桥梁博士范文1
关键词：简支变结构连续T梁桥梁博士计算分析计算
中图分类号：K928文献标识码： A
设计资料：
上部结构形式采用预制后张法预应力混凝土先简支后结构连续T梁。根据设计要求，参考通用图或已建工程的图纸，选定构件的截面形式，进行结构尺寸拟定。
标准跨径：2×30m；预制简支梁长：29.61m；现浇连续段为70cm；
桥面横向布置：净-10.75m＋2×0.5m，桥梁横向布置见图1.1；
设计荷载：公路－Ⅰ级;人群集度3.0kN/m2；护栏及桥面铺装为12.1kN/m（均分到每根主梁）。
混凝土：主梁：C50 ；护栏及桥面铺装：C30；
预应力钢筋：1×7φj15.24钢绞线，标准强度fpk=1860MPa；
波纹管：采用内径70mm、外径77mm的预埋钢波纹管圆管和长轴为90mm、短轴为23mm、壁厚为2.5mm的预埋钢波纹管扁管。
图1-1
下面介绍桥梁博士3.20平面杆系程序计算T梁（中梁）输入步骤与方法。
打开桥梁博士软件，新建项目组，再创建项目，项目类型为：直线桥梁设计计算。
一、总体信息输入
计算类别：采用全桥结构安全验算；计算内容：计算预应力、收缩徐变、活载；规范：中交04规范；结构重要性系数：1.0，相对湿度：0.8；余均默认不填。
二、单元信息输入
首先进行结构单元离散。
伸缩缝长度为0.04m，所以离散单元梁长为59.92m。
单元划分应结合施工方法，选在：梁端、支座中线、临时支座中线、变截面、施工段等共计划分60个单元。其中1-31、34-64为简支梁单元，32、33为跨中现浇连续段单元。
用直线快速编辑器建立单元结构，截面采用截面组修改进行截面编辑，如图1-2为一跨梁单元离散模型，另一跨与之对称。
图1-2
单元性质：采用预应力混凝土构件（全预应力）、为桥面单元、自重系数为1.04；
材料采用：中交新混凝土：C50混凝土。
荷载横向分布宽度采用T梁全宽。
截面钢筋：由于预应力混凝土受弯构件受拉区的普通钢筋，其使用阶段的应力很小，可不必验算，故普通钢筋信息不输，作为结构的安全储备。
余均默认不填。
三、钢束信息输入
预应力钢束参考已建工程图纸，由CAD绘图软件绘制钢束大样，获取钢束坐标输入钢束信息。
预应力管道成孔方式采用橡皮管抽芯成型，两端张拉的方式张拉钢束。
余均默认不填。
四、施工信息输入
划分5个施工阶段：
第一施工阶段：安装简支梁杆件号1-31、34-64梁单元；张拉钢束号1-6；灌浆钢束号：1-6；钢束考虑本阶段分批张拉预应力损失；边界条件：2、64号节点为竖直刚性约束，31、35号节点为水平刚性约束和竖直刚性约束；本阶段施工周期为30天。
第二施工阶段：安装现浇连续段杆件号32、33梁单元；本阶段施工周期为10天。
第三施工阶段：张拉负弯矩钢束7；钢束考虑本阶段分批张拉预应力损失；边界条件为：2、31、35、64号节点为竖直刚性约束，33号节点为水平刚性约束；本阶段施工周期为10天。
第四施工阶段：转换边界条件：2、64号节点为竖直刚性约束，33号节点为水平刚性约束和竖直刚性约束；本阶段施工周期为10天。
第五施工阶段：收缩徐变。本阶段施工周期为3650天。
每个施工阶段的施工荷载（对应五个施工阶段同时填入）：
第一施工阶段：横隔梁和齿块自重采用集中荷载加载，中横隔梁荷载=体积×容重×2（两侧）=11.7KN/m；端横隔梁荷载=体积×容重×2（两侧）=9.98 KN/m；预应力齿块自重=体积×容重×2（两侧）=23.9KN/m。
第二施工阶段：清除上施工阶段荷载。此阶段中、端横隔梁采用集中荷载加载，现浇绞缝和墩顶现浇段均采用均布荷载加载。中横隔梁现浇带自重=5.2 KN；端横隔梁现浇带自重=5.5 KN；现浇绞缝自重=2.65.2 KN/m；墩顶现浇段自重=92.5 KN/m。
第三施工阶段：无。
第四施工阶段：此阶段均采用均布荷载加载，二期恒载=12.1 KN/m。
第五施工阶段：无。
余均默认不填。
五、使用信息输入
非线性温度：根据通用规范4.3.10.3填写。
不均匀沉降：3个墩2、33、64号节点竖向位移采用经验值为0.005m。
荷载组合采用桥博默认的荷载组合。
汽车荷载采用公路一级、车道荷载；挂车荷载采用不计挂车荷载；人群荷载采用3KN/m；桥面宽度采用10.75m。
荷载横向分布系数，主桥面汽车荷载采用刚接板梁法计算为0.553，余主桥面荷载均为1。
桥梁计算跨径为30m，余均不填。
余均默认不填。
六、输入数据诊断 数据输入诊断无误。
七、结论
项目执行计算后即可，采用输出报表数据结果查看计算分析结果，正截面抗弯承载能力验算、斜截面抗剪承载力验算、正截面抗裂验算、斜截面抗裂验算、混凝土主压应力验算、施工阶段验算、挠度均满足规范要求。
参考文献
[1]公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）
[2]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）
[3]桥梁工程李自林华中科技大学出版社
[4]结构设计原理叶见署人民交通出版社
[5]桥梁博士V3版使用手册上海同豪土木工程咨询有限公司
桥梁博士范文2
求学一波三折
1947年，陈政清出生在湖南省湘潭市一个银行职员家庭，良好的家庭环境给了他良好的修养和家庭教育。1968年，品学兼优的陈政清从湘潭市一中毕业。在取消高考制度的情况下，他被下放到岳阳市钱粮湖农场当知青。从此，大部分的青春年华就将在一个陌生的农村度过，在这样一个本该读大学的年龄，陈政清没有怨天尤人，而是坦然接受了命运的安排。天有不测风云，他不幸感染了血吸虫病。1971年春天，身体强壮的陈政清彻底病倒了，但幸运的是，通过酒石酸锑钾一个月“以毒攻毒”的治疗，大病竟一天天地好了。因为这场大病，陈政清还错过了被推荐读工农兵大学的宝贵机会。
时间一年一年过去了，当初一起来到农场的知青已经陆陆续续回城招工了，陈政清还是在那个不通公路的偏远小镇上做民办教师。直到1977年的夏天，一个好消息如同春风吹过久冻的大地，高考恢复了。陈政清不想浪费机会，继续读书的渴望是如此强烈而明确，8年来数学民办老师的教书生涯帮助他一举考取了湖南大学力学系，而且数学还是全省第一名。这一年，他30岁了，是一个两岁孩子的父亲。面对迟来的求学机会，陈政清珍惜着，努力着，不知不觉7年过去了，已经获得硕士学位的他还是忍不住对知识的渴求。在那个研究生像大熊猫一样珍贵的年代，他没有忙着找工作和赚钱，而是在恩师熊教授的推荐下前往西安交通大学杜庆华院士“门下”攻读固体力学博士。在王磊教授的介绍下，陈政清认识了地基专家王贻荪教授和许多土木工程的教授。这不但拓宽了他的知识面，更加深了他对土木工程专业与实践背景的了解，从而有利于他认识和分析怎样将力学原理运用到土木建筑上去。这些为陈政清多年后在力学与桥梁专业之间找到一个自己的空间奠定了良好的基础。
也许是丧失了太多的宝贵时光，孜孜以求的陈政清对知识表现出了惊人的热情。在获得博士学位以后仍然渴望抓住每一个学习和深造的机会。1991年，英国政府向中国政府提供了一个专项资助项目，教育部首先在国内选拔一批“可造之材”组成一个培训班，先在国内进行为期半年的语言培训再进行考试。陈政清有幸进入培训班，并且顺利通过了由英方组织的雅思考试，考取了英国文化委员会奖学金来到英国。这时，英国在世界桥梁研究领域处于领先地位。自从1940年美国旧塔科马桥在建成3个月后就毁于颤振后，英国率先做成模仿飞机机翼理论的悬索桥。陈政清来到英国GLASGOW大学专攻桥梁的抗风工程研究。他曾回忆道：“在英国留学期间，我不像别的博士那样自由散漫，有些博士好几天都不出现一次，而我自己每天都去研究所，很认真地做事情，事情多得做不过来，以至于有人误会我是那个研究所的员工呢。”2002年他又飞往美国，在著名的伊利诺伊大学土木系作高级访问学者，学习美国在桥梁抗风领域的最新成果。
专攻桥梁抗风
陈政清对研究方向的判断也许给今天的青年们有很好的启示。陈政清始终相信兴趣是最好的老师，自己感兴趣的事情才能真正做好，人生最美好的事情就是把兴趣变成工作，把工作变成兴趣。另外，陈政清之所以成就斐然，与他对国家发展的大环境和未来趋势的准确判断也是分不开的。
1987年，博士毕业后，陈政清分配到湖南铁道学院桥梁研究室工作。我国是一个桥梁大国，早在1400多年前，我国已经建造了被誉为“国际历史土木工程的里程碑”的赵州桥。然而，近代以来，我国桥梁建设方面已经全面落后。陈政清认定，随着国家经济建设如火如荼的开展，桥梁必然成为最重要的土木工程之一。特别是桥身长、跨度大的桥梁必将成为下一阶段的重点。桥身变长和跨度加大，大桥就会产生一个非线性问题。
1988年到1989年，铁道部大桥局开始设计中国第一座跨度达400米大桥――武汉长江二桥。当时该桥的设计人员只是了解到，这种大桥会有一种非线性效应，但他们当时只能用线性理论来计算，不能确定非线性效应的影响程度。
获悉这个消息，陈政清敏锐地感觉到自己的机遇未了!因为非线性分析正好是他的博士论文的研究方向。他注意到在桥梁设计中采用的两参数搜索法，计算十分复杂而且需要人工干涉，难于在设计中直接应用，便开始研究颤振临界风速预测方法。他在国际上最先提出了单参数搜索的思想，创立了预测桥梁颤振失稳临界风速的三维分析方法(简称MS法)，大大简化了搜索过程，而且可实现自动搜索。国际风工程权威Seanlan 教授曾撰文对陈政清的方法作了全面肯定。找准切入口，陈政清仅用6个月的时间，就成功开发出一套悬索桥与斜拉桥的非线性分析计算理论，并依据这个理论为武汉长江二桥编成实用计算程序，为设计方计算出了全桥各部位的非线性影响因子。随后，设计方又引进国外另一套程序核算，与陈政清的计算结果完全吻合。
这套计算方法在1993年的全国风工程会议上公开后，引起我国风工程领域的权威、同济大学项海帆院士的极度关注。他邀请陈政清到同济大学做专场讲学，随后又派出3个研究生前来调研学习，并引进了全套计算程序。这次成功使陈政清成为中国桥梁界横空杀出的一匹“黑马”。
1999年，在上述研究成果的基础上，陈政清又开发出大跨度桥梁空间静动力非线性分析NACS程序。这套具有完全自主知识产权的程序，解决了我国大跨度桥梁建设急需空间非线性分析程序的难题，在我国大跨度桥梁建设史上发挥了重要作用。他的这套理论先后被同济大学、铁道部、云南省设计院、湖南省交通设计院等多家单位采用。陈政清的名字也被更多的业内人士所熟悉。
随着经济的发展，我国大桥建设项目越来越多，跨度越来越大，桥梁受到的大风挑战也越来越大。跨度大了，桥梁结构刚度就变小，风吹过就会有振动，因此在抗风性研究方面面临更多挑战，桥梁抗风已经成为造桥中最主要的安全问题!这需要领先的理论和方法为我国大跨度桥梁建设提供科技支撑，陈政清不敢懈怠。他在向着更尖端的技术、更高的目标去探究……
硕果累累
岳阳洞庭湖大桥是1997年开始设计的，陈政清负责大桥结构静动力特性研究。陈政清敏锐地觉察到岳阳是风雨区，桥建成后可能会碰上“风雨振”。这种“风雨振”的特点是大风作用下雨水在拉索上形成了“上雨线”，大大增强了振动的强度，造成大雨与大风共同“搞破坏”。1940年美国塔科马海湾跨海大桥被风刮倒
的场景，曾被电影摄影师真实地记录下来：桥面像纸片一样被吹起，又像油条一样扭曲在一起，坍塌入海中。作为桥梁抗风专家，陈政清明明白白地告诉自己，决不能让这个悲剧在洞庭湖上重演!
然而，让陈政清始料不及的是，2001年4月10日，8级大风连续20多个小时摇撼着岳阳洞庭湖大桥，上百根碗口粗的钢丝拉索上下大幅度地晃动，整个桥身在颤抖，靠近拉索的路灯被打碎。横跨东洞庭湖区的洞庭湖大桥，全长5747.8米，主桥长880米，是我国第一座三塔斜拉桥。为了解决洞庭湖大桥的“风雨振”这个大难题，陈政清时而泡在实验室，时而驱车到大桥现场考察。有一次，他甚至冒着风雨翻越栏杆去观察情况。陈政清经过反复思考，决定用磁流变阻尼器取代油阻尼器。这种阻尼器是高级赛车的减振设备，可以极大地减轻高速行驶中的车辆振动。然而，磁流变阻尼器只能在受压状态下起作用，抗力的方向与大桥需要刚刚相反，怎样才能将它用在大桥上?2001年11月，他兴奋地一下坐起来，对磁流变阻尼器改造的最佳方案，就在他脑海中一瞬间闪现了。这种手电筒大小的全新设备被连在每根拉索的下端，洞庭湖大桥的“颤抖病”顿时痊愈。这项成功整治“风雨振”的成果，立即获得世界同行的赞誉，美国权威刊物《木工程》杂志称其为“世界上第一套应用磁流变技术的拉索减振系统”。2003年，包括陈政清这项成果在内的洞庭湖大桥的设计，获得全国科技进步二等奖。
战胜洞庭湖大桥“风雨振”之后，陈政清冷静地考虑了一个问题：中国桥梁修得太快，创新不够，技术上比较相似，包括施工方法等都没有太多特色。在桥梁的建设中，大风很可能还会给我们提出各种意想不到的难题，要迎接更大的挑战，就应该拥有更好的实验手段。他四处奔波，精心设计，终于在2004年10月建成了达到国内一流水平的湖南大学风洞实验室。这个实验室占地约1800平方米，在国内建筑风洞中，总规模仅次于同济大学。高速段长度第一，能提供最好的边界层风环境。而低速段尺寸已与加拿大安大略试验中心风洞相等，截面积与同济3号风洞相等，还可满足大跨度桥梁及大型建筑群的要求。而桥梁节段模型试验台还将引进美国的三向自由振动台设计和国防科技大学在国内首次开发的三向强迫振动台，将具有桥梁空气动力学测量技术上的领先优势。
这个实验室可以用各种“人造狂风”冲击大桥模型和重要部件，能为大桥设计提供准确数据。实验室里除了风洞外，还有核电站的冷却塔、风力发电机输电塔、上海的一栋高层建筑和山东东平的一个体育馆模型等等。因为现代化的核电站、风力发电机输电塔以及高层建筑越来越多，如何确保他们不会因为大风的作用而发生危险已经成为一个新的研究课题。陈政清认为：今后，风工程应该逐渐从单一的桥梁方向转向核电站的冷却塔、风力发电机输电塔、房屋抗风、环境中的有害气体扩散等多个领域拓展。
如今，陈政清作为湖南大学985工程首席科学家，主持包括国家自然科学基金在内的科研课题多项，60多篇。他所提出的“双重非线性边界元方法”、“空间杆系结构大挠度问题内力分析的UL列式法”、“桥梁断面颤振导数识别的强迫振动法”、“桥梁三维颤振分析的多模态单参数搜索M－S法”以及“磁流变式拉索减振系统研究”等理论和方法在国外已被SCI、EI、ISTP、Sciencedirect等收录引用累计100多次……陈政清还担任了许多社会职务，他是中国土木工程学会桥梁与结构学会常务理事、湖南省人大常委会委员、美国土木工程师学会(ASCE)《桥梁工程杂志》(JournalofBridgeEngineering)副主编等等。
在成果和荣誉面前，陈政清始终是平静的。因为在他心里是国家的好政策、好的机遇给了自己的机会，每个人在时代和社会面前，都应该抱有一颗感恩的心!
名师风范
在湖南大学，陈政清带着几位博士和硕士，专攻抗风研究课题。已经站讲台40多个年头的他仍然备课认真，从项目实践中来的经验和理论更加容易理解，他在课堂上风趣幽默，深入浅出，受到广大研究生的追捧。他热爱学生，热爱讲台，多次被评为“湖南省优秀名师”等荣誉称号。
面对荣誉，陈政清一笑而过，面对金钱，如云卷云舒。在中央电视台对陈政清的科研成果做过报道之后，有上百个电话要求和他合作开公司，可他坚决不同意。“我的时间很紧，要用来研究新东西，研究新东西比花时间推广我的旧东西有价值，重要的多。”为了把自己的成果转化为生产力，为社会做贡献，他不是自己开公司赚钱，实现所谓的“产学研一体化”，而是将专利技术无偿转让给了广西柳州欧维姆公司(OVM)，不仅免费让他们生产，还主动指导和提供帮助。
桥梁博士范文3
1916年，茅以升考取官费留学，赴美国康奈尔大学桥梁系学习。该校不承认其大学毕业证书，出题重新考核茅以升的大学课程，成绩为“特优”；接下来的研究生入学考试，成绩又是“特优”。自此康奈尔大学决定：今后凡是唐山工业专门学校的毕业生，都可以免试入学读研究生。次年他即获硕士学位。两年后他又通过半工半读成为美国卡内基理工学院首名工学博士，其博士论文《框架结构的次应力》中提出的创见被称为“茅氏定律”，他也被康奈尔大学授予“斐蒂士”金质奖章，为祖国赢得了荣誉，也为他的母校争了光。
1919年12月14日，茅以升毅然归国。1933―1937年，他主持建成我国自己设计、自行施工的第一座现代化铁路公路两用大桥――杭州钱塘江大桥，树立了中国桥梁史上的丰碑，也奠定了他作为中国现代桥梁奠基人的地位，为中国工程师和中华民族争了光。
1937年9月26日，钱塘江大桥下层铁路桥通车，支援了上海保卫战。后因上海沦陷、杭州告急，11月16日他接到炸桥指令。由于他在建桥时早就在南岸二号桥墩墩身中预设了埋设炸药的暗洞，得以推迟炸桥时间37天，对战时运输发挥了巨大作用。上层公路桥通车当天，就撤退难民10多万人，炸桥前一天，通过铁路桥撤退机车300多台、客货车2000多辆。茅以升的预见为抗战撤退赢得了时间，建立了功勋。
钱塘江大桥开工于1934年。当时，浙赣铁路正在兴建，要与沪杭铁路衔接，需在钱塘江上架设一座大桥。钱塘江乃著名的险恶之江，水文地质条件极为复杂。其水势不仅受上游山洪暴发之影响，还受下游海潮涨落的制约，若遇台风袭击，江面常逞汹涌翻腾之势。钱塘江底的流沙厚达41米，变幻莫测，素有“钱塘江无底”之说。因此，民间有“钱塘江上架桥――办不到”的谚语，工程技术界也认为在钱塘江上架桥是一件十分困难的事情。
茅以升先生少年立志于桥梁事业，他看到祖国江河上的钢铁大桥均为外国人所建，颇为痛心，决心为中国人争气，架设中国人自己的大桥。于是迎难而上，慨然受命，自任桥工处处长，请同学罗英任总工程师。
建桥遇到的第一个困难是打桩。为了使桥基稳固，需要穿越41米厚的泥沙在9个桥墩位置打入1440根木桩．木桩立于石层之上。沙层又厚又硬，打轻了下不去，打重了断桩。
茅以升从浇花壶水把土冲出小洞中受到启发，采用抽江水在厚硬泥沙上冲出深洞再打桩的“射水法”，使原本一昼夜只打1根桩，提高到打30根桩，大大加快了工程进度。
建桥遇到的第二个困难是水流湍急，难以施工。茅以升发明了“沉箱法”，将钢筋混凝土做成的箱子口朝下沉入水中罩在江底，再用高压气挤走箱里的水，工人在箱里挖沙作业，使沉箱与木桩逐步结为一体。沉箱上再筑桥墩。 放置沉箱很不容易，开始时．一只沉箱，一会儿被江水冲向下游，一会儿被潮水顶到上游，上下乱窜。后来把3吨重的铁锚改为10吨重，沉箱问题才得以解决。
第三个困难是架设钢梁。茅以升采用了巧妙利用自然力的“浮运法”，潮涨时用船将钢梁运至两墩之间，潮落时钢梁便落在两墩之上，省工省时，进度大大加快。
钱塘江大桥是一座经受了抗日战火洗礼的桥。建桥末期，淞沪抗战正紧，日军飞机经常来轰炸。钱塘江桥冒着敌人的轰炸，终于于1937年9月26日建成通车。
钱塘江大桥建成于抗日烽火之中，再生于和平建设之世。她不仅在中华民族抗击外来侵略者的斗争中书写了可歌可泣的一页，而且在国家经济建设中发挥了重要作用。她使沪杭与浙赣两条铁路相连接，使钱塘江两岸由天堑变通，为我国交通事业的发展和当地经济的繁荣建立了不朽的功勋。
桥梁博士范文4
关键词：地方资源；桥梁工程本科教学；工程美学；人才培养
中图分类号：G642.0；TU997 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2017）03-0058-04
国家“一带一路”规划的提出，为中国土木工程走出国门提供了更加广阔的空间。作为构成“一带一路”关键节点的桥梁工程，其作用举足轻重，就业于相关企业的桥梁工程专业大学毕业生的综合素质和工程实践能力无疑会影响到中国桥梁工程在国际上的竞争力，因此，对中国高校桥梁工程专业的人才培养提出了更高要求。
如何将“海上桥城”厦门丰富且极具影响的桥梁工程实例及其他相关人才和技术资源有效服务于桥梁工程专业学生的知识和能力培养，培养方案和培养过程中如何契合地方特色形成自己的亮点是需要探讨的课题。因此，笔者在厦门理工学院桥梁工程方向本科生的教育和教学过程中进行了一些尝试，取得了较好的效果。
一、厦门特色桥梁与道路工程简介
厦门是我国东南沿海重要的中心城市、港口及风景旅游城市。厦门目前在册桥梁共计444座，既有跨海大桥，又有疏港路高架桥、五缘大桥等特大桥，还有大批的匝道桥、立交桥、跨线桥、人行天桥等，涵盖梁、拱、吊等多种桥梁形式，是厦门地标式的建筑组成元素，也见证了厦门城市的发展。
厦门大桥、海沧大桥、集美大桥、杏林大桥和翔安海底隧道是目前厦门岛的五条联外公路要道。厦门大桥是中国第一座跨越海峡的公路大桥，采用预应力混凝土连续梁结构，1991年建成通车，当时是除高集海堤外，厦门岛对外联系的唯一通道，现在依然是西出厦门本岛的重要通道之一[1]。海沧大桥是从海沧半岛通往厦门岛的海峡性公路大桥，在20世纪最后一天通车，是当时亚洲第一、世界第二（H次于丹麦）的三跨连续全漂浮钢箱梁悬索桥，代表着20世纪中国建桥水平最高成就，使厦门从一座海岛型城市发展成一座海湾型城市[2]。海沧大桥东岸锚碇既是海沧大桥监控中心，又是中国第一座桥梁博物馆――厦门桥梁博物馆，集中展示海沧桥设计建造及科研方面的成果。2008年建成通车的集美大桥也是一座预应力混凝土连续梁桥，沟通厦门半岛和半岛外北部的集美、同安等地区，其海上箱梁施工采用了当时国内外最先进的“短线匹配法节段预制悬拼”工艺，是当时世界同型桥梁建设速度的2～3倍，有效地节约了工期，获批“部级工法” [3]。同年通车的杏林大桥又称杏林公铁大桥，是一条公路、铁路平层合建的大桥，打通了福厦铁路进出厦门岛的控制性通道，大桥建设时特别强调海洋环境保护，建立了健全的海洋环境保护及水土保持管理机构，加强施工过程中的环境管理和检查，实行领导责任制和环境质量保护、预防制度，体现了生态环保的理念[4]。厦门的桥梁不仅有实用性，又有艺术性，例如，海沧大桥采用门式索塔，轻巧独特的锚锭，曲线造型桥墩，整体线条流畅轻柔，岛内大桥的引桥部分依山环形而上，使人从不同角度欣赏全桥的风姿，银蓝色的桥体与碧海蓝天相辉映，如画卷般美不胜收，它是中国桥梁景观设计的起源，是厦门的一个标志性景观[2]。集美大桥采用斜腹板箱梁配直方桥墩突显简洁挺拔的建筑形态，而大桥整体平面呈S形曲线、纵向立面形成M型，起伏如飘带，修长秀美[5]。鼓浪屿附近的演武大桥采取了鱼腹式梁、椭圆型墩，桥身通体漆为白色，桥梁照明采取附设在桥梁护栏上的照明灯而不设灯杆，它紧贴海面，宛如波涛起伏，被认为是世界上离海平面最近的桥梁，既不影响周边景观，又满通、旅游休闲功能，实现了景观和交通的有机结合。五缘湾湿地公园附近的五座拱形桥，结构形式上有三跨钢箱拱中承式提篮拱、桁架式钢管拱等，主拱圈色彩各异，分别取名为五缘湾大桥（月圆桥）、天圆桥、人圆桥、地圆桥、日圆桥，五圆恰好与“五缘”谐音，形成“五桥映月”的厦门新景。位于学校附近的厦门园博苑中，连接岛与岛之间的桥梁共十五座，有廊桥、多孔拱桥、斜塔斜拉桥等，造型各异，集中展现了中外经典桥型，在风格上也跨越了历史与现代，体现出“园林的盛会，桥梁的博览”。可以说，厦门的每一座桥都有独特风韵，甚至有碑文、诗歌、雕塑、摄影、书法作品相伴随，有着丰富的桥梁文化意蕴。
环绕厦门岛的城市干道――环岛路，依海而筑，路面平曲线随海岸线延展，奉行“临海见海，把最美的沙滩留给百姓”的建设宗旨，道路或依山傍海，或凌海架桥，或穿石钻洞，上下行分幅设计，中间和两侧各留50～150 m的景观分隔带和防风林带，道路中间隔离带的绿化有《鼓浪屿之波》的乐谱，路旁有马拉松塑像，形成一条原始与现代、开发与保护相结合的生态路，体现了厦门特色，展现在人们眼前的是一幅蓝天、大海、沙滩、绿地和四季花开不断的美好图画，被誉为“中国最美自驾游海岸线”和“世界最美的马拉松赛道”[6]。被称为“最美山间公路”的文曾路在景观艺术上追求自然、纯朴的风格，身处都市，却可见青山翠竹、小桥流水、篱笆木屋，充满山林野趣，让人犹如走进了美丽画卷，给人自然清新之感，却不着痕迹，道路与自然环境浑然一体，在实现公路建设与自然环境的和谐方面作出了有益的尝试。
厦门的城市交通规划和设计建造将实用性、艺术性、生态性结合，是最生动和最直观的课堂教学素材和实地参观地点。
二、厦门理工学院桥梁工程教育实践
厦门理工学院是福建省属公立本科大学，实行省市共建、以市为主的管理体制，2013年1月被批准为“省重点建设高校”，其土木工程专业创建于1981年，2007年创办道路与桥梁工程方向，2011年桥梁与隧道工程学科被认定为学校重点学科，2016年土木工程专业（包括道路与桥梁方向）通过国家住建部评估。
厦门理工学院的学生绝大部分是福建人，本科毕业后多数去施工企业，少数去设计院或继续深造。为了提升学生的就业竞争力，依靠厦门桥梁与道路工程的技术与艺术优势，2013年以来厦门理工学院对桥梁工程教学进行了探索及实践。
（一）充分利用厦门优质资源，开设了“集桥梁理想与工程之美”系列讲座
厦门的绝大多数桥梁与道路工程是在改革开放后规划建造完成，特别是成为经济特区后的30多年，厦门汇聚了桥梁规划、设计、施工、维护管理等精英企业及人才，如厦门路桥建设集团、厦门市路桥信息工程有限公司、厦门轨道集团、厦门高格桥梁设计研究中心等企业。学校陆续聘请其主要技术负责人作为学院的客座教授，定期给教和学生举行专业讲座，参与培养计划制定，参与学生的教学指导。
“集桥梁理想与工程之美”系列讲座由参与过厦门城市建设的企业管理人员和技术专家参与，主要以厦门的工程实例为依托，介绍各大型土木工程项目的规划、设计、建造过程及文化内涵。例如，原主管厦门城市交通建设的政府官员利用新旧图片对比，具体讲述厦门城市的变迁与发展，特别是交通规划中的设计理念、方案由来、遇到的难点和创新解决方法，解读其中的文化内涵。曾负责海沧大桥现场施工的总工程师讲述海沧大桥钢箱梁施工中的难点和关键工序，曾参与厦门大桥和海沧大桥等桥梁景观设计并获得过亚瑟海顿奖（国际桥梁创新的最高大奖）的厦门高格桥梁设计研究中心董事长讲解桥梁的艺术设计、桥梁景观设计和创新发展，曾参与海沧大桥维护系统建设的高级工程师为学生讲解特大桥梁的养护管理体系和数据采集，原五缘湾大桥项目副经理讲述五缘湾片区规划以及五缘湾大桥的建设历程，曾负责厦门BRT建设的教授级高工做题为“现代桥梁建设先进技术”学术讲座，当年海沧大桥的设计顾问、国际著名桥梁建筑工程大师邓文士成为学校的荣誉教授，并带来了“21世纪的工程师”主题讲座等。企业导师们丰富的工程经验和国际视野不仅开阔了师生的眼界，使学生对厦门城市交通设施建设有了全面系统的认知，体味每一项土木工程中深厚的人文情怀。
（二）充分利用厦门优质的人文环境，形成系统的工程实习基地
土木工程认识实习是本科教学计划中第一个实践性教学环节，有利于学生建立对自己所学专业的感性认识，从而树立正确的专业思想，为今后的专业基础课和专业课学习打下良好的基础。
学校先后与厦门园博苑、厦门市规划展览馆等签订了合作协议。从2013年开始，每届土木工程专业的学生在大一期末都赴厦门市规划展览馆、厦门桥梁博物馆、陈嘉庚纪念馆和厦门园博苑等地进行认识实习。厦门市规划展览馆以模型、影片、幻影成像等现代化手段，通过对比全方位地诠释了厦门城市的发展历史、当代成就和未来发展方向；厦门桥梁博物馆不仅有海沧大桥的建设成果，还集中展示桥梁历史、桥梁文化、桥梁现代化和桥梁科普；集美的陈嘉庚纪念馆建筑群秉承了独具特色的闽南建筑风格，使学生在接受爱国主义教育同时，感受中西建筑风格的完美结合；学校附近的厦门园博苑集中展示了各种类型的梁、拱、吊桥结构。学生在参观学习的过程中，目睹美丽厦门城市的变迁，感受城市建筑交通设施对人们生活的影响。
全国各大设计院在厦门的分院、施工企业和员工培训基地陆续接纳学校路桥方向的学生进行生产实习和毕业实习，甲级设计院总工教授级高工参与路桥方向毕业设计指导和答辩，保障学生的各阶段实践环节系统而专业。
（三）结合厦门地区的环境特点进行课堂教学
在桥梁工程、桥涵水文、钢桥等课堂教学中，尽量以厦门地区的实际工程为例讲解。例如，讲解工程的可持续发展和环境保护时，引入跨海大桥建设中对白海豚的保护、演武大桥超低设计等成功案例，引导学生在重视结构计算的同时，充分考虑周围环境的影响。讲解桥梁施工时，除了引入集美大桥的“部级工法”、海沧大桥的钢箱梁施工等，学院曾担任厦漳大桥总工的“双师型” 教师还以厦漳大桥为例详细讲解施工过程。
针对福建厦门的环境特点，在专业课程中加重了台风、海浪、地震、海水侵蚀等对桥梁结构设计建造过程影响，并有利于学生对周边实际工程的理解和关注。
2013级道路与桥梁工程方向的培养方案中明确提出了学生应具备工程美学方面的修养和素质，并提出开设道路与桥梁美学课程，将采用企业导师和教师共同授课的方式进行。
（四）鼓励优秀本科生参与科研活动
学院设立创新学分和奖励机制，鼓励学生积极申报大学生创新项目，利用课余时间参与教师的科研项目。例如，笔者曾指导2011级本科生完成校级大学生卓越计划“厦门园博苑桥梁文化研究”，引导学生从园博苑的大环境中，体会桥梁的结构美，了解桥梁的命名、雕塑、摄影、文化意境等。
三、结语
厦门的城市之美世界公认，作为城市重要部分的桥梁，其建设艺术和技术均走在全国的前列，特别是在陈嘉庚精神的感召鼓舞下，厦门的桥梁工程企业精英对学校教育都非常热心，并不断有更多的业界人士参与学校的工程教育，这些都是厦门理工学院桥梁工程教育得天独厚的资源。
厦门理工学院立足本地，利用厦门地区优质的工程文化艺术环境，将继续通过与相关企业的深度合作，推行桥梁工程素质教育，培养具备工程美学素养的具有新时代建设理念的应用型技术人才。
参考文献：
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[2]罗盛文 .海沧大桥──美丽鹭岛的一颗明珠[J].厦门科技，1999 （3）： 3-4.
[3]张鸿，张喜刚，丁峰，等. 短线匹配法节段预制拼装桥梁新技术研究[J].公路，2011（2）：76-82.
[4]饶欢欢，彭本荣，刘岩，等. 海洋工程生态损害评估与补偿――以厦门杏林跨海大桥为例[J]. 生态学报，2015，35（16） ：5467-5476.
桥梁博士范文5
关键词：钢管混凝土系杆拱桥 有限元 施工仿真 设计和施工
Abstract: with steel tube concrete arc bridge is analyzed for subjects, this paper discusses the finite element software on the construction process of the simulation. According to the characteristics of different software, discusses the key points and difficulties of the simulation method. For better use of finite element analysis of bridge for the design and construction development train of thought.
Keywords: steel tube concrete arc bridge construction finite element simulation design and construction
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1.概述
钢管混凝土系杆拱桥是桥梁发展的较新技术，具有跨越能力大，通航能力高，造型美观等优点，在我国发展迅速。此类桥施工工序多，结构体系随施工不断变化，它的施工问题也日益受到重视。同时随着桥梁建设数量增加、新形式、更大跨径等新问题对桥梁施工控制也提出了更高的要求。
施工仿真计算是施工控制的基础，能在桥梁建设之前提供的各施工阶段的控制的目标，为桥梁实际施工中的监测监控提供服务。桥梁施工控制是对施工过程中结构的应力应变及稳定性提供的监控，为结构在各阶段的施工中处于最优状态，保证施工过程安全和成桥状态的内力和线形符合规范，满足设计要求提供保障。
2.有限元仿真应用
当前应用比较广泛的桥梁仿真软件有Ansys、Midas Civil和桥梁博士等。软件研发时都是针对不同的使用环境，如何利用软件特点做好仿真，是仿真技术应用的一个难点。各施工阶段考虑的主要因素决定仿真模型的精确程度，对同一个结构的关注点不同，分析方法和采用的模型也往往不相同。所以在保证计算精度的前提下，结合具体工况将复杂模型合理简化，即要保证结构计算的速度，又要满足工程的需要。下面就各有限元软件特点，采用正装法分析法对施工仿真进行介绍。
2.1有限元软件Ansys的应用
Ansys最早由Dr.John Swanson研发其后不断改进，凭借其强大的功能，得到迅速发展，称为世界工程设计广为关注的大型通用有限元软件。Ansys提供强大的建模功能适应各种复杂的几何模型。Ansys拥有非常强大分析功能，其分析类型包括了静力分析、特征屈曲分析、模态分析、显式动力分析等。在桥梁仿真计算中被用来模拟精细部件的力学特性分析，其精度也被广泛认可。
仿真建模时，主要考虑到对系杆拱桥整体分析。选用beam188单元，采用“双单元法”建立拱肋模型。选用link10单元，采用“降温法”或设置初应变的方法模拟预应力的张拉。选用link8单元，采用降温法以施加外力的方式模拟吊杆张力调整。选用combin14单元，应用设置keyopt的方法模拟施工过程中的支架。选用shell63单元，应用设置厚度的方法模拟桥面板部分。建模时对重点部位的细致模拟，是该软件的一大特点。
仿真施工过程时，主要应用到ansys特有的“单元生死”功能来完成。在施工前将单元全部“杀死”，然后依照施工顺序将相应阶段的单元“激活”。在将单元“杀死”时，默认的将其结构的结构矩阵乘子定义为1E-6，该部分结构对单元刚度矩阵的贡献忽略不计。应用该方法时，需对结果处理器中的一些参数进行设置。如：需要打开结构的几何非线性开关，需选用牛顿-拉夫森求解器。如果不能满足收敛要求，则需要对自动时间步长，非线性搜索等进行设置，这里就不一一赘述。
仿真施工后处理时，主要应用通用后处理器post1。选择关心的时间步骤，结合定义单元结果功能，观察该阶段的应力应变或稳定性。后处理时既可以选择形象的云图，也可以选择精确的列表输出，图表并茂使得观察直观明了。
2.2 有限元软件Midas cvil 的应用
Midas civil是由韩国POSEC公司研发的针对桥梁开发的有限元软件。由于其简便的前后处理功能，准确的计算分析及设计能力，被广泛应用。软件中包含中国、美国、日本等国规范，方便各国桥梁设计研究人员的分析。除对结构的应力应变输出外，还能结合规范建立荷载组合，使后处理变得十分方便，大大提高了对桥梁研究与设计的工作效率。 因此被结构设计和研究工作人员所接受。
仿真建模时，针对施工中的研究过程，可以建立单梁模型、梁格模型、板壳模型和实体模型。对钢管混凝土系杆拱桥而言，采用梁格法建立模型最为合适。建模重点是梁截面划分，虚拟纵横梁进行设计。就此而言是仁者见仁智者见智，没用统一的具体规定，但划分梁格的好坏却决定着模型计算结果的精确程度。选用单元时主要是用一般梁单元模拟桥面和拱肋部分，用桁架单元模拟吊杆部分。建模助手的开发为该软件的亮点，使得复杂模型的建立变得简单形象；对不同材料的收缩徐变设置变的十分简洁，这些使得建模阶段的工作效率大大提高。
仿真施工过程时，应用到MIDAS特有的施工阶段定义和联合截面施工定义功能。MIDAS仿真施工时，形象的把施工阶段定义不同的组，通过施工阶段定义各组的添加时间及顺序，使得施工过程的模拟变得明了。施工阶段联合截面的定义，使得复杂截面的不同阶段施工的仿真模拟变成现实。通过“索的初拉应力控制”，刚臂的设置等，能够对施工的步骤进行进一步细化。
仿真后处理时，MIDAS能够结合规范生成各种荷载的效应组合，将施工阶段甚至使用阶段的各种最不利情况加以表述。将后处理数据结合“未知荷载法”方法，能够实现一次性落架时吊杆张力的优化；结合“psc设计”的方法，能够实现对普通钢筋的表现。MIDAS的后处理使得对桥梁的结构安全性验算变得十分丰富。
2.3 有限元软件桥梁博士的应用
桥梁博士是由上海同豪土木咨询公司研发，十分受国内用户欢迎的软件。其特点是强大的平面杆系有限元分析能力，详细的国内现行公路桥梁规范。设计范围包括钢筋混凝土结构、组合结构、预应力混凝土结构等。针对施工过程的模拟也十分强，后处理功能和设计功能均较为完善。桥梁博士软件在国内桥梁工程界占有一席之地。
仿真建模时，主要利用二维梁单元将桥体简化为二维平面杆系。结合系杆拱的特点，采用建立右半边的模型。利用梁单元完成拱肋及桥面的模拟，利用索单元完成吊杆的模拟，利用钢束单元完成预应力钢束的模拟。将模型进行简化，对重点关心的结构整体的受力特性进行分析在建模时表现的最为突出。
施工过程仿真时，主要利用施工阶段的添加来完成。模拟时可以将各个施工阶段的结构添加，预应力张拉，杆件的安装等施工过程充分的细化。在能够满足施工仿真的精度要求的同时，对各施工的阶段受力的特点表现突出。
仿真的后处理时，在数据模块的单元、钢束、施工阶段等模块中将桥梁计算的各阶段应力应变逐一输出。利用特色的“调索”、“调束”功能能够对吊杆的张力和系杆的预加应力进行优化。利用“横向设计”和“截面设计”等模块，可以进一步对桥梁的横向分部和截面进行优化设计。该软件不但具有图表并茂的输出形式，更是结合规范将对桥梁的设计融入其中。在结构内力计算，结构配筋计算，结构安全性验算方面都有涉及。3.结语：
以钢管混凝土系杆拱桥为例，利用主流的有限元计算软件对桥梁施工进行仿真。针对各软件不同的特点，对桥梁仿真的建模，施工过程的仿真，结果的后处理等逐一介绍。利用各有限元软件对工程实际的仿真，就桥梁施工各阶段应力应变及其稳定性进行分析，为施工监控提供部分理论依据，对桥梁的施工和成桥状态控制都有着重要意义。
4.参考文献
桥梁博士范文6
2006年，一本由中国电力出版社出版的大师系列丛书《圣地亚哥·卡拉特拉瓦的作品与思想》使我系统地了解这位世界级的、富有创新精神、拥有结构博士学位的西班牙建筑设计大师。2009年，随湖南省建筑师协会在欧洲中部国家瑞士的专业考察中，有机会看到了这位大师的几个作品，圣加仑的公交车站和法兹凯勒艺廊，苏黎世斯达德霍芬火车站和卢塞恩火车站；有机会身临其境地感受了大师富有浪漫特色和仿生特质的结构艺术空间。大师这种特殊的建筑设计方法让人耳目一新。一直有种想法，写点东西与同行分享，共同学习，认识卡拉特拉瓦，走近卡拉特拉瓦（图1）。
圣地亚哥·卡拉特拉瓦，1951年生于西班牙瓦伦西亚的贝尼玛米特。18岁在巴伦西亚的艺术学校学习艺术之后，于1969年在巴伦西亚的高等建筑技术学院学习建筑，1973年毕业；1975-1979年，在瑞士苏黎世联邦理工学院学习土木工程，随后两年，继续在该学院攻读结构工程博士学位，1981年获得技术科学博士学位（博士论文题目为《空间结构的可折叠性》），随后留校任教。特殊的学习经历成就了这位世界级的建筑创新大师。 1981年在苏黎世开设了自己的建筑和土木工程事务所，开始参加建筑设计竞赛。1987年成为瑞士建筑师协会（BSA）会员，获得国际建筑师协会（UIA）奥古斯特·佩里特奖，并成为国际建筑学会会员。
图1 圣地亚哥·卡拉特拉瓦(来源：大师系列丛书编辑部，大师系列第二辑 圣地亚哥·卡拉特拉瓦的作品与思想 2006年)
2.建筑与工程的完美结合者
卡拉特拉瓦最初所做的项目多为火车站、机场和桥梁等交通建筑。他设计的桥梁以纯粹精准的结构而形成优雅的空间动态，作品中技术理性呈现出结构空间逻辑的美，同时似乎超越了地心的引力和结构法则的束缚。结构工程专业上的特长使卡拉特拉瓦发现了建筑设计中新的课题。上世纪90年代前后，卡拉特拉瓦对桥梁进行建筑设计的新思路从一个新的角度重新开始塑造城市中的这类元素，从而影响到整个城市的面貌（图2、3、4）。
卡拉特拉瓦集建筑师、工程师和雕塑家各种才能于一身，他的成就超出一般建筑大师对城市、对建筑实践的贡献。工程设计与建筑设计一直处于分离状态，这种技术与艺术的分离使两个学科的研究和实践都受到损失。从城市建筑角度来说，建筑师对工程技术的轻视和本身这方面的专业知识的缺失，使城市和建筑受制于结构的束缚而失去空间的自然属性和人文关怀，城市空间过于工具理性，物质空间导致人文精神空间的单一性和趋同性；从工程角度来讲，工程师仅仅完成建筑的功能和形态的配合，而非主动的空间设计者。用一句结构工程师的话语“只要建筑师设计得出，我们就能做得出”来看，我们就可以清晰的看出工程师在城市建筑设计和环境营造的过程，工程设计成为一种程式化的实践。结构工程师设计的主体缺失使工程设计失去与社会、环境和美学标准上的对话。
图2 西班牙 沃兰汀步行桥日景
图3 步行桥夜景
图4 步行桥仰视
特殊的学习经历和得天独厚天赋以及对艺术的感悟力成就了卡拉特拉瓦。他对结构和机械特性的把握使他拥有对城市、建筑、环境独特的想象力，很多复杂的、极具艺术表现力的形体通过理性的、几何的手段达到艺术与理性的完美结合。圣地亚哥·卡拉特拉瓦无疑是一个建筑与工程的完美结合者（图5、6、7）。
图5 美国 密尔沃基艺术博物馆日景
图6 密尔沃基艺术博物馆展厅空间
图7 密尔沃基艺术博物馆停车空间
3.结构艺术空间
圣地亚哥·卡拉特拉瓦的作品能引起建筑师的共鸣，主要源于大师的一种结构理念运用于建筑空间的设计方法。无论是桥梁、车站还是博物馆、音乐厅和体育场馆，大师创造建筑的方式都是基于建筑结构与艺术空间的完美结合。在大师的设计作品中，结构从技术中产生崭新的形态语言。结构不单是解决技术问题的结果，更主要的是，结构是为了创造出美的建筑形态的一种艺术手段，结构本身就是一种无需隐蔽的表现力量。对大师的结构艺术空间解读，可以从四个方面剖析。
其一，结构的外向形态。建筑通过结构外向构件展示建筑空间形态的外向飘逸性和扩张性。如西班牙加那利群岛的坦那利佛音乐厅，建筑的轮廓在很远的地方就可以看到，特别是屋顶，就像一道海浪从底部升起，飞跃58米高的主礼堂后，形成曲线下落变成一点。又如美国密尔沃基艺术博物馆，整个建筑就像一个展翅飞翔的雄鹰，形态之舒展飘逸让参观者无不感叹其设计的创意和精美。
其二，结构的理性之美。大师深厚的结构知识和实践研究，在建筑结构系统中通过精准的计算来确定构件的材料和形状，以最大限度地发挥结构各种材料的特性。在寻找结构受力合理和系统优化的同时，对建筑空间进行合理的利用和美学价值的追求。
其三，结构构件本身的装饰性。大师所设计的建筑空间多采用素混泥土构建和钢构件。在处理建筑功能和结构受力精准的前提下，直接将建筑构件作为内部空间的装饰要素。在这样的建筑空间中体现一种理性之美，同时结构构件表达特殊的形态之美。无需装饰，结构构件本身就是很好的装饰。
其四，结构与光影的完美结合。结构受力的精准和构件材料、形式的推敲使建筑空间富有韵律和节奏。在外部光的照射下，建筑形态更为飘逸和优美。内部空间上，结构构件的精美设计与光影的完美结合，形成非常自然和谐的艺术空间。
4.三个案例
