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桥梁工程课程中混凝土桥梁教学内容及问题探讨 　　摘要：对桥梁工程课程中有关混凝土桥梁的教学及教材内容进行了研究。认为可以借鉴国内外优秀教材的内容和框架，在教学中引入基于B区与D区的混凝土桥梁设计观念，增加基于力流的混凝土结构设计方法，加强概念设计等教学环节，改进教材的编排方式；同时，教材作为学生最初接触的权威专业读物，应当注重文字精炼、图表规范、表达准确等细节。 　　关键词：桥梁工程；混凝土结构设计；教材；概念设计 　　中图分类号：G6420 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2013）02-0058-03 　　“桥梁工程”是中国高校土木工程专业的一门重要课程。在目前各高校使用最多的几种《桥梁工程》教材中[1-3]，混凝土梁桥和拱桥的篇幅较大，斜拉桥和悬索桥的内容则相对比较概略。限于总学时，在课堂教学中一般也如此。 　　将混凝土桥梁作为本科“桥梁工程”教学的重点内容之一是合理的，这是因为混凝土桥梁在世界各国应用最广，在中国公路桥梁中占90%以上，是桥梁工程技术人员必须熟悉的桥型。讲授混凝土桥梁课程，一方面要求教师掌握其设计原理和分析方法，具备相关材料、设计理论与方法、施工工艺等方面的知识；另一方面也应当有高质量的《桥梁工程》教材。 　　一、 国内教材《混凝土桥梁》内容的框架及若干问题 　　目前，国内多种《桥梁工程》教材中[1-3]，有关混凝土桥梁的内容大体相同，几乎都是“构造、分析、施工和工程实例”四部分，表1从教学角度分析了其中可能存在的若干问题。 　　二、 与西方相关教材及规范内容的比较 　　西方高等院校普遍不设桥梁专业（归属于结构工程类），一般也没有专门的《桥梁工程》教材，课堂教学以授课讲义为主，同时列出多本参考书。据笔者了解，在北美混凝土桥梁教学中推荐的参考书目主要有Prestressed Concrete Bridges（C. Menn）[4]，Prestressed Concrete Structures（M. P. Collins）[5]，Reinforced Concrete： Mechanics and Design（J. G. MacGregor）[6]等，这些教材反映了西方混凝土桥梁课程的主要教学内容。此外，涉及混凝土桥梁设计的主要规范，诸如美国AASHTO LRFD桥梁设计规范、欧洲Euro Code Part 2-2、欧洲Model Code 2010等设计规范，也是教学中的重要参考书目。 　　（一）区分B区与D区的混凝土桥梁设计 　　在混凝土桥梁的设计分析中，应当将混凝土结构划分为B区和D区分别对待。B区是指截面应变分布基本符合平截面假定的结构区域，D区是指截面应变分布呈现明显非线性的结构区域。混凝土桥梁中的预应力锚固区、承台、盖梁、横隔梁等都是典型的D区（图1）。 　　在西方相关教材及规范中，对于D区的分析与设计，都采用基于拉压杆模型（strut and tie model）的设计方法。反观国内混凝土桥梁的教学内容，仅将混凝土桥梁按照受弯构件来设计（认为全部是B区），对于混凝土梁桥的D 区设计问题，几乎没有涉及。 　　（二）混凝土桥梁基于力流的设计方法 　　在中国钢筋混凝土桥梁承载力分析时，截面分析法被当作唯一方法进行讲授。实际上，承载力计算的桁架模型与压力场理论（图2），一直备受西方学者推崇，并且是西方规范中的主流方法。 　　（三）概念设计理念 　　Model Code2010是欧洲FIB（前CEB-FIP）组织面向未来制定的混凝土结构规范，包含全寿命周期设计、可持续发展、基于性能的设计等理念，应逐步贯穿到桥梁工程教学中。 　　三、教材的改进 　　近30年来，国内《桥梁工程》教材除了跟随规范的修订作必要修改外，在内容及编排体系上未有大的改变。笔者认为，高等院校的桥梁工程教育应当着眼于知识的基础性、先进性和应用性，正如林同炎先生所提倡的“工程师应当不盲从规范，而寻求利用自然规律”[7] 。 　　（一）反映新的工程实践 　　随着桥梁工程技术在材料、设计和施工技术等方面的不断更新，桥梁工程教学也应当适时反映这些工程实践，应当增加节段预制拼装和体外预应力等新技术。对于一些趋于淘汰的技术、构造及工艺，如锥销锚、镦头锚以及混凝土支座等内容，应当删除或弱化。 　　（二）反映新的设计方法 　　自20世纪80年代以来，压力场理论、拉压杆模型等基于力流的D区设计方法，广泛见于西方混凝土桥梁相关教材。修订中的《中国公路混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，即将引入D区设计方法。因而，建议在《桥梁工程》教材及课堂教学中，对相关内容进行介绍，使学生认识到预应力锚固区、横隔梁、桥墩盖梁、基础承台等应力扰动区，应当采用另类设计模型。 　　（三） 加强概念设计环节