桥梁工程课程教学的创新

1.我国桥梁建设技术的现状

近年来我国投入了大量资金进行基础设施建设，建造了很多大跨径的桥梁建筑，但有创新性的新结构、新材料、新设备、新工艺却很少出现。桥梁跨度的增加，带来技术难度的增加，但并不是跨度大了，就是创新了。我们注意到在上述23座国内跨径达到世界前十的桥梁中，真正有世界影响的创新技术并不多。另外我国的专利数量每年数以万计，但真正在国内外有影响力的只占0.1～0.2%。这些都说明我国的创新水平和创新能力还处于相对较低的水平。创新是科学技术发展之本，它影响到桥梁工程的发展、桥梁工程人才的培养和中国桥梁的国际地位。对学生“创新理念”和“创新思维能力”的培养应作为桥梁工程教学的重要任务来抓。

2.增强对创新理念的认识

桥梁工程建设的理念：简单地说就是要修什么样的桥，怎样来修建。大的原则是要修建安全、适用、经济、美观、耐久和环保的桥，而怎样更好地实现这个原则，或者说使这几个方面做得更好，就必须要创新。例如在桥梁的耐久性方面：目前的现状是桥愈修愈多、愈修愈大，但桥梁的使用寿命却愈来愈短；2007～2011年五年内，全国垮了至少17座大桥，其平均寿命不足20年，特别是2011年七月份不到十天时间内跨了4座桥，有些桥梁寿命还不足12年，引起了全国震惊。这就告诉我们：一定要树立桥梁长寿命的理念，必须要创建保持和延长桥梁寿命的核心技术。

创新在形式上有：原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新三种。原始创新是最高层次的，也是我们着力追求的，但后两种是目前阶段最多的创新形式，也是以原始创新为基础的。目前对创新有两种心态必须纠正：一种是认为创新简单、随意，到处都是国内首创、国际领先，这是不科学的；另一种则认为创新很难很神秘，这也是不必要的。邓文中先生对创新的定义，即创新是“有意义的改进”，有意义必须是有价值的增加。具体地说在桥梁结构性能、经济、美观、方便施工、增加耐久性和有利环保等方面获得更多有价值的改进，就应该是创新。

重庆交通大学的顾安邦教授通过参与钢管混凝土拱桥和波形钢腹板组合箱梁桥的科研工作，以及重庆菜园坝长江大桥、石板坡长江大桥复线桥和朝天门长江大桥的一些技术工作，对最具有创新空间的组合桥梁的创新理念有独到的见解，他认为要使组合桥梁健康发展，需要关注两个问题：组合的合理性；结构多元组合核心技术的研究。

2.1组合的合理性

组合不是简单的迭加，而是多种体系或多种材料的合理结合，以达到充分发挥各种结构体系的优点和充分利用各种材料性能的目的。例如：重庆菜园坝长江大桥，它是由钢箱拱、预应力混凝土刚构和钢桁梁三种结构结合而成。拱与Y形刚构的结合，大大减小了主跨钢拱的跨度（由420m减为320m）改善了受力；钢桁梁与刚构及拱的结合，大大增加了主拱的刚度，满足了轨道交通运营的需要；同时强梁柔拱结构亦带来了纤柔、简洁、美观的效果。这种组合合理、自然、美观，应该说是一个很好的创新理念。而有些桥梁的组合就很勉强。又如重庆石板坡长江大桥复线桥，由于要求新老两桥桥型一致，并满足300m的通航净空，必须修建主跨330m的连续刚构。主跨中部采用了108m钢箱梁与两边的预应力混凝土结构用特殊的钢混接头联结形成钢-预应力混凝土组合式连续刚构桥，不但有效降低了结构自重、增加了连续刚构的跨越能力，而且有效地减少了PC连续刚构桥开裂和跨中持续下挠的病害；同时降低了施工风险、加快了施工进度。因此钢-预应力混凝土组合连续刚构桥应该是一个很好的创新理念。

2.2结构多元组合核心技术的研究，也就是创新核心技术的研究

创新理念是一种构思、一种思想，它要成立和实现就离不开创新核心技术，因此，创新核心技术是创新理念的主要支撑。例如：钢管混凝土拱桥。该桥型在我国1990年修建第一座，至今已修了260多座，发展比较快，但人们对它的认可度还不高。主要原因是管内混凝土脱空一直困扰着人们，脱空后对结构性能到底有多大影响，如何避免和减少脱空就成了钢管混凝土拱桥的核心技术问题，我相信这个具有创造性的技术一旦解决了，这种桥型还会有较大的发展。又如菜园坝长江大桥，其核心技术是拱、刚构、桁梁如何有效地结合起来。建设中采用了分离系杆和边墩设竖直系杆的技术，前者把拱、刚构、桁梁三者有效地结合起来，后者起着主动控制内力的作用。它可以说是具有一定创新意义的核心技术。

3.教学中对学生创新理念的培养

创新理念的培养涉及因素很多，对于桥梁工程教学来说，建议如下：

（1）在教学思想上，要树立创新理念和创新思维能力的培养是桥梁工程教学的主要任务的思想，在这个思想的指导下修改桥梁工程教学大纲和教材。

（2）在教学内容上，在确保基本内容的基础上增加设计构思、方案比选、桥梁发展史、桥梁工程创新技术和国内外成功的具有创新意义的典型桥梁工程分析。通过分析对比，使学生认清不足和差距，激励学生的创新精神。推行重大科研成果进教材、进课堂的措施，提倡编写不同风格的教材，有利于相互学习交流，更有利于创新理念的培养。

（3）在教学方法上，将创新理念融入教学环节中，在课程设计和毕业设计中，应加重桥梁方案设计内容。研究和改进桥梁工程实习环节，目前很多高校的桥梁工程实习由于经费和工点等原因，流于形式，浪费时间，实习效果不良。为了提高实习效率，争取让同学们在有限的实习时间内学得尽可能多的工程实践知识，学科相关负责人应该积极主动地与有实力的设计院和建设公司合作组建实习基地，通过教学内容和实践性环节的改进，培养学生的动脑、动手的创新能力。

作者：张永存 单位：河南城建学院交通运输工程学院