PDF《刘小燕土木工程专业桥梁毕业设计 “ 三潜” “四阶段” 教学...》

2 -

3 ] .

一、土木工程专业毕业设计教学 要求及存在的主要问题 土木工程毕业设计不仅要培养和提高设计者 刘小燕,等:土木工程专业桥梁毕业设计 三潜 四阶段 教学法研究 分析问题和解决问题的能力,使学生学习并掌握 工程设计和撰写技术报告的基本方法,而且由于 土木工程桥梁结构的复杂化,传统手算已经难以 满足结构受力分析的要求,为此还需要培养学生 的计算能力,特别是计算机计算的能力和运用软 件计算结构的能力.这就要求学生在复习巩固已 有知识的情况下,大量地学习软件知识、有限元 的原理,对软件反复操作体验:从基本的建立有 限元模型开始,以一个最简单的简支梁桥为例开 展练习,直到掌握了方法,再开始复杂桥梁结构 的设计计算.这样的设计目标让学生很有挑战感: 既要进行桥梁的方案设计和方案的比较 ( 这一项 就难倒很多同学) ,又要学习软件和有限元等很多 新的知识.对这样的设计任务学生充满了好奇, 也表现出了极大的学习兴趣和学习欲望. 而在以往的毕业设计过程中,学生埋头专注 于软件的学习使用,缺乏思考,对有些基本原理 掌握不牢、基本概念模糊不清,能够利用桥梁博 士或者 M i d a s 软件花很长时间算出一个结果就已经 兴奋不已,结果正确与否有的则无暇顾及,等到 最后答辩前检查发现,计算结果有许多错误;

在 撰写计算说明书时表达不准确,层次思路欠清晰;

不能综合运用基本知识解决工程问题,在方案构 思设计时没有头绪.如何指导学生完成桥梁方案 设计、方案的比选、运用大型软件进行结构建模 计算,进而获得一个正确的结果,这是毕业设计 指导至关重要的问题.而在设计期间,学生有大 量的时间学习,有许多新的知识补充,毕业设计 有很大的学习思考实践空间,开发潜力、挖掘潜 能、提升潜质成为毕业设计一项重要任务[

4 -

5 ] .

二、土木工程桥梁毕业设计教学 方法设计 ( 一)开发潜力,巩固提升知识储备 对于土木工程专业桥梁工程专业方向的毕业 生而言,运用所学知识进行桥梁设计,大家对此 充满期待.利用毕业设计

1 7周的时间完成一座大 桥(也有的是中小桥)的主体计算,撰写计算书、 绘制主要的 C A D施工图纸,而且要求有电算内容, 这些都对学生的学习提出了要求与挑战.特别是 选用连续梁桥、连续刚构桥等复杂设计方案的同 学,必须依靠软件进行设计计算.在 桥梁工程 课程教学中,学生接触了桥梁博士、M i d a s 软件的 使用,有了一点初步的软件知识.跃跃欲试的同 学(也有 跟风 者)设计方案绝大多数采用连 续梁桥或者连续刚构桥、甚至自锚式悬素桥等复 杂桥型,必须依靠软件计算.因此,在毕业设计 期间,一方面由专业教师开设软件使用讲座,让 大部分同学学习使用软件计算;

另一方面,学生 需要大量复习结构设计原理、桥梁基础工程等专 业基础知识,还要学习有限元的基础知识,通过 阅读文献、研讨设计实例、查看软件使用手册等 资料,提出设计方案,在安全性、适用性、经济 性、美观等方面进行比选,提出推荐方案.这么 多的新知识需要补充,使得学生感到自己以往所 学太肤浅了,很多同学如饥似渴地投入学习,很 快就可以用有限元软件建模计算.这个过程中, 学生的学习积极性调动起来了,潜力激活了,学 习的热情变为实际行动,也充分体验了桥梁设计 师的艰辛和快乐. ( 二)挖掘潜能,反复操练与讨论分析相结合 毕业设计过程中运用软件进行计算,会涌现 许多问题:计算可能没有结果,可能结果不对. 面对这样的情况,许多学生学习的热情会很快被 出现的问题击倒.此时需要极大的耐心仔细检查 计算过程,并逐一分析计算结果.在此过程中, 指导老师要帮助学生检查错误、分析原因、研讨 改进方案,让学生根据新的方案进行练习.这个 过程需要反复操练,直到得出正确结果.这个出 错的过程既训练了学生分析问题解决问题的能力, 也极大地锻炼了他们的细心和耐心,提高了学生 的综合素质,使学生的潜能得到很好地开发. ( 三)提升潜质,综合运用与专题研究相结合 桥梁主体计算包括上部结构主梁内力计算、 最不利计算与效应组合、预应力钢筋设计、各种 预应力损失 ( 后张法构件的摩擦损失、锚具变形 损失、混凝土弹性压缩损失、钢筋松弛损失、混 凝土收缩徐变损失等) 计算、承载力极限状态计 算、正常使用的应力、变形、裂缝等各项验算, 计算 ( 验算) 内容很多、计算原理深奥、计算过 程比较复杂、计算结果很容易出错.在这个环节 中,每个概念、每一项内容计算的基本原理、基 本方法不能含糊,计算顺序不能弄错.要进一步 训练学生的 三基 :基本原理、基本方法、基本 步骤,提升设计质量.有能力的同学还可以开展 专题研究,撰写高水平的论文,比如对合拢方案 的研究,合拢时结构的受力计算等进行专题研究.