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根據(jù)教育部網(wǎng)站統(tǒng)計,截止2013年12月,全國開設(shè)交通工程專業(yè)的院校有115所,其中江蘇省開設(shè)該專業(yè)的院校共計13所,四川省4所。該專業(yè)全國累計畢業(yè)人數(shù)達7000人。從性別比例統(tǒng)計上看,男生占80%,女生占20%。近3年全國就業(yè)率區(qū)間分別為2011年90%-95%,2012年85%-90%,2013年85%-90%。
上述統(tǒng)計結(jié)果表明,目前開設(shè)交通工程專業(yè)的院校不是很多,屬于相對偏冷門的專業(yè),招生和畢業(yè)人數(shù)也不多,但是總體就業(yè)率基本保持在85%以上,高于全國71%的平均就業(yè)率。
一、開設(shè)交通工程專業(yè)院校分類
由于各高校的學(xué)科背景及交通工程專業(yè)所劃分在的院系不同,所以交通工程專業(yè)的培養(yǎng)方向、課程體系設(shè)置及學(xué)生就業(yè)也不盡相同。依照開設(shè)院校的特點,本文將開設(shè)交通工程專業(yè)的院校分為以下六類。
全國綜合性大學(xué):同濟大學(xué),東南大學(xué)。
傳統(tǒng)公路交通類院校:長安大學(xué),重慶交通大學(xué),長沙理工大學(xué),山東交通學(xué)院。
傳統(tǒng)鐵路類院校:西南交通大學(xué),北京交通大學(xué),石家莊鐵道大學(xué),蘭州交通大學(xué)。
汽車運輸類院校:武漢理工大學(xué),西華大學(xué),山東理工大學(xué),淮陰工學(xué)院。
土木類院校:北京工業(yè)大學(xué),南京工業(yè)大學(xué),湖北工業(yè)大學(xué),河南城建學(xué)院,長春建筑學(xué)院。
民航類院校:中國民航大學(xué),中國民航飛行學(xué)院,南昌航空大學(xué)。
上述六類院校中只列舉了部分代表性的學(xué)校,并未對所有開設(shè)學(xué)校進行分類。
二、各類院校培養(yǎng)特點分析
由于交通工程專業(yè)在上述各個高校所處的院校及學(xué)校特點的不一樣,每個學(xué)校開設(shè)的課程也不盡相同,但同類高校之間還是具有共性的,下面分類分析。
(一)全國綜合性大學(xué)
此類院校以同濟大學(xué)和東南大學(xué)為代表,這兩所學(xué)校既是最早開設(shè)全國交通工程專業(yè)的學(xué)校,也是該專業(yè)的標桿學(xué)校。
同濟大學(xué)的交通工程專業(yè)開設(shè)于交通學(xué)院下,由于該院校知名度高,學(xué)生在交通行業(yè)口碑較好,學(xué)生就業(yè)較好。主干課程包括結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本原理、工程地質(zhì)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程、工程項目管理、道路規(guī)劃與幾何設(shè)計、客運交通系統(tǒng)、運輸經(jīng)濟學(xué)等。根據(jù)課程設(shè)置可以看出該類型交通工程主要設(shè)置軌道交通工程、道路工程設(shè)計與交通設(shè)計規(guī)劃三大方向。
(二)傳統(tǒng)公路交通類院校
此類院?;練w屬于原交通部,交通專業(yè)背景性強,學(xué)生畢業(yè)后也基本是在原交通部的下屬交通單位工作,例如中交公路局等。課程設(shè)置包括城市規(guī)劃原理、測量學(xué)、路基路面工程、道路勘測設(shè)計、交通規(guī)劃、運輸經(jīng)濟學(xué)、交通設(shè)施管理與控制、交通安全、公交運營、交通樞紐設(shè)計。
(三)傳統(tǒng)鐵路類院校
此類院校的交通工程專業(yè)主要是在交通運輸(原鐵道運輸)專業(yè)背景下發(fā)展起來的,專業(yè)背景性不強。以西南交通大學(xué)為例,該校交通工程專業(yè)按交通工程和城市公共交通兩個專業(yè)方向進行培養(yǎng),課程設(shè)置主要包括交通規(guī)劃、運輸布局、高速公路管理與控制、交通運輸智能技術(shù)、城市公共交通系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計。目前公交公司對本科類人才的需求主要還是集中在車輛工程方面,對運輸管理等重視程度還不夠,因此該類學(xué)生就業(yè)競爭力不夠強。
(四)汽車運輸類院校
此類院校的交通工程專業(yè)建設(shè)基本依靠汽車工程,交通工程專業(yè)的就業(yè)方向基本屬于汽車運輸工程方向,學(xué)生畢業(yè)后多數(shù)從事汽車運輸調(diào)度工作。專業(yè)課程設(shè)置主要包括運輸場站設(shè)計、交通調(diào)查與分析等。由于目前國內(nèi)汽車運輸業(yè)發(fā)展緩慢,所以學(xué)生就業(yè)率普遍不高。
(五)土木類院校
此類院校的交通工程專業(yè)基本歸屬于土木工程系,專業(yè)方向為道路工程方向,建設(shè)基本依靠土木工程,學(xué)生畢業(yè)后主要從事道路工程設(shè)計、施工等工作。專業(yè)課程設(shè)置主要包括結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、地質(zhì)工程、結(jié)構(gòu)設(shè)計等。由于目前國內(nèi)公路與鐵路建設(shè)發(fā)展蓬勃,所以學(xué)生就業(yè)率較高。
(六)民航類院校
此類院校的交通工程專業(yè)基本歸屬于民航系,專業(yè)方向為機場工程方向,建設(shè)基本依靠土木工程,學(xué)生畢業(yè)后主要從事機場工程設(shè)計、施工等工作。專業(yè)課程設(shè)置主要包括結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、地質(zhì)工程、結(jié)構(gòu)設(shè)計等。目前國內(nèi)機場建設(shè)發(fā)展蓬勃,而且該行業(yè)具有一定的壟斷性,因此學(xué)生就業(yè)率也較高。
三、西華交通工程專業(yè)
西華大學(xué)交通工程專業(yè)于1999年申報,2000年招收第一批本科生,截止2014年10月,共計招收14屆學(xué)生,累計培養(yǎng)500余名學(xué)生。
西華交通工程專業(yè)設(shè)于交通與汽車工程學(xué)院,由上述汽車運輸類專業(yè)轉(zhuǎn)變而來,專業(yè)方向目前包括道路工程和交通規(guī)劃與設(shè)計兩個,但是根據(jù)學(xué)生就業(yè)市場需求,只開設(shè)了道路工程方向的教學(xué)班。
對比上述各類院校的交通工程專業(yè)開設(shè)課程特點,建議西華大學(xué)交通工程專業(yè)開設(shè)道路施工和軌道施工兩個教學(xué)方向。
(一)道路施工方向
四川地處于西部欠發(fā)達地區(qū),道路基礎(chǔ)設(shè)施條件較差,道路建設(shè)需求在未來還是很大,道路施工方向的交通工程專業(yè)在未來的需求量將很大。開設(shè)課程建議參考南京工業(yè)大學(xué)的交通工程專業(yè)課程,主要專業(yè)課程如下:結(jié)構(gòu)力學(xué)、土質(zhì)土力學(xué)、道路工程制圖、道路建筑材料、道路施工、路基路面工程。
(二)軌道施工方向
目前全國地鐵與高鐵建設(shè)方興未艾,對軌道工程方向需求量巨大,但是在本科專業(yè)目錄里沒有軌道工程專業(yè)名稱。根據(jù)上述分析,我校交通工程專業(yè)可以開設(shè)軌道交通工程方向。開設(shè)課程建議參考同濟大學(xué)的交通工程專業(yè)課程,主要專業(yè)課程如下:結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本原理、工程地質(zhì)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程、工程項目管理、軌道工程、橋梁隧道工程。
四、總結(jié)
西華大學(xué)作為地方性高校,專業(yè)建設(shè)應(yīng)該貼合地方,專業(yè)學(xué)科應(yīng)該具有自己的特色,因此建議西華交通工程專業(yè)按道路工程與軌道工程兩個方向進行人才培養(yǎng)。交通工程作為一個工程類專業(yè),人才培養(yǎng)過程中在重視理論知識傳授的同時,還應(yīng)該重視對實踐類知識的教授。因此要求培養(yǎng)的學(xué)生具有專業(yè)基礎(chǔ)扎實、實踐動手能力和適應(yīng)能力強、能吃 苦等特點。
只有做到以上幾點,西華交通工程專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生才能在就業(yè)中避開與重點高校和其他高校的競爭,做到特色辦專業(yè),特色樹品牌。
[ 參 考 文 獻 ]
一、成果導(dǎo)向的理念及其意義
1.交通工程專業(yè)就業(yè)目前現(xiàn)狀。從2000年開始,全國各高校紛紛成立了交通工程專業(yè),以解決交通擁堵和提高交通效率為目標,具有明顯的道路特色,尤其是道路規(guī)劃與管理特色。中國的大學(xué)教育,社會關(guān)注最多的是畢業(yè)生就業(yè)情況,這也是專業(yè)生存的主要條件,因此對交通工程專業(yè)進行培養(yǎng)模式改革,以適應(yīng)社會的需求,是各個學(xué)校都切實考慮的現(xiàn)實問題。
2.成果導(dǎo)向的工程教育認證理念。自2006年開始的工程教育認證是為了提高工程教育和人才培養(yǎng)質(zhì)量,參與國際交流,是各學(xué)校繼評估后較為關(guān)注的一種資質(zhì)認證工作,其基本理念為“成果導(dǎo)向”。成果導(dǎo)向教育理念主要是根據(jù)社會需求、政府要求和學(xué)校特色確定本專業(yè)學(xué)生能夠到達的最終學(xué)習(xí)成果,確定學(xué)生所能達到的最大能力,以此來構(gòu)建課程體系和教學(xué)策略,并在過程中進行質(zhì)量與效果評價與持續(xù)改進,使得學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)逐級達到頂峰成果。學(xué)生最終成果既是成果導(dǎo)向的終點,也是其起點,將決定學(xué)生的就業(yè)可接納性、專業(yè)勝任性和社會適應(yīng)性。[1]
二、成果需求分析
1.就業(yè)領(lǐng)域分析。根據(jù)我校十多年本科畢業(yè)生的就業(yè)情況分析,就業(yè)領(lǐng)域主要有道路與軌道建設(shè)、軌道交通運營、軌道交通維護管理、交通規(guī)劃、交通管理、交通咨詢、物流與汽車服務(wù)工程等領(lǐng)域;根據(jù)北京工業(yè)大學(xué)的需求調(diào)查,本科生可以進入智能交通和產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)等領(lǐng)域。隨著解決交通問題成為社會的共識,隨著智能交通、綠色交通以及軌道交通的大力發(fā)展,對交通人才的需求會有增加,尤其是高速鐵路與城市軌道交通的快速發(fā)展,將會需要大量的建設(shè)、運營管理與維護人才。
2.能力需求分析。通過對軌道交通運營企業(yè)的調(diào)研,企業(yè)對大學(xué)本科生的工作情況反饋主要集中在“與學(xué)歷不匹配的能力、手高眼低的工作態(tài)度、不夠扎實的基礎(chǔ)知識、較為缺乏的實踐能力、有待提高的綜合素質(zhì)”。企業(yè)現(xiàn)場對大學(xué)生的要求主要體現(xiàn)在專業(yè)能力和綜合素質(zhì)方面。專業(yè)能力:需要掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識、專業(yè)職業(yè)技能(文案寫作、軟件操作等)、綜合解決問題能力(處理專項問題及突發(fā)事件的能力)。綜合素質(zhì):需要良好的工作態(tài)度、較強的適應(yīng)能力和自學(xué)能力、交往與表達能力、團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新能力等。
三、基于辦學(xué)特色的最終成果的確定
1.學(xué)校的辦學(xué)特色。交通工程專業(yè)一般都依托學(xué)科背景而成立,如北京工業(yè)大學(xué)依托土木類、西南交通大學(xué)依托鐵路類、武漢理工大學(xué)依托汽車類、長安大學(xué)依托公路類、中國民航大學(xué)依托民航類等。依托學(xué)校的辦學(xué)特色,既能依托學(xué)校的強勢學(xué)科力量,進行交通工程專業(yè)建設(shè)和特色建設(shè),提高專業(yè)特色和質(zhì)量;又能借助于行業(yè)優(yōu)勢,了解行業(yè)需求和發(fā)展,有針對性地培養(yǎng),能夠緩解本科生的就業(yè)壓力。
2.培養(yǎng)目標的確定。基于對交通工程學(xué)生的就業(yè)領(lǐng)域尤其是軌道交通行業(yè)發(fā)展和大連交通大學(xué)的軌道交通辦學(xué)特色,確定了我校交通工程專業(yè)的軌道交通特色定位。本專業(yè)培養(yǎng)具有交通運輸工程學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識,系統(tǒng)掌握交通工程專業(yè)知識和分析方法,具備交通系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計、交通設(shè)施設(shè)計與施工管理、交通運輸系統(tǒng)運用管理與維護等基礎(chǔ)知識和基本技能,能在道路交通、軌道交通行業(yè)和政府部門從事交通規(guī)劃設(shè)計、交通工程施工與管理、運用管理與維護等工作的應(yīng)用型工程技術(shù)和管理人才。
3.培養(yǎng)要求(最終成果)確定。基于成果導(dǎo)向的工程教育認證理念,根據(jù)交通行業(yè)和軌道交通行業(yè)對本科生的要求,依據(jù)培養(yǎng)目標,從滿足工程認證和專業(yè)評估的角度,將交通工程專業(yè)學(xué)生最終成果,也就是畢業(yè)要求確定如下:(1)熱愛祖國,遵紀守法,身體健康,具有良好的人文素養(yǎng)、社會責(zé)任感和工程職業(yè)道德。(2)具備從事交通工程專業(yè)所需要的數(shù)學(xué)、物理等相關(guān)自然科學(xué)知識。(3)熟悉國家關(guān)于交通運輸規(guī)劃建設(shè)與運用管理的方針、政策和法規(guī),能正確運用國家相關(guān)技術(shù)標準和行業(yè)規(guī)范。(4)具有獨立提出問題、分析問題和解決問題的能力,具備設(shè)計和實施交通工程實驗的能力。(5)掌握計算機軟硬件基本知識,具有較強計算機應(yīng)用能力,能熟練使用本專業(yè)應(yīng)用軟件。(6)掌握一門外語,具有一定的聽說讀寫能力,能夠熟練閱讀本專業(yè)的外文資料。具有國際視野和跨文化的交流與合作能力。(7)具有綜合運用理論和技術(shù)手段設(shè)計系統(tǒng)和作業(yè)過程的能力,初步具備科學(xué)研究、科技創(chuàng)新能力。(8)掌握運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法,具有資料收集和新知識獲取能力。
四、培養(yǎng)方案設(shè)計
1.培養(yǎng)方向的確定。行業(yè)的高速發(fā)展,新知識新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),現(xiàn)場對畢業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)提出了較高的要求。因此,將我校交通工程專業(yè)培養(yǎng)目標定位為“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高能力”人才培養(yǎng),定位為“技術(shù)與管理人才”和“復(fù)合型”人才培養(yǎng),以適應(yīng)就業(yè)和評估認證的要求。交通工程專業(yè)要為交通運輸業(yè)培養(yǎng)適合社會經(jīng)濟發(fā)展的人才;根據(jù)我校的軌道交通特色,交通工程專業(yè)設(shè)置兩個方向:道路交通工程方向和城市軌道交通方向。道路交通工程方向是傳統(tǒng)的交通工程方向,主要面對道路設(shè)計與建設(shè)和道路維護等領(lǐng)域;城市軌道交通方向體現(xiàn)辦學(xué)特色,主要面對軌道交通線路運營與管理、維護等領(lǐng)域。
2.大學(xué)生基本能力的保障課程。對于大學(xué)生基本素質(zhì)和創(chuàng)新的理論基礎(chǔ)通過培養(yǎng)方案中的通識教育課程提供。世界觀與價值觀的認知通過馬哲系列課程來理清,對外交流能力通過外語系列的課程來提升,科學(xué)邏輯思維通過數(shù)理系列的課程形成,健康的體魄由體育系列的課程來保障,工程基本技能由力學(xué)系列、電學(xué)系列、制圖系列和計算機系列課程來奠定基礎(chǔ),初步管理能力由經(jīng)管系列課程提供概念,人文素質(zhì)課程由綜合素質(zhì)系列課程來培養(yǎng)。
3.專業(yè)基礎(chǔ)課程體系。交通工程專業(yè)的“5E”特色體現(xiàn)了解決交通問題是一個系統(tǒng)工程,應(yīng)從人、車、路、環(huán)境等方面的相互關(guān)系出發(fā),進行協(xié)調(diào)發(fā)展研究,才能保證交通的安全、綠色與高效。因此在專業(yè)基礎(chǔ)課程主要著眼于打基礎(chǔ)、培養(yǎng)全局觀,從培養(yǎng)綜合解決問題能力和解決復(fù)雜工程問題能力的角度出發(fā),設(shè)置了管理運籌學(xué)、交通系統(tǒng)工程、交通工程總論、城市軌道交通、城市總體規(guī)劃原理、交通規(guī)劃、道路勘測設(shè)計、交通管理與控制、交通設(shè)計、交通安全、交通分析、交通檢測技術(shù)、交通系統(tǒng)仿真、智能運輸系統(tǒng)、交通管理信息系統(tǒng)等課程。
4.少學(xué)時下特色課程設(shè)置。目前培養(yǎng)方案的特色是降低總學(xué)分,減少教學(xué)時,將傳統(tǒng)的教師“教”變?yōu)閷W(xué)生“學(xué)”。在這樣的情況下,專業(yè)特色課程的設(shè)置必須將方向中基礎(chǔ)知識融入有限的學(xué)時中,高效地達到學(xué)習(xí)成果。城市軌道交通方向:課程設(shè)置主要以軌道交通運營與維護為主,設(shè)置運營組織與管理、工務(wù)管理、機電設(shè)備、運行控制、公共交通規(guī)劃、運輸樞紐規(guī)劃與設(shè)計等課程。道路交通工程方向:課程設(shè)置主要以道路規(guī)劃設(shè)計與建設(shè)為主,開設(shè)土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、路基路面工程、橋梁與隧道工程、建筑材料、土木施工、項目管理等課程。
5.實踐能力的培養(yǎng)。從成果導(dǎo)向教育理念出發(fā),實踐能力將是培養(yǎng)目標的最終表現(xiàn)形式。而目前的大學(xué)生普遍缺乏實踐能力和創(chuàng)新能力,因此在培養(yǎng)方案中增加實踐環(huán)節(jié)的比重,采用課程實驗―工程實訓(xùn)―認識實習(xí)―課程設(shè)計―生產(chǎn)實習(xí)―專業(yè)實訓(xùn)―畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)逐級提高學(xué)生動手能力和實踐能力。從課程某一理論驗證與應(yīng)用,到某一專業(yè)技能的強化進而提高解決復(fù)雜工程問題的能力。
五、教學(xué)過程和持續(xù)改進
1.教學(xué)過程。根據(jù)成果導(dǎo)向教育理念,將學(xué)習(xí)過程的主體改為“學(xué)生”,以“學(xué)”為主。據(jù)北京工業(yè)大學(xué)的調(diào)查顯示,結(jié)合項目進行實踐活動能夠有效提高學(xué)生的專業(yè)實踐能力。在生產(chǎn)實習(xí)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計教學(xué)過程中,結(jié)合項目進行實地訓(xùn)練,鼓勵學(xué)生深入企業(yè),自選題目。將理論與現(xiàn)場實踐結(jié)合起來,要求學(xué)生使用計算機通用軟件和專用軟件,強化文案表達和自動化辦公能力,強化專業(yè)基本技能和學(xué)生的獨立解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。
2.質(zhì)量評價與持續(xù)改進。開展學(xué)習(xí)成果評價改革,改變一張卷定終身的模式,注重學(xué)習(xí)過程質(zhì)量和專業(yè)技能的考核,針對課程所支撐的能力,可以采用測驗、討論、小論文或是小案例分析等形式輔助考核。理論課程、實踐環(huán)節(jié)都要進行教學(xué)總結(jié),針對學(xué)生能力達成程度和影響因素進行分析,找到切實改進措施,進行持續(xù)改進,以逐級達到學(xué)生的最終成果。
應(yīng)用成果導(dǎo)向理念進行培養(yǎng)模式改革,是應(yīng)用型人才教育理念的基本體現(xiàn),是發(fā)揮學(xué)生主動性和提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。但在目前大學(xué)教育低頭族、曠課族涌現(xiàn)的情況下,要讓學(xué)生主動學(xué)習(xí),還需在教育教學(xué)過程中進行教學(xué)藝術(shù)的研究。實踐能力提高的最好的方式是去企業(yè)實踐,因而探討校企聯(lián)合是以后提高實踐能力的主要研究方向。
關(guān)鍵詞:隧道工程;土木工程;課程改革
“隧道工程”是華東交通大學(xué)土木工程專業(yè)巖土及地下方向的一門專業(yè)課程,也是核心和代表性的必修課程之一,其課程教學(xué)目的和任務(wù)是使學(xué)生掌握隧道的基本概念與構(gòu)造、基本力學(xué)原理、施工作業(yè)方法、最新設(shè)計理念及行業(yè)規(guī)范等專業(yè)知識,并具備與隧道工程相關(guān)的技術(shù)和研究工作的能力,為從事各類隧道工程建設(shè)的設(shè)計、施工及維護管理工作奠定基礎(chǔ)[1-3]。
一、“隧道工程”課程教學(xué)過程中存在的問題
“隧道工程”課程在本科教學(xué)中占有重要地位,其教學(xué)內(nèi)容涉及到隧道設(shè)計計算方法,包括線路及平縱斷面設(shè)計、橫斷面設(shè)計、襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計、洞門設(shè)計及穩(wěn)定性驗算等鐵路、公路隧道設(shè)計與施工的理論、方法及相關(guān)知識[4-5]。課程學(xué)習(xí)過程中,不僅要掌握大量的基礎(chǔ)理論知識,又包含相當多的工程實踐性內(nèi)容,使得教師在實際教學(xué)過程中存在許多問題,主要概括為以下幾個方面。首先,目前的教學(xué)方式主要采用板書并輔助以PPT的形式,而對于一些復(fù)雜的施工工藝流程,僅僅依靠一些簡單的圖片和流程圖很難使學(xué)生對知識進行有效掌握,更談不上將知識熟練地運用到工程實踐當中。其次,隧道工程的課程特點是與實際聯(lián)系緊密,工程實踐性強,并且其中的各個知識點看起來相互獨立,其實聯(lián)系緊密。因此,僅僅通過課堂講授的形式已經(jīng)不能滿足教學(xué)需要。最后,大學(xué)的教學(xué)內(nèi)容繁多,但畢竟課堂教學(xué)時間有限,隧道工程學(xué)時經(jīng)過多次調(diào)整,已經(jīng)從原有的40學(xué)時縮減至24學(xué)時,并且取消了原有課程設(shè)計的安排。因此,在教學(xué)過程中,會加快教學(xué)進度,導(dǎo)致學(xué)生難以消化,難以掌握現(xiàn)代化隧道設(shè)計和施工過程中亟待解決的問題,以及最新的技術(shù)、方案、科研進展等。針對上述實際教學(xué)過程中存在的問題,迫切需要教師結(jié)合“隧道工程”這門專業(yè)課程的特點及培養(yǎng)要求,從教學(xué)內(nèi)容、實踐性教學(xué)方法等方面進行探索與改革,引導(dǎo)學(xué)生在掌握理論知識的基礎(chǔ)上提高動手能力,使其成為一名合格的專業(yè)型人才。
二、“隧道工程”課程教學(xué)改革與實踐方法
隧道圍巖壓力計算、支護設(shè)計理論等基礎(chǔ)性知識在“隧道工程”課程教學(xué)過程中非常重要,起到承上啟下的作用。因此,在教學(xué)計劃安排時應(yīng)適當增加學(xué)時。在此基礎(chǔ)上,華東交通大學(xué)土木工程專業(yè)根據(jù)“隧道工程”課程要求及特點,建立了一套完善且行之有效的實踐性教學(xué)體系,使學(xué)生能夠更加牢固地理解與掌握隧道工程的專業(yè)知識,了解隧道工程最前沿的技術(shù)、工藝和發(fā)展方向。
(一)課堂教學(xué)方式的改革,增加教學(xué)的生動性
根據(jù)不同類型隧道,包括鐵路隧洞、公路隧洞、水工隧洞、礦山隧洞等的特點及典型工程實例,以Flas的形式建立多媒體課件,并輔以隧道超前支護、工程爆破、出渣作業(yè)等現(xiàn)場照片及視頻,在此基礎(chǔ)上,以課堂授課的形式針對具體工程實例進行剖析與講解;組織學(xué)生針對假設(shè)的工程案例,如對富水破碎圍巖、高地溫、高地應(yīng)力等典型隧道施工過程中遇到的問題進行分析與討論,提出施工建議,增加學(xué)生互動,調(diào)動學(xué)生積極性的同時,也可以培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)能力,使學(xué)生在“隧道工程”課程的課堂學(xué)習(xí)過程中具備一定的分析和解決實際工程問題的能力。
(二)結(jié)合課程特點,加強實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)
充分利用教師手中的資源與科研課題,讓本科生參與到在建的隧道工程項目中去。例如,南昌地鐵項目、上饒至萬年段高速公路隧洞段、黔張常鐵路張家界段等,從工程實踐的角度使學(xué)生對“隧道工程”這門課程的理解與認識得到更進一步的提升。另外,華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院目前已與中國中鐵股份有限公司、中車株洲電力機車有限公司、北京太格時代自動化設(shè)備有限公司正式簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,充分利用上述資源,每年定期組織學(xué)生前往合作單位進行實踐交流學(xué)習(xí),在保證安全的基礎(chǔ)上,使學(xué)生理解與掌握隧道設(shè)計、施工及運營的整個過程,并且每年至少會選送50名以上的學(xué)生去合作企業(yè)和研究機構(gòu)進行“隧道工程”的畢業(yè)設(shè)計及課程設(shè)計工作,在校外完成實踐環(huán)節(jié)。
(三)增加學(xué)術(shù)交流,充分掌握學(xué)科前沿動態(tài)
定期舉行學(xué)術(shù)講座,邀請校內(nèi)相關(guān)專業(yè)的知名教授講授學(xué)習(xí)心得及研究體會。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合華東交通大學(xué)“孔目湖講壇”邀請國內(nèi)外“隧道工程”領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)的知名專家、學(xué)者,講解最新的隧道施工技術(shù)、方案、方法,最新出現(xiàn)的亟待解決的問題,以及最新科研進展、工作經(jīng)驗、體會等。
(四)組織教學(xué)競賽,充分激發(fā)學(xué)生的熱情
組織隧道建筑結(jié)構(gòu)模型比賽,使學(xué)生能夠更加深刻地理解與掌握隧道工程中每一部分的作用與意義。根據(jù)“隧道工程”的課程大綱,將4~5名學(xué)生分為一組,以自選題目的形式組織隧道設(shè)計比賽。題目可以是運用CAD及數(shù)值分析軟件對隧道的選線及結(jié)構(gòu)荷載進行設(shè)計與分析,也可以以建造模型的形式對隧道洞門、洞身及明洞等結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)新性設(shè)計,并且將設(shè)計比賽的評審結(jié)果加入到學(xué)生的最終成績考核之中。
三、“隧道工程”課程教學(xué)改革與實踐的初步成果
華東交通大學(xué)土木工程專業(yè)“隧道工程”課程教學(xué)改革在城市軌道工程、道路與鐵道工程、軟件+道路與鐵道工程、中鐵國際班等多個專業(yè)領(lǐng)域的本科教學(xué)過程中全面展開,每學(xué)年受益學(xué)生達300人以上,其合理地利用校內(nèi)外資源,通過工程實例分析、施工現(xiàn)場學(xué)習(xí)、國內(nèi)外專家講座、建筑模型比賽等教學(xué)手段,在增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上,有效提高學(xué)生的綜合能力,并已達到以下幾點成效:第一,大幅度地提高了“隧道工程”課程教學(xué)質(zhì)量,充分調(diào)動了學(xué)生課上學(xué)習(xí)、課下討論的積極性和主動性;第二,培養(yǎng)了大量具有專業(yè)技術(shù)知識的復(fù)合型人才。近年來,華東交通大學(xué)土木工程畢業(yè)生在中國鐵建集團、中建集團等隧道類相關(guān)單位的各個崗位中均發(fā)揮著重要作用;第三,使學(xué)生充分掌握了學(xué)科的最新發(fā)展動態(tài),在此基礎(chǔ)上有效提高了學(xué)生的工程實踐能力;第四,提高了學(xué)生的動手能力及團隊協(xié)作水平。近年來,華東交通大學(xué)在土木工程相關(guān)專業(yè)在全國范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽中多次取得優(yōu)異成績??傊?,針對教學(xué)過程中存在的問題,在充分考慮土木工程相關(guān)專業(yè)本科生所具有的知識背景及需要的基礎(chǔ)上,結(jié)合學(xué)校所具有的教育與工程資源,進行了隧道工程課程的教學(xué)改革與實踐,對傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式進行了調(diào)整,鍛煉了學(xué)生利用知識解決實際問題的能力;組織學(xué)生參加到教師的工程及科研實踐中,并通過校企合作,大大加強了實踐性教學(xué)環(huán)節(jié);增加學(xué)術(shù)交流,使學(xué)生充分掌握學(xué)科發(fā)展的前沿動態(tài);組織學(xué)生參加各種類型的教學(xué)競賽,充分激發(fā)學(xué)生的熱情,同時增加了學(xué)生的團隊協(xié)作能力。上述方法和成果對同行業(yè)的課程建設(shè)及教學(xué)改革具有借鑒意義及應(yīng)用價值。
參考文獻:
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本文以當前城市化加速背景下城市交通規(guī)劃面臨的重大選擇作為切入點,對如何解決軌道交通與現(xiàn)存城市公交系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展,特別是如何經(jīng)濟、優(yōu)化地建造與運營城市軌道交通,提出自己的看法與建議。
1軌道交通是我國城市交通規(guī)劃的重大選擇
城市交通規(guī)劃面臨的一切問題起源于三個基本因素:人口劇增、城市化加謎與出行方式機動化。為此,規(guī)劃者們必須在各種可能的決策方向之問慎重取舍。國外專業(yè)雜志《世界城市化展望》2004年載文指出,全世界人口從1950的25億左右增長到2000年60多億,只用了半個世紀的時間,預(yù)計再過30年將達到80億以上。作為世界最大的發(fā)展中國家,中國改革開放二十多年來的社會經(jīng)濟發(fā)展帶動了1億3千萬農(nóng)村人口流入城市,一般城市居民的交通出行方式也在過去二十多年里發(fā)生了根本性的變化。城市出行方式機動化日益加速,造成了今日中國主要大中城市里司空見慣的“出門難行路難”問題。專業(yè)人士稱之為嚴重的城市道路交通擁擠。
一般而言,城市交通方式大致可分為步行、自行車、摩托助動車、小汽車與公共交通國內(nèi)外的城市交通基本上都經(jīng)歷過從步行、自行車到摩托、小汽車大體相同的發(fā)展過程。但是,當人類普遍進入小汽車時代后,美國和歐洲選擇了不同的交通方式和城市形態(tài)。美國以小汽車為主要交通工具,城市多數(shù)呈現(xiàn)分散、蔓延的形態(tài)。歐洲大陸則十分重視公交、特別是軌道交通,大城市通過軌道交通將市中心、近郊生活就業(yè)區(qū)與遠郊衛(wèi)星城鎮(zhèn)連結(jié)起來,形成多中心的城市形態(tài)[1]。軌道交通系統(tǒng)的誕生,使城市的發(fā)展從中心聚集型向離心分散型轉(zhuǎn)變成為可能,也因此造就了城市中心的“職住分離”現(xiàn)象。應(yīng)該承認,私人小汽車和軌道交通是目前發(fā)達國家城市中具有代表性的兩種交通方式,分別突出地體現(xiàn)著更優(yōu)的生活質(zhì)量與更高的運輸效率。改革開放前,這兩種交通方式在我國大城市中的數(shù)量少到幾乎可以忽視不計的程度,近年來,它們已分別邁出了從無到有的第一步,表現(xiàn)_出強大的生命力。
城市的功能和社會活動的多樣化是大城市的基本特征,由此決定了大城市的交通需求必然是多種多樣的,人們可選擇的出行方式也應(yīng)該是多種多樣的,并且所有的出行方式都可以在各自適用的范圍內(nèi)發(fā)揮出最大優(yōu)勢口[2]。我國的城市交通機動化正處于起步狀態(tài),自行車等非機動車仍是目前大部分城市中居民出行的主導(dǎo)方式。隨著社會經(jīng)濟持續(xù)、快速增長與人民物質(zhì)文化水平不斷提高,建立多層次、立體型多元化的交通體系,是我國數(shù)量迅速增長的大城市的唯一發(fā)展方向。在此目標之下,科學(xué)規(guī)劃的軌道交通理論上提供了最大限度滿足可持續(xù)發(fā)展要求的可能性。
城市交通擁擠現(xiàn)狀,決定了各級政府部門在宏觀決策過程中,理當重點考慮規(guī)劃在環(huán)境系統(tǒng)、資源系統(tǒng)、社會系統(tǒng)等多方面具有可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢的城市軌道交通公共交通系統(tǒng)[3],這方面國內(nèi)刊物近來論著頗多,本文不欲在此重復(fù)贅述。以下謹從技術(shù)與經(jīng)濟的角度,探討進一步解決軌道交通建設(shè)面臨的一些具體問題,加速走向它的現(xiàn)實可行性。
2軌道交通需重視與城市公交系統(tǒng)的和諧
一般而言,軌道交通規(guī)劃工作的核心內(nèi)容是要充分實現(xiàn)路線選址與轉(zhuǎn)乘配套兩者的最優(yōu)化,與現(xiàn)有的公交系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)上達到最大限度的互相補充協(xié)調(diào)運作。
首先,城市軌道交通是一項涉及面廣泛復(fù)雜、需要許多專業(yè)協(xié)調(diào)配合的大型系統(tǒng)工程,必須與城市建設(shè)發(fā)展中長期規(guī)劃密切結(jié)合起來進行。作為城市規(guī)劃的有機構(gòu)成部分,軌道交通的規(guī)劃與整個城市交通的線網(wǎng)規(guī)劃實為一體。為了避免客流稀少,線路走向應(yīng)盡可能合理,否則,小客流低運量必然導(dǎo)致軌道交通無法發(fā)揮預(yù)期的骨干作用。總之,結(jié)合城市的總體客運需求合理規(guī)劃布局,是保證城市軌道交通主導(dǎo)地位的必要條件。當然,這種合理布局要充分考慮不同城市的用地空間總體規(guī)劃。北京地鐵線明顯采用了沿城市道路走向布局的方式,軌道交通網(wǎng)絡(luò)形態(tài)與市區(qū)道路棋盤式格局高度一致,恰恰體現(xiàn)了保護北京古城的特殊要求。這方面類似的例子,還有南京地鐵1號線采用高架方式從中華門附近跨越古城,也充分考慮了地下車站與周圍環(huán)境、高架線路與地面景觀的協(xié)調(diào)需要。
其次,在以軌道交通為主導(dǎo)編制城市公交綜合規(guī)劃時,要十分注意加強交通換乘樞紐的建設(shè),將軌道交通與現(xiàn)有的常規(guī)公交體系統(tǒng)一安排、有序調(diào)整,保證輕軌、地鐵等軌道交通與城市公共汽車、出租車、輪渡等多種交通工具的方便轉(zhuǎn)接,以及與機場、火車站、港口等其他運輸場所的順利銜接。前文所舉的歐洲發(fā)達國家的大城市,面對小汽車交通的沖擊,紛紛尋求一種新的交通發(fā)展模式,在通向郊區(qū)的沿線地鐵站大量修建小汽車停車場,引導(dǎo)小汽車乘客換乘后進入中心城區(qū),使軌道交通的大運量優(yōu)勢得以發(fā)揮。國內(nèi)方面新近建成的上?;疖嚹险?,則成功地將鐵路與兩條城市軌道交通與幾十路近、遠郊公交汽車線的零距離換乘需要融入規(guī)劃設(shè)計中,成為一個值得學(xué)習(xí)借鑒的樣本。
最后,我們不能不充分注意軌道交通與整合改善城市常規(guī)公交之間的互動關(guān)系。世界上絕大多數(shù)國家的軌道交通都是在既有城市公交體系形成后逐漸發(fā)展起來的。在未來相當長一段時間內(nèi),公共汽車/電車仍將是人們出行使用較廣泛的交通工具之一。根據(jù)我國許多城市目前的經(jīng)濟發(fā)展水平與人口規(guī)模及交通總量需求,常規(guī)公交的整體地位短期內(nèi)變化不大。但是,常規(guī)公交系統(tǒng)效率低下的現(xiàn)狀應(yīng)該在逐步發(fā)展軌道交通的過程中加以綜合整治與改善。除了科學(xué)制訂線網(wǎng)布局,修建港灣式??空九_,合理編制車輛運行圖,建設(shè)服務(wù)查詢顯示信息系統(tǒng)等具體措施外,從規(guī)劃立法角度保障公交的道路優(yōu)先使用權(quán)的思路也有待于細化落實。
近來,在軌道與公套發(fā)展背景如何建設(shè)大容量快速公交系統(tǒng)(BRT)引起了專業(yè)規(guī)劃人員的高度關(guān)注。BRT是一種利用現(xiàn)代化大容量專用車輛、在專用道路空間快速行駛的一種公交方式。它具有接近軌道交通的運力與快捷,建造和運營成本又相對低廉,而且很大程度上可以利用改造提升現(xiàn)有的城市公交道路系統(tǒng),在某些人口規(guī)模不是很大的城市中甚至可以考慮作為軌道交通的替代方式。
2003年國務(wù)院81號文件出臺后,國內(nèi)許多城市馬上把發(fā)展BRT項目推到了緩解城市交通擁堵的前臺。北京市新近編制的中心城區(qū)公共汽/電車廠線網(wǎng)規(guī)劃中包含了18條BRT線路,總長約300多km,在強調(diào)機動性與可達性高度協(xié)調(diào)的前提下,首次將BRT作為一個功能層次融人公交線網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)中。此外,昆明市在園藝世博會期間開通的國內(nèi)首條位于道路中央的公交專用道,即將升級為規(guī)范的現(xiàn)代BRT系統(tǒng)。杭州根據(jù)城市發(fā)展模式與空間功能布局制訂的中遠期公交規(guī)劃,也確立以軌道與BRT為骨干,東西走向穿城而過的首條28kmBRT今年已基本開通。3軌道交通應(yīng)解決低成本建造運營問題。
作為城市中最大的基礎(chǔ)建設(shè)項目之一的城市軌道交通投資巨大,京、滬、穗前幾年修建地鐵的綜合造價平均每千米超過了6億元人民幣。顯然,大多數(shù)國內(nèi)城市的經(jīng)濟能力很難承受起如此高昂的成本。因此,不解決軌道交通的造價問題,城市軌道交通難以實現(xiàn)。綜合考慮軌道交通的建造與運營費用,筆者以為解決成本問題擬應(yīng)圍繞以下三個方面認真思考。
3.1軌道交通的用地空間應(yīng)體現(xiàn)預(yù)留漸進原則
一般軌道交通建設(shè)成本中,包括拆遷費用在內(nèi)的占用土地成本是其中不可忽視的一個組成部分,并不因為某些國家無償劃撥方式而改變它的社會成本性質(zhì)。為了降低這方面的成本,許多城市在已經(jīng)完成的公交總體規(guī)劃中,都為軌道交通的線路場站建設(shè)預(yù)留了用地空間。然而,線路建設(shè)的具體時機取決于城市發(fā)展的不同進程,某些線路的客流形成需要一個長期漸進的過程。
因此,如何既能適應(yīng)逐漸增長的客流需要,又能合理有效地利用預(yù)留土地空間,是低成本發(fā)展軌道交通中必須慎重規(guī)劃考慮的現(xiàn)實問題。在巴西的大多數(shù)城市里,市政當局大都在軌道交通近期沒有開發(fā)的走廊上發(fā)展前文介紹的快速公交,將BRT專用道建在道路中央,初衷就是為了降低軌道交通項目的初期投資與運營費用[4]。實際上,北京2005年全線通車的第一條BRT線路,正是敷設(shè)在預(yù)留的M8軌交走廊上,完全滿足了近期單向8000人次/h的客流需求。
經(jīng)濟合理地使用土地空間,不僅需要作為城市規(guī)劃中發(fā)展軌道交通的指導(dǎo)原則加以確立,更應(yīng)當具體落實在軌道交通系統(tǒng)工程的每一個子項目的設(shè)計圖紙上。根據(jù)《上海市城市總體規(guī)劃1999—2020》,到2020年將建成800km左右軌道交通線,如果全都繼續(xù)采取目前的集中供電模式,屆時僅該項子系統(tǒng)就需建造50多座主變電所。轍上億元的巨額投資,僅建造變電所及電纜通道所需占用消耗的土地資源就將十分驚人。有鑒于此,最近上海相關(guān)部門已組織專家進行優(yōu)化方案論證,將2020年前全網(wǎng)18條線路原先計劃建造的51座主變電所減少為39座,更可節(jié)約投資10億元人民幣以上。
3.2軌道交通的建造模式要體現(xiàn)經(jīng)濟合理原則
世界城市軌道交通近百年的歷史展現(xiàn)了豐富多彩的發(fā)展模式,為我們提供了地鐵輕軌、導(dǎo)軌、有軌電車、郊區(qū)鐵路、磁懸浮等多種選擇模式,線型電機牽引系統(tǒng)則被公認為最有發(fā)展前途的一種在我國百萬以上人口的城市中,因地制宜地利用現(xiàn)有條件低成本發(fā)展軌道交通,已有了一些成功的經(jīng)驗。上海的明珠輕軌一期有3/4長度是改造利用原先的鐵路內(nèi)環(huán)線,這對武漢等其他一些存在廢棄或利用率很低的鐵路既有線路城市,不啻是一種有益的啟發(fā)與示范。另外,東北沈陽、長春、哈爾濱等城市,還存有部分有軌電車線路[5],在此基礎(chǔ)上統(tǒng)一規(guī)劃發(fā)展現(xiàn)代軌道交通,應(yīng)該也能夠達到節(jié)省一部分費用成本的目的。
其實,國內(nèi)城市軌道交通建設(shè)成本居高不下的原因之一,還在于脫離國情片面追求豪華檔次。表現(xiàn)在規(guī)劃設(shè)計上就是大量采用類似于公共汽車系統(tǒng)的高線網(wǎng)密度、小站間距、低負荷強度。需知,軌道交通本質(zhì)上屬于快速大量運送中長距離乘客的交通工具,依靠其他交通工具為它輸送客源,達到大運量高負荷。由于低線網(wǎng)密度、大站間距模式能夠明顯提高運行速度、縮短旅行時間,所以不但可以降低工程造價,而且還可以降低運行成本。正因為如此,將BRT系統(tǒng)規(guī)劃為軌道交通線路兩端的延伸段,或選擇“軌交+BRT”的混合網(wǎng)絡(luò)模式,都有助于達到適當降低軌道線網(wǎng)敷設(shè)密度的低成本目標。
另外,國內(nèi)軌道交通運營成本高的部分原因,還與計劃經(jīng)濟遺留下的傳統(tǒng)思維方式與條塊分割的管理模式密切相關(guān)。直到今天,許多城市在申請軌道交通立項時,每條線路都規(guī)劃有獨立使用的車輛段、控制中心、主要變電站,這套小而全的空間與管理體系必然造成資源的極大浪費。在軌道交通十分發(fā)達的日本,高速交通營團運營管轄著8條線路總長183.2km,但是所屬16個車站統(tǒng)共只設(shè)置了1座綜合控制中心。反觀國內(nèi),即使在資源共享程度較高的上海地鐵系統(tǒng),已建和待建的控制中心仍有8座,另加1座軌道交通運營協(xié)調(diào)及應(yīng)急中心。
3.3軌道交通的管理配套要體現(xiàn)因地制宜原則
如前所述,城市軌道交通的規(guī)劃不應(yīng)盲目追求高標準,該建地面、高架的絕不鉆入地下、該建輕軌的絕不建地鐵,因為后者的造價往往是前者的3倍以上。此外,對地鐵建設(shè)成本影響甚大的土建工程中,其地下車站底板的埋置深度與車站建筑高度是決定造價大小的兩個關(guān)鍵因素。因此,合理設(shè)計基坑深度與車站建筑高度對降低總成本的意義,無論如何也不應(yīng)低估。
城市交通規(guī)劃面臨的一切問題起源于三個基本因素:人口劇增、城市化加謎與出行方式機動化。為此,規(guī)劃者們必須在各種可能的決策方向之問慎重取舍。國外專業(yè)雜志《世界城市化展望》2004年載文指出,全世界人口從1950的25億左右增長到2000年60多億,只用了半個世紀的時間,預(yù)計再過30年將達到80億以上。作為世界最大的發(fā)展中國家,中國改革開放二十多年來的社會經(jīng)濟發(fā)展帶動了1億3千萬農(nóng)村人口流入城市,一般城市居民的交通出行方式也在過去二十多年里發(fā)生了根本性的變化。城市出行方式機動化日益加速,造成了今日中國主要大中城市里司空見慣的“出門難行路難”問題。專業(yè)人士稱之為嚴重的城市道路交通擁擠。
一般而言,城市交通方式大致可分為步行、自行車、摩托助動車、小汽車與公共交通國內(nèi)外的城市交通基本上都經(jīng)歷過從步行、自行車到摩托、小汽車大體相同的發(fā)展過程。但是,當人類普遍進入小汽車時代后,美國和歐洲選擇了不同的交通方式和城市形態(tài)。美國以小汽車為主要交通工具,城市多數(shù)呈現(xiàn)分散、蔓延的形態(tài)。歐洲大陸則十分重視公交、特別是軌道交通,大城市通過軌道交通將市中心、近郊生活就業(yè)區(qū)與遠郊衛(wèi)星城鎮(zhèn)連結(jié)起來,形成多中心的城市形態(tài)[1]。軌道交通系統(tǒng)的誕生,使城市的發(fā)展從中心聚集型向離心分散型轉(zhuǎn)變成為可能,也因此造就了城市中心的“職住分離”現(xiàn)象。應(yīng)該承認,私人小汽車和軌道交通是目前發(fā)達國家城市中具有代表性的兩種交通方式,分別突出地體現(xiàn)著更優(yōu)的生活質(zhì)量與更高的運輸效率。改革開放前,這兩種交通方式在我國大城市中的數(shù)量少到幾乎可以忽視不計的程度,近年來,它們已分別邁出了從無到有的第一步,表現(xiàn)_出強大的生命力。
城市的功能和社會活動的多樣化是大城市的基本特征,由此決定了大城市的交通需求必然是多種多樣的,人們可選擇的出行方式也應(yīng)該是多種多樣的,并且所有的出行方式都可以在各自適用的范圍內(nèi)發(fā)揮出最大優(yōu)勢口[2]。我國的城市交通機動化正處于起步狀態(tài),自行車等非機動車仍是目前大部分城市中居民出行的主導(dǎo)方式。隨著社會經(jīng)濟持續(xù)、快速增長與人民物質(zhì)文化水平不斷提高,建立多層次、立體型多元化的交通體系,是我國數(shù)量迅速增長的大城市的唯一發(fā)展方向。在此目標之下,科學(xué)規(guī)劃的軌道交通理論上提供了最大限度滿足可持續(xù)發(fā)展要求的可能性。
城市交通擁擠現(xiàn)狀,決定了各級政府部門在宏觀決策過程中,理當重點考慮規(guī)劃在環(huán)境系統(tǒng)、資源系統(tǒng)、社會系統(tǒng)等多方面具有可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢的城市軌道交通公共交通系統(tǒng)[3],這方面國內(nèi)刊物近來論著頗多,本文不欲在此重復(fù)贅述。以下謹從技術(shù)與經(jīng)濟的角度,探討進一步解決軌道交通建設(shè)面臨的一些具體問題,加速走向它的現(xiàn)實可行性。
2軌道交通需重視與城市公交系統(tǒng)的和諧
一般而言,軌道交通規(guī)劃工作的核心內(nèi)容是要充分實現(xiàn)路線選址與轉(zhuǎn)乘配套兩者的最優(yōu)化,與現(xiàn)有的公交系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)上達到最大限度的互相補充協(xié)調(diào)運作。
首先,城市軌道交通是一項涉及面廣泛復(fù)雜、需要許多專業(yè)協(xié)調(diào)配合的大型系統(tǒng)工程,必須與城市建設(shè)發(fā)展中長期規(guī)劃密切結(jié)合起來進行。作為城市規(guī)劃的有機構(gòu)成部分,軌道交通的規(guī)劃與整個城市交通的線網(wǎng)規(guī)劃實為一體。為了避免客流稀少,線路走向應(yīng)盡可能合理,否則,小客流低運量必然導(dǎo)致軌道交通無法發(fā)揮預(yù)期的骨干作用??傊?,結(jié)合城市的總體客運需求合理規(guī)劃布局,是保證城市軌道交通主導(dǎo)地位的必要條件。當然,這種合理布局要充分考慮不同城市的用地空間總體規(guī)劃。北京地鐵線明顯采用了沿城市道路走向布局的方式,軌道交通網(wǎng)絡(luò)形態(tài)與市區(qū)道路棋盤式格局高度一致,恰恰體現(xiàn)了保護北京古城的特殊要求。這方面類似的例子,還有南京地鐵1號線采用高架方式從中華門附近跨越古城,也充分考慮了地下車站與周圍環(huán)境、高架線路與地面景觀的協(xié)調(diào)需要。
其次,在以軌道交通為主導(dǎo)編制城市公交綜合規(guī)劃時,要十分注意加強交通換乘樞紐的建設(shè),將軌道交通與現(xiàn)有的常規(guī)公交體系統(tǒng)一安排、有序調(diào)整,保證輕軌、地鐵等軌道交通與城市公共汽車、出租車、輪渡等多種交通工具的方便轉(zhuǎn)接,以及與機場、火車站、港口等其他運輸場所的順利銜接。前文所舉的歐洲發(fā)達國家的大城市,面對小汽車交通的沖擊,紛紛尋求一種新的交通發(fā)展模式,在通向郊區(qū)的沿線地鐵站大量修建小汽車停車場,引導(dǎo)小汽車乘客換乘后進入中心城區(qū),使軌道交通的大運量優(yōu)勢得以發(fā)揮。國內(nèi)方面新近建成的上海火車南站,則成功地將鐵路與兩條城市軌道交通與幾十路近、遠郊公交汽車線的零距離換乘需要融入規(guī)劃設(shè)計中,成為一個值得學(xué)習(xí)借鑒的樣本。
最后,我們不能不充分注意軌道交通與整合改善城市常規(guī)公交之間的互動關(guān)系。世界上絕大多數(shù)國家的軌道交通都是在既有城市公交體系形成后逐漸發(fā)展起來的。在未來相當長一段時間內(nèi),公共汽車/電車仍將是人們出行使用較廣泛的交通工具之一。根據(jù)我國許多城市目前的經(jīng)濟發(fā)展水平與人口規(guī)模及交通總量需求,常規(guī)公交的整體地位短期內(nèi)變化不大。但是,常規(guī)公交系統(tǒng)效率低下的現(xiàn)狀應(yīng)該在逐步發(fā)展軌道交通的過程中加以綜合整治與改善。除了科學(xué)制訂線網(wǎng)布局,修建港灣式??空九_,合理編制車輛運行圖,建設(shè)服務(wù)查詢顯示信息系統(tǒng)等具體措施外,從規(guī)劃立法角度保障公交的道路優(yōu)先使用權(quán)的思路也有待于細化落實。
近來,在軌道與公套發(fā)展背景如何建設(shè)大容量快速公交系統(tǒng)(BRT)引起了專業(yè)規(guī)劃人員的高度關(guān)注。BRT是一種利用現(xiàn)代化大容量專用車輛、在專用道路空間快速行駛的一種公交方式。它具有接近軌道交通的運力與快捷,建造和運營成本又相對低廉,而且很大程度上可以利用改造提升現(xiàn)有的城市公交道路系統(tǒng),在某些人口規(guī)模不是很大的城市中甚至可以考慮作為軌道交通的替代方式。
2003年國務(wù)院81號文件出臺后,國內(nèi)許多城市馬上把發(fā)展BRT項目推到了緩解城市交通擁堵的前臺。北京市新近編制的中心城區(qū)公共汽/電車廠線網(wǎng)規(guī)劃中包含了18條BRT線路,總長約300多km,在強調(diào)機動性與可達性高度協(xié)調(diào)的前提下,首次將BRT作為一個功能層次融人公交線網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)中。此外,昆明市在園藝世博會期間開通的國內(nèi)首條位于道路中央的公交專用道,即將升級為規(guī)范的現(xiàn)代BRT系統(tǒng)。杭州根據(jù)城市發(fā)展模式與空間功能布局制訂的中遠期公交規(guī)劃,也確立以軌道與BRT為骨干,東西走向穿城而過的首條28kmBRT今年已基本開通。3軌道交通應(yīng)解決低成本建造運營問題
作為城市中最大的基礎(chǔ)建設(shè)項目之一的城市軌道交通投資巨大,京、滬、穗前幾年修建地鐵的綜合造價平均每千米超過了6億元人民幣。顯然,大多數(shù)國內(nèi)城市的經(jīng)濟能力很難承受起如此高昂的成本。因此,不解決軌道交通的造價問題,城市軌道交通難以實現(xiàn)。綜合考慮軌道交通的建造與運營費用,筆者以為解決成本問題擬應(yīng)圍繞以下三個方面認真思考。
3.1軌道交通的用地空間應(yīng)體現(xiàn)預(yù)留漸進原則
一般軌道交通建設(shè)成本中,包括拆遷費用在內(nèi)的占用土地成本是其中不可忽視的一個組成部分,并不因為某些國家無償劃撥方式而改變它的社會成本性質(zhì)。為了降低這方面的成本,許多城市在已經(jīng)完成的公交總體規(guī)劃中,都為軌道交通的線路場站建設(shè)預(yù)留了用地空間。然而,線路建設(shè)的具體時機取決于城市發(fā)展的不同進程,某些線路的客流形成需要一個長期漸進的過程。
因此,如何既能適應(yīng)逐漸增長的客流需要,又能合理有效地利用預(yù)留土地空間,是低成本發(fā)展軌道交通中必須慎重規(guī)劃考慮的現(xiàn)實問題。在巴西的大多數(shù)城市里,市政當局大都在軌道交通近期沒有開發(fā)的走廊上發(fā)展前文介紹的快速公交,將BRT專用道建在道路中央,初衷就是為了降低軌道交通項目的初期投資與運營費用[4]。實際上,北京2005年全線通車的第一條BRT線路,正是敷設(shè)在預(yù)留的M8軌交走廊上,完全滿足了近期單向8000人次/h的客流需求。
經(jīng)濟合理地使用土地空間,不僅需要作為城市規(guī)劃中發(fā)展軌道交通的指導(dǎo)原則加以確立,更應(yīng)當具體落實在軌道交通系統(tǒng)工程的每一個子項目的設(shè)計圖紙上。根據(jù)《上海市城市總體規(guī)劃1999—2020》,到2020年將建成800km左右軌道交通線,如果全都繼續(xù)采取目前的集中供電模式,屆時僅該項子系統(tǒng)就需建造50多座主變電所。
暫且不論一座主變電所動轍上億元的巨額投資,僅建造變電所及電纜通道所需占用消耗的土地資源就將十分驚人。有鑒于此,最近上海相關(guān)部門已組織專家進行優(yōu)化方案論證,將2020年前全網(wǎng)18條線路原先計劃建造的51座主變電所減少為39座,更可節(jié)約投資10億元人民幣以上。
3.2軌道交通的建造模式要體現(xiàn)經(jīng)濟合理原則
世界城市軌道交通近百年的歷史展現(xiàn)了豐富多彩的發(fā)展模式,為我們提供了地鐵輕軌、導(dǎo)軌、有軌電車、郊區(qū)鐵路、磁懸浮等多種選擇模式,線型電機牽引系統(tǒng)則被公認為最有發(fā)展前途的一種在我國百萬以上人口的城市中,因地制宜地利用現(xiàn)有條件低成本發(fā)展軌道交通,已有了一些成功的經(jīng)驗。上海的明珠輕軌一期有3/4長度是改造利用原先的鐵路內(nèi)環(huán)線,這對武漢等其他一些存在廢棄或利用率很低的鐵路既有線路城市,不啻是一種有益的啟發(fā)與示范。另外,東北沈陽、長春、哈爾濱等城市,還存有部分有軌電車線路[5],在此基礎(chǔ)上統(tǒng)一規(guī)劃發(fā)展現(xiàn)代軌道交通,應(yīng)該也能夠達到節(jié)省一部分費用成本的目的。
其實,國內(nèi)城市軌道交通建設(shè)成本居高不下的原因之一,還在于脫離國情片面追求豪華檔次。表現(xiàn)在規(guī)劃設(shè)計上就是大量采用類似于公共汽車系統(tǒng)的高線網(wǎng)密度、小站間距、低負荷強度。需知,軌道交通本質(zhì)上屬于快速大量運送中長距離乘客的交通工具,依靠其他交通工具為它輸送客源,達到大運量高負荷。由于低線網(wǎng)密度、大站間距模式能夠明顯提高運行速度、縮短旅行時間,所以不但可以降低工程造價,而且還可以降低運行成本。正因為如此,將BRT系統(tǒng)規(guī)劃為軌道交通線路兩端的延伸段,或選擇“軌交+BRT”的混合網(wǎng)絡(luò)模式,都有助于達到適當降低軌道線網(wǎng)敷設(shè)密度的低成本目標。
另外,國內(nèi)軌道交通運營成本高的部分原因,還與計劃經(jīng)濟遺留下的傳統(tǒng)思維方式與條塊分割的管理模式密切相關(guān)。直到今天,許多城市在申請軌道交通立項時,每條線路都規(guī)劃有獨立使用的車輛段、控制中心、主要變電站,這套小而全的空間與管理體系必然造成資源的極大浪費。在軌道交通十分發(fā)達的日本,高速交通營團運營管轄著8條線路總長183.2km,但是所屬16個車站統(tǒng)共只設(shè)置了1座綜合控制中心。反觀國內(nèi),即使在資源共享程度較高的上海地鐵系統(tǒng),已建和待建的控制中心仍有8座,另加1座軌道交通運營協(xié)調(diào)及應(yīng)急中心。
3.3軌道交通的管理配套要體現(xiàn)因地制宜原則
如前所述,城市軌道交通的規(guī)劃不應(yīng)盲目追求高標準,該建地面、高架的絕不鉆入地下、該建輕軌的絕不建地鐵,因為后者的造價往往是前者的3倍以上。此外,對地鐵建設(shè)成本影響甚大的土建工程中,其地下車站底板的埋置深度與車站建筑高度是決定造價大小的兩個關(guān)鍵因素。因此,合理設(shè)計基坑深度與車站建筑高度對降低總成本的意義,無論如何也不應(yīng)低估。
如果說軌交模式、建造標準的選擇較多地影響到土建工程造價部分,軌道工。程總造價的另外一半(45%~50%)則取決于技術(shù)裝備等硬件的建設(shè)、購置、安裝費用。以地鐵車輛為例,目前國產(chǎn)價格僅為進口產(chǎn)品的1/2~1/4。因此,降低成本費用的關(guān)鍵之一,是提高構(gòu)成技術(shù)裝備主要部分的車輛、牽引、供電、信號的國產(chǎn)化水平。這方面,較晚竣工投入使用的南京地鐵為我們提供了很有說服力的例證。據(jù)有關(guān)雜志介紹,該項目通過車輛項目的合同談判與國產(chǎn)化方案的慎密調(diào)整,大大減少了進口部件和材料,降低了進口設(shè)備的國際運輸成本,在成功實現(xiàn)70國產(chǎn)化率的情況下,車輛項目合同價從最初的每輛約135萬美元降低到116.5萬美元,與設(shè)計概算相比節(jié)約投資4000多萬人民幣。
當然,軌道交通總體上屬于公共產(chǎn)品領(lǐng)域,單純的票務(wù)收入遠遠不足以償付開通后的日常性運營支出,中長期的財務(wù)收支平衡對世界各國都是一個需要艱難應(yīng)對的挑戰(zhàn)。筆者了解到的香港地鐵總收入中,票務(wù)收入約占60,其余409,6中廣告與物業(yè)管理各占一半[6],這一香港較為成功的地鐵和物業(yè)綜合發(fā)展經(jīng)營模式,今年初已通過成立合營公司引入北京地鐵4號線的管理,各方都期待著它能為國內(nèi)軌道交通建設(shè)運營展示一種令人鼓舞的前景。
關(guān)鍵詞 專業(yè)群 制圖 識圖 實訓(xùn)中心
1 建設(shè)背景與主要問題
1.1 建設(shè)背景
隨著“一帶一路”戰(zhàn)略和長江經(jīng)濟帶振興的深入推進,構(gòu)建便捷、安全、經(jīng)濟、高效的綜合交通運輸體系是大勢所趨。湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院抓住這一重要機遇,創(chuàng)新的提出交通土建技術(shù)專業(yè)群這一概念,是為了整合教學(xué)資源,貼近工程實踐,通過四年的建設(shè),建成滿通土建專業(yè)群人才培養(yǎng)需求的實習(xí)實訓(xùn)基地。
目前制圖實訓(xùn)室是為了滿足道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生CAD制圖能力訓(xùn)練而建立的,只能滿足該專業(yè)學(xué)生CAD二維制圖能力訓(xùn)練。但是交通土建專業(yè)群包含了道路橋梁工程技術(shù)、道路養(yǎng)護與管理、港口與航道工程技術(shù)、高速鐵道工程技術(shù)、城市軌道交通工程技術(shù)和工程造價(公路工程造價)六個專業(yè),目前的制圖實訓(xùn)室還遠遠不能滿足需求。因此建立一個滿通土建專業(yè)群各專業(yè)共享的制圖識圖實訓(xùn)中心,既能夠訓(xùn)練學(xué)生識圖能力,還能夠訓(xùn)練學(xué)生二維、三維制圖能力是必要的。
1.2 主要問題
目前我制圖實訓(xùn)室共有兩間,建筑面積200m2,電腦120臺左右?,F(xiàn)在主要的實訓(xùn)都是針對路橋?qū)I(yè)開設(shè)的,我們分析了制圖實訓(xùn)室存在的問題,主要表現(xiàn)在以下幾點:(1)制圖室設(shè)備嚴重不足。交通土建專業(yè)群經(jīng)過四年建設(shè),在2018年將有2200名左右的在校生。以目前120臺的電腦實訓(xùn)工位,遠遠不能滿足制圖實訓(xùn)的需要。(2)開設(shè)實訓(xùn)項目單一。目前實訓(xùn)室開設(shè)的實訓(xùn)項目主要是CAD二維制圖訓(xùn)練。學(xué)生的識圖能力訓(xùn)練只能依賴普通教室上課開展,實訓(xùn)效果不好。三維制圖實訓(xùn)由于硬件問題基本無法開展。(3)其他專業(yè)無法共享。由于實訓(xùn)條件的限制,目前實訓(xùn)室開設(shè)的實訓(xùn)項目主要針對道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)開設(shè),其他專業(yè)的工程制圖識圖訓(xùn)練只能依賴公共機房展開。(4)無法開展社會服務(wù)。由于設(shè)備硬件問題,實訓(xùn)室目前還只能開展校內(nèi)實訓(xùn)教學(xué),無法開展社會技術(shù)服務(wù),沒有做到產(chǎn)教融合。
2 建設(shè)思路與建設(shè)目標
2.1 建設(shè)思路
根據(jù)人才培養(yǎng)方案,對接專業(yè)群課程體系,重構(gòu)制圖實訓(xùn)室已有條件,優(yōu)化實訓(xùn)教學(xué)資源配置。重點培養(yǎng)學(xué)生識圖能力和制圖能力,并在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生三維制圖的基本能力。瞄準前沿技術(shù),積極開展社會培訓(xùn)。
2.2 建設(shè)目標
交通土建工程制圖與識圖實訓(xùn)中心通過建設(shè),建成與高等職業(yè)教育交通土建專業(yè)培養(yǎng)目標相適應(yīng)的教學(xué)實訓(xùn)基地。針對交通土建各專業(yè)新建校內(nèi)實踐訓(xùn)練中心,圍繞培養(yǎng)學(xué)生的識圖和制圖能力為重點、兼顧進行素質(zhì)教育。同時緊跟行業(yè)新軟件新技術(shù)發(fā)展方向不斷優(yōu)化實訓(xùn)項目,使實訓(xùn)中心成為交通類高職院校一流教學(xué)實訓(xùn)基地。
3 硬件建設(shè)
優(yōu)化現(xiàn)有教學(xué)資源,改擴建道路橋梁工程技術(shù)制圖實訓(xùn)室兩個,新建交通土建專業(yè)群共享制圖實訓(xùn)室一個,新建交通土建專業(yè)群共享識圖實訓(xùn)室一個。
3.1 改擴建交通土建專業(yè)群制圖實訓(xùn)室
根據(jù)專業(yè)工作的需要,優(yōu)化現(xiàn)有實訓(xùn)條件,須優(yōu)化或購置電腦120臺套(2臺主機+中控系統(tǒng)),購置AUTOCAD20XX軟件,購置專業(yè)標準圖集電子版,用于制圖訓(xùn)練;購置道路與橋梁工程設(shè)計軟件,用于學(xué)生學(xué)習(xí)簡單設(shè)計及社會服務(wù)。該實訓(xùn)室所需建設(shè)硬件見表1。
3.2 新建交通土建專業(yè)群制圖實訓(xùn)室
新建制圖實訓(xùn)室,須購置高性能電腦60臺套(1臺主機+中控系統(tǒng)),購置專業(yè)標準圖集圖紙及電子版,用于制圖能力項目訓(xùn)練。該實訓(xùn)室所需建設(shè)硬件見表2。
3.3 新建交通土建專業(yè)群共享識圖實訓(xùn)室
識圖實訓(xùn)室將打破原來的識圖訓(xùn)練模式,實訓(xùn)室不設(shè)置固定黑白板或投影幕布,而是將四面墻壁涂刷黑板漆。上課時,老師將所講圖紙電子版通過短焦距投影機投影到四面墻壁,學(xué)生分成多組面向四面墻壁。由于沒有了講臺的限制,老師可以游走于任何一面墻壁投影來講述,近距離接觸每組學(xué)生,學(xué)生也可以直接在墻上修改圖紙或提出回答問題。教學(xué)效果將會非常好,學(xué)生識圖能力提高效果明顯。所需建設(shè)硬件見表3。
4 團隊建設(shè)
(1)建設(shè)目標。通過制圖與識圖實訓(xùn)中心的建設(shè),教學(xué)團隊也要加快教學(xué)內(nèi)容、方法改革與優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源開發(fā)進程,促進教學(xué)研討和教學(xué)經(jīng)驗交流,推進教學(xué)工作的傳、幫、帶和老中青相結(jié)合,提高教師隊伍的教學(xué)水平與人才培養(yǎng)質(zhì)量 。(2)建設(shè)思路。通過教學(xué)團隊建設(shè),增強教學(xué)團隊意識,建立和創(chuàng)新團隊合作機制,優(yōu)化教師整體結(jié)構(gòu),改革教學(xué)內(nèi)容和方法,開發(fā)教學(xué)資源,促進教學(xué)研討和教學(xué)經(jīng)驗交流,推進教學(xué)工作的傳、幫、帶和老中青相結(jié)合,提高教師的教學(xué)和科研水平。(3)建設(shè)內(nèi)容。實訓(xùn)中心在已有三名“雙師型”教師的基礎(chǔ)上,從教師隊伍中,遴選優(yōu)秀教師,依托企業(yè)鍛煉、國內(nèi)培訓(xùn)、國外訪學(xué)等方式將其培養(yǎng)成為“雙師型”骨干教師;在提升骨干教師專業(yè)技術(shù)水平的同時,鼓勵其提升學(xué)歷水平,具有研究生學(xué)歷或碩士以上學(xué)位的專任教師比例達到100%;通過參加培訓(xùn)、下企業(yè)實踐鍛煉、鼓勵教師加入行業(yè)協(xié)會組織等途徑,使骨干教師培訓(xùn)面達100%,并且專業(yè)教師每年專業(yè)實踐的時間累計不少于一個月。
5 技能競賽
(1)建設(shè)目標。制圖與識圖實訓(xùn)中心不僅承擔(dān)全院的工程制圖教學(xué),還要積極對接行業(yè)前沿,參加各種技能競賽,爭取取得好名次的同時,加強和各個院校的交流。(2)建設(shè)思路。通過實訓(xùn)中心的硬件建設(shè)和教學(xué)團隊建設(shè),提高教學(xué)水平,加強學(xué)生識圖制圖能力訓(xùn)練,積極參加各種技能競賽。積極了解行業(yè)動態(tài),將行業(yè)的發(fā)展融入教學(xué)改革中去。(3)建設(shè)內(nèi)容。制圖與識圖實訓(xùn)中心建設(shè)期內(nèi)以及建成后,可建設(shè)包括專業(yè)群各專業(yè)學(xué)生技能抽查考試標準、配套題庫、抽查考試方案、考試設(shè)備、上級文件、技能競賽規(guī)則、技能競賽題庫、技能競賽視頻等資源,并承辦湖南省高等職業(yè)院校道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生專業(yè)技能抽查模塊一道路工程制圖模塊抽測。滿足省內(nèi)同類專業(yè)組織技能抽查強化訓(xùn)練和全國同類專業(yè)迎接技能競賽的需要,每年保持15%的資源更新。
6 技術(shù)服務(wù)與培訓(xùn)
(1)建設(shè)目標。制圖與識圖實訓(xùn)中心通過建設(shè)后,能承接各類工程項目設(shè)計工作,并為企業(yè)行業(yè)培訓(xùn)人才的制圖與識圖能力。(2)建設(shè)思路。通過實訓(xùn)中心的硬件建設(shè)和教學(xué)團隊建設(shè),提高教學(xué)水平,并積極銜接行業(yè)發(fā)展動態(tài),提高教師教學(xué)能力,積極開展各類培訓(xùn)。(3)建設(shè)內(nèi)容。制圖與識圖實訓(xùn)中心建成后,與院辦企業(yè)湖南交院勘測設(shè)計咨詢公司合作展開服務(wù)合作,利用實訓(xùn)中心的硬件設(shè)施和人才資源為企業(yè)提供技術(shù)服務(wù)。可承接各類培訓(xùn),與學(xué)院培訓(xùn)基地聯(lián)合為行業(yè)企業(yè)培訓(xùn)技術(shù)人員200人次以上。
7 結(jié)語
交通土建專業(yè)群內(nèi)各專業(yè)基礎(chǔ)能力部分有著很多相通之處,我們把這些相同性提煉出來建設(shè)共享教學(xué)資源的方案是可行的,但是在建設(shè)中又有很多問題需要解決,亟待我們研究。
參考文獻
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實踐是大學(xué)生活的第二課堂,是知識常新和發(fā)展的源泉,是檢驗真理的試金石,也是大學(xué)生鍛煉成長的有效途徑。一個人的知識和能力只有在實踐中才能發(fā)揮作用,才能得到豐富、完善和發(fā)展。大學(xué)生成長,就要勤于實踐,將所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合一起,在實踐中繼續(xù)學(xué)習(xí),不斷總結(jié),逐步完善,有所創(chuàng)新,并在實踐中提高自己由知識、能力、智慧等因素融合成的綜合素質(zhì)和能力,為自己事業(yè)的成功打下良好的基礎(chǔ)
土木工程是建造各類工程設(shè)施的學(xué)科、技術(shù)和工程的總稱。它既指與與人類生活、生產(chǎn)活動有關(guān)的各類工程設(shè)施,如建筑公程、公路與城市道路工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程等,也指應(yīng)用材料、設(shè)備在土地上所進行的勘測、設(shè)計、施工等工程技術(shù)活動。土木工程是社會和科技發(fā)展所需要的“衣、食、住、行”的先行官之一;它在任何一個國家的國民經(jīng)濟中都占有舉足輕重的地位。
作為一名剛剛接觸專業(yè)知識的大學(xué)生來說,如果在學(xué)習(xí)專業(yè)課之前直接就接觸深奧的專業(yè)知識是不科學(xué)的,為此,學(xué)院帶領(lǐng)我們進行了這次實習(xí)活動,讓我們從實踐中對這門自己即將從事的專業(yè)獲得一個感性認識,為今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ),為今后書本與實踐的結(jié)合打下基礎(chǔ)。
緊張的兩周的實習(xí)生活結(jié)束了,在這兩周里我還是有不少的收獲。實習(xí)結(jié)束后好好總結(jié)一下。在實習(xí)過程中我們共進行了七項工地參觀,包括故宮博物院,首鋼液壓車間,學(xué)校實驗樓留學(xué)生公寓,兩處住宅小區(qū)工地,和豐臺構(gòu)件廠共七天的參觀。在每次參觀結(jié)束后我們都做了很認真的總結(jié),把自己在參觀時學(xué)到的,了解到的知識進行梳理,也同時為今后的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ),雖然我們不能完全明白老師講解的所有知識,但終歸是學(xué)習(xí)的過程,不同程度上都會有收獲。而實習(xí)的意義也在于此。首先,通過實習(xí),通過實踐,使我學(xué)到了很多實踐知識。通過參觀,使我近距離的觀察了整個房屋的建造過程,廠房的結(jié)構(gòu),學(xué)到了很多很適用的具體的施工知識,這些知識往往是我在學(xué)校很少接觸,很少注意的,但又是十分重要、十分基礎(chǔ)的知識。比如,鋼筋的綁扎,底層基礎(chǔ)鋼筋的綁扎首先要放樣,每一跨度里鋼筋的接頭數(shù)只有25%,即4根鋼筋里只有一個接頭,另外,接頭要盡量放在受壓區(qū)內(nèi)。在砌墻的過程中,如遇到墻要轉(zhuǎn)角或相交的時候,兩墻要一起砌起來,在留槎的過程中,可以留斜槎,如果要留直槎,則必須留陽槎,且要有拉結(jié)筋,不能留陰槎。在進行混凝土施工的過程中,要特別注意混凝土的配合比,在天熱的時候要注意養(yǎng)護。其次我們還對一些細部的作法有所認識,了解了設(shè)計與施工間是有距離的,要靠施工工程師在技術(shù)上給予合理設(shè)計才能保證施工的順利和高質(zhì)量。針對每次的參觀我做了以下的總結(jié)。
對于像故宮一樣古老的建筑在施工上可以算是大興土木,但以后使用的機會較少,但針對對古建筑的修復(fù)這一需要,為保存祖國的文化,古國風(fēng)貌,是不可或缺的。所以研究古建筑的構(gòu)造是有必要的。對于廠房,我們今后會有單層廠房這門課程,以后走向社會我們或許現(xiàn)場房建設(shè)方面發(fā)展,而且本身各種建筑理論的基礎(chǔ)知識本都是相通的,因此無論是為今后的學(xué)習(xí)還是以后投入社會的需要對廠房的認識都是必不可少的。廠房由山墻,梁,柱,屋蓋,水平支撐,豎直支撐組成。整體是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在梁上設(shè)有吊車的槽鋼軌道,為了使整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,在廠房的第一段,最后一段是有行家結(jié)構(gòu)的水平支撐,在進深超過六十米時,中間的某一關(guān)也要加上水平支撐。豎直支撐則是在沉重的梁上起加固作用。而對于建筑工地,我的體會就更深了,無論是對施工過程還是對施工工藝我都產(chǎn)生了很大的興趣。當今的不同建筑多采用橡膠混凝土的方式,結(jié)構(gòu)殺害能夠多為框架剪力墻。對于鋼筋的使用有著嚴格的規(guī)范,從配筋到綁扎,到架模板,再到灌漿,這一系列的工作,一項都不能出錯,小小的偏差可能會釀成無法收拾的嚴重后果。而在施工工藝方面,腳手架,模板,包括新材料的使用都更加直觀的展示在我們面前。
關(guān)鍵詞:旅客地道線路加固施工技術(shù)受力驗算
1 工程概況
本工程為黎湛線河湛段增建第二線HZ1標段遂溪站K290+3001-6.0×2.6m旅客地道。地道由主洞身、擴建端墻、出入口等部分組成。地道軌下洞身孔徑為6.05×2.65m鋼筋砼箱形框架,通往基本站臺的出入口段為4.0×2.75m單向盡頭式箱形框架與寬度為4.0m的U形槽結(jié)構(gòu),通往Ⅱ站臺的出入口段為3.0×2.75m單向盡頭式箱形框架與寬度為3.0m的U形槽結(jié)構(gòu),與主地道的銜接部分墻體作成鋼筋砼異形框架。地道軌下洞身穿越遂溪站正線及站線共計5股道。地道平面布置及斷面見圖1。
圖1地道平面布置及涵身斷面圖
2 施工方案的比選
地道框架施工有兩種方案可選擇。第一種方案是在線路外側(cè)設(shè)置工作坑,修筑滑板及后背墻,在工作坑將地道框架預(yù)制成型,然后采用頂進法施工,兩端出入口采用現(xiàn)澆成型;第二種方案是將線路架空,所有框架均在原位現(xiàn)澆成型。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較,第二種施工方案有如下優(yōu)勢:①因是原位現(xiàn)澆,不需額外征用工作坑的用地,避免了征地拆遷的費用及諸多事宜;②不用頂進設(shè)備,減少了設(shè)備投入;③施工簡便,框架質(zhì)量及線型容易控制;④經(jīng)過經(jīng)濟效益比較,相對頂進法施工可減少成本13.8%。最后確定采用第二種方案進行。本文將就線路加固技術(shù)及受力驗算進行介紹。
3 施工總體方案及施工方法
3.1 施工總體方案及施工順序安排
軌下框架施工前進行線路加固,架空線路后進行框架的明挖現(xiàn)澆施工。
線路加固采用縱橫抬梁法,Ⅰ、Ⅱ線線路加固結(jié)構(gòu)設(shè)計見圖2、圖3。主跨跨度為12m,主跨兩端各設(shè)置1個副跨,副跨跨度為8.5m。主跨縱梁兩端支墩采用φ1.5m挖孔樁。副跨外端支墩采用枕木垛。主跨及副跨縱梁均采用4I56b工字鋼。吊軌采用P50軌,1-2扣組合加固,吊軌與木枕采用N1Ф22U形螺栓和扣板連接以增強其整體性。橫梁采用P50軌2-3扣,間距0.9m。橫梁與吊軌之間用N2Ф22U型螺栓和扣板連成整體。
圖2線路加固平面及斷面布置圖
圖3線路加固立面布置圖
根據(jù)工程施工順序安排,線路加固及地道施工分為三階段進行:
第一階段:為保證車站各站線的正常使用,不進行封閉站線施工,同時對6道、4道、Ⅱ道、I道、3道線路進行整體加固,線路加固作業(yè)完成后,開始施工基本站臺異型框架、擴建端墻及地道主洞身軌下第①節(jié)(長6.21m)、第②節(jié)(長5.0m)、第③節(jié)(長5.0m)、第④節(jié)(長5.0m)、第⑤節(jié)(長6.21m),施工至第⑤節(jié)時封閉遂溪站Ⅱ站臺左側(cè)的5道,以確保放坡開挖時5道線路安全。
第二階段:主地道洞身段施工完成后,繼續(xù)保持3、6道線路加固,恢復(fù)I道、Ⅱ道、4道線路,繼續(xù)封閉5道線路,施工地道基本站臺及Ⅱ站臺端部異型框架及擴建端墻。
第三階段:兩側(cè)異型框架及擴建端墻施工完成后,繼續(xù)保持3、6道線路加固,封閉5道線路,施工Ⅱ站臺出入口段、基本站臺出入口段及地道相關(guān)附屬工程,待兩側(cè)出入口均完成后,恢復(fù)3道、6道線路,恢復(fù)5道線路的使用。
3.2線路加固施工方法
1)進行線路加固前先與玉林工務(wù)段(設(shè)備管理單位)簽訂施工安全協(xié)議,對加固地段正線(I、Ⅱ線)進行無縫線路應(yīng)力放散,并提前申報慢行計劃,將施工點扣軌部分的軌道線路細部找平,若兩側(cè)軌道標高有落差則將低側(cè)軌道抬高,使兩側(cè)軌道在一個水平面上,抬道段兩側(cè)各按坡度順接線路?;蛘呃眠m當高度的槽鋼組焊接梁、硬木板墊放在工字鋼縱梁與橫抬梁搭接處調(diào)平兩側(cè)軌道高差,以減少抬道工作量。并于施工前對施工地段進行現(xiàn)場勘察,做好各種光電纜、地下管線的防護工作。
2)根據(jù)慢行計劃,利用施工維修天窗將線路加固范圍內(nèi)的砼枕抽換成木枕,在抽換枕木的同時把木枕連接吊軌的Ф22U型螺栓一起安上(每枕8根)。
3)線路加固采用縱橫抬梁法。主跨跨度為12m;主跨兩端設(shè)置2個副跨,副跨跨度為8.5m。主跨縱梁兩端支墩采用φ1.5m挖孔樁,挖孔樁共14個,樁長9m。副跨外端支墩采用枕木垛。人工挖孔樁施工前向南寧鐵路局申請慢行點,先將孔樁位置的兩側(cè)線路道床進行支擋加固后再進行人工挖孔樁施工。
4)鋪設(shè)縱梁:線路加固主跨縱梁采用4I56b工字鋼支撐在挖孔樁上(在Ⅱ線工字鋼縱梁上加放6片[20槽鋼焊梁以調(diào)平軌面落差,見圖4),副跨也采用4I56b工字鋼縱梁。鋪設(shè)縱梁時,先鋪設(shè)中間孔4I56b工字鋼縱梁,再鋪設(shè)兩邊孔4I56b工字鋼縱梁,縱梁自身之間用N4Ф22U型螺栓和扣板連成整體。
圖46片[20槽鋼自身焊接大樣圖
5)鋪設(shè)吊軌:吊軌采用P50軌,1-2扣組合加固,吊軌與木枕采用N1Ф22U形螺栓和扣板連接在一起,以增強其整體性。
6)鋪設(shè)橫梁:橫梁采用P50軌2-3扣,間距0.9m,中間孔橫梁、邊孔橫梁均用N8Ф25U型螺栓放于4I56b工字鋼縱梁之上,橫梁與吊軌之間用N2Ф22U型螺栓和扣板連成整體。
4 施工注意事項及安全保證措施
1)施工期間列車慢行以限速45km/h通過,并執(zhí)行“機工聯(lián)控”,設(shè)置減速信號牌、作業(yè)標、減速地點標等防護標志,安排駐站及防護人員做好安全防護工作。
2)由于線路為軌道電路,故在橫梁與基本軌底間設(shè)10mm厚絕緣膠墊隔離,以防出現(xiàn)紅光帶影響線路行車安全。
3)加固線路每隔1m布置一根絕緣軌距拉桿以保證線路幾何尺寸。每通過一趟列車,專職安全防護員均要對軌道的水平、方向進行檢查,并作好檢錄。期間加強線路養(yǎng)護并時刻注意觀察線路加固的變化情況。
4)作好安全應(yīng)急預(yù)案,備足木枕、草袋、木樁、移動停車牌、響墩等應(yīng)急物資。駐站聯(lián)絡(luò)員加強與現(xiàn)場施工負責(zé)人聯(lián)系,確保線路行車安全。
5)恢復(fù)線路前股道全部滿鋪道碴,等道床基本穩(wěn)定后先拆除橫抬梁,再拆除吊軌,最后拆除縱梁。在拆除前按需備足道碴和上碴搗固工具。全部拆除后按《工務(wù)維修規(guī)則》要求全面整修線路達到標準后,方可恢復(fù)正常行車。
5 結(jié)構(gòu)檢算
本工程線路加固采用同樣的方法及設(shè)計參數(shù)。但Ⅱ線在縱梁上加有槽鋼焊梁,其跨度及承受的荷載為本工程最大值。故僅需對Ⅱ線線路加固進行受力驗算即可,受力驗算如下:
5.1 4I56b工字鋼縱梁檢算
I56b工字鋼的慣性矩Ix=68512cm4;截面模量W=2446×10-6m3;容許應(yīng)力[σ]=170MPa;容許撓度[f]=L/400;彈性模量E=210×109Pa。
因挖孔樁支墩凈間距為10.5m,則將縱梁簡化成跨度為10.5m受均布荷載作用的簡支梁,見圖5。
圖5縱梁荷載圖
1)活載
列車荷載按中-活載計算,并換算成均布荷載,按《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》查表L=10.5m時,q活=138.78kN/m。
2)附加力
附加力(僅計算制動力或牽引力),按列車活載的10%進行計算:
q附加=138.78×10%=13.88kN/m
3)恒載
①工字鋼束梁自重:q1=115Kg/m×8=9.02kN/m
②[20槽鋼焊梁自重:q2=25.772Kg/m×12=3.03kN/m
③既有線鋼軌自重:q3=60Kg/m×2=1.18kN/m
④1-2扣鋼軌自重:q4=50Kg/m×2×3=2.94kN/m
⑤枕木自重:q5=55Kg/根÷0.9m=0.6kN/m
⑥橫抬梁自重:q6=50Kg/m×6.25m×5÷0.9m=17.0kN/m
⑦扣件自重:q7=0.5kN/m
q恒=∑q1~q7=34.27kN/m。
則單根工字鋼承受均布荷載為:
q=(q活+q附加+q恒)/8=23.37kN/m
Mmax=ql2/8=23.37×10.52/8=322.07kN•m
②強度檢算
σ=Mmax/W=322.07×103÷(2446×10-6)=131.7MPa<[σ]=170MPa
③撓度檢算
fmax=5ql4/384EI=(5×23.37×103×10.54)/(384×210×109×68512×10-8)
=25.7mm<[f]=L/400=26.3mm
從計算結(jié)果可得縱梁強度、撓度均滿足要求。
5.2 P50軌2-3扣橫抬梁檢算
橫抬梁采用P50軌2-3扣橫抬線路,P50軌的Ix=2037cm4;W=247cm3;E=210×109Pa;[σ]=170MPa;[f]=L/250。舊軌折減系數(shù)取0.9。
荷載取值:中-活載,按單個機車軸重220kN由單束橫抬梁承受。附加力按列車活載10%計算,見圖6。
圖6橫抬梁荷載圖
1)橫梁最大彎矩計算
Mmax=P×(1+10%)/2×a=220÷2×1.5=1.82×105N•m
2)強度檢算
σmax=Mmax/W=1.82×105/(5×247×0.9×10-6)=164MPa<[σ]=170MPa
3)撓度檢算
根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》查表得,
f=[P(1+10%)a(3L2-4a2)/2]/(24EI)
=[220×(1+10%)×1.5×103×(3×4.52-4×1.52)/2]/(24×210×109×5×2037×10-8)
=0.021m<[f]=L/250=0.018m
從計算結(jié)果可得橫梁強度、撓度均滿足要求。
5.3 挖孔樁驗算
對承受上部荷載最大的Ⅱ線處孔樁進行受力驗算,見圖7。圖中R1、R2分別為僅考慮受“中-活載”作用時,孔樁對主跨及副跨縱梁的反作用力。利用影響線圖及查《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》表中的換算荷載,計算得R1=902.4kN。按受q=92kN/m均布荷載作用,跨度為8.5m的簡支梁進行計算得R2=391kN。
圖7 孔樁受“中-活載”作用示意圖
此外,孔樁支墩還承受主跨及副跨各一半長度(12m+8.5m/2=10.25m)的恒載及活載附加力的作用?;钶d附加力按列車活載10%計算。則單個支墩承受的全部荷載為:
P樁=[(R1+R2)×(1+10%)+(P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7)×10.25]/2
=[1422.74+34.68×10.25]/2=889.1kN
φ1.5m孔樁樁身為C25鋼筋砼,中心受壓容許壓應(yīng)力[σ]=7.6MPa。
樁身截面積A=3.14×(1.5m/2)2=1.766m2
則樁頂壓應(yīng)力:σ=889.1/1.766=0.5MPa<[σ]=7.6MPa
查路橋施工計算手冊得挖孔樁的容許承載力公式為:
[P]=U∑Liτi/2+λM0A{[σ0]+k2λ2(h-3)}
樁埋深h=3.8m,地質(zhì)探測顯示孔樁處于粉質(zhì)粘土層上[σ0]=180kPa
M0取1.0(清底干凈)、k2取2.5、λ取0.7、λ2取14.21kN/m3、τi取80則:
[P]=3.14×1.5×3.8×80/2+0.7×1.0×3.14×(1.5/2)2×{[180]+2.5×14.21(3.8-3)}=973.6kN>樁頂承受的壓力824.4kN,滿足要求。
6 結(jié)束語
進行地道工程施工時,因線路加固方案設(shè)計合理,在既不中斷鐵路行車也不影響鐵路既有線行車安全的前提下,進行施工組織及科學(xué)管理,最終按業(yè)主要求安全、優(yōu)質(zhì)完成施工任務(wù),并取了良好的技術(shù)經(jīng)濟效益。希望能對今后相類似工程的施工提供參考經(jīng)驗。
參 考 文 獻
[1] 國振喜、張樹義•建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊[M]•北京:機械工業(yè)出版社,2009,01。
[2] 鐵道部•TB 10002.1―2005.鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范[S]•北京:中國鐵道出版社,2005,06。
[3] 周水興•路橋施工計算手冊[M]•北京:人民交通出版社,2001,05。