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桥梁工程毕业设计

桥梁工程毕业设计

桥梁工程毕业设计范文第1篇

[关键词]桥梁工程;毕业设计;教学

作者:刘小燕,鲁乃唯(长沙理工大学土木工程学院,湖南长沙410114)

毕业设计教学是学生毕业前的最后学习和综合训练环节,是知识深化、拓宽和拓展课堂教学的重要过程,是学生全面深化学习、研究和实践的阶段,也是对学生综合素质与工程实践能力的全面检验[1-3]。目前,毕业设计的质量已经成为实现人才培养目标的重要保证,还是学生毕业与学位资格认定的重要依据[4-5]。为切实保证毕业设计质量,落实教育部关于人才培养的相关规定,学校采取了“加强过程管理,掌控最终结果”的管理方式,一方面,关注从选题、开题、文档撰写、答辩到成绩评定的各个环节,给出标准(范本或者格式)和评价指标,由校、院二级督导进行监督落实;另一方面,加强毕业设计期间的核心要素“人”的管控,对指导老师的资格、能力、指导时间做出了规定,对学生规定了毕业设计期间的纪律要求,安排了专门教室,全天候集中训练,学校还专门制定了《长沙理工大学本科生毕业设计(论文)管理规定》(长理工大教〔2018〕28号文件,以下简称“管理规定”)。这些措施和规定为完成毕业设计教学工作提供了有力的保障。长期以来,有许多同学全心投入,圆满地完成了任务,获得了优秀毕业设计。

然而,由于多种因素的影响,桥梁工程毕业设计教学质量并不乐观,特别是由于有些指导老师自己缺乏工程经历,对设计的内容、难度把握不准,给出的题目不符合工程训练要求;或者对学生的知识、水平、能力不了解,题目太大;还有的对教学大纲的要求、学校规定不清楚,在毕业设计选题方面出现了各种各样的问题:有些给学生商定的题目太难、内容太多,学生根本完不成;有些老师自己水平比较高(一些博士们、或者博士后们),给学生商定的题目内容远远超出学生能力范围和教学大纲要求,出现设计任务草草收场。由于选题不合适,下达布置的任务书给出的参数不具体不准确,学生要花很多时间才能定好参数,或者学生要花比较多的时间才能进入设计角色;有时为了应付学校、学院的前期、中期、后期各种检查,加上有些同学的不自觉,随便从网上、以往的学生作品中找些应付材料,很难获得质量高的设计成果。因此,本文就桥梁工程毕业设计选题开展讨论研究。

1选题的基本原则

选好毕业设计的题目是优质完成毕业设计的重要环节,学校的各级领导和管理者都意识到毕业设计选题的重要性,在《管理办法》里面对选题提出了许多原则,诸如避免大而空、符合专业培养目标、一人一题、选题尽可能符合工程实际、面向工程问题,特别是从学生参与的工程实践中选取合适的题目等等。尽管有这些要求,老师们在选题时仍然心有困惑,题目把握不准。总结多年的毕业设计教学指导学经验,提出在毕业设计选题方面的4顶基本原则,以共同行参考。

1.1符合性原则

设计选题应满足符合性原则,符合土木工程专业教学大纲、人才培养目标的要求,比如桥梁工程专业,一般以桥梁的施工图设计作为题目,既有内容又有深度,能够体现对基本知识的系统运用,又有知识的拓展,是一种非常好的选题。

1.2工程应用性原则

选题要满足工程性需求,工科毕业设计要紧密联系工程实际,解决工程问题,并且在毕业设计中培养学生的工程理念,使其能较快地适应从事的工作,如桥梁毕业设计题目,就可以紧密结合桥梁设计、施工、监控、检测的实际,能够体现掌握桥梁工程中的原理、方法、计算等内容的题目,也是很好的选题。

1.3综合性原则

选题要有综合性,桥梁设计本身是一个融政治、经济、文化、继承发扬等多方面需求的问题,在进行桥梁设计时,既要考虑桥梁受力合理、满足通行功能要求,又要顾及政治、经济发展、环境保护、标志性的建筑的需要,设计者不仅要有桥梁的专业知识,还需要熟悉国家政策、法律法规、地方经济、文化特点。学生进行的毕业设计,虽然不能全面考察这些要求,但是,作为设计者的训练,头脑中要有这些理念。

1.4难易性原则

选题要考虑难易性,毕业设计教学是对学生所学知识的全面系统训练,也是一个知识拓宽拓展什华的过程,学生在体验知识什华的过程需要有一定的积累和感悟,学生如果能“顿悟”,这本身就是一种由量变到质变的飞跃,设计题目应该是具有能够让学生跳起来摘到桃子的难度,给学生、特别是学有余力的同学,有一个跳起来的高度,让他们真正体验桥梁设计的全过程、工程设计的全方位。

2选题的高层次要求

在新工科建设的背景下,桥梁工程专业毕业设计的选题除了要满足基本原则外,还应考虑以一些更高层次的要求。

2.1时代性要求

除了选题要体现时代性需要,社会在发展,时代在进步,毕业设计也应该与时俱进,特别其中的内容能够体现时代的脉搏、韵味,诸如能展现BIM技术、数值模拟等现代技术和手段的内容、方法,能够融进这些内容,也是很好的题目,还有要体现规范更新,按照新的规范要求设计。

2.2科学性要求

工科毕业设计题目来源于工程,但理论研究、学习训练要高于工程,从工程实践中发现问题,需要工程师去解决问题,在毕业设计的实践中,训练学生用科学的态度去发现问题,用科学的头脑解决问题。桥梁工程设计程序一般有二种方式:一阶段施工图设计和二阶段施工图设计。对技术不复杂的项目,允许采用一阶段施工图设计;对于技术特别复杂的特大型桥梁,还需要加一个技术设计阶段,一般情况就采用二阶段设计程序。对于本科学生的毕业设计,一般按照二阶段设计的方式,考虑设计题目,如采用“XXX桥梁施工图设计”,就是比较好的选题。

桥梁工程毕业设计范文第2篇

关键词:桥梁工程;毕业设计;创新能力

作者简介:涂光亚(1974-),男,湖南汉寿人,长沙理工大学土木与建筑学院,副教授;刘小燕(1963-),女,湖南益阳人,长沙理工大学土木与建筑学院,教授。(湖南 长沙 410114)

基金项目:本文系长沙理工大学教改项目“在桥梁工程毕业设计教学中培养学生创新能力的研究与实践”(项目编号:JG1150)的研究成果之一。

中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)04-0158-02

创新是一个国家持续发展的永恒动力,是一个民族傲然屹立于世界之林的根本,高等教育的重要内容除了培养学生掌握基本的专业技能以外,更重要的是要培养学生的创新能力。当前的时代是一个知识经济的时代,知识经济的特征就是知识不断创新,在知识经济时代,拥有自主的知识产权就意味着财富和经济发展,而知识产权来自于知识和技术的原始创新。[1,2]创新能力对刚走入社会的大学生的个人发展也尤为重要,对于桥梁工程专业的毕业生来说,当前的就业形势日益严峻,一方面扩招带来的竞争压力使得只有相对优秀的毕业生才能获得较好的就业机会,另一方面桥梁建设领域新结构、新工艺的大量采用使得只有具有创新能力的学生才能更快地成长,更好地适应社会对人才的需求。因此,创新能力的培养不论对国家、民族、经济的持续发展还是对大学生个人的发展都具有极其重要的意义。

桥梁工程毕业设计是桥梁工程专业学生在大学阶段学习过程中最后一个综合性的实践教学环节,在这一阶段学生必须综合运用大学四年所学的专业课程知识来解决一个具体的实际问题,其综合性和实践性为创新能力的培养创造了良好的条件。在大学四年期间,创新性思维应贯穿于每门课程的教学之中,通过前面的积累,大学生实际上已普遍具有创新动机,对创新也有一定程度的认识,希望在学习中产生新思想与新理论,但基于条件所限,在课程的作业、试卷或者报告中很难形成真正的创新。而桥梁毕业设计相对于以前的课程来说是一个全新的平台,它是以一个具有具体地形地貌的桥位为基础,要求学生创造性的设计出一座安全、经济、适用、美观的具体桥梁结构物,该环节具有极大的灵活性,在指导教师合理的引导和学生强烈创新欲望的驱使下,必然能通过桥梁工程毕业设计这个良好的平台使得学生的创新能力得到很好的培养。因此选择在桥梁工程毕业设计这个环节来进行学生创新能力的培养是切实可行的。

一、当前桥梁专业毕业设计中存在的问题

桥梁工程毕业设计的目的是使学生熟悉一座桥梁设计的全过程,包括方案比选、尺寸拟定、内力计算(验算)、施工图的绘制、计算书的编制等等。通过以上过程锻炼学生的结构创新、计算分析、电算程序、计算机绘图、文档整理等各方面的能力。[3]然而由于种种原因,目前的毕业设计成果很难达到上述令人满意的结果,在创新性方面更是严重缺乏,甚至存在个别抄袭剽窃的现象,与毕业设计的初衷相去甚远。[4]在整个毕业设计过程中创新性不足主要表现在以下几个方面:

1.指导教师对创新能力培养的重要性认识不足

指导教师对毕业设计指导思想的认识直接影响到学生创新能力的发挥。由于对毕业设计工作的目的、意义、作用认识不足,以及当前学术研究中对创新的神圣化,部分指导教师认为本科生难以创新,只是将毕业设计作为学生的岗前职业训练,侧重于某项专业技能的训练,而忽视了设计指导过程中对学生综合素质的训练和创新能力的培养。[5,6]另外由于扩招的影响,一位教师经常要指导8~10名学生,同时指导教师自身还有正常的教学科研任务要完成,导致指导教师精力投入不足,因而很难对学生进行系统的创新能力培养。

2.桥型方案选择单一

桥型从大的方面来分可分为梁式桥、拱式桥、斜拉桥、悬索桥和各种组合式桥梁,学生在确定桥型方案时往往不是根据地形地貌、通航要求等技术要素来进行考虑,而是看哪种桥型好做,哪种桥型的毕业设计可以找到参考的模板,导致绝大部分学生选择的桥型方案均为梁式桥,并且又以梁式桥中的等截面或变截面连续梁桥为主,占所选方案的80%以上,而斜拉桥、悬索桥、斜腿钢构桥、钢架桥等很多非常有结构创新特点并且在实际工程中使用得也较多的桥型却没有学生选择。最终导致毕业设计成品同质化现象比较严重,并且在毕业设计过程中由于桥型的限制也很难进行创新能力的培养。

3.学生基础知识不牢,在毕业设计上投入的精力不足

近年来,随着我国大规模的扩招,学生就业形势日益严峻,在毕业设计期间,个别没有签单位的学生必然将主要精力放在了找工作上,使得毕业设计质量下降。另外,准备考研、实习等在客观上导致了学生投入毕业设计的精力严重不足,再加上有些学生本身学习基础就较差,因此想要在毕业设计阶段得到创新能力的培养难上加难。

4.缺乏科学合理的创新评价体系

目前的毕业设计主要通过指导教师评阅、评阅教师评阅和毕业答辩来进行评分,学生只知道自己最终的成绩等级,而并不清楚自己在哪些方面做得很好或者在哪些方面还有值得改进的地方,因此最终的成绩只是一个模糊的评价。虽在成绩评定书中也有指导教师评阅意见和评阅教师评阅意见,但通常只在学生的档案袋中,学生本人无法看到且这些意见也都是笼统而不是具体的,因此最终导致学生根本不了解自己的毕业设计有没有创新性,只是完成了任务,得到了一个成绩等级而已。当然这样的情况也导致学生失去了在毕业设计中进行创新的动机。

二、创新能力培养方案

针对以上普通高校毕业设计中在创新能力培养方面普遍存在的问题,结合长沙理工大学土木与建筑学院的实际情况,从以下几方面入手,构建了有利于创新能力培养的毕业设计模式。

1.创新性选题

毕业设计题目的选择对创新能力的培养至关重要,一方面应尽量选择与工程实际联系紧密的真题,并且做到一人一题;另一方面在毕业设计任务书中分桥型规定需要完成的创新性内容。如对于简支梁桥可把截面尺寸的优化设计和预应力的优化设计作为创新性内容;对于连续梁桥可把悬臂施工过程中的挠度和预拱度的详细计算作为创新性内容;对于连续钢构桥可把柔性墩合理形式的选择与优化作为创新性内容;对于斜拉桥可把斜拉索成桥索力的优化设计作为创新性内容;对于拱式桥可把拱轴线形的优化设计作为创新性内容等。当然创新性内容不拘限于以上内容,还可通过指导教师与学生的交流,结合学生自己的专业技能和兴趣共同来确定所选课题的创新性内容,然后将其明确到设计任务书中。只有明确了创新性内容,学生才能做到有的放矢,才能有针对性的进行创新能力的培养。在最终的毕业设计成果中,即使创新性内容部分没有做得很完整,只要常规内容做好了,其毕业设计成绩还是可以通过。这个过程不仅开发了学生的创新意识,而且锻炼了学生的创新能力。

2.因材施教,有针对性地进行创新能力的培养

由于每个学生对专业基础知识掌握的程度不一样,在个体能力和素质上也存在着差异,要求每个学生在毕业设计中都有创新是不现实的,因此在创新能力的培养中也要坚持因材施教的原则。具体的做法是:挑选6~8名学业优秀又有兴趣的学生成立毕业设计创新小组,相应地挑选骨干教师成立创新指导小组,人数也为6~8人,由他们专门负责毕业设计创新内容部分的指导。由于学生人数较少,在指导小组内部基本可以实现一对一的辅导,因此学生和教师能进行深入交流,更容易培养出学生的创新性成果。这些学生的毕业设计取得的较好效果也可以对其他学生起到辐射作用,使广大学生接受并自觉意识到创新能力培养的重要性。另外,创新小组的教学过程是开放式的,也欢迎其他学生来旁听和提问,只是对他们没有强制性的创新性内容的要求。这样在全体学生中容易形成创新性学习的氛围,有助于全体学生创新性能力的培养,同时又避免了教师和学生精力的分散。

3.专题性讲座巩固专业基础知识、开阔视野

有了良好的毕业设计选题和创新能力培养的组织模式后,创新能力的培养还需要学生具有扎实的专业基础。虽然通过前三年的学习,学生已具备了基本的专业素质,但知识系统还相对孤立和分散,为了进一步巩固以前的力学基础知识,同时开阔学生的视野和思路,针对毕业设计安排了一系列的专题讲座并贯穿于毕业设计的全过程。这些讲座包括:桥梁方案比选及各桥型方案特点,桥梁设计规范条文讲解及应用,MIDAS、ANSYS、桥梁博士软件在毕业设计中的应用,毕业设计步骤及如何做好毕业设计,桥梁毕业设计施工图绘制规范等等,这些讲座都由毕业设计创新指导小组的教师来主讲。另外,还可以邀请一些在建大型桥梁工程建设单位的项目经理或总工来校进行专题施工讲座,介绍当前大型桥梁工程中的一些创新设计、施工新技术,开拓学生的视野。通过这些措施使学生具备初步的创新设计能力。

4.毕业实习理论联系实际

毕业设计是一门实践性很强的综合课程,为了加深学生对桥梁实物的理解,在毕业设计之前安排了为期两周的毕业实习,毕业实习的内容安排完全为毕业设计服务。在毕业实习中,学生可以接触到各种桥型的实际构造(主要选取湘江1~6桥作为实习地点,包括了梁式桥、拱式桥、斜拉桥和悬索桥),指导教师会对各桥型的构造、施工方法和设计特点在现场进行详细讲解。通过两个星期的时间,使学生能理解各桥型作品的构造和背后所蕴涵的力学原理,同时对自己即将要进行的桥梁结构设计成品有一个初步实物的概念,以避免纸上谈兵。

5.强化过程管理

对毕业设计的过程管理实行指导教师负责制,制定详细的过程管理规章制度,学院负责对指导教师进行考核。由学院安排具体的答疑时间和地点,学生在固定教室而不是在宿舍进行毕业设计,指导教师可以随时抽查学生是否在进行毕业设计,这样方便了对学生的管理。指导教师必须保证每周两次,每次不低于4个小时的答疑时间,有效地避免了指导教师精力投入不足的情况。研究科学合理的指导方式,指导教师将整个毕业设计任务进行分解,制订每周要完成的毕业设计内容并进行进度检查,实行中期答辩制度,对进度严重滞后的学生上报学院进行警告,避免学生出现前松后紧的现象。在创新指导小组内部,每两周举行一次创新设计内容讲评会,首先由学生介绍自己在创新内容方面调研的成果和为完成创新内容所准备采用的思路和方法,然后教师对学生的方案、思路、计算方法进行指导,通过相互交流激发学生的创新思维,提高学生的创新能力。通过以上措施保证了教师和学生在毕业设计上投入的时间,提高了指导效率,提高了学生的主观能动性和自觉性,培养了学生的创新能力。

6.创新性质量评价体系

为毕业设计质量制订了详细的百分制评分细则,常规毕业设计内容占85分,创新性毕业设计内容占15分,在常规毕业设计内容完成的基础上才对创新性毕业设计内容进行评分。根据以上评分规则,完成常规毕业设计内容可以得到“良”的成绩,而在此基础上完成了创新性毕业设计内容则可以得到“优”的成绩。毕业设计的评分由指导教师、评阅教师和答辩小组共同完成,以确保评分的客观公正性。对于完成了创新毕业设计内容的毕业设计,指导小组还将对学生给出完整详细的评阅意见,对毕业设计内容进行具体点评,使学生了解自身的优势和劣势,对其今后从事同类型工作具有较强的参考意义。通过以上措施可以激发学生的创新积极性,对提高毕业设计质量也大有帮助。

三、创新能力培养实践

长沙理工大学土木与建筑学院在2007届桥梁工程毕业设计中进行了创新能力培养实践,共有11名同学报名组成了毕业设计创新小组(超过了预期),由桥梁工程系中的8名骨干教师进行指导。在11名同学中,桥型方案的选择包括了斜腿钢构桥、钢架桥、钢筋混凝土拱桥、斜拉桥、钢管拱桥、大跨度连续钢构桥等,桥型方案非常丰富。通过严格的过程管理,认真落实创新培养方案,充分发挥学生的主观能动性和积极性,最后毕业设计成果取得了较好的效果,经学院严格评审,有8名同学获得了毕业设计优秀的成绩,其中有3名同学的毕业设计还被评为全校优秀毕业设计,为提高桥梁工程专业毕业设计质量起到了良好的示范作用。

四、结语

桥梁工程专业毕业设计是以学生为主体、指导教师为主导的一个重要的实践教学环节,是桥梁工程专业学生进行工程教育和工程训练不可替代的教学环节。本文结合当前桥梁工程专业的特点及毕业设计中存在的问题,从毕业设计选题、毕业设计组织方式、专业指导方式、加强中间过程管理和科学合理的评分方式等方面提出了新的适应于创新能力培养的教学方案并进行了教学实践。初步结果表明在桥梁工程专业毕业设计中加强学生创新能力的培养能有效地提高毕业设计质量,锻炼学生在设计和科研等方面的综合能力,为学生走上工作岗位或进一步深造打下了良好的基础,是提高高等学校工程类本科教育质量的有效途径。

参考文献:

[1]孙立山,姚丽亚.本科生毕业设计中的创新能力培养浅析[J].土木建筑教育改革理论与实践,2010,12(9):107-108.

[2]李俊梅,李芙梅,李炎锋.浅谈土建类专业毕业设计(论文)中学生创新能力的培养[J].土木建筑教育改革理论与实践,2009,11(6):392-395.

[3]刘小燕,涂光亚,徐晓霞.在毕业设计教学中培养学生创新能力的教学研究[J].中国电力教育,2012,(14):107-108.

[4]黄明奎.加强过程控制 提高土木工程专业毕业设计质量[J].四川教育学院学报,2012,28(1):121-124.

桥梁工程毕业设计范文第3篇

本预应力混凝土连续梁桥共分为三跨(30m+50m+30m)主跨50m,边跨对称30m;主梁采用单箱单室预应力混凝土箱梁,跨中梁高为1.5m,支座处梁高为2.8m,截面高度按二次抛物线形式变化;桥面净宽为7+2×1.5m;设计荷载为公路-Ⅰ级。

在设计中,运用了桥梁设计软件Midas建立桥梁模型,并对桥梁恒载、活载及徐变内力进行分析计算,得出预应力钢束的预估值。最后对主梁的应力、变形等进行验算。经分析比较及验算表明该设计计算方法正确,内力分布合理,符合设计任务的要求

关键词桥梁设计;预应力混凝土;箱梁;变截面连续梁;Midas桥梁模型

Abstract:Thedesignisbasedontherequirementsofthedesigntaskand"HighwayBridgeRegulation".Thedesignofthebridgeiscarriedoutintheeight-characterprincipleof"safety,pratically,economicallyandaeshetic"bycomparingandchoosingthebestone.Thefirstprogramiscontinousprestressedconcretegriderbridge,thesecondonethebeamcombinationofarchbridge,andthethirdoneisthesuspensionbridge.Accdodingtotheaboveprinciplesandconstructionfactors,theprestressedconousbridgeischosentotheultimate.

Thecontinousprestressedconcretegirderbridgeisdividedintothreeinters,(30m+50m+30m),withthemainspanof50m,and30m-symmetryone.Prestressedconcreteboxgriderisusedasthemainbeam;thebeamdepthinthemid-spanis1.5m,whileatthesupportbearingitis2.8m.Thesectionaldepthischangedintheformofparabolic.Thenetwidthofthedeckis7+2x1.5m,andthedesignloadisforthehighway-I.

Inthedesign,thebridgedesignsoftwareMIDASisusedtogetthecalculationmodel.Byanalyzingandcomputingthedeadload,liveloadandinternalforce,theestimatedvalueoftheprestressedstrandisgot.Finally,checkingcalculationiscarriedouttothestressanddeformationofthemainbeam.Theresultsoftheanalysisandcheckingcalculationshowthatthedesigncalculationmethodiscorrect,andtheinternalforcedistributionisreasonabletothedesigntask.

Keywords:bridgedesign;prestressedconcrete;box-girder;non-uniformcontinuousbeam;MIDASbridgemodel

目录

设计原始资料…………………………………………………………………………….1

第一章方案比选………………………………………………………………………2

第二章上部结构形式及尺寸拟定…………………………………………………5

一.主跨径的拟定……………………………………………………………………5

二.顺桥向梁的尺寸拟定……………………………………………………………5

三.横桥向的尺寸拟定………………………………………………………………5

四.桥面铺装…………………………………………………………………………6

五.本桥主要材料……………………………………………………………………6

第三章桥面板的计算…………………………………………………………………8

一.桥面板的设计弯矩………………………………………………………………8

二.悬臂板的内力计算………………………………………………………………11

三.桥面板的配筋……………………………………………………………………12

第四章主梁内力计算…………………………………………………………………14

一.全桥节段的划分…………………………………………………………………14

二.恒载活载内力计算………………………………………………………………17

第五章主梁配筋计算…………………………………………………………………32

一.预应力筋的估算原理……………………………………………………………32

二.预应力筋的估算…………………………………………………………………34

三.预应力筋布置……………………………………………………………………38

四.非预应力钢筋截面积估算及布置………………………………………………45

第六章截面承载能力极限状态计算………………………………………………47

一.正截面承载力计算………………………………………………………………47

二.斜截面承载力计算………………………………………………………………47

第七章钢束预应力损失计算………………………………………………………50

第八章应力验算…………………………………………………………………………56

一.短暂状况的正应力验算…………………………………………………………56

二.持久状况的正应力验算…………………………………………………………57

第九章抗裂性验算………………………………………………………………………59

一.正截面抗裂性……………………………………………………………………59

二.斜截面抗裂性……………………………………………………………………61

第十章主梁变形计算……………………………………………………………………62

参考文献…………………………………………………………………………………63

英文翻译…………………………………………………………………………………64

致谢………………………………………………………………………………………90

致谢

首先感谢何建老师在此次毕业设计中认真辅导了我设计的每一个环节,何建老师对待学生认真负责、和蔼耐心的态度和对待工作一丝不苟的作风给我留下了深刻的印象,为我今后的学习工作树立了榜样。此外还有学多老师给予了耐心的指导和点拔,令我受益匪浅。在此对各位老师的敬业表示真挚的感谢。

通过这次毕业设计,我比较系统的串连了我大学本科四年所学的知识,深感我们这门专业系统的博大精深,觉得自己存在的差距还很大。但是,在这炎炎夏日工作的几十天,我的收获也是很大的。在毕业设计的反复修改,一遍一遍的看书,和同学一次又一次的讨论,一次又一次的请教老师的过程中,通过集中的毕业设计和专业系统的培养,我提高了自己综合运用所学的基础理论,基本知识和基本技能,分析解决问题的能力。在老师的指导下,通过独立系统的完成一个工程项目的设计,比较具体的了解了一个工程设计的全过程,巩固已学课程的基础上,培养了自己考虑问题,分析问题,解决问题的能力,同时接触到和掌握一些新的专业知识和技能。这次毕业设计为自己提供了一次很好的实践机会,为我将来的学习工作做了很好的铺垫,是我人生中很重要的一次经历。

最后,感谢学院的领导和老师在百忙之中为我们细心指导设计,我衷心的感谢各位老师!

南华大学船山学院本科生毕业设计(论文)开题报告

设计(论文)题目

宝石路5号桥

设计(论文)题目来源

设计(论文)题目类型

起止时间

2008.12.1~2008.12.12

一、设计(论文)依据及研究意义:

桥梁的形式可考虑连续梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。对此三种桥型作比较,从安全、适用、经济、美观等方面比选,最终确定桥梁形式。

二、设计(论文)主要研究的内容、预期目标:(技术方案、路线)

本桥的设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定,本着“安全、实用、经济、美观”的八字原则,提出了三种不同的桥型方案进行比较和选择。方案一为预应力混凝土连续梁桥,方案二为梁拱组合体系桥,方案三为悬索桥。经由以上原则以及设计施工等诸多方面考虑后,确定预应力混凝土连续梁桥为最终设计方案。

三、设计(论文)的研究重点及难点

计算量大,工程量大,绘制上部结构的一般构造图、钢筋构造图及施工示意图很复杂

四、进行设计(论文)所需条件:

桥梁工程毕业设计范文第4篇

关键词:桥梁;结构计算;教与学

中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)18-0065-03

同济大学土木工程本科专业自1998年开始实施宽口径人才培养模式。按个人兴趣和择优录取的原则,部分学生在第三学年进入桥梁工程课群组。这些学生在前两年的公共基础课和专业基础课学习阶段中,已经学习了《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》、《混凝土结构基本原理》、《钢结构基本原理》、《荷载与结构设计原则》等基础课程。经过这些课程的训练,学生已经储备了各种桥型结构计算的一些基础知识。但学生在各门专业课程中学到的计算方面的知识和方法仍然是分散的,而针对一座桥梁的系统的、全面的结构计算直到毕业设计阶段才得到锻炼,导致在有限的毕业设计时间内不能取得良好的效果。为此,同济大学桥梁工程系配合“卓越工程师”培养计划进行了课程设置改革,将桥梁课群组培养计划中涉及到的桥梁结构计算方面的内容整合成一门独立的《桥梁结构计算》课程,成为基础知识与实践能力间的重要纽带。本文着重介绍《桥梁结构计算》课程的教学目的和课程设置,并就教学特色谈谈作者的体会。

一、课程设置

桥梁结构计算是指:通过桥梁设计资料的汇集提炼出计算条件后,运用结构分析理论和方法,计算得到结构的位移、内力、应力、约束反力等效应,再对计算结果进行判断、审核,在决定取舍后将结果转换成有用的设计数据,作为评估桥梁性能和进行结构优化的直接依据提供给设计者的全过程。《桥梁结构计算》必须解决的问题是在学生学习完直到《桥梁工程》等阶段的专业课程后,通过本课程的教学,使学生掌握桥梁工程设计及科研中常用的一些桥梁结构分析基础理论、方法,并初步具备使用桥梁结构计算程序进行结构分析的能力,为后续专业课程及毕业设计中遇到的结构计算奠定必要的基础。《桥梁结构计算》课程主要设置以下内容:

1.桥梁结构分析的准备工作。荷载横向分布计算是得到广泛应用的桥梁结构空间内力计算的一种实用近似方法,对简化计算步骤,提高计算效率具有十分重要的作用。而在采用有限元程序计算结构内力和变位,乃至计算桥梁横向分布以及对桥梁构件进行承载力和应力验算时,作为结构有限元分析求解中的重要数据,我们都会遇到断面几何特性的计算。课程中介绍了梯形分块法、三角形分块法、矩形条法、分舱板法等常用的截面特性计算方法,以及杠杆法、刚性横梁法、铰接板法、铰接梁法、刚接梁法、比拟正交异性板法(G-M法)等常用的荷载横向分布方法,通过手算及电算掌握其原理和计算方法。

2.桥梁结构分析的基本理论和桥梁结构计算程序的编写原理。有限单元法作为一种数值分析方法在当今工程分析界中获得了最广泛的应用,其基本理论是在开发或使用以有限元为基础的桥梁结构分析程序之前所必须基本掌握的。课程中基于结构力学中位移法的基础知识,介绍杆系结构有限单元法分析原理和静力分析程序的编制原理,包括杆系结构的单元刚度矩阵、坐标转换矩阵、总体刚度矩阵及荷载列阵的集成、边界条件处理、方程求解得到节点位移、单元内力及支承反力计算等内容。图1给出了杆系结构静力分析程序的流程图。

3.桥梁结构殊问题的分析理论和方法,以及将一般杆系分析程序扩充为具有施工仿真分析功能程序的原理和技巧。实际桥梁工程中的一些结构特性往往超越了普通杆系结构有限单元法的适用范围,桥梁结构计算必须能够明确桥梁结构殊问题的分析方法,并能对一般的有限元程序进行改造,实现桥梁结构的特殊分析。桥梁在施工过程中后期结构的受力状态与前期结构的受力状态密切相关,因此进行施工分析程序是必要的。课程中介绍带刚臂单元、等效节点荷载、节点同位移约束、单元端点自由度释放、支座强迫变位等一些特殊问题的分析理论与方法,介绍桥梁结构施工分析程序编制原理,另外将较为复杂的预应力效应分析、徐变效应分析、活载效应分析和索力调值

计算等内容作专题进行介绍。图2给出了桥梁施工分析程序流程图。

4.初步应用桥梁专用程序系统进行各桥型的结构分析。利用桥梁结构计算原理与程序进行实桥的结构分析是桥梁结构计算的直接目的。课程中介绍梁桥的结构计算,主要涉及一次落架法与悬臂浇筑法两种典型结构施工方法,并重点关注结构挠度计算和预拱度设置、挂篮模拟、连续刚构桥群桩基础的简化模拟等内容;介绍拱桥结构计算,包括拱桥的结构体系、施工方法概述、拱桥的稳定分析、拱桥的动力分析、上承式混凝土拱桥计算、中承式梁拱组合体系桥计算、斜拉扣挂法施工中承式桁架钢拱桥计算等;介绍斜拉桥结构计算,包括斜拉桥的结构体系与施工方法概述、斜拉桥合理成桥状态及合理施工状态确定方法、斜拉桥几何非线性分析方法介绍。由于悬索桥结构计算涉及到较为复杂的几何非线性分析,超出本科生教学要求和接受能力,因此本课程暂未讲授相关内容。课程中还给出了各桥型桥梁分析的一般流程,其中具有代表性的梁式桥的结构分析流程如图3所示。

二、桥梁结构计算教学特色

同济大学桥梁工程系在国内土木工程专业较早开展了《桥梁结构计算》课程,作为桥梁工程教学改革的一部分,这门课尝试了一些新的教学方法,具有以下几个方面的特点:

1.强调手算能力向电算能力的过渡与衔接。不断推出的国内外结构分析通用程序和桥梁分析专用程序,为桥梁工作者提供了有效的分析工具,也成为土木工程专业桥梁工程课群组本科毕业生必须初步掌握的内容。桥梁课群组学生通过《结构力学》、《结构设计原理》等课程学习到了计算原理,并通过课程作业及配套的课程设计锻炼了手算能力。同济大学桥梁工程系不仅在实践教学环节开设了专门讲授常用桥梁结构计算程序使用方法的《工程软件应用》课程,更重要的是,作为手算和电算方法的过渡,开设《桥梁结构计算》课程作为基础课程和毕业设计综合应用锻炼之间的重要纽带,加强学生实践能力培养。

2.强调课程内容的循序渐进、由简入繁。课程内容考虑到学生群体多为初涉桥梁工程的中高年级本科生的现状,从桥梁结构计算的基本原理入手,再有层次地引入相关程序功能的介绍,最后实现对实桥的结构计算。这样的教学思路不仅强化了学生的基本概念,同时也符合思维认知的一般过程,降低了学生掌握课程内容的难度。

3.强调桥梁结构计算实现方法的非唯一性。桥梁结构计算实现方法的非唯一性体现在两个层面:通过对不同桥梁结构计算软件的比较,可以发现各软件的程序编制原理存在着不同,这一点在预应力、徐变等模块上体现得尤为明显;使用人员对同一计算需求采用的不同计算方案,也会导致结果不同。学生在学习完课程后,能够了解桥梁结构计算的基本原理,对于特定的结构能够进行准确的模拟与合理的简化,选择适合该结构的计算软件与相应的实现方法。

4.强调计算分析人员对程序结果的把握。程序终究只是结构计算分析人员的工具,无法替代工程师在结构计算分析中的主导性。学生要理解输入数据的计算方法(比如预应力线形输入的导线法),以及如果输入了不同数据可能造成什么后果;要具有定性判断程序计算是否合理的能力。课程特别关注了学生对程序输入模块中各输入对象的理解,例如在预应力线形的输入中,课程利用导线法示意图扼要地讲解了其原理,学生在理解了基本原理后,也就自然掌握了预应力线形的输入方法。

5.强调学生实践能力的培养。通过布置荷载横向分布电算与简支梁结构电算作业,锻炼学生的动手能力。课程本身较强的实践性成为较为偏重理论的《桥梁工程》课程的有益补充,同时配合学生之前先修的预应力混凝土简支梁课程设计(手算)以及之后需要修习的大跨度桥梁课程设计(电算)等实践课程,为学生架起了从手算到电算之间的桥梁,便于学生把握手算与电算的异同,切实提升学生的设计能力。

6.注重和先修主干课程的有机联系。在第5点中已经可以看出,作为一门整合学生已有知识,培养学生结构计算能力的重要课程,《桥梁结构计算》十分重视和其他课程的有机联系。这样的联系不仅体现在实践环节的课程上,也体现在《混凝土结构基本原理》、《钢结构基本原理》等专业主干课程上。例如在讲解受弯构件承载力计算部分的内容时,课程给出了脉络清晰的计算程序框图(图4)。

7.介绍了多种桥梁结构计算分析软件。对当今国内主流的桥梁结构计算程序桥梁博士、Midas Civil等都有简要的介绍。多种软件的介绍不仅使得学生在之后的课程设计及毕业设计中能够较快上手,胜任结构计算的工作,更能够极大地锻炼学生的思辨能力,从而增进对桥梁结构计算基本理论的理解与对相同结构在不同软件下电算结果的把握。

三、学生反应

本文的第二作者是曾选修过《桥梁结构计算》的学生,也切实地感受到《桥梁结构计算》对于提高学生能力的重要作用,给学生印象最深刻的是《桥梁结构计算》课程在桥梁工程课群组中的纽带作用。譬如在《桥梁工程》中对荷载横向分布也有介绍,但限于课程目标与课时限制,对常用的荷载横向分布方法只有原理性的介绍。而《桥梁结构计算》则通过刚性横梁法的手算联系加深了对横向分布理论的认知,同时让学生通过软件采用其他多种方法计算结构的荷载横向分布效应,节省了计算机时代前繁复而意义不大的手工计算,高效地促进了学生对各种荷载横向分布方法理论的认知。又如课程中的实桥结构计算部分,老师提供一个完整的与给定结构相关联的“桥梁博士”计算模型,学生在此基础上进行修改与扩充,并通过对结构分析基本理论的理解采用Midas Civil软件进行复核,解决了学生对于一个实桥结构难以直接上手的问题,有机地串联了课程的大部分内容,让学生在利用两种软件分别建模的过程中体会桥梁结构计算实现方法的非唯一性以及各软件在不同模块上表现的差异,对两个模型结果进行比较来相互验证,从而确保计算结果的准确性。

同济大学桥梁工程系在课程改革中开设《桥梁结构计算》这门课程,希望能够引导学生把握桥梁结构计算分析发展的时代步伐,在牢固掌握基本理论的同时注重加强程序应用实践的意识。我们有理由相信,作为未来桥梁设计中坚的他们,一定能够使我国早日实现从桥梁大国到桥梁强国的跨越。

参考文献:

[1]肖汝诚.桥梁结构分析及程序系统[M].北京:人民交通出版社,2002.

桥梁工程毕业设计范文第5篇

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[3]。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

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[4]。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