桥梁与结构工程的联系是什么?
桥梁与结构工程的联系是什么?
我们国家的学科体系是学苏联,所以划分学科的时候,有按照行业划分的趋势。
其实在欧美国家体系,就只有结构工程系(DepartmentofStructuralEngineering),而没有桥梁工程系(DepartmentofBridgeEngineering)。
在我国,结构工程有被狭义的定义为工民建的趋势。实际上桥梁和工民建都是以大结构力学为基础的应用力学工程学科,根据工程实施中产生的实际问题,设立不同的技术分析方法和学科发展方向。
我认为,按照我国的国务院学科目录,我们的土木工程学科对应欧美体系中的两大类:结构工程,岩土工程。
(桥梁与隧道工程,实际上被分别划入结构工程与岩土工程)
从这个意义上说桥梁就是结构工程的一部分。
从科研上来说,国内的桥梁工程偏向于上部结构,这也就是说,国内的桥梁工程实际上就是结构工程的一部分。桥梁工程的基本科学问题,应该也是结构工程的基本科学问题。
而从工程上来说,如果把结构狭义的理解为工民建,由于桥梁与工民建有不同的功能需求,同时学科分类的时候将桥梁与工民建泾渭分明的划分开,因此也造成了工程界桥梁与结构划分更明显,甚至产生隔行如隔山的感觉。
所以,平时我在做工程项目时,桥梁工程做得多,工民建做得少,而科研工作偏向于结构工程,研究基本构件的结构行为。
我是很反感在科研时,老谈大跨度桥梁,基本科学问题都没解决,简支梁问题都没搞清楚,动辄就搞大桥梁,这是耍流氓。
而就其面向工程需求的特点而言,与工业与民用建筑对比,桥梁工程的特点有:
1、大跨度,不知道工民建上大跨度是什么定义。
桥梁工程本科做的毕业设计中,桥梁跨度为150m左右。
2、桥梁结构简单。与工民建相比,桥梁结构是个线结构,也就是说大部分桥梁是个梁结构,而且是比较符合力学假定的梁结构,从这点而言,桥梁结构很能体现力学原理的。同时,桥梁支座是个特点,桥梁利用各种支座来改变梁体的边界条件。
而工民建中很少使用支座。而且我感觉缺少支座的概念
合肥南站设计的时候,有一榀排架有150米左右,温度变形累计之后,引起的柱顶位移将给柱底一个很大的弯矩,普通钢筋混凝土配筋搞不定。
当时我给他们提供咨询服务,提了个建议,为什么不在柱顶设置支座,以释放纵向位移。
他们觉得从来没有用过支座,很担心,最后也没有采用。
3、收缩徐变特性,桥梁的大跨度特性会导致混凝土收缩徐变特性异常突出。这个在工民建中也是很少考虑的问题。
收缩徐变是个时变问题,与加载路径相关的问题,为了考虑收缩徐变问题,桥梁设计中,必须给出施工过程安排,施工单位也必须根据设计单位的施工步骤来组织施工,施工时间也在设计中预先设计好。
而建筑设计中,施工组织及施工时间安排,设计单位是不做的。
当时给合肥南站做咨询时,建筑部门想让我们帮他算收缩徐变,我告诉他们,这个没法算。施工方案都没有,施工时间也没有,算收缩徐变只能瞎算。
4、桥梁工程中预应力用的多,而工民建中预应力少。
这里讲的预应力是真正的预应力,是采用高强钢绞线(抗拉强度1860MPa),而不是工民建中的所谓预应力板。
5、桥梁设计关注施工,而工民建对施工不那么关注。
桥梁的施工方法很多,而采用不同的施工方法,桥梁的内力不一样。
桥梁的施工过程中存在结构体系转换,桥梁施工方法分类很多,有满堂支架,悬臂施工,转体施工,顶推施工等等,同一座设计一模一样的桥梁,采用不同施工方法,内力,配筋完全不一样,所以桥梁设计必须依赖施工方法,所以我上桥梁工程课,一般先讲施工方法,再讲内力计算,而不按照教科书的顺序。
6、工民建设计中,受约束大,桥梁设计受约束较小。
工民建中的结构设计,是在建筑师做完功能设计后,用结构手段实现建筑师的设计。因此在实际设计过程中,就经常会受到建筑师的制约。
比如说梁高,如果单纯说建筑工程没法做大跨度,这是不公平的。
这句话的前提是,在梁高受限的情况下,建筑工程跨度做大很困难。而桥梁中限制少些,为什么单跨能做到150米,那是因为梁高做到了10多米。
所以如果说设计时带着脚镣跳舞,工民建设计师的脚镣更重。有时候约束太多的情况下,设计某些发挥余地就很小,给人技术含量偏低的错觉。
7、这个差别恐怕是中国特色了。工民建的投资来源于开发商,也就是私人老板。而桥梁投资来源于国家。
开发商的目的是追求利润,所以在成本控制上会非常严格,甚至无理。例如,开发商都有设计优化部,这是部门是干啥用的呢,将设计院的设计拿来,尽可能的减少钢筋用量。
这时候,如果设计院不同意怎么办,那就找过一家愿意盖章的小设计院出图。我还知道,在成都市场,某品牌还比较大的房地产开发商,在和设计院签订合同的时候,将每平方用钢量限制写入合同的无耻做法。
桥梁投资的管理者是代表国家的交通局,公路局或者下属的国有公司。
他们更关注如何把钱安全的花出去,如何避免事故。因为多花点钱,恐怕国家不会追究他责任,因为钱没有进他的腰包;而如果因为他的节约,造成了事故,,那他的乌纱帽就不保了。所以桥梁投资资金是相对比较充足的,在桥梁开工前,资金都是有保障的。我们听说过烂尾楼,烂尾桥恐怕还是比较少见。
资金是否有保证,就决定了设计的时候的自由度有多大。
有时候桥梁设计师说自己老被业主指手画脚,我想这时候可以发挥你的专业特长,告诉业主,你别乱来,桥坏了,你自己负责。
善于说服业主,也是设计师重要的能力之一。
其他可能还有一些区别,目前想到的这些,其他的想到再说。
答:主体工程指建筑的受力部分(即框架或框剪),不包括起空间分割的二次围护结构。详情>>
答:详情>>