“橋梁檢測”課程教學方法探索

摘 要：橋梁檢測課程具有理論性與實踐性結合緊密的特點，是土木工程領域（橋梁方向）的一門專業課程，通過在高年級的本科生和研究生中開設此課程。筆者結合自身的教學工作，對該門課程的教學目標、講授內容、教學方法等幾方面進行了探索。

關鍵詞：橋梁檢測 教學方法 探索

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）08（b）-0139-01

1 課程背景

近年來，為了迎合橋梁檢測工作的需要，很多高校在土木工程（橋梁）專業中開設了橋梁檢測課程。橋梁檢測是一項新興的專業技術，其屬于土木工程（橋梁）、力學、數學、傳感科學以及信號處理等多技術領域的交叉科學。橋梁檢測工作的特點決定了橋梁檢測課程的一個特點是既有很強的理論性，同時又具有很強的實踐性。橋梁檢測課程另一個顯著特點是要求授課對象具有廣泛的基礎知識。橋梁檢測課程的特點決定了該門課程通常在高年級的本科生和碩士研究生中開設。

橋梁檢測是一門新興的課程，可供參考的教材不多，并且在教學內容上有些知識點沒有定論，而屬于探索性的講授內容。因此這門課程需要授課教師具有一定的教學技巧，使得學生能夠在實踐與理論，定論與探索中掌握專業知識，并能夠啟發學生在該領域中積極開展探索性的研究工作。

2 教學目標

橋梁檢測是一門專業課程，有別于專業基礎課。對于高年級的本科生而言，在理論與實踐中，更加注重實踐技能的培養。要求學生在初步了解基本原理的基礎上，熟悉操作規程，掌握檢測方法和檢測儀器的使用方法，把所學的知識能夠應用到橋梁結構檢測中，在檢測工作中能夠完成實踐性的工作。

對于碩士研究生而言，更加注重理論環節的培養。采用課堂講解、室內實驗與工程實踐相結合的方法，使得學生掌握基本原理，能夠根據自己掌握的理論知識對橋梁檢測的實踐性工作進行理論指導。通過教學充分引導學生在橋梁檢測領域的科研興趣，激發學生的科研潛力。

3 教學內容安排

橋梁是一個復雜的結構體系，其組成構件較多，這便決定了橋梁檢測對象較為廣泛。針對不同的構件檢測的指標不同，需要檢測的指標種類多，這決定了采用的檢測儀器類型比較多。根據橋梁檢測的這兩個特點，針對不同的授課對象需要有選擇性的對授課內容進行安排。

一般來說，橋梁的檢測方法可分為外觀調查、無損檢測、靜載試驗和動載試驗四大類。外觀調查是借助于一些簡單的儀器與目測相結合，對橋梁構件的外觀情況進行描述。無損檢測則是采用不同的儀器對不同類型構件的眾多指標（絕大部分都是物理指標）進行檢測。靜載試驗是在橋梁結構的特定部位施加靜力荷載，測試控制截面的靜力響應，分析出靜力參數。動載試驗則是對橋梁施加動力激勵，測試特定截面的動力響應，分析出動力參數。橋梁檢測的最終目標是根據檢測出的參數和指標對橋梁整體或構件的使用性能進行評估。

對上述四類方法進行比較分析可知，外觀調查和無損檢測的實踐性很強，其理論性相對來說要弱一些。靜載試驗和動載試驗理論性很強，實踐性與其理論性相比較而言要弱一些。在本人的教學過程中，根據檢測方法和構件的劃分，針對不同的授課對象對授課內容進行了安排。

高年級本科生的總學時為34學時，具體的安排為緒論1學時，測量儀器及測試技術4學時（其中實驗2學時），外觀調查2學時，上部結構無損檢測10學時（其中實驗4學時），鉆孔灌注樁檢測3學時（其中實驗1學時），橋涵地基檢測3學時（其中實驗1學時），靜載試驗6學時（其中實驗2學時），動載試驗5學時（其中實驗1學時）。

碩士研究生的總學時為24學時，具體的安排為緒論1學時，無損檢測2學時，鉆孔灌注樁檢測1學時，靜載試驗10學時（其中實驗2學時），動載試驗10學時（其中實驗2學時）。著重講述靜載試驗和動載試驗有關知識點的基本原理，對相關理論進行詳細論述。要求掌握基本理論，能夠對工程實踐進行理論指導。

4 教學方法

無論是對本科生還是碩士研究生授課的過程中，都要做到理論聯系實踐，這一點從教學內容的安排中也可以得到相互的驗證（每方面都開設了實驗課程）。為了能夠做到這一點，在課堂教學中需要充分采用多媒體手段，并且輔助大量的圖片以及影像資料。同時，也需要充分利用實驗環節作為課堂授課的補充和延展。實驗室擁有的橋梁檢測儀器數量是有限的，為了讓每個學生都有機會親自操作儀器，在實驗課環節采取分組預約制。分組預約制的具體辦法是在某一段時間內所有的實驗課程同時開放，把學生分成4人一組，每一組學生可以根據自己的時間去預約某一個實驗，預約完成后學生即可以進行相應的實驗。

針對不同的授課對象，同一個知識點的授課內容各有側重。比如，在講述動載試驗中的跳車試驗時，在對本科生講授該知識點時只是強調跳車激勵類似于脈沖激勵，跳車高度一般為15 cm，橋梁的自振頻率采（測試到的橋梁頻率）修正獲得。而在對碩士研究生講授該知識點時，則要讓學生知道15 cm的跳車高度只是一個統計值。結合授課人自身的科研成果，在課堂上給學生建立單梁-車輛耦合振動模型，對跳車高度進行理論求解。橋梁的自振頻率采用修正公式進行計算在很多情況下是不正確的，因為在建立該公式時并沒有考慮車輛的振動特性，結合授課人發表的學術論文和科研成果對該公式進行深入剖析，給出考慮車輛動力特性情況下的自振頻率與測試頻率之間的聯系。

對知識點進行深入剖析，培育學生的科研興趣，激發學生的科研潛力。例如，在講述索力測試知識點時，首先，給出索力的計算公式，然后列舉實際工程中測試到的數據向學生形象的說明該公式對于長索的計算精度是可以接受的，而對于短索的測試精度則不能滿足工程要求。接著對形成該公式的各種假定和影響條件進行剖析，找出導致該公式產生偏差的主要因素。阻尼器的存在是導致該公式產生誤差的主要因素之一。最后，從不同角度對存在阻尼器的索力計算公式的建立過程進行理論上的嘗試。在通過該知識點的學習后，學生應該知道該知識點是一個研究方向，并且了解到解決此問題的一些科研思路。

參考文獻

[1] 張俊平.橋梁檢測[M].人民交通出版社，2005.

[2] 譚國金，程永春，劉寒冰，等.基于有載頻率的簡支梁橋自振頻率計算方法[J].振動工程學報，2011（1）：31-35.

作者簡介：譚國金（1981—），男，江西省余干縣，博士，講師，吉林大學交通學院，研究方向：橋梁檢測與加固。