桥梁顶推法施工微课设计制作实例分析

范 忠 明

(南京交通职业技术学院，江苏 南京 211188)

随着现代化信息技术在教学中的应用，微课以其新颖活泼、短小精悍的形式博得了同学们的喜爱，同学们在快节奏的生活学习中，充分利用业余课外零碎时间，随时随地进行课堂某一知识的学习。较传统授课模式来说，“微课”将教学中某知识的重点、难点、疑点问题聚集，通过动画、视频、3D、施工录像等手段表达，主题突出，内容更加精简，动画视频录像教学直观，形式多样，学生易于领会接受，更吸引人，提高了同学们的学习兴趣。随着翻转课堂等教学模式的兴起，微课以教学形式丰富多样等特点逐渐受到广大教师的关注，结合桥梁各种不同的施工方法和施工特点制作微课，由于桥梁上、下部结构的施工技术复杂，施工程序，作业内容较多，所用桥梁施工机械、机具设备庞大，采用传统的讲授式教学方法，比较抽象，学生不理解，不易掌握，而无法达到应有的教学效果，必须对现有教学方法进行改革。因此将微课引入到《桥梁施工技术》专业课的教学中是必要的，微课在桥梁专业课的教学活动中的作用日趋突出，在桥梁专业课教学中应用越来越频繁。

《桥梁顶推法施工》微课,是采用flash平面动画、3D动画、施工录像等相结合的多媒体信息化教学手段，重点结合桥梁使用顶推法架设施工过程，施工工艺，施工技术原理，制作成多媒体课件，将现场复杂的桥梁施工过程，施工环节，运用动画形象而生动的表达。《桥梁顶推法施工》微课设计制作主要包含：片头、施工原理、施工工艺和片尾等内容。

1 片头

微课的片头是微课是吸引学习者注意，引导学生进入学习状态的重要一步。片头要凸显学习主题，并要显示课程名称、微课名称、主讲教师等信息。所以片头制作应以精美的主题小视频，引人入胜的精华片段和背景音乐开始。

动画效果要新颖，视觉冲击效果要强烈。片头设计节奏要宜快不宜慢，设计要有强烈的视觉效果吸引人，并可配明亮轻快的背景音乐，但片头的播放时间不要过长。

《桥梁顶推法施工》微课的片头，首先引入光影环绕的蓝色地球视频，然后由小放大的快速旋入一悬索大桥图片，画龙点睛，寓意为我国桥梁施工水平走入世界。固定悬索大桥图片为背景，斜跳式打入《桥梁施工技术》专业课，突显微课堂桥梁顶推法施工，点明微课主题和内容。此时主讲教师出镜配音讲解，介绍顶推法特点：桥梁顶推法的施工特点是，所实用的模板数量较少，并能反复周转，机具设备简单，占用施工场地少，不影响河道通航，施工安全，所需人力较少，制梁顶推如工厂化操作，梁体质量容易控制，梁体施工不受季节影响，此法在桥梁架设中广泛采用。教师讲解的同时采用3D动画配图演示。此片头结构紧凑，要素切换流畅，反映了专业、课程名称，主讲教师出镜，表述了课程的中心内容。片头设计突出桥梁走向世界为主题，风格简单明快。

2 施工作业过程

桥梁顶推法的施工作业过程：是在桥梁墩台后侧线路中线的位置，搭设一个桥梁施工工棚，成一桥梁预制厂，将桥梁全长分为3 m～5 m长的梁节段，先浇筑第一节梁段，当其达到混凝土要求强度后，在其前端安装一钢制的导梁，在台座上施加预应力，将第一节梁段向河跨方向顶推出一个梁段，然后浇筑第二节梁体，达到混凝土要求强度后，与第一节梁段联结，随后施加预应力将其与第一节梁段一起顶出，依次反复进行，向前将整个梁体顶推到桥墩上，完成桥梁上部梁跨的架设。

如何表达桥梁顶推法施工过程的复杂程度，《桥梁顶推法施工》微课采用flash平面动画形式，将浇筑的梁段一一移动到桥墩上，使复杂的桥梁架设工艺形象化，直观化，以使教学更加生动。

3 施工工艺

桥梁顶推法架设桥梁的具体施工操作方法是课程教学的中心，微课根据不同的施工过程，通过施工录像反映施工场景，通过3D动画演示施工过程，在通过flash平面动画强调施工要求，充分利用信息化手段教学演示，以突出教学效果。

3.1 梁体制作场

桥梁顶推法架设施工，在桥梁线路中线桥台后侧，搭设建造一个梁段制作场。梁段制作场是制造各节梁段并使千斤顶顶推梁段的场地，制作场一般铺设有二节梁段的模板平台，可进行梁段钢筋加工，浇筑梁段混凝土，蒸汽锅炉养生。梁段制作场可搭设施工大棚，工人作业在大棚内生产制造梁段，改善了工作环境。在梁段制作场内铺设预制床，预制床是节块施工预制的场地，如果采用推进式工法，则在预制床上架设反力导轨，推进时，预制床也要承受推进时的反力，所以要选择在坚实的场地或压密的地基上建造预制床。设置反力导轨，是千斤顶顶推梁段时的反力轨道装置，要求安装精度高，沉陷量控制在1 km范围内。微课通过施工录像展现了预制场施工平台、反力轨道装置等实物。

安装导梁，第一节梁段预制时，因要与导梁相联接，需要的作业时间较长，时间一个月左右，其余梁段的施工周期约为7 d。由于分节制作的梁体大致相同，所以用定型钢模板，这样可以反复使用不易损坏，模板有外模和内模两部分。绑扎钢筋骨架。浇筑混凝土梁段的方法有两种：一是先浇筑箱梁底板和腹板位置的混凝土，铺设顶板钢筋，之后浇筑箱梁顶板位置的混凝土；二是先浇筑箱梁底板处的混凝土，再浇筑箱梁腹板和顶板处混凝土。《桥梁顶推法施工》微课通过3D动画虚拟演示了梁段浇筑时立模、绑扎钢筋骨架、浇筑混凝土的施工环节。

3.2 钢制导梁

各联结段混凝土梁体，在顶推前进中，前端会呈悬臂受力状态，因混凝土重量大，将产生向下弯曲的位移，为了避免过大的弯曲力，在第一节混凝土梁块的最前端必须要安装一节钢制梁体，钢制梁体的长度一般约为桥梁跨径的60%。这是因为钢制梁体的重量较轻，随着梁段各节块的推进，可先够伸到下一墩柱的顶，削除了梁前端的向下弯矩，减小了混凝土箱梁在顶推过程中的悬臂跨度，防止梁体被折断。钢制梁体一般加工成钢板梁或钢桁梁的形式，在第一节混凝土箱梁的前端设置有预埋构件，通过螺栓和焊接的方式将钢制梁体联成整体，在梁体前行中起导梁的作用。《桥梁顶推法施工》微课通过现场梁体移动的施工录像，加3D动画方式展现导梁在顶推中所起的作用和安装要求。

3.3 临时墩和临时滑动支承

如果桥梁跨径较长时，可架设临时桥墩作为辅助支承，采用钢桁梁搭建或灌注混凝土临时墩。为了减少推进时的阻力，在桥墩和临时桥墩的顶面，设置一光滑的滑动支承垫。方法是利用铁氟龙与不锈钢面的底摩擦力，用不锈钢当支承面的表面，然后将铁氟龙垫片塞入箱形梁和支承垫之间，当节块推进时，垫片也跟着滑出，这时由人工在后部塞入另一块垫片，每一墩顶工作台上，需有2名～4名工作人员操作。当所有节块都推到定位时，用千斤顶将箱形梁顶起约3 cm～5 cm，然后将临时滑动支承垫取出，换上永久支承。微课通过现场施工录像展现导梁梁体在通过临时墩时工人更换光滑的滑动支承垫的操作作业过程。

3.4 施拉预应力

顶推法预应力钢束分为顶底板和腹板二套预应力钢束。

1)推进过程中，施拉顶底板预应力。因为在推进过程中，所有的梁体断面都会产生正负弯矩，故在顶板，底板提供稳定的压应力，就可抵消顶底板出现的张应力，维持节块的线形，所以顶底板预应力钢束采用直线，并用续接器让钢束贯穿全桥。

2)全桥顶推到位后，开始施拉腹板预应力钢束，以承载桥梁车辆的重量，但因腹板曲率高，预应力损失较大，所以预应力钢束在穿过数个节块后，就要锚碇一次。

微课通过现场施工录像和3D动画交替出现，展现顶推法预应力钢束的分布位置、所起的作用和施拉作业要求。

3.5 推进方法

将桥梁向前顶推的方法有推进作业法、拉进作业法、顶进作业法、夹进作业法四种顶推作业方式。

1)推进作业法：在梁段制作场，铺设千斤顶反力导轨，千斤顶借助反力导轨推动预制好的各节梁段，梁段制作一节，向前推进一节，反复如此进行，推动各节梁段前行，所需要的设备有推动千斤顶和反力导轨，推动千斤顶是由三只千斤顶组成，两只负责推进，一只为刹车千斤顶。推进千斤顶栓接在节块的末端，以反力导轨为反力座向前推进，一个冲程为30 cm～50 cm，如有下滑的情况发生时，可用刹车千斤顶钩住导轨，如果是在弯曲的桥梁推进时，可利用左右千斤顶冲程的不同，调整桥梁线形。

2)拉进作业法：在桥台前设置油压千斤顶，通过高拉力钢绞线，用拉进梁拉进节块前进。

3)顶进作业法：在各桥墩顶上，设置两组油压千斤顶，一组水平千斤顶将梁体稍顶起，然后用另一组推力千斤顶将水平千斤顶向前顶出一个行程，水平千斤顶载着梁体随之向前移动一个行程，反复进行，桥梁将不断向前推进。

4)夹进作业法：在梁体两侧，安装两组油压千斤顶，一组千斤顶紧紧夹住梁体，用另一组千斤顶顶推夹持梁段的千斤顶一个行程，反复循环，梁块随之前移，桥梁将向前移动。

推进作业法、拉进作业法、顶进作业法、夹进作业法四种顶推梁段前进的方法，作业形式不同，操作要点不同，要根据场地，设备等实际情况进行选用。当所有梁段推进到位后，进行梁体定位，拆除钢制导梁，施拉腹板预应力，并置换永久支承，这样全桥架设完成。

《桥梁顶推法施工》微课根据梁体推进的不同方法，整体背景运用3D动画演示梁体的移动推进，然后在小窗口中采用flash平面动画展现梁体的四种推进方式，以展现各种推进方式的相同点和不同点，以突出表达施工作业的教学效果。

4 结语

微课片尾的关键是要有画龙点睛式的总结微课表达的知识点，教师出镜，前后呼应，要有布置课后作业环节，并引导关注下一节微课内容，最后以谢谢，欢迎观看结束本节微课。

桥梁顶推法是一种施工标准化较高的施工方式，可节省人力，降低施工成本，在各种桥梁架设施工方法中具有较高的可选性。《桥梁顶推法施工》微课采用现场施工桥梁顶推作业录像、flash平面动画、3D动画演示等精彩活泼真实典型的施工案例，充分利用了微课短小精悍的表现形式，展现表达了桥梁顶推法复杂的施工工艺知识要点，其制作形式具有一定的新意。