同济大学的：桥梁工程
桥梁工程专业课程体系的改革
台课 上统 一安排 ， 桥 梁方 向的专业 课在此 基础上 进行 。 专 业 课 的教学 目的就是 要使 学生 综合 运 用所 学基 础 知识 ，学 会 按照工程特点进行思维的方法 ，了解桥梁结构体系可能的 创新 方 向。
表 ２ 改 革后 的主 要 课程 设置
课 程名称 学 分 选／ 必修 桥梁概 念 设计 １ ． ５ 必修 桥 梁工 程 （ 上‘ Ｆ） 备３ 必 修 钢 与组 合 结构桥 梁 ２ 必 修 道 路与 铁道 工程 １ ． ５ 必 修 桥 涵水 ： 艾 ｌ 必 修 简支梁 桥 课程设 计 必修 连 续体 系粱 桥课程 设计 必修
选修 选修 选修 选修 选修
１ ． 学生 在 已知桥 梁结 构形 式与 施工 方法 的条 件下 ， 计算 分 析能 力很 强 ， 能 正确 分析 常规 桥 梁 的受力 特 点 ， 并 进行 构 件 配筋设 计 。 ２ ． 从毕 业设 计效果 与用 人单 位 的反馈 情 况看 ， 学 生对 桥 梁 总体 设计 与施 工方 法 的掌握 程 度 比较 差 ，特别 是根 据 实 际使 用要 求与 建设 条件构 思桥梁 方案 的能力 很差 。 ３ ． 学生 对 桥 梁结 构 构造 、 计 算方 法 与 受力 原 理 、 材 料 特 点、 施 工工 艺之 间 的 内在 联 系掌 握得 比较 差 ， 对如 何选 用 常 用桥 梁构造 、 尺寸 、 计算 方法 和施工 工艺 感觉 无从下 手 。 ４ ． 在计算 机软 件技 术长 足发 展后 ， 桥梁 电算 内容 与 目前 实 际应用 中的计算 机 辅助 设计 与施 工 有较 大脱 节 ，在 运用 计算 机结构 分析 软件 时 ， 对计算 结果 的判 断能力 差 。 二、 课程 设置调 整的 总体 思路 古代 土木 工程技术是 以师傅传 徒弟的方式代代相传 的， 自 从 现代 科学 体 系形成 以来 ， 土 木工 程 技术 已经越 来越 科 学化 ， 目前 的土 木工 程教 育形 成 了一 套 整系 统 的科 学体 系 。随着工 程技 术复杂 程度 的增 加 ， 原 来 的土木工 程技 术 已
桥梁风工程
同济大学土木工程防灾国家重点实验室 中国空气动力研究中心(绵阳) 北京大学力学系、湍流国家重点实验室 西南交大桥梁工程系 汕头大学、湖南大学、长安大学 广东建科所、香港科技大学、香港理工大学
同济大学土木工程防灾国家重点实验室
3. 风工程历史
3.1 平均风荷载(～1760年)
John Smeaton(1724～1792)
B. 中国土木工程学会 结构风工程委员会（两年，2009年第十四届） 同济大学主席（葛耀君）和秘书长（朱乐东）单位
C. 中国振动工程学会 结构动力学委员会（四年，2005年第四届） 模态分析与实验委员会（四年，2005年第五届）
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2. 风工程论著
2.1 主要著作
[1]. R.h. Scanlan ＆E. Simiu, Wind Effects on Structures: An Introduction to Wind Engineering, John Wiley & Sons, 1996(3rd)
[7]. 项海帆等，现代桥梁抗风理论与实践，人民交通出版社，2005
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2.2 主要期刊
[1]. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics (previously Journal of Industrial Aerodynamics). 1975～
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1.3 风工程国际机构(续)
A. ICWE——International Conference on Wind Engineering (International Conference or Research Seminar on Wind Effects on Buildings and structures) (续)
同济大学桥梁工程专业考研
同济大学桥梁工程专业考研桥梁系在李国豪教授最初建立的传统研究方向：桥梁空间分析和桥梁稳左与振动的基础上，经过长期的发展和向新兴边缘学科转移，目前已形成了覆盖而较大的研究领域，主要研究方向有：桥梁抗震、桥梁抗风、桥梁汁算机辅助设计及专家系统、桥梁健康监测及状态评估、桥梁空间分析及大跨度桥梁、预应力混凝土桥梁、钢与组合结构桥梁、桥梁施工技术与工程控制。
桥梁抗震研究抗役规程（主要包括现有规范的修改，超大跨桥梁结构抗震指南以及重大工程安全性、耐久性设置标准等）：结构或构件的破坏模式、延性性能：桥梁减丧、隔箴及结构控制研究：考虑各种复杂因素的大跨桥梁空间非线性地震反应分析，桥梁抗震CAD系统，大跨桥梁结构的动力特性及振型耦合：现有桥梁的抗震评估与加固技术。
七十年代末开始结合1976年厲山大地箴进行桥梁抗震研究，先后承担和完成了20多项重要科研项目。
主要有：“斜张桥抗风和抗震研究”（城乡部重点科研项目）子项目、“大跨度桥梁非线性稳立分析及抗震抗风设计方法研究”（交通部“七五”重点项目）子项目、“公路工程抗丧设计规范专题研究”（交通部项目，编写组副组长）、“城市高架桥装配新结构的研究及模型试验”（国家“七五”科技攻关项目）子项目一“橡胶支座连续梁桥非线性地箴反应分析”、博士点基金项目等及上海测港大桥、天津永和斜张桥、九江长江大桥、广东九江大桥、上海南浦大桥、杨浦大桥、徐浦大桥、内环髙架桥、杭州钱江三桥、广东汕头海湾大桥、江阴长江公路大桥、广东虎门大桥等我国绝大部分大跨度桥梁的抗鳶研究项目。
近年来，年均承担科研与咨询项目经费100多万元。
该方向先后获国家“七五”攻关项目集体荣誉奖、建设部科技二等奖、交通部科技二等奖等。
该方向目前已成为国内桥梁抗爲的研究中心。
现学术带头人为范立础教授（博士导师）。
桥梁抗风颤振分析方法研究（包括状态空间法、有限元分析法等）；顾振理论研究（主要为颤振的概率分析理论）；抖振理论研究（包括素流风场中气动导数的识別、气动导纳的识别方法、抖振选型方法、抖振响应谱方法、非线性抖振的时域分析方法、抖振分析的实用工程方法）: 风洞试验技术研究（包括大气边界层风场模拟、髙频测力天平技术的应用）：风振控制理论的研究（主要研究被动TMD对桥梁抖振、颤振、涡振及驰振的控制、半主动控制理论）：大跨桥梁抗风设计方法研究（主要是直接为工程实际服务）：高层建筑、髙耸结构、大跨屋盖结构的风致振动研究及抗风设计方法研究。
中国桥梁工程专业大学排名
【2008-2009年度中国桥梁工程专业大学排名】排名大学建制传承学术带头人1西南交通大学桥梁工程系赵人达、蒲黔辉、唐继舜等2同济大学桥梁工程系李国豪、范立础、姚玲森、葛耀君等3中南大学桥梁工程系刘宝琛、曾庆元等东南大学桥梁工程系方福森、方左英、刘树勋、叶见曙、刘其伟等清华大学研究方向方秦汉、秦权、辛克贵、聂建国等湖南大学桥梁工程系刘光栋、陈政清、赵跃宇等4长安大学桥梁专业刘健新、胡兆同、胡庆安、刘万锋等哈尔滨工业大学桥梁工程系华中科技大学桥梁工程系方秦汉等5长沙理工大学桥梁工程系大连理工大学桥梁研究所张哲等6武汉理工大学桥梁工程系7重庆交院桥梁工程系8石家庄铁道学院桥梁工程系9 兰州交院桥梁工程系10福州大学桥梁工程系陈宝春、肖丹等上海交通大学桥梁研究方向刘西拉等件工程专业就业前景乐观时间：2010-12-08 13:44:31 来源：作者：编辑/璇玑全球经济一体化进程急速,中国加入WTO带动了国内软件市场的繁荣, 软件工程是计算机领域发展最快的学科分支之一,国家非常重视软件行业的发展,对软件工程师人才的培养给予了非常优惠的政策.在中国十大IT职场人气职位中,软件工程师位列第一位,软件工程人员的就业前景十分乐观.软件工程专业介绍职业定义软件工程专业培养掌握计算机软件基本理论知识,熟悉软件开发和管理技术、能够在计算机软件领域中从事软件设计、开发和管理的高级人才.工作内容1、指导程序员的工作;2、参与软件工程系统的设计、开发、测试等过程;3 、协助工程管理人保证项目的质量;4 、负责工程中主要功能的代码实现;5 、解决工程中的关键问题和技术难题;6 、协调各个程序员的工作,并能与其它软件工程师协作工作职位分析软件工程师是从事软件开发相关工作的人员的统称.它是一个广义的概念,包括软件设计人员、软件架构人员、软件工程管理人员、程序员等一系列岗位.这些岗位的分工不同,职位和/或级别不同,但工作内容都是与软件开发生产相关的.软件工程师是IT行业需求量最大的职位,稳居IT行业职位需求TOP10的第一位,第二位是高级软件工程师.软件工程就业方向1 可视化编程掌握程序设计方法及可视化技术,精通一种可视化平台及其软件开发技术.获取Delphi 程序员系列、Java初级或VB开发能手认证.就业方向:企业、政府、社区、各类学校等可视化编程程序员.2 WEB应用程序设计具有美工基础和网页动画设计能力,掌握交互式网页程序的设计技术,能进行网站建设和维护.获取Macromedia多媒体互动设计师或Delphi初级程序员或Delphi快速网络开发工程师认证.就业方向:企业、政府、社区、各类学校等WEB应用程序员.3 软件测试掌握软件测试的基本原理、方法和组织管理,精通软件测试工具.获取ATA软件测试工程师或Delphi初级程序员或Java初级程序员认证.就业方向:企业、政府、社区、各类学校等软件测试员.4 数据库管理能应用关系范式进行数据库设计,精通SQL语言,胜任数据库服务器管理与应用工作.获取Oracle数据库管理或SQL Server数据库应用或Windows XP应用认证.就业方向:企业、政府、社区、各类学校等部门的中、大型数据库管理员.5 图形图像制作精通国际上流行的图形/图像制作工具(如CorelDraw、Photoshop、Pagemaker等).获取平面设计师相关的认证.就业方向:广告制作公司、建筑设计公司、包装装璜设计公司、居室装修公司、出版印刷公司.6 网络构建技术熟悉网络结构和组网方式,掌握建网方法,能利用工具分析和排除常见网络故障.获取Cisco路由配置或华为网络工程或AMP应用工程师认证.就业方向:企业、政府、社区、各类学校等网络构建工程师.7 网络系统管理掌握网络系统管理的基本知识与应用技能,能进行网络系统的安全设置.获取Window2000 Server或TurboLinux TLCE或Cisco路由配置专家认证.就业方向:企业、政府、社区、各类学校等网络系统管理员.8 计算机办公应用精通办公自动化应用与管理,熟悉服务器的安装、管理和维护,基于应用服务器的相关服务和软件系统,具备对服务器的网络安全设置、邮件、网页发布、FTP、OA、BBS等系统的应用和维护能力.就业方向:企业、政府、社区、各类学校等系统管理软件工程专业发展前景作为"朝阳行业",软件行业的发展虽然受到全球金融危机的影响,但是从目前的形势来看,软件工程专业在未来多年内仍将是就业形势看好的专业.09年就业调查显示,软件工程就业率及就业工资水平均居高校各专业前列.这主要源自于软件行业的快速发展和政府经济结构调整而对软件人才的迫切需求,据估计,我国目前存在着80万的软件人才缺口,而对软件人才的需求也以每年20%的速度递增.未来几年,国内外高层次软件人才仍将供不应求.软件工程专业毕业生主要在各大软件公司、企事业单位、高等院校、各大研究所、国防等重要部门从事软件设计、开发、应用与研究工作.有数据表明,我国软件出口规模达到215亿元,软件从业人员达到72万人,时代的进步推动了经济的发展,经济的发展打造了网络的飞跃,网络的飞跃成就了软件工程的瞩目,如此多的光环下面,相信有更多的软件工程专业的毕业生们受到越来越多企业的青睐.。
桥梁风工程讲解
2. Simiu & Scanlan：《风对结构的作用》 3. 李国豪：《桥梁结构稳定与振动》
上课方式：课堂讲课为主，结合风洞试验参观 授课讲义：可以自由拷贝 考试方式：实际桥梁抗风设计项目课程作业
上课时间：总共12讲，每讲3学时 课程作业： 6周左右时间，指导2次 上课地点：彰武校区北大楼403A室
B. 中国土木工程学会 结构风工程委员会（两年，2009年第十四届） 同济大学主席（葛耀君）和秘书长（朱乐东）单位
C. 中国振动工程学会 结构动力学委员会（四年，2005年第四届） 模态分析与实验委员会（四年，2005年第五届）
同济大学土木工程防灾国家重点实验室
2. 风工程论著
2.1 主要著作
National Research Council (NRC) & University of Ottawa Robert I. Wardlaw, Hiroshi Tanaka, Kevin Cooper Steve Zan, Guy L. Larose
RWDI Incoporation Inc. Peter Irwin, Michael J. Soligo, Jiming Xie
Ⅰ. 1963 Teddington, England Ⅱ. 1967 Ottawa, Canada Ⅲ. 1971 Tokyo, Japan (formally established) Ⅳ. 1975 Heathrow (London), England☆ Ⅴ. 1979 Fort Collin, Colorado, U.S.A Ⅵ. 1983 Gold coast, Australia & Auckland, New Zealand
同济大学高等桥梁结构理论——混凝土箱梁桥实用精细化分析方法
（每块板的三层指标应力）
面外（反映局部荷载）
面内（反映整体荷载）
混混凝凝土土桥桥梁梁实实用用精精细细化化分分析析方方法法
桥梁结构的实用精细化分析模型
桥梁结构的实用精细化分析模型特点 实用性：可以直接联系配筋（相比块体单元） 精细化：拆解了空间效应（相比单梁模型）
一个箱梁截面的空间网格划分
混混凝凝土土桥桥梁梁实实用用精精细细化化分分析析方方法法
桥梁结构的指标应力
空间网格模型的指标应力
构件 箱梁顶板
箱梁底板 箱梁腹板
受力方向 纵向面外上缘 横向面外上缘 横向面外下缘 中间层面内 纵向面外下缘 横向面外上缘 横向面外下缘 中间层面内 中间层面内
应力特征 一维应力 一维应力 一维应力 二维应力 一维应力 一维应力 一维应力 二维应力 二维应力
混混凝凝土土桥桥梁梁实实用用精精细细化化分分析析方方法法
桥梁结构的实用精细化分析模型
腹板1
顶板
腹板2
腹板3
底板
一个箱梁截面的空间网格划分
混混凝凝土土桥桥梁梁实实用用精精细细化化分分析析方方法法
桥梁结构的实用精细化分析模型
箱梁截面的空间网格划分
混混凝凝土土桥桥梁梁实实用用精精细细化化分分析析方方法法
高等桥梁结构理论
混凝土桥梁 实用精细化分析方法
徐栋
同济大学桥梁工程系 二Ο一二年三月
主要内容
桥梁结构一些“经典概念”的探讨 桥梁结构的指标应力 桥梁结构的实用精细化分析模型
混混凝凝土土桥桥梁梁实实用用精精细细化化分分析析方方法法
桥梁结构一些“经典概念”的探讨
桥梁结构的三种主要空间效应 薄壁效应：直箱梁桥、弯箱梁桥 问题：超静定剪力流、约束扭转、翘曲的计算 各腹板的荷载分布：多腹板宽箱梁桥 问题： “影响面在纵横向有相似的图形”不成立 剪力滞效应：宽翼缘箱(T)梁桥、钢砼叠合梁桥 问题： “有效分布宽度”概念仅适用于简支窄梁（剪应 力为竖直方向）
桥梁结构几何非线性计算理论
二十世纪六十年代末，有限元法与计算机相结合，才使工程
中的非线性问题逐步得以解决
1.概述(续)
非线性问题及其分类
固体力学中有三组基本方程，即：本构方程、几何运动方
程和平衡方程。
经典线性理论基于三个基本假定，这些假定使得三组基本
平面桁架单元的切线刚度矩阵；平面柔索单元的切线刚度矩阵；平面 梁单元的切线刚度矩阵。
桥梁结构几何非线性分析若干问题的讨论
稳定函数与几何刚度阵；弯矩对轴向刚度的影响；活载几何非线性； 桥梁结构几何非线性调值计算。
非线性方程的求解
概 述；Newton-Raphson法；收敛准则。
小 结
第十一章
t t
2.4 T.L列式与U.L列式的异同及适用范围 T.L列式与U.L列式是不同学派用不同的简化方程及理
论导出的不同方法，但是，它们在相同的荷载增量步 内其线性化的切线刚度矩阵应该相同，这一点已得到 多个实际例题的证明。
从理论上讲，这两种方法都可以用于各种几何非线性
分析，但一般情况下，T.L列式适用于大位移、中等转 角和小应变的几何非线性问题，而U.L列式除了适应于 上述问题外，还适用于非线性大应变分析、弹塑性、 徐变分析。可以追踪变形过程的应力变化。
求得的位移状态下，新的抗力与总外荷载之间有一差量， 即失衡力，结构必须产生相对位移以改变结构的抗力来消 除这个失衡力。
在计算中，一般通过迭代法来求解。
2.3 更新的拉格朗日列式法(U.L列式)
在建立t+t时刻物体平衡方程时，如果我们选择的参
照构形不是未变形状态t=0时的构形，而是最后一个已 知平衡状态，即以本增量步起始时的t时刻构形为参照 构形，这种列式法称为更新的拉格朗日列式法(U.L列 式) 。
针对卓越工程师培养的《桥梁工程》教学改革
工程素质和工程创新精神 ， 以达到提升学生 的工程实践能 力、 创新能力和国际竞争力为 目标 ， 同时高等教育要在培 养过程中和行业企业深化合作 ， 创新高校与行业企业联合 培养 卓 越人 才 的机制 ， 理论 与 实践 相统 一 的工 程 教育 人 才
培养模式 ， 构建布局合理 、 结构优化 、 类型多样 、 主动适应
【 教 改创 Biblioteka 】 针对卓越工程师培养的《 桥梁工程》 教学改革
吴 迅， 项 晓 阳
２ ０ ０ ０ ９ ２ ） （ 同济 大学 ’ 桥梁 系 ， 上海
摘要： 针对卓越 工程师培养计划的要求以及先前的桥梁工程教 学中存在的 问题和不足 ， 进行《 桥梁工程》 课程教学 内 容、 教学方法、 教学手段及 成绩评价标准的创新研究和设 革 ， 形成具有鲜明特色的创新 型卓越工程师课程教 学体 系， 旨在 培养具备人文精神 、 创新精神、 国际视野和专业特色的卓越工程师。 关键词 ： 桥梁工程： 卓越工程 师； 教学改革； 课程建设 中图分 类 号 ： Ｇ ６ ４ ２ ． ０ 文献 标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ — ９ ３ ２ ４ （ ： ２ ０ １ ３ ） 、 ０ ２ — ０ ０ ３ ０ － ０ ２
、
要 意义
同济 大学 桥梁 工 程 系 的 本科 土 木 工 程 专业 桥 梁 工 程 课 群组 、 研 究 生 桥 梁 与隧 道 工程 专 业 历 史 悠久 ， 学 特 色 鲜 明， 特 别强 调 理论 联 系 实 际 ， 过去 多年 中参 与 了 国 内众
多特大桥梁工程项 目的建设和科研工作 ， 解决了许多技术 难题 ， 培养 出一批批优秀的本科生 、 硕士生和博士生， 其 中 多数 已成为国内相关领域 的领导和技术骨干。 现今国家进 步加大基础设施建设投入 ， 大量铁路 、 公路桥梁项 目投 入建设既为桥梁工程专业提供了广阔的实践平 台， 但 同时
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1、计算荷载：（车列荷载） • 汽车-15级、汽车-20级、汽车超-20级 • 一列车队中可以有多辆车 • 全桥可以有多列车队 2、验算荷载： • 履带-50、挂车-80、挂车-100和挂车-120 • 全桥只允许布置一辆车
第三章 桥梁的设计荷载
桥梁荷载分类
• 根据荷载出现的概率划分
– 主要荷载、次要荷载及特殊荷载
• 我国目前的公路设计规范划分
– 永久荷载、可变荷载、偶然荷载
• 荷载分类表
第一节 永久荷载
• 不随时间变化或基本不随时间变化的荷 载——恒载
第二节 可变荷载
一、基本可变荷载
——桥梁的使用荷载：车辆、人群、由车辆间 接引起的荷载
3、车辆荷载的选用及布载规定 • 车辆的选用——按公路的等级
公路等级 计算荷载 验算荷载
高速公路 汽车—超
20 级 挂车-120
一
汽车—超 20 级
汽车-20 级 挂车-120 挂车-100
二 汽车-20 级 挂车-100
三 汽车-20 级 挂车-100
四 汽车-10 级
履带-50
• 车辆的布置——按桥梁宽度确定车道数
• 车辆荷载的折减
横向布置 车队数
横向折减 系数横向折减系来自 3456780.78 0.67 0.60 0.55 0.52 0.50
（二）人群荷载
公路桥涵3kN/m2，城市郊区3.5kN/m2 – 人群荷载只与计算荷载同时考虑 – 人行道板——以1.2kN集中竖向力作用在一
块板上进行验算 – 计算栏杆——水平推力0.75kN/m，作用在栏
杆柱顶，竖向力1kN／m，作用在上部扶手。
（三）汽车冲击力
– 目前规范规定与桥型及跨径有关 跨径越大冲击系数越小
– 理论上应与结构自振频率有关
（四）离心力
– 曲线桥梁半径小于250米时应计算汽车荷载 的离心力
（五）汽车、平板挂车或履带车引起的土 侧压力——计算桥台时使用
二、其它可变荷载
– 风力——中小桥按静风压计算，大桥按动力 计算
• 对长、短桥跨的不同影响 • 对于大跨结构必须注意结构实际工作状
态中可能遇到的一些复杂而巨大的荷载
– 汽车制动力——计算支座及桥墩时使用 – 温度影响力——日照及常年温差 –支座摩阻力、流水压力及冰压力——计算桥
墩时使用
第三节 偶然荷载
一、地震力 二、船只或漂流物撞击力
第四节 荷载组合
• 六类荷载组合
第五节 荷载的确定与选用
• 桥梁设计基准使用期内结构总体的正常 使用
• 对主要承重结构与局部受力构件强度储 备的合理性