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關鍵詞:公路工程;大跨度橋梁;施工監理;要點
中圖分類號：E271文獻標識碼： A
1、我國大跨度橋梁工程監理綜述
工程建設監理是通過監理人員自身的經驗與工程建設的相關知識所提供的監理服務，旨在最大程度上使得路橋項目在計劃投資和進度以及質量目標之內竣工并投入使用。工程建設監理并不直接地進行生產活動，而是在最大程度上去實現或者追求工程目標。
大跨度橋梁施工監理指的是大跨度橋梁施工建設單位授權于監理單位，并簽訂監理合同，在合同約定的范圍之內，根據相關的技術規范、建設合同以及法律、法規對建設項目的設計進行監督。監理人員在項目施工的過程中是代表業主的利益對施工的單位進行監理。近些年，由于我國大跨度橋梁工程的規范化管理，監理人員要勝任監理工作，需要不斷地加強自身的基本素質，主要有:其一，對施工設計文件、施工技術要求以及施工圖紙要清楚地了解并掌握，還要熟悉項目數量與相關的文字說明;其二，對合同執行過程中，要掌握承包人同監理間有關項目實施的函件、會議記錄以及監理工程師簽訂的報表以及批準的技術方案和施工方案等等;其三，了解并掌握我國相關工程建設法律。法規以及有關部門所制定的技術標準和規范等;其四，對承包商與建設中一位之間所簽訂的合同內容，尤其是與費用、工期以及質量相關的規定和條款要熟悉與掌握,并且對監理單位與建設單位所簽訂的監理委托合同書的內容，例如有關監理單位的監理職責權利的規定進行仔細的了解;其五，熟悉我國和行業頒布的技術規程標準，了解政府部門批準的建設規劃和計劃。
2我國公路工程的大跨度橋梁施工監理要點分析
2.1嚴格做好進場原材料的把關工作
大跨度橋梁工程材料的質量對于項目質量事故以及經濟損失的避免具有重要的作用。一旦由于工程材料質量低劣而出現的質量事故通常難以修復，所以，要做好進場材料的檢驗以及復測工作，對于檢測出含有不合格或者不達標的原材料，應嚴禁進場和使用。此外，在材料進場的過程中，監理單位要仔細核對并清點所用材料的數量、型號以及規格，切實做好工程材料進場的控制工作。
2.2做好安全保障監理工作
一方面，安全保障監理需要監理工程師加強大跨度橋梁工程質量監理，進而憑借高質量的項目產品保證項目運行安全，同時，監理工程師還要對項目安全設施以及警示標志進行全面地檢查，以便及時地提醒大跨度橋梁施工人員注意施工安全，進而確保大跨度橋梁的安全施工;另一方面，應組建一支具有高素質業務的大跨度橋梁施工監理工程師隊伍。需要路橋監理工程人員不斷地進行學習，加強自身專業知識的學習，從而積累豐富的大跨度橋梁施工經驗。此外，有關單位還應加強監理人員的培訓工作，提高其法律、法規以及技術規范意識，從而有效地實現大跨度橋梁工程監理的綜合效果。
2.3大跨度橋梁施工人員的資質審查
在施工單位開工之前，大跨度橋梁監理工程師要對承包商的技術人員以及施工隊伍的業務素質進行全面的審查，特別是特種作業操作證書,確定其是否同施工的相關要求相符合。
2.4大跨度橋梁施工測量的監理
作為施工的基礎性工作，大跨度橋梁施工測量是施工的直接依據。而控制大跨度橋梁質量的重點工作就是對施工工藝、測量精度進行嚴格的控制。為此，監理人員要規范大跨度橋梁施工測量程序，根據大跨度橋梁的勘測規程，進行常規測量復核。針對于特大大跨度橋梁的橋位校測，監理人員應進行全程監測。如果監理人員在監理過程中發現施工測量不符合相關要求應進行及實地處理，待充分確認達規之后，監理工程師才能夠執筆簽字。在大跨度橋梁施工測量的監理中，主要涉及到以下幾方面的工作內容:基點埋石牢靠與否、布網通視與否，確保無干擾、大跨度橋梁測量資料的核對與復測以及編號清晰與否等等。
2.5大跨度橋梁施工階段的質量監理
2.5.1基礎工程施工監理。作為大跨度橋梁最下部結構，基礎的作用是承載大跨度橋梁上部的全部荷載，同時，將其與下部結構的荷載一并傳至地基。大跨度橋梁基礎是相對隱蔽性的工作，所以應選用具有豐富經驗的監理工程師到達施工現場，對施工的程序進行現場拍照并做好資料保存工作。另外，在大跨度橋梁基礎項目施工的過程中，還應做好:在不同地質條件下的地基加固、基層基底的處理以及地基處理等工作，從而確保大跨度橋梁最下部結構―基礎的質量。
2.5.2大跨度橋梁的上部結構。對于大跨度橋梁上部結構而言，其施工程序以及施工技術具有相對的復雜性，需要施工工藝達到精確性，因而，在很大程度上加大了監理工作的難度。為此，在大跨度橋梁施工中，監理人員要嚴格要求施工承包商根據設計圖紙進行，同時還要做好如下施工工序:諸如預應力的張拉、施工混凝上塌落度控制、振搗、砼成品養護、所需鋼筋骨架的焊接等等。除此之外，還要做好旁站監理制度，從而保證大跨度橋梁結構有較好的承載能力。
2.5.3橋臺與橋墩的施工監理。在橋臺與橋墩的施工過程中，監理工程師一方面要對外觀是否平滑與美觀引起足夠的重視，避免由于混凝上的振搗不均勻亦或是其他方面的施工不合理而造成的外觀質量的缺陷;另一方面，要注重注意大跨度橋梁結構物的每一個部位的外形及其尺寸是否同施工設計圖紙相符合，具有一致性。其次一定要注意支座的安裝方向，梁體必須與支座密貼。
2.5.4橋面系監理。鑒于橋面敞露在外界，因而天氣狀況對其有很大的影響。如果在大跨度橋梁施工中，對橋面不引起足夠的重視，則會導致橋面損壞后的維修以及修補的問題。因此，監理人員應對橋面進行及時地監理。針對于橋面部分的監理，主要抓住以下幾個構造方面:燈柱、緣石、伸縮縫、欄桿、橋面鋪裝、人行道以及防水、排水設備等等。具體到橋面工程的監理，監理人員要對影響橋面標高的種種因素進行嚴格的控制，諸如，懸臂部分施工過程中的梁體變形、現澆箱梁的支架沉降以及預應力的預拱度值等等，這些因素不能較好的得到控制，就會在很大程度上加大大跨度橋梁頂面標高的變化。因此，在進行橋面施工的過程中，監理工程師要根據相關的監理制度進行嚴格的監理，對開工申請報告、鋼筋的綁扎、混凝上的振搗、模板的架立、進場材料的審查、預應力的張拉等一系列施工工藝程序進行嚴格的把關，從而預防出現意外安全事故。
結束語
綜上所述，大跨度橋梁工程質量的好與壞關系著人們的生命財產，是百年大計。公路工程的大跨度橋梁施工監理工作顯得尤為重要，作為監理人員，應著重做好以下幾方面的工作:其一，大跨度橋梁施工人員的資質審查工作;其二，大跨度橋梁施工測量的監理;其三，安全保障監理;其四，進場材料的把關;其五，大跨度橋梁施工階段的質量監理。同時，遵循相關技術規范以及法律、法規，切實履行監理人員職責，從而保證大跨度橋梁施工質量，提高投資效益。
參考文獻:
[l]王愛娟.公路與大跨度橋梁工程監理工作探討[J].科學之友，2012,09:70-71
傾心于橋梁工程建設年輕學者
何庭國生于四川省眉山市一個偏遠的小山村，父母常年在外工作，自小與祖母相依為伴，二人感情甚深，也是這樣獨立的生活與祖母慈祥的呵護造就了他后來艱苦樸素、感恩惜福的性格。談及一直從事的橋梁工程建設事業，他特別提到1995年從西南交通大學橋梁工程專業畢業后被分配到中鐵二院勘察隊和鐵路建設現場的3年實習經歷，這讓他得到了鍛煉，也讓他能夠開始接觸特殊橋梁結構的設計和科研工作。由于工作認真合格，何庭國作了一年見習生后便轉為助理工程師，從1998年起開始加入到“鐵路大跨度鋼管混凝土拱橋新技術研究”。這是以水柏鐵路北盤江大橋為依托進行的科學研究，負責大橋轉體結構的設計研究和施工控制研究的他為了配合課題研究的需要，從1999年到2002年的整整三年時間內常年工作在北盤江大橋艱苦的工地，一年大約只能回家兩次。1999年“五一”期間他百忙中抽空回家與相戀多年的女友舉行婚禮，因工作需要，婚禮后的第二天便匆匆趕回工地。同樣是在那幾年時間里，因為北盤江大橋的施工工地偏僻、缺少公共交通和外界通訊設施，2001年11月與他感情深厚的祖母去世10天后他才得知消息，未能守到最親近的祖母身邊見其最后一面成為了他心中永遠難以釋懷的隱痛。
多年來，何庭國一直堅持在技術研發和設計的第一線工作，在領域內做了大量艱苦的研究工作，為我國的鐵路橋梁工程事業奉獻著青春和汗水，既得的榮譽和成績無不是他心血和汗水的結晶。早在國內高速鐵路建設初期，他就參與了中鐵二院高速鐵路橋梁技術公關組工作，并擔任下部結構研究課題組組長，為中鐵二院高速鐵路橋梁設計提供了技術支持，組織完成了高速鐵路簡支梁橋橋墩、橋臺計算軟件的研制，極大地提高了鐵路橋墩、橋臺的設計效率，為我國高速鐵路建設事業作出了積極的貢獻。
苦心鉆研勇于創新
鐵路運輸是我國工業發展的生命線，鐵路橋梁技術的安全和實用性能是關系著鐵路健康、穩定發展的重要因素。何庭國一直以來從事鐵路橋梁技術方面的研究和設計工作，主持并參與了多項重大科研課題，在多個研究項目方面均取得了重要成果。
在“鐵路大跨度鋼管混凝土拱橋新技術研究”的項目中，何庭國作為主要參與者負責轉體施工方案的研究和轉體結構設計，并且參與了鋼管拱結構的設計。他充分結合了水柏鐵路北盤江大橋的設計建設，在橋梁轉體技術上首次采用了凹面向上的鋼與復合聚四氟乙烯滑片作為摩擦副的轉體球鉸，并于轉體結構設計中創新性地采用了單點扣掛整個半拱拱圈，不僅提高了球鉸的承載能力和穩定性，而且極大地降低了施工控制難度。后來這一球鉸結構設計獲得了國家實用新型專利，整個項目先后獲得國家科技進步二等獎、貴州省科技進步一等獎、鐵道部優秀設計一等獎、全國優秀工程設計銀質獎等獎項。
作為“渝懷線大跨度橋梁關鍵技術研究”項目主要參與者和負責人，為解決大斜交角度的問題和保證大橋及航行的安全，何庭國大膽采用了矩形漸變到圓形的空心墩設計，這在國內同類橋梁設計中屬于首創。他根據梁部跨中橫隔板的作用進行了分析研究，發現了跨中橫隔板的設置意義不大，同時從降低施工難度、保證合攏段施工質量角度來看，不設跨中橫隔板更為有利，因此提出對橋面不是很寬的單箱單室的箱形截面梁設置跨中橫隔板不必要，進而取消了大跨度混凝土連續梁跨中橫隔板的設置。這一項目結合當時國內最大跨度的黃草烏江大橋進行設計研究，后來獲得了總公司的優秀設計二等獎、鐵道部優秀工程設計三等獎。
何庭國還是“遂渝客貨共線鐵路時速200公里常規跨度簡支T梁橋動力特性研究”的主要研究者之一，通過計算分析歸納得出橋墩高度在一定范圍內橫向剛度限值的規律，提出了橋墩橫向剛度限值表達式。這一公式可以用來指導實踐，后來獲得鐵道協會科技成果三等獎。
何庭國還結合“長聯大跨度及常用跨度預應力砼連續梁設計及下部結構線剛度限值研究”的成果完成了對福廈鐵路烏龍江特大橋的設計和大噸位減隔震支座的設計研究。他設計的烏龍江特大橋采用了(80+3×144+80)m長聯大跨預應力混凝土連續梁，建成時是國內最大跨度的鐵路混凝土連續梁橋，使我國的鐵路混凝土連續梁橋跨度首次突破140m，不僅拓展了鐵路混凝土連續梁的跨度范圍，為后續更大跨度連續梁建設積累了經驗，而且促進了鐵路橋梁減隔震支座的研究和應用。該橋的特點在于對曲線梁的支座進行了選型研究，確定了曲線梁上采用球形支座對于緩解梁體平彎引起的支反力異常有明顯改善，并且結合橋梁研制的大噸位球型雙曲面減隔震支座有效降低了地震力對下部結構的影響，解決了長聯大跨連續梁的抗震難題，促進了鐵路橋梁減隔震支座在我國的研究和推廣應用。2010年，該項科研成果獲得中國鐵路工程總公司的科技成果二等獎。
除上述成果之外，何庭國還是“鐵路橋梁減、隔震支座技術及標準研究”的主要參與者、“襄渝線牛角坪主跨192m大跨剛構橋建設技術試驗研究”等研究項目的主要參與者和負責人。由他主持的《鐵路懸索橋設計研究》課題目前已取得階段性的重要成果，并參與指導了跨金沙江、怒江等鐵路懸索橋的方案設計，還負責了《鐵路工程抗震設計標準與方法研究》課題有關橋梁部分的研究工作，也已經取得了重要的研究成果，為《鐵路工程抗震設計規范》的進一步修訂奠定了基礎。
堅持科研實踐理論與實踐并行
根據何庭國研發的技術，所取得的科技成果如今已經在國內橋梁工程技術的多個方面得到了積極的應用和推廣。
他負責研究的《鐵路大跨度鋼管混凝土拱橋新技術研究》取得的成果之一轉體球鉸，采用了凹面向上鋼球面鉸，并用鋼與復合聚四氟乙烯滑片作為摩擦副，提高了球鉸的承載能力和穩定性，本成果發表以后，國內建設的所有轉體橋梁全部應用了此項技術。而他在“渝懷線大跨度橋梁關鍵技術研究”當中所取得的取消跨中橫隔板的技術成果，在后續的更大跨度的連續梁、連續剛構橋上等工程中也得以推廣應用并且進一步被驗證。
除此之外，在烏龍江特大橋設計建成以后，借鑒何庭國在橋梁設計方面的研究成果，國內先后在廈深線、蘭渝線、云桂線等地設計了主跨154m、160m、168m的預應力混凝土連續梁橋，如今這些橋梁都在建設當中。何庭國所提倡的鐵路橋梁減隔震技術先后在大瑞線、廈深線、長昆線、成蘭線上得到了推廣應用，他負責的“常規跨度T梁橋墩橫向剛度限值”研究成果也在遂渝客貨共線鐵路梁橋完成之后，在各條單線鐵路橋梁的設計中得到推廣應用。
【關鍵字】橋梁工程，掛籃施工，問題對策
中圖分類號： U445 文獻標識碼： A 文章編號：
前言
隨著經濟的不斷發展，橋梁建設技術也不斷提高，以預應力技術的發展,也在橋梁工程中高強度、高性能混凝土得到廣泛應用, 從而使混凝土連續梁逐漸向大跨度、寬幅面、輕結構、大規模的方向發展,因此橋梁結構的發展對主梁施工時掛籃的技術指標提出了更高的要求。
二．掛籃概述
掛籃的組成部分分別是承重結構、懸吊系統、錨固裝置、走行系統和工作平臺。掛籃的走行系統可用軌道或滑板，牽引動力一般用電動卷揚機，它有前牽引裝置及尾索保護裝置。為保證澆筑混凝土時掛籃有足夠傾覆穩定性，往往在掛籃的尾部設置后鋪同，一般通過埋存梁肋內的豎向預應力筋實現，當后錨能力不夠時，也可以采用尾部壓重等設施。掛籃的主要功能是支撐模板，承受新澆混凝土重量，出工作平臺提供張拉、灌漿的場地，調整標高。因此，掛籃不僅要求有足夠的強度保證，還要有足夠的剛度及穩定性，自重輕，移動靈活，便于調整標高等。
三．掛籃的設計原則
1、因為橋梁工程中的掛籃采用的是已經澆注段的豎向預應力鋼筋作為后錨，目的是為了取消平衡配重，以便減少自重，使得掛籃在行走時采用梁頂面的滑道，滑動時要輕穩，方向鎖定，除滑道外一次移動到位。
2、設計時要考慮掛籃拼裝完后，在整個橋梁工程的建設施工過程中箱梁頂面有足夠寬敞的作業空間，便于放置各種機具和便于作業人員行走，同時要注意依據天氣和氣候的變化適當的改善作業環境，防止氣溫驟變時保溫。保證機器和人員的安全。
3、要綜合考慮掛籃在工程建設中的整體功能，而不能片面追求的某一項性能指標。
4、設計時為了力求縮短工期，主梁斷面應該一次澆注，使得掛籃一次拼裝成型，行走方便快捷，勞動強度小。
5、力求結構輕巧，掛籃自重及施工荷載控制在1 000 KN以內，要選用高強、輕質的鋼材。
四．掛籃的構造
三角形和菱形掛籃主要由以下幾部分組成：
1、主桁架。主要桿件通常是由2片槽鋼組合焊接而成的，槽鋼的截面要在焊接之前根據掛籃所需要的結構進行分析確定，各桿件間連接主要依靠的工具是高強螺栓或銷接。
2、內外模板系統。內模分頂模和內側模，是由型鋼組合焊接而成的一個模架，它們在工作時是互相配合的，當內模工作的時候，內吊梁的支撐是由滑梁來完成的，脫模的時候只要松開內吊梁就可以使滑梁落在內吊梁上，從而自由的滑行前移。頂模板的成分是組合鋼模板，內側模板由部分木模組成，以適應梁高的變化。外模由側模板和底模構成，側模由外吊梁懸掛，為型鋼和鋼板組焊的整體鋼模板；底模由底縱梁、底橫梁及模板組成，通過底橫梁的前后吊帶懸掛在掛籃主桁的前吊點、已澆梁段和外吊梁上，隨主桁一起前移。
3、懸吊系統。由螺旋千斤頂、小橫梁、吊帶及精軋螺紋鋼組成。用于懸掛模板，調整模板的標高。
4、走行系統。由鋼枕、滑道及上滑板構成，其中鋼枕為槽鋼加l塊鋼板焊接而成，滑道為2根槽鋼組焊而成，上滑板為厚鋼板。滑道由豎向預應力鋼筋錨閻在橋面上，用來平衡掛籃空載走行時的傾覆力矩。
張拉操作平臺。懸掛于主桁上，提供立模、扎筋、灌筑砼、張拉預庇力束及移動掛籃的工作面。桁架、錨固、平衡系統、吊桿和縱橫梁等根據掛籃設計圖紙加工而成。
三角輕型掛籃由三角主梁承重系統、吊桿系統、底模平臺系統、側模及加固系統、內外行走系統和后錨固系統等組成, 結構如圖1 所示。
圖一：掛籃構造圖
橋梁工程中掛籃的安裝
橋梁工程的建設過程中，當掛籃組拼完成后，需要對完成組拼后的掛籃實施加載預壓，目的是為了消除掛籃安裝后出現塑性變形的情況，監測掛籃本身在實際的加載狀態下的彈性變形情況，一般采用沙袋預壓模擬堆砌的方法來進行這項工作，在進行模擬的時候要隨時監測掛籃各個組成部分的實際情況，包括工作情況、彈性情況、連接情況，并依據監測的結果對掛籃所處的狀態進行預測判斷，一旦發現異常的情況，要馬上停止模擬，找到問題，及時處理，做出改進。
在橋梁工程建設掛籃安裝的過程中，在進行到豎向預應力筋安裝時，必須保證橫向的預應力筋與縱向的預應力筋的偏差不超過3毫米，從而保證掛籃的軌道安裝處在一個正確的安裝位置。掛籃拼裝、前移就位后，其中線應與橋梁中線重合，偏差不超過5毫米。
六．掛籃常見的質量事故及其防治措施
1、縱向預應力管道堵塞
在分節段施工時，往往會出現縮孔、孔道堵塞等質量問題，當采用開鑿混凝土的方法進行處理時，往往會影響到梁結構強度，還會進一步阻礙其他工序施工。針對這類問題，往往采取以下防治措施：（一）需要選用高質量的PVC 襯管，這類管道具有質量輕、強度高、韌性耐久性好等優點。當混凝土澆筑過程中未來得及進行振搗，為了防止進漿凝結，需要及時使用清水沖洗襯管；（二）當混凝土終凝完成后，應該及時將襯管取出，然后用清水沖洗管道；（三）當預應力管道安裝過程時，應該先伸出一部分管道，并做好管口封堵處理；（四）在接頭兩端安裝兩個定位網，保證接頭牢固。保證接頭長度控制在30cm 以上，接管要對緊，中間不得出現較大空隙。
2、結底板混凝土脫落
在合龍段以及相鄰梁段上，容易出現底板混凝土脫落質量問題，這是因為底板混凝土受到曲線布置預應力的擠壓，出現分層，從而出現混凝土脫落或壓碎等問題。預應力管道、底板防崩鋼筋數量、混凝土強度以及底板混凝土厚度都是影響施工質量的主要因素。針對底板混凝土脫落問題，一般采用以下防治措施：（一）嚴格按照施工工藝流程進行施工，在施工開始前，應該對模板尺寸、底板厚度等進行校驗，保證每個斷面波形管坐標符合要求；（二）在預應力筋張拉時，確保混凝土的強度達到設計要求，防止端頭張拉錨具擠壞混凝土；（三）做好底板拉鉤鋼筋和防崩鋼筋的安裝，必須嚴格按照工藝標準進行施工；安裝在相鄰底板的拉鉤長度不得過短或過長，并能夠將上下兩層鋼筋網片拉牢固；（四）做好混凝土的振搗工作，保證合龍段混凝土的密實度；（五）澆筑前，應該用高壓水將澆筑混凝土前底板上的木屑等雜物清洗干凈。
結束語
掛籃懸臂澆筑施工技術可以使用少量施工機具設備，避免大量支架。可以方便地建造跨越深谷、流量大的河道和交通量大的立交橋。不影響橋下通航、通車，施工不受季節，河道水位的影響，并能在大跨徑橋上采用，因此得到廣泛的使用。而且施工不受跨度限制，跨度越大，其經濟效益越高，所以大跨度連續梁橋常采用掛籃懸澆施工。。但在具體的承建項目中還應做些必要的改進完善，加大對施工中注意事項的重視力度，以進一步控制施工質量。
參考文獻：
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[4]陳文崇 梁樹錦 淺談掛籃施工技術在橋梁工程中的應用 [期刊論文] 《中小企業管理與科技》 -2011年9期
“橋梁工程”課程教學內容與教學方法的改革
“橋梁工程”教學內容的改革應以培養工程能力強的應用型人才為目標,注重理論知識在實踐中的應用,體現素質教育和工程能力的培養。因此,必須優化課程結構,充實課程內容,在授課過程中加強工程能力的培養。1.優化重組教學內容,不斷充實課程內容由于本課程只有48學時,這就需要教師明確教學目標,優化重組教學內容,在教學內容上進行適當取舍,精簡教材。在教學過程中應突出重點和難點,使學生重點掌握基本橋型的基本構造原理和設計計算方法,對于大跨度橋梁著重講構造原理和施工方法。如在講解懸索橋時,引用具體的工程案例(如日本明石海峽大橋),重點講解懸索橋的構造特點和常用的施工方法,對于懸索橋的設計計算只做一般性的了解,這樣使教學過程難點減少,也符合我院該門課程學時少的特點和學生的實際情況。要不斷充實課程教學內容。隨著我國現代化建設的不斷發展,橋梁工程建設技術不斷革新,新技術、新方法、新材料、新工藝不斷涌現。因此,這就要求教師及時了解當今橋梁工程的發展趨勢和最新發展成果,定期在原有教學內容的基礎上增加新內容,緊跟國內外的先進的施工技術,實現教學內容與實際工程的緊密結合。此外,教學內容還應與教師的科研成果緊密結合,教師應把科研的新成果、新觀點、新見解不斷充實到教學內容中,引導學生進入學科前沿,這樣可以激發學生的學習熱情,樹立學生的自豪感。2.加強工程資料在教學中的應用為了增加學生的感性認識,在教學過程中需要引入大量的工程內容,包括工程圖片、工程圖紙、工程案例和工程錄像等內容,突出課程的工程特性。[5]在教學過程中,教師應根據具體的教學內容,結合一些工程案例或一些國內外著名的橋梁予以詳細講解,再適當穿插一些橋梁施工過程的照片或播放施工過程的視頻資料,這樣,一方面可以使學生加深對橋梁構造和施工方法的理解,激發學生的學習興趣,培養學生的工程意識和工程思維方式,使課堂教學更生動活潑;另一方面,工程實例與理論教學的結合,彌補了缺少實踐環節的不足,使教學內容得以拓展,大大提高了該課程的教學質量。3.倡導啟發、討論式教學方法在教學中引入并倡導啟發式、討論式教學方法,由過去“以教師為主體”的傳統教學模式向“以學生為主體、教師為主導”的新型教學模式轉變,[2,3,6]改變以往“填鴨式”的教學模式,啟發學生思考,變被動、機械、死記硬背式的學習為積極主動的學習。例如,在講授“預應力混凝土連續梁橋”時,可引導學生思考兩個問題:當需要的跨徑大于40~50m時,還能否應用混凝土簡支梁,會出現什么問題;面對橋梁大跨度的需求,有哪些解決途徑。這樣可啟發學生思考,并組織學生展開討論,使學生各抒己見,在討論中獲得更為全面的知識,從而訓練學生的思維,培養學生獨立思考和解決問題的能力,對培養學生的專業素養具有重要作用。4.充分利用網絡化教學,有效延伸課堂教學除課堂學習外,充分利用校園網資源,建立了橋梁在線網絡課堂,并建立了課程網站。將基本教學資料,如多媒體課件、練習題及模擬試題等掛在課程網頁上,學生可以隨時閱讀和下載復習。同時將各類橋梁的圖片、施工動畫及視頻資料等在校園網上,這樣可以將教學內容直觀、生動地反映在學生面前,提高了學生的感性認識,從而可以有效地延伸課堂教學,深受學生歡迎。同時,還開辟課程答疑、討論專區,利用該平臺學生可以完成習題的練習和答疑,并對重點問題和難點問題進行討論,通過網上留言、學生提問、學生自答、教師解答等方式提高學生學習的主動性和創造性。
改革考核方式,突出工程應用能力和創新能力考核
為了適應當前素質教育的要求,培養出適應社會需要的綜合素質高,能獨立思考和解決各種實際工程問題的高級土木工程專業技術人才,就必須摒棄過去那種只重分數而輕能力的單一的試卷考核方式,建立一種新的考核方式,在強調學生考試成績的同時,也注重對學生學習過程、學習態度、創新意識,解決問題等能力的考核,力爭對學生作出全面、客觀公正的評價。“橋梁工程”課程成績評定時主要考慮學生基礎知識、基礎能力和工程應用及創新能力的考核,見圖1。基礎知識和能力的考核主要包括課堂表現、課后作業及理論考試等。課后作業可以分為兩個層次,第一個層次為課后的手算作業題,目的是讓學生熟悉傳統的橋梁設計計算方法,加深對相應理論知識的理解;第二個層次為綜合應用題,需要學生運用相應的橋梁計算軟件(如橋梁博士、Midas等),用電算的手段來完成,可以提高學生計算機應用水平,也讓教學更貼近行業發展與工程實踐,縮短學生畢業后在工作崗位的磨合期。對于理論考試試題,減少死記硬背型的考題,增加綜合性、靈活性大的題目,注重考查學生分析問題和解決問題的能力。工程應用及創新能力考核主要包括課程論文、讀書報告及科技活動等。課程論文主要是指在教學過程中布置的一些探討性較強的小論文,目的是讓學生運用所學的專業知識,通過查閱相關文獻提出自己的見解,并鍛煉學生科技論文的寫作能力。讀書報告是為了擴展學生的知識面,要求每個學生在整個教學過程中完成2~3本橋梁工程相關書籍的閱讀,并撰寫讀書報告。科技活動的內容主要是指依托我校的學生科技周活動,開展橋梁設計大賽、專題講座、橋梁攝影等活動,目的是激發學生的學習興趣,增強學生的工程創新能力。其中橋梁設計大賽涉及結構的選型、計算等方面的知識,通過做模型,學生既掌握了橋梁結構的構造特點,又加深了對橋梁結構計算理論的理解。因此,設計大賽既是課堂教學的一種有益的補充,也是學生進行實踐的一次機會。在科技活動中還可以舉辦專題講座,邀請一些學者、專家、教授,向學生傳授先進的工程設計、施工、管理等方面的知識和寶貴的經驗,引導學生進入學科前沿,拓寬學生的視野和知識面。根據我們構建的“橋梁工程”成績評定系統,改變以往單一的試卷考試的考核方式,將課堂表現、作業完成情況、讀書報告、課程論文及科技活動情況等方面納入平時成績的考核中,其中課堂表現占平時成績的20%,作業完成情況占30%,讀書報告占20%,課程論文占20%,科技活動占10%。課程的最后成績由平時成績(占40%)和理論考試成績(占60%)組成。
關鍵詞：橋梁工程；教學改革；CDIO；工程能力
作者簡介：梁曉飛（1978-），女，吉林九臺人，山東理工大學建筑工程學院，講師；師郡（1966-），男，山東淄博人，山東理工大學建筑工程學院，教授。（山東 淄博 255049）
基金項目：本文系山東理工大學校級教學研究項目的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）13-0114-02
根據高等學校土木工程本科指導性專業規范的要求，高校要以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心，重構課程體系和優化教學內容。[1]“橋梁工程”課程作為道路與橋梁工程方向的專業核心課程，是一門實踐與理論并重的專業技術課，能體現材料力學、結構力學、結構設計原理等專業技術基礎課在橋梁工程中的綜合應用，其教學效果將直接影響到人才的培養質量，因此對其進行教學改革具有重要的現實意義。
CDIO是當前國內外先進的教育教學理念，CDIO即構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）、運作（Operate），它注重學生工程基礎知識、實踐能力、團隊能力和工程系統能力的培養。[2-3]“橋梁工程”課程改革以CDIO工程教育理念和高等學校土木工程本科指導性專業規范為指導，整合課程體系、優化教學內容、改進教學方法、調整學生考核方式，使本課程教學適應行業發展的需要，為本專業培養創新能力強、適應企業發展需要的應用型土木工程師搭建平臺。
一、課程教學改革背景
“橋梁工程”課程內容多、概念多、構造要求多、計算多、規范條文多、涉及到前期課程多，實踐性、綜合性強，學生在缺乏實際工程經驗的情況下，難于掌握。教學形式單一，主要以灌輸式和知識傳授為主，忽視了學生在課程中的主體作用，使得學生缺乏自主學習的積極性。
受到“厚基礎，寬口徑”人才培養理念的影響，學校開設的課程要求多樣化，重視自然科學知識和人文社會科學知識，突出英語教學和計算機技術應用，因此，在專業總的授課學時不能變更的前提下，專業課程的授課學時就被大幅度精簡。鑒于授課學時有限，本課程的授課內容著重講授簡支梁橋和拱橋的構造與計算，對連續剛構、鋼管混凝土拱橋、混凝土斜拉橋和懸索橋等大跨度橋梁則以簡介兼自學為主，這種授課安排與我國迅速發展的橋梁建設事業不相適應。“橋梁工程”教學既要重視基本理論、基本方法和基本技能的培養，更應該重視新橋型、新技術、新材料和新方法在橋梁工程中的應用。
長期以來，“橋梁工程”課程的教學模式主要是課堂教學+1周課程設計+2周生產實習。實習時間較短，學生在實習中多為靜態的參觀。因橋梁建設周期較長，認識實習只能了解其中的部分工程或某個工序，無法全面了解整個設計、施工過程，更無法參與其中，達到理論與實踐相結合的實習目的。對此，學生普遍反映所學的理論知識無法在生產實習中應用，對于橋梁建設從設計到施工的全過程沒有清晰的思路。橋梁工程的課程設計在手算的前提下，設計的橋型被限定在混凝土簡支橋，這也顯然是遠遠落后于橋梁建設發展需求的。
二、教學改革思路
山東理工大學（以下簡稱“我校”）以往6屆道路與橋梁方向畢業的本科生就業情況如圖1所示，可以看出我校輸送出的學生接近80%在施工、監理、管理等部門就業，繼續深造學業和在設計單位工作的僅占17%。由此可知，“橋梁工程”課程的改革目標應該集中在培養學生從事橋梁工程技術及管理工作的基本能力和社會急需的實踐能力上。其總體思路是以實際工程為背景，以工程技術為主線，改革課程體系、知識學習方式、考核方式和評價標準，加強實踐教學及能力培養方式等關鍵環節，提高學生的工程意識和工程實踐能力，培養出創新能力強、適應企業發展需要的應用型土木工程師。
三、課程改革的具體措施
1.基礎教學
選用國家規劃教材，以“精、寬、新”的理念整合教學內容。精：以一種橋型的橋梁建設過程為主線，由點到面、深入淺出把繁雜的內容講活、講透，使學生舉一反三，即可對其他結構形式采用粗講。建立以“學生為主體，以教師為主導”的教學模式，將工程實例（最基礎的混凝土梁橋、拱橋）引入課程教學。通過實施一個完整的項目來組織教學活動，采用類似科學研究與實踐的方法，促進學生主動學習。具體做法是將5～6名學生分成一個小組，給每個小組下發一份既有實際工程的設計圖紙，抓住橋梁建設過程主線，講授橋梁設計基本原則、平縱橫斷面設計內容、橋梁建設程序和方案比選、橋梁上的作用、橋面布置與構造、上部結構的設計計算、支座、下部結構的設計計算和施工技術。對其他結構類型橋梁則以課上簡介課下大作業的方式學習。寬：采用國家新標準《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG D62-2004）教學，對連續剛構、鋼管混凝土拱橋、斜拉橋和懸索橋等大跨度橋梁進行類比性、歸納性講解，使學生適應我國迅速發展的橋梁建設事業。新：利用三維動畫模擬、電視錄像片和紀錄片等教學手段，把本專業最新動態和發展、科研成果、施工技術引進課堂，拓寬學生視野。
依據CDIO教學模式，實施多樣化教學方法。
（1）引導性教學和自主性學習相結合。樹立學生為主體的教學思想，組建學習小組，開展課堂互助討論教學，隨著課程進展預留聯系工程實例的“大作業”，這些“大作業”可以是課程的重點難點、行業的動態或綜合性的知識，作業以小組提交。這種教學方法能調動學生學習的主動性，增加學生之間的相互交流，在鍛煉學生的獨立分析能力的同時加強團隊合作精神培養，以課外補課內來提高教學效果。
（2）項目教學法教學。教學全過程中充分突出實踐、強化應用，以實際工程項目為背景，將行業規范、現場案例、施工圖紙和錄像融入教學，培養學生的工程素質和工程能力。
（3）網絡化和信息化教學。通過課程網站建立網上互動平臺，學生可以在網站上查看并下載教學大綱、教學課件、各章習題、課程設計的任務書和指導書、工程實例、行業動態等，也可以在網站上留下自己的心得和疑問，由師生進行開放性討論，從而提高學生的學習自主性。
2.實踐教學
基于應用型土木工程人才培養目標的定位特點，構建以能力培養為核心，多模塊、相對獨立、相互銜接的實踐教學體系，該體系由計算機輔助設計軟件學習、課程設計、模型制作、專題講座和認識實習等部分組成。
鼓勵并引導學生使用橋梁博士、橋梁通等橋梁工程計算機輔助設計軟件，改變課程設計、畢業設計完全手算及手工繪圖的現狀，邀請設計院技術負責骨干進行專題講座，依托實際工程進行課程設計，在“做中學，做中教”，培養學生的工程設計能力。[4]利用課程設計的成果，以學習小組為單位按比例制作橋梁的上部結構模型，結合工程已有的其他部分圖紙補充下部結構、支座、橋面鋪裝、欄桿、排水和照明完成全橋模型。在建造過程中，要求嚴格按照設計圖紙施工，不能隨意變更設計，在課程結束時提交實體模型和設計說明書，利用PPT演示建橋的全過程并對成果進行答辯，通過熟悉設計圖紙課程設計制作模型成果答辯使理論知識具體化、實體化，不知不覺中培養學生的工程能力。
3.考核方法
為鼓勵學生個性化發展，打破應試教育的桎梏，采取多元化考核模式，在強調測試理論知識的同時注重工程實踐能力和工程設計能力的評價與考核。在考核方式上，采用閉卷筆試、小論文、大作業、模型制作、答辯、互評、自評相結合的形式。
4.課程教學體系建設
畢業設計是教學過程最后階段采用的一種總結性的實踐教學環節，要求學生綜合應用所學各種理論知識和技能。橋梁工程課程的改革建立的“課堂教學、課程設計、認識實習”三元一體模式實質上是對畢業設計環節的基本訓練，因此改革后的橋梁工程教學模式可和其他教學環節構成如圖2所示的教學體系。
四、橋梁工程課程改革效果
經過兩級六個自然班的課程實踐，橋梁工程課程改革取得了顯著的成效，主要表現在：
第一，構建了以學生工程能力培養為主線，分層次（基礎教學課程設計橋梁模型）、多模塊（認識實習—課程教學—專題講座—畢業設計）、全過程、遞進式的實踐教學課程體系，通過連續漸進的典型工程項目設計，培養學生的工程素質、工程能力和設計能力。
第二，實施多元化考核評價方式，增加小組討論、大作業、模型制作、答辯等環節，激發了學生學習主動性，提高了學生學習能力、研究能力和工程實踐能力。在后續的生產實習中，教學培養基地企業反映該批次學生較之往屆“上手快，操作能力強”。
第三，課程設計和畢業設計成果質量提高顯著。將項目教學法納入課程，使學生對現行規范的把握、識圖、畫圖能力加強，將計算機輔助設計軟件應用于設計驗算，在內容難度加大的情況下學生的成績沒有出現下降趨勢。
五、結語
“橋梁工程”課程教學改革以實際工程為背景，以工程技術為主線，完成了課程體系、知識學習方式和考核方式的革新，兩屆學生實踐的良好效果證明本次教改構建的分層次、多模塊、全過程、遞進式教學課程體系能夠加強學生實踐教學及能力培養，提高學生的工程意識、工程素養和工程實踐能力。
參考文獻：
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關鍵詞：深水化；大型化；高樁碼頭；拱形結構
Abstract: This paper put out the research summary and recommendations for the deep water terminal development needs of the arch piers on the basis of full understanding of the wharf structure at home and abroad.Key words: deep; large-scale; high-pile pier; arch
中圖分類號：U65文獻標識碼： A 文章編號：
1、研究的背景及意義
1.1 港口發展趨勢
海運在我國的對外貿易中占有很重要的位置。我國擁有1.8萬公里的海岸線，承擔了近10%的國內貨物運輸和85%以上的外貿貨物運輸任務。港口作為海運體系的樞紐，對社會經濟的發展起到了舉足輕重的作用。
盡管我國港口建設已經取得這樣的成績，但是港口吞吐能力仍然滿足不了貨運量增長的需要。2001年我國沿海港口的吞吐能力為11.6億噸，但實際承擔的吞吐量卻達到13.8億噸；集裝箱碼頭吞吐能力約為1500萬TEU，而實際承擔的量高達2200萬TEU；大型原油接卸碼頭以及礦石碼頭的吞吐能力同樣亦小于實際承擔的吞吐量。我國港口吞吐能力與需求之比達1：1.2，與國際上1：0.7相去頗遠。
為了更好地解決這種矛盾，船舶向大型化發展的趨勢日益明顯。為適應大型船舶的靠泊，碼頭的建設也提出了更高的要求，碼頭建設日益向著深水化、大型化方向發展。深水碼頭的設計、施工等已成為港口工程界重要的研究課題。
收稿日期： 修回日期:
作者簡介：廉芳芳（1983-），女，天津市人，助理工程師，從事港口規劃和土地岸線管理工作。
Biography: LIAN Fang-fang (1983-), female, assistant engineer.
同時隨著港口數量的增多，有著優質地質、水深、氣象等自然條件的岸線資源已經大多被開發。新建碼頭一般建設在自然條件相對復雜的區域，為了克服這些不利因素，新建碼頭一般選擇建造在離岸較遠的深水區中。深水化和大型化已經成為高樁碼頭未來發展的主要趨勢，但同時也對碼頭樁基礎的承載力提出了更高的要求。
1.2 高樁碼頭發展趨勢
高樁碼頭的發展趨勢可歸納為以下幾個個方面：
（1）減小構件自重，節約材料。如：在碼頭中采用拱形結構。例如拱形梁和雙曲板等。
（2）提高樁基承載力，減少樁基數量。如：采用大直徑管樁，通過增大樁尖底面積和樁側表面積來增大樁尖承載力和樁側摩阻力。以此達到提高樁基承載力，減少樁基數量，節約成本的目的。
（3）簡化樁基。如：減少樁的種類、簡化布置。
（4）簡化上部結構，加快施工速度。如：通過加大構件尺寸，統一構件規格來減少構件數量。目前國內每跨碼頭的預制構件數量已經從23件減少到10件作用，大大地縮短了工期。
（5）碼頭排架之間跨度增大。如：隨著船舶向大型化發展的趨勢日益明顯，為適應大型船舶的靠泊，碼頭建設日益向著深水化、大跨度方向發展；隨著排架間距的加大，所需樁基的數量降低，從而大幅降低碼頭造價。
近年大直徑混凝土管樁和大直徑鋼管樁在工程中的推廣應用和施工技術的成熟，確保了高樁碼頭深水化和大型化的可行性。大直徑混凝土管樁和大直徑鋼管樁的承載力比一般的樁都有很大的提升，從而在確保碼頭深水化和大型化的基礎上，還使得用加大碼頭排架間距來減少碼頭成本的辦法變成可能。加大碼頭排架間距可以大幅減少樁基數量，并以此節省碼頭建設經費。但這同時也帶來碼頭上部結構跨度變大，上部結構內力急劇增大，普通梁板式結構無法承受的問題。
為了解決以上問題，有關學者借鑒橋梁工程中的拱橋提出了拱形圬工縱梁、拱形桁架縱梁等結構。但對碼頭結構中拱形縱梁的研究才剛剛起步，還沒有一個統一的規范和通用的設計方法。本文在充分了解國內外碼頭結構形式的基礎上，對可適用于深水大碼頭發展需求的大跨度拱形縱梁碼頭的研究現狀進行了總結，并提出建議。
2、拱形結構在碼頭上應用的研究現狀
2.1 拱形結構的特點
拱結構與梁結構的區別，不僅在于外形不同，更重要的是兩者受力性能有著本質的區別。梁式結構在豎向荷載作用下，支承處僅產生豎向支承反力，梁體主要承受彎矩和剪力；而拱式結構在豎向荷載作用下，兩端支承除了有豎向反力外，還將產生水平推力。正是這個水平推力，使拱體的彎矩大大減小，拱截面主要承受軸向壓力，主拱圈以受壓為主，使之成為以受壓為主的壓彎構件。由此使之成為大跨度結構的優選型式。
拱形的主要優點是：（1）跨越能力大；（2）抗風穩定性強，結構整體性好；（3）能就地取材，造價較低；（4）耐久性能好，維修、養護費用低；（5）建筑藝術造型簡介優美。
拱形結構用于高樁碼頭的主要缺點是：自重較大，自重和受力會對樁基產生較大水平推力。
2.2 拱形結構在碼頭中應用的研究現狀
拱形結構在碼頭上的應用主要借鑒于橋梁工程上的拱橋。拱形結構因其良好的抗壓能力，被運用在碼頭結構中可增加碼頭的承載力，減少構件數，達到節省碼頭成本的效果。
華東水利學院水港系雙曲拱碼頭研究小組于1978年提出了有雙曲拱板的高樁碼頭的設計構想，具體設計如圖1所示。本碼頭面板采用雙曲拱板，其結構借鑒于橋梁工程中常見的雙曲拱橋。雙曲拱形較之一般拱形可以更加均勻的傳遞壓力給樁基，有更 等地得到小規模推廣，但因為施工麻煩，設計理論也不夠成熟，未在全國范圍內得到大規模推廣。
圖1高樁雙曲面板碼頭典型斷面圖
浙江省交通局于1978年在浙江省6905碼頭工程中，使用了設置拉桿的拱形橫梁結構。具體設計如圖2所示。拱形結構可以將上部荷載更好的傳遞給樁基，同時減小橫梁上的彎矩，更好地發揮混凝土的抗壓性能。相對普通的梁板式碼頭，采用本結構可以節省混凝土和鋼材20%以上。但是這種結構因為施工較一般梁板式碼頭復雜，未能得到大規模推廣。
圖2高樁拱形橫梁碼頭典型斷面圖
2007年曹源在傳統的高樁梁板式碼頭結構中，應用拱式縱梁代替傳統的簡支縱梁，提出了大跨度懸鏈線拱式縱梁碼頭的新型結構型式（如圖3所示）。但是由于該結構將拱腳固結在樁臺上，所以樁基礎要承受很大的水平承載力。為了提供足夠大的水平承載力，樁基礎被設計成由多根直樁和叉樁組成的樁臺。這種設計加大了施工難度，并且較大地提高了施工成本，并不能很好地達到減少碼頭造價的目的。
圖3懸鏈線拱式縱梁碼頭正面圖
2007年于忠偉在普通梁板式高樁碼頭結構型式的基礎上，借鑒橋梁工程中的拱梁，在高樁碼頭結構中，應用拱式縱梁代替傳統的簡支縱梁，提出了由拱梁、拉桿、吊桿、立柱組成的新型結構型式（如圖4所示）。本結構在拱梁之間設置了一個拉桿，雖然可以部分的平衡兩拱腳對樁基礎的水平荷載，但剩余的水平荷載依然需要通過多根樁組成的樁臺來抵消。這樣就提高了施工成本，并且拉桿和吊桿的設置加大了施工難度。拉桿在極端環境下的破壞也會給整個碼頭結構帶來安全上的隱患。
圖4桁架式拱形縱梁碼頭斷面圖
2009年翟秋針對碼頭結構的特殊性，借鑒拱橋結構，提出了適用于外海深水條件的拱式縱梁新型碼頭結構型式，并進行了結構整體布置，從材料特性、截面類型、構件尺寸范圍等方面闡述了主要構件的設計要求,具體結構如圖5所示。并首次將拓撲優化的概念及方法引入碼頭結構的優化中，基于拓撲優化方法對拱圈梁的合理拱軸線進行研究。但本結構和圖4中的結構存在著同樣的問題。
圖5桁架式拱形縱梁碼頭斷面圖
3 總結及建議
雖然拱形結構有跨越能力大、耐久性能好、構造簡單等優點，但運用在碼頭結構上時，依然存在以下問題：（1）設計理論不夠成熟。（2）施工較一般梁板式碼頭復雜。（3）對樁基礎的水平承載力要求較高，難以很好地達到減少碼頭造價的目的。所以建議：1、采用有限元軟件:對拱形縱梁內力進行計算。包括拱形縱梁在不同約束下的最大承載力、撓度變化、內力分布、最大應力位置等。并以此為依據對拱形梁進行結構優化，在承載力達到實際工程需求的基礎上解決拱腳對樁基礎的水平推力過高的問題；2、參照實際工程中的樁基布置，設計出適合拱形縱梁結構的樁基構造，并從工程造價的角度將本方案與原設計方案進行比較分析。
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關鍵詞：橋梁；施工技術；裂縫
1 橋梁施工技術概述
下面簡要介紹幾種較為常見的橋梁施工技術。
1.1 大跨度橋梁施工技術
大跨度橋梁最為顯著的特點之一是橋梁結構跨度長、體量大、對施工技術要求較高。此類橋梁較為常用的施工技術有：直接利用鋼護筒作為平臺的支撐結構、超大直徑的鉆孔灌注樁、剛性導向定位系統、爬模系統等。
1.2 橋梁冬季施工技術
由于受橋梁工程項目施工進度要求的影響，有些橋梁需要在冬季進行施工建設。在冬季進行混凝土橋梁施工時，需要注意的方面較多，特別是混凝土拌和。拌和站需要采用全封閉式的暖棚，同時各種原材料也需要存放在暖棚當中或是采取相應的保溫措施；拌和混凝土時所用的水應當進行加熱處理；混凝土運輸過程中也需要采取相應的保溫措施；混凝土養護需要采用蓄熱技術等等。
1.3 山區橋梁施工技術
國內有很多橋梁工程都是建設在山區當中，由于山區本身的地形地貌、水文條件都比較復雜，并且還伴有巖溶、滑坡、陡崖等不良地質情況，從而使得山區橋梁施工難度較大。山區橋梁施工的特點可以概括為以下幾個方面：施工周期長、機械設備投入比例大、高墩施工定位難度大等等。
1.4 既有線橋梁改建施工技術
現階段，在國內既有線橋梁的改建過程中，D型鋼便梁架空方案是應用最多的一種，這是因為該方案的施工技術比較成熟，具體如下：按照實際架空位置對臨時橋墩進行施工，同時調整線路上的超高，然后采用D型鋼便梁架空線路；施工新橋墩和橋臺，并按照換梁期間的架空要求對架空鋼便橋的位置進行調整，以此來形成對位架空的條件；將舊的梁和墩臺以及臨時橋墩進行拆除，然后進行移梁和捆梁作業；最后進行逐孔混凝土梁換移。該施工方案的特點是能夠有效減少封閉作業的時間，從而使改建過程中對車輛通行的影響降至最低，同時，施工困難段采用鋼塔代替枕木進行架空，進一步提高了安全性。
1.5 橋梁施工方法
無論任何一種橋梁類型，其施工大體上都分為兩個部分，即基礎施工和上部結構施工。
1.5.1 基礎施工。通過對大量的橋梁工程進行分析后發現，大部分工程都對結構本身的安全性、穩定性和經濟效益比較重視。由于橋梁基礎工程基本都是在地面以下或是水中，使得基礎工程施工難免會涉及水和巖土等方面的問題，這在一定程度上增加了基礎施工的復雜程度，并且也導致了無法采用統一的模式對橋梁基礎進行施工。所以基礎施工的形式分成了以下幾類：擴大基礎、樁與管樁基礎、沉井基礎、地下連續墻基礎以及組合式基礎等等。
1.5.2 預應力混凝土施工。為了進一步確保施工質量，預應力張拉應當根據相關規范的規定要求進行，同時完成張拉之后應當立即進行灌漿，這樣可以有效降低應力損失。在張拉的過程中除了應當控制好應力值以外，還應當對預應力筋的增長值進行抽查，并根據均勻對稱的原則進行張拉，這有助于提高結構本身的抗裂性。
1.5.3 承臺施工。為了確保橋臺基礎開挖施工的順利進行，在施工過程中，需要采取相應的降水措施，大量工程實踐表明，輕型井降水是最為經濟且實用的方法之一。在實際應用中，只需要做好井點分級布設和計算即可。此外，井點的平面布設在很大程度上取決于地下水的補給方式、基坑平面形狀以及降水深度，故此，在工程中，可以根據具體情況，選用最合適的布置形式。
2 橋梁裂縫的成因解析
引起橋梁工程裂縫的原因非常復雜，并且種類也十分繁多，想要進一步揭示橋梁病害的機理就必須對裂縫的形成原因進行全面系統的分析。
2.1 荷載原因造成的橋梁裂縫
橋梁結構在動荷載、靜荷載以及次應力作用下產生出來的裂縫稱之為荷載裂縫。這類裂縫大體上又可分為以下兩種：
2.1.1 直接應力裂縫。具體是指由外部荷載引起的直接應力造成的裂縫。這種裂縫產生的原因主要與橋梁結構設計、施工以及使用有關。首先，在設計方面通常都是因為計算錯誤、模型設計的不合理、力學假設與實際受力情況不符造成的；其次，在施工方面多數都是由于施工人員馬虎大意造成的，如施工設備和材料隨意堆放等等；再次，使用方面主要與車輛超載有關。
2.2.2 次應力裂縫。具體是指由外部荷載引起的次生應力造成的裂縫。截面剛度變化時引起次應力裂縫最主要的原因之一，尤其是在大跨度預應力橋梁結構中，這種裂縫最為常見。
2.2 溫度變化引起的橋梁裂縫
通常情況下，當大體積混凝土基礎澆筑在比較堅硬的基巖上時，由于結構本身的整體性要求使之無法采取隔離層等保護措施，這樣一來混凝土在大氣溫度及自身水化熱溫度的雙重作用下，其內部便會產生出較大的溫度，同時，在降溫收縮的過程中，變形會受到基巖約束，從而是混凝土結構內部產生出較大的拉應力，由此便會形成裂縫。此類裂縫一般都會出現在混凝土澆筑完成后的2-3月左右，裂縫較深，并呈貫穿性分布，其會對橋梁結構的整體性造成一定程度的破壞。
2.3 收縮原因引起的橋梁裂縫
在橋梁工程施工過程中，混凝土由于自身收縮形成的裂縫是最為常見的一種，具體可分為塑性收縮和干縮兩種。
2.3.1 塑性收縮裂縫。在實際施工過程中，混凝土的塑性收縮多出現在澆筑后的3-5h左右，這是因為此時的水泥水化反應最為激烈，水分蒸發的速度也非常快，混凝土由于失水便會收縮，其中的骨料因為自重原因會出現下沉的現象，同時混凝土因為澆筑的時間較短尚未達到硬化的程度，這樣便會產生塑性收縮，從而形成裂縫。
2.3.2 干縮裂縫。由于混凝土表層中的水分蒸發速度較快，而混凝土結構內部的水分損失相對較慢，這樣一來便會使表面與內部產生不均勻的收縮現象。因為混凝土表面的收縮變形受到內部混凝土的約束，從而使得混凝土表面需要承受一定的拉力，當該拉力超過混凝土的極限抗拉強度時，便會形成裂縫。
2.4 地基基礎變形引起的橋梁裂縫
因為地基基礎的水平位移或是豎向的不均勻沉降，會使橋梁結構中產生出一定的附加應力，當這部應力超出混凝土的抗拉極限時，便會造成結構開裂。引起地基基礎變形的原因主要有以下幾個方面：其一，地質勘測不到位；其二，地基的地質差異較大；其三，橋梁結構各個部分的荷載差異較大；其四，原有的地基條件發生變化。
2.5 鋼筋銹蝕引起的橋梁裂縫
目前，基本上所有新建的橋梁采用的都是鋼混結構，這種結構的橋梁最為顯著的特點是穩定性高。然而，由于混凝土本身的質量較差，或是保護層的厚度不夠，便會使混凝土保護層受到二氧化碳的侵蝕，從而導致鋼筋周圍的混凝土堿度下降，這樣一來會造成鋼筋表面的氧化膜被破壞，致使鋼筋發生銹蝕反應，由此生成的氫氧化鐵，其體積會增大2-4倍左右，這一過程會產生相應的膨脹應力，進而造成保護層混凝土開裂，這種情況在沿海地區的橋梁中最為常見。
3 橋梁結構裂縫的有效處理方法
3.1 橋梁裂縫修補方法
在對橋梁裂縫進行修補時，可以采取以下方法：其一，表面封閉法。該方法具體是指采用抹漿、鑿槽嵌補、噴漿、填縫的方法對橋梁結構表面的裂縫進行封閉式處理；其二，壓力灌漿法。采用水泥或是化學材料作為主要的灌漿材料，并用相應的設備將漿液灌注到橋梁結構內部的裂縫當中；其三，表面粘貼法。通過在橋梁結構表面存在裂縫的位置處粘貼玻璃布或是鋼板的方法，來封閉已經形成的裂縫，該方法除了能夠起到修補裂縫的作用，而且還能進一步提高橋梁結構本身的強度和剛度，有助于確保結構整體的穩定性。
3.2 橋梁加固方法
3.2.1 增大截面法。這種加固方法主要是指采用鋼筋混凝土來增大橋梁結構截面面積，以此來達到進一步提高結構承載力的目的。該方法顯著的優點是工藝簡單、適用性強等等。
3.2.2 碳纖維加固法。這種方法的優點如下：無需增加恒載及斷面尺寸、能夠適應不同的構件形狀、便于成型、不會損傷原結構、能改善構件的受力性能等等。
3.2.3 其它加固方法。外包鋼加固法、錨栓鋼板加固法、錨噴混凝土加固法等等。參考文獻
[1] 張燮.80米鋼—混凝土組合結構橋梁施工過程中的關鍵技術及控制措施研究[D].蘭州交通大學，2012（9）.
[2] 雷俊卿.馬少飛.提升橋梁混凝土耐久性的施工技術對策[A].全國既有橋梁加固、改造與評價學術會議論文集[C].2008（11）.
【關鍵詞】高強鋼骨混凝土；應用與發展；橋梁工程 三向應力
1. 高強鋼骨混凝土綜述
HSRC結構是在鋼筋混凝土內部埋置型鋼或焊接鋼構件，并使鋼骨與混凝土組合成為一個整體共同工作，而形成的一種組合結構。其特點如下：
圖1 高強混凝土箱梁
圖2 PCI研究用T梁（1）與鋼筋混凝土結構相比，由于配置了鋼骨，使構件的承載力大大提高，從而有效的減小了梁柱截面尺寸，尤其是抗剪承載力提高、延性加大，顯著改善了抗震性能。
（2）與鋼結構相比，鋼骨高強混凝土構件的外包混凝土可以防止鋼構件的局部屈曲，提高構件的整體剛度，顯著改善鋼構件出平面扭轉屈曲性能，使鋼材的強度得以充分發揮。同時，外包混凝土增加了結構的耐久性和耐火性。
（3）鋼骨高強混凝土結構比鋼結構具有更大的剛度和阻尼，有利于控制結構的變形和振動。
鋼骨高強混凝土充分發揮了鋼與混凝土兩種材料的優點，在橋梁工程中得到了廣泛的應用，但到目前為止，國內外對其研究的成果多集中于構件的強度、剛度等方面，在施工方面經驗不多，可供參考的資料很少。而施工現場的施工質量又嚴重影響著這種組合結構性能的充分發揮。筆者結合試驗過程及具體的工程實踐提出確保鋼骨高強混凝土橋梁抗震延性的施工質量控制措施。
2. 典型高強鋼骨混凝土橋工藝參數分析
蘇州建園建設工程顧問有限公司以蘇州地區典型橋梁做研究。高新區寒山橋是此研究工程項目之一。此橋的特殊之處是東西兩側分別采用強度為70～100N／平方毫米高強鋼骨混凝土梁（圖1）和強度為35～40N／平方毫米T梁（圖2）。對不同混凝土進行造價比較。經比較，對于常規混凝土跨徑37m的梁，當采用高強鋼骨混凝土時跨徑可達44m。
圖3 最優造價曲線 高強鋼骨混凝土具有較高的強度，因此可加大跨徑或當跨徑不變時可采用較小的梁高。同時，高強鋼骨混凝土抗滲能力較強，因而氯化物的滲入可減少一半，從而提高結構的耐久性。在橋梁結構中采用高強鋼骨混凝土，效果十分明顯。蘇州建園建設工程顧問有限公司對常用的預應力混凝土梁進行優化設計。進行經費用戶效益分析如（圖3）， 對于圖3所示的曲線分三部分討論：
2.1 針對跨徑小于27.4m的梁。此類梁的控制條件為預加應力階段的初始預應力。由于預加應力階段的恒載長久起作用，對于所述跨徑采用高膽混凝土無實際意義。
2.2 針對跨徑27.4～30.5m，混凝土強度41～55MPa和跨徑27.4～33.5m，混凝土強度≥55MPa的情況。由于采用高強鋼骨混凝土，梁距可以加大。在此范圍存在著梁距加大帶來的節約及由此引起單位橋面費用增加的平衡點。
2.3 針對跨徑大于30.5m，混凝土強度在41～55MPa和跨徑大于33.5m，混凝土強度大于55MPa的情況。這個范圍代表了所分析斷面高強鋼骨混凝土的最優效益。圖3還反映出：
（1）隨著梁混凝土強度的遞增，最優造價曲線右移。這意味著在單位造價不增加的情況下，梁的跨徑增大了。
（2）梁混凝土強度超過 69MPa效益減小心高強鋼骨混凝土用于較小跨徑時無明顯效益。
近些年來，蘇州市交通局和蘇州建園建設工程顧問有限公司對采用高效預應力高強鋼骨混凝土在橋梁工程中的應用進行了較為深入的研究。以圖4斷面為例，由表1可以看出，蘇州地區采用高性能混凝土空心板較普通PC空心板可節省混凝土 35％以上，可節省鋼鉸線15％以上，在16～30m跨徑范圍內，材料費用節省20％。因此對于公路橋梁工程中大量使用的空心板采用高性能混凝土井進行優化設計，其經濟效益十分可觀。
圖4 L=16m中板優化斷面
圖5 焊接順序 3. 提高鋼骨高強鋼骨混凝土質量的施工措施
施工現場的施工質量嚴重影響著這種組合結構性能的充分發揮，筆者結合工程的調查分析對組合結構中鋼骨柱施工質量的缺陷及原因進行分析， 結果顯示鋼骨高強鋼骨混凝土柱施工質量缺陷主要表現在焊接質量差、H 型鋼柱不垂直、縱向產生彎曲、鋼牛腿標高出現偏差四個方面。其中焊接質量差、H 型鋼柱不垂直，是影響鋼骨高強鋼骨混凝土柱延性的主要原因。為此我們提出如下改進工藝：
3.1 提高焊接質量的施工工藝措施。
（1）焊接前應先進行工藝試驗，以取得最佳工藝系數，達到工藝合格、質量可靠和降低成本的目的。
（2）在焊接時改手工焊為采用ZXGI000R自動埋弧焊機，焊接時在其焊縫的兩端配置引入板、引出板，做到引入板、引出板與被焊件的坡口形式相同，其長度大于60 mm ，寬度大于50 mm ，焊縫引入、引出的長度大于25 mm ，焊縫焊接完畢后用氣割割除，并修磨平整。
（3）焊接時在專用的焊接胎膜上作全自動埋弧焊，按焊接工藝要求的焊接順序進行施工，減少焊接變形。焊接順序見圖5 。
（4）施焊時，每條焊縫原則上要連續操作完成，不得不在T 字口和構件邊緣停弧或換焊條時，施焊后的焊縫應立即覆蓋巖棉材料給予保溫，延長焊件降溫時間。
（5）配置超聲波探傷人員跟班檢查焊接質量，不合格者應及時返修。
3.2 減少焊接變形的方法。
（1） 采用拼裝模架將H 型、十字型鋼板拼裝成型，拼裝模架如圖6所示。
圖6 拼裝模架（2）拼裝后的幾何尺寸經檢驗合格后進行定位點焊，定位點焊的焊縫長度為60 mm ，焊縫的間隔為200 mm ，焊縫高度為6 mm。
（3）對埋弧焊電流、電壓、焊接速度參數進行監控，電流：600 A～650 A ，電弧電壓：35 V～38 V ，焊接速度： 0. 42 m/ min。
（4）為防止受熱不均勻造成過大變形，施焊前應進行預熱，預熱區域應在焊縫的兩側各100 mm ，使其產生相應的反變形。
（5）劃線下料應考慮焊接收縮量，以滿足組焊成型后設計尺寸，使吊裝就位后保證柱頂、孔眼標高一致。
4. 結論與建議
（1）鋼骨高強鋼骨混凝土組合結構是鋼與混凝土的優點結合，是建造高層與大跨度結構較好的途徑，在我國具有廣闊的前景， 施工現場的施工質量嚴重影響著這種組合結構性能的充分發揮，探討它的施工方法和施工工藝具有深遠的意義。
（2）采用高強鋼骨混凝土梁板斷面高度可以降低，從而較少工程投資，這對于新建和重建橋梁均具有重要意義。
參考文獻
［1］ “高強鋼骨混凝土的研究及應用” 謝劍學 甘肅工業大學碩士研究生畢業論文，2000.
【關鍵詞】大跨度；預應力混凝土；連續梁橋結構；設計
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
前言
文章對預應力混凝土的概念進行了介紹，對大跨度預應力混凝土連續梁橋的設計內容及步驟進行了闡述，通過分析，并結合自身實踐經驗和相關理論知識，對大跨度預應力混凝土連續梁橋的具體設計進行了探討。
二、預應力混凝土的概念預應力混凝土就是事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內部應力，且其數值和分布恰好能將使用荷載產生的應力抵消到一個合適程度的混凝土結構。而預應力混凝土連續梁橋預應力設計是主橋上部結構設計的重要組成部分。如果預應力設計恰當，不僅能使結構的跨越能力大幅提高，使工程質量提高，而且可大幅度減輕結構自重，使結構變得美觀輕巧，從而節約大量鋼材和混凝土[4]。反之，如果預應力設計不恰當，不僅浪費材料，而且會造成混凝土箱梁開裂，甚至破壞的嚴重后果，因此預應力設計問題對于工程實際意義重大。
三、大跨度預應力混凝土連續梁橋結構設計資料
1.技術標準
（1）標準跨徑：23+35+23m；（2）橋面寬度：凈7+2×0.5m，共8m；（3）橋梁橫坡：1.5%；（4）設計荷載：公路-Ⅱ級；兩側欄桿重量分別為6kN/m。
2.材料及特性
（1）材料及特性
1）混凝土：C50混凝土。立柱、蓋梁及橋頭搭板采用C30混凝土，基樁采用C25混凝土。橋面鋪裝層采用10cm厚C50混凝土。2）鋼絞線：采用符合GB/T5224-1995技術標準的1860級高強低松弛15.20鋼絞線，抗拉強度標準值，彈性模量。3）普通鋼筋：采用符合新規范的R235,HRB335鋼筋。凡鋼筋直徑≥12毫米者，采用HRB335（20MnSi）熱軋螺紋鋼；凡鋼筋直徑
（2）錨具：YM15-7，YM15-9
3.施工工藝
上部結構采用整體現澆施工，預應力采用后張法施工，利用滿堂支架，泵送現澆混凝土施工，預留預應力鋼絲孔道，由Φ=90mm和90×19mm的預埋波紋管形成。施工工序：1）施工臨時支座并固結，進行主梁的布置，整體對稱平衡澆筑混凝土；2）進行橋面鋪裝，包括橋面板的鋪裝和防撞護欄的設置；3）擬定十年的收縮徐變的影響。
4.設計依據
（1）《公路工程技術標準》（JTGB01-2003）；
（2）《公路橋涵設計通用規范》（JTGD60-2004）；
四、大跨度預應力混凝土連續梁橋的設計內容及步驟1.預應力混凝土連續梁橋設計的內容。
①荷載。施工時的荷載條件中，預應力荷載應按扣除第一批預應力損失后的有效應力來確定；其他荷載應根據施工階段可能的最不利荷載情況來定。而施工時的支撐條件應考慮施工方案的具體情況來定，模板周轉情況影響施工階段的結構分析模型的支撐條件與荷載條件的選取。
最大抗彎承載力包絡 圖(kN．n1)
最小抗彎承載力包絡圖(kN.In)
②極限設計。對預應力板各截面進行多種可能的荷載效應組合的受彎強度設計，計算時要考慮預應力產生的次彎矩的影響。采用混合配筋設置非預應力筋，提高結構在地震作用下的延性和能量吸收，可有效分散受拉區裂縫，改善結構的受力性能。對無粘編者按預應力砼連續結構作補充設計，選取合適的荷載效應值與材料參數，驗算抵抗預應力筋失效時連續倒塌所需的非預應力筋用量。2.預應力混凝土連續梁橋設計的步驟。
①進行結構布置，選取恰當的力學模型。
②根據工程的具體情況，選擇合適的橋梁高跨比，初步選定構件的截面尺寸，并進行內力與組合效應的計算。
計算模型圖
③主要根據桿件的彎矩分布圖形確定預應力筋的索形，并按經驗用預應力度法或平衡荷載法初步估算出所需要的預應力筋根數。
④進行預應力損失和次應力的計算，驗算預應力和撓度控制限值以及正常使用階段的結構性能。
⑤按計算的各項控制結果，選擇需要變動的參數進行修改，再重新計算。⑥根據選定的預應力筋方案計算預應力筋的極限應力，按承載能力要求補充普通鋼筋用量，按預應力筋的實際方案及普通鋼筋的實際配筋直徑與根數，計算允許開裂的控制截面的裂縫寬度及構件的撓度。
五、大跨度預應力混凝土連續梁橋的具體設計
1.橋梁跨徑布置
預應力混凝土連續梁橋的邊跨與主跨比選用是否恰當直接影響到結構受力的合理性。若邊跨太大，則邊跨支架現澆梁段長度偏長，施工時要防止支架不均勻沉降。邊路一長其整體剛度偏小，在恒載與活載作用下，現澆段會出現較大的主拉應力，容易發生混凝土開裂；當在邊跨加載時對中跨箱梁的受力不利。若邊跨與中跨之比過小，則邊跨支點可能會出現負反力，使得邊墩與邊跨受力不合理。
2.箱梁斷面尺寸擬定
自大噸位錨具、1860MPa鋼絞線和高強度混凝土在大跨徑預應力混凝土橋梁中采用以來，箱梁的自重大大減輕，使得上部結構有條件向輕型化方向發展。現行公路橋梁設計規范是采用極限狀態設計的，結構均應通過承載能力極限狀態和正常使用極限狀態的計算。除此，對構造上及施工工藝方面的要求必須得到滿足。
通過以上分析，并考慮縱、橫、豎三向預應力鋼束的布置等因素，本橋箱梁橫斷面主要尺寸確定情況如下：懸臂長度取為3．25m，腹板外側至箱梁中心線距離為5．625m；支點附近底板厚度取為100cm，為跨徑的(1／135)，支點底板厚度取為120cm，頂板厚度取為60cm；跨中頂、底板厚度為常用的28cm和30cm；跨中腹板厚50cm，在跨徑的3／8處向支點方向變化到65cm，再在約跨徑的1／10處向支點方向變化到85cm。具體尺寸如下圖所示。
箱梁橫斷面圖( 單位：cm)
3.出現剪切裂縫的預應力混凝土箱梁橋中，發現這樣一個共同點，就是在縱向預應力鋼束布置時往往偏重施工方便的要求，而忽視了對腹板下彎束和邊跨現澆箱梁端部一定范圍內腹板彎起束的有效利用問題。實際上箱梁腹板由豎向預應力鋼筋長度一般較短，鋼筋的張拉伸長量較小，施工時若發生少量的壓縮變形，將會產生較大的預應力損失；加上錨固系統和施工操作上的問題，一般很難保證設計所要求的預應力度。從對豎向預應力的敏感性分析來看，若箱梁斷面尺寸偏小一點，一旦豎向預應力不到位，則結構的主拉應力將超過規范的許可值，從而使結構應力處于不利狀態。
4.預應力儲備
由于理論計算模式和計算結果往往與工程實際情況存在差異，加上一些在設計時難以計入的因素，因此在設計過程中，有必要考慮結構各個截面的應力要有一定的安全儲備，即對使用荷載作用下截面的正應力和混凝土主拉應力，提供一定的應力儲備，以便在設計上帶來可靠保證。
5.要重視溫度應力
計算表明橋面局部升溫或降溫將會在結構中引起較大的內力變化，雖然這部分內力不是永久的，但卻是不可避免的。若考慮不當，溫度應力會造成支點附近和跨中斷面的裂縫。即使這些細微裂縫不至于影響結構的正常使用，但設計時必須給予重視。除了對這些截面進行必要的應力驗算滿足規范要求外，有必要采取一些構造措施，如在驗算截面附近布置一定數量的非預應力鋼筋，使得溫度應力分布均勻，控制溫度裂縫的產生或發展。
結束語
