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篇（1）

【關(guān)鍵詞】截潛流；土工膜料；滲渠布置

潛流工程是綜合開(kāi)發(fā)河道地表和地下徑流的一種地下集水工程，采用新型防滲技術(shù)土工膜料制作截滲墻和科學(xué)布置集水滲渠，是潛流工程設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。土工膜料選擇、厚度確定、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、膜料連接及滲渠布置形式等關(guān)系到取水量的大小。

1.土工膜料

1.1土工膜料選擇根據(jù)土工膜具體參數(shù)指標(biāo)和工程實(shí)際情況，結(jié)合防滲工程的工作條件、施工條件，考慮各種膜料性能、單價(jià)、產(chǎn)品質(zhì)量等因素，比較后確定。主要有：聚乙稀薄膜、聚氯乙稀薄膜、PVC復(fù)合膜等。

1.2土工膜厚度的確定土工膜厚度與墊層平整度、材料允許拉應(yīng)力及彈性模量等有關(guān)。公式較多，墊層土體粒徑d<22mm時(shí)，一般采用前蘇聯(lián)水利科學(xué)院公式：δ=0.006E1/2Hd1.03［σ］3/2式中：δ——土工膜厚度(mm)；H——鋪設(shè)薄膜范圍內(nèi)的最大水頭(m)；d——墊層土壤最大粒徑(mm)；［σ］——膜的允許拉應(yīng)力(KPa)；E——膜的彈性模量(KPa)。

1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。土工膜防滲量以薄膜防滲、上下墊層保護(hù)的組合防滲體，它由墊層——防滲層——墊層——保護(hù)層——反濾過(guò)渡層共同組成防護(hù)體系。一定要作為整體性防滲處理，土工膜要與不透水層岸坡嚴(yán)密結(jié)合。墊層5~10cm，最大粒徑不超過(guò)5mm，保護(hù)層土質(zhì)：粘壤土或砂壤土，干容重15KN/m3，含水量約為20%，厚度0.2~0.3m左右。

1.4薄膜連接。土工膜的連接是施工的關(guān)鍵工序，現(xiàn)場(chǎng)連接防滲的方法主要有粘接法、熱焊接法。塑料PVC復(fù)合膜一般有粘接法，PE復(fù)合膜一般用恒溫電熨斗加熱處理，接縫寬度10cm。

1.5土工膜鋪設(shè)。土工膜一般不易張拉太緊，預(yù)留5%的伸縮長(zhǎng)度成波紋狀折皺，以適應(yīng)基本變形。兩層膜間不得夾帶泥土、雜物，不得有充氣現(xiàn)象。從土工膜鋪設(shè)到上墊層及保護(hù)層回填，應(yīng)避免石塊、重物、尖銳物直接砸擊和接觸土工膜，以免薄膜刺穿破壞。

2.滲渠布置

2.1滲渠作用。滲渠主要用以截取河流滲透水和潛流水其出水量多具有季節(jié)性變化的特點(diǎn)，一般枯水期出水量小，富水期出水量大。在計(jì)算滲渠的出水量時(shí)，應(yīng)考慮枯水期內(nèi)的最低流速大于不淤流速，當(dāng)截取河流滲漏水時(shí)，滲渠有一定的凈化作用，其凈化效果與河水濁度及人工濾層結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般可除去懸浮物70%以上，除去細(xì)菌70~95%，除去大腸菌70%以上。

2.2適用條件。含水層厚度大于2m，最大4-6m，透水性較好，一般滲透系數(shù)大于10~20m/d，地下水位埋深不大且變化幅度較小，枯水期地下水位埋深不低于5m，在嚴(yán)寒地區(qū)間歇河谷中含水層較薄的地帶，靠近岸邊的滲渠應(yīng)布置在河岸穩(wěn)定、河水較清、水流較急且有一定沖刷力的直線(xiàn)段或凹岸。2.3工程實(shí)例

2.3.1總體布置。截潛流工程布置在細(xì)河干流上游101國(guó)道楊家荒大橋下575m處,采用非完整式集水管型式，采用土工膜做為截滲墻材料，鋪設(shè)完整式截滲墻260m。土工膜伸入基巖下0.5m，上部距離河床面0.5m。在截滲墻上游設(shè)集水管，集水管垂直于主河道方向布置，集水管長(zhǎng)度為120m，集水管兩端設(shè)集水井。每40m設(shè)一個(gè)檢查井。集水管除底面外均設(shè)三層反濾層，集水管坡度2‰。

2.3.2截滲墻。截滲墻采用完整式土工膜截滲墻，防滲土工膜按1:1坡度鋪設(shè)，土工膜上墊層用20cm厚細(xì)砂、下墊層用10cm厚細(xì)砂做保護(hù)層，土工膜垂直下基巖0.5m后，再水平鋪設(shè)0.5m；為加強(qiáng)錨固和防止底邊滲漏，在土工膜上、下水平伸入的0.5m，土工膜上下墊層采用0.25m厚的粘土做隔滲和壓實(shí)保護(hù)。

篇（2）

【關(guān)鍵詞】基坑支護(hù)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；支撐；監(jiān)測(cè)

1.工程概況湖南住宅建筑工程?hào)|面為小區(qū)道路，距路邊約20m；南面為單層臨建某酒店，間距約5.5m，該臨建基礎(chǔ)采用600噴粉樁，樁長(zhǎng)約15m，但現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察有部分墻體有不同程度的開(kāi)裂，是基礎(chǔ)不均勻沉降引起的，如果地下室深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)有較大變化，就會(huì)對(duì)該酒店造成較大不利影響；西面為圍墻，距離約10m，北面是八層宿舍樓，間距約13m。該建筑物占地成矩形，長(zhǎng)55.52m，寬18.5m。總建筑面積約15500m2，樓高15層，設(shè)一層地下室，地下室層高分別為4.4m和3.4m，但外露0.9m在地面上。場(chǎng)地自然標(biāo)高約為-0.90m，地下室基礎(chǔ)承臺(tái)墊層底標(biāo)高分別為-6.4m和-7.35m，即地下室挖土深度分別為5.5m及6.45m，具體布置詳見(jiàn)圖1。圖1地下室圍堰平面圖

2.地質(zhì)條件

按地質(zhì)鉆探資料提示，地質(zhì)情況按孔深分層如下：0～3.7m為雜填土，松散；3.7～16.7m為淤泥質(zhì)粘土，飽和流塑；16.7～24.1m為中細(xì)砂角礫層，飽和，中細(xì)砂松散，角礫稍密；24.1～26.6m為粉質(zhì)粘土，飽和硬塑；26.6～29.3m為粉質(zhì)土層，濕堅(jiān)硬；29.3～55.5m為強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖。地下水位較高，地表下約0.84m。

3.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇

根據(jù)該建筑物地形及鉆探資料，綜合分析該地下基坑有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)基坑開(kāi)挖深度大。

(2)基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)是雜填土、淤泥，土性差；地下水位較高。

(3)地下室南面距某酒店只有5.5m，且酒店有約3.0寬洗車(chē)槽場(chǎng)地及海鮮水池設(shè)在此5.5m范圍內(nèi)。鉆孔樁，噴粉樁等機(jī)械無(wú)法靠近施工。并且一定要保證酒店正常營(yíng)業(yè)，地下室施工時(shí)要保證該酒店建筑物的安全。

通過(guò)對(duì)多種方案綜合分析，最后確定地下室基坑南面采用拉森Ⅲ型鋼板樁圍護(hù)，其余三面采用鉆孔樁800間距1100圍護(hù)，鉆孔樁外側(cè)采用500、400噴粉樁聯(lián)成止水帷幕。鉆孔樁除基坑底為-7.35m部分采用兩層水平支撐外，其余鉆孔樁均采用一層水平支撐設(shè)計(jì)，鋼板樁采用兩層水平支撐設(shè)計(jì)。第一層支撐體系采用鋼筋混凝土梁（其中鋼板樁仍使用HK300C工字鋼作腰梁，節(jié)點(diǎn)利用焊接鋼筋錨入支撐混凝土中），中間設(shè)φ800鉆孔支承樁。第二層支撐體系采用HK300C工字鋼。由于部分基礎(chǔ)承臺(tái)阻擋節(jié)在二層支撐的支撐樁上，考慮到不能拖延加設(shè)支撐的時(shí)間，因而先加設(shè)支撐，然后支撐與承臺(tái)混凝土一起澆筑

此設(shè)計(jì)方案本著“安全、經(jīng)濟(jì)、施工方便”的原則，一方面采用鉆孔樁及鋼筋混凝土支撐，經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)省工程開(kāi)支，又能保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)有足夠的剛度和整體性；另一方面，鋼板樁可接駁加長(zhǎng)，使樁錘能懸空施打板樁，以解決場(chǎng)地限制問(wèn)題；另外，鋼板樁的抗?jié)B性能較好，鋼支撐安拆方便，施工速度快，且鋼板及鋼支撐可重復(fù)使用。

4.支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的驗(yàn)算取值

4.1鉆孔樁的計(jì)算（按等值梁法計(jì)算）

4.1.1r、Ck、ψk按20m范圍內(nèi)的加權(quán)平均值計(jì)算，求得：r＝15.9KN/m，ψK=120；主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka=tg2(45-12/2)=0.66；被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp=tg2(45+12/2)=1.52；查表得K=1.28；eAh=rhKa=15.9×5.5×0.66=57.7KN/m2；eAq=qKa=2.64KN/m2；

4.1.2基坑面以下支護(hù)結(jié)構(gòu)的反彎點(diǎn)取在土壓力零的d點(diǎn)，視為一個(gè)等值梁的一個(gè)鉸支點(diǎn)，計(jì)算樁上土壓力強(qiáng)度等于零的點(diǎn)離基坑底面下的距離為：y=Pb/r(K·Kp-Ka)=2.94m。

4.1.3按簡(jiǎn)支梁計(jì)算等值梁的兩支點(diǎn)反力，求得：Po=127.3KN/m，Ra=134.6KN/m。

4.1.4計(jì)算鉆孔樁最小入土深度to=X+Y，X=10m，求得：to=12.94m；t=1.13×to=14.62m；Lh+t=5.5+14.62=20.12m。綜合考慮樁長(zhǎng)取L＝20m。

4.1.5按剪力為零處彎矩最大，求得最大彎距：Mmax=246.8KN/m。

4.1.6采用800徑鉆孔樁，每隔1100mm布置，最大彎矩設(shè)計(jì)值：Mmax＝246.8×1.1×1.2＝325.8KN/m樁混凝土等級(jí)為C25，通過(guò)常規(guī)方法計(jì)算，鉆孔樁選配1620（對(duì)稱(chēng)配筋，承受最大彎矩每側(cè)配密）。

4.2水平支撐GL1的截面設(shè)計(jì)。水平支撐GL1的截面尺寸定為500×900mm，作用于GL1的豎向荷載包括GL1的結(jié)構(gòu)自重g=1.25KN/m和支撐頂面的施工荷載q=9.7KN/m2，作用在支撐結(jié)構(gòu)上的水平力包括由土壓力和坑外地面荷載引起的圍護(hù)墻對(duì)腰梁QL1的側(cè)向力。可按圍護(hù)墻沿腰梁長(zhǎng)度方向分布的水平乘以支撐中心距確定，即支撐的軸向力為NO＝7.5Ra=7.5×134.6=1009.5KN。

水平支撐GL1按偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。取內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值綜合系數(shù)為1.2，則GL1上的彎矩M＝1.2×（g+q）lo2/8=219.1KN/m；軸力為N＝1.2No=1211.4Kn，為了構(gòu)造簡(jiǎn)便，GL1采用對(duì)稱(chēng)截面配筋，經(jīng)按常規(guī)方法計(jì)算，GL1上下各選配625，（四肢）。

4.3腰梁QL1的截面設(shè)計(jì)。

QL1梁的截面尺寸定為500×800mm，圍護(hù)墻沿QL1梁長(zhǎng)度方向分布的水力為q=Ra=134.6KN/m，考慮八字撐的影響，QL1梁的計(jì)算跨度按規(guī)范取lo=(l+l1)/2=5.0m，QL1梁按連續(xù)梁考慮。查表知Mmax=0.107qlo2×1.2=504.75KN/m，最大剪力Qmax=0.607，qlo=408.5KN。通過(guò)正截面承載力計(jì)算及斜截面抗能力計(jì)算，選配625（每側(cè)），(四肢)。

4.4工字鋼I30的強(qiáng)度驗(yàn)算。查表Wx=472.3×103mm2；（f）=215MPa，得f=Mmax/Wx=106.9MPa＜（f）），所以，采用I30工字鋼偏于安全。

4.5鋼板樁的計(jì)算。基坑深6.5m，經(jīng)驗(yàn)算是一層內(nèi)支撐不滿(mǎn)足要求，為此要用第二層內(nèi)支支撐。采用現(xiàn)在拉森Ⅲ型鋼板樁，其截面特性：Wx=1600×103；f=200N/mm2；最大彎矩設(shè)計(jì)值：Mmax=1.2189.2=227.04KNm/m；f=Mmax/Wx=142﹤200N/mm2；考慮到現(xiàn)有鋼板樁規(guī)格等因素，經(jīng)驗(yàn)算樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)為20m，保證深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全。

4.6第二道腰梁QL2的截面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用H鋼HK300C，其截面特征值：A=225.1×102mm2；Ix=40948×104mm4；Iy=13734×104mm4；Wx=2559×103mm3；Wy=900×103mm3；ix=135mm；iy=78mm；沿QL2梁上分布水平力q=1.2×243.2=291.8KN/m；M=0.107qLo2=780.7KNm；f=M/Wx=305＜315N/mm2。4.7第二層水平支撐QL2截面設(shè)計(jì)。GL2梁采用HK300C鋼梁，其自重q=1.77KN/m；自重產(chǎn)生彎矩M=22.2KN/m；軸向力No=7.5RB=2188.8KN；ε=M·A/N；W=0.089＜30；λ=lo/iy=117；ψb=0.374；f=260N/mm2﹤315N/mm2。以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論值經(jīng)驗(yàn)算，符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

5.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工處理措施要點(diǎn)

5.1鋼板樁的施工。

為避免施工打工程樁時(shí)震動(dòng)及土壤擠壓對(duì)酒店的基礎(chǔ)影響，所以靠近酒店（平行于A軸）的鋼板在工程樁施工前先打，打完鋼板樁后在板樁背后做排水溝。

5.2鉆孔樁及噴粉樁施工。全部鉆孔樁均在工程樁完成后才進(jìn)行鉆孔施工，鉆孔樁采用“跳打”的方式施工。噴粉樁按鉆孔樁的施工進(jìn)度分段插入施工。

5.3挖土施工及支撐的設(shè)置和拆除

5.3.1鉆孔樁完成后，降土約1.3m深(即支撐梁面標(biāo)高-2.2m)，制作第一層支撐，該層支撐完成后大面積回填300mm厚土，支撐面為不少于300mm厚的準(zhǔn)石粉石渣，這樣一方面保護(hù)支撐不被機(jī)械壓壞，另一方面有利于運(yùn)泥車(chē)在場(chǎng)上行走。

5.3.2地下室大面積降土?xí)r，根據(jù)加設(shè)第一層支撐后，未加設(shè)第二層支撐之前，保證鋼板樁安全的驗(yàn)算挖土深度來(lái)開(kāi)挖土方，并且通過(guò)研究核算決定，除坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高為-7.35m的部分和靠A軸至鋼板樁的范圍內(nèi)挖土至-5.9m深,并按I-I剖面圖所示在靠近鋼板樁留設(shè)土臺(tái)外,其余部位均大面積降土至標(biāo)高-6.4m。這樣，通過(guò)預(yù)留土臺(tái)，增加被動(dòng)土壓力的土坑力，保證鋼板樁的安全，充分利用機(jī)械挖土，加快施工速度。實(shí)踐證明該方法是可行的，但不同的土質(zhì)其留設(shè)的土臺(tái)的寬度不同。

5.3.3第二層支撐應(yīng)在挖土后兩天內(nèi)加設(shè)完成，不能拖延時(shí)間，保證整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)安全。

5.3.4全部樁承臺(tái)施工完畢后，用石粉、石渣將基坑回填至于-5.9m處，這樣，使整個(gè)基坑底回復(fù)于一層支撐的深度，然后拆除第二層支撐，繼續(xù)填土至能施工地下室底板為止。

5.3.5第一層支撐（-2.2m）待±0.00樓面施工完畢，圍堰樁與地下室外壁回填土方至-3.00標(biāo)高外才拆除。

5.4降排水處理措施。基坑上部采用集水井和排水溝聯(lián)合排水，雖然鋼板樁及粉噴樁止水帷幕抗?jié)B性能較好，但為防止基坑開(kāi)挖時(shí)的雨水、少量滲水及土層含水量的影響，基坑底四周共設(shè)8個(gè)集水井，井壁用磚砌筑，但磚縫必須疏水，井內(nèi)徑為1.0m，井底標(biāo)高比施工面低0.8m，井內(nèi)設(shè)潛水泵，集水井用排水溝縱橫聯(lián)接。這樣，由排水溝、集水井和抽水設(shè)備組成一個(gè)簡(jiǎn)易的降排水系統(tǒng)將地下水位降低至6.0m以下。

5.5鋼板樁的回收。完成±0.00樓面，全部支撐拆除后，采用吊車(chē)在A～B軸的樓面行車(chē)回收鋼板樁。

6.施工監(jiān)測(cè)為及時(shí)掌握基坑支護(hù)工程的變化動(dòng)態(tài)，對(duì)該項(xiàng)工程采取專(zhuān)門(mén)監(jiān)測(cè)，對(duì)所定的監(jiān)測(cè)內(nèi)容定時(shí)進(jìn)行觀(guān)測(cè)，印制標(biāo)準(zhǔn)表格，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，繪制位移（沉降）-時(shí)間坐標(biāo)圖，以觀(guān)察各參數(shù)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，及時(shí)反饋信息，指導(dǎo)土方開(kāi)挖和后續(xù)工程施工。

觀(guān)察項(xiàng)目包括：

(1)觀(guān)察南面酒店及北面八層宿舍樓的軸線(xiàn)標(biāo)高變化，在靠近基坑支護(hù)工程的墻轉(zhuǎn)角及中間各設(shè)四個(gè)三角標(biāo)志；

(2)觀(guān)察東面小區(qū)道路及西面圍墻的標(biāo)高位移變化，各設(shè)兩個(gè)標(biāo)志；

(3)鋼板樁墻及鉆孔樁墻每隔15m設(shè)一點(diǎn)，觀(guān)察水平位移和垂直度。

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：從挖土到地下室工程完工，共進(jìn)行18次監(jiān)測(cè)，在整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，圍堰的位移、傾斜、支撐變化均正常，周?chē)ㄖ铩⒌缆贰⒐芫€(xiàn)安全。主要監(jiān)測(cè)結(jié)果如下：

(1)南面酒店的軸線(xiàn)無(wú)變化，最大沉降量為3mm。

(2)東面小區(qū)道路及西面圍墻無(wú)明顯變化。

(3)鋼板樁最大傾斜13mm，最大移位為18mm；鉆孔樁的最大位移為4mm，無(wú)明顯傾斜面。監(jiān)測(cè)結(jié)果也說(shuō)明此基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是十分成功的，并且說(shuō)明采用鋼板樁和鉆孔樁，鋼支撐和鋼筋砼支撐所組成的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，剛度及整體性良好。

7.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

該基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的總造價(jià)約為252萬(wàn)元，總設(shè)計(jì)基坑支護(hù)長(zhǎng)度為156.95m，平均每延長(zhǎng)米的費(fèi)用為1.6萬(wàn)。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工工期為52d。這對(duì)于主要土層內(nèi)磨擦角僅為9°且挖土深度超過(guò)6m的地下室基坑支護(hù)工程來(lái)說(shuō)是比較經(jīng)濟(jì)和省時(shí)的。

8.設(shè)計(jì)體會(huì)與監(jiān)理結(jié)論

8.1地下室基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足強(qiáng)度和變形兩個(gè)方面的要求，特別是變形問(wèn)題。

8.2針對(duì)不同的情況，采用因地制宜的圍護(hù)措施，不僅能達(dá)到圍護(hù)目的，而且安全經(jīng)濟(jì)省時(shí)。本工程基坑圍護(hù)針對(duì)不同現(xiàn)場(chǎng)情況，不同開(kāi)挖深度，綜合采用了鉆孔樁、鋼板樁、卸土、挖土預(yù)留土臺(tái)、鋼筋混凝土內(nèi)支撐和鋼內(nèi)支撐等方法，即達(dá)到設(shè)計(jì)的目的，而且圍護(hù)費(fèi)也合理。

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關(guān)鍵詞： 土木工程；畢業(yè)設(shè)計(jì)；力學(xué)教學(xué)；理論知識(shí)；工程實(shí)踐

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中圖分類(lèi)號(hào)：TU-4；G642477 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909(2012)04-0126-03

土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)計(jì)劃中最后且最主要的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，也是人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要階段之一。要求學(xué)生將大學(xué)此前所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)融會(huì)貫通，并應(yīng)用于實(shí)際工程，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，以及獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力［1］。然而，土木工程畢業(yè)課題大部分涉及力學(xué)分析和計(jì)算，但從指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中可以看出，學(xué)生普遍不能很好應(yīng)用力學(xué)知識(shí)去分析、解決問(wèn)題。為此，加強(qiáng)力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)改革和實(shí)踐，確保學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文質(zhì)量是高等院校面臨的一個(gè)重要課題。

一、土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

目前，土木工程專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)課題主要來(lái)源于工程建設(shè)類(lèi)和研究項(xiàng)目的實(shí)際課題，但這兩類(lèi)課題都涉及力學(xué)知識(shí)，若缺乏較強(qiáng)的力學(xué)分析和計(jì)算基礎(chǔ)則難以完成高水平的畢業(yè)論文。當(dāng)前土木工程本科專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題如下。

（一）缺乏解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力

房屋建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)方向論文內(nèi)容主要包括結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置、建立模型、擬定計(jì)算簡(jiǎn)圖、內(nèi)力分析、內(nèi)力組合、截面設(shè)計(jì)、構(gòu)造處理等。顯然，合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以力學(xué)分析和計(jì)算為基礎(chǔ)，然而在指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生嚴(yán)重缺乏利用所學(xué)的理論力學(xué)、材料力學(xué)，尤其是結(jié)構(gòu)力學(xué)相關(guān)知識(shí)分析和解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力。已踏入工作崗位的學(xué)生反映，雖然已學(xué)習(xí)了理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)，且在期末考試中也取得了較好的成績(jī)，但進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)階段仍無(wú)從下手。如：畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的力學(xué)知識(shí)也許不能完全用書(shū)本知識(shí)解決，但對(duì)于簡(jiǎn)單的力學(xué)問(wèn)題，學(xué)生往往感到毫無(wú)頭緒，只能在教師的指導(dǎo)下做出正確選擇。這說(shuō)明學(xué)生還無(wú)法將專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)理論知識(shí)在頭腦

中形成統(tǒng)一體系［2］，學(xué)生在本科階段學(xué)到的力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)沒(méi)有真正起到基礎(chǔ)和鋪墊的作用。缺乏知識(shí)綜合應(yīng)用，尤其是應(yīng)用力學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力是土木工程專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)最突出的問(wèn)題。表1為筆者所在的土木專(zhuān)業(yè)二本學(xué)生近年來(lái)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。從表中和筆者教學(xué)實(shí)踐調(diào)查可以看出，由于學(xué)生力學(xué)水平較差，因此畢業(yè)設(shè)計(jì)大多數(shù)為施工組織設(shè)計(jì)以及巖土工程方向，而房屋建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)方向的論文偏少，研究型論文的畢業(yè)設(shè)計(jì)基本沒(méi)有。

（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念模糊，缺少方案論證

土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)施過(guò)程歸根結(jié)底是一個(gè)結(jié)構(gòu)概念分析的過(guò)程。所謂概念設(shè)計(jì)一般是指不經(jīng)過(guò)具體的數(shù)值計(jì)算，主要依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系，根據(jù)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)得出基本設(shè)計(jì)原理和思想，從整體的角度確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置以及抗震細(xì)部措施的宏觀(guān)控制，概念設(shè)計(jì)思想已逐漸被大范圍地推廣，并在結(jié)構(gòu)的選型、布置、計(jì)算參數(shù)的確定等方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。然而，目前的本科生由于力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)不牢固，工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，加之計(jì)算機(jī)的大量使用，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念模糊。

從目前筆者所在專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)論文看，論文中普遍缺少方案選擇、比較以及方案論證，基本按照既有模式進(jìn)行計(jì)算，有的甚至連計(jì)算方法都未弄懂，導(dǎo)致畢業(yè)論文中往往在選擇結(jié)構(gòu)方案時(shí)對(duì)受力是否合理缺乏考慮，結(jié)構(gòu)整體把握性差，空間想象力不夠，理性分析偏弱。

（三）學(xué)生定性分析以及手算能力不足

計(jì)算機(jī)的普及和高速發(fā)展為結(jié)構(gòu)分析提供了多樣化的選擇，培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)分析結(jié)構(gòu)已成為課程建設(shè)和教學(xué)的重要內(nèi)容。為了培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的能力，東華理工大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院在編制結(jié)構(gòu)力學(xué)I課程教學(xué)大綱時(shí)重點(diǎn)增加了6個(gè)課時(shí)的上機(jī)操作，同時(shí)在課堂教學(xué)中增加了通用工程結(jié)構(gòu)分析軟件介紹，如SAP2000，ANSYS等有限元分析軟件。然而，負(fù)面效應(yīng)是學(xué)生過(guò)分依賴(lài)計(jì)算機(jī)分析軟件，當(dāng)遇到必須通過(guò)手工計(jì)算才能解決的復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)，大部分學(xué)生無(wú)法應(yīng)對(duì)。另外，當(dāng)計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤或在使用過(guò)程中輸入錯(cuò)誤參數(shù)時(shí)，學(xué)生無(wú)法較快地定性分析內(nèi)力圖是否正確，更不知如何手工校核。

（四）缺乏創(chuàng)新思維和獨(dú)立分析能力

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)目的是重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和獨(dú)立分析能力。由于本科生知識(shí)面偏窄，限制了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展，學(xué)生獨(dú)立分析與解決問(wèn)題的能力薄弱，畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)力不從心。通過(guò)對(duì)本專(zhuān)業(yè)2006級(jí)畢業(yè)生情況調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)所學(xué)的各門(mén)課程，特別是對(duì)三大力學(xué)的綜合運(yùn)用能力不強(qiáng)；對(duì)實(shí)際工程了解模糊，在將實(shí)際工程轉(zhuǎn)化為計(jì)算模型時(shí)，方法實(shí)施不明確，加之對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求不熟悉，欠缺獨(dú)立查閱文獻(xiàn)的能力，造成了學(xué)生過(guò)分依賴(lài)教師的情況出現(xiàn)。

二、產(chǎn)生原因分析

（一）理論與實(shí)際脫節(jié)

篇（4）

0 引言

高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在國(guó)外已有110多年的歷史，1883年最早一幢鋼結(jié)構(gòu)高層建筑在美國(guó)芝加哥拔地而起，到了二次世界大戰(zhàn)后由于地價(jià)的上漲和人口的迅速增長(zhǎng)，以及對(duì)高層及超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系的研究日趨完善、計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和施工技術(shù)水平的不斷提高，使高層和超高層建筑迅猛發(fā)展。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在超高層建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面積比率越來(lái)越大，在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受到質(zhì)疑；同時(shí)高強(qiáng)度鋼材應(yīng)運(yùn)而生，

在超高層建筑中采用部分鋼結(jié)構(gòu)或全鋼結(jié)構(gòu)的理論研究與設(shè)計(jì)建造可說(shuō)是同步前進(jìn)。

1 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)的原則

穩(wěn)定性是鋼結(jié)構(gòu)的一個(gè)突出問(wèn)題。在各種類(lèi)型的鋼結(jié)構(gòu)中，都會(huì)遇到穩(wěn)定問(wèn)題。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題處理不好，將會(huì)造成不應(yīng)有的損失。

根據(jù)穩(wěn)定問(wèn)題在實(shí)際設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)提出了以下三項(xiàng)原則并具體闡明了這些原則，以更好地保證鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)中構(gòu)件不會(huì)喪失穩(wěn)定。

1.1 結(jié)構(gòu)整體布置必須考慮整個(gè)體系以及組成部分的穩(wěn)定性要求。

目前結(jié)構(gòu)大多數(shù)是按照平面體系來(lái)設(shè)計(jì)的，如桁架和框架都是如此。保證這些平面結(jié)構(gòu)不致出平面失穩(wěn)，需要從結(jié)構(gòu)整體布置來(lái)解決，亦即設(shè)計(jì)必要的支撐構(gòu)件。這就是說(shuō)，平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的出平面穩(wěn)定計(jì)算必須和結(jié)構(gòu)布置相一致。就如上述的1988年加拿大一停車(chē)場(chǎng)的屋蓋結(jié)構(gòu)塌落，1985年土耳其某體育場(chǎng)看臺(tái)屋蓋塌落，這兩次事故都和沒(méi)有設(shè)置適當(dāng)?shù)奈膿味斐沙銎矫媸Х€(wěn)。

1.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖和實(shí)用計(jì)算方法所依據(jù)的簡(jiǎn)圖相一致，這對(duì)框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計(jì)算十分重要。

目前任設(shè)計(jì)單層和多層框架結(jié)構(gòu)時(shí)，經(jīng)常不作框架穩(wěn)定分折而是代之以框架柱的穩(wěn)定計(jì)算。在采用這種方法時(shí)，計(jì)算框架柱穩(wěn)定時(shí)用到的柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，自應(yīng)通過(guò)框架整體穩(wěn)定分析得出，才能使柱穩(wěn)定計(jì)算等效于框架穩(wěn)定計(jì)算。然而，實(shí)際框架多種多樣，而設(shè)計(jì)中為了簡(jiǎn)化計(jì)算工作，需要設(shè)定一些典型條件。

1.3 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造和構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算必須相互配合，使二者有一致性。

結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)相符合，一直是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大家都注意的問(wèn)題。對(duì)要求傳遞彎矩和不傳遞彎矩的節(jié)點(diǎn)連接，應(yīng)分別賦與它足夠的剛度和柔度，對(duì)桁架節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡量減少桿件偏心這些都是設(shè)計(jì)者處理構(gòu)造細(xì)部時(shí)經(jīng)常考慮到的。但是，當(dāng)涉及穩(wěn)定性能時(shí)，構(gòu)造上時(shí)常有不同于強(qiáng)度的要求或特殊考慮。例如，簡(jiǎn)支梁就抗彎強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，對(duì)不動(dòng)鉸支座的要求僅僅是阻止位移，同時(shí)允許在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。然而在處理梁整體穩(wěn)定時(shí)上述要求就不夠了。支座還需能夠阻止梁繞縱軸扭轉(zhuǎn)，同時(shí)允許梁在水平平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)和梁端截面自由翹曲，以符合穩(wěn)定分析所采取的邊界條件。

2 鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)流程

2.1 判斷結(jié)構(gòu)是否適合用鋼結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)通常用于高層、大跨度、體型復(fù)雜、荷載或吊車(chē)起重量大、有較大振動(dòng)、高溫車(chē)間、密封性要求高、要求能活動(dòng)或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。

2.2 結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中都應(yīng)該被強(qiáng)調(diào)的是“概念設(shè)計(jì)”，它在結(jié)構(gòu)選型與布置階段尤其重要，對(duì)一些難以作出精確理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問(wèn)題，可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的設(shè)計(jì)思想，從全局的角度來(lái)確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)部措施。運(yùn)用概念設(shè)計(jì)可以在早期迅速、有效地進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇。所得結(jié)構(gòu)方案往往易于手算、概念清晰、定性正確，并可避免結(jié)構(gòu)分析階段不必要的繁瑣運(yùn)算。

2.3 預(yù)估截面

結(jié)構(gòu)布置結(jié)束后，需對(duì)構(gòu)件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。

鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接H型鋼截面等。根據(jù)荷載與支座情況，其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之間選擇。翼緣寬度根據(jù)梁間側(cè)向支撐的間距按l/b限值確定時(shí)，可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復(fù)雜計(jì)算，這種方法很受歡迎。確定了截面高度和翼緣寬度后，其板件厚度可按規(guī)范中局部穩(wěn)定的構(gòu)造規(guī)定預(yù)估。

柱截面按長(zhǎng)細(xì)比預(yù)估。通常50

2.4 結(jié)構(gòu)分析

目前鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)分析通常為線(xiàn)彈性分析，條件允許時(shí)考慮P-Δ，p-δ。

新近的一些有限元軟件可以部分考慮幾何非線(xiàn)性及鋼材的彈塑性能.這為更精確的分析結(jié)構(gòu)提供了條件。

2.5 構(gòu)件設(shè)計(jì)

構(gòu)件的設(shè)計(jì)首先是材料的選擇。通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理，經(jīng)濟(jì)考慮，也可以選擇不同強(qiáng)度鋼材的組合截面。構(gòu)件設(shè)計(jì)中，現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來(lái)驗(yàn)算截面，這和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的彈性方法并不匹配。當(dāng)前的結(jié)構(gòu)軟件，都提供截面驗(yàn)算的后處理功能。由于程序技術(shù)的進(jìn)步，一些軟件可以將驗(yàn)算時(shí)不通過(guò)的構(gòu)件，從給定的截面庫(kù)里選擇加大一級(jí)，并自動(dòng)重新分析驗(yàn)算，直至通過(guò)，如sap2000等。這是常說(shuō)的截面優(yōu)化設(shè)計(jì)功能之一。它減少了結(jié)構(gòu)師的很多工作量。

2.6 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要的內(nèi)容之一。在結(jié)構(gòu)分析前，就應(yīng)該對(duì)節(jié)點(diǎn)的形式有充分思考與確定。常常出現(xiàn)的一種情況是，最終設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)與結(jié)構(gòu)分析模型中使用的形式不完全一致，這必須避免。按傳力特性不同，節(jié)點(diǎn)分剛接，鉸接和半剛接。

2.7 圖紙編制

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出圖分設(shè)計(jì)圖和施工詳圖兩階段，設(shè)計(jì)圖為設(shè)計(jì)單位提供，施工詳圖通常由鋼結(jié)構(gòu)制造公司根據(jù)設(shè)計(jì)圖編制，有時(shí)也會(huì)由設(shè)計(jì)單位代為編制。由于近年鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目增多和設(shè)計(jì)院鋼結(jié)構(gòu)工程師缺乏的矛盾，有設(shè)計(jì)能力的鋼結(jié)構(gòu)公司參與設(shè)計(jì)圖編制的情況也很普遍。

設(shè)計(jì)圖及施工詳圖的內(nèi)容表達(dá)方法及出圖深度的控制，目前比較混亂，各個(gè)設(shè)計(jì)單位之間及其與鋼結(jié)構(gòu)公司之間

不盡相同。初學(xué)者可參考他人的優(yōu)秀設(shè)計(jì)并參考相關(guān)的工具書(shū)，并依據(jù)規(guī)范規(guī)定編制。

3 鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題：

3.1 鋼結(jié)構(gòu)，有低層和多層之分。低層一般不超過(guò)3層，用于別墅；多層用于公寓。本文介紹多層公寓住宅鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一些問(wèn)題。

3.2 超過(guò)9層為高層。10～12層又稱(chēng)小高層。抗震規(guī)范GB50011對(duì)12層以下和12層以上的房屋提出不同要求。住宅鋼結(jié)構(gòu)一般不宜超過(guò)12層。

篇（5）

0前言

機(jī)械結(jié)構(gòu)虛擬優(yōu)化設(shè)計(jì)是以計(jì)算機(jī)建模和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，集計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、機(jī)械動(dòng)力學(xué)、有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)等技術(shù)為一體，由多學(xué)科知識(shí)組成的綜合系統(tǒng)技術(shù)，是機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)在計(jì)算機(jī)環(huán)境中數(shù)字化、圖像化的映射。本文分析了機(jī)械產(chǎn)品虛擬動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一般過(guò)程，以數(shù)控車(chē)床關(guān)鍵部件一尾架為例，建立了三維可視化的有限元CAE模型，通過(guò)對(duì)模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，實(shí)現(xiàn)該部件結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化。

1機(jī)械結(jié)構(gòu)虛擬動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程

機(jī)械產(chǎn)品虛擬動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程是:先建立滿(mǎn)足工作性能要求的產(chǎn)品初始CAD模型(初步設(shè)計(jì)圖樣)，然后對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模和動(dòng)態(tài)特性分析，再根據(jù)工程實(shí)際情況，給出結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的要求或預(yù)定的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)目標(biāo)，按結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)“逆問(wèn)題”方法直接求解設(shè)計(jì)參數(shù)，或按結(jié)構(gòu)“正問(wèn)題”分析法，進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)，直到滿(mǎn)足預(yù)期性能設(shè)計(jì)要求，從而獲得一個(gè)具有良好靜、動(dòng)態(tài)特性的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，如圖1所示。結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括:

(1)建立一個(gè)切合實(shí)際的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型;

(2)選擇有效的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

2機(jī)械結(jié)構(gòu)建模分析及優(yōu)化實(shí)例

以數(shù)控車(chē)床關(guān)鍵部件尾架為例進(jìn)行研究。數(shù)控車(chē)床動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是在“正問(wèn)題”處理方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，數(shù)控車(chē)床共有零、部件800多個(gè)，其中對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)性能影響大的零、部件主要有以下幾個(gè):床身、主軸箱、尾架等。為使整機(jī)具有良好的動(dòng)態(tài)性能，必須對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行優(yōu)化。為此，應(yīng)先建立數(shù)控車(chē)床主要部件的幾何模型和滿(mǎn)足其動(dòng)力學(xué)特征的有限元模型，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，根據(jù)動(dòng)態(tài)分析的結(jié)果對(duì)原部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)修改和結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化，最終得到一個(gè)具有良好靜、動(dòng)態(tài)特性的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。

數(shù)控車(chē)床的尾架安置在床身的尾架導(dǎo)軌上，并可沿此導(dǎo)軌調(diào)整其縱向位置。尾架套筒的錐孔裝有后頂尖，用以支撐工件。由于尾架頂尖與主軸箱卡盤(pán)的同軸度直接影響著車(chē)床加工零件的精度，因此，尾架的結(jié)構(gòu)是否合理對(duì)保證車(chē)床加工高精度很重要。

如圖2為尾架系統(tǒng)的有限元模型，考慮到實(shí)際情況，將尾架導(dǎo)軌與兩導(dǎo)軌座作為一體處理，尾架體與導(dǎo)軌之間以互為接觸單元為主，每個(gè)導(dǎo)軌座均布4個(gè)全約束點(diǎn)，系統(tǒng)共有單元7 049個(gè)。得到尾架系統(tǒng)前三階振型如圖3(a)，3(b)，3(c)所示。表1列出了尾架系統(tǒng)計(jì)算頻率及振型特性。

由分析可知，該尾架系統(tǒng)剛度很弱，相當(dāng)于簡(jiǎn)支梁，是整機(jī)結(jié)構(gòu)中非常薄弱的部分。綜合新車(chē)床的布局，考慮鑄造工藝性，尾架的導(dǎo)軌直接與床身一體，優(yōu)化后的尾架由上下2部分組成，如圖4所示，其有限元模型如圖5所示。

建立改進(jìn)尾架的有限元模型，系統(tǒng)共有2 210個(gè)體單元，對(duì)尾架上下2部分禍合12個(gè)節(jié)點(diǎn)，前三階固有振型如表2所示。

篇（6）

中圖分類(lèi)號(hào)：V447文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

0引言

空間光學(xué)遙感器在運(yùn)載、發(fā)射以及在軌運(yùn)行過(guò)程中，需要承受各種動(dòng)力學(xué)壞境和熱壞境的交互作用.這些壞境約束的存在使得光學(xué)遙感器光學(xué)元件的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)處在一個(gè)矛盾的境地：一方面，為避免在運(yùn)載和發(fā)射過(guò)程中各個(gè)組件出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形、微屈服、疲勞破壞等現(xiàn)象，需要光學(xué)元件的支撐結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度、強(qiáng)度特性；另一方面，系統(tǒng)中各種材料的線(xiàn)膨脹系數(shù)不匹配，為避免熱變形，導(dǎo)致光學(xué)元件鏡面面形產(chǎn)生相對(duì)位置變化以及光學(xué)元件的波前畸變，影響光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量，需要光學(xué)元件的支撐結(jié)構(gòu)具有一定的柔性.[1]

本文空間相機(jī)采用全透鏡的光學(xué)系統(tǒng)，光機(jī)結(jié)構(gòu)由30多個(gè)零部件組成.該系統(tǒng)是衛(wèi)星的一個(gè)子系統(tǒng)，采用有限元法對(duì)該相機(jī)鏡頭進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析.

1相機(jī)的有限元模型

根據(jù)工程圖紙，用SolidWorks對(duì)相機(jī)鏡頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確造型，并完成各個(gè)零部件的裝配，計(jì)算鏡頭的質(zhì)量、質(zhì)心位置以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等.根據(jù)鏡頭實(shí)際各零件、組件的實(shí)測(cè)值，換算出幾何模型各部分的等效材料特性參數(shù).

相機(jī)鏡頭由鏡筒、透鏡、反射鏡、壓圈和隔圈等零件組成.機(jī)械結(jié)構(gòu)采用比剛度高，加工性能優(yōu)良的鈦合金和鋁合金材料，透鏡采用石英玻璃材料，材料基本參數(shù)見(jiàn)表1.光學(xué)元件采用四周固定的方式，在關(guān)鍵部位進(jìn)行合理的點(diǎn)膠設(shè)計(jì).結(jié)構(gòu)的安裝方式包括緊配合、膠黏結(jié)和螺栓固結(jié)的方式，相機(jī)通過(guò)鏡筒底部凸耳跟衛(wèi)星平臺(tái)連接.

5結(jié)束語(yǔ)

篇（7）

 

使用Web Service模式進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)越來(lái)越受到業(yè)界的歡迎，Web Service技術(shù)解決了很多以前的技術(shù)難以解決或者解決起來(lái)比較困難的問(wèn)題，當(dāng)然，新技術(shù)也帶來(lái)了一些新的固有問(wèn)題，本文對(duì)web service的體系結(jié)構(gòu)，以及使用的技術(shù)進(jìn)行介紹。

1，軟件體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介：

雖然軟件體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)在軟件工程領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，但迄今為止還沒(méi)有一個(gè)被大家所公認(rèn)的定義，一般認(rèn)為：

1，軟件體系結(jié)構(gòu)是軟件在設(shè)計(jì)構(gòu)成上的基本、可供設(shè)計(jì)選擇的形態(tài)和總體結(jié)構(gòu)。

2，軟件體系結(jié)構(gòu)定義軟件的局部和總體計(jì)算部件的構(gòu)成，以及這些部件之間的相互作用關(guān)系。即結(jié)構(gòu)（靜態(tài)）和行為（動(dòng)態(tài)）。

軟件體系結(jié)構(gòu)是對(duì)子系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)組件以及他們之間相互關(guān)系的描述。論文格式，軟件體系。子系統(tǒng)和組件一般定義在不同的視圖內(nèi)，以顯示軟件系統(tǒng)的相關(guān)功能屬性和非功能屬性。系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)是一件人工制品，這是軟件設(shè)計(jì)活動(dòng)的結(jié)果。

2，軟件體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展基于軟件模型的發(fā)展

軟件模型包括過(guò)程模型、對(duì)象模型、組件模型、配置型組件模型、Web Services模型、GridServers模型、Intelligence Services模型。

不同的模型決定了不同的軟件體系，各種模型的發(fā)展是螺旋式的，不是拋棄式的。因此，軟件體系的重心也是不同的。

3，web service模型中的體系結(jié)構(gòu)

Web service的定義：Web service平臺(tái)是一套標(biāo)準(zhǔn)，它定義了應(yīng)用程序如何在Web上實(shí)現(xiàn)互操作性。你可以用任何你喜歡的語(yǔ)言，在任何你喜歡的平臺(tái)上寫(xiě)Web service ，只要我們可以通過(guò)Web service標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些服務(wù)進(jìn)行查詢(xún)和訪(fǎng)問(wèn)。

Web service平臺(tái)需要一套協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式應(yīng)用程序的創(chuàng)建。任何平臺(tái)都有它的數(shù)據(jù)表示方法和類(lèi)型系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)互操作性，Web service平臺(tái)必須提供一套標(biāo)準(zhǔn)的類(lèi)型系統(tǒng)，用于溝通不同平臺(tái)、編程語(yǔ)言和組件模型中的不同類(lèi)型系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)中，基于界面(interface)的平臺(tái)提供了一些方法來(lái)描述界面、方法和參數(shù)。同樣的，Web service平臺(tái)也必須提供一種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)描述Web service，讓客戶(hù)可以得到足夠的信息來(lái)調(diào)用這個(gè)Web service。最后，我們還必須有一種方法來(lái)對(duì)這個(gè)Web service進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)用。這種方法實(shí)際是一種遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用協(xié)議(RPC)。為了達(dá)到互操作性，這種RPC協(xié)議還必須與平臺(tái)和編程語(yǔ)言無(wú)關(guān)。

Web Service結(jié)構(gòu)如圖1-1

圖1-1

Web service的執(zhí)行模式如圖1-2

圖1-2

3.1 XML和XSD

可擴(kuò)展的標(biāo)記語(yǔ)言XML是Web Service平臺(tái)中表示數(shù)據(jù)的基本格式。除了易于建立和易于分析外，XML主要的優(yōu)點(diǎn)在于它既與平臺(tái)無(wú)關(guān)，又與廠(chǎng)商無(wú)關(guān)。XML是由萬(wàn)維網(wǎng)協(xié)會(huì)(W3C)創(chuàng)建，W3C制定的XML SchemaXSD定義了一套標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)類(lèi)型，并給出了一種語(yǔ)言來(lái)擴(kuò)展這套數(shù)據(jù)類(lèi)型。XML結(jié)構(gòu)如下圖1-3

圖1-3

Web Service平臺(tái)是用XSD來(lái)作為數(shù)據(jù)類(lèi)型系統(tǒng)的。當(dāng)你用某種語(yǔ)言如VB.NET或C#來(lái)構(gòu)造一個(gè)Web Service時(shí)，為了符合Web Service標(biāo)準(zhǔn)，所有你使用的數(shù)據(jù)類(lèi)型都必須被轉(zhuǎn)換為XSD類(lèi)型。如想讓它使用在不同平臺(tái)和不同軟件的不同組織間傳遞，還需要用某種東西將它包裝起來(lái)。這種東西就是一種協(xié)議，如 SOAP。

3.2 SOAP

SOAP即簡(jiǎn)單對(duì)象訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議(Simple Object Access Protocol)，它是用于交換XML編碼信息的輕量級(jí)協(xié)議。它有三個(gè)主要方面：XML-envelope為描述信息內(nèi)容和如何處理內(nèi)容定義了框架，將程序?qū)ο缶幋a成為XML對(duì)象的規(guī)則，執(zhí)行遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用(RPC)的約定。SOAP可以運(yùn)行在任何其他傳輸協(xié)議上。例如，你可以使用 SMTP，即因特網(wǎng)電子郵件協(xié)議來(lái)傳遞SOAP消息，這可是很有誘惑力的。在傳輸層之間的頭是不同的，但XML有效負(fù)載保持相同。論文格式，軟件體系。

SOAP消息封裝的模型如圖1-4

圖1-4

Web Service 希望實(shí)現(xiàn)不同的系統(tǒng)之間能夠用“軟件-軟件對(duì)話(huà)”的方式相互調(diào)用，打破了軟件應(yīng)用、網(wǎng)站和各種設(shè)備之間的格格不入的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)“基于Web無(wú)縫集成”的目標(biāo)。

3.3 WSDL

Web Service描述語(yǔ)言WSDL就是用機(jī)器能閱讀的方式提供的一個(gè)正式描述文檔而基于XML的語(yǔ)言，用于描述Web Service及其函數(shù)、參數(shù)和返回值。因?yàn)槭腔赬ML的，所以WSDL既是機(jī)器可閱讀的，又是人可閱讀的。論文格式，軟件體系。WSDL 你會(huì)怎樣向別人介紹你的Web service有什么功能，以及每個(gè)函數(shù)調(diào)用時(shí)的參數(shù)呢？你可能會(huì)自己寫(xiě)一套文檔，你甚至可能會(huì)口頭上告訴需要使用你的Web service的人。這些非正式的方法至少都有一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題：當(dāng)程序員坐到電腦前，想要使用你的Web service的時(shí)候，他們的工具(如Visual Studio)無(wú)法給他們提供任何幫助，因?yàn)檫@些工具根本就不了解你的Web service。解決方法是：用機(jī)器能閱讀的方式提供一個(gè)正式的描述文檔。Web service描述語(yǔ)言(WSDL)就是這樣一個(gè)基于XML的語(yǔ)言，用于描述Web service及其函數(shù)、參數(shù)和返回值。論文格式，軟件體系。論文格式，軟件體系。因?yàn)槭腔赬ML的，所以WSDL既是機(jī)器可閱讀的，又是人可閱讀的，這將是一個(gè)很大的好處。一些最新的開(kāi)發(fā)工具既能根據(jù)你的Web service生成WSDL文檔，又能導(dǎo)入WSDL文檔，生成調(diào)用相應(yīng)Web service的代碼。圖1-5為WSDL文檔的元素結(jié)構(gòu)

圖1-5

3.4 UDDI

UDDI 的目的是為電子商務(wù)建立標(biāo)準(zhǔn)；UDDI是一套基于Web的、分布式的、為Web Service提供的、信息注冊(cè)中心的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，同時(shí)也包含一組使企業(yè)能將自身提供的Web Service注冊(cè)，以使別的企業(yè)能夠發(fā)現(xiàn)的訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。圖1-6為UDDI的原理

圖1-6

3.5 遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用RPC與消息傳遞

Web Service本身其實(shí)是在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序間的通信。我們現(xiàn)在有兩種應(yīng)用程序通信的方法：RPC遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用和消息傳遞。使用RPC的時(shí)候，客戶(hù)端的概念是調(diào)用服務(wù)器上的遠(yuǎn)程過(guò)程，通常方式為實(shí)例化一個(gè)遠(yuǎn)程對(duì)象并調(diào)用其方法和屬性。RPC系統(tǒng)試圖達(dá)到一種位置上的透明性：服務(wù)器暴露出遠(yuǎn)程對(duì)象的接口，而客戶(hù)端就好像在本地使用的這些對(duì)象的接口一樣，這樣就隱藏了底層的信息，客戶(hù)端也就根本不需要知道對(duì)象是在哪臺(tái)機(jī)器上。

4 總結(jié)

Web service是創(chuàng)建可互操作的分布式應(yīng)用程序的新平臺(tái)。Web service 的主要目標(biāo)是跨平臺(tái)的可互操作性。為了達(dá)到這一目標(biāo)，Web service 是完全基于XML、XSD等獨(dú)立于平臺(tái)、獨(dú)立于軟件供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)的。

Webservice在應(yīng)用程序跨平臺(tái)和跨網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的時(shí)候是非常有用的。Web service適用于應(yīng)用程序集成、B2B集成、代碼和數(shù)據(jù)重用，以及通過(guò)Web進(jìn)行客戶(hù)端和服務(wù)器的通信的場(chǎng)合。

當(dāng)然，Web service也不是萬(wàn)能的，你不能到處濫用Web service。在有些情況下，Web service 會(huì)降低應(yīng)用程序的性能，而不會(huì)帶來(lái)任何好處。論文格式，軟件體系。例如，一臺(tái)機(jī)器或一個(gè)局域網(wǎng)里面運(yùn)行的同構(gòu)應(yīng)用程序就不應(yīng)該用Web service 進(jìn)行通信。

參考文獻(xiàn)

1．《大型軟件體系結(jié)構(gòu)：使用UML實(shí)踐指南》 （美）蓋蘭德等著 葉俊民等譯

篇（8）

中圖分類(lèi)號(hào)：TV331文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1引言

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋具有變形小、結(jié)構(gòu)剛度好、行車(chē)平順舒適、伸縮縫少、養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單以及抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。其與連續(xù)梁的主要區(qū)別在于柔性橋墩的作用，使結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下基本上屬于一種墩臺(tái)無(wú)推力的結(jié)構(gòu)，而上部結(jié)構(gòu)具有連續(xù)梁橋一般特點(diǎn)。

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋在施工過(guò)程中，由于橋梁結(jié)構(gòu)的空間位置及形狀隨施工的進(jìn)展將不斷發(fā)生變化，要經(jīng)過(guò)多次的體系轉(zhuǎn)換過(guò)程，若同時(shí)考慮到施工過(guò)程中的結(jié)構(gòu)自重、施工荷載以及混凝土材料的收縮、徐變、施工荷載等因素的影響，將可能導(dǎo)致橋梁合攏困難、成橋線(xiàn)形與設(shè)計(jì)要求不相符、設(shè)計(jì)狀態(tài)難以保證等問(wèn)題。因此，必須對(duì)大跨度橋梁的施工預(yù)拱度、主梁梁體內(nèi)的應(yīng)力等進(jìn)行嚴(yán)格的施工控制。施工控制是連續(xù)剛構(gòu)橋修建和發(fā)展必不可少的保證措施，主要包括幾何（變形控制）、應(yīng)力控制、穩(wěn)定控制和安全控制，其中安全控制是橋梁施工控制的重要內(nèi)容，變形控制、應(yīng)力控制、穩(wěn)定控制的綜合體現(xiàn)。由于結(jié)構(gòu)形式不同，直接影響施工安全的因素也不一樣，在施工控制中需根據(jù)實(shí)際情況，確定其安全控制重點(diǎn)。

本文以溫福鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)田螺大橋作為工程背景，對(duì)該橋懸臂澆筑施工過(guò)程進(jìn)行了應(yīng)力控制研究，對(duì)施工控制理論在工程實(shí)踐中的具體運(yùn)用進(jìn)行了詳細(xì)的分析，采用大型計(jì)算軟件MIDAS/CIVIL對(duì)全橋進(jìn)行了仿真模擬分析，并對(duì)實(shí)測(cè)值和計(jì)算值進(jìn)行比較分析。

2. 工程背景及測(cè)試方法

溫福鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)田螺大橋位于云淡門(mén)海純潮區(qū)，通航凈空為120 m×24 m，主跨為(88+160+88)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)。全橋立面布置見(jiàn)圖1。

圖1 田螺大橋總體布置立面圖（單位：cm）

梁體采用C60混凝土，墩柱采用C45混凝土，承臺(tái)和樁基采用C30混凝土。預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)均采用《預(yù)應(yīng)力混凝土鋼絞線(xiàn)》（GB/T5224-1995），標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa，直徑15.2mm,彈性模量Ey=1.95x105MPa的低松弛鋼絞線(xiàn)。

3 有限元計(jì)算模型的建立

田螺大橋?yàn)槿绺叨盏拇罂鐝竭B續(xù)剛構(gòu)梁橋梁，分析計(jì)算采用有限元綜合分析程序MIDAS/CIVIL， 且橋的單元類(lèi)型采用MIDAS/CIVIL中的“變截面梁?jiǎn)卧保?個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的，是屬于“等截面或變截面平面梁?jiǎn)卧保哂袎骸⒓簟澋淖冃蝿偠取榱烁鎸?shí)的模擬實(shí)際工程現(xiàn)場(chǎng)，在MIDAS/Civil中材料的選取時(shí)混凝土選用自定義材料，從現(xiàn)場(chǎng)及實(shí)驗(yàn)室的資料定義材料參數(shù)。全橋計(jì)算模型共劃分155個(gè)單元，164個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中上部結(jié)構(gòu)123個(gè)單元，橋墩32個(gè)單元，全橋采用“自適應(yīng)控制法”進(jìn)行施工監(jiān)控。全橋計(jì)算模型如下圖2所示。田螺大橋

圖2田螺大橋有限元模型

4 成橋階段內(nèi)力及應(yīng)力計(jì)算結(jié)果

施工控制仿真分析，就是通過(guò)合理的模型，采取有效的結(jié)構(gòu)分析方法，對(duì)橋梁的成橋線(xiàn)形、受力狀態(tài)和施工中的線(xiàn)形、受力狀態(tài)進(jìn)行一定精確度的模擬分析的過(guò)程。現(xiàn)以田螺大橋的成橋狀態(tài)為例，在恒載+活載組合下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及應(yīng)力見(jiàn)圖3和圖4.

（1）主梁彎矩圖（kN.m）

圖3全橋彎矩圖

（2）主梁剪力圖（kN）

圖4全橋剪力圖

（3）主梁應(yīng)力圖（MPa）：

圖5全橋上緣應(yīng)力圖

圖6全橋下緣應(yīng)力圖

通過(guò)圖3-圖9可以看出，成橋狀態(tài)下的彎矩、剪力和應(yīng)力完全符合設(shè)計(jì)要求以及滿(mǎn)足鐵路橋涵施工規(guī)范中對(duì)C60混凝土的抗壓極限強(qiáng)度為20MPa，抗拉極限強(qiáng)度為1.17MPa的安全要求。

5 應(yīng)力監(jiān)控

在施工過(guò)程中，對(duì)每一節(jié)段的施工循環(huán)，在立模、混凝土澆筑之前、混凝土澆筑之后、張拉預(yù)應(yīng)力之前、張拉預(yù)應(yīng)力之后均應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試并與變形測(cè)試同時(shí)進(jìn)行。

圖7 計(jì)算應(yīng)力與實(shí)測(cè)應(yīng)力的比較

圖8 計(jì)算應(yīng)力與實(shí)測(cè)應(yīng)力的比較

圖11 計(jì)算應(yīng)力與實(shí)測(cè)應(yīng)力的比較

圖4-34計(jì)算應(yīng)力與實(shí)測(cè)應(yīng)力的比較

通過(guò)以上的比較可以明顯的看出，計(jì)算應(yīng)力與實(shí)測(cè)應(yīng)力的曲線(xiàn)形狀大致相同，這說(shuō)明本橋的有限元計(jì)算模型符合實(shí)際，施工也是基本符合規(guī)范要求的。對(duì)于梁段的上緣應(yīng)力，實(shí)測(cè)值明顯大于理論計(jì)算值，這是由于施工過(guò)程中預(yù)應(yīng)力的超張拉及施工過(guò)程橋面上的施工荷載等引起的。對(duì)于梁段的下緣應(yīng)力，則基本上表現(xiàn)為在20#塊施工前實(shí)測(cè)應(yīng)力小于計(jì)算值；而在20#塊施工之后以及后續(xù)的合攏段施工中則表現(xiàn)為實(shí)測(cè)值大于計(jì)算值。這是由于前期受橋梁自重以及施工荷載影響導(dǎo)致箱梁下緣受壓，抵消了一部分張拉的預(yù)應(yīng)力，使得實(shí)測(cè)值偏小；而自20#塊的施工開(kāi)始橋梁即將合攏并完成體系轉(zhuǎn)換，使下緣壓力減小，實(shí)測(cè)值重新高于計(jì)算值。

由上述實(shí)測(cè)值與理論值的比較可以看出主梁應(yīng)力實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值的誤差較小，箱梁混凝土采用C60，在允許應(yīng)力法施工中其抗壓極限強(qiáng)度為20MPa，抗拉極限強(qiáng)度為1.17MPa，計(jì)算值及施工過(guò)程實(shí)測(cè)值均在規(guī)范限值之內(nèi)，整個(gè)過(guò)程混凝土的應(yīng)力是安全的。這說(shuō)明混凝土澆注、預(yù)應(yīng)力張拉以及合攏等施工過(guò)程是規(guī)范的，同時(shí)也說(shuō)明了本文所采用的計(jì)算模型是正確的、計(jì)算結(jié)果是可靠的、測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)是成功的，進(jìn)而可以判斷連續(xù)剛構(gòu)橋在懸臂施工過(guò)程中是安全可行的。

6.結(jié)論

本論文從工程實(shí)際出發(fā)，以田螺大橋?yàn)楣こ桃劳校瑢?duì)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控、穩(wěn)定性分析。監(jiān)控過(guò)程表明，“自適應(yīng)控制”理論能很好的適用于連續(xù)剛構(gòu)橋的施工監(jiān)控，只要系統(tǒng)逐漸過(guò)渡到自適應(yīng)狀態(tài)，橋梁狀態(tài)即在控制之中。因此，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)以及計(jì)算模型的修正是施工控制的核心內(nèi)容。

結(jié)構(gòu)自重誤差在大跨度橋梁中普遍存在，并且對(duì)結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力影響都很大，施工中應(yīng)嚴(yán)格控制自重誤差。本工程在施工過(guò)程中應(yīng)力與位移均在控制范圍內(nèi)，并且實(shí)現(xiàn)了誤差極其微小的主跨精準(zhǔn)合攏，合龍后線(xiàn)形與預(yù)計(jì)線(xiàn)形有很好的吻合，可見(jiàn)田螺大橋的控制系統(tǒng)是有效的。

參考文獻(xiàn)

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篇（9）

中圖分類(lèi)號(hào)：G643 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）01-0196-02

研究生課程是研究生培養(yǎng)的起點(diǎn)和重要組成部分[1]。土木工程學(xué)科的研究生開(kāi)設(shè)的課程除了英語(yǔ)、數(shù)學(xué)、政治等基礎(chǔ)課之外，還包括有限元分析、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、彈塑性力學(xué)在內(nèi)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，以及與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的大量專(zhuān)業(yè)選修課，總學(xué)時(shí)在250～320之間。研究生課程教學(xué)的目的，一方面是提高研究生的基礎(chǔ)理論水平，培養(yǎng)研究生的基礎(chǔ)科研能力，另一方面是加強(qiáng)本專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為后續(xù)的論文研究和職業(yè)實(shí)踐做準(zhǔn)備[2-3]。

但是，隨著土木工程學(xué)科的迅猛發(fā)展，目前開(kāi)設(shè)的課程體系和課程內(nèi)容都出現(xiàn)了與當(dāng)前的研究進(jìn)展脫節(jié)，所學(xué)知識(shí)不能滿(mǎn)足論文研究和職業(yè)發(fā)展需要的趨勢(shì)[4]，亟待改革和優(yōu)化。為解決這一問(wèn)題，廣州大學(xué)對(duì)當(dāng)前土木工程專(zhuān)業(yè)的研究生課程設(shè)置進(jìn)行了廣泛而深入的調(diào)研，并提出了優(yōu)化改革的初步方案。

一、土木工程學(xué)科研究生課程體系調(diào)研報(bào)告

為了解我國(guó)各高校土木工程學(xué)科研究生課程設(shè)置情況，本文采取多種方式進(jìn)行了調(diào)研，主要包括：參加2015年5月在先建筑科技大學(xué)舉辦的第八屆全國(guó)建筑與土木工程領(lǐng)域工程碩士培養(yǎng)工作研討會(huì)，聽(tīng)取東南大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)等兄弟院校的專(zhuān)題報(bào)道，了解其課程設(shè)置情況；通過(guò)主辦廣東省結(jié)構(gòu)力學(xué)系列課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)的機(jī)會(huì)，與省內(nèi)十五所院校土木工程學(xué)科的教師座談；在廣州大學(xué)土木工程學(xué)院研究生答辯期間，邀請(qǐng)大量兄弟院校和企業(yè)專(zhuān)家參加答辯，征求其對(duì)于研究生課程體系優(yōu)化的意見(jiàn)；充分利用各高校網(wǎng)站上有關(guān)土木工程學(xué)科點(diǎn)的研究生教育、教學(xué)資料信息，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)研、收集和整理。調(diào)研結(jié)論和收獲如下：

1.學(xué)術(shù)型研究生和專(zhuān)業(yè)型研究生應(yīng)當(dāng)突出特點(diǎn)，分類(lèi)培養(yǎng)。根據(jù)教育部2009年《教育部關(guān)于做好全日制碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)工作的若干意見(jiàn)》，設(shè)立專(zhuān)業(yè)型研究生的目的是“積極主動(dòng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)高層次應(yīng)用型專(zhuān)門(mén)人才的需要”，與學(xué)術(shù)型研究生培養(yǎng)高層次科研人才有所不同[5]。因此，學(xué)術(shù)型研究生和專(zhuān)業(yè)型研究生的培養(yǎng)應(yīng)該突出重點(diǎn)，堅(jiān)持分類(lèi)培養(yǎng)。就土木工程學(xué)科而言，學(xué)術(shù)型研究生應(yīng)當(dāng)注重?cái)?shù)學(xué)、力學(xué)等系列專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)，拓寬知識(shí)面，加強(qiáng)其基礎(chǔ)科研能力培養(yǎng)；專(zhuān)業(yè)型研究生應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)職業(yè)能力培養(yǎng)，注重課程體系設(shè)置對(duì)工程實(shí)踐能力的提升，可以邀請(qǐng)擁有大量實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)專(zhuān)家開(kāi)設(shè)實(shí)踐課程或相關(guān)講座。

2.研究生課程設(shè)置應(yīng)當(dāng)與當(dāng)前科學(xué)研究和工程實(shí)踐的新方法、新技術(shù)充分結(jié)合，增強(qiáng)課程設(shè)置的針對(duì)性和實(shí)用性。理論性較強(qiáng)的課程，如有限元方法、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)等，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)編程和數(shù)值模擬能力的培養(yǎng)，充分結(jié)合通用的工程應(yīng)用軟件（如Matlab，Abaqus等）進(jìn)行教授；實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，應(yīng)強(qiáng)調(diào)其在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行分析和討論，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)習(xí)和實(shí)踐中學(xué)習(xí)；個(gè)別內(nèi)容可以根據(jù)需要，在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)教學(xué)。

3.研究生課程應(yīng)當(dāng)因應(yīng)學(xué)科的發(fā)展和研究生的培養(yǎng)情況分類(lèi)設(shè)置，動(dòng)態(tài)調(diào)整。近年來(lái)，我國(guó)土木工程行業(yè)迅猛發(fā)展，相關(guān)理論和技術(shù)日新月異。土木工程學(xué)科點(diǎn)研究生課程的設(shè)置應(yīng)當(dāng)與學(xué)科的發(fā)展相適應(yīng)，動(dòng)態(tài)調(diào)整專(zhuān)業(yè)課程的設(shè)置，既保證基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)，又使研究生的課程能夠最大程度地滿(mǎn)足論文研究和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的需要[6]。

二、研究生課程體系優(yōu)化方案

根據(jù)以上調(diào)研結(jié)果和結(jié)論，廣州大學(xué)土木工程學(xué)科點(diǎn)對(duì)學(xué)術(shù)型和專(zhuān)業(yè)型研究生的課程體系進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化。優(yōu)化調(diào)整的基本思想包括：以提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量為最終目標(biāo)，課程體系優(yōu)化為培養(yǎng)研究生基礎(chǔ)科研能力和工程實(shí)踐能力服務(wù)；與科技發(fā)展和工程實(shí)踐的需要充分結(jié)合，對(duì)研究生課程體系分類(lèi)建設(shè)，動(dòng)態(tài)調(diào)整。

為保證和促進(jìn)研究生課程體系的調(diào)整和優(yōu)化，廣州大學(xué)確定了加強(qiáng)研究生課程體系建設(shè)的多項(xiàng)措施，主要包括加強(qiáng)研究生授課管理，獎(jiǎng)懲結(jié)合，鼓勵(lì)相關(guān)教師開(kāi)展研究生課程教學(xué)研究等，其目的就是積極促進(jìn)理論課程教學(xué)與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的充分結(jié)合，對(duì)研究生課程體系進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整，提高研究生的培養(yǎng)質(zhì)量。其具體措施包括：

1.土木工程學(xué)科點(diǎn)研究生課程系統(tǒng)設(shè)計(jì)和整體優(yōu)化。對(duì)于學(xué)位課程和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，要保證授課學(xué)時(shí)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)土木工程學(xué)科研究生扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，為后續(xù)的學(xué)位論文研究做好準(zhǔn)備。對(duì)專(zhuān)業(yè)課和專(zhuān)業(yè)選修課，要針對(duì)不同學(xué)科的要求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，開(kāi)展分學(xué)科的專(zhuān)業(yè)課群建設(shè)[7]。目前廣州大學(xué)土木工程學(xué)科點(diǎn)在建的碩士研究生專(zhuān)業(yè)課群包括結(jié)構(gòu)工程課群、防災(zāi)減災(zāi)工程課群、工程管理課群、工程力學(xué)課群等。

2.學(xué)術(shù)型研究生課程體系應(yīng)強(qiáng)化基礎(chǔ)理論課程與學(xué)科研究前沿的聯(lián)系。學(xué)術(shù)型研究生的基礎(chǔ)理論課程要面向當(dāng)前學(xué)科的研究前沿，與實(shí)踐應(yīng)用相接軌。土木工程學(xué)科的基礎(chǔ)理論已經(jīng)發(fā)展到了用大型計(jì)算軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工計(jì)算的階段，這些軟件都已經(jīng)成為土木工程行業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)必備的工具。因此，基礎(chǔ)理論課程的教學(xué)就兼顧理論知識(shí)的教授和相關(guān)計(jì)算模型和分析軟件的學(xué)習(xí)，既要讓研究生對(duì)基礎(chǔ)理論有深入的理解和認(rèn)識(shí)，又要引導(dǎo)其熟悉和使用先進(jìn)的計(jì)算軟件求解結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)中的實(shí)際問(wèn)題。

3.專(zhuān)業(yè)型研究生課程體系應(yīng)因職業(yè)能力培養(yǎng)的要求增加實(shí)踐類(lèi)課程的比例。專(zhuān)業(yè)型研究生的培養(yǎng)目標(biāo)是高層次的一線(xiàn)技術(shù)人員，土木工程界的設(shè)計(jì)、施工單位都希望學(xué)校輸出的研究生畢業(yè)后能夠經(jīng)過(guò)盡量短的適應(yīng)期就正式開(kāi)展工作[8]。因此，專(zhuān)業(yè)型研究生的課程體系應(yīng)當(dāng)根據(jù)論文研究和職業(yè)規(guī)劃的要求，適度增加實(shí)踐類(lèi)課程的數(shù)量和比例，充分利用實(shí)習(xí)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)，提高其職業(yè)能力和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。

除了積極派遣研究生去工程設(shè)計(jì)和施工單位實(shí)習(xí)之外，廣州大學(xué)土木工程學(xué)院還積極邀請(qǐng)企事業(yè)單位專(zhuān)家來(lái)學(xué)校開(kāi)設(shè)講座，甚至直接參與研究生課程的教學(xué)。特別是一些實(shí)用性強(qiáng)的課程，如鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等，采取由校內(nèi)主課教師確定教學(xué)內(nèi)容和基本框架，由校外專(zhuān)家授課的方式進(jìn)行教學(xué)，收到了學(xué)生的歡迎，取得了較為明顯的教學(xué)效果。

三、研究生課程體系管理

為保證上述研究生課程體系優(yōu)化方案的執(zhí)行，廣州大學(xué)土木工程學(xué)院采取了一系列的支持措施，具體包括：

1.完善了研究生課程教學(xué)評(píng)價(jià)和監(jiān)督體系。邀請(qǐng)校內(nèi)外專(zhuān)家組成研究生課程教學(xué)督導(dǎo)組，對(duì)研究生理論課程和實(shí)踐課程進(jìn)行定量不定期現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)課、監(jiān)督，給出對(duì)課程建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的評(píng)價(jià)和建議。特別是校外企事業(yè)單位的專(zhuān)家給出的建議，對(duì)于研究生課程與工程實(shí)踐能力的銜接具有重要意義。在此基礎(chǔ)上，完善了研究生課程學(xué)生評(píng)價(jià)體系，根據(jù)研究生及其導(dǎo)師對(duì)課程的反饋對(duì)研究生課程體系和課程內(nèi)容有效管理，動(dòng)態(tài)調(diào)整。

2.支持和鼓勵(lì)相關(guān)教師進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新，提高教學(xué)能力，改善教學(xué)效果。建立了常態(tài)化的研究生教學(xué)研究支持體系，鼓勵(lì)相關(guān)教師開(kāi)展教學(xué)研究，設(shè)立了一系列研究生教學(xué)科研項(xiàng)目；鼓勵(lì)與工程實(shí)踐關(guān)系緊密的課程擴(kuò)大與相關(guān)企事業(yè)單位的對(duì)接，提高實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)的比例；鼓勵(lì)和支持教授同一課程的教師不定期舉行教學(xué)研討會(huì)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行深入探討。

四、結(jié)語(yǔ)

在土木工程行業(yè)迅速發(fā)展，研究生數(shù)量逐年增加，專(zhuān)業(yè)型研究生比例逐漸增大的背景下，研究生的培養(yǎng)與當(dāng)前科技研究的前沿相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，是一個(gè)必然的趨勢(shì)。針對(duì)這一變化，土木工程學(xué)科點(diǎn)碩士研究生的課程也必須做出積極響應(yīng)和調(diào)整優(yōu)化。本文在深入調(diào)研國(guó)內(nèi)各高校土木工程學(xué)科碩士研究生課程設(shè)置的基礎(chǔ)上，提出了碩士研究生課程體系優(yōu)化的方案，并給出了教學(xué)管理方面的支持和激勵(lì)方案。

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中圖分類(lèi)號(hào)：V414文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

引言

蜂窩式鋼結(jié)構(gòu)（Cellular steel frame structure）是主要由蜂窩構(gòu)件通過(guò)焊接或螺栓連接而成的新型鋼結(jié)構(gòu)體系。蜂窩構(gòu)件是對(duì)H型鋼或工字鋼按一定的折線(xiàn)或圓弧線(xiàn)進(jìn)行切割后錯(cuò)位焊接而成的新型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。蜂窩構(gòu)件按開(kāi)孔形式分類(lèi)可分為：六邊形、圓形、橢圓形和矩形孔等。這種構(gòu)件自重輕，抗彎剛度大，承載力高，構(gòu)件截面高度可達(dá)到原來(lái)型鋼高度的1.3-1.6倍，在同樣承載力下比實(shí)腹式構(gòu)件節(jié)約鋼材25-30%。

蜂窩式鋼框架結(jié)構(gòu)，是一種將蜂窩梁與蜂窩柱，或蜂窩梁與實(shí)腹柱結(jié)合在一起構(gòu)成的鋼框架結(jié)構(gòu)形式。該結(jié)構(gòu)形式不僅具有傳統(tǒng)鋼框架結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)，還具有蜂窩構(gòu)件的自重輕等特點(diǎn)，蜂窩孔洞便于管道的穿越，增加了樓層的凈高，適用于多層與高層框架結(jié)構(gòu)。因此，在蜂窩構(gòu)件研究的基礎(chǔ)上，有必要對(duì)蜂窩鋼框架的性能進(jìn)行研究。

一、 蜂窩構(gòu)件的研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)蜂窩構(gòu)件的計(jì)算方法研究較早.西方國(guó)家大多都將蜂窩構(gòu)件的設(shè)計(jì)納入規(guī)范，其中日本鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)編制的《新版H型鋼系列》，前蘇聯(lián)規(guī)范（CHипⅡ23-81）中，英國(guó)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范（BS5950），已經(jīng)包含了蜂窩梁的計(jì)算公式。

國(guó)內(nèi)對(duì)蜂窩構(gòu)件的使用歷史也較長(zhǎng)，50-70年代，鞍鋼、重鋼、攀鋼和首鋼等冶金企業(yè)已經(jīng)少量地應(yīng)用過(guò)蜂窩梁。迄今為止，國(guó)內(nèi)學(xué)者已經(jīng)分別對(duì)蜂窩梁的強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性以及對(duì)蜂窩柱等方面進(jìn)行了較為廣泛的研究。

2004年廣西大學(xué)蘇益聲對(duì)六邊形和圓形孔的蜂窩梁進(jìn)行研究，提出這兩種蜂窩梁的強(qiáng)度以及穩(wěn)定簡(jiǎn)化計(jì)算方法，并編制了六邊形孔蜂窩梁的承載能力表，和梁的最佳擴(kuò)張比、梁橋高度和梁墩寬度取值的建議。

2006年，沈陽(yáng)建筑大學(xué)徐曉霞在碩士學(xué)位論文《蜂窩式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定分析》中，在考慮孔洞影響下，通過(guò)對(duì)比分析實(shí)腹和蜂窩壓彎構(gòu)件，研究了蜂窩式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定承載力，提出了其在彎矩作用平面內(nèi)的設(shè)計(jì)方法。

2008年，沈陽(yáng)建筑大學(xué)耿琳在碩士學(xué)位論文《蜂窩式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定承載力計(jì)算的試驗(yàn)研究》中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，比較實(shí)腹式與擴(kuò)高后蜂窩壓彎構(gòu)件平面內(nèi)穩(wěn)定極限承載力，從而確定極限荷載的提高幅度；引入換算長(zhǎng)細(xì)比，修正格構(gòu)式壓彎構(gòu)件平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算公式，給出了蜂窩式壓彎構(gòu)件平面內(nèi)穩(wěn)定的計(jì)算公式。

還有很多學(xué)者對(duì)蜂窩構(gòu)件進(jìn)行了研究，中南大學(xué)周朝陽(yáng)提出了確定六邊形孔、圓形孔的蜂窩梁等效抗彎剛度的方法，提出了蜂窩梁等效剛度的合理表達(dá)式，并得到了腹板剛度折減系數(shù)表。哈爾濱工業(yè)大學(xué)吳迪、武岳對(duì)蜂窩梁跨度、孔間距、開(kāi)孔率等參數(shù)進(jìn)行了研究，提出了這些參數(shù)對(duì)圓形、六邊形孔的蜂窩梁的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的影響。哈爾濱工業(yè)大學(xué)邵永波、劉洪波、謝禮立進(jìn)行了楔形蜂窩壓彎和懸臂構(gòu)件靜力性能分析，得出了楔形蜂窩構(gòu)件的近似計(jì)算模型。

二、 蜂窩式鋼框架的研究現(xiàn)狀

蜂窩式鋼框架結(jié)合了蜂窩梁與蜂窩柱的優(yōu)點(diǎn)，必將隨著城市建設(shè)的發(fā)展得到廣泛的應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)蜂窩式鋼框架結(jié)構(gòu)研究還少，從文獻(xiàn)上看，基本僅有沈陽(yáng)建筑大學(xué)對(duì)此進(jìn)行了研究。

2009年，沈陽(yáng)建筑大學(xué)王健在碩士學(xué)位論文《蜂窩式梁-柱鋼框架結(jié)構(gòu)抗震性能分析》中，對(duì)蜂窩式鋼框架在低周反復(fù)荷載作用下進(jìn)行抗震分析，研究了蜂窩式鋼框架結(jié)構(gòu)的受理機(jī)理和破壞過(guò)程，延性、耗能能力。

2010年，沈陽(yáng)建筑大學(xué)孫宏達(dá)在碩士學(xué)位論文《蜂窩式梁-柱鋼框架結(jié)構(gòu)抗震性能分析》中，通過(guò)試驗(yàn)研究和模擬相結(jié)合的方式對(duì)蜂窩式鋼框架進(jìn)行分析。分析得到蜂窩式鋼框架具有良好的延性，抗震性能。并在試驗(yàn)基礎(chǔ)之上，建立有限元蜂窩式鋼框架結(jié)構(gòu)模型分析，得到在擴(kuò)高比K=1.3~1.5時(shí)，蜂窩式鋼框架的剛度退化較為均勻，而且具有良好的延性。

2011年，沈陽(yáng)建筑大學(xué)齊政在蜂窩式鋼框架結(jié)構(gòu)擬靜力試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，利用通用有限元分析軟件進(jìn)行模擬分析，對(duì)不同孔洞形狀，擴(kuò)高比，開(kāi)孔位置的蜂窩式鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行在低周反復(fù)荷載作用下的抗震性能分析，得出合理蜂窩梁開(kāi)孔位置、擴(kuò)高比的建議取值范圍。

(a) 蜂窩梁與實(shí)腹柱 (b) 蜂窩梁與蜂窩柱

圖2 蜂窩式鋼框架

三、 有待研究解決的問(wèn)題

蜂窩構(gòu)件的研究較多，而蜂窩式鋼框架作為一種新型結(jié)構(gòu)，研究相對(duì)較少。為獲得蜂窩式鋼框架的性能，它們都還有有待研究解決的問(wèn)題。

（1） 目前對(duì)普通截面的鋼框架結(jié)構(gòu)分析方法越來(lái)越完善，而對(duì)蜂窩框架的結(jié)構(gòu)分析方法還有待研究。

（2） 針對(duì)于蜂窩梁-蜂窩柱的蜂窩框架，框架柱擴(kuò)高成蜂窩柱后腹板的削弱會(huì)造成蜂窩柱的抗剪強(qiáng)度降低，影響蜂窩式鋼框架結(jié)構(gòu)抵御地震剪力的能力。因此，應(yīng)該對(duì)蜂窩梁-蜂窩柱鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步深入分析，研究其相對(duì)的孔洞關(guān)系，以滿(mǎn)足框架“強(qiáng)柱弱梁”“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)要求。

（3） 蜂窩柱和蜂窩式框架節(jié)點(diǎn)在地震作用下的受力性能和破壞形式，通過(guò)改變孔洞參數(shù)形成強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的合理抗震體系，考慮混凝土組合樓板的作用時(shí)蜂窩框架的抗震性能，影響多層多跨蜂窩式鋼框架結(jié)構(gòu)抗震性能的因素，在蜂窩構(gòu)件制作過(guò)程中產(chǎn)生的焊接應(yīng)力對(duì)蜂窩式鋼框架性能影響等等更為復(fù)雜的力學(xué)行為尚無(wú)研究。

四、 結(jié)語(yǔ)

蜂窩式鋼框架相比較于傳統(tǒng)鋼框架，減輕了自重，降低了成本，當(dāng)擴(kuò)高比和孔洞位置合適，能達(dá)到框架“強(qiáng)柱弱梁”的要求，這種新型的框架結(jié)構(gòu)形式，建議可在以后的工程中采用。

References

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[2] 孫宏達(dá). 蜂窩式梁-柱鋼框架結(jié)構(gòu)抗震性能分析[D]. 沈陽(yáng): 沈陽(yáng)建筑大學(xué). 2010

篇（11）

1、概況

寶蘭線(xiàn)客專(zhuān)為一次雙線(xiàn)，武威路中橋位于R=2000的圓曲線(xiàn)上，線(xiàn)路高度受站場(chǎng)布置控制。跨越甘肅省蘭州市武威路，跨越角度為87°42′14″，武威路為城市道路，瀝青路面，現(xiàn)狀寬度為12.0m，較為繁忙。

2.主跨結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)資料

2.1橋梁跨度LP=80.0m，矢跨比1/5，拱軸線(xiàn)方程。吊桿間距6 m，采用雙吊桿。系梁混凝土采用C55， 橋面寬，拱腳處16.60m，跨中15.00m。

拱腳處梁高3.1m，跨中梁高2.5m，截面形式采用單箱三室。拱肋采用外徑為1.0m 、壁厚為20mm鋼管形成拱肋，綴板厚度20mm，綴板外間距70cm，鋼管外間距2.8m，拱肋矢高16.0m，鋼管的鋼材采用Q345D，拱肋內(nèi)灌注微膨脹C55混凝土。

2.2二期恒載 包括線(xiàn)路設(shè)備重，人行道欄桿及扶手，電纜槽、擋碴墻、豎墻、防水層及保護(hù)層。取200kN/m計(jì)算。

2.3溫度力 按整體升溫25℃，降溫25℃計(jì)算。

2.4限界計(jì)算： 表1

3.系桿拱計(jì)算分析

3.1拱肋計(jì)算

3.1.1拱肋截面換算

拱肋采用鋼管混凝土啞鈴形截面，兩側(cè)各設(shè)置1道“K”撐和“一”撐。

圖2 拱肋截面圖

考慮綴板，拱肋及拱肋內(nèi)混凝土的換算容重：

=23.8kN/m3

考慮鋼管內(nèi)其余桿件：23.8×1.3=30.94 kN/m3

3.1.2拱肋的穩(wěn)定檢算

平面內(nèi)穩(wěn)定參照《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》（TB10002.1-2005）第5.2.13條計(jì)算。

計(jì)算得平面內(nèi)穩(wěn)定系數(shù)為33.8

平面外穩(wěn)定采用MIDAD Civil2012軟件計(jì)算，計(jì)算得平面外穩(wěn)定系數(shù)為7.5

3.2系梁計(jì)算

3.2.1系梁縱向計(jì)算

采用橋梁結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)BSAS軟件對(duì)系梁部分進(jìn)行計(jì)算分析，主要控制條件及計(jì)算結(jié)果：

表2

3.2.2系梁橫向環(huán)框計(jì)算

1、單元?jiǎng)澐旨凹虞d圖示，縱向采用1m長(zhǎng)

4.結(jié)語(yǔ)

本橋受制于城市道路及鐵路線(xiàn)路高程控制，結(jié)構(gòu)高度嚴(yán)重受限。采用一跨跨越的系桿拱結(jié)構(gòu)，造型美觀(guān)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工環(huán)節(jié)較少，施工方便，工期短、成橋快。文中詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程，計(jì)算分析了結(jié)構(gòu)、截面、穩(wěn)定性等，對(duì)站場(chǎng)附近同類(lèi)橋梁起到很好的借鑒參考作用。

參考文獻(xiàn)

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