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【关键词】桥梁工程;施工技术;管理
引言
桥梁施工的顺利进行不仅可以保证道路桥梁尽快投入使用,方便沟通交流,而且可以节省国家财政支出,提高经济效益;对施工单位而言,顺利的施工可以保证施工效率,确保经济收入,工程建设的高质量和低事故率可以提升施工单位的知名度,为其工程承办提供保障。对此,必须构建全过程的项目管理体系,加强质量、安全、造价管理,在保证工程质量的基础上降低造价,缩减工期,在运营阶段加强维护管理,延缓市政道路和桥梁的老化,延长使用寿命。道路桥梁路作为当下最普遍的运输方式,影响着人们的生产生活。无论是人还是物发生位移便需要借助道路来实现。但是由于各个地区地理环境不一,因此在道路施工过程之中结合当地的自然条件、地理条件等因素便需要建筑桥梁来实现道路更好的进行。桥梁的出现也方便了资源的优化配置,缩短了各个地区直接的距离,同时它的出现对于我国的交通网而言,也是一个发展。因此就需要我们重视道路桥梁施工技术的发展,只有这样才可以保证我国经济的快速稳定发展。
一、桥梁工程施工技术及管理科学内涵
桥梁工程项目施工技术及管理主体由工程宏观角度对项目施工应用技术进行经济可行性分析,并做好施工阶段安全建设、技术应用、操作规程与施工进度、建设质量管控。应由桥梁项目建设管理质量体系标准入手,明确契合自身项目需要、功能特点的质量以及技术指标,保障桥梁质量水平与工程中原有技术人员、配置设施发挥最大化应用价值。再者,该阶段工作中,应持续优化施工工艺,应用新型技术手段以及程式提升生产劳动比率,节约工程施工建设成本,确保高效优质的开展桥梁工程施工建设。
二、提高桥梁工程施工技术管理的有效路径
依据桥梁工程施工技术管理基本任务及基本内容,结合工程实际,采取相应措施,以做好桥梁工程施工技术管理工作,实现技术管理目标。
1.贯彻执行桥梁工程施工技术相关规范、标准及制度
影响桥梁工程施工质量的因素较多,为确保桥梁工程施工质量,要求施工单位在施工过程中严格遵循相应的技术规范及操作规程。结合桥梁工程项目实际情况,明确认识国家及地方规范中对桥梁工程施工技术水平及操作工艺及要求,编制符合桥梁工程特点的施工技术与操作技术规程,建立工程技术质量管理规范制度与标准体系,从而确保桥梁工程质量及进度符合设计要求。实践表明,严格贯彻桥梁施工技术相关规范、标准及制度,可以有效确保施工质量,缩短工期。
2.成立施工技术管理机构
设置施工技术管理机构,是确保并推动桥梁工程施工过程中技术规范与技术标准贯彻实施的重要管理方式,是及时发现施工中存在质量问题并提出解决意见的重要机构。施工技术管理机构应承担对桥梁工程施工中重点问题及难点问题的技术攻关。针对桥梁工程施工作业中所面临的技术难题,施工技术管理机构应结合实际,提出安全经济可行的解决方案,确保工程项目顺利实施,保证工程施工质量。施工技术管理机构应针对施工作业中不同方案及其应用效果开展观测、检验与统计研究,不断改进提高施工技术,在确保工程施工质量的基础上,降低工程施工成本。
3.收集与整理施工技术资料
在桥梁工程项目实施之前,需要通过建设单位、设计单位等相关部门收集与整理符合项目特点的技术资料,并将其相关技术资料分类处理,构建符合项目特点的技术管理与质量管理档案。桥梁施工技术资料信息属于有效开展桥梁工程施工技术管理的重要参考及依据。在现代科学技术发展的推动下,施工技术资料电子化与信息化势在必行,并对其相关技术人员的业务素质与基本技能提出了一定要求。通过施工技术资料的收集与整理工作,确保工程施工技术应用符合实际,满足工程施工要求及相关标准要求。
4.落实施工管理制度
桥梁工程施工管理制度主要包括施工图纸会审、技术责任制、技术交底、工程变更等制度。推行技术责任制,明确桥梁施工中具体责任,从而调动项目技术人员工作积极性,增强责任感。技术负责人具体责任的确定,应依据项目组织机构和技术负责人具体工作内容来确定,将责任落实到个人。加强施工图纸会审,及时发现设计图纸中存在的问题及缺陷,及时提出修改建议,减少施工过程中的设计变更。依据设计图纸研究具体的施工方法、施工工序及相应标准,优化设计,确保施工进度;在桥梁工程施工作业之前,应做好技术交底工作,明确施工规范及特点,明确施工中应注意问题,确保施工人员按照规范进行施工作业。
三、桥梁工程施工中重点环节施工技术管理分析与研究
桥梁工程施工是一个复杂的工程,在桥梁工程的施工过程中会存在很多的问题和隐患,这对桥梁工程的施工质量会产生不利的影响。我们对这些问题进行了分析,提出了针对这些问题的解决策略,例如创新的先进技术,确保桥梁施工工程的质量。只要这样,就会为人们的出行和行车提供了交通上的便利,也为我国的经济发展和人民的日常的生活的水平提供了贡献。
1.钻孔灌注桩施工技术管理
钻孔灌注桩在桥梁工程中应用十分广泛,其技术管理工作为:在完成钻孔灌注桩机就位后,对护筒埋设、泥浆制备等进行检查,调试设备,并检查钻机平台水平度、钻杆长度、钻头直径等是否符合钻孔要求;在钻孔作业过程中,应对钻进状况进行检查,重点对泥浆比重、砂率等进行检查,通过钻渣检查确定钻进土层状况;加强对钢筋笼的技术检查,确保其主筋顺直,钢筋笼长度应满足施工要求;钻孔达到设计深度后应进行清孔作业,明确清孔技术标准,严格控制孔底残渣厚度。
2.梁板制作及安装技术管理
其技术管理工作为:确保材料质量,合理选择施工设备及张拉设备;初审开工报告,对报告内容进行全面审查;针对工程施工计划及施工方案等进行调查核实;对各项试验进行记录与整理,定期调试校核设备;加强梁板预制现场管理,按照规范要求进行梁板安装作业。
3.路桥基础质量控制
路基是公路工程的重要组成部分,它既是公路的主体,又是路面的载体与基础。1)填方路基施工质量控制。路基一般是用自然土修筑的,在路基填筑之前应对自然土进行试验分析,确定其物理力学性质,测定其最佳含水量及最大干容重,以便指导路基施工及对路基填筑成品的检测,从有关试验结果分析:土质颗粒越细,其相应的回弹模量越低,而砂性土回弹模量比较高。施工选择取土场时,我们通过选择塑性指标较小的土来填筑路基。严格控制松铺厚度,路堤分层填筑的质量是保证整个路基质量的重点,故每层填实的松铺厚度都要经检查合格后方可压实,压路机对路基填土压实时,应遵循先轻后重、先静压后振动、先两边再中间、从低处往高处的碾压原则。
【关键词】道路桥梁工程 施工技术 管理 完善措施 发展前景
道路桥梁在国家现代化、城市化发展上的作用越来越突出,路桥施工的技术也越来赋有科技含量与现代标志。本文我将依托现有的道路桥梁工程的施工技术以及管理方法,以道路、桥梁的工程施工过程为核心,主要依据道路、桥梁施工、设计的新规范、新标准,全面细致地阐述道路、桥梁工程施工的工艺及要点,以及工程施工技术和管理的不足和改进。
一、道路桥梁工程施工技术及管理的内涵
现阶段,道路桥梁的工程的施工技术在过程上主要包括两方面的工作,一个是施工前的工作,另一个是实施阶段。其中,施工前的工作准备是为了之后的工程项目以及设计方案能够顺利进行,不至于重做或者返工。使每一项工作能够顺利进行的的前提,就是要进行道路桥面的勘察,例如:到设计的道路桥梁现场对道路施工特点进行探测,对工程当地的土质类型和地质状况进行分析,以及工程项目周边的水系、水位等各种水文地质条件和特点进行详细的了解与分析。除此之外,还要对备用道路进行铺设,以及立好必要的安全标志用来提醒路人,还需按规定要求设置必要的围挡物和警戒线等。其次,尽量最大限度的做好施工实施阶段的安全建设、技术建设、操作程序、施工进度和施工质量监管与控制。这些方面应该由道路桥梁的项目实施管理的质量标准体系入手,还需要自身明确道路与桥梁工程的内涵,明确各类指标,契合当地项目的需要、发挥工程建设中技术人员、劳动人员的最大价值,保证计划和技术管理的功能特点能够顺利发挥出来。再者,在路桥工程的实施阶段,应该持续不断的优化工程实施的施工工艺,学会在实践中,应用新兴技术,着力提高社会劳动生产效率和生产质量。节约建设成本,在施工中注意利用废弃边角材料,废物利用,努力节省出最大限额,让成本降到最低,确保施工各方可以高效率优质量的展开道路桥梁工程施工建设。最后,道路桥梁工程施工技术及管理需要让道路桥梁建成后的质量水平成为最佳,在未来的城市化,现代化建设中让道路桥梁发挥作用,让工程技术管理可以成为典范。
二、道路桥梁工程施工技术及管理的要求
首先,在道路桥梁的施工过程中,对路面的要求是最大的。其中,路面的平整性尤为重要,路面整体应该具有足够载重物承受的强度,例如,一辆车经过,路面桥面应该承受像挤压,拉伸,切断的外力作用,如果路面强度大,在外力作用下,路面就不会发生沉陷、压塌、车辙破坏等路面变形情况。与此同时,在道路桥梁施工过程中,路面的稳定性也至关重要,道路桥梁施工完成后投入使用,在长期自然条件的影响下,道路桥梁就会发生变化。比如说,路面长期受到日光、雨水、大气等自然天气的影响,道路路面结构、力学性能包括其他指标发生变化。这就决定了在道路桥梁工程施工技术上要考虑到路面的要求。
其次,在筑路材料的选择上,以水泥混凝土与沥青路为例,进行分析,水泥的混凝土铺设的路面硬度比较强,但筑成的路面具有抗压度高强度大,使用寿命比较长,耐照射、抗腐蚀。特点较为独特,因此在实际运用中受到了广泛应用。而沥青铺设的路面柔韧,走起来舒适,但不如水泥混凝土铺设的道路平整。
最后道路桥梁上还应该设置完备的路基排水设备,用以排出地表水和地下水,这是为了保证道路桥梁的行车安全, 延长道路桥梁的使用寿命。假设一个没有排水设备的道路,在路面水满的情况下,就容易引起路桥结构层次强度的降低,从而造成积水无法顺利及时的排出桥路,造成路面的浸泡等严重损害,是道路桥梁的耐久性降低。也容易对来往的车辆造成不必要的麻烦。所以,在当下,路桥的工程施工需要管理者综合利用新进的高科技成果技术,投资硬件,将排水设备建造好,以便开展进一步的工程项目。
三、道路桥梁工程施工技术及管理所面临的挑战
首先,任何工程都面临着社会效益与经济效益的双重矛盾,在路桥工程中,我们面临的一个大问题便是管理者重视经济效益,从而忽视了施工质量的好坏;其次,
管理制度的不健全的问题在施工技术管理中较为突出,相应的制度没有建立起来,在工程施工过程中施工人员就无法集中,工程自然实施的不尽完美;道路进行铺设、桥面进行浇筑时,普遍出现龟裂问题。其中包括混凝土浇筑不均匀、自然天气下温差风速变化引发的裂缝、用材不符合规定产生的裂缝以及道路养护期未满提前开放遭到碾压出现的裂缝。在路桥工程施工技术和管理上,我们还面临这许多挑战,这需要我们具备洞察力的眼光,及时发现。
四、道路桥梁工程施工技术和管理问题的解决措施及创新
道路桥梁工程施工技术管理发展至今,已经形成了一套完整的体系。在具体的施工过程中,仍出现了一些问题,不同施工问题需要不同的解决措施,就某些问题,我提出了一些解决措施,下面分条简要列举:
(一)重视路桥工程的质量建设,在施工过程中,保证质量。购买合格的建筑材料、设计合适的施工团队、购买正规渠道的机器设备必不可缺。
(二)建立相应的管理制度,严格加强施工人员的岗前培训,制定制度约束施工人员行为。进行监督管理,处罚奖励。
(三)运用最新的材料保证排水工程的顺利进行,在保质保量的前提下,降低成本,优化路基排水,达到双赢。
(四)及时有效的记录施工过程中的有关资料,全面汇总相关问题,便于下次翻查借鉴,组建质量管理控制小组,对路桥施工过程进行监督,做好会审与交底工作。
五、结束语
在现代化建设中,我们将道路桥梁工程的施工技术及管理进行开放性的学术交流,利用丰富的资源来对路桥工程技术进行改进,就可用社会现有的和创造的资源优势发展路桥工程。当下社会,道路桥梁工程作为我国土木建设中的一项基本工程,有着广阔的发展前景。道路桥梁工程施工技术及管理也需要发展改进,充实完善。
参考文献:
关键词:土木工程;道桥方向;课程体系;实际工程;整合优化
中图分类号:TU-4 文献标志码:A 文章编号:
10052909(2015)04008103
1996年国家教委进行改革,把建筑工程、桥梁与隧道工程、岩土工程、道路与铁路工程4个专业合并成为一个大专业,称为“土木工程专业”。一般高校在土木工程专业上设置建筑工程和道桥两个方向。如何保证学生在学习了大量为拓宽就业口径而设置的专业基础课程后,还能保质保量完成主攻方向的专业课程,既对大土木“通”又对小方向“精”,是许多高校力争解决的一个难题。如何根据学校的人才培养目标并结合社会需求制定适合的课程体系,是高校在制定专业教学计划时需解决的另一个难题。土木工程专业平台课程的拓宽是可能的,但拓宽的方向和步伐需考虑国内目前
的情况,取决于社会需求的迫切感和校内条件的创造[1]。土木工程专业道桥方向的实践性极强,与实际应用联系紧密,然而多数院校仍然沿用传统的教学手段和方法,偏重理论轻实践,不利于学生对知识的理解和应用。
文章立足于面向实际工程的课程体系建设思想,以道桥工程课程体系作为对象,着力于研究实际工程与课程体系的有机结合;对毕业设计、课程设计等实践环节进行统一规划,力争提高学生的实践能力和创新能力,以期培养适应社会需求的高素质应用型专业人才。
一、 道桥工程课程体系设置情况
不同高校相同专业课程设置略有不同,不同教学目标下的课程教学内容也有一定差异。华中科技大学武昌分校土木工程专业下的道桥专业课程体系包含8门课程,即桥梁工程、预应力混凝土桥梁结构、桥梁施工、桥梁电算、路基路面工程、道路CAD、道路施工和道路勘测设计。8门课程之间联系紧密,均属于知识链上不可缺少的组成部分。
课程体系实践环节包含桥梁工程课程设计、道路勘测设计课程设计、路基路面工程课程设计以及桥梁方向毕业设计、道路方向毕业设计。
二、道桥工程课程体系改革措施
文章列举部分主干课程的改革措施,研究其与土木工程专业其他方向课程及专业基础课程的相互关联和渗透关系。
(一)桥梁工程、预应力混凝土桥梁结构课程改革措施
1.桥梁工程、预应力混凝土桥梁结构课程特点
桥梁工程作为土木工程专业道路桥梁方向的一门专业必修课程,在教学中占有非常重要的地位。桥梁工程是预应力混凝土桥梁结构、桥梁施工、桥梁电算等课程的基础,具有知识点多、教学难度大的特点[2];还需兼顾由于大土木平台课未顾及到的相关桥梁知识点,如桥梁设计荷载等课程本身需要在知识点设置上结合工程实际来安排;还需要考虑与混凝土结构设计原理及力学等专业基础课程相关知识点的回顾、搭接和深化。
对于预应力混凝土桥梁结构,一方面,随着人们对大跨度桥梁的追求,预应力的应用越来越普及,课程内容就显得十分重要;另一方面,该课程有其独立的知识体系,然而在其知识构成里,部分内容与混凝土结构设计原理(基础专业课程)重复,课程安排上与桥梁工程产生矛盾:预应力混凝土桥梁结构应在桥梁工程之后开设,桥梁工程课程设计却需要预应力
混凝土桥梁结构的知识才能完成,而学生进行课程设计时,预应力混凝土桥梁结构可能由于受到教学学时安排限制并未开设或未学完。
因此,需要对以上课程进行系统的内容整合,在遵循科学的专业教学体系完整性和连贯性的同时,提高教学效率,减少不必要的重复,形成完善的适应社会需求的教学体系。
2.教学内容改革措施
为提高教学效率,在有限的课堂教学课时内教授更多的专业知识,避免出现多门课程教学内容的交叉和重复,学校在新版人才培养计划中,将预应力混凝土桥梁结构并入桥梁工程,课时由“56+32”并为72学时,使其在教学内容和学时分布上更合理,不同课程分工明确,形成稳定的教学体系。
同时,对桥梁工程的教学内容进行整合优化,增加课内实践环节,如在简支梁桥相关内容介绍完后,增加简支梁桥施工图识图环节,为学生提供工程实际案例的施工图纸或标准图集,使其能够看懂图纸,提高识图能力,并了解施工图的规范布局和制图标准;在连续梁桥理论知识讲解完后,增加连续梁施工图识图环节,向学生展示不同施工方法下的连续梁桥施工图纸,使其熟悉不同施工方法下的连续梁钢筋构造的区别,通过识图的训练提高实践能力,增加实践经验,以适应现代社会对应用型人才的需求。
3.教学方法改革措施
在教学方法和手段上,改变传统教学模式,突出实践性,通过引入实际工程案例教学、事故案例教学、多媒体教学、课堂教学+现场教学等丰富的教学手段,使专业知识立体化呈现给学生。
为增强学生工程意识、提高学生工程实践能力,在新构建的教学体系中加大实践教学的比重,以提高学生综合实践能力,使应用型人才培养真正实现知识结构、实践能力和综合素质的协调发展[3]。除认识实习、生产实习、毕业设计等实践环节外,为增强学生实践能力,在理论知识的讲授过程中,穿行课堂外教学,例如结合学校“卓越土木工程师实践教学基地”的桥梁结构实体模型进行现场讲解,结合施工图纸让学生了解连续梁桥采用悬臂施工法的构造和配筋特点、熟悉预应力材料及设备等,甚至让学生亲自体验绑扎钢筋、浇筑混凝土等,
有如亲临施工现场,有助于其对理论知识的理解。
当前一些国家级、省级及高校组织举办的结构模型竞赛活动对专业课教学有促进作用,可以作为桥梁工程教学中一种开放的实践环节[4]。学校每年定期举办结构模型设计竞赛,并多次组织学生参加省级、中南地区结构设计竞赛。在2015年举办的“中辰杯”中南地区第四届大学生结构设计竞赛中,由学生独立设计计算并制作的桥梁结构模型承受住了荷载考验,获得二等奖。类似的活动对学生的学习积极性和实践能力的提高有促进作用,对教师的实践教学水平的提高亦有促进作用。
(二)路基路面工程课程改革措施
路基路面工程是土木工程专业路桥方向的一门专业必修课。设有理论教学、实验和上机三大环节,特点是知识点繁杂、难度大,与前期多门专业基础课联系紧密,同时对后期的施工课程有重要影响。
对于该课程的教学改革,除了对理论教学环节进行知识点梳理以外,重点对实验环节进行改革,以实验室为基地,加强实验大纲要求中的基础实验部分教学,并通过增加新型演示性实验内容,丰富学生的工程实践观。研究该课程的考试环节,建立适应课程需要的新型考试形式。
该课程理论教学与实践教学相结合,尤其重视学生工程实践能力和创新能力的培养。大多数院校将教学内容体系分为理论教学与实践教学两部分,制作可视化操作模型,并辅之以图片、视频等教学手段,在有限的课时中尽可能地增加课堂教学的信息量,提高学生学习兴趣,让其有一定的感性认识[5]。然而看似立体的图片和视频展示,却不能完全达到路基路面实体结构带给学生的视觉冲击。为此,学校在土木工程专业 “专业综合改革试点”项目下的“卓越土木工程师实践教学基地”建设时,特开辟路基路面工程专区,设置一批与施工现场高度一致的路基路面模型和材料设备,提供给学生参观学习。
(三)桥梁施工、道路施工和桥梁电算、道路CAD课程改革措施
这些课程分别为以施工企业和设计企业为就业去向的学生设置,致力于提高其专业核心能力中的“设计基本能力”和“施工基本能力”。前者偏重施工,仅靠课堂上的理论教学不足以满足学生对施工知识的学习要求,需进行教学方法、手段上的改进。施工类课程在教学内容上以工程实例和施工图纸为载体,理论知识由实际案例引出,加强学生识图能力培养的同时,让其积累工程经验,提高就业竞争力。后者以纬地、桥梁博士和MIDAS等市场上常用的设计软件为工具,以建成的各类型道路、桥梁实际设计案例为向导,使学生具备常规道桥设计软件应用能力。
(四) 课程设计、毕业设计改革措施
本科毕业设计是本科教学计划的重要组成部分,然而由于种种原因,这一教学环节仅流于形式,毕业设计质量急剧下滑,学生未能通过毕业设计真正提高实践能力,严重影响了人才培养的质量[6]。
为解决这一共性问题,利用学校所在城市拥有多家大型设计、施工企业这一有利条件,将企业的实际工程引入设计环节,真题真做,突出面向工程实际的主旨。
同时,本环节还致力于使课程设计与毕业设计形成由浅入深、循序渐进的关联体,改变原来实践环节独立分离的局面。以桥梁方向为例,课程设计、毕业设计按“钢筋混凝土结构―预应力混凝土结构”或“简支体系―连续体系”两种方案进行关联性规划。
另外,学生在毕业设计期间还要忙于考研或就业实习等工作,难以专心做设计。若能将课程设计作为毕业设计的演练,按毕业设计的深度来要求课程设计,则学生在进行毕业设计时,由于对设计内容已十分熟悉,论文质量上有所保障,不至于因时间不足而降低标准。
为提供更好的毕业设计指导,2013年初,学校已建成功能全面的土木工程专业毕业设计网站,涵盖结构工程、道路工程、桥梁工程三方向。网站内容包括相关专业技术规范、设计指导书、优秀范例等,并设置互动师生平台、网上答疑等功能。该网站已用于学校近两届学生的毕业设计,符合毕业阶段学生的学习特点,效果良好。
三、 结语
通过一系列的整合优化措施,优化教学内容和教学手段,建立面向工程实际的道桥课程体系,使其与社会需求和就业趋势挂钩;优化实践环节,在实践中加强理论基础教学,围绕土木工程专业的核心能力中的“设计基本能力”和“施工基本能力”,提高学生的实践和创新能力;优化专业结构、加强专业内涵建设、创新人才培养模式、提升人才培养水平,一方面顺应国家“大土木”的方针和“卓越工程师”培养计划,另一方面培养和锻炼专业教师队伍,提高其专业素养,适应高校对“双师型”人才的需求。参考文献:
[1]陈以一.需要与可能:土木工程专业平台课程的宽度[J].高等工程教育研究,2002(2):19-22.
[2]汪时机,李贤,蒋运忠.《桥梁工程》课程教学存在的问题与对策[J].西南师范大学学报:自然科学版,2010,35(2):273-276.
[3] 金生吉,白泉,徐金花,鲍文博.地方院校土木工程专业实践教学培养方案改革与实践[J].高等建筑教育,2013,22(2):109-113.
[4] 林春姣.浅谈桥梁结构模型竞赛对桥梁工程教学的促进[J].广西大学学报:自然科学版,2006(31):34-35.
【关键词】道路桥梁工程技术专业课程体系 工作过程 学习领域
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)04C-0069-03
如何服务于社会经济和行业发展,突出高等职业教育过程中的职业性和应用性,开创工学结合的人才培养途径,培养大批设计、生产、建设、管理、服务等一线的高端技能型应用型人才,是目前国内高等职业教育发展的关键性问题。广西交通职业技术学院道路桥梁工程技术专业根据自身的优势、特点和特色,结合基于工作过程导向的学习领域内涵进行整体性的课程体系重组、开发与实践,取得了一些成果,可以为其他相近、相似、相同专业的课程体系开发提供参考。
广西交通职业技术学院道路桥梁工程技术专业具有与路桥企业长期深入合作的基础,有满足需要的校外实习基地和校内实训条件,经过多年的历史沉淀,形成了具地方特征、行业特色人才培养体系,课程教学突出学生专业技能的发展,注重实践、动手能力的培养和职业素质的修养。目前要解决的主要问题是:减少在人才培养目标定位上的习惯性和主观性,消除课程设置的学科化烙印,增强岗位能力培养目标。
教育部指出,高等职业教育要“服务区域经济和社会发展,以就业为导向,加快专业建设与改革”。本着注重内涵建设,突出职业技能培养,推行工学结合,努力提高教育质量的指导思想,广西交通职业技术学院道路桥梁工程技术专业在广西路桥总公司、广西路桥建设有限公司、广西交通投资集团等的支持和帮助下,系统论证了专业定位和发展,把工学结合作为改革人才培养模式的切入点和出发点,基于工作过程设置课程体系,使课程体系形成具有地方特征、行业特点,满足不同岗位和岗位群需要的系统。课程体系注重教学过程的实践性、开放性和职业性,探索工学交替、任务驱动、项目导向教学模式的有效形式,构筑新的课程内涵。
一、以工学结合带动专业建设,引导课程改革
(一)明确专业人才培养定位。在专业建设上,确定了本专业的建设起点,即服务于区域经济和行业快速发展,适应广西北部湾经济区开放开发、中国―东盟自由贸易区发展的需求。广西是中国与东盟各国对接的桥头堡,南宁市正在加快构建区域性物流基地、商贸基地、加工制造基地和国际综合交通枢纽中心、信息中心、金融中心,需要大量的公路交通建设、管理和养护等高技能人才,广西交通职业技术学院通过对企业调研、毕业生跟踪调查、就业情况统计,在专业咨询与协调会议上,校企共同论证,明确了专业对口岗位和岗位群。将原有面向公路施工技术与桥梁施工技术两个领域的人才培养目标,优化为面向公路桥梁施工一线高技能人才的培养。新的专业岗位面向包括施工一线的道路施工员、桥梁施工员、隧道施工员、测量员、试验检测员、资料整理员、安全员、材料员、计量员、目标岗位设置具体、典型,针对性较强。
(二)进行专业岗位(群)工作分析。根据工作要素确定课程要素,探索以工作过程为导向的理论实践一体课程体系建设。邀请企业人力资源部门人员、工程部门人员和校内教育专家参加岗位工作分析会,详细讨论与分析专业所面向的岗位及岗位群,归纳和总结各企业具有共性的岗位任务,明确其工作职责、具体任务、工作流程、工作对象、使用仪器设备、工作方法、组织形式、与其他任务的关系等。由此分析得出工作过程特点,显示本专业与其他专业的职业和技能区别,为后续学习载体的选择、学习内容的确定提供指导。进行岗位和岗位群分析,明确工作岗位的工作特征。工作特征决定了教学要求,是确定教学内容、标准、形式、场所、方法、手段的唯一依据。例如:工作内容决定课程教学内容,教学方法适应工作方法,教学组织形式适应生产组织形式,教学实习实训设备适应工作中使用工具仪器设备,与其他任务的关系决定了各学习领域课程的相互支撑关系。
根据专业对应工作岗位所需知识、技能、素质等要求,确定人才培养目标。企业专家、行家对人才培养方案改革的最终确认,有助于学校在注重知识传承性的条件下,基于工作过程重新构筑培养内容,使得知识组织形式、吸收方式更符合岗位技能训练的要求。重构培养内容,可使得学生的专业技能和社会技能都得到充分的培养,其核心职业能力得到增强。这正是职业教育特色体现、目的所在。
(三)根据岗位工作能力要求,确定职业行动领域和专业学习领域。岗位工作能力是职业行动能力的直接体现,体现在一定工作情境条件完成连续行为或指令的系列集合体,这些连续行为或指令的系列集合体是职业教育过程需要在教学中进行组合或连续实施和传授内容。与普通教育相比,职业教育是以岗位需要为依据,基于岗位工作能力培养为目的,再吸取传统学科教育中知识传承性的优点,突出职业能力和岗位能力培养的主线,构建和开发基于工作过程的课程体系。
职业行动领域是指在与职业相关的行动情境中相互关联的任务的集合。从工作过程中确定和分解职业行动领域,首先必须明白工作任务的目的,然后为了达到工作任务的目的经过构思、设计、实施、检验(即CDIO理论)四个完整的工作阶段。以配制路面沥青混合料配合比工作为例,其四个工作阶段分别为原材料的选择、各种原材料用量计算和设计、按设计配制沥青混合料试件、将沥青混合料试件进行相关性能检测确定最后路面沥青混合料配合比,对组成岗位职业的每一项工作均进行细致的分析和分解,同时考虑学生团队精神、道德品质、身体素质等方面培养与训练,完成职业行动领域的构建。
专业学习领域是为实现专业岗位培养进行的教学论加工的行动领域,是指岗位工作任务和行动过程的主题单元,由目标表述、学习内容和学习时间构成。根据岗位工作能力要求,确定具体工作情境的专业学习领域。
二、以“校厂合一”推动专业发展,开展课程建设
以学生职业技能和创新能力形成为主线,完善“校厂合一,行为导向”的人才培养模式;以“小学校、大课堂”为抓手,推行融“学中做,做中学”于一体的教学模式,突出教学过程的实践性、开放性和职业性的教学改革模式;以教学质量保障体系建设为保障,控制教学质量;推行“双证书”制度,最终达到培养“零距离”上岗的道桥施工一线高技能人才的目的。构建道桥建设过程系统化课程体系,遵循由简单到复杂、由低级到高级的原则设计学习情境,为道路桥梁施工行业企业培养吃苦耐劳、思想活跃、工作扎实、作风优良、扎根一线的具有较强创新能力的新一代优秀筑路人才。
(一)基于工作导向课程体系构建的条件。利用广西交通职业技术学院与桂西公路管理局签订共建四塘至蒲庙三级公路纵穿广西交通职业技术学院新校区5公里路段和新区大门前的南宁至梧州二级公路2公里路段为检测、养护、维修等内容的教学路段,四塘跨径为80 m的旧桥为检测、养护、加固等教学项目的桥梁实训基地及入驻广西交通职业技术学院的广西正高检测咨询有限公司(交通部乙级检测资质),扩展“校厂合一,行为导向”的人才培养模式。同时,广西交通职业技术学院与广西路桥总公司、广西路桥建设有限公司、广西交通科研院、广西桂通公路监理咨询有限公司等20多家广西区路桥施工、监理、养护、检测单位建立了长期合作机制,和广西路桥建设有限公司互聘员工、共担课题、共建培训基地和机构等深度合作,为扩展“校厂合一,行为导向”的人才培养模式提供了先天性的基础。
(二)基于工作导向的道路桥梁工程技术课程体系构建。按照专业的人才培养目标和职业面向,以学生为主体,以项目为载体,改革教学内容、课程结构和教学过程。在培养过程中将工程职业时间环境引入到工程教育的环境中,使学生能通过具体的工程项目来学习,得到的结果是从具体工程对象实践中抽象出来的能力和方法。也就是说,如果有若干工程实践项目,内容虽然各不相同,但通过行动导向的教学,学生得到的结果都是一样的,最终是要得到一般的方法和能力的提高,而不是着眼于掌握该项目所涉及的具体知识,这是通过“做中学”达到通识教育的关键。要求课程设置要包括两个或更多实训―制作实践项目,这种实践项目来自企业第一线,是企业面临的问题和真刀真枪的项目,而不是“假题真做”,利用这种“小学校,大课堂”的抓手,通过“学中做”培养学生的职业技能。将3年的培养过程分为四个阶段,这四个阶段以职业能力培养为主线,整个教学过程以“校企合一,行为导向”为主体,强调“教、学、做”一体,按“初级、中级、高级、强化四阶段技能递进”方式培养,具体过程如下:
按照专业的人才培养目标和职业面向,以学生为主体,以项目为抓手,改革教学内容、课程结构、教学过程,将3年的培养过程分为四个学段,根据道桥专业的特点及行为导向教学特征,设置“学中做、做中学”为一体教学体系,构建工作过程的学习情境。以职业能力培养为主线,整个教学过程工学交替,校企合一,“教、学、做”一体,按“初级、中级、、高级、强化四阶段技能递进”方式培养,具体过程如下:
1.初级阶段(一年级,2个学期):基础能力培养和基础技能轮训。依托校内实验实训室(场)为主,校外实验实训室(场)为辅。培养学生道路桥梁工程技术专业的基本知识、基本技能及外语水平,主要包括工程识图能力、施工测量、建筑材料试验能力和外语日常交流能力,使学生具备基本的职业素质和基本的专业技能,达到初级工水平。
2.中级阶段(二年级,1.8个学期):专业能力培养和专业技能实训。依托校内生产性实训基地和校外实训基地,以真实的公路桥梁勘察设计、施工监理、日常养护维修和试验检测任务为抓手,利用“厂在校中、校在厂中”的平台,创建道桥勘测设计、施工监理现场、公路日常养护与维修及试验检测现场为教学情境,利用“项目导向”、“任务驱动”的方式,主要培养学生专业的系统和过程技能,使学生具备较好的职业素质和专业通用技能,达到中级工水平。
3.高级阶段(三年级,0.5个学期):主要以企业为主,在校外实训基地进行教学,采用“工程在建项目为导向、岗位任务为驱动、工作与学习相互交替”,达到“学中做,做中学”的教学方式,对学生职业素质教育和专项岗位技能进行强化训练。通过该阶段的实施,学生完成专业高级技能的训练,具备较强的职业素质和专业专项技能,达到高级工水平。
4.强化阶段(三年级,1.7个学期):到施工现场顶岗实习。企业提供岗位,并配备指导教师,以现场兼职教师指导为主,专任教师巡回辅导,将学生的实践与岗位责任挂钩,通过网络及教学管理平台远程服务。顶岗实习成绩以企业考核为主,实习完成后,20%左右学生具备专项预备工程师的技能水平。通过该阶段的实施,学生完成专业技能强化训练,满足职业岗位要求,学生毕业后,直接参加相应的工作。
通过系统科学的职业能力和专业技能训练,形成学和行的合一,实现“零距离”上岗就业的高端职业技能型人才培养目的。
三、结语
基于工作过程导向的学习领域课程体系改革与开发能充分展现职业教育人才培养过程的内在需求,是职业教育本质需要。只有基于工作过程导向的学习领域课程体系整体设置才能实现人才培养与工作岗位“零距离”衔接的要求,满足用人单位的需求,实现高等职业教育人才培养目标。广西交通职业技术学院2007年启动道路桥梁工程技术专业基于工作过程导向的学习领域课程体系整体开发与整合工作,经过6届学生的培养实践证明,毕业生整体的职业能力和专业技能都有较大的提高,学生毕业后能马上适应工作岗位的需求,得到业界相关用人单位的好评。同时,基于工作过程导向的学习领域课程体系整体开发与整合过程也提高了师资队伍的技术服务水平、教学教改能力,表现在近5年来该专业老师承担各类科研和生产项目经费总额达到800多万,承担广西各级教研教改项目30多项;基于工作过程导向的学习领域课程体系整体开发与整合过程提升了校企的深度融合,表现在将工程检测公司引进校内、和广西路桥建设有限公司联合申报广西工程技术研究中心、和广西八桂工程监理有限公司签定订单班等。
【参考文献】
[1]覃峰.基于CDIO的“公路工程养护技术”课程改革与实践[J].中国电力教育,2011(28)
[2]覃峰.基于行动导向和CDIO教学模式的公路与桥梁检测实训教学改革的探索[J].广西教育,2012(2C)
[3]孙慧平,余丽萍,等.基于工程过程的课程设置研究与实践[J].教育与职业,2007(36)
[4]姚虹华,廖正非,等.航空服务专业课程体系改革探索[J].成都航空职业技术学院学报,2008(1)
[5]朱强,江荧.基于工作过程的课程开发方案研究[J].中国职业技术教育,2008(293)
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[7]吴鸣,熊光晶.基于工程能力培养的桥梁工程教学改革探索与实践[J].长沙铁道学院学报,2010(3)
1三维数字化设计发展与现状
1.1计算机辅助设计系统发展从1963年美国MIT机械工程Coons,首次提出了计算机辅助设计系统(CAD)概念开始,军工、航空航天以及精密制造业等领域就开始了CAD的研究与开发。到20世纪80年代,CAD技术开始走向成熟,并广泛应用于商业领域,开始出现在PC终端系统中。1989年,PTC公司推出Pro/Engineer产品,用参数化的特征设计为CAD三维设计建立了新的标准。此后,随着全球经济的发展,三维CAD设计开始普遍应用于航空航天、船舶、汽车及精密仪器制造业等领域[1-3]。
1.2三维设计应用在国内外的基础建设领域,三维设计技术也正在蓬勃发展,其中在水利水电、公用与民用建筑等行业已经取得较为广泛的应用,初步实现了二维设计向三维协同设计的转换。如图1所示。图1水电厂房剖切视图对于公路工程,特别是桥梁设计领域,CAD设计系统的发展相对较为缓慢,大多还处于二维阶段,或者应用其他主流的三维CAD平台对桥梁结构进行三维展示,中国交通部公路科学研究所研发的桥梁三维造型系统Bridge3D,尝试了采用参数化技术进行桥梁结构外观造型设计。但是,相对于制造行业的参数化、变量化的三维CAD设计系统差距还很大[4-5]。
2基于BIM技术的工程设计概念
2.1BIM技术定义建筑信息模型(BuildingInformationModeling,简称BIM)技术和理念由AutoDesk公司于2002年率先提出,它是通过数字化技术,在计算机中建立一座虚拟的建筑,一个建筑信息模型就是提供了一个单一、完整、逻辑的建筑信息模型[6-7]。BIM是贯穿在工程整个生命周期中,使设计数据、建造信息及维护信息等大量信息保存在BIM中,在建筑整个生命周期中得以重复、便捷地使用,如图2所示。
2.2BIM技术在桥梁工程中的延展BIM的发展是始于建筑行业,但其内涵及外延早已超出了模型的范畴,也延伸出了建筑行业,甚至覆盖了整个工程建设行业。对于桥梁工程而言,可以参考美国国家BIM标准,对桥梁信息模型(BIM)阐释如下:(1)一个桥梁工程物理和功能特性的数字化表达。(2)一个共享有关桥梁建设项目所有信息的资源数据库。(3)一个分享有关桥梁工程的信息,为该工程从概念开始的全生命周期的所有决策提供可靠依据的过程。(4)在项目不同阶段、不同利益相关方,通过在BIM中写入、提取、更新和修改信息,以支持和反映各自职责的协同作业,如图3所示。图3BIM技术支撑的工程范畴
3三维数字化设计与二维设计对比
对于桥梁设计而言,采用BIM的理念与传统CAD相比,改变的是整个设计流程与设计方法。(1)从线条绘图转向构件布置。(2)从单纯几何表现转向全信息模型集成。(3)从各工种单独完成项目转向各工种协同完成项目。(4)从离散的分步设计转向基于同一模型的全过程整体设计。(5)从单一设计交付转向工程全生命周期支持。对于桥梁设计行业,采用BIM技术不仅仅意味着效率与质量的提升,更重要的是设计方掌握了工程项目最核心的信息模型资源,不仅向业主方提供工程设计服务,而是向全寿命周期内各个工程参与方提供高附加值的服务与咨询,使工程项目的潜在价值向设计阶段前移[6]。
4基于BIM技术的桥梁三维设计技术
4.1信息需求的系统分析了解桥梁工程对三维设计技术的需求是建立三维设计系统的基础,虽然其他行业的三维设计技术已经较为成熟,也有了成功的工程案例,但是桥梁工程建设对三维工程信息的要求有自身的特点,并不能将其他行业的工程需求照搬过来。因此,需要重新根据桥梁设计、施工与管理的特点分析其对工程信息的实际需求。只有得到各个工程参与方对三维信息的需求,才能使三维信息模型发挥其在工程建设中的核心数据平台的作用。
4.2信息模型的参数化建立方法三维设计技术的核心是信息化的三维模型,通过前期分析得到各方的信息需求后,如何建立赋含上述信息的三维模型就成为关键。抽象化、变量化、参数化的设计技术是一种高效、直接和便于修改的信息化模型建立方法,该方法的核心思想是把工程项目中具有特征变化的图元要素的特征值抽象为某个函数的变量,通过修改变量值,或者改变函数实现算法,就能够获得赋含各种信息的模型。主要工作在于寻找各类要素的特征变量及其与整个模型的逻辑函数关系[8-10],桥梁三维模型如图4所示。
4.3CAD-CAE信息共享技术桥梁设计的重要特点是结构计算分析在设计中占有极其重要的位置,计算分析结果决定了主要构件尺寸与构造形式,桥梁结构计算工作量在整个设计流程中占据较大的比例,对于复杂桥梁甚至是控制性的节点工作。因此,实现设计平台与计算平台的信息共享乃至无缝结合,对提高设计效率有着积极的作用。
4.4数字化工程的交付方式与标准数字化虚拟工程移交是三维设计发展的必然结果,因为传统的二维图纸载体已经被全信息模型所取代。基于BIM技术的桥梁工程设计产品是一个包含了各阶段、各参与方所需信息的核心数据模型,这就需要针对不同信息接收方制定不同的产品交付方式与标准,交付方式与标准的确立,标志着三维设计阶段转向了三维信息化的施工与运营管理阶段。
4.5一体化协同设计与管理技术从单点、离散式的分布设计转向基于同一模型的一体化协同设计是BIM技术的重要标志,对于项目管理的效率与质量有着质的提升。同时,协同设计不仅仅指设计方内部的流程与设计过程管理,还包括设计产品交付、进入施工与运营阶段后的协同信息交流与管理,甚至可以延展到工程全寿命周期内的各个参与方的协同工作。只有掌握了一体化协同设计与管理技术,才能发挥三维数字化设计对工程全寿命周期的技术支撑作用[7]。
5三维数字化设计发展存在的问题
(1)全行业对三维数字化设计的认识有待统一。目前整个交通建设行业的三维设计刚刚起步,政府主管部门、工程业主单位、设计单位与施工单位等各方对三维设计的理解与需求是不同的,而以上各方都应该是三维设计的参与方,也是受益方。因此,在交通行业发展三维数字化设计需要全行业对其有一个统一的认识。(2)从设计单位看,意味着设计习惯、工程流程与管理体系的再造。二维设计向三维设计的转变,必然是一个缓慢的过程,大干、快上不符合技术发展规律。在三维设计起步阶段,由于设计人员的技术不熟练,设计系统不够完善,管理体系还不健全,可能会导致工作效率降低。因此,需要在工作中寻找发展与稳定生产的平衡点,这是一个不断摸索、发展与调整的实践工作。(3)从整个交通建设流程看,各个环节的发展节奏不一致。目前交通行业三维数字化的工作与重点集中在设计阶段,大部分的实践工作由设计院承担。但是,设计阶段只是工程建设的中间环节之一,其设计基础数据的获得要依靠前期的规划与勘测方,后期产品要交付于审查与施工方,如果各个环节发展脱节,就难以发挥三维数字化的优势。所以,三维数字化技术的变革比当年“甩图板”工程涉及的范围更广,难度也更大。
6结束语