完整、对学生所提问题进行讲解，提出一些让学生现场思考的深层次问题等。通过点评完善学生的知识结构，通过提问提高学生认识问题的层次，通过研讨增强了课堂的互动性。同时，这种模式也促进了学生自主判断，提高了敢于发表自己看法的勇气和胆量。

由此可见，教师成为课堂上的导向者和调节者，而学生真正成为课堂的主体，整个教学过程是学生讲—教师听，教师提问—学生回答。这和传统的教师讲—学生听，学生提问—教师回答的教学流程[13]刚好相反，是一种逆向的教学模式。

汇报点评式逆向教学方法的特点主要表现为以下3点。

第一，精读与泛读结合，通过精读掌握核心知识，通过泛读扩展知识面和学术视野。教学中仅提出课程要求，不指定参考书或参考文献，学生在查阅资料的过程中必然会面对庞大的信息量，如何找准专题所涉及的知识核心，疏通专题的知识脉络体系是关键，因此需要精读与泛读相结合，在纷繁复杂的信息中去伪存真、分清主次、理清思路，这是对学生自主判断能力和知识检索能力的培养。同时也扩展了学生知识面和学术视野，增加触类旁通的意识，对后续独立自主开展研究是有益的。

第二，统一内容汇报和分方向内容汇报结合。例如：对“轨道不平顺”这一专题，具体分为两个汇报方向，选择铁路方向的学生主要针对“轨道不平顺”展开汇报，选择公路方向的学生主要围绕“路面不平度”进行。又如“车辆运动方程”专题教学中可将学生分为3组：客车、货车、汽车，分方向汇报，学生可学到更多知识。

第三，梯度式弹性要求。考虑到博士生研究方向差异较大，每位学生的学习目的不同，教学中采用梯度式弹性要求。PPT汇报的基本要求是掌握基本的知识体系，进一步则要求了解最新进展，更进一步要求发现当前研究中存在的问题，并提出解决办法。对PPT的美观效果要求也是弹性的，学生可根据自己的实际情况确定在PPT制作中投入的精力。课程共设置了4次作业：轨道不平顺作业、车辆运动方程作业、桥梁动力分析模型作业、车桥耦合分析作业。对作业也实行梯度式要求，作业中既包括基本知识概念题，也有更深入的编程计算及建模分析题。作业的基本要求是使学生学以致用、熟悉过程、提炼规律，更高层次的要求是编程计算结果的准确性和提炼规律的普适性等，有时需要撰写小论文。作业包含在每次PPT汇报中，以便教师现场点评学生的完成情况，实现师生之间面对面的学术交流。

（二）考核方式

以往博士生的考核往往采用单一的答卷笔试方式[14]。容易造成学生考试前“突击”，死记硬背，最终的考试成绩并不能真实反映学生对课程的掌握情况和教学效果。以“知识创新教育”为导向，就必须摒弃原有的应试教育，但是改革课程学习考核方式并不是简单地反对考试，而是力图通过多种形式和途径，考核博士生掌握知识的广度和深度，以及运用有关知识分析和解决实际问题的科研能力和创新意识[14]。

车桥耦合振动这门课程的考核采用综合评价的方式考查学生的学习效果。学生每2周按时进行专题汇报，认真完成教师布置的课程作业。学期结束时，将以往所做的PPT汇报演示文档和4次作业整理汇总，并撰写课程学习体会及课程建议。教师根据学生的作业及总结，结合学生在课堂上的具体表现给出期末成绩。这种考核方式注重的是学生平时的学习态度，培养了学生获取新知识的能力和勤奋刻苦的钻研精神，更重要的是拓展了学生的学术视野，为以后进行专业课题研究打下了坚实的基础。

二、教学方法的成效

上述在车桥耦合振动教学过程中采用的汇报点评式逆向教学方法受到了广大博士生的好评。对2010-2011学年第二学期参与车桥耦合振动课程的全部13名博士生进行匿名问卷调查，其中7人对教学方法表示“非常满意”，6人表示“满意”，无“不满意”或“非常不满意”现象。经过3年的实践，逐渐形成了该门课程的授课风格和特色，教学效果显著。

（一）培养学生自主精神和创新意识

博士生经过硕士阶段的学习和研究，一般来说具有相对扎实的理论基础，较强的求知欲和自学能力。课程的实施过程旨在培养学生的自主精神和创新意识，比如学生自主查阅文献资料，自主判断。作业难度的梯度性设置又引导学生层层深入问题本质，激发了学生的创新思维。

（二）提高学生学术表达能力

加强国际交流与合作已成为当今研究生教育的共识[15]，可以起到拓宽研究生国际视野、开阔眼界，增强学术交流能力，提高学术水平的作用。卡耐基说过：“一个人的成功约有15%取决于知识和技术，85%取决于沟通——发表自己意见的能力和激发他人热忱的能力。”因此，学术演讲能力应成为博士生的一项必备综合素质。

课程的专题汇报每2周进行1次，为博士生提供了学术交流平台，使学生能自由地交流思想，展示知识，为以后参加国际学术交流作好准备。同时，汇报PPT内容要求思路清晰、结构严密、逻辑层次分明，页面上不得出现完整的长句，只能以短语形式表达自己的学术观点。这就要求学生真正理解和掌握汇报的专题知识，对研究思路归纳总结，客观评价其进步性和不足之处，学会将知识“内化”。这种汇报点评式逆向教学思路培养了学生的口头表达能力、学术演说能力和临场思辨能力。

（三）锻炼学生信息检索和管理能力

通过课前学生自主查阅文献资料，了解专题知识结构、学术前沿热点，可以培养学生知识检索和信息管理的能力。同时，也锻炼了学生的文献阅读能力，当面对浩瀚的信息量时，需要以精读和泛读相结合的方式，对文献资料进行批判性阅读和理解，用批判的眼光审视别人的同时也能够转换思维来审视自己的不足，找寻学术研究的突破口。

（四）加强知识掌握的牢固程度，提高学以致用的能力

通过自学和汇报可加强学生对知识掌握的牢固程度。采用知识学习和专题作业相结合的方式，充分调动了学生的主观能动性，改被动学习为积极探索，提高了学生分析和解决实际问题的能力，使学生学以致用，培养其创新思维和独立思考能力。

（五）符合科学研究的一般过程

在车桥耦合振动课程中，首先要求学生自主查找文献资料，了解专题所涉及的知识体系，其次要了解最新研究进展，发现当前存在的问题并提出解决办法，最后进行学术汇报。整体过程与科学研究的过程相似，通过课程教学使学生掌握科学研究的一般过程，这对学生今后有序地开展学位论文的研究工作有所裨益。

三、教学方法的探索与完善

实践是检验真理的唯一标准，一套完整的教学方法应该在长期的教学实践中不断探索和逐步完善。汇总3年来学生的反馈意见，在教学实践过程中还需要从以下几个方面进行改进或加强。

（1）增加方法论方面内容的介绍，使学生能够掌握并主动运用科研的一般方法。

（2）专题作业还需进一步提高典型性，增强相互关联性，成为整体。

（3）博士生一般是在博一下学期或者博二上学期选择车桥耦合振动课程，此时学生的研究方向基本已经确定，教师在课程开始之前，可先与学生进行交流，了解学生后续可能从事的研究方向，例如，选择该门课程的学生，研究方向往往可以分为以下几类： 铁路车-桥耦合振动、公路车-桥耦合振动、噪声控制、波浪冲击与船撞、桥梁检测与加固等方向。然后，针对不同学生的具体情况，结合学生人数和专题内容，将每一专题再细分为多个方向。而学生进行PPT汇报时应首先列出专题知识体系的整体框架，但不对所有内容一一展开详述，仅根据各自研究方向的重点或者课下预习过程中感兴趣的知识点，进行分组汇报或分方向汇报。这样不仅能让学生从宏观上理清知识脉络、扩宽专业知识面，从总体上对专题内容有较全面的认知，而且让学生的汇报有所侧重，减少汇报内容的重复性，丰富授课内容，提高学生的学习热情，使学生主动发现问题，进而解决问题，为后续的课题研究和论文写作奠定基础。另一方面，虽然学生的研究方向不同，但都同属于动力学研究范畴，许多知识点是相通的或者是可类比的，由于不同学生对相同知识的认知程度和解决问题的视角不同，有侧重点地汇报相当于提供了多种思路，有利于提高博士生的专业综合素质，学到更多的知识。

（4）教师点评中应增加关于前瞻性问题的介绍，有利于博士生日后选题。

四、结语

在车桥耦合振动课程十余年的教学实践中，提出了汇报点评式逆向教学方法，将教师与学生之间的“教”与“学”、“学”与“考”相互衔接融合，最大限度地激发了学生的主观能动性，培养学生自主精神和创新意识，加强知识掌握的牢固程度，提高学以致用的能力、信息检索和管理能力、学术表达能力。教学流程符合科学研究的一般过程，有利于学生今后更好地开展科研工作。此教学方法对工科其他专业博士生课程教学具有一定的借鉴意义。

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Practice of reverse teaching method including student’s presentation and teacher’scomment in doctoral professional courses

LI Yong-le， LI Ya-dong， WU Meng-xue， CHEN Ning， QIANG Shi-zhong

（Department of Bridge Engineering， Southwest Jiaotong University， Chengdu 610031， P. R. China）

桥梁博士篇6

1．1高校开设课程情况

以南京为例，南京理工科院校中开设了土木工程专业路桥方向的高校较多，这些院校中大部分都购买了相应的土木工程方面的软件，如PKPM结构设计软件，鲁班造价类软件，广联达造价类软件，为了满足学士学位授予权评审要求，因此也建立了相应的专业机房，但是专门开设的有软件应用系列课程的并不多，专业机房的利用率也并不是很高，主要是用于课程设计和毕业设计/毕业论文阶段的集中实践环节教学。民办院校和高职高专、大专院校中对于软件技术应用的课程，开设的相对较多。这样有利于学生在校阶段就能充分接受和社会上需求一致的软件操作训练，从而为日后走上工作岗位做好铺垫。

1．2可开设专业软件技术应用的课程

土木工程路桥方向可开设软件技术应用的课程很多，根据市场需求情况，主要有以下几类。

1．2．1道路桥梁方向设计类课程路桥类可开设软件应用的课程主要有:道路勘测设计，桥梁工程，路基路面工程，专业软件具体又分道路和桥梁计算机辅助设计软件系统两种类型。目前国际主流道路辅助设计软件主要有:CARD/1，Bently，Civil3D。国内常见的道路辅助设计软件主要有:纬地三维道路设计系统，路线大师，EICAD，海地，天正市政道路，鸿业市政道路及路面结构HTDS2003。国内常见的桥梁辅助设计软件主要有:桥梁博士，桥梁大师，桥梁通等等。

1．2．2道路桥梁施工组织及造价类课程工程施工组织及工程造价类可开设软件应用的课程主要有:土木工程施工，建设工程造价，工程造价管理，工程合同管理，工程招投标等课程。专业软件主要有:同望公路造价软件、海德纵横公路工程造价软件、广联达系列软件、上海鲁班系列软件、清华斯维尔系列软件、神机妙算软件、南京未来清单软件等等。

1．3存在的问题及原因分析

社会上存在的工程类软件如此之多，各个地区及企业的实际情况不同，对软件的购买也不一样。各大高校对于软件的购买以及开设相关课程，也是针对学生就业市场需求，以及学校年度设备采购计划而定。对于高校中，要熟练地掌握这些软件需要学生在课后花费较多的时间去练习，而这往往是很多学生不愿做的，只要教师不作硬性规定或要求，主动学习和应用这些软件的学生凤毛麟角。因此，直到大学毕业，真正能够掌握或部分掌握这些软件的学生极少。鉴于以上的情况，高校路桥方向开设软件信息技术类课程，主要还存在着以下几方面问题。

1．3．1现有软件开发合作不理想现有软件开发缺乏统一部门的管理，从而导致很多软件功能基本相同，只是适用地区不一样。同时，很多软件公司里面的员工大多数是计算机等专业出身，对工程实际并不很熟悉，从而设计开发出来的软件，在处理真正的工程实际时，会产生一些偏差。

1．3．2教学资源及人才的缺乏各大高校中的教师，绝大部分是本科—硕士—博士毕业而来，教学经验虽然非常丰富，实际工程经验相对较差，因此教学缺乏与工程实际接轨。

1．3．3学生的主动学习意识还不强学生在校阶段的学习时间非常有限，对于软件应用类的课程，必须要求学习者经常上机操作，熟能生巧，应用软件来解决实际工程图纸中的问题，这样，软件应用能力才能不断得到提高。

1．3．4地区行业标准相对独立由于不同的地区有不同的建筑行业标准，这就使得教师在训练学生软件操作时，必须选择采用某一个省份的地区定额作为教学需求，很多教师都是选择学校所在地的省份的定额，但学生来自全国各地，因此，当学生毕业后如果回到家乡，对于工程软件部分就必须按照工程所在地的操作来进行。

2提高专业软件化程度的措施

提高路桥方向软件化程度的措施，主要有以下两大方面。

2．1高校方面

1)高校工程管理专业编制教学计划的时候，就应该充分考虑，在满足学生修满学分，不额外增加学生学习压力的前提下，开设专门的软件应用课程，而不是仅仅在课程设计或毕业设计的时候集中培训。

2)对于软件的选择，高校在购买软件的时候，要充分考虑市场对软件的评价或用户的多少，而不能单纯考虑价格，尽量购买专业方向的主流软件。我校在充分调研论证的基础上，先后购买了有关专业软件。如天正建筑CAD、鲁班系列软件、PKPM系列软件，EICAD，桥梁博士。为我院土木工程专业路桥方向学生全面提高计算机专业软件应用能力和水平，实现理论与应用有机结合，路桥方向应用型实践教学体系改革奠定了基础。

3)机房的管理。专业教研室应建立自己的专业机房，同时配备专业的维护人员。

4)教师培训。学校应鼓励教师参加各种软件培训，然后服务于教学。

5)积极参加各种软件开发商举办的高等院校软件竞赛。目的不是在于获得奖励，主要是能和其他兄弟院校的学生同台竞争，从而找出自己的差距。

6)校企共建“双师”结构的实践教学团队。通过引进、培养补充紧缺专业人才，加强专业带头人培养和骨干教师队伍建设，强化“双师结构”教师队伍建设。

7)加强实习基地建设，提高生产实习、毕业实习和毕业设计水平。

2．2学生方面

1)鼓励学生认真学习路桥方向各种软件，而不是仅仅为了应付考试，因此，对于软件课程的考核，不应采取课堂考试的形式，可采取机房上机考试，或者布置大作业的形式，让学生充分思考后独立完成，才能达到应有的教学效果。目前，计算机辅助设计已广泛应用于土木工程领域，在毕业设计中加入计算机辅助设计的内容，是提高毕业设计质量与学生计算机应用能力的重要途径。我院根据教改项目的构思，在毕业设计中加入了专业软件应用。目前已经在2013，2014届毕业设计中实施，同时计划在往后的毕业设计中进一步加大专业软件的应用。通过毕业设计环节的锻炼，学生专业软件应用能力得到很大提高。

2)学工部组织成立软件应用兴趣小组或社团，让学生充分了解软件信息后，才会更认真的学习。

3)鼓励学生报名参加各种软件竞赛，走出校园，了解其他兄弟院校的同学情况。同时，对于获奖的学生，应给予表彰。

3结语

桥梁博士篇7

型的分析方法和设计概要，为同类桥梁的设计提供参考。

关键字：梁拱组合桥；钢管拱；分析；设计。

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

1 概述

拱桥按照结构体系分为简单体系拱桥和拱梁组合体系桥，钢管混凝土梁拱组合桥是在传统拱桥基础上形成的新的结构形式，在60～200m跨径范围内，该桥型具有造价低、施工方便、造型美观等优点，因此颇具竞争力。特别是对于平原地区受通航和两头接线问题的影响，桥面建筑高度小，软弱地基的情况下，更具优越性。

2 工程背景

以泉州百琦湖大桥为工程背景，本桥主桥为主孔80m的下承式钢管混凝土系杆拱，左、右两边孔为51m的变截面钢筋混凝土半拱。主孔的推力依靠高强钢丝组成的强大的系杆施加给边孔拱肋的水平力来平衡。主孔80m的大拱圈由两条特别适合于受压的轻质高强的钢管混凝土等截面拱形空间桁架组成，拱矢度1/4.5。边孔51m半拱的拱圈则是两条实心的变截面钢筋混凝土矩形拱肋，拱矢度1/6.6。主桥计算跨径80m，计算矢跨比1/4.5，。

3 有限元分析

3.1 模型介绍

3.1.1 平面模型包括拱肋、吊杆、系梁。使用桥梁博士程序模拟：系梁采用预应力混凝土梁单元，共计66 个；拱肋采用钢管混凝土组合构件，共计64 个；吊杆采用索单元。桥面荷载简化对平面分析的结果影响较大。一般情况下桥面板可以看作中横梁支撑的单向板，恒载应计入中横梁自重，一并加载在系梁相应吊杆位置，靠近系梁位置的桥面板可以考虑按45°分配线直接作用到系梁上。①应作用在系梁，②应作用在中横梁。桥面板荷载分配示意图一期恒载吊杆位置集中力909.48kN（包含中横梁和部分桥面板自重），拱脚位置集中力1842kN（端横梁自重），系梁局部荷载13kN/m（分配到系梁的桥面板恒载）。

二期铺装、人行道板及栏杆与桥面板作用类似，分成两部分，靠近系梁位置部分按均布荷载作用在系梁上，大小为15.53kN/m，其余部分按集中力通过横梁作用在系梁吊杆位置，大小为378.86kN。

3.1.2 空间模型包括拱肋、系梁、吊杆、端（中）横梁、桥面板、风撑。使用Midas Civil程序模拟：拱肋、系梁、横梁模拟为空间梁单元；吊杆、风撑模拟为桁架单元；桥面板模拟为板单元。模型只需作用二期荷载，铺装、人行道板及栏杆按压力荷载作用在桥面板单元中。

3.2 分析对比

以成桥索力优化为着手点，对平面计算模型和空间计算模型分别进行分析比较，进行相互印证，同时找到他们产生计算差别的原因。对中横梁、端横梁、桥面板的计算提出建议，并提出吊杆施工索力控制的方法。

3.2.1 索力优化

平面计算模型中，成桥索力优化采用有条件弯矩势能最小的方法，优化条件包含一期荷载、二期荷载，该程序本身优化时不提取施工阶段荷载。

空间计算模型中，参考平面模型成桥索力作用下系梁内力值为优化内力条件，使用未知荷载系数（影响矩阵法）优化成桥索力。两种模型优化结果的最大误差6.6%，因为他们的优化的约束条件不完全相同，使用桥梁博士优化条件是整个结构的弯矩势能最小原理；Midas Civil 则是通过试算弹性支撑连续梁的吊杆节点弯矩后，依此为优化条件进行优化。并且所谓优化问题，是从无数组解中找到相对最优的问题，着重点不同，结果自然不同。设计者只关心系梁的受力均匀性，跟同时关心系梁、拱肋荷载效应肯定是不会得到相同的优化结果。

3.2.2 施工索力控制

该桥采用先梁后拱，一次落架的施工工艺，索力张拉可以通过无应力状态控制法。在拱肋上直接挂设吊杆，并根据该施工阶段内力需要进行索力初张拉，记录张拉T 和张拉后拉索的几何长度，即可求得现阶段该吊杆的无应力长度l1，除非以后的施工阶段又张拉或者放松该吊杆，该吊杆的无应力长度l1便不会改变，只要在最后一次调整索力时，将吊杆由当先的无应力长度l1调整到成桥索力优化状态的无应力长度l0即可，该过程可以通过锚头处吊杆的伸长量控制，这样全桥索力自然回归到成桥优化状态[3]。考虑到混凝土的收缩徐变及拉索的非线形，由上述安装计算得到成桥状态与预定的成桥状态有差异，这种差异可以通过正装迭代分析来修正。

3.2.3 横梁计算

中横梁犹如受系梁竖向弹性支撑及扭转刚度约束的悬臂简支梁，拱肋布置在机非隔离带之间时，受力介于悬臂简支梁和固结悬臂梁之间，

但偏于悬臂简支梁；拱肋如设置在桥梁外侧，中横梁受力介于简支梁和固端梁之间，但偏于简支梁。跨内绝大多数中横梁受系梁抗扭刚度的影响有限，中横梁在系梁位置的节点左右弯矩不同，差值71kN·m。这部分弯矩很小，通过系梁扭矩一部分转化为端横梁面内弯矩，一部分传递给旁边的其他中横梁分担。该桥梁左右拱肋布置较近，中横梁跨中为负弯-459kN·m。这与简化为悬臂连续梁计算结果基本一致。

越靠近拱脚的中横梁受系梁的扭转刚度影响越大，略偏向于固结梁，中横梁在系梁位置的节点左右弯矩不同，差值452kN·m。这部分弯矩差值相对较大，主要通过系梁扭矩转化为端横梁面内弯矩。中横梁跨中产生了正弯矩190 kN·m，这与简化为固结悬臂梁计算结果更为贴近。系梁大部分扭矩转化为端横梁面内弯矩，少量转化为拱肋面外弯矩及扭矩，端横梁其受力特征，犹如存在支座强制转角位移的悬臂连续梁。

3.2.4 桥面板计算

桥面板按空间板单元计算，跨中最大正弯矩2 kN·m，支点最大负弯矩为8.35 kN·m。桥面板简化成单向板，采用力法易得跨中弯矩ql2/24=4.2 kN·m，支点弯矩-ql2/12=-8.3kN·m。虽然跨中计算结果相差较大，但是内力很小，总体来说按单向板计算配筋可以满足工程需要。

4 总结·基本受力特征

无推力梁拱组合桥由拱肋、吊杆、道桥系三部分组成，是典型的三元结构。道桥系由系梁、横梁、桥面板组成，为活载分布构件；吊杆为力的传递构件；拱肋与系梁为主要承重构件。水平推力由系梁承担，支座处只产生竖向反力，总体反映出简支梁的受力特点，通常做成简支梁或连续梁形式[1]。系梁可以看作是吊杆吊点位置处弹性支撑

的连续梁，拱脚位置参与拱肋的弯矩分配。系梁和拱肋通过吊杆张拉作用形成组合体系，大部分荷载作用转化成它们之间的平衡体系的内力。通过合理布置吊杆间距、张拉索力使系梁或整体结构弯矩能量最低，恒载大部分转换成拱肋的轴力。拱肋如设置在桥梁外侧，中横梁受力介于简支梁和固端梁之间，但偏于简支梁。一般应以成桥状态恒载作用下系梁截面应力满足规范为条件，来优化成桥索力。吊杆施工索力一般使用无应力状态法控制，然后使用正装迭代计算修正。移动荷载通常依靠系梁内布置预应力束来满足截面应力要求。

5 结语

只有抓住结构的基本受力特征，才能抓住结构设计的关键所在，有助于对结构的宏观认识，对计算结果的真伪判断。

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桥梁博士篇8

关键词：组合小箱梁桥高架桥预应力盖梁挖孔灌注桩

一、项目概况

灵山高架桥是龙(游)-丽(水)高速公路龙游改建段上的一座高架桥，位于龙游县灵山乡。龙丽高速公路是在龙丽一级公路的基础上改建。由于一级公路改高速后，对一级公路实施时占用的50省道灵山段必须恢复。通过多种方案论证比较后决定采用全线高架桥跨越50省道，桥下的50省道按二级公路标准修建。高架桥上部构造为(45×25)m部分预应力砼组合小箱梁，先简支后连续，全桥分8联。该桥左右幅分离，单幅桥梁宽度为11.75m，全桥长1130m。桥址处地质岩层较浅，岩性单一，属片麻岩。桥位处属亚热带季风气候，极端最高气温41.8℃，极端最低气温-11.4℃，年平均气温在16.3～17.3℃。

二、设计标准

1．公路等级：高速公路；

2．设计荷载：公路-I级；

3．计算行车速度：80km/h；

4．桥梁横断面：整体式路基宽24.5m，桥梁比路基两边窄0.25m，桥梁左右幅分离，单幅桥梁宽度为11.75m，横断面布置为0.5m(钢筋砼防撞护栏)+10.5m(行车道)+0.75m(波形钢护栏)；

5．地震动峰值加速度系数：0.05g，重要性修正系数1.3，抗震构造措施按七度设防。

三、总体设计

桥址处地形平坦，两边为灵山乡村民居住区，人员比较密集。已建成的龙丽一级公路为双向四车道，交通量较大。要求施工过程中不能中断龙丽一级公路、50省道的通行，因而桥梁规模、施工难度都比较大。桥型方案设计，力求做到技术可靠、经济合理、施工方便、施工周期短、维护费用低，并且尽量减少对相关工程正常运营的影响。结合初步设计专家评审意见，上部构造选择预制的预应力砼组合小箱梁，先简支后连续。

桥跨布置为：(6×25+5×25+3×(6×25)+2×(5×25)+6×25)m，墩台均按法向布置。全桥分为8联，左右幅布跨相同。下部构造为：矩形墩、肋式台，矩形挖孔灌注桩基础。

四、上、下部结构设计

1．上部结构

本桥上部结构采用25m部分预应力(A类)混凝土组合小箱梁，5～6孔为一联，采用多箱单独预制，简支安装，现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。梁高140cm，顶板厚18cm，底板厚从跨中至根部由18cm变化为25cm，腹板厚从跨中至根部由18cm变化为25cm。半幅桥每孔布置4片箱梁，箱梁梁间距为285cm，悬臂长160cm，箱梁之间设18cm厚横向湿接缝。箱梁连续处设1道厚35cm的中横梁，边跨梁端设1道厚25cm的端横梁。小箱梁采用C50混凝土预制。

2．下部结构

下部结构的特点是桥墩类型多，是本桥设计的难点，也是本文要重点介绍的内容。为了保证桥下50省道的通行净空要求，本桥采用二柱或者三柱式桥墩。二柱式墩有37个，其中柱间距为14m的有35个，柱间距为12.4m的有1个，柱间距为15.2m的有1个；三柱式墩有7个。全桥合计有10种不同类型的桥墩。

桥墩盖梁统一采用矩形截面，高为200cm，宽为180cm。其中预应力盖梁设计又是本桥最复杂的部分。盖梁采用C50混凝土，按全预应力砼构件设计。采用ASTMA416/A416M－98标准的低松驰钢铰线，其标准强度1860MPa，直径15.24mm，公称面积140mm2，弹性模量Ey=1.95×105MPa，所使用的预应力锚具应符合国家标准GB/T14370—2000中规定的I类锚具要求。管道采用预埋金属波纹管成型。

桥墩墩身采用等截面矩形实心墩，墩高为600～700cm。两柱式和三柱式中墩的墩身截面尺寸为：180cm(横)×150cm(纵)；三柱式边墩为：150cm(横)×150cm(纵)。墩柱按普通钢筋砼构件设计，采用C30混凝土。

为了加快施工进度和减少施工过程中对龙丽一级公路、50省道正常运营的影响，建设单位要求设计单位对桥墩下部桩基进行优化设计。桥址处弱风化岩层比较浅，如果按嵌岩桩设计，桩长只有15～25米，完全可以采用人工开挖。采用这种施工方法每个桥墩之间互相独立不受影响，作业面广，可以同时大面积施工。经过综合分析比较，桥墩下部桩基并没有采用以往通常的做法：群桩加承台；而是采用等截面大尺寸矩形挖孔灌注桩。两柱式和三柱式中墩的桩基截面尺寸为：240cm(横)×180cm(纵)，三柱式边墩为：180cm(横)×180cm(纵)；采用C25混凝土。桥墩构造见图1和图2。

图1二柱式桥墩一般构造

图2三柱式桥墩一般构造

五、结构计算

1．组合小箱梁

小箱梁内力计算采用平面杆系有限元程序桥梁博士3.0进行计算，荷载横向分配系数采用刚接板(梁)法计算，并用梁格法进行检算，桥面板计算按单向板和悬臂板计算。本设计为部分预应力(A类)混凝土结构，故跨中底板和支点处顶板根据承载能力极限状态设置受力钢筋。此种结构在高速公路上比较常用，有较成熟的设计、施工方法，本文不再赘述。

2．盖梁桥墩盖梁施工及运营阶段的内力计算采用桥梁博士3.0进行计算。预应力混凝土现浇盖梁施工工艺流程为：下部桩基、立柱施工完成后，搭设支架浇筑盖梁砼；盖梁砼达到设计强度后张拉第一批钢束；然后进行上部小箱梁的架设，再张拉第二批钢束；最后进行桥面系施工。按此流程分4个主要工况计算结构各截面内力、应力和位移。成桥运营计算包括恒载、活载、支点沉降和温度等工况，按规范进行最不利荷载组合。温度荷载按体系升温5°C及降温5°C计算；不均匀沉降按10mm计算。

计算结果：在最不利荷载组合下，盖梁上缘最小应力为压应力1.2MPa，盖梁上缘最大应力为压应力5.5MPa，盖梁下缘最小应力为压应力0.5MPa，盖梁下缘最大应力为压应力6.6MPa，均满足规范要求。

3．盖梁与墩柱连接方式对比计算

一般桥墩盖梁与墩柱都是采取直接固结的连接方式，本桥设计中两柱式桥墩也是采用这种方式，见图1。但是在三柱式桥墩盖梁计算中，发现离中柱距离比较大的边柱如果采用梁柱固结，计算很难满足规范要求，因此采取盖梁与墩柱之间设置单向活动盆式支座，见图2。

为弄清2种连接方式对盖梁的影响，在设计中，针对梁柱设置支座和固结2种情况进行对比计算。取5号墩盖梁靠边墩的部分单元在运营阶段的截面应力进行比较，其结果见表1。

单元号

截面号

下缘应力(MPa)

表1说明梁柱之间设置支座可有效增加截面下缘的压应力，对预防盖梁下缘开裂有明显的作用。因此，在该桥设计中，对三柱式桥墩盖梁均设置有盆式支座。其中3、4、39和40号墩两侧边柱设盆式支座，5、6和38号墩单侧边柱设盆式支座。

六、结语

灵山高架是龙丽高速公路上的控制性工程之一，施工工期短、施工场地受限制、下部桥墩构造复杂是该桥的特点也是设计和施工的难点。通过精心设计，努力创新，大胆采用新技术、新工艺，使该桥上下部结构尺寸合理、比例协调，全桥气势宏大，庄重沉稳又不失轻盈美观，符合安全、经济、适用、美观的原则。本工程对类似高架桥工程日后的设计和施工具有一定的参考价值。

参考文献

[1]JTGD60-2004．公路桥涵设计通用规范[S]．

桥梁博士篇9

关键词：荷载试验;承载力;数值模拟;试验

Abstract: Through the load test on the upper structure of a bridge built in 1998, and combining with the simulation by Doctor Bradge and Midas finite element analysis software, the paper concludes the mechanical property of the prestress bridge upper structure under the static, dynamic loading, and verifies the feasibility of inherent self-vibration property of theoretical calculation pre-stressed beam. And then this paper makes a series of beneficial conclusion for providing reference for similar projects.

Keywords: load test; bearing capacity; numerical simulation; test

中图分类号: U448.35文献标识码：A文章编号：

1 概述

公路做为交通运输重要通道，关系到社会和地区经济发展，其重要性得到了社会的广泛关注。而桥梁做为公路交通的咽喉，其通行能力制约着公路交通运输。目前，桥梁工程界已普遍认识到对现役桥梁结构安全状态进行评估的重要性[1]。在我国的桥梁结构中，中小桥梁数量多，担负相当大的运输任务 [2]。随着交通量日益增大，这些中小桥的承载力势必将影响道路的通行能力。目前我国桥梁检测通常采用规范允许钢筋混凝土桥梁裂缝做为重要指标，对于汽车荷载下桥梁的受力特性分析能对桥梁上部结构运营状态做出评估，对后期的运营安全有较高的指导意义。

本文通过桥梁静、动荷载试验以及数值模拟对桥梁承载力进行分析研究，得出一些宝贵数据和有益的结论，希望为桥梁设计及检测评估工作提供技术支持。

2 荷载试验

本桥所跨河流与路线交角45°，桥梁修建于1998年，桥面净宽15.5米两侧0.5米防撞护栏，上部为6孔13米钢筋混凝土简支空心板桥，3孔一联，共分两联；下部结构为4柱式钻孔灌注桩基础。桥梁现状除有些铰缝脱落外，其余结构良好。

2.1 荷载试验目的

1)静载试验，确定结构测试截面的应变分布情况、桥梁结构实际受力状况；

2)动载试验，掌握桥梁结构的动力特性。

2.2 荷载试验仪器设备

本次桥梁荷载试验采用国内先进的土木工程测试仪器、设备，具有测试精度高，抗干扰能力强，稳定性好等特点。主要仪器设备如表2.1所示。

2.3 荷载试验内容

2.3.1 静载试验

根据简支板桥受力特点及既有同类桥梁的病害特征，选择结构主要控制截面进行静载试验。本桥上部为简支空心板结构，故测试截面选取L/2（应变、挠度）、梁端截面（支点沉降）。

荷载效率η应满足0.8

试验加载采用40吨左右的重车，根据控制截面的内力影响线布载，测试截面通过移动加载车达到试验目标值，使控制截面的弯矩与标准活载作用下的设计弯矩之比达到试验荷载效率的要求。

（1）试验内容

灌渠中桥桥跨组合为6孔13m简支空心板。根据现场条件及结构的受力特点，确定选取雄县方向第1孔为试验孔，试验孔主要测试跨中截面底缘应变及跨中挠度。

全桥主要测试断面见图2.1，试验跨挠度测点布置见图2.2。

由上表可知跨中截面A4-A6测点在加载过程中下缘出现开裂导致部分测点失效，因此应变分析应针对跨中位置处混凝土应变推出的钢筋应变进行。跨中截面空心板底及梁侧应变测点校验系数除个别绝对值较小点外，实测应变残余均小于20%。在最大级试验荷载作用下跨中截面处的钢筋应最大拉应变（推算）为71με，理论计算值为122με，两数值做比可求出其效验系数为0.58，满足《评定规程》中钢筋混凝土梁桥裂缝宽度及应力校验系数在0.40～0.70之间的要求，说明试验空心板结构强度满足要求。

经试验现场观测，在加载最大级对称试验荷载过程中，对试验孔跨中截面板底及侧面进行观测，裂缝均未超限，说明试验空心板结构强度满足要求，这与表2.4中应变测试结果得出结论是一致的。

3）挠度分析

表2.6所示为A截面挠度测点在工况一对称试验荷载下的实测挠度值。

实测挠度残余较小，相对残余均明显

2.3.2动载试验

桥梁结构的动力特性，如固有频率、阻尼系数和振型等，只与结构本身的固有性质有关，是结构振动系统的基本特征，桥梁结构在实际动荷载作用下，各部位的动力响应，反映了桥梁结构在动荷载作用下的受力状态。

（1）试验内容

本桥动载试验拟通过脉动试验和行车试验测定桥梁作为一个整体结构在动力荷载作用下的受迫振动特性和结构的自振特性，以评价结构的现有工作状态。

本次动载试验选择在简支空心板第6孔上进行，在测试跨跨中截面处布置竖向振动测点，测点布置如图2.6所示。

（2）自振特性测试

桥梁所处高速公路封闭交通，通过测试，测定结构由于风荷载、地脉动等随机荷载激振而引起的桥跨结构微幅振动响应。采用北京东方振动和噪声技术研究所开发的模态分析软件进行自振特性参数分析。

在1#墩墩顶设置参考点，在各跨跨中、墩顶布设测点，测试时间为0.5小时，详细测点布置见图2.4。

在测试桥跨结构振动响应要注意保证信号完整，信号测试长度应足够，并需照顾到各测试通道的动态范围，小信号足够灵敏，大信号不饱和，测试时配有示波器监视振动响应信号的质量。

（3）测试结果分析

自振特性测试时，采样频率设为51.2Hz。频谱分析及模态识别时，为增加频谱分析的分辨率，放大器低通滤波器设为20Hz，分析采用20Hz以内的信号。

测试时程曲线及幅值谱见图2.5。

信号的频率应为随机激振下的结构自振频率的体现。

3 数值分析

3.1 静载试验

对该桥结构进行计算分析，采用桥梁博士软件。桥梁博士计算模型见图3.1、3.2，试验孔跨中梁中板截面尺寸大样见图3.3。

由图3.4中数据可知，跨中梁底挠度测点在各级荷载下实测值均小于理论计算值，且实测挠度数值连线规律性与理论值基本一致，说明该桥试验孔横向连接性能良好。

本截面实测最大挠度为3.07mm，远小于L/600＝13000mm/600＝21.6mm，结构刚度满足要求。

3.2 动载试验

依据该桥竣工图的几何尺寸和材料参数，采用MIDAS软件，建立有限元模型（图3.5），运用子空间迭代法，对该桥进行模态分析，得出该桥前两阶竖向固有频率（表3.1），使用INV频率计计算阻尼比。

4 结论

由前述静载试验结果可知：

通过试验加载过程中对跨中截面空心板梁下缘的观察，发现梁体裂缝均未超限，梁体抗裂性满足要求。

在最大级对称荷载作用下，测试截面最不利空心板下缘通过混凝土应变反推出的钢筋应变测点校验系数0.58，满足《评定规程》中规定的预应力混凝土应变（或应力）校验系数范围（0.30～0.70）；该工况下跨中各梁截面实测挠度与理论值的比值为0.25～0.34，满足《评定规程》中规定的钢筋混凝土桥挠度校验系数范围（0.40～0.80）。

梁底挠度测点实测数值连线与理论计算值总体趋势一致，且小于理论值，说明桥梁结构横向连接性能较好。

由前述动载试验结果可知：

从动力特性参数分析结果看来，竖向一、二阶实测频率均高于理论频率，实测频率与理论频率比值在1.4～1.6之间，竖向一阶模态阻尼比为0.66%，竖向二阶模态阻尼比为0.51%。

桥梁刚度高于理论值，结构动力性能正常。

参考文献：

[1] 高怀志，王君杰.桥梁检测和状态评估研究与应用[J].世界地震工程，2000，16 (2)：57~64.

[2] 王展意.我国公路桥梁建设的回顾与展望[J].中国公路学会桥梁和结构工程学会一九九八年桥梁学术讨论会论文集，1999：1~4.

[3] 王有志，张宏同，徐鸿儒等.在用钢筋混凝土梁式桥的安全性评估[J].水运工程，200222(5)：39~41.

[4]《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）

桥梁博士篇10

关键词：博士后 创业 创新 博士后科研工作站

中图分类号：G644.8 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（b）-0200-02

2015年是中国博士后制度实施30周年。2015年11月30日，中共中央政治局常委、国务院总理会见了中国博士后青年创新人才座谈会代表，并发表重要讲话指出，博士后具有深厚知识基础和探索创新能力，是实施创新驱动发展战略的高层次人才群体。他提出三点希望：一要争做创新突破的探索者。二要争做创业创新的践行者。聚焦经济社会发展需要，推动产学研用紧密结合，更多深入基层实际，更多发挥企业作为创新主体的作用，将创新成果加快转化为现实生产力。与各地众创空间有机对接，促进大众创业、万众创新上水平，让更多人拥有施展才华的平台，创造就业岗位，创造社会财富。三要争做世界创新潮流的弄潮者。中共中央政治局委员、国务院副总理马凯也指出要聚焦创新引领发展，深化体制机制改革，积极扩大国际合作，加大政策支持力度，大力扶持创新创业，更好发挥博士后制度在培养创新型青年人才、推动大众创业万众创新中的重要作用。

随后国务院办公厅《关于改革完善博士后制度的意见》（[2015]87号）（以下简称《意见》）。《意见》明确提出：坚持服务发展，扶持创新创业。把扶持创新创业作为改革完善博士后制度的着力点，制定扶持政策，引导博士后研究人员到企业创新创业，把科研成果转化为生产力。《意见》的出台，为博士后在创新创业方面提供了政策依据和指导，特别是为企业博士后的日常工作提供了强大的原动力。

1 江苏省博士后工作站基本建设情况

国家实施的企业联合培养博士后为产学研用合作、科研成果转化、企业转型升级等提供了很好的平台。以江苏省为例，截至2015年底江苏省已经建立了400多家部级博士后科研工作站，工作站总数位列全国第二，占全国设站总数的11%，分布在全省13个市98个县（市、区），地区覆盖率达99%，涵盖了电子信息、生物医药、现代制造、现代农业等支柱产业、新兴产业和重点行业，基本涵盖了该支柱产业、新兴产业和重点行业。工作站在站人数超过110 0多人，博士后已成为最具创新创业能力的高层次青年人才群体，为江苏的科技创新和经济社会发展发挥了重要作用。

特别指出的是，江苏为充分发挥博士后制度在高层次人才队伍建设和创业创新工作中的重要作用，加快建立以企业为主体的技术创新体系，促进产学研结合，促进科技成果转化为生产力，在努力建设和发展工作站的基础上，2008年在全省范围内实施了省博士后创新实践基地建设工作。实践基地的设立作为工作站的有效补充，对于引导更多的高层次创新型科技人才向企业集聚，加快博士后创新创业，都起到了积极地推动作用。截至2015年底，共建设有303家创新基地，为博士后创新创业提供了良好地平台。

2 企业博士后创新创业能力存在的问题

在取得优异成绩的同时，在具体运作中，也出现了较多的问题。

（1）企业导师发挥作用相对有限。企业博士后进入企业后，按照规定企业要成立项目指导小组对其项目予以随时指导，但是由于企业自身创新能力的欠缺，企业导师自身的专业能力相对有限，对博士后的指导相对较少。

（2）缺乏水平较高的科研团队扶持。红花还需绿叶扶，独木也难支。科研项目往往需要一个团队的集体作战，而有的企业缺乏一定水平的科研团队，集体研发能力不突出，寄希望于一位博士后的能力，往往达不到预期的目标。博士后孤军奋战最终会使企业博士后双方两败俱伤。

（3）企业博士后引领作用有待发挥。企业博士后进入企业从事科研研究，完成既定项目仅仅是一方面，《全国博士后管委会关于扩大企业博士后工作试点的通知》（人发[1997]86号）指出企业博士后要为企业引进和培养高水平人才。可见搭建校企合作桥梁，为企业引进和培养高水平人才才是校企联合培养博士后的主要目的。而实际中企业在发挥博士后人员引领作用时，更多的是倾向于科技创新，而对人才引进和培养的重视程度则略显不足，不能发挥人才聚集效应，不能很好地让企业的创新持续化。

（4）部分企业重使用，轻管理。部分企业负责博士后工作的人员流动性大，更换频繁，业务管理知识缺乏，使得博士后在站期间科研难以维持良好持续运作，甚至有的企业直接是博士后笔者同时承担工作站日常管理业务。

3 提高企业博士后创新创业能力的几点建议

国家关于博士后管理《意见》的出台，为企业博士后创新创业提供了政策保障，为校企协同创新提供了有力的外部条件。同时校企联合培养搭建了合作的桥梁，产学研结合紧密。当然设站单位也要注意查找自身问题，找出解决办法，力促博士后在站期间成果丰硕。

（1）三位一体，为企业博士后提供有效技术指导。一方面设站企业自身要提高科研水平，聘请高层次科研人员和自己人才组建项目指导小组，进而能够使得博士后能够在团队中施展其才华，高层次人才的使用方式可通过外聘、兼职等形式灵活机动；二者是流动站合作导师要充分发挥高校科研优势，为博士后在企业的研究提供最大程度的智力支持；三是同时可充分发挥博士后的桥梁作用，尽可能从高校科研院所吸引博士、硕士、学士等人才到企业工作，高校科研院非常希望自己培养的学生具有一定实践能力，乐意把自己的学生送往企业进行锻炼。如此企业项目指导小组、流动站导师、院校学生“三位一体”，形成合力，企业博士后在日常工作中方可游刃有余，成效显著。

（2）优化科研环境，强化团队作战。企业除发挥导师作用外，还要从硬件和软件两方面优化科研环境，为博士后创新创业提供良好地平台。首要的是为博士后创新创业提供团队支持，一个篱笆三个桩，事实已经证明，单打独斗的科研模式已经不适应现在的项目研发。一定建立团队配备助手，再者企业要加大投入，针对课题项目的特点，多方调查研究，舍得投入，给博士后创新创业提供必备的研发经费，不投入不会产出。

（3）强调产学研互动，促科技成果转化。企业博士后是企业和高校科研院所之间的桥梁。企业要充分利用博士后科研平台，吸引和使用更高层次的人才和先进的技术成果，必要可奉行“拿来主义”，直接将高校科研院所的成果予以转化。南京工业大学在和江苏长青农化股份有限公司博士后工作站合作共培养了5名博士后，博士后作为纽带，充分融合了学校和企业，企业和合作导师。使得导师团队的科研成果能够在企业成功转化，企业自身的技术难题得以很快解决，产学研成效明显。

（4）加强组织体系构架，强化在站管理。首先要完善制度体系，指定适合自己的相关管理办法，规范博士后进（出）站与在站管理、日常（出站）考核、薪酬待遇、经费使用、导师（或项目指导小组）配备等内容，做到有章可循。再次要健全组织架构，企业要建立相对稳定的组织架构，能够配置专门的管理人员，明确职责，分清责任，持久的为博士后解决繁杂的事务性问题，避免出现博士后进站后即是科研人员有是管理人员的“多肩挑”局面。还有就是严格在站管理，加强监督，强调激励，激励他们按计划完成科研任务。考核可分为进站考核、中期考核、期满考核和日常考核，考核结果与业绩奖金挂钩。这方面，江苏省苏州市相城区部分设站企业在当地政府的指导下相对运作良好，规范，相应设站单位成果丰硕。

企业博士后制度是科技成果产业化的一条有效路径，是博士后创新创业的宽广平台。当前的博士后培养政策和内外部环境已博士后创新创业创造了有利的条件，校企要创新工作思路，改进博士后培养方式，优化校企合作模式，真正实现博士后的创新创业，为企业转型升级，大众创业、万众创新贡献一份力量。

参考文献

[1] 王超.校企合作：博士后研究成果与企业资源的整合[J].江苏高教，2013（1）：94-95.

[2] 王一鸣.企业博士后科研工作站再探讨――产学研合作的深化与创新模式的会聚[J].科学管理研究，2013（4）：41-44.

[3] 戴翔.产学研合作中企业博士后协同创新研究[J].人力资源，2015（6）：134.

[4] 葛昀洲，赵文华.美国研究型大学校企联合培养博士后管理体制分析――基于罗格斯大学RPIF项目的研究[J].复旦教育论坛，2015（4）：94-99.