橋梁頂推法施工微課設計制作實例分析

范 忠 明

(南京交通職業技術學院，江蘇 南京 211188)

隨著現代化信息技術在教學中的應用，微課以其新穎活潑、短小精悍的形式博得了同學們的喜愛，同學們在快節奏的生活學習中，充分利用業余課外零碎時間，隨時隨地進行課堂某一知識的學習。較傳統授課模式來說，“微課”將教學中某知識的重點、難點、疑點問題聚集，通過動畫、視頻、3D、施工錄像等手段表達，主題突出，內容更加精簡，動畫視頻錄像教學直觀，形式多樣，學生易于領會接受，更吸引人，提高了同學們的學習興趣。隨著翻轉課堂等教學模式的興起，微課以教學形式豐富多樣等特點逐漸受到廣大教師的關注，結合橋梁各種不同的施工方法和施工特點制作微課，由于橋梁上、下部結構的施工技術復雜，施工程序，作業內容較多，所用橋梁施工機械、機具設備龐大，采用傳統的講授式教學方法，比較抽象，學生不理解，不易掌握，而無法達到應有的教學效果，必須對現有教學方法進行改革。因此將微課引入到《橋梁施工技術》專業課的教學中是必要的，微課在橋梁專業課的教學活動中的作用日趨突出，在橋梁專業課教學中應用越來越頻繁。

《橋梁頂推法施工》微課,是采用flash平面動畫、3D動畫、施工錄像等相結合的多媒體信息化教學手段，重點結合橋梁使用頂推法架設施工過程，施工工藝，施工技術原理，制作成多媒體課件，將現場復雜的橋梁施工過程，施工環節，運用動畫形象而生動的表達。《橋梁頂推法施工》微課設計制作主要包含：片頭、施工原理、施工工藝和片尾等內容。

1 片頭

微課的片頭是微課是吸引學習者注意，引導學生進入學習狀態的重要一步。片頭要凸顯學習主題，并要顯示課程名稱、微課名稱、主講教師等信息。所以片頭制作應以精美的主題小視頻，引人入勝的精華片段和背景音樂開始。

動畫效果要新穎，視覺沖擊效果要強烈。片頭設計節奏要宜快不宜慢，設計要有強烈的視覺效果吸引人，并可配明亮輕快的背景音樂，但片頭的播放時間不要過長。

《橋梁頂推法施工》微課的片頭，首先引入光影環繞的藍色地球視頻，然后由小放大的快速旋入一懸索大橋圖片，畫龍點睛，寓意為我國橋梁施工水平走入世界。固定懸索大橋圖片為背景，斜跳式打入《橋梁施工技術》專業課，突顯微課堂橋梁頂推法施工，點明微課主題和內容。此時主講教師出鏡配音講解，介紹頂推法特點：橋梁頂推法的施工特點是，所實用的模板數量較少，并能反復周轉，機具設備簡單，占用施工場地少，不影響河道通航，施工安全，所需人力較少，制梁頂推如工廠化操作，梁體質量容易控制，梁體施工不受季節影響，此法在橋梁架設中廣泛采用。教師講解的同時采用3D動畫配圖演示。此片頭結構緊湊，要素切換流暢，反映了專業、課程名稱，主講教師出鏡，表述了課程的中心內容。片頭設計突出橋梁走向世界為主題，風格簡單明快。

2 施工作業過程

橋梁頂推法的施工作業過程：是在橋梁墩臺后側線路中線的位置，搭設一個橋梁施工工棚，成一橋梁預制廠，將橋梁全長分為3 m～5 m長的梁節段，先澆筑第一節梁段，當其達到混凝土要求強度后，在其前端安裝一鋼制的導梁，在臺座上施加預應力，將第一節梁段向河跨方向頂推出一個梁段，然后澆筑第二節梁體，達到混凝土要求強度后，與第一節梁段聯結，隨后施加預應力將其與第一節梁段一起頂出，依次反復進行，向前將整個梁體頂推到橋墩上，完成橋梁上部梁跨的架設。

如何表達橋梁頂推法施工過程的復雜程度，《橋梁頂推法施工》微課采用flash平面動畫形式，將澆筑的梁段一一移動到橋墩上，使復雜的橋梁架設工藝形象化，直觀化，以使教學更加生動。

3 施工工藝

橋梁頂推法架設橋梁的具體施工操作方法是課程教學的中心，微課根據不同的施工過程，通過施工錄像反映施工場景，通過3D動畫演示施工過程，在通過flash平面動畫強調施工要求，充分利用信息化手段教學演示，以突出教學效果。

3.1 梁體制作場

橋梁頂推法架設施工，在橋梁線路中線橋臺后側，搭設建造一個梁段制作場。梁段制作場是制造各節梁段并使千斤頂頂推梁段的場地，制作場一般鋪設有二節梁段的模板平臺，可進行梁段鋼筋加工，澆筑梁段混凝土，蒸汽鍋爐養生。梁段制作場可搭設施工大棚，工人作業在大棚內生產制造梁段，改善了工作環境。在梁段制作場內鋪設預制床，預制床是節塊施工預制的場地，如果采用推進式工法，則在預制床上架設反力導軌，推進時，預制床也要承受推進時的反力，所以要選擇在堅實的場地或壓密的地基上建造預制床。設置反力導軌，是千斤頂頂推梁段時的反力軌道裝置，要求安裝精度高，沉陷量控制在1 km范圍內。微課通過施工錄像展現了預制場施工平臺、反力軌道裝置等實物。

安裝導梁，第一節梁段預制時，因要與導梁相聯接，需要的作業時間較長，時間一個月左右，其余梁段的施工周期約為7 d。由于分節制作的梁體大致相同，所以用定型鋼模板，這樣可以反復使用不易損壞，模板有外模和內模兩部分。綁扎鋼筋骨架。澆筑混凝土梁段的方法有兩種：一是先澆筑箱梁底板和腹板位置的混凝土，鋪設頂板鋼筋，之后澆筑箱梁頂板位置的混凝土；二是先澆筑箱梁底板處的混凝土，再澆筑箱梁腹板和頂板處混凝土。《橋梁頂推法施工》微課通過3D動畫虛擬演示了梁段澆筑時立模、綁扎鋼筋骨架、澆筑混凝土的施工環節。

3.2 鋼制導梁

各聯結段混凝土梁體，在頂推前進中，前端會呈懸臂受力狀態，因混凝土重量大，將產生向下彎曲的位移，為了避免過大的彎曲力，在第一節混凝土梁塊的最前端必須要安裝一節鋼制梁體，鋼制梁體的長度一般約為橋梁跨徑的60%。這是因為鋼制梁體的重量較輕，隨著梁段各節塊的推進，可先夠伸到下一墩柱的頂，削除了梁前端的向下彎矩，減小了混凝土箱梁在頂推過程中的懸臂跨度，防止梁體被折斷。鋼制梁體一般加工成鋼板梁或鋼桁梁的形式，在第一節混凝土箱梁的前端設置有預埋構件，通過螺栓和焊接的方式將鋼制梁體聯成整體，在梁體前行中起導梁的作用。《橋梁頂推法施工》微課通過現場梁體移動的施工錄像，加3D動畫方式展現導梁在頂推中所起的作用和安裝要求。

3.3 臨時墩和臨時滑動支承

如果橋梁跨徑較長時，可架設臨時橋墩作為輔助支承，采用鋼桁梁搭建或灌注混凝土臨時墩。為了減少推進時的阻力，在橋墩和臨時橋墩的頂面，設置一光滑的滑動支承墊。方法是利用鐵氟龍與不銹鋼面的底摩擦力，用不銹鋼當支承面的表面，然后將鐵氟龍墊片塞入箱形梁和支承墊之間，當節塊推進時，墊片也跟著滑出，這時由人工在后部塞入另一塊墊片，每一墩頂工作臺上，需有2名～4名工作人員操作。當所有節塊都推到定位時，用千斤頂將箱形梁頂起約3 cm～5 cm，然后將臨時滑動支承墊取出，換上永久支承。微課通過現場施工錄像展現導梁梁體在通過臨時墩時工人更換光滑的滑動支承墊的操作作業過程。

3.4 施拉預應力

頂推法預應力鋼束分為頂底板和腹板二套預應力鋼束。

1)推進過程中，施拉頂底板預應力。因為在推進過程中，所有的梁體斷面都會產生正負彎矩，故在頂板，底板提供穩定的壓應力，就可抵消頂底板出現的張應力，維持節塊的線形，所以頂底板預應力鋼束采用直線，并用續接器讓鋼束貫穿全橋。

2)全橋頂推到位后，開始施拉腹板預應力鋼束，以承載橋梁車輛的重量，但因腹板曲率高，預應力損失較大，所以預應力鋼束在穿過數個節塊后，就要錨碇一次。

微課通過現場施工錄像和3D動畫交替出現，展現頂推法預應力鋼束的分布位置、所起的作用和施拉作業要求。

3.5 推進方法

將橋梁向前頂推的方法有推進作業法、拉進作業法、頂進作業法、夾進作業法四種頂推作業方式。

1)推進作業法：在梁段制作場，鋪設千斤頂反力導軌，千斤頂借助反力導軌推動預制好的各節梁段，梁段制作一節，向前推進一節，反復如此進行，推動各節梁段前行，所需要的設備有推動千斤頂和反力導軌，推動千斤頂是由三只千斤頂組成，兩只負責推進，一只為剎車千斤頂。推進千斤頂栓接在節塊的末端，以反力導軌為反力座向前推進，一個沖程為30 cm～50 cm，如有下滑的情況發生時，可用剎車千斤頂鉤住導軌，如果是在彎曲的橋梁推進時，可利用左右千斤頂沖程的不同，調整橋梁線形。

2)拉進作業法：在橋臺前設置油壓千斤頂，通過高拉力鋼絞線，用拉進梁拉進節塊前進。

3)頂進作業法：在各橋墩頂上，設置兩組油壓千斤頂，一組水平千斤頂將梁體稍頂起，然后用另一組推力千斤頂將水平千斤頂向前頂出一個行程，水平千斤頂載著梁體隨之向前移動一個行程，反復進行，橋梁將不斷向前推進。

4)夾進作業法：在梁體兩側，安裝兩組油壓千斤頂，一組千斤頂緊緊夾住梁體，用另一組千斤頂頂推夾持梁段的千斤頂一個行程，反復循環，梁塊隨之前移，橋梁將向前移動。

推進作業法、拉進作業法、頂進作業法、夾進作業法四種頂推梁段前進的方法，作業形式不同，操作要點不同，要根據場地，設備等實際情況進行選用。當所有梁段推進到位后，進行梁體定位，拆除鋼制導梁，施拉腹板預應力，并置換永久支承，這樣全橋架設完成。

《橋梁頂推法施工》微課根據梁體推進的不同方法，整體背景運用3D動畫演示梁體的移動推進，然后在小窗口中采用flash平面動畫展現梁體的四種推進方式，以展現各種推進方式的相同點和不同點，以突出表達施工作業的教學效果。

4 結語

微課片尾的關鍵是要有畫龍點睛式的總結微課表達的知識點，教師出鏡，前后呼應，要有布置課后作業環節，并引導關注下一節微課內容，最后以謝謝，歡迎觀看結束本節微課。

橋梁頂推法是一種施工標準化較高的施工方式，可節省人力，降低施工成本，在各種橋梁架設施工方法中具有較高的可選性。《橋梁頂推法施工》微課采用現場施工橋梁頂推作業錄像、flash平面動畫、3D動畫演示等精彩活潑真實典型的施工案例，充分利用了微課短小精悍的表現形式，展現表達了橋梁頂推法復雜的施工工藝知識要點，其制作形式具有一定的新意。