橋梁工程課程設計
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橋梁工程課程設計范文第1篇
關鍵詞：高職；橋梁工程施工；教學設計；橫向教育；縱向教育
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）08-0035-03
近年來，高職教育成為國家、社會廣泛關注的焦點，教育部在《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》中，明確了校企合作、工學結合，基于工作過程的學習課程教學設計改革，建議高職院校根據職業技術崗位（群）的任職要求和職業資格標準進行課程體系和教學內容改革。隨后，基于工作過程的學習課程教學設計改革如雨后春筍，幾乎每一所高職院校都在進行基于標準模板的課程教學設計改革，到處充滿了基于工作過程系統化的學習情境設計，使課程內容體系中的每一個教學單元都成為與“典型工作任務”相對應的綜合信息載體。但人們忽略了社會科技經濟在快速發展，職業技術崗位（群）的任職要求和職業資格標準也在不斷更新，更重要的是學科之間本身存在差異性。所以，進行教學設計改革應該考慮動態因素，并充分考慮學科差異性，不應該有統一的標準，各門課程應該根據不同的實際情況安排教學內容及教學過程。筆者擬根據對高職《橋梁工程施工》課程教學的總結和反思，對高職《橋梁工程施工》課程的教學設計改革進行探討。
指導思想
要進行高職課程教學設計改革，首先就要認清什么是高職教育，也就是要明確課程教學設計改革的指導思想。
廣州番禺職業技術學院的查吉德指出：職業教育的本質是“為了職業的教育”，但“為了職業的教育”并不等于“與職業有關的教育”，職業性并不是職業教育的本質屬性。高職教育不僅是與職業相關的教育，也就是人為了生存與發展所需接受的教育，普通高等教育也是人為了生存與發展所需接受的教育，同樣也具有職業性，所以，高職教育與普通高等教育的根本目標是統一的，如中南大學的校訓就是“經世致用”。但高職教育與普通高等教育又不是完全相同的，高職教育更多地注重實際應用，也就是對人類現有知識的綜合應用，更少地探索人類新的知識，而普通高等教育更側重于在人類現有知識的基礎上，探索新的知識。但它們之間是相互溝通與聯系的，所以，高職教育與普通高等教育是高等教育的兩個方面，高職教育主要是橫向教育，而普通高等教育主要是縱向教育，這也是社會發展的兩個方面，一個是寬度，另一個則是深度。
高職教育是對人類現有知識加以綜合應用的橫向教育。認清高職教育之后，高職教育的課程教學設計改革就有了方向。課程教學要著重于人類現有的知識，教學目標是使學生掌握現有的人類知識，更重要的是如何將這些知識應用到社會實際中。
改革思路
本課程教學設計改革思路是在引入系統概念的前提下進行的。首先要清楚系統的概念。系統是由兩個或兩個以上元素相互關聯、相互作用、相互影響形成的有機整體，具有功能目的性、整體涌現性等。21世紀之前，西方遵循以“還原論”為基礎的線性思想，在教育教學上形成了“填鴨式”方式，這種以“還原論”為基礎的思想，忽略了整體涌現性。進入21世紀以來，隨著非線性科學的興起，系統整體思想逐漸成為主流。但在教育教學方面還存在一定的滯后性，雖然在教學上提出了以學生為中心、基于工作過程等觀念，但都沒有脫離“還原論”的思想。
根據課程教學改革的綱領性指導思想，高職教育是對人類現有知識加以綜合應用的教育，那就要求培養學生對知識的綜合應用能力。要培養學生對知識的綜合應用能力，前提是學生對知識牢固掌握，但更重要的是綜合應用，也就是知識與知識的聯系，知識與實際的聯系，突出了聯系性和整體性，也就是對現有知識系統的整合?？梢娤到y性是十分重要的，不但課程教學改革要求具有系統性，更重要的是課程教學過程也要具有系統性。課程教學設計改革應沿著系統性這條主線進行。
具體到本課程的教學設計改革思路，要打破以“還原論”為基礎的思想、以進行零散知識傳授為主要特征的傳統學科課程模式。要以建設體現專業培養方案的課程體系為一項系統工程，本課程是系統工程中的一個子系統，然后將課程子系統再分成多個子系統，以系統、組成元素為中心組織課程內容。要邀請行業企業專家對本課程的性質以及所對應的專業背景、專業所涵蓋的行業領域進行分析，并以此為依據確定本課程的系統及組成元素。要根據行業涉及本課程的相關知識和應用技能要求，設計若干個系統，再將每個系統具體細化，劃分為若干個學習元素。系統選取和編排思路體現的是體系的整體性和關聯性，而每個系統學習元素的編排則要按照實際應用過程進行。
教學設計改革的實施
橋梁工程課程設計范文第2篇
關鍵詞：土木工程；橋梁；課程；改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A ？搖文章編號：1674-9324（2013）49-0201-02
橋梁工程專業課是土木工程專業橋梁工程方向學生在分專業方向后的必修課程，過去的教學大部分以教會學生幾種特定的橋梁的構造及相應的算法為主，并通過習題和課程設計對這幾種橋梁的設計過程進行鍛煉，培養出來的學生在用人單位還是比較受歡迎的，但是隨著社會需求的改變與市場競爭的加劇，用人單位普遍反映畢業生在創造性思維方面有比較大的缺陷，眼界不開闊，所設計出來的橋梁呆板、乏味。從這一需求出發，同濟大學橋梁工程系在橋梁工程教學方面進行了改革，改革從課程設置、教學大綱修訂、教學方法改革幾個方面著手進行。本文介紹同濟大學土木工程橋梁方向專業課程設置調整方案。
一、原有橋梁工程專業課設置與存在問題
原有橋梁工程的課程設置具有強烈的科學性，把橋梁工程專業相關課程進行了系統化分，具體體現在：首先，將橋梁按材料劃分。然后，將設計與施工各成獨立體系。最后，再輔以講授專門橋梁工程技術的選修課。專業課程設置如表1所示。
從多年執行的效果看，這一課程設置方案的優缺點如下。
1.學生在已知橋梁結構形式與施工方法的條件下，計算分析能力很強，能正確分析常規橋梁的受力特點，并進行構件配筋設計。
2.從畢業設計效果與用人單位的反饋情況看，學生對橋梁總體設計與施工方法的掌握程度比較差，特別是根據實際使用要求與建設條件構思橋梁方案的能力很差。
3.學生對橋梁結構構造、計算方法與受力原理、材料特點、施工工藝之間的內在聯系掌握得比較差，對如何選用常用橋梁構造、尺寸、計算方法和施工工藝感覺無從下手。
4.在計算機軟件技術長足發展后，橋梁電算內容與目前實際應用中的計算機輔助設計與施工有較大脫節，在運用計算機結構分析軟件時，對計算結果的判斷能力差。
二、課程設置調整的總體思路
古代土木工程技術是以師傅傳徒弟的方式代代相傳的，自從現代科學體系形成以來，土木工程技術已經越來越科學化，目前的土木工程教育形成了一套整系統的科學體系。隨著工程技術復雜程度的增加，原來的土木工程技術已經拆分為各種數學、力學、材料等獨立的課程，土木工程教學的主要任務也變成了這些課程的教學，教學中往往注重知識點教學，這些知識如何還原到工程應用中去并沒有得到重視，這就產生了學生不會構思的問題。基于上述認識，為了達到讓學生在具備專業技能的前提下，具有創造性思維的能力，課程教學改革的教學思想主要是在按照科學體系安排課程的同時，盡量體現橋梁工程技術自身的特點，以建造技術貫穿課程安排。在教學內容上，將重點主要放在，對現有橋梁設計與施工方法的形成過程上，通過分析目前已有橋梁的構造、設計方法、施工方法形成過程中前人所經歷的成功和失敗，找到目前橋梁工程結構常規做法的合理性與缺點。
三、新橋梁工程專業課程方案設計
土木工程專業的基礎及專業基礎課程在一二年級的平臺課上統一安排，橋梁方向的專業課在此基礎上進行。專業課的教學目的就是要使學生綜合運用所學基礎知識，學會按照工程特點進行思維的方法，了解橋梁結構體系可能的創新方向。
新課程設置方案具有如下特點。
1.針對學生計算能力強、構思能力弱的問題，增設橋梁概念設計課程。該課程主要結合一個隨堂的課程設計，在專業課的一開始，著重介紹橋梁與使用要求、建設條件、受力體系、材料應用等的關系，培養學生的思考與構思能力。課程講解過程中配合隨堂的課程設計，在方案概念構思的各個環節上，開展若干次課堂討論。
2.橋梁工程課程的教學內容做了較大調整。將橋梁工程課程按照結構體系開展，上學期主要介紹梁式橋，下學期介紹拱橋、斜拉橋、懸索橋。在某一種結構體系下，綜合介紹公路、鐵路橋梁由于荷載不同的特殊要求，不再分鋼與混凝土橋，而是強調在不同條件下如何根據不同材料自身的特點進行綜合利用，任何橋梁體系條件下都強調架設方法與橋梁受力、構造的關系。在橋梁設計計算方面，縮減計算方法本身的介紹，著重強調計算方法與構造特點與施工方法之間的關系，培養學生習慣于在結構設計中對結構進行全面思考。
3.將鋼與組合結構橋梁課程進行了壓縮，去除關于大型橋梁結構體系部分的內容，著重介紹鋼與組合結構橋梁的特殊構造以及特殊的計算分析問題。
4.將道路工程、橋涵水文由選修課轉設為必修課，加強學生對使用要求與建設條件的認識。
5.針對中小跨度橋梁大量使用連續梁橋的實際情況，增設連續體系梁橋課程設計，要求對連續梁橋進行合理跨徑布置，并利用現有橋梁結構分析軟件對橋梁施工及運營過程進行結構受力分析與配筋計算。
6.將橋梁施工中關于橋梁架設總體思路的部分轉移到橋梁工程課的相關結構體系中去，將具體的各種橋梁施工工藝獨立出來，轉化為選修課。
7.將原來的橋梁結構電算課程轉化為橋梁結構計算，設為選修課，著重介紹復雜橋梁結構的施工與運營過程分析原理。
8.針對各課程知識點銜接的問題，在課程學時分配上采取“節段式”時間安排，將較少學時的課程集中在半個或者1/3學期進行，而不是以往的通過單雙周間隔將課程分配到整個學期。
四、橋梁工程課程教學大綱的修訂
在上述課程設置方案中，橋梁工程課程教學內容是改革的關鍵，新大綱的編制中充分體現了對學生工程思考能力培養的要求，將各種工法、算法、構造方法的演變作為教學的重點。表3為橋梁工程（上）教學內容。
在橋梁工程專業方向專業課程設置方案的研究過程中得到如下結論。
1.橋梁工程專業課設置的過分理論化，阻礙了學生創新思維能力的培養。
橋梁工程課程設計范文第3篇
Abstract： Massive open online courses provide a mutual learning and exchange platform for learners， sharing of curriculum resources， enable learners to become a leader in learning and improve the learning effect. This paper introduces ideas， significance and main contents of the open online course construction of Bridge Engineering Test and Detection. This open online course is built to improve the teaching level of civil engineering testing technology professional courses and learning effect in a practical way.
關鍵詞：橋梁工程試驗與檢測；在線開放課程；教學設計
Key words： Bridge Engineering Test and Detection；open online course；teaching design
中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）09-0187-02
0 引言
大規模在線開放課程（Massive Open Online Course，簡稱MOOC）起源于美國，2012年以美國一批頂尖高校建設的網絡課程為代表，為學習者提供免費優質的學習資源[1]。國內于2015年出臺了《關于加強高等學校在線開放課程建設應用與管理的意見（教高[2015]3號）》，鼓勵高校建設一批優質在線開放課程，掀起了國內建設在線開放課程的熱潮。
《橋梁工程試驗與檢測》是土木工程檢測技術專業的一門專業核心課程，總學時96個，5.5學分。先修課程主要有材料力學應用、工程識圖、工程測量、土木工程材料試驗與檢測、高性能混凝土試驗與檢測等，后續課程主要有試驗室組建與管理等。為了使學生掌握橋梁工程的檢測任務、內容和檢測項目，合理選擇檢測儀器及了解儀器的使用性能；具備查閱相關技術規范規程，掌握常用技術規范規程的能力；能夠正確填寫試驗記錄，正確處理試驗數據，并最終給出科學合理的工程質量評價結果。結合學院智慧職教課程資源平臺，本著“建以致用”的原則[2]，建設在線開放課程，為將來開展線上和線下教學提供保障。
1 建設思路
本n程依據土木工程檢測技術專業核心能力培養目標，按照職業行動領域與職業能力中的橋梁工程試驗與檢測工作項目設置。其總體設計理念與思路是以橋梁工程施工前準備階段、施工階段、施工驗收階段的檢測項目組織教學內容。利用檢測項目內容采用任務驅動的方法使得學生掌握相關的理論知識和職業能力。檢測項目以橋梁工程建設順序為引導，理論知識圍繞指導工作任務需要，充分發揮校企合作關系，共同開發教學資源，實現學生培養過程共管，培養質量共評。采用工學結合的形式，使得學生在真實檢測工作條件下最終掌握職業能力。同時結合高職教育及職業資格證書獲取對理論知識、職業能力和職業素養的要求，融入相關內容，并由此形成過程性考核、項目考核和終結性考核相結合的課程考核方式。
1.1 合理設置學習情境，構建“崗位能力+職業目標”的課程標準
按照土木工程檢測技術專業“雙融共育三結合”人才培養模式要求，依據土木工程檢測技術專業人才培養方案，開發“橋梁工程試驗與檢測”課程標準，以橋梁工程為載體劃分學習情境，以檢測員真實、完整的工作內容構建學習情境內容，由橋梁工程施工前準備階段、施工階段、施工驗收階段為主線安排學習情境順序。
1.2 緊密結合檢測員崗位需求，構建理實一體化的“項目化”教學模式
參照檢測員崗位工作流程，采用工學結合“任務驅動”方式培養學生綜合能力，建立了理實一體化教學流程，如圖1所示，實現了理論教學與實踐環節的有效結合。
2 建設內容
2.1 構建基于工作過程的課程體系（圖2）
2.2 構建情境化的學習項目
按照工作任務流程，從橋梁工程整體評價方法、檢測試驗儀器介紹著手，以橋梁工程施工前準備階段、施工階段、施工驗收階段的檢測項目為設計思路，將課程劃分為兩個模塊七個教學情境，基礎模塊包括橋梁工程試驗與檢測概述和橋梁工程結構試驗檢測儀器設備連個學習情境，核心模塊包括橋梁工程原材料試驗檢測、橋梁工程制品試驗檢測、橋梁工程地基與基礎試驗檢測、橋梁構件狀況及耐久性檢測、橋梁荷載試驗與承載力評定五個學習情境，每個情境采用任務驅動的方式，引導學生學習。
2.3 建設流程
在線開放課程具有知識“碎片化學習”特點[3]，側重于網絡平臺的在線交互學習交流[4]，鑒于此制定相應的建設流程。
2.3.1 網絡平臺建設
由學院提供的職業院校數字化學習中心為網絡平臺，將課程分為課程公告、課程內容、作業、考試、討論區、答疑、筆記、學習檔案八個網絡模塊。
2.3.2 知識點設計
按照在線開放課程知識“碎片化學習”的特點，需要將《橋梁工程試驗與檢測》課程所有知識點進行梳理，再進行教學設計并將他們串接起來，每個知識點時間控制在10分鐘左右，并設置相應的測試。
2.3.3 課程設計
《橋梁工程試驗與檢測》課程設計主要包括課程簡況、教學簡況、課程設計思路、成果、考核評價、教學條件、參考資料、教學組織這八個方面。
2.3.4 課程錄制
建設團隊根據課程內容確定錄制的知識單元、錄制場景和風格，將每個知識點做好腳本后進行錄制。
2.3.5 課程上線
將制作好的課程資源上傳至網絡平臺，課程網址，課程正式上線。
3 數字資源規范要求
為了提高在線開放課程維護效率和學習者的學習效率，數字資源的規范要求很重要，主要體現在結構的規范性和格式的規范性。
3.1 結構的規范性
在線開放課程結構的規范見表1。
3.2 格式的規范性
在線開放課程格式的規范見表2。
4 結語
《橋梁工程試驗與檢測》在線開放課程的建設，使專業教學形式更加靈活，學生通過網絡學習，開放性更好，可以與老師隨時進行網絡交互式探討，提高了學習效率，提升了學生試驗檢測技能，提升了學生的就業競爭力。
參考文獻：
[1]袁莉，斯蒂芬?鮑威爾，馬紅亮.大規模開放在線課程的國際現狀分析[J].開放教育研究，2013，19（3）：56-62.
[2]于歆杰.在線開放課程需要建以致用[J].中國高等教育， 2015（24）：9-10.
橋梁工程課程設計范文第4篇
一、城南學院橋梁工程方向應用型人才培養方案和課程體系特點
（一）課程體系的構成學院橋梁工程專業人才培養方案課程體系的構成采用“基礎平臺＋專業方向”的形式，專業教學計劃中的必修課設置三個平臺，選修課設置專業方向選修課。必修課三個平臺為：1．第一平臺：即公共課平臺。開設這類課程是對學生進行通識教育和素質教育的基本途徑。主要包括兩課、體育、外語、計算機基礎等。2．第二平臺：即基礎課與專業基礎課平臺。此類課程為土木、水利工程、道路、橋梁工程大類平臺內的課程。包括結構力學、流體力學、土力學、基礎工程、工程地質等。3．第三平臺：即專業課平臺。該平臺構建在前兩個平臺的基礎上，主要設置專業主干課程，包括砼結構、土木工程施工、高層建筑結構、路橋工程、建筑結構抗震、道路工程等。（二）學時、學分分布總學分：專業四年至少修滿168學分。其中理論教學總學分118學分，集中實踐教學環節總學分50學分。理論教學總學分：在118學分中，必修課占83.5學分，選修課占34.5學分。選修課包括專業方向選修課和公共選修課。（三）實踐教學環節安排實踐教學是與理論教學密切聯系且又相對獨立的教學體系，其重點是強化對土木工程專業學生素質與應用能力的培養。在制定實踐教學環節的具體方案時，應從對學生創新意識和實踐能力培養的角度出發，按基礎實踐、專業實踐和綜合生產實踐三個層次制定。在不同層次的具體環節中，可以設置不同的選修“模塊”，由學生根據個人興趣和就業工作趨向選修。實踐環節總學分為50學分。具體內容：1.基礎實踐，共約4學分，包括軍事理論及訓練、大學物理實驗、英語應用能力實習等。2.專業實踐包括測量實習、工程地質實習、認識實習、結構設計原理課程設計、基礎工程課程設計、橋梁工程課程設計等，共約31學分。3.專業綜合實踐，共約15學分，包括畢業（生產）實習，不少于5周，畢業設計10周。整個框架在考慮橋梁工程專業基本教學的同時，系統考慮了外語能力、計算機能力、結構設計能力三個方面能力的培養。3城南學院橋梁工程方向應用型人才培養方案改革。從2006年起在土木工程專業進行了試點和探索，“5+1+2”應用型人才培養體系根據人才培養模式的多樣化和最優化與橋梁工程專業方向的特點結合，進行了相應的調整。(1)理論教學的調整：首先調整了必修課和理論課，增加選修課，確保實踐教學要求。A、將必修課時間壓縮，如“高等數學”由160學時改為136學時。B、將必修課內容整合，如“畫法幾何”（34學時）、“土木工程制圖”（60學時）合并為“畫法幾何與工程制圖”（64學時）。C、將專業課內容和時間進行調整，教學內容由設計理論為主線改為以設計方法為主線。然后調整了選修課內容，增加土木工程相關專業（道路、隧道、建筑）等方向的專業選修課，便于學生結合工程實踐的內容進行相關調整。增加一些提高土木工程師素養的選修課程，如工程經濟、管理、法律等相關課程。2實踐教學的調整：A、將原來分散在各個學期的校內外課程實習整合集中到暑期前后的夏季學期。B、工程實踐時間延長到1年，實習的同時完成學校布置的畢業設計。通過對橋梁工程方向培養計劃具體的修改，可以看到，課內教學時間明顯縮短，實踐教學時間明顯增加，幾乎占在校時間的40%，集中性實踐教學時間超過了70周。在培養方案中，課程設計和工程實踐結合的更為緊密，由原來單一的重視設計轉變為設計與施工技術的綜合平衡，突出了“應用”，與學生的基礎素質更好地協調。(4）城南學院橋梁工程方向人才培養方案的實踐探索城南學院橋梁工程方向人才培養方案的實踐探索主要從以下幾個方面來開展：(1)原來校內外課程實習是零散的分布在各個學期，實習效率較低，有時受氣候環境影響大，為改變這種情況，新的然才培養方案將分散在各個學期的校內外課程實習整合到工程實踐中，集中在暑期前后的夏季學期進行。(2)工程實踐周期延長到1年，其中包括2個春秋學期和2個夏季假期，打破原有人才培養方案中學期和假期的界限。學生從三年級第二期末開始工程實踐，學校聯系在建重大工程項目和學生自主聯系相對分散的實習項目相結合開展實習，結合在建高速公路、技術復雜的長大橋梁等重大工程項目進行工程實踐，加強實踐鍛煉的同時，完成學校布置的畢業設計。通過不同項目的工程技術特色實現橋梁工程專業人才特色培養和專長培養。(3)為保證程實踐期間的安全管理和教學質量管理，學院采取了工程實踐指導學校（指導教師）和社會(生產一線專家)相結合的方式，實行“雙導師制”。通過上述方式提高工程實踐的效果，加強學生工程實踐能力。
二、結語
目前，“5+1+2”模式已在長沙理工大學城南學院橋梁工程專業實施了4年。經過這幾年的教學和實踐過程，城南學院土木工程專業橋梁工程方向人才培養改革取得了比較明顯的效果。在突出獨立學院特點，充分考慮獨立學院學生的基礎素質實施因材施教的前提下，以“應用”為目標，以學以致用為原則，以人才市場需求為導向，根據畢業生就業走向（施工單位、監理單位、建設單位）制訂并完善了土木工程專業橋梁工程方向人才培養計劃，強化實踐教學，提高學生的工程實踐能力，增強了畢業生在就業大軍中的競爭力，進而提升獨立學院自身教育質量，突出了辦學特色保持了自身市場競爭力。
作者：徐曉霞 劉揚 單位：長沙理工大學 土木與建筑學院
橋梁工程課程設計范文第5篇
關鍵詞：橋梁；結構計算；教與學
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）18-0065-03
同濟大學土木工程本科專業自1998年開始實施寬口徑人才培養模式。按個人興趣和擇優錄取的原則，部分學生在第三學年進入橋梁工程課群組。這些學生在前兩年的公共基礎課和專業基礎課學習階段中，已經學習了《理論力學》、《材料力學》、《結構力學》、《混凝土結構基本原理》、《鋼結構基本原理》、《荷載與結構設計原則》等基礎課程。經過這些課程的訓練，學生已經儲備了各種橋型結構計算的一些基礎知識。但學生在各門專業課程中學到的計算方面的知識和方法仍然是分散的，而針對一座橋梁的系統的、全面的結構計算直到畢業設計階段才得到鍛煉，導致在有限的畢業設計時間內不能取得良好的效果。為此，同濟大學橋梁工程系配合“卓越工程師”培養計劃進行了課程設置改革，將橋梁課群組培養計劃中涉及到的橋梁結構計算方面的內容整合成一門獨立的《橋梁結構計算》課程，成為基礎知識與實踐能力間的重要紐帶。本文著重介紹《橋梁結構計算》課程的教學目的和課程設置，并就教學特色談談作者的體會。
一、課程設置
橋梁結構計算是指：通過橋梁設計資料的匯集提煉出計算條件后，運用結構分析理論和方法，計算得到結構的位移、內力、應力、約束反力等效應，再對計算結果進行判斷、審核，在決定取舍后將結果轉換成有用的設計數據，作為評估橋梁性能和進行結構優化的直接依據提供給設計者的全過程?！稑蛄航Y構計算》必須解決的問題是在學生學習完直到《橋梁工程》等階段的專業課程后，通過本課程的教學，使學生掌握橋梁工程設計及科研中常用的一些橋梁結構分析基礎理論、方法，并初步具備使用橋梁結構計算程序進行結構分析的能力，為后續專業課程及畢業設計中遇到的結構計算奠定必要的基礎?！稑蛄航Y構計算》課程主要設置以下內容：
1.橋梁結構分析的準備工作。荷載橫向分布計算是得到廣泛應用的橋梁結構空間內力計算的一種實用近似方法，對簡化計算步驟，提高計算效率具有十分重要的作用。而在采用有限元程序計算結構內力和變位，乃至計算橋梁橫向分布以及對橋梁構件進行承載力和應力驗算時，作為結構有限元分析求解中的重要數據，我們都會遇到斷面幾何特性的計算。課程中介紹了梯形分塊法、三角形分塊法、矩形條法、分艙板法等常用的截面特性計算方法，以及杠桿法、剛性橫梁法、鉸接板法、鉸接梁法、剛接梁法、比擬正交異性板法（G-M法）等常用的荷載橫向分布方法，通過手算及電算掌握其原理和計算方法。
2.橋梁結構分析的基本理論和橋梁結構計算程序的編寫原理。有限單元法作為一種數值分析方法在當今工程分析界中獲得了最廣泛的應用，其基本理論是在開發或使用以有限元為基礎的橋梁結構分析程序之前所必須基本掌握的。課程中基于結構力學中位移法的基礎知識，介紹桿系結構有限單元法分析原理和靜力分析程序的編制原理，包括桿系結構的單元剛度矩陣、坐標轉換矩陣、總體剛度矩陣及荷載列陣的集成、邊界條件處理、方程求解得到節點位移、單元內力及支承反力計算等內容。圖1給出了桿系結構靜力分析程序的流程圖。
3.橋梁結構殊問題的分析理論和方法，以及將一般桿系分析程序擴充為具有施工仿真分析功能程序的原理和技巧。實際橋梁工程中的一些結構特性往往超越了普通桿系結構有限單元法的適用范圍，橋梁結構計算必須能夠明確橋梁結構殊問題的分析方法，并能對一般的有限元程序進行改造，實現橋梁結構的特殊分析。橋梁在施工過程中后期結構的受力狀態與前期結構的受力狀態密切相關，因此進行施工分析程序是必要的。課程中介紹帶剛臂單元、等效節點荷載、節點同位移約束、單元端點自由度釋放、支座強迫變位等一些特殊問題的分析理論與方法，介紹橋梁結構施工分析程序編制原理，另外將較為復雜的預應力效應分析、徐變效應分析、活載效應分析和索力調值
計算等內容作專題進行介紹。圖2給出了橋梁施工分析程序流程圖。
4.初步應用橋梁專用程序系統進行各橋型的結構分析。利用橋梁結構計算原理與程序進行實橋的結構分析是橋梁結構計算的直接目的。課程中介紹梁橋的結構計算，主要涉及一次落架法與懸臂澆筑法兩種典型結構施工方法，并重點關注結構撓度計算和預拱度設置、掛籃模擬、連續剛構橋群樁基礎的簡化模擬等內容；介紹拱橋結構計算，包括拱橋的結構體系、施工方法概述、拱橋的穩定分析、拱橋的動力分析、上承式混凝土拱橋計算、中承式梁拱組合體系橋計算、斜拉扣掛法施工中承式桁架鋼拱橋計算等；介紹斜拉橋結構計算，包括斜拉橋的結構體系與施工方法概述、斜拉橋合理成橋狀態及合理施工狀態確定方法、斜拉橋幾何非線性分析方法介紹。由于懸索橋結構計算涉及到較為復雜的幾何非線性分析，超出本科生教學要求和接受能力，因此本課程暫未講授相關內容。課程中還給出了各橋型橋梁分析的一般流程，其中具有代表性的梁式橋的結構分析流程如圖3所示。
二、橋梁結構計算教學特色
同濟大學橋梁工程系在國內土木工程專業較早開展了《橋梁結構計算》課程，作為橋梁工程教學改革的一部分，這門課嘗試了一些新的教學方法，具有以下幾個方面的特點：
1.強調手算能力向電算能力的過渡與銜接。不斷推出的國內外結構分析通用程序和橋梁分析專用程序，為橋梁工作者提供了有效的分析工具，也成為土木工程專業橋梁工程課群組本科畢業生必須初步掌握的內容。橋梁課群組學生通過《結構力學》、《結構設計原理》等課程學習到了計算原理，并通過課程作業及配套的課程設計鍛煉了手算能力。同濟大學橋梁工程系不僅在實踐教學環節開設了專門講授常用橋梁結構計算程序使用方法的《工程軟件應用》課程，更重要的是，作為手算和電算方法的過渡，開設《橋梁結構計算》課程作為基礎課程和畢業設計綜合應用鍛煉之間的重要紐帶，加強學生實踐能力培養。
2.強調課程內容的循序漸進、由簡入繁。課程內容考慮到學生群體多為初涉橋梁工程的中高年級本科生的現狀，從橋梁結構計算的基本原理入手，再有層次地引入相關程序功能的介紹，最后實現對實橋的結構計算。這樣的教學思路不僅強化了學生的基本概念，同時也符合思維認知的一般過程，降低了學生掌握課程內容的難度。
3.強調橋梁結構計算實現方法的非唯一性。橋梁結構計算實現方法的非唯一性體現在兩個層面：通過對不同橋梁結構計算軟件的比較，可以發現各軟件的程序編制原理存在著不同，這一點在預應力、徐變等模塊上體現得尤為明顯；使用人員對同一計算需求采用的不同計算方案，也會導致結果不同。學生在學習完課程后，能夠了解橋梁結構計算的基本原理，對于特定的結構能夠進行準確的模擬與合理的簡化，選擇適合該結構的計算軟件與相應的實現方法。
4.強調計算分析人員對程序結果的把握。程序終究只是結構計算分析人員的工具，無法替代工程師在結構計算分析中的主導性。學生要理解輸入數據的計算方法（比如預應力線形輸入的導線法），以及如果輸入了不同數據可能造成什么后果；要具有定性判斷程序計算是否合理的能力。課程特別關注了學生對程序輸入模塊中各輸入對象的理解，例如在預應力線形的輸入中，課程利用導線法示意圖扼要地講解了其原理，學生在理解了基本原理后，也就自然掌握了預應力線形的輸入方法。
5.強調學生實踐能力的培養。通過布置荷載橫向分布電算與簡支梁結構電算作業，鍛煉學生的動手能力。課程本身較強的實踐性成為較為偏重理論的《橋梁工程》課程的有益補充，同時配合學生之前先修的預應力混凝土簡支梁課程設計（手算）以及之后需要修習的大跨度橋梁課程設計（電算）等實踐課程，為學生架起了從手算到電算之間的橋梁，便于學生把握手算與電算的異同，切實提升學生的設計能力。
6.注重和先修主干課程的有機聯系。在第5點中已經可以看出，作為一門整合學生已有知識，培養學生結構計算能力的重要課程，《橋梁結構計算》十分重視和其他課程的有機聯系。這樣的聯系不僅體現在實踐環節的課程上，也體現在《混凝土結構基本原理》、《鋼結構基本原理》等專業主干課程上。例如在講解受彎構件承載力計算部分的內容時，課程給出了脈絡清晰的計算程序框圖（圖4）。
7.介紹了多種橋梁結構計算分析軟件。對當今國內主流的橋梁結構計算程序橋梁博士、Midas Civil等都有簡要的介紹。多種軟件的介紹不僅使得學生在之后的課程設計及畢業設計中能夠較快上手，勝任結構計算的工作，更能夠極大地鍛煉學生的思辨能力，從而增進對橋梁結構計算基本理論的理解與對相同結構在不同軟件下電算結果的把握。
三、學生反應
本文的第二作者是曾選修過《橋梁結構計算》的學生，也切實地感受到《橋梁結構計算》對于提高學生能力的重要作用，給學生印象最深刻的是《橋梁結構計算》課程在橋梁工程課群組中的紐帶作用。譬如在《橋梁工程》中對荷載橫向分布也有介紹，但限于課程目標與課時限制，對常用的荷載橫向分布方法只有原理性的介紹。而《橋梁結構計算》則通過剛性橫梁法的手算聯系加深了對橫向分布理論的認知，同時讓學生通過軟件采用其他多種方法計算結構的荷載橫向分布效應，節省了計算機時代前繁復而意義不大的手工計算，高效地促進了學生對各種荷載橫向分布方法理論的認知。又如課程中的實橋結構計算部分，老師提供一個完整的與給定結構相關聯的“橋梁博士”計算模型，學生在此基礎上進行修改與擴充，并通過對結構分析基本理論的理解采用Midas Civil軟件進行復核，解決了學生對于一個實橋結構難以直接上手的問題，有機地串聯了課程的大部分內容，讓學生在利用兩種軟件分別建模的過程中體會橋梁結構計算實現方法的非唯一性以及各軟件在不同模塊上表現的差異，對兩個模型結果進行比較來相互驗證，從而確保計算結果的準確性。
同濟大學橋梁工程系在課程改革中開設《橋梁結構計算》這門課程，希望能夠引導學生把握橋梁結構計算分析發展的時代步伐，在牢固掌握基本理論的同時注重加強程序應用實踐的意識。我們有理由相信，作為未來橋梁設計中堅的他們，一定能夠使我國早日實現從橋梁大國到橋梁強國的跨越。
參考文獻：
[1]肖汝誠.橋梁結構分析及程序系統[M].北京：人民交通出版社，2002.
