时间：2023-04-14 17:07:36
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关键词:公路工程;大跨度桥梁;施工监理;要点
中图分类号：E271文献标识码： A
1、我国大跨度桥梁工程监理综述
工程建设监理是通过监理人员自身的经验与工程建设的相关知识所提供的监理服务，旨在最大程度上使得路桥项目在计划投资和进度以及质量目标之内竣工并投入使用。工程建设监理并不直接地进行生产活动，而是在最大程度上去实现或者追求工程目标。
大跨度桥梁施工监理指的是大跨度桥梁施工建设单位授权于监理单位，并签订监理合同，在合同约定的范围之内，根据相关的技术规范、建设合同以及法律、法规对建设项目的设计进行监督。监理人员在项目施工的过程中是代表业主的利益对施工的单位进行监理。近些年，由于我国大跨度桥梁工程的规范化管理，监理人员要胜任监理工作，需要不断地加强自身的基本素质，主要有:其一，对施工设计文件、施工技术要求以及施工图纸要清楚地了解并掌握，还要熟悉项目数量与相关的文字说明;其二，对合同执行过程中，要掌握承包人同监理间有关项目实施的函件、会议记录以及监理工程师签订的报表以及批准的技术方案和施工方案等等;其三，了解并掌握我国相关工程建设法律。法规以及有关部门所制定的技术标准和规范等;其四，对承包商与建设中一位之间所签订的合同内容，尤其是与费用、工期以及质量相关的规定和条款要熟悉与掌握,并且对监理单位与建设单位所签订的监理委托合同书的内容，例如有关监理单位的监理职责权利的规定进行仔细的了解;其五，熟悉我国和行业颁布的技术规程标准，了解政府部门批准的建设规划和计划。
2我国公路工程的大跨度桥梁施工监理要点分析
2.1严格做好进场原材料的把关工作
大跨度桥梁工程材料的质量对于项目质量事故以及经济损失的避免具有重要的作用。一旦由于工程材料质量低劣而出现的质量事故通常难以修复，所以，要做好进场材料的检验以及复测工作，对于检测出含有不合格或者不达标的原材料，应严禁进场和使用。此外，在材料进场的过程中，监理单位要仔细核对并清点所用材料的数量、型号以及规格，切实做好工程材料进场的控制工作。
2.2做好安全保障监理工作
一方面，安全保障监理需要监理工程师加强大跨度桥梁工程质量监理，进而凭借高质量的项目产品保证项目运行安全，同时，监理工程师还要对项目安全设施以及警示标志进行全面地检查，以便及时地提醒大跨度桥梁施工人员注意施工安全，进而确保大跨度桥梁的安全施工;另一方面，应组建一支具有高素质业务的大跨度桥梁施工监理工程师队伍。需要路桥监理工程人员不断地进行学习，加强自身专业知识的学习，从而积累丰富的大跨度桥梁施工经验。此外，有关单位还应加强监理人员的培训工作，提高其法律、法规以及技术规范意识，从而有效地实现大跨度桥梁工程监理的综合效果。
2.3大跨度桥梁施工人员的资质审查
在施工单位开工之前，大跨度桥梁监理工程师要对承包商的技术人员以及施工队伍的业务素质进行全面的审查，特别是特种作业操作证书,确定其是否同施工的相关要求相符合。
2.4大跨度桥梁施工测量的监理
作为施工的基础性工作，大跨度桥梁施工测量是施工的直接依据。而控制大跨度桥梁质量的重点工作就是对施工工艺、测量精度进行严格的控制。为此，监理人员要规范大跨度桥梁施工测量程序，根据大跨度桥梁的勘测规程，进行常规测量复核。针对于特大大跨度桥梁的桥位校测，监理人员应进行全程监测。如果监理人员在监理过程中发现施工测量不符合相关要求应进行及实地处理，待充分确认达规之后，监理工程师才能够执笔签字。在大跨度桥梁施工测量的监理中，主要涉及到以下几方面的工作内容:基点埋石牢靠与否、布网通视与否，确保无干扰、大跨度桥梁测量资料的核对与复测以及编号清晰与否等等。
2.5大跨度桥梁施工阶段的质量监理
2.5.1基础工程施工监理。作为大跨度桥梁最下部结构，基础的作用是承载大跨度桥梁上部的全部荷载，同时，将其与下部结构的荷载一并传至地基。大跨度桥梁基础是相对隐蔽性的工作，所以应选用具有丰富经验的监理工程师到达施工现场，对施工的程序进行现场拍照并做好资料保存工作。另外，在大跨度桥梁基础项目施工的过程中，还应做好:在不同地质条件下的地基加固、基层基底的处理以及地基处理等工作，从而确保大跨度桥梁最下部结构―基础的质量。
2.5.2大跨度桥梁的上部结构。对于大跨度桥梁上部结构而言，其施工程序以及施工技术具有相对的复杂性，需要施工工艺达到精确性，因而，在很大程度上加大了监理工作的难度。为此，在大跨度桥梁施工中，监理人员要严格要求施工承包商根据设计图纸进行，同时还要做好如下施工工序:诸如预应力的张拉、施工混凝上塌落度控制、振捣、砼成品养护、所需钢筋骨架的焊接等等。除此之外，还要做好旁站监理制度，从而保证大跨度桥梁结构有较好的承载能力。
2.5.3桥台与桥墩的施工监理。在桥台与桥墩的施工过程中，监理工程师一方面要对外观是否平滑与美观引起足够的重视，避免由于混凝上的振捣不均匀亦或是其他方面的施工不合理而造成的外观质量的缺陷;另一方面，要注重注意大跨度桥梁结构物的每一个部位的外形及其尺寸是否同施工设计图纸相符合，具有一致性。其次一定要注意支座的安装方向，梁体必须与支座密贴。
2.5.4桥面系监理。鉴于桥面敞露在外界，因而天气状况对其有很大的影响。如果在大跨度桥梁施工中，对桥面不引起足够的重视，则会导致桥面损坏后的维修以及修补的问题。因此，监理人员应对桥面进行及时地监理。针对于桥面部分的监理，主要抓住以下几个构造方面:灯柱、缘石、伸缩缝、栏杆、桥面铺装、人行道以及防水、排水设备等等。具体到桥面工程的监理，监理人员要对影响桥面标高的种种因素进行严格的控制，诸如，悬臂部分施工过程中的梁体变形、现浇箱梁的支架沉降以及预应力的预拱度值等等，这些因素不能较好的得到控制，就会在很大程度上加大大跨度桥梁顶面标高的变化。因此，在进行桥面施工的过程中，监理工程师要根据相关的监理制度进行严格的监理，对开工申请报告、钢筋的绑扎、混凝上的振捣、模板的架立、进场材料的审查、预应力的张拉等一系列施工工艺程序进行严格的把关，从而预防出现意外安全事故。
结束语
综上所述，大跨度桥梁工程质量的好与坏关系着人们的生命财产，是百年大计。公路工程的大跨度桥梁施工监理工作显得尤为重要，作为监理人员，应着重做好以下几方面的工作:其一，大跨度桥梁施工人员的资质审查工作;其二，大跨度桥梁施工测量的监理;其三，安全保障监理;其四，进场材料的把关;其五，大跨度桥梁施工阶段的质量监理。同时，遵循相关技术规范以及法律、法规，切实履行监理人员职责，从而保证大跨度桥梁施工质量，提高投资效益。
参考文献:
[l]王爱娟.公路与大跨度桥梁工程监理工作探讨[J].科学之友，2012,09:70-71
倾心于桥梁工程建设年轻学者
何庭国生于四川省眉山市一个偏远的小山村，父母常年在外工作，自小与祖母相依为伴，二人感情甚深，也是这样独立的生活与祖母慈祥的呵护造就了他后来艰苦朴素、感恩惜福的性格。谈及一直从事的桥梁工程建设事业，他特别提到1995年从西南交通大学桥梁工程专业毕业后被分配到中铁二院勘察队和铁路建设现场的3年实习经历，这让他得到了锻炼，也让他能够开始接触特殊桥梁结构的设计和科研工作。由于工作认真合格，何庭国作了一年见习生后便转为助理工程师，从1998年起开始加入到“铁路大跨度钢管混凝土拱桥新技术研究”。这是以水柏铁路北盘江大桥为依托进行的科学研究，负责大桥转体结构的设计研究和施工控制研究的他为了配合课题研究的需要，从1999年到2002年的整整三年时间内常年工作在北盘江大桥艰苦的工地，一年大约只能回家两次。1999年“五一”期间他百忙中抽空回家与相恋多年的女友举行婚礼，因工作需要，婚礼后的第二天便匆匆赶回工地。同样是在那几年时间里，因为北盘江大桥的施工工地偏僻、缺少公共交通和外界通讯设施，2001年11月与他感情深厚的祖母去世10天后他才得知消息，未能守到最亲近的祖母身边见其最后一面成为了他心中永远难以释怀的隐痛。
多年来，何庭国一直坚持在技术研发和设计的第一线工作，在领域内做了大量艰苦的研究工作，为我国的铁路桥梁工程事业奉献着青春和汗水，既得的荣誉和成绩无不是他心血和汗水的结晶。早在国内高速铁路建设初期，他就参与了中铁二院高速铁路桥梁技术公关组工作，并担任下部结构研究课题组组长，为中铁二院高速铁路桥梁设计提供了技术支持，组织完成了高速铁路简支梁桥桥墩、桥台计算软件的研制，极大地提高了铁路桥墩、桥台的设计效率，为我国高速铁路建设事业作出了积极的贡献。
苦心钻研勇于创新
铁路运输是我国工业发展的生命线，铁路桥梁技术的安全和实用性能是关系着铁路健康、稳定发展的重要因素。何庭国一直以来从事铁路桥梁技术方面的研究和设计工作，主持并参与了多项重大科研课题，在多个研究项目方面均取得了重要成果。
在“铁路大跨度钢管混凝土拱桥新技术研究”的项目中，何庭国作为主要参与者负责转体施工方案的研究和转体结构设计，并且参与了钢管拱结构的设计。他充分结合了水柏铁路北盘江大桥的设计建设，在桥梁转体技术上首次采用了凹面向上的钢与复合聚四氟乙烯滑片作为摩擦副的转体球铰，并于转体结构设计中创新性地采用了单点扣挂整个半拱拱圈，不仅提高了球铰的承载能力和稳定性，而且极大地降低了施工控制难度。后来这一球铰结构设计获得了国家实用新型专利，整个项目先后获得国家科技进步二等奖、贵州省科技进步一等奖、铁道部优秀设计一等奖、全国优秀工程设计银质奖等奖项。
作为“渝怀线大跨度桥梁关键技术研究”项目主要参与者和负责人，为解决大斜交角度的问题和保证大桥及航行的安全，何庭国大胆采用了矩形渐变到圆形的空心墩设计，这在国内同类桥梁设计中属于首创。他根据梁部跨中横隔板的作用进行了分析研究，发现了跨中横隔板的设置意义不大，同时从降低施工难度、保证合拢段施工质量角度来看，不设跨中横隔板更为有利，因此提出对桥面不是很宽的单箱单室的箱形截面梁设置跨中横隔板不必要，进而取消了大跨度混凝土连续梁跨中横隔板的设置。这一项目结合当时国内最大跨度的黄草乌江大桥进行设计研究，后来获得了总公司的优秀设计二等奖、铁道部优秀工程设计三等奖。
何庭国还是“遂渝客货共线铁路时速200公里常规跨度简支T梁桥动力特性研究”的主要研究者之一，通过计算分析归纳得出桥墩高度在一定范围内横向刚度限值的规律，提出了桥墩横向刚度限值表达式。这一公式可以用来指导实践，后来获得铁道协会科技成果三等奖。
何庭国还结合“长联大跨度及常用跨度预应力砼连续梁设计及下部结构线刚度限值研究”的成果完成了对福厦铁路乌龙江特大桥的设计和大吨位减隔震支座的设计研究。他设计的乌龙江特大桥采用了(80+3×144+80)m长联大跨预应力混凝土连续梁，建成时是国内最大跨度的铁路混凝土连续梁桥，使我国的铁路混凝土连续梁桥跨度首次突破140m，不仅拓展了铁路混凝土连续梁的跨度范围，为后续更大跨度连续梁建设积累了经验，而且促进了铁路桥梁减隔震支座的研究和应用。该桥的特点在于对曲线梁的支座进行了选型研究，确定了曲线梁上采用球形支座对于缓解梁体平弯引起的支反力异常有明显改善，并且结合桥梁研制的大吨位球型双曲面减隔震支座有效降低了地震力对下部结构的影响，解决了长联大跨连续梁的抗震难题，促进了铁路桥梁减隔震支座在我国的研究和推广应用。2010年，该项科研成果获得中国铁路工程总公司的科技成果二等奖。
除上述成果之外，何庭国还是“铁路桥梁减、隔震支座技术及标准研究”的主要参与者、“襄渝线牛角坪主跨192m大跨刚构桥建设技术试验研究”等研究项目的主要参与者和负责人。由他主持的《铁路悬索桥设计研究》课题目前已取得阶段性的重要成果，并参与指导了跨金沙江、怒江等铁路悬索桥的方案设计，还负责了《铁路工程抗震设计标准与方法研究》课题有关桥梁部分的研究工作，也已经取得了重要的研究成果，为《铁路工程抗震设计规范》的进一步修订奠定了基础。
坚持科研实践理论与实践并行
根据何庭国研发的技术，所取得的科技成果如今已经在国内桥梁工程技术的多个方面得到了积极的应用和推广。
他负责研究的《铁路大跨度钢管混凝土拱桥新技术研究》取得的成果之一转体球铰，采用了凹面向上钢球面铰，并用钢与复合聚四氟乙烯滑片作为摩擦副，提高了球铰的承载能力和稳定性，本成果发表以后，国内建设的所有转体桥梁全部应用了此项技术。而他在“渝怀线大跨度桥梁关键技术研究”当中所取得的取消跨中横隔板的技术成果，在后续的更大跨度的连续梁、连续刚构桥上等工程中也得以推广应用并且进一步被验证。
除此之外，在乌龙江特大桥设计建成以后，借鉴何庭国在桥梁设计方面的研究成果，国内先后在厦深线、兰渝线、云桂线等地设计了主跨154m、160m、168m的预应力混凝土连续梁桥，如今这些桥梁都在建设当中。何庭国所提倡的铁路桥梁减隔震技术先后在大瑞线、厦深线、长昆线、成兰线上得到了推广应用，他负责的“常规跨度T梁桥墩横向刚度限值”研究成果也在遂渝客货共线铁路梁桥完成之后，在各条单线铁路桥梁的设计中得到推广应用。
【关键字】桥梁工程，挂篮施工，问题对策
中图分类号： U445 文献标识码： A 文章编号：
前言
随着经济的不断发展，桥梁建设技术也不断提高，以预应力技术的发展,也在桥梁工程中高强度、高性能混凝土得到广泛应用, 从而使混凝土连续梁逐渐向大跨度、宽幅面、轻结构、大规模的方向发展,因此桥梁结构的发展对主梁施工时挂篮的技术指标提出了更高的要求。
二．挂篮概述
挂篮的组成部分分别是承重结构、悬吊系统、锚固装置、走行系统和工作平台。挂篮的走行系统可用轨道或滑板，牵引动力一般用电动卷扬机，它有前牵引装置及尾索保护装置。为保证浇筑混凝土时挂篮有足够倾覆稳定性，往往在挂篮的尾部设置后铺同，一般通过埋存梁肋内的竖向预应力筋实现，当后锚能力不够时，也可以采用尾部压重等设施。挂篮的主要功能是支撑模板，承受新浇混凝土重量，出工作平台提供张拉、灌浆的场地，调整标高。因此，挂篮不仅要求有足够的强度保证，还要有足够的刚度及稳定性，自重轻，移动灵活，便于调整标高等。
三．挂篮的设计原则
1、因为桥梁工程中的挂篮采用的是已经浇注段的竖向预应力钢筋作为后锚，目的是为了取消平衡配重，以便减少自重，使得挂篮在行走时采用梁顶面的滑道，滑动时要轻稳，方向锁定，除滑道外一次移动到位。
2、设计时要考虑挂篮拼装完后，在整个桥梁工程的建设施工过程中箱梁顶面有足够宽敞的作业空间，便于放置各种机具和便于作业人员行走，同时要注意依据天气和气候的变化适当的改善作业环境，防止气温骤变时保温。保证机器和人员的安全。
3、要综合考虑挂篮在工程建设中的整体功能，而不能片面追求的某一项性能指标。
4、设计时为了力求缩短工期，主梁断面应该一次浇注，使得挂篮一次拼装成型，行走方便快捷，劳动强度小。
5、力求结构轻巧，挂篮自重及施工荷载控制在1 000 KN以内，要选用高强、轻质的钢材。
四．挂篮的构造
三角形和菱形挂篮主要由以下几部分组成：
1、主桁架。主要杆件通常是由2片槽钢组合焊接而成的，槽钢的截面要在焊接之前根据挂篮所需要的结构进行分析确定，各杆件间连接主要依靠的工具是高强螺栓或销接。
2、内外模板系统。内模分顶模和内侧模，是由型钢组合焊接而成的一个模架，它们在工作时是互相配合的，当内模工作的时候，内吊梁的支撑是由滑梁来完成的，脱模的时候只要松开内吊梁就可以使滑梁落在内吊梁上，从而自由的滑行前移。顶模板的成分是组合钢模板，内侧模板由部分木模组成，以适应梁高的变化。外模由侧模板和底模构成，侧模由外吊梁悬挂，为型钢和钢板组焊的整体钢模板；底模由底纵梁、底横梁及模板组成，通过底横梁的前后吊带悬挂在挂篮主桁的前吊点、已浇梁段和外吊梁上，随主桁一起前移。
3、悬吊系统。由螺旋千斤顶、小横梁、吊带及精轧螺纹钢组成。用于悬挂模板，调整模板的标高。
4、走行系统。由钢枕、滑道及上滑板构成，其中钢枕为槽钢加l块钢板焊接而成，滑道为2根槽钢组焊而成，上滑板为厚钢板。滑道由竖向预应力钢筋锚阎在桥面上，用来平衡挂篮空载走行时的倾覆力矩。
张拉操作平台。悬挂于主桁上，提供立模、扎筋、灌筑砼、张拉预庇力束及移动挂篮的工作面。桁架、锚固、平衡系统、吊杆和纵横梁等根据挂篮设计图纸加工而成。
三角轻型挂篮由三角主梁承重系统、吊杆系统、底模平台系统、侧模及加固系统、内外行走系统和后锚固系统等组成, 结构如图1 所示。
图一：挂篮构造图
桥梁工程中挂篮的安装
桥梁工程的建设过程中，当挂篮组拼完成后，需要对完成组拼后的挂篮实施加载预压，目的是为了消除挂篮安装后出现塑性变形的情况，监测挂篮本身在实际的加载状态下的弹性变形情况，一般采用沙袋预压模拟堆砌的方法来进行这项工作，在进行模拟的时候要随时监测挂篮各个组成部分的实际情况，包括工作情况、弹性情况、连接情况，并依据监测的结果对挂篮所处的状态进行预测判断，一旦发现异常的情况，要马上停止模拟，找到问题，及时处理，做出改进。
在桥梁工程建设挂篮安装的过程中，在进行到竖向预应力筋安装时，必须保证横向的预应力筋与纵向的预应力筋的偏差不超过3毫米，从而保证挂篮的轨道安装处在一个正确的安装位置。挂篮拼装、前移就位后，其中线应与桥梁中线重合，偏差不超过5毫米。
六．挂篮常见的质量事故及其防治措施
1、纵向预应力管道堵塞
在分节段施工时，往往会出现缩孔、孔道堵塞等质量问题，当采用开凿混凝土的方法进行处理时，往往会影响到梁结构强度，还会进一步阻碍其他工序施工。针对这类问题，往往采取以下防治措施：（一）需要选用高质量的PVC 衬管，这类管道具有质量轻、强度高、韧性耐久性好等优点。当混凝土浇筑过程中未来得及进行振捣，为了防止进浆凝结，需要及时使用清水冲洗衬管；（二）当混凝土终凝完成后，应该及时将衬管取出，然后用清水冲洗管道；（三）当预应力管道安装过程时，应该先伸出一部分管道，并做好管口封堵处理；（四）在接头两端安装两个定位网，保证接头牢固。保证接头长度控制在30cm 以上，接管要对紧，中间不得出现较大空隙。
2、结底板混凝土脱落
在合龙段以及相邻梁段上，容易出现底板混凝土脱落质量问题，这是因为底板混凝土受到曲线布置预应力的挤压，出现分层，从而出现混凝土脱落或压碎等问题。预应力管道、底板防崩钢筋数量、混凝土强度以及底板混凝土厚度都是影响施工质量的主要因素。针对底板混凝土脱落问题，一般采用以下防治措施：（一）严格按照施工工艺流程进行施工，在施工开始前，应该对模板尺寸、底板厚度等进行校验，保证每个断面波形管坐标符合要求；（二）在预应力筋张拉时，确保混凝土的强度达到设计要求，防止端头张拉锚具挤坏混凝土；（三）做好底板拉钩钢筋和防崩钢筋的安装，必须严格按照工艺标准进行施工；安装在相邻底板的拉钩长度不得过短或过长，并能够将上下两层钢筋网片拉牢固；（四）做好混凝土的振捣工作，保证合龙段混凝土的密实度；（五）浇筑前，应该用高压水将浇筑混凝土前底板上的木屑等杂物清洗干净。
结束语
挂篮悬臂浇筑施工技术可以使用少量施工机具设备，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桥。不影响桥下通航、通车，施工不受季节，河道水位的影响，并能在大跨径桥上采用，因此得到广泛的使用。而且施工不受跨度限制，跨度越大，其经济效益越高，所以大跨度连续梁桥常采用挂篮悬浇施工。。但在具体的承建项目中还应做些必要的改进完善，加大对施工中注意事项的重视力度，以进一步控制施工质量。
参考文献：
[1]李学文 田仲初 颜东煌 混凝土斜拉桥采用前支点挂篮悬臂浇注施工的中间索力确定方法 (被引用 3 次) [期刊论文] 公路交通科技 ISTIC PKU -2002年5期
[2]王世明 黄宏宝 挂篮施工方法在天津港桥梁工程中的应用 [期刊论文] 《港工技术》 ISTIC PKU -2010年4期
[3]林波 浅析桥梁工程中的悬臂浇筑挂篮施工的要点 [期刊论文] 城市建设理论研究（电子版） -2012年13期
[4]陈文崇 梁树锦 浅谈挂篮施工技术在桥梁工程中的应用 [期刊论文] 《中小企业管理与科技》 -2011年9期
“桥梁工程”课程教学内容与教学方法的改革
“桥梁工程”教学内容的改革应以培养工程能力强的应用型人才为目标,注重理论知识在实践中的应用,体现素质教育和工程能力的培养。因此,必须优化课程结构,充实课程内容,在授课过程中加强工程能力的培养。1.优化重组教学内容,不断充实课程内容由于本课程只有48学时,这就需要教师明确教学目标,优化重组教学内容,在教学内容上进行适当取舍,精简教材。在教学过程中应突出重点和难点,使学生重点掌握基本桥型的基本构造原理和设计计算方法,对于大跨度桥梁着重讲构造原理和施工方法。如在讲解悬索桥时,引用具体的工程案例(如日本明石海峡大桥),重点讲解悬索桥的构造特点和常用的施工方法,对于悬索桥的设计计算只做一般性的了解,这样使教学过程难点减少,也符合我院该门课程学时少的特点和学生的实际情况。要不断充实课程教学内容。随着我国现代化建设的不断发展,桥梁工程建设技术不断革新,新技术、新方法、新材料、新工艺不断涌现。因此,这就要求教师及时了解当今桥梁工程的发展趋势和最新发展成果,定期在原有教学内容的基础上增加新内容,紧跟国内外的先进的施工技术,实现教学内容与实际工程的紧密结合。此外,教学内容还应与教师的科研成果紧密结合,教师应把科研的新成果、新观点、新见解不断充实到教学内容中,引导学生进入学科前沿,这样可以激发学生的学习热情,树立学生的自豪感。2.加强工程资料在教学中的应用为了增加学生的感性认识,在教学过程中需要引入大量的工程内容,包括工程图片、工程图纸、工程案例和工程录像等内容,突出课程的工程特性。[5]在教学过程中,教师应根据具体的教学内容,结合一些工程案例或一些国内外着名的桥梁予以详细讲解,再适当穿插一些桥梁施工过程的照片或播放施工过程的视频资料,这样,一方面可以使学生加深对桥梁构造和施工方法的理解,激发学生的学习兴趣,培养学生的工程意识和工程思维方式,使课堂教学更生动活泼;另一方面,工程实例与理论教学的结合,弥补了缺少实践环节的不足,使教学内容得以拓展,大大提高了该课程的教学质量。3.倡导启发、讨论式教学方法在教学中引入并倡导启发式、讨论式教学方法,由过去“以教师为主体”的传统教学模式向“以学生为主体、教师为主导”的新型教学模式转变,[2,3,6]改变以往“填鸭式”的教学模式,启发学生思考,变被动、机械、死记硬背式的学习为积极主动的学习。例如,在讲授“预应力混凝土连续梁桥”时,可引导学生思考两个问题:当需要的跨径大于40~50m时,还能否应用混凝土简支梁,会出现什么问题;面对桥梁大跨度的需求,有哪些解决途径。这样可启发学生思考,并组织学生展开讨论,使学生各抒己见,在讨论中获得更为全面的知识,从而训练学生的思维,培养学生独立思考和解决问题的能力,对培养学生的专业素养具有重要作用。4.充分利用网络化教学,有效延伸课堂教学除课堂学习外,充分利用校园网资源,建立了桥梁在线网络课堂,并建立了课程网站。将基本教学资料,如多媒体课件、练习题及模拟试题等挂在课程网页上,学生可以随时阅读和下载复习。同时将各类桥梁的图片、施工动画及视频资料等在校园网上,这样可以将教学内容直观、生动地反映在学生面前,提高了学生的感性认识,从而可以有效地延伸课堂教学,深受学生欢迎。同时,还开辟课程答疑、讨论专区,利用该平台学生可以完成习题的练习和答疑,并对重点问题和难点问题进行讨论,通过网上留言、学生提问、学生自答、教师解答等方式提高学生学习的主动性和创造性。
改革考核方式,突出工程应用能力和创新能力考核
为了适应当前素质教育的要求,培养出适应社会需要的综合素质高,能独立思考和解决各种实际工程问题的高级土木工程专业技术人才,就必须摒弃过去那种只重分数而轻能力的单一的试卷考核方式,建立一种新的考核方式,在强调学生考试成绩的同时,也注重对学生学习过程、学习态度、创新意识,解决问题等能力的考核,力争对学生作出全面、客观公正的评价。“桥梁工程”课程成绩评定时主要考虑学生基础知识、基础能力和工程应用及创新能力的考核,见图1。基础知识和能力的考核主要包括课堂表现、课后作业及理论考试等。课后作业可以分为两个层次,第一个层次为课后的手算作业题,目的是让学生熟悉传统的桥梁设计计算方法,加深对相应理论知识的理解;第二个层次为综合应用题,需要学生运用相应的桥梁计算软件(如桥梁博士、Midas等),用电算的手段来完成,可以提高学生计算机应用水平,也让教学更贴近行业发展与工程实践,缩短学生毕业后在工作岗位的磨合期。对于理论考试试题,减少死记硬背型的考题,增加综合性、灵活性大的题目,注重考查学生分析问题和解决问题的能力。工程应用及创新能力考核主要包括课程论文、读书报告及科技活动等。课程论文主要是指在教学过程中布置的一些探讨性较强的小论文,目的是让学生运用所学的专业知识,通过查阅相关文献提出自己的见解,并锻炼学生科技论文的写作能力。读书报告是为了扩展学生的知识面,要求每个学生在整个教学过程中完成2~3本桥梁工程相关书籍的阅读,并撰写读书报告。科技活动的内容主要是指依托我校的学生科技周活动,开展桥梁设计大赛、专题讲座、桥梁摄影等活动,目的是激发学生的学习兴趣,增强学生的工程创新能力。其中桥梁设计大赛涉及结构的选型、计算等方面的知识,通过做模型,学生既掌握了桥梁结构的构造特点,又加深了对桥梁结构计算理论的理解。因此,设计大赛既是课堂教学的一种有益的补充,也是学生进行实践的一次机会。在科技活动中还可以举办专题讲座,邀请一些学者、专家、教授,向学生传授先进的工程设计、施工、管理等方面的知识和宝贵的经验,引导学生进入学科前沿,拓宽学生的视野和知识面。根据我们构建的“桥梁工程”成绩评定系统,改变以往单一的试卷考试的考核方式,将课堂表现、作业完成情况、读书报告、课程论文及科技活动情况等方面纳入平时成绩的考核中,其中课堂表现占平时成绩的20%,作业完成情况占30%,读书报告占20%,课程论文占20%,科技活动占10%。课程的最后成绩由平时成绩(占40%)和理论考试成绩(占60%)组成。
关键词：桥梁工程；教学改革；CDIO；工程能力
作者简介：梁晓飞（1978-），女，吉林九台人，山东理工大学建筑工程学院，讲师；师郡（1966-），男，山东淄博人，山东理工大学建筑工程学院，教授。（山东 淄博 255049）
基金项目：本文系山东理工大学校级教学研究项目的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0114-02
根据高等学校土木工程本科指导性专业规范的要求，高校要以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，重构课程体系和优化教学内容。[1]“桥梁工程”课程作为道路与桥梁工程方向的专业核心课程，是一门实践与理论并重的专业技术课，能体现材料力学、结构力学、结构设计原理等专业技术基础课在桥梁工程中的综合应用，其教学效果将直接影响到人才的培养质量，因此对其进行教学改革具有重要的现实意义。
CDIO是当前国内外先进的教育教学理念，CDIO即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate），它注重学生工程基础知识、实践能力、团队能力和工程系统能力的培养。[2-3]“桥梁工程”课程改革以CDIO工程教育理念和高等学校土木工程本科指导性专业规范为指导，整合课程体系、优化教学内容、改进教学方法、调整学生考核方式，使本课程教学适应行业发展的需要，为本专业培养创新能力强、适应企业发展需要的应用型土木工程师搭建平台。
一、课程教学改革背景
“桥梁工程”课程内容多、概念多、构造要求多、计算多、规范条文多、涉及到前期课程多，实践性、综合性强，学生在缺乏实际工程经验的情况下，难于掌握。教学形式单一，主要以灌输式和知识传授为主，忽视了学生在课程中的主体作用，使得学生缺乏自主学习的积极性。
受到“厚基础，宽口径”人才培养理念的影响，学校开设的课程要求多样化，重视自然科学知识和人文社会科学知识，突出英语教学和计算机技术应用，因此，在专业总的授课学时不能变更的前提下，专业课程的授课学时就被大幅度精简。鉴于授课学时有限，本课程的授课内容着重讲授简支梁桥和拱桥的构造与计算，对连续刚构、钢管混凝土拱桥、混凝土斜拉桥和悬索桥等大跨度桥梁则以简介兼自学为主，这种授课安排与我国迅速发展的桥梁建设事业不相适应。“桥梁工程”教学既要重视基本理论、基本方法和基本技能的培养，更应该重视新桥型、新技术、新材料和新方法在桥梁工程中的应用。
长期以来，“桥梁工程”课程的教学模式主要是课堂教学+1周课程设计+2周生产实习。实习时间较短，学生在实习中多为静态的参观。因桥梁建设周期较长，认识实习只能了解其中的部分工程或某个工序，无法全面了解整个设计、施工过程，更无法参与其中，达到理论与实践相结合的实习目的。对此，学生普遍反映所学的理论知识无法在生产实习中应用，对于桥梁建设从设计到施工的全过程没有清晰的思路。桥梁工程的课程设计在手算的前提下，设计的桥型被限定在混凝土简支桥，这也显然是远远落后于桥梁建设发展需求的。
二、教学改革思路
山东理工大学（以下简称“我校”）以往6届道路与桥梁方向毕业的本科生就业情况如图1所示，可以看出我校输送出的学生接近80%在施工、监理、管理等部门就业，继续深造学业和在设计单位工作的仅占17%。由此可知，“桥梁工程”课程的改革目标应该集中在培养学生从事桥梁工程技术及管理工作的基本能力和社会急需的实践能力上。其总体思路是以实际工程为背景，以工程技术为主线，改革课程体系、知识学习方式、考核方式和评价标准，加强实践教学及能力培养方式等关键环节，提高学生的工程意识和工程实践能力，培养出创新能力强、适应企业发展需要的应用型土木工程师。
三、课程改革的具体措施
1.基础教学
选用国家规划教材，以“精、宽、新”的理念整合教学内容。精：以一种桥型的桥梁建设过程为主线，由点到面、深入浅出把繁杂的内容讲活、讲透，使学生举一反三，即可对其他结构形式采用粗讲。建立以“学生为主体，以教师为主导”的教学模式，将工程实例（最基础的混凝土梁桥、拱桥）引入课程教学。通过实施一个完整的项目来组织教学活动，采用类似科学研究与实践的方法，促进学生主动学习。具体做法是将5～6名学生分成一个小组，给每个小组下发一份既有实际工程的设计图纸，抓住桥梁建设过程主线，讲授桥梁设计基本原则、平纵横断面设计内容、桥梁建设程序和方案比选、桥梁上的作用、桥面布置与构造、上部结构的设计计算、支座、下部结构的设计计算和施工技术。对其他结构类型桥梁则以课上简介课下大作业的方式学习。宽：采用国家新标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）教学，对连续刚构、钢管混凝土拱桥、斜拉桥和悬索桥等大跨度桥梁进行类比性、归纳性讲解，使学生适应我国迅速发展的桥梁建设事业。新：利用三维动画模拟、电视录像片和纪录片等教学手段，把本专业最新动态和发展、科研成果、施工技术引进课堂，拓宽学生视野。
依据CDIO教学模式，实施多样化教学方法。
（1）引导性教学和自主性学习相结合。树立学生为主体的教学思想，组建学习小组，开展课堂互助讨论教学，随着课程进展预留联系工程实例的“大作业”，这些“大作业”可以是课程的重点难点、行业的动态或综合性的知识，作业以小组提交。这种教学方法能调动学生学习的主动性，增加学生之间的相互交流，在锻炼学生的独立分析能力的同时加强团队合作精神培养，以课外补课内来提高教学效果。
（2）项目教学法教学。教学全过程中充分突出实践、强化应用，以实际工程项目为背景，将行业规范、现场案例、施工图纸和录像融入教学，培养学生的工程素质和工程能力。
（3）网络化和信息化教学。通过课程网站建立网上互动平台，学生可以在网站上查看并下载教学大纲、教学课件、各章习题、课程设计的任务书和指导书、工程实例、行业动态等，也可以在网站上留下自己的心得和疑问，由师生进行开放性讨论，从而提高学生的学习自主性。
2.实践教学
基于应用型土木工程人才培养目标的定位特点，构建以能力培养为核心，多模块、相对独立、相互衔接的实践教学体系，该体系由计算机辅助设计软件学习、课程设计、模型制作、专题讲座和认识实习等部分组成。
鼓励并引导学生使用桥梁博士、桥梁通等桥梁工程计算机辅助设计软件，改变课程设计、毕业设计完全手算及手工绘图的现状，邀请设计院技术负责骨干进行专题讲座，依托实际工程进行课程设计，在“做中学，做中教”，培养学生的工程设计能力。[4]利用课程设计的成果，以学习小组为单位按比例制作桥梁的上部结构模型，结合工程已有的其他部分图纸补充下部结构、支座、桥面铺装、栏杆、排水和照明完成全桥模型。在建造过程中，要求严格按照设计图纸施工，不能随意变更设计，在课程结束时提交实体模型和设计说明书，利用PPT演示建桥的全过程并对成果进行答辩，通过熟悉设计图纸课程设计制作模型成果答辩使理论知识具体化、实体化，不知不觉中培养学生的工程能力。
3.考核方法
为鼓励学生个性化发展，打破应试教育的桎梏，采取多元化考核模式，在强调测试理论知识的同时注重工程实践能力和工程设计能力的评价与考核。在考核方式上，采用闭卷笔试、小论文、大作业、模型制作、答辩、互评、自评相结合的形式。
4.课程教学体系建设
毕业设计是教学过程最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节，要求学生综合应用所学各种理论知识和技能。桥梁工程课程的改革建立的“课堂教学、课程设计、认识实习”三元一体模式实质上是对毕业设计环节的基本训练，因此改革后的桥梁工程教学模式可和其他教学环节构成如图2所示的教学体系。
四、桥梁工程课程改革效果
经过两级六个自然班的课程实践，桥梁工程课程改革取得了显著的成效，主要表现在：
第一，构建了以学生工程能力培养为主线，分层次（基础教学课程设计桥梁模型）、多模块（认识实习—课程教学—专题讲座—毕业设计）、全过程、递进式的实践教学课程体系，通过连续渐进的典型工程项目设计，培养学生的工程素质、工程能力和设计能力。
第二，实施多元化考核评价方式，增加小组讨论、大作业、模型制作、答辩等环节，激发了学生学习主动性，提高了学生学习能力、研究能力和工程实践能力。在后续的生产实习中，教学培养基地企业反映该批次学生较之往届“上手快，操作能力强”。
第三，课程设计和毕业设计成果质量提高显著。将项目教学法纳入课程，使学生对现行规范的把握、识图、画图能力加强，将计算机辅助设计软件应用于设计验算，在内容难度加大的情况下学生的成绩没有出现下降趋势。
五、结语
“桥梁工程”课程教学改革以实际工程为背景，以工程技术为主线，完成了课程体系、知识学习方式和考核方式的革新，两届学生实践的良好效果证明本次教改构建的分层次、多模块、全过程、递进式教学课程体系能够加强学生实践教学及能力培养，提高学生的工程意识、工程素养和工程实践能力。
参考文献：
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关键词：深水化；大型化；高桩码头；拱形结构
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
中图分类号：U65文献标识码： A 文章编号：
1、研究的背景及意义
1.1 港口发展趋势
海运在我国的对外贸易中占有很重要的位置。我国拥有1.8万公里的海岸线，承担了近10%的国内货物运输和85%以上的外贸货物运输任务。港口作为海运体系的枢纽，对社会经济的发展起到了举足轻重的作用。
尽管我国港口建设已经取得这样的成绩，但是港口吞吐能力仍然满足不了货运量增长的需要。2001年我国沿海港口的吞吐能力为11.6亿吨，但实际承担的吞吐量却达到13.8亿吨；集装箱码头吞吐能力约为1500万TEU，而实际承担的量高达2200万TEU；大型原油接卸码头以及矿石码头的吞吐能力同样亦小于实际承担的吞吐量。我国港口吞吐能力与需求之比达1：1.2，与国际上1：0.7相去颇远。
为了更好地解决这种矛盾，船舶向大型化发展的趋势日益明显。为适应大型船舶的靠泊，码头的建设也提出了更高的要求，码头建设日益向着深水化、大型化方向发展。深水码头的设计、施工等已成为港口工程界重要的研究课题。
收稿日期： 修回日期:
作者简介：廉芳芳（1983-），女，天津市人，助理工程师，从事港口规划和土地岸线管理工作。
Biography: LIAN Fang-fang (1983-), female, assistant engineer.
同时随着港口数量的增多，有着优质地质、水深、气象等自然条件的岸线资源已经大多被开发。新建码头一般建设在自然条件相对复杂的区域，为了克服这些不利因素，新建码头一般选择建造在离岸较远的深水区中。深水化和大型化已经成为高桩码头未来发展的主要趋势，但同时也对码头桩基础的承载力提出了更高的要求。
1.2 高桩码头发展趋势
高桩码头的发展趋势可归纳为以下几个个方面：
（1）减小构件自重，节约材料。如：在码头中采用拱形结构。例如拱形梁和双曲板等。
（2）提高桩基承载力，减少桩基数量。如：采用大直径管桩，通过增大桩尖底面积和桩侧表面积来增大桩尖承载力和桩侧摩阻力。以此达到提高桩基承载力，减少桩基数量，节约成本的目的。
（3）简化桩基。如：减少桩的种类、简化布置。
（4）简化上部结构，加快施工速度。如：通过加大构件尺寸，统一构件规格来减少构件数量。目前国内每跨码头的预制构件数量已经从23件减少到10件作用，大大地缩短了工期。
（5）码头排架之间跨度增大。如：随着船舶向大型化发展的趋势日益明显，为适应大型船舶的靠泊，码头建设日益向着深水化、大跨度方向发展；随着排架间距的加大，所需桩基的数量降低，从而大幅降低码头造价。
近年大直径混凝土管桩和大直径钢管桩在工程中的推广应用和施工技术的成熟，确保了高桩码头深水化和大型化的可行性。大直径混凝土管桩和大直径钢管桩的承载力比一般的桩都有很大的提升，从而在确保码头深水化和大型化的基础上，还使得用加大码头排架间距来减少码头成本的办法变成可能。加大码头排架间距可以大幅减少桩基数量，并以此节省码头建设经费。但这同时也带来码头上部结构跨度变大，上部结构内力急剧增大，普通梁板式结构无法承受的问题。
为了解决以上问题，有关学者借鉴桥梁工程中的拱桥提出了拱形圬工纵梁、拱形桁架纵梁等结构。但对码头结构中拱形纵梁的研究才刚刚起步，还没有一个统一的规范和通用的设计方法。本文在充分了解国内外码头结构形式的基础上，对可适用于深水大码头发展需求的大跨度拱形纵梁码头的研究现状进行了总结，并提出建议。
2、拱形结构在码头上应用的研究现状
2.1 拱形结构的特点
拱结构与梁结构的区别，不仅在于外形不同，更重要的是两者受力性能有着本质的区别。梁式结构在竖向荷载作用下，支承处仅产生竖向支承反力，梁体主要承受弯矩和剪力；而拱式结构在竖向荷载作用下，两端支承除了有竖向反力外，还将产生水平推力。正是这个水平推力，使拱体的弯矩大大减小，拱截面主要承受轴向压力，主拱圈以受压为主，使之成为以受压为主的压弯构件。由此使之成为大跨度结构的优选型式。
拱形的主要优点是：（1）跨越能力大；（2）抗风稳定性强，结构整体性好；（3）能就地取材，造价较低；（4）耐久性能好，维修、养护费用低；（5）建筑艺术造型简介优美。
拱形结构用于高桩码头的主要缺点是：自重较大，自重和受力会对桩基产生较大水平推力。
2.2 拱形结构在码头中应用的研究现状
拱形结构在码头上的应用主要借鉴于桥梁工程上的拱桥。拱形结构因其良好的抗压能力，被运用在码头结构中可增加码头的承载力，减少构件数，达到节省码头成本的效果。
华东水利学院水港系双曲拱码头研究小组于1978年提出了有双曲拱板的高桩码头的设计构想，具体设计如图1所示。本码头面板采用双曲拱板，其结构借鉴于桥梁工程中常见的双曲拱桥。双曲拱形较之一般拱形可以更加均匀的传递压力给桩基，有更 等地得到小规模推广，但因为施工麻烦，设计理论也不够成熟，未在全国范围内得到大规模推广。
图1高桩双曲面板码头典型断面图
浙江省交通局于1978年在浙江省6905码头工程中，使用了设置拉杆的拱形横梁结构。具体设计如图2所示。拱形结构可以将上部荷载更好的传递给桩基，同时减小横梁上的弯矩，更好地发挥混凝土的抗压性能。相对普通的梁板式码头，采用本结构可以节省混凝土和钢材20%以上。但是这种结构因为施工较一般梁板式码头复杂，未能得到大规模推广。
图2高桩拱形横梁码头典型断面图
2007年曹源在传统的高桩梁板式码头结构中，应用拱式纵梁代替传统的简支纵梁，提出了大跨度悬链线拱式纵梁码头的新型结构型式（如图3所示）。但是由于该结构将拱脚固结在桩台上，所以桩基础要承受很大的水平承载力。为了提供足够大的水平承载力，桩基础被设计成由多根直桩和叉桩组成的桩台。这种设计加大了施工难度，并且较大地提高了施工成本，并不能很好地达到减少码头造价的目的。
图3悬链线拱式纵梁码头正面图
2007年于忠伟在普通梁板式高桩码头结构型式的基础上，借鉴桥梁工程中的拱梁，在高桩码头结构中，应用拱式纵梁代替传统的简支纵梁，提出了由拱梁、拉杆、吊杆、立柱组成的新型结构型式（如图4所示）。本结构在拱梁之间设置了一个拉杆，虽然可以部分的平衡两拱脚对桩基础的水平荷载，但剩余的水平荷载依然需要通过多根桩组成的桩台来抵消。这样就提高了施工成本，并且拉杆和吊杆的设置加大了施工难度。拉杆在极端环境下的破坏也会给整个码头结构带来安全上的隐患。
图4桁架式拱形纵梁码头断面图
2009年翟秋针对码头结构的特殊性，借鉴拱桥结构，提出了适用于外海深水条件的拱式纵梁新型码头结构型式，并进行了结构整体布置，从材料特性、截面类型、构件尺寸范围等方面阐述了主要构件的设计要求,具体结构如图5所示。并首次将拓扑优化的概念及方法引入码头结构的优化中，基于拓扑优化方法对拱圈梁的合理拱轴线进行研究。但本结构和图4中的结构存在着同样的问题。
图5桁架式拱形纵梁码头断面图
3 总结及建议
虽然拱形结构有跨越能力大、耐久性能好、构造简单等优点，但运用在码头结构上时，依然存在以下问题：（1）设计理论不够成熟。（2）施工较一般梁板式码头复杂。（3）对桩基础的水平承载力要求较高，难以很好地达到减少码头造价的目的。所以建议：1、采用有限元软件:对拱形纵梁内力进行计算。包括拱形纵梁在不同约束下的最大承载力、挠度变化、内力分布、最大应力位置等。并以此为依据对拱形梁进行结构优化，在承载力达到实际工程需求的基础上解决拱脚对桩基础的水平推力过高的问题；2、参照实际工程中的桩基布置，设计出适合拱形纵梁结构的桩基构造，并从工程造价的角度将本方案与原设计方案进行比较分析。
参考文献
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关键词：桥梁；施工技术；裂缝
1 桥梁施工技术概述
下面简要介绍几种较为常见的桥梁施工技术。
1.1 大跨度桥梁施工技术
大跨度桥梁最为显著的特点之一是桥梁结构跨度长、体量大、对施工技术要求较高。此类桥梁较为常用的施工技术有：直接利用钢护筒作为平台的支撑结构、超大直径的钻孔灌注桩、刚性导向定位系统、爬模系统等。
1.2 桥梁冬季施工技术
由于受桥梁工程项目施工进度要求的影响，有些桥梁需要在冬季进行施工建设。在冬季进行混凝土桥梁施工时，需要注意的方面较多，特别是混凝土拌和。拌和站需要采用全封闭式的暖棚，同时各种原材料也需要存放在暖棚当中或是采取相应的保温措施；拌和混凝土时所用的水应当进行加热处理；混凝土运输过程中也需要采取相应的保温措施；混凝土养护需要采用蓄热技术等等。
1.3 山区桥梁施工技术
国内有很多桥梁工程都是建设在山区当中，由于山区本身的地形地貌、水文条件都比较复杂，并且还伴有岩溶、滑坡、陡崖等不良地质情况，从而使得山区桥梁施工难度较大。山区桥梁施工的特点可以概括为以下几个方面：施工周期长、机械设备投入比例大、高墩施工定位难度大等等。
1.4 既有线桥梁改建施工技术
现阶段，在国内既有线桥梁的改建过程中，D型钢便梁架空方案是应用最多的一种，这是因为该方案的施工技术比较成熟，具体如下：按照实际架空位置对临时桥墩进行施工，同时调整线路上的超高，然后采用D型钢便梁架空线路；施工新桥墩和桥台，并按照换梁期间的架空要求对架空钢便桥的位置进行调整，以此来形成对位架空的条件；将旧的梁和墩台以及临时桥墩进行拆除，然后进行移梁和捆梁作业；最后进行逐孔混凝土梁换移。该施工方案的特点是能够有效减少封闭作业的时间，从而使改建过程中对车辆通行的影响降至最低，同时，施工困难段采用钢塔代替枕木进行架空，进一步提高了安全性。
1.5 桥梁施工方法
无论任何一种桥梁类型，其施工大体上都分为两个部分，即基础施工和上部结构施工。
1.5.1 基础施工。通过对大量的桥梁工程进行分析后发现，大部分工程都对结构本身的安全性、稳定性和经济效益比较重视。由于桥梁基础工程基本都是在地面以下或是水中，使得基础工程施工难免会涉及水和岩土等方面的问题，这在一定程度上增加了基础施工的复杂程度，并且也导致了无法采用统一的模式对桥梁基础进行施工。所以基础施工的形式分成了以下几类：扩大基础、桩与管桩基础、沉井基础、地下连续墙基础以及组合式基础等等。
1.5.2 预应力混凝土施工。为了进一步确保施工质量，预应力张拉应当根据相关规范的规定要求进行，同时完成张拉之后应当立即进行灌浆，这样可以有效降低应力损失。在张拉的过程中除了应当控制好应力值以外，还应当对预应力筋的增长值进行抽查，并根据均匀对称的原则进行张拉，这有助于提高结构本身的抗裂性。
1.5.3 承台施工。为了确保桥台基础开挖施工的顺利进行，在施工过程中，需要采取相应的降水措施，大量工程实践表明，轻型井降水是最为经济且实用的方法之一。在实际应用中，只需要做好井点分级布设和计算即可。此外，井点的平面布设在很大程度上取决于地下水的补给方式、基坑平面形状以及降水深度，故此，在工程中，可以根据具体情况，选用最合适的布置形式。
2 桥梁裂缝的成因解析
引起桥梁工程裂缝的原因非常复杂，并且种类也十分繁多，想要进一步揭示桥梁病害的机理就必须对裂缝的形成原因进行全面系统的分析。
2.1 荷载原因造成的桥梁裂缝
桥梁结构在动荷载、静荷载以及次应力作用下产生出来的裂缝称之为荷载裂缝。这类裂缝大体上又可分为以下两种：
2.1.1 直接应力裂缝。具体是指由外部荷载引起的直接应力造成的裂缝。这种裂缝产生的原因主要与桥梁结构设计、施工以及使用有关。首先，在设计方面通常都是因为计算错误、模型设计的不合理、力学假设与实际受力情况不符造成的；其次，在施工方面多数都是由于施工人员马虎大意造成的，如施工设备和材料随意堆放等等；再次，使用方面主要与车辆超载有关。
2.2.2 次应力裂缝。具体是指由外部荷载引起的次生应力造成的裂缝。截面刚度变化时引起次应力裂缝最主要的原因之一，尤其是在大跨度预应力桥梁结构中，这种裂缝最为常见。
2.2 温度变化引起的桥梁裂缝
通常情况下，当大体积混凝土基础浇筑在比较坚硬的基岩上时，由于结构本身的整体性要求使之无法采取隔离层等保护措施，这样一来混凝土在大气温度及自身水化热温度的双重作用下，其内部便会产生出较大的温度，同时，在降温收缩的过程中，变形会受到基岩约束，从而是混凝土结构内部产生出较大的拉应力，由此便会形成裂缝。此类裂缝一般都会出现在混凝土浇筑完成后的2-3月左右，裂缝较深，并呈贯穿性分布，其会对桥梁结构的整体性造成一定程度的破坏。
2.3 收缩原因引起的桥梁裂缝
在桥梁工程施工过程中，混凝土由于自身收缩形成的裂缝是最为常见的一种，具体可分为塑性收缩和干缩两种。
2.3.1 塑性收缩裂缝。在实际施工过程中，混凝土的塑性收缩多出现在浇筑后的3-5h左右，这是因为此时的水泥水化反应最为激烈，水分蒸发的速度也非常快，混凝土由于失水便会收缩，其中的骨料因为自重原因会出现下沉的现象，同时混凝土因为浇筑的时间较短尚未达到硬化的程度，这样便会产生塑性收缩，从而形成裂缝。
2.3.2 干缩裂缝。由于混凝土表层中的水分蒸发速度较快，而混凝土结构内部的水分损失相对较慢，这样一来便会使表面与内部产生不均匀的收缩现象。因为混凝土表面的收缩变形受到内部混凝土的约束，从而使得混凝土表面需要承受一定的拉力，当该拉力超过混凝土的极限抗拉强度时，便会形成裂缝。
2.4 地基基础变形引起的桥梁裂缝
因为地基基础的水平位移或是竖向的不均匀沉降，会使桥梁结构中产生出一定的附加应力，当这部应力超出混凝土的抗拉极限时，便会造成结构开裂。引起地基基础变形的原因主要有以下几个方面：其一，地质勘测不到位；其二，地基的地质差异较大；其三，桥梁结构各个部分的荷载差异较大；其四，原有的地基条件发生变化。
2.5 钢筋锈蚀引起的桥梁裂缝
目前，基本上所有新建的桥梁采用的都是钢混结构，这种结构的桥梁最为显著的特点是稳定性高。然而，由于混凝土本身的质量较差，或是保护层的厚度不够，便会使混凝土保护层受到二氧化碳的侵蚀，从而导致钢筋周围的混凝土碱度下降，这样一来会造成钢筋表面的氧化膜被破坏，致使钢筋发生锈蚀反应，由此生成的氢氧化铁，其体积会增大2-4倍左右，这一过程会产生相应的膨胀应力，进而造成保护层混凝土开裂，这种情况在沿海地区的桥梁中最为常见。
3 桥梁结构裂缝的有效处理方法
3.1 桥梁裂缝修补方法
在对桥梁裂缝进行修补时，可以采取以下方法：其一，表面封闭法。该方法具体是指采用抹浆、凿槽嵌补、喷浆、填缝的方法对桥梁结构表面的裂缝进行封闭式处理；其二，压力灌浆法。采用水泥或是化学材料作为主要的灌浆材料，并用相应的设备将浆液灌注到桥梁结构内部的裂缝当中；其三，表面粘贴法。通过在桥梁结构表面存在裂缝的位置处粘贴玻璃布或是钢板的方法，来封闭已经形成的裂缝，该方法除了能够起到修补裂缝的作用，而且还能进一步提高桥梁结构本身的强度和刚度，有助于确保结构整体的稳定性。
3.2 桥梁加固方法
3.2.1 增大截面法。这种加固方法主要是指采用钢筋混凝土来增大桥梁结构截面面积，以此来达到进一步提高结构承载力的目的。该方法显著的优点是工艺简单、适用性强等等。
3.2.2 碳纤维加固法。这种方法的优点如下：无需增加恒载及断面尺寸、能够适应不同的构件形状、便于成型、不会损伤原结构、能改善构件的受力性能等等。
3.2.3 其它加固方法。外包钢加固法、锚栓钢板加固法、锚喷混凝土加固法等等。参考文献
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[2] 雷俊卿.马少飞.提升桥梁混凝土耐久性的施工技术对策[A].全国既有桥梁加固、改造与评价学术会议论文集[C].2008（11）.
【关键词】高强钢骨混凝土；应用与发展；桥梁工程 三向应力
1. 高强钢骨混凝土综述
HSRC结构是在钢筋混凝土内部埋置型钢或焊接钢构件，并使钢骨与混凝土组合成为一个整体共同工作，而形成的一种组合结构。其特点如下：
图1 高强混凝土箱梁
图2 PCI研究用T梁（1）与钢筋混凝土结构相比，由于配置了钢骨，使构件的承载力大大提高，从而有效的减小了梁柱截面尺寸，尤其是抗剪承载力提高、延性加大，显著改善了抗震性能。
（2）与钢结构相比，钢骨高强混凝土构件的外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲，提高构件的整体刚度，显著改善钢构件出平面扭转屈曲性能，使钢材的强度得以充分发挥。同时，外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。
（3）钢骨高强混凝土结构比钢结构具有更大的刚度和阻尼，有利于控制结构的变形和振动。
钢骨高强混凝土充分发挥了钢与混凝土两种材料的优点，在桥梁工程中得到了广泛的应用，但到目前为止，国内外对其研究的成果多集中于构件的强度、刚度等方面，在施工方面经验不多，可供参考的资料很少。而施工现场的施工质量又严重影响着这种组合结构性能的充分发挥。笔者结合试验过程及具体的工程实践提出确保钢骨高强混凝土桥梁抗震延性的施工质量控制措施。
2. 典型高强钢骨混凝土桥工艺参数分析
苏州建园建设工程顾问有限公司以苏州地区典型桥梁做研究。高新区寒山桥是此研究工程项目之一。此桥的特殊之处是东西两侧分别采用强度为70～100N／平方毫米高强钢骨混凝土梁（图1）和强度为35～40N／平方毫米T梁（图2）。对不同混凝土进行造价比较。经比较，对于常规混凝土跨径37m的梁，当采用高强钢骨混凝土时跨径可达44m。
图3 最优造价曲线 高强钢骨混凝土具有较高的强度，因此可加大跨径或当跨径不变时可采用较小的梁高。同时，高强钢骨混凝土抗渗能力较强，因而氯化物的渗入可减少一半，从而提高结构的耐久性。在桥梁结构中采用高强钢骨混凝土，效果十分明显。苏州建园建设工程顾问有限公司对常用的预应力混凝土梁进行优化设计。进行经费用户效益分析如（图3）， 对于图3所示的曲线分三部分讨论：
2.1 针对跨径小于27.4m的梁。此类梁的控制条件为预加应力阶段的初始预应力。由于预加应力阶段的恒载长久起作用，对于所述跨径采用高胆混凝土无实际意义。
2.2 针对跨径27.4～30.5m，混凝土强度41～55MPa和跨径27.4～33.5m，混凝土强度≥55MPa的情况。由于采用高强钢骨混凝土，梁距可以加大。在此范围存在着梁距加大带来的节约及由此引起单位桥面费用增加的平衡点。
2.3 针对跨径大于30.5m，混凝土强度在41～55MPa和跨径大于33.5m，混凝土强度大于55MPa的情况。这个范围代表了所分析断面高强钢骨混凝土的最优效益。图3还反映出：
（1）随着梁混凝土强度的递增，最优造价曲线右移。这意味着在单位造价不增加的情况下，梁的跨径增大了。
（2）梁混凝土强度超过 69MPa效益减小心高强钢骨混凝土用于较小跨径时无明显效益。
近些年来，苏州市交通局和苏州建园建设工程顾问有限公司对采用高效预应力高强钢骨混凝土在桥梁工程中的应用进行了较为深入的研究。以图4断面为例，由表1可以看出，苏州地区采用高性能混凝土空心板较普通PC空心板可节省混凝土 35％以上，可节省钢铰线15％以上，在16～30m跨径范围内，材料费用节省20％。因此对于公路桥梁工程中大量使用的空心板采用高性能混凝土井进行优化设计，其经济效益十分可观。
图4 L=16m中板优化断面
图5 焊接顺序 3. 提高钢骨高强钢骨混凝土质量的施工措施
施工现场的施工质量严重影响着这种组合结构性能的充分发挥，笔者结合工程的调查分析对组合结构中钢骨柱施工质量的缺陷及原因进行分析， 结果显示钢骨高强钢骨混凝土柱施工质量缺陷主要表现在焊接质量差、H 型钢柱不垂直、纵向产生弯曲、钢牛腿标高出现偏差四个方面。其中焊接质量差、H 型钢柱不垂直，是影响钢骨高强钢骨混凝土柱延性的主要原因。为此我们提出如下改进工艺：
3.1 提高焊接质量的施工工艺措施。
（1）焊接前应先进行工艺试验，以取得最佳工艺系数，达到工艺合格、质量可靠和降低成本的目的。
（2）在焊接时改手工焊为采用ZXGI000R自动埋弧焊机，焊接时在其焊缝的两端配置引入板、引出板，做到引入板、引出板与被焊件的坡口形式相同，其长度大于60 mm ，宽度大于50 mm ，焊缝引入、引出的长度大于25 mm ，焊缝焊接完毕后用气割割除，并修磨平整。
（3）焊接时在专用的焊接胎膜上作全自动埋弧焊，按焊接工艺要求的焊接顺序进行施工，减少焊接变形。焊接顺序见图5 。
（4）施焊时，每条焊缝原则上要连续操作完成，不得不在T 字口和构件边缘停弧或换焊条时，施焊后的焊缝应立即覆盖岩棉材料给予保温，延长焊件降温时间。
（5）配置超声波探伤人员跟班检查焊接质量，不合格者应及时返修。
3.2 减少焊接变形的方法。
（1） 采用拼装模架将H 型、十字型钢板拼装成型，拼装模架如图6所示。
图6 拼装模架（2）拼装后的几何尺寸经检验合格后进行定位点焊，定位点焊的焊缝长度为60 mm ，焊缝的间隔为200 mm ，焊缝高度为6 mm。
（3）对埋弧焊电流、电压、焊接速度参数进行监控，电流：600 A～650 A ，电弧电压：35 V～38 V ，焊接速度： 0. 42 m/ min。
（4）为防止受热不均匀造成过大变形，施焊前应进行预热，预热区域应在焊缝的两侧各100 mm ，使其产生相应的反变形。
（5）划线下料应考虑焊接收缩量，以满足组焊成型后设计尺寸，使吊装就位后保证柱顶、孔眼标高一致。
4. 结论与建议
（1）钢骨高强钢骨混凝土组合结构是钢与混凝土的优点结合，是建造高层与大跨度结构较好的途径，在我国具有广阔的前景， 施工现场的施工质量严重影响着这种组合结构性能的充分发挥，探讨它的施工方法和施工工艺具有深远的意义。
（2）采用高强钢骨混凝土梁板断面高度可以降低，从而较少工程投资，这对于新建和重建桥梁均具有重要意义。
参考文献
［1］ “高强钢骨混凝土的研究及应用” 谢剑学 甘肃工业大学硕士研究生毕业论文，2000.
【关键词】大跨度；预应力混凝土；连续梁桥结构；设计
中图分类号：S611文献标识码： A
前言
文章对预应力混凝土的概念进行了介绍，对大跨度预应力混凝土连续梁桥的设计内容及步骤进行了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对大跨度预应力混凝土连续梁桥的具体设计进行了探讨。
二、预应力混凝土的概念预应力混凝土就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的混凝土结构。而预应力混凝土连续梁桥预应力设计是主桥上部结构设计的重要组成部分。如果预应力设计恰当，不仅能使结构的跨越能力大幅提高，使工程质量提高，而且可大幅度减轻结构自重，使结构变得美观轻巧，从而节约大量钢材和混凝土[4]。反之，如果预应力设计不恰当，不仅浪费材料，而且会造成混凝土箱梁开裂，甚至破坏的严重后果，因此预应力设计问题对于工程实际意义重大。
三、大跨度预应力混凝土连续梁桥结构设计资料
1.技术标准
（1）标准跨径：23+35+23m；（2）桥面宽度：净7+2×0.5m，共8m；（3）桥梁横坡：1.5%；（4）设计荷载：公路-Ⅱ级；两侧栏杆重量分别为6kN/m。
2.材料及特性
（1）材料及特性
1）混凝土：C50混凝土。立柱、盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。桥面铺装层采用10cm厚C50混凝土。2）钢绞线：采用符合GB/T5224-1995技术标准的1860级高强低松弛15.20钢绞线，抗拉强度标准值，弹性模量。3）普通钢筋：采用符合新规范的R235,HRB335钢筋。凡钢筋直径≥12毫米者，采用HRB335（20MnSi）热轧螺纹钢；凡钢筋直径
（2）锚具：YM15-7，YM15-9
3.施工工艺
上部结构采用整体现浇施工，预应力采用后张法施工，利用满堂支架，泵送现浇混凝土施工，预留预应力钢丝孔道，由Φ=90mm和90×19mm的预埋波纹管形成。施工工序：1）施工临时支座并固结，进行主梁的布置，整体对称平衡浇筑混凝土；2）进行桥面铺装，包括桥面板的铺装和防撞护栏的设置；3）拟定十年的收缩徐变的影响。
4.设计依据
（1）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）；
（2）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；
四、大跨度预应力混凝土连续梁桥的设计内容及步骤1.预应力混凝土连续梁桥设计的内容。
①荷载。施工时的荷载条件中，预应力荷载应按扣除第一批预应力损失后的有效应力来确定；其他荷载应根据施工阶段可能的最不利荷载情况来定。而施工时的支撑条件应考虑施工方案的具体情况来定，模板周转情况影响施工阶段的结构分析模型的支撑条件与荷载条件的选取。
最大抗弯承载力包络 图(kN．n1)
最小抗弯承载力包络图(kN.In)
②极限设计。对预应力板各截面进行多种可能的荷载效应组合的受弯强度设计，计算时要考虑预应力产生的次弯矩的影响。采用混合配筋设置非预应力筋，提高结构在地震作用下的延性和能量吸收，可有效分散受拉区裂缝，改善结构的受力性能。对无粘编者按预应力砼连续结构作补充设计，选取合适的荷载效应值与材料参数，验算抵抗预应力筋失效时连续倒塌所需的非预应力筋用量。2.预应力混凝土连续梁桥设计的步骤。
①进行结构布置，选取恰当的力学模型。
②根据工程的具体情况，选择合适的桥梁高跨比，初步选定构件的截面尺寸，并进行内力与组合效应的计算。
计算模型图
③主要根据杆件的弯矩分布图形确定预应力筋的索形，并按经验用预应力度法或平衡荷载法初步估算出所需要的预应力筋根数。
④进行预应力损失和次应力的计算，验算预应力和挠度控制限值以及正常使用阶段的结构性能。
⑤按计算的各项控制结果，选择需要变动的参数进行修改，再重新计算。⑥根据选定的预应力筋方案计算预应力筋的极限应力，按承载能力要求补充普通钢筋用量，按预应力筋的实际方案及普通钢筋的实际配筋直径与根数，计算允许开裂的控制截面的裂缝宽度及构件的挠度。
五、大跨度预应力混凝土连续梁桥的具体设计
1.桥梁跨径布置
预应力混凝土连续梁桥的边跨与主跨比选用是否恰当直接影响到结构受力的合理性。若边跨太大，则边跨支架现浇梁段长度偏长，施工时要防止支架不均匀沉降。边路一长其整体刚度偏小，在恒载与活载作用下，现浇段会出现较大的主拉应力，容易发生混凝土开裂；当在边跨加载时对中跨箱梁的受力不利。若边跨与中跨之比过小，则边跨支点可能会出现负反力，使得边墩与边跨受力不合理。
2.箱梁断面尺寸拟定
自大吨位锚具、1860MPa钢绞线和高强度混凝土在大跨径预应力混凝土桥梁中采用以来，箱梁的自重大大减轻，使得上部结构有条件向轻型化方向发展。现行公路桥梁设计规范是采用极限状态设计的，结构均应通过承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算。除此，对构造上及施工工艺方面的要求必须得到满足。
通过以上分析，并考虑纵、横、竖三向预应力钢束的布置等因素，本桥箱梁横断面主要尺寸确定情况如下：悬臂长度取为3．25m，腹板外侧至箱梁中心线距离为5．625m；支点附近底板厚度取为100cm，为跨径的(1／135)，支点底板厚度取为120cm，顶板厚度取为60cm；跨中顶、底板厚度为常用的28cm和30cm；跨中腹板厚50cm，在跨径的3／8处向支点方向变化到65cm，再在约跨径的1／10处向支点方向变化到85cm。具体尺寸如下图所示。
箱梁横断面图( 单位：cm)
3.出现剪切裂缝的预应力混凝土箱梁桥中，发现这样一个共同点，就是在纵向预应力钢束布置时往往偏重施工方便的要求，而忽视了对腹板下弯束和边跨现浇箱梁端部一定范围内腹板弯起束的有效利用问题。实际上箱梁腹板由竖向预应力钢筋长度一般较短，钢筋的张拉伸长量较小，施工时若发生少量的压缩变形，将会产生较大的预应力损失；加上锚固系统和施工操作上的问题，一般很难保证设计所要求的预应力度。从对竖向预应力的敏感性分析来看，若箱梁断面尺寸偏小一点，一旦竖向预应力不到位，则结构的主拉应力将超过规范的许可值，从而使结构应力处于不利状态。
4.预应力储备
由于理论计算模式和计算结果往往与工程实际情况存在差异，加上一些在设计时难以计入的因素，因此在设计过程中，有必要考虑结构各个截面的应力要有一定的安全储备，即对使用荷载作用下截面的正应力和混凝土主拉应力，提供一定的应力储备，以便在设计上带来可靠保证。
5.要重视温度应力
计算表明桥面局部升温或降温将会在结构中引起较大的内力变化，虽然这部分内力不是永久的，但却是不可避免的。若考虑不当，温度应力会造成支点附近和跨中断面的裂缝。即使这些细微裂缝不至于影响结构的正常使用，但设计时必须给予重视。除了对这些截面进行必要的应力验算满足规范要求外，有必要采取一些构造措施，如在验算截面附近布置一定数量的非预应力钢筋，使得温度应力分布均匀，控制温度裂缝的产生或发展。
结束语
