关于桥梁工程本科毕业设计的几点思考

1、关于桥梁工程本科毕业设计的几点思考关于桥梁工程本科毕业设计的几点思索000X202112-0078-04 Abstract： The graduation design is the key link of the professional ability training of the bridge engineering student. The general situation of bridge graduation design is introduced in this paper， combined with the analysis of the main problems

2、of graduation design in recent years， some suggestions to improve the quality of graduation project are put forward， including strengthening the construction of teachers team， improving the performance evaluation system， and strict process control， etc， which has reference value to promote the teach

3、ing reform of bridge engineering graduation design.Keywords： bridge engineering; graduation design; scheme comparison; practical teaching 橋梁工程毕业设计是桥梁工程专业学生大学阶段最终一个综合性的实践教学环节1，是对学生的4年本科专业学习效果和解决工程问题能力的全面检查。近年来，国内已有一些高校开展桥梁工程毕业设计相关讨论。张鹏等2在深入分析影响毕业设计质量因素的基础上，从毕业设计的时间支配、选题、过程治理、学生主观认识及指导教师队伍建设等方面提出了该专业本

4、科毕业设计的质量操纵措施。魏标等3提出了一种基于网络教学平台的毕业设计指导方案，能提高学生的自学能力、解决问题能力、创新能力。赵秋等4提出了深化毕业设计教学改革的新举措，以便有效提高桥梁工程方向毕业设计的质量。王荣霞等5依据国内高等工科院校的教育特点，结合国际全新的工程教育理念和实施体系，讨论并探讨了培育和提高学生的工程能力的教学改革途径和方法。刘小燕等6接受“四阶段教学法，开展激发“三潜教学实践，充分调动了学生的学习主动性。景天虎等7引入交通土建行业技术工作治理制度，以及创新毕业设计指导模式，强化了毕业设计工作进度操纵的力度与效力。通过毕业设计环节的锻炼，学生不仅对4年本科所学的专业学问进行

5、全面复习与回忆，能提高解决实际工程问题的综合能力，为后续从事专业技术工作打下坚实的基础。以下笔者对近年来所指导的毕业设计状况进行分析，并结合兄弟院校的相关阅历，分析目前我国桥梁工程专业的毕业设计所存在的普遍性问题，并对这些问题进行探讨，提出个人的一些见解，以期与兄弟院校的同行进行沟通，共同提高毕业设计的质量。一、桥梁工程毕业设计的主要内容近三年来毕业生选择桥梁工程进行毕业设计的学生数在3050人之间，一般分为四个小组开展毕业设计工作，每小组有一名指导教师。毕业设计题目所涉及的桥型主要有：预应力混凝土空心板桥、预应力混凝土简支梁T梁桥、预应力混凝土连续T梁桥先简支后连续、预应力混凝土连续刚构T梁

6、桥含刚构-连续组合梁桥、预应力混凝土连续箱梁桥、预应力混凝土连续刚构箱梁桥、钢筋混凝土箱拱桥。这些题目多为混凝土直线桥，已有少量的混凝土弯桥、斜桥和斜弯桥。四个小组的选题毕业设计的桥梁类型一般略有差异。在开展毕业设计之前，各位指导教师先下达本小组的毕业设计任务书，内容主要包括：1. 所设计桥梁的技术标准含桥梁宽度、荷载等级、设计使用年限等;2. 桥址处的地形、地质、水文、气候等基础资料，同时提供跨河桥梁的通航等级、航道位置，以及被交叉道路的等级和桥梁周边的建筑物坐标等。同时，指导教师下达本组的毕业设计指导书，对本组学生的毕业设计可能涉及的内容，进行全面的指导。任务书一般要求学生依据所提供的基础

7、资料，进行以下工作：1. 桥梁的平面、纵断面的线型设计;2. 进行桥梁方案比选，提出推举方案，进行推举桥型的具体总体布置图的绘制工作;3. 进行推举桥型的结构分析计算工作，提交具体的计算报告;4. 绘制推举桥型的上部结构、下部结构的主体部分的构造图、配筋图;5. 进行桥梁附属结构含桥梁伸缩装置、支座等的设计工作;6. 形成毕业设计论文，提交给指导教师和评阅老师批改，修改完善后提交知网进行查重工作;7. 编制桥梁设计说明及其它相关图表，整理成册;8. 进行辩论前的资料预备，制作相关汇报材料。二、毕业设计存在的普遍性问题一缺乏概念设计理念，总体布置能力较弱桥梁方案设计是桥梁工程设计的重要环节。在实

8、际工程中，不合理的设计方案将被抛弃，后续的设计工作可能白费功夫。因此，应重点训练学生利用现有的技术标准、基础资料，进行合理的桥梁方案比选工作，至少进行两个桥型的比选或相同桥型但跨度不同，通过对不同方案的合理性、施工难易度、工程造价、美观等方面进行综合比较，提出推举方案。从近年笔者所指导的毕业设计状况看，毕业生普遍存在以下几个问题：缺乏总体设计的概念，所布置的桥梁跨度和桥梁高度明显不匹配，桥梁方案详情存在较多严峻的不合理问题，如锥坡占用国省道或河道，桥墩影响行车视线，桥下净空缺乏，桥墩占用航道等;对常用桥型如预应力混凝土梁桥、混凝土拱桥等的适用条件理解不够，如我国中小跨径的桥梁多接受先简支后连续

9、的等截面混凝土梁，混凝土拱桥一般用于地质条件较好的桥址，然而一些学生在中小跨径桥梁接受变截面的混凝土箱梁方案，在软土地基处选用有推力的混凝土拱桥方案;对常用桥型的经济跨径、合理的构造尺寸、常用的施工方法等缺乏全面的了解，所设计的截面尺寸与工程实际差距较大，存在明显的不合理;对不同方案的优缺点的综合分析的能力普遍较弱，往往提出不合理的推举方案。 二基础学问不扎实，对桥梁的构造不熟识目前大部分学生对桥梁构造的认识多来自教材中的图形，这些图形一般只有一张照片，或一张立面图，无法让学生了解其中的具体构造。一些教师在课堂教学时，多侧重于教材中的基本原理、计算公式的推导或讲解，而对常用桥梁的关键构件的构造

10、和功能等，往往重视不够。大部分学生在制图时，往往抄袭一些设计院的图纸，但对于如何进行构件的截面构造设计仍不得而知，如工程中常用T梁为什么在截面的下缘设置马蹄;为什么不宜在截面的转折处出现锐角;除了满足结构受力的要求，T梁的翼缘板、腹板、马蹄的构造尺寸还需要满足哪些构造要求;预应力钢绞线的预埋孔道尺寸与间距等。大部分学生在进行桥梁下部结构设计时，对下部结构中支座垫石尺寸和厚度确实定、盖梁和台帽宽度的取值、墩柱与盖梁、承台的连接构造、扩大基础的襟边、桩基础的桩底沉渣厚度要求等，缺乏基本的认识，因此所画出来的设计图存在特别多的合理性问题，需要毕业设计指导教师逐一解释并指正。其它如超高段桥梁横坡设计和

11、铺装厚度的操纵，以及附属结构如锥坡等的详情设计等，均存在类似的问题。由于学生在相关课程学习时，所把握的基础学问较为薄弱，因此在毕业设计环节感到困难重重，无从下手。三软件学习占用时间太长，影响进度我国桥梁设计单位常用的结构分析软件有：GQJS、桥梁博士、韩国的MIDA S /Civil等。这些计算软件提供了很好的用户界面，特别适合于初学者学习。然而，由于桥梁电算课的课时偏少，一般只要求学生做一个简洁的算例，因此大部分学生对这些软件中各模块的功能和使用方法的了解还较为粗浅，仍存在特别多的疑问。在毕业设计阶段，学生要进行一座桥梁的全面分析计算，需要选择合理的计算模型，并考虑桥梁在施工过程中边界条件的

12、改变、结构受力体系的转换，以及各种冗杂的荷载工况。由于前期所学的基础学问不够扎实，许多学生在毕业设计阶段明显感到力不从心，在毕业设计开始后相当长的一段时期，他们花费较多时间在学习各种桥型的建模视频，影响了整个毕业设计的工作进度。因此，笔者建议适当增加桥梁电算课的课时，指导教师在这个阶段宜选用一种软件，对一座相对简洁的桥型如先简支后连续的连续T梁桥的结构分析过程进行具体讲解。在讲解过程中，除了具体介绍软件的使用方法之外，还要讲解杆系有限元建模需要留意的问题如在不同施工阶段结构的边界条件和体系转换等，重点要讲解如何发觉和解决建模过程中简单出错的详情。在学生的分组学习过程中，可以让小组内的一部分学生

13、接受手算，另一些学生接受电算，并将施工各阶段的计算结果进行具体比对。通过桥梁电算课系统的学习与沟通，学生对结构计算软件不再生疏，且对手算和电算都比较熟识，在毕业设计阶段能尽快进入状态，从而能腾出较多时间进行施工图的设计工作，从根本上提高毕业设计的质量。四计算书存在问题较多，规律性较差实际工程中，桥梁计算书是桥梁工程设计的重要存档资料，对于桥梁工程专业的学生而言，计算书也是桥梁毕业设计的重要内容之一。计算书的内容一般要表达以下内容：工程概况;技术标准;构件所接受的材料和物理力学性能;全桥的施工工艺、施工方法和施工过程的描述;有限元建模方法包括具体的施工阶段划分和边界条件的处理;每个施工阶段从第一

14、施工阶段到成桥阶段的内力计算结果和验算结果，以及所对应的荷载工况;运营阶段的承载力能力极限状态和正常使用极限状态的内力组合结果和验算结果，以及最不利的荷载工况在什么状况下出现等;全部步骤的验算均要提出具体、明确的验算结论通过还是通不过，并具体说明是接受了哪个现行规范的条文进行判别。我国道路与桥梁工程专业的主干课程有：桥梁工程、地基与基础、土质学与土力学、混凝土结构设计原理等，这些课程内容相对独立。在桥梁课程设计环节，指导教师一般只要求学生完成一座简支梁的上部结构的设计计算。然而，在毕业设计阶段，学生需要结合现行的桥梁设计规范，对桥梁的构造详情开展具体的施工图设计;在结构分析方面，学生要完成全桥

15、结构包括上部结构、下部结构、附属结构等的计算分析，还要结合每种桥型的特点，开展施工全过程的计算分析，以及使用阶段的结构安全性和适用性的验算。因此，要求学生具有较为扎实的基础学问，且具备综合应用相关课程学问的能力，并对现行的桥梁设计规范有肯定的了解。我国常用的结构分析软件如桥梁博士、MIDA S/Civil等，提供了桥梁构件承载力验算的功能模块，能直接输出构件的承载力是否满足现行桥梁设计规范的要求，在肯定程度上减轻了桥梁工程师的计算工作量。然而，这些软件仍存在一些缺乏，比方MIDA S/Civil能接受判别的方式即是否通过验算提供各构件的抗弯承载力的验算结果，但未对受弯构件的受压区高度是否符合规

16、范的要求进行判别，因此很可能出现一些构件的承载力足够，但这些构件为超筋梁的状况，事实上并不符合现行规范的要求，却误判为符合规范的要求。由于学生的基础学问积存不够，在桥梁工程课程设计环节所接受的训练不够系统、不够全面，且对常用的結构分析软件的认识也不够深入。因此，大部分学生在毕业设计环节所提供的计算书，存在较多明显的纰漏，主要反映在以下几个方面：所建立的模型与所设计的施工工序不匹配，内容不一致;对程序的输出结果是否正确的判别能力缺乏，验算内容也不完好;盲目打印一大堆验算表格，但对这些表格未进行合理的归纳、分析、总结，所提出的验算结论难以让人信服;表达不清晰，相关内容不对应，整本计算书的规律性、可

17、读性均较差;计算书的内容组成、排版杂乱无章，图表字体不一，甚至出现大量截图等。五制图能力差，修改工作量大图纸是工程技术的语言。实际工程中的桥梁施工图一般包括以下内容：设计总说明、名目、工程数量表、桥型总体布置图、上部结构梁板的设计图含构造图、钢筋布置图、预应力钢绞线布置图等、下部结构设计图含盖梁、台帽、墩台身、扩大基础或桩基础等、附属结构设计图含桥面铺装、栏杆、支座及支座垫石、伸缩装置、锥坡等。 施工图的设计说明一般包括：项目的工程概况含设计根据、技术标准、建设条件、主要材料等;设计要点含结构的总体布置、上下部结构的构造设计、附属结构的设计、结构设计计算的相关参数取值、结构的耐久性设计要点等;

18、施工留意事项含施工应遵循的规范、开展施工前应进行的预备工作、桥梁上下部结构的施工留意事项等。桥型总体布置图的立面、平面、侧面宜符合工程图纸三面投影的对应关系，表达全桥的总体布置状况;图纸的比例应合理，图面不宜出现大范围的空白区域;标注能反映桥梁的总体状况就可以，不宜过多过细，细部构造的设计可通过后续的大样图进一步呈现;标注的箭头、线条应统一，并留意与结构的轮廓线进行区分，且一般不得交叉;同一类型的汉字或阿拉伯数字的字体大小应尽可能统一，文字与标注线留有空隙，不要与标注线重叠;图中应附一些文字，对详情问题进行补充说明。其它相关图纸也可参照上述方法进行绘制，应做到前后一致、表达清晰。大部分学生的毕

19、业设计资料中，常见的制图问题有以下几个方面：设计说明往往抄袭往届的毕业生资料，出现大量过时的规范，内容过于简洁，达不到对整个项目的设计进行全面介绍的效果;设计图纸的图面的支配不合理，出现大范围的空白，一些构造图的比例不合理，无法呈现其中的设计详情;图纸的格式混乱，未严格根据三面投影的制图方法进行绘制，图纸的立面、平面、侧面相互不对应，无法反映出构件的全貌;图中标注普遍不规范，箭头长短不一，线条粗细不一，出现大量的交叉重叠，且与结构的轮廓线纠缠不清;对不同的构造，未接受不同的线型或线宽予以区分如钢筋配置图中的轮廓线和钢筋等，简单引起混淆;全套图纸的规律混乱，未遵循先总体后局部、先上部结构后下部结

20、构等编制原则，且一些构造的尺寸前后不一等。这些问题暴露了大部分学生的制图基础薄弱，在桥梁课程设计环节所受的训练仍旧不够，因此影响了毕业设计的总体质量。三、对桥梁工程毕业设计的几点思索一应重视教师团队的建设刚从高校毕业的年轻教师，很少有机会参加到实际工程的建设，其实践能力需要提升。因此，一方面要主动引导年轻教师主动参加到实际工程的建设，从中积存工程阅历;另一方面要形成毕业设计指导小组，这样既有利于教师之间的沟通与互动，做到以老带新，又能在小组内统一毕业任务的要求，幸免不同教师之间的所布置的设计任务在难度方面差距过大，同时也有利于统一毕业设计的成果评判标准。二成果评价体系需要改良尽管目前桥梁专业的

21、毕业设计成果还存在特别多急需改良的地方，但从每届学生的成果看，仍旧有大量高分涌现，其主要缘由在于目前毕业设计的成果评价体系不够合理。目前本校的毕业设计成果由三部分组成：指导教师评阅成果、另一位教师的评阅成果、学生的辩论成果。这种做法虽然能给学生的毕业设计成果排排队，但存在几个方面的问题：缺乏对指导教师的工作质量的评价，不利于教师队伍的成长;仍是校内教师对学生进行评价，存在很大的局限性，或者说校内教师认为不错的毕业设计，可能与工程实际相距甚远;每位教师的评价标准不一，所给出的成果差异性很大;不同辩论小组的评价标准不一，所给出的成果差异性很大;一些学生平常不努力，在毕业设计后期抄袭或套用同组的同学

22、的成果，经过包装后反而后来居上，轻易拿到高分等。在实际工程中，一座桥梁的设计图纸在付诸实施之前，需要通过设计单位内部的层层把关，还有通过严格的施工图审查即本单位之外的专家团队对设计图纸进行审查，而不是仅仅依靠单位内部的评价。在施工过程中，假如图纸存在明显的质量问题，相关参建单位如监理单位、施工单位都会提出质疑，项目业主单位可能会实行一些措施对设计单位进行惩罚，设计单位内部也有一些针对设计人员的惩罚手段。也就是说，设计图纸质量的提升，也不能仅仅依靠本单位内部的审查，更有效的措施是来自单位之外的压力。目前学校也有一些对毕业设计进行检查的制度，但所检查的内容多停留在格式检查的层面，比方资料是否完好、内容前后是否一致等，大多流于形式，效果一般。因此笔者认为，在条件具备的状况下，也可以考虑借助外部的力量起到促进作用，比方将一些毕业设计成