U型水平井论文（精选10篇）
U型水平井论文 第1篇
U型煤层气井储层地质构造相对复杂, 与之相应的固井技术与油气井必然不同, 优化选择的技术方法也不尽相同。就水平井固井技术而言, 套管居中困难, 顶替效率低等技术难点, 始终困扰固井质量, 相对U型煤层气水平井的特殊工艺, 普通的水平井固井技术必然受到限制, 为了高效勘探开发煤层气资源, 需要对U型煤层气井水平井固井技术加以改进, 最大限度的适应煤层的地质要求。
2 固井技术难点
2.1 U型水平井与直井贯通, 固井时水泥浆易窜入直井中
U型煤层气水平井已与远端直井贯通, 固井中由于U型管效应, 水泥浆液柱压力大于直井段液柱压力, 易窜入直井中, 给下步施工作业埋下隐患。如焦作U型煤层气水平井Y3井固井中, 水泥浆窜入直井造穴中, 再次钻通至直井造穴中时, 钻扫时水泥石随着钻具转动, 耗时了一个多月, 影响了施工进度。因此U型水平井固井过程中, 保证水泥浆不窜入直井中, 是U型井水平井固井的难点。
2.2 垮塌处多, 下入套管困难
煤层机械强度低, 杨氏模量小 (2.1~6.8103Mpa) , 泊松比通常在0.2-0.3之间, 煤岩更易被压缩, 井壁易垮塌, 每次下钻至垮塌地层处都会遇阻, 套管安全下入设计井深带来很大隐患。
2.3 封固段长, 固井时易漏失
煤层的孔隙压力和破裂压力低, 钻进过程多发生过失返性漏失;固井施工时水泥浆密度比钻井液密度高很多, 要求水泥浆返到地面, 封固段长, 液柱压力过高易发生漏失, 造成水泥浆低返, 影响固井质量。
2.4 井斜大, 斜井段顶替效率低
井斜大, 套管居中度难以保证;斜井段顶替效率低, 容易造成泥浆窜槽, 固井质量难以保证;井斜大, 井底沉砂不易携带出来, 易在井眼低边形成堆积, 可能造成蹩堵等复杂事故, 严重影响固井质量。
2.5 低温低压条件下水泥浆水化速度慢, 早起强度低
U型煤层气井井深浅, 井底循环温度只有30℃左右, 低温、低压条件下水泥浆水化速度慢, 水泥石的早期强度低。
3 主要技术措施
3.1 隔离直井贯通技术
(1) 在直井造穴处注入沉砂, 防止U型管效应, 水泥浆窜入直井中。
(2) 在水平井底部打入稠浆, 要求粘度达到160s, 隔离水平井固井中水泥浆与直井窜通。
(3) 为保证下面稠浆不被冲开, 浮鞋上面一根短套管下部设计6个旁通孔, 使循环、施工过程中不会冲刷到井底稠浆。
(4) 采用塞流顶替, 避免冲刷力过大, 水泥浆冲刷下部稠浆。
(5) 套管下至设计井深开泵后, 检查直井井口闸门关闭良好后, 方可施工。
3.2 井眼准备
下套管前要认真通井, 对遇阻井段进行反复划眼, 确保井眼畅通;通井时要求以钻进时1.15-1.3倍的排量循环洗井不少于两周, 考验井壁, 不漏方可下套管作业;进行模拟下套管, 下入2根套管加一直刚性扶正器进行模拟下套管, 确保套管顺利下入。
3.3 提高顶替效率措施
3.3.1 提高套管居中度
U型水平井井斜大, 套管居中是保证固井质量的重要措施, 采用斜井段每2根套管加一只刚性旋流扶正器, 同时浮鞋上部短套管加一只刚性旋流扶正器, 确保浮鞋居中下入。
3.3.2 采用塞流顶替
U型井套管下入浅, 替浆量少, 顶替时很难达到紊流顶替排量, 为保护井壁, 塞流顶替是比较理想的顶替方式。采用塞流顶替时, 在两相界面上形成聚集物质, 在井眼扩大段及不规则段, 产生类似活塞的顶替作用, 可以取得较好的效果。同时, 塞流顶替降低了环空流动阻力, 减少了对煤层的损害。
4 优选水泥浆体系
4.1 浅煤层气水平井固井水泥浆应具备的特性
(1) 补偿水泥石的体积收缩并产生体积适度膨胀;
(2) 降低水泥浆的滤失量, 以利于防窜和保护产层;
(3) 水泥石抗压强度要求高, 渗透率要求低。
4.2 水泥浆设计
尾浆选择微硅、TW200s降失水剂与M53S早强剂配伍水泥浆体系。TW200s降失水剂与M53S早强剂配伍性好, 低温下早强剂不会破坏降失水剂的降失水效果。在水泥浆与地层间压差的作用下, 在界面处形成致密的低渗滤失膜, 保证了水泥浆体系的低失水量。微硅对水泥浆析水、积收缩、强度、渗透率等有良好的改善和促进作用。
4.3 水泥浆配方
领浆:G级油井水泥+防窜剂4.0%+降失水剂1.2%+缓凝剂0.6%+减阻剂0.6%+消泡剂0.05%
尾浆:G级油井水泥+微硅2.0%+早强剂1.0%+降失水剂1.0%+消泡剂0.05%
5 现场应用
现场施工:
(1) 下套管;
(2) 循环、固井准备, 循环排量25l/s, 压力2MPa;
(3) 注WH-2高粘悬浮隔离液2m3, 密度1.03 g/cm3, 粘度35s;注稀水泥浆5m3, 密度1.50 g/cm3;
(4) 注水泥浆36m3, 其中低密度13m3, 密度1.65 g/cm3, 高密度23m3, 密度1.85 g/cm3。
(5) 压塞替浆11.7m3, 压力5-15MPa碰压。
该井优良封固段达80%, 固井质量优秀。
6 结论及建议
(1) 提高U型煤层气水平井固井质量, 不仅影响整个U型井煤层气井的开采寿命, 而且可以提高了整个U型煤层气井采收率。
(2) TW200s降失水剂与M53S早强剂配伍性好, 水泥浆体系具有较好的低滤失、高早强和零析水的特性, 应用在U型水平井固井中起到很好的效果。
(3) 在多口U型井水平井固井中, 建立了一套较完善的防水泥浆窜到贯通直井的工艺, 该工艺为类似井提供了可借鉴的技术和经验。
摘要：U型煤层气水平井具有井浅、温度低、地层孔隙压力和破裂压力低、井斜大等特点, 完钻斜深1000-1200m, 垂深600-700m。U型井钻采工艺特殊, 根据U型煤层气水平井的地层特点, 开展了一系列的固井课题研究:水平井已与直井贯通, 为保证固井时水泥浆不窜入直井中, 建立了一套较完善的隔离水泥浆窜入贯通直井工艺;针对煤层水平井的井眼情况, 设计了U型井水平井下套管技术措施;在水泥浆配方方面, 优选了微硅、TW200s降失水剂与M53S早强剂配伍的水泥浆体系, 很好的解决了低温、低压条件下水泥浆水化速度慢, 强度发展慢等难题, 为以后进一步研究U型井水平井固井积累了经验。
关键词：U型煤层气,水平井,贯通,低温低压,固井,技术
参考文献
[1]刘崇建, 徐同台.油气井注水泥理论技术[M].北京:石油工业出版社, 2000
《U型理论》读后感 第2篇
马丁·卡兰谷·班达出生在赞比亚的一个小村庄，他年轻的生命创造了辉煌的职业生涯，包括是一家跨国能源公司的领导，赞比亚总统的顾问，乐施会全球学习中心的协调员和顾问，非洲和英国几所大学的讲师，此外，他还完成了一本关于曼德拉领导力的书。
马丁为什么如此成功?一次电台的电话访谈节目中，一个小孩打进电话问他：“马丁，你是如何从一个赞比亚的农村男孩最终做到大学里演讲、为总统提建议和为国际机构工作的?这些是怎么变成可能的?是什么让你做到了这些?”马丁停顿了很长时间然后回答说：“我的回答可能会让你失望。可事实的确是我也不知道自己在做什么，我没有计划。和筹划未来相反，我经常发现自己已经无意间进入了一个又一个场景。随着场景的展开我漂流而入。但我坚信如果我进入新的场景，如果我拥有正确的深层意图，就能得到相应的帮助。而在我随波逐流的同时，我认识到自己也是乘着别人的翅膀在飞翔……现在想来，我希望能以一种更加有意图的方式漂流前行。”
一、跟未来学习
我觉得用马丁的故事来总结奥托·夏莫这本《U型理论》的书再好不过了，因为他讲到了一个关键点就是没有计划随波逐流不断地进入新的场景。我们传统的学习方式更多的基于对过去的总结和判断，《U型理论》倡导的学习方式是未来涌现。在今天这个VUCA乌卡时代，不稳定、不确定、复杂、模糊等特点越来越突出，变化是动态不稳定不可控的，我们很多的计划都可能会遭到破坏，很多的理性决策最终都跟你想要的结果背道而驰。就像大润发被收购的时候，当时的负责人黄明说的那样：我们不是在技术面前低头了，而是败给了时代。
正是因为时代的变化，必然会要求我们学会学习，我们以前更多的是对于过去经验的总结、反思，还有复盘；而作者奥托·夏莫说你如果真的想提升自己的思维、能力，更好地迎接未来，那么我们应该努力让未来涌现，向未来学习。当我写到这里的时候，肯定有的同学会说，这也太玄了吧，我们怎么可能去跟未来学习呢?未来还没来啊?
所以，奥托·夏莫的这本书不再关注怎么提高粮食的产量，而是关注生产粮食的土壤，是孕育创造过程的内在状态，是一位伟大的艺术家站在空白的画布前，而他的脑中、心中、意识里正在经历的过程。我个人比较喜欢U型理论的三个方面：（1）向未来学习，让未来涌现，就像我们一直说的那样：经验只是负债，学习才是资产；穿旧鞋走老路永远到不了新地方。道理都懂，说说都对，可说这些话的人常常依然是用过去的旧经验来设计今天的新方法，不过是新瓶装老酒而已。（2）不仅关注理性思考，更要关注感性体验，我们的情绪、身体是有学习和记忆能力的，也就是我们佛家里讲的禅修、瑜伽里练的冥想，你会发现学会自己跟自己对话，让自己的感官产生学习的能量，忽然你就开悟了。（3）U型理论是从过去到未来的一种状态，而从过去到未来之间出现了一个短暂的空档，那个空档就是我们说的活在当下，就是山谷中的一道裂缝照进来的光。
二、U型理论的学习
说了半天，U型理论到底是啥?怎样应用到我们的工作和学习中呢?我们可以想想我们过去的学习模式是什么样的?作者用了一个比较恰当的词叫做“下载”，下载就是把各种信息全部收集过来，你会发现我们很难有深度的思考，那么自然就很容易进入到肤浅而烦躁的境界。在今天这个信息大爆炸的时代，如果你每天刷抖音、刷朋友圈、追剧，各种信息蜂拥而来，你的注意力会不断地被稀释，你的思维模式会越来越简单。
U型理论从三个层次七个阶段来说明未来涌现的学习方式，三个层次分别是开放的思维、开放的心灵和开放的意志。我对这三个层次的理解是开放的思维就是我们用脑去思考去学习，开放的心灵就是我们用心去感受，开放的意志是我们用身体去感知，到了开放的意志就应该是一种天人合一的状态，写到这里就让我想到了叔本华的《作为意志与表象的世界》一书中的一些观点。
我来重点讲讲这七个阶段
第一步叫做暂悬，这是个非常非常重要的词，就是悬挂你的判断，在我们与人沟通的时候我们经常说要学会倾听，但是有多少人能做到呢?我们总是会听自己喜欢听的，而且还常常喜欢自作聪明的做出判断，暂悬就是不做判断。
第二步转向，是从场域中感知，用心感知。
第三步、第四步、第五步，我们把这几步放到一起来谈，放下和接纳，不管过去好的坏的都要放下，不管未来怎么样都需要100%去接纳，你看你有这样的状态了未来就会来到你的身边。事实上，我们很多人在生活中经常是对未来焦虑、恐惧的一种状态，象咱们开篇文章中写的马丁从一种场景进入到另一种场景，他说随波逐流，你可以说是活在当下，再高维一点的状态或者说法叫做心流。
第六步、具化，就是用图象画面来表达你想要达成的愿景目标，你可以想象一下，你拥有一辆玛莎拉蒂汽车时的场景，而不要想着买一辆玛莎拉蒂要多少钱，一个是感性的一个是理性的，哪一个让你更激动，更容易激发你想去奋斗的动力呢?
第七步、实施，既然我们已经很想要这辆玛莎拉蒂了，那么自然就要想需要多少钱，怎么样才能去达成，并且把你的计划、想法一步一步地去落实。
你有没有发现这是一个非常有意思的学习过程，从理性脑思考的暂悬开始到理性脑的实施结束，第二步感性心灵的感知与具化愿景的表现，都是在激发我们的感性感受，到了开放的意志这一层，放下和接纳都是用身体在连接开放的意志。夏莫不愧是学习设计的大师，从理性到感性不断地切换，让咱们的学习器官脑、心、身体全部参与进来，这就是我理解的沉浸式体验学习。
三、最后的碎碎念
（1）我花了很长一段时间才读完这本《U型理论》，说实话到现在还是有些囫囵吞枣一知半解，一是因为我专注在销售培训上，以前的培训方法更多地基于我的经验和一些销售高手的方法；二是我确实没怎么接触过学习设计的知识，这本《U型理论》颠覆了我对学习方法的认知，难怪自己读了那么多书长进不大，为了读书而读书没有形成深度的思考，读书跟看电视、刷抖音一样都是一种打发时间的娱乐休闲活动而已，最多只能算作是附庸风雅。所以啊，不要经常炫耀自己家里有多少本书读了多少本书，关键是你学到了多少、思考了多少、应用了多少。
（2）上一次在给一家瓷砖企业培训《工程项目渠道开发与管理》课程的时候，企业培训经理说，“李老师，你上课的风格比较犀利啊！”我还认为她在表扬我，我说“做老师的不就是要直接指出问题吗，他的销售方法和话术不对我就要说，我不怕得罪人我要对学员负责”。现在想想我依然是一名很传统的培训师做法，自认为是对学员负责实际上是在做判断，没有做到U理论开启的暂悬。没有倾听学员的想法。即便我的答案是对的，他也不一定能听的进去，因为我没有让他认识到自己的问题，错在哪里?所以他没有触动，没有很深的感受。何况，我怎么证明自己的答案是对的呢?对与错之间，每个人的立场不同而已。培训师一定需要学习教练和促动技术。
（3）大道至简，万法归一，这本《U型理论》融合很多的心理学、社会学甚至咱们的国学内容，作者多次提到他跟国学大师南怀瑾的对话和受益。你会发现不管你研究哪个领域的内容，做哪个行业的工作，做到极致的时候所有的道理想法就通了。原来我讲销售课程对于理性思考的内容比较多，对于感性、情绪的内容比较少，这块内容需要慢慢地融入进来，三月份我准备在读书群里领读一本关于情商的销售书（销售读书群:saleschina002）。
“U型学习”与学习投入 第3篇
一、U型学习
“U型学习”，是我对美国著名教育家杜威的经验教学过程理论的概括。从书本知识到个人知识，学生究竟经历了一个怎样的过程？杜威认为：书本知识具有不可教性，不能直接进行传授，而需要让学习者经历一个复杂的过程，即知识的学习需要经过还原与下沉、体验与探究、反思与上浮的过程。这一学习过程恰似一个“U型”。学生首先要将书本知识还原，还原为“儿童有效率的习惯”，还原为“经验”，还原的过程即知识的“下沉”过程。“下沉”环节是对知识进行表征化、表象化和具象化的过程。“下沉”一方面有助于学生理解知识的背景和现象，另一方面有助于建立起书本知识与学生个人经验的关联性，从而增强学生对知识的理解性。大多“去情境”教学的局限性就在于去掉了知识的具象化、表征化过程。“U型”的底部是学生对知识进行“自我加工”的过程，是对知识进行理解、对话、体验与探究的过程。从学习过程的连续性和整体性来看，“自我加工”环节是最复杂、最深刻的。大多数“去过程”教学的局限性就在于简化、压缩了这一复杂且深刻的必要过程，从而极大地减损了整体目标的达成。第三个环节是“上浮”，即反思性思维的过程。经过反思性思维，将经过“自我加工”的书本知识进行个人意义的升华和表达，书本知识才真正变成学生自己理解的东西，即所谓“个人知识”，是对书本知识的个人化理解、自我建构并获得知识的意义增值。如果课堂教学省去了知识的还原与下沉、体验与探究、反思与上浮这一复杂过程，学生所获得的知识永远只能停留在对书本知识的简单占有层面上，而课堂教学的发展性及其涵养就难以达成了。
接受性、灌输型的教学活动，把知识学习过程看作是一个线性的过程，学习过程是一条直线甚至是一条断断续续的虚线，即“一型学习”或“线性学习”。“一型学习”或“线性学习”试图找到公共知识与学习者个人知识之间最短的直线路径，达到学生对公共知识的直接认同和确认的目的。这种教学活动的根本出发点是知识传授，而不是通过知识引起学生学科素养的变化和发展。“一型学习”之所以是简约的学习，是因为其去除了学生经验对认知过程的参与，省略了对知识的多元属性的把握，去除了学生必要的多样化的学习投入，尤其是经验投入、情感投入、思想投入和实践投入。“线性学习”是当前中小学最普遍存在的教学活动状态。它去掉了学生的理解、探究、对话、反思等多样化的过程，便去掉了学生学科素养培育的诸多机会。有很多学校的教学改革过分地聚焦教师教与学生学的时间分配，而不关注教师教和学生学的状态、活动层次与必要的理解深度，仅仅关注教学过程中时间的投入，显然是舍本逐末。去情境、去过程、去经验、去反思与感悟，不注重引导学生活动对知识的意义增值，是“一型学习”教学活动状态最突出的局限。
还有一种教学活动状态是“L型学习”。“L型学习”显然比“一型学习”注重了对知识的文化背景的理解，也适当注重了引导学生通过活动来学习，注重了理解、对话等学习活动形式，但由于忽视深度的体验与反思感悟，强调了学习方式的多样化，完整的学习活动链条中缺少了反思与建构的过程，学习活动变得虎头蛇尾。我国新一轮基础教育课程改革实施过程中，就大量存在着转变学习方式过于形式化、表层化、表演化的局限性，为了转变而转变，而不是为了达成学科知识、学科经验、学科思想和学科能力多维目标的完整深刻。大多数所谓的“做课”做出来的基本上属于“L型学习”课堂。
二、学生的学习投入
学生的学习投入是指参与学习过程的行为、情感态度、思维方式、意志品质、生活经验、学习策略等学生的个体因素，以及学校、教师等社会性因素，其中，学生个体因素是关键要素。心理学研究表明，学习投入度直接影响学习形态和教学质量，学生学习投入的因素越多越深入，学习的效能感越高。OECD（经济合作与发展组织）在全球开展的PISA（国际学生评估项目）测验具有两个明显的特征：一是注重对学生学科能力的检测，二是注重对学生学习投入的分析评价，而不是仅仅对知识理解和解题水平进行评价。从学习投入的角度看，“线性学习”和“L型学习”等教学活动状态的弊端就在于学生投入的残缺和不足。三十多年来，我国中小学课程与教学实施脱离学生有效的学习投入、深刻的学习经历和丰富的课程履历，追求单一的教学结果，成为阻碍学生核心素养和关键学科能力发展的根本问题。学生学习的投入度不高，学习经历不完整，课程履历不丰富不规范等问题普遍存在。
不同的学习形态，体现了学生学习投入的差异性。相比于“一型学习”和“L型学习”，“U型学习”更完整地引导学生经历了丰富的认知过程、情感过程，以及将知识个性化和社会化过程，更注重学生的多样化学习投入，更重要的是，“U型学习”通过引导学生深度的理解、体验、对话、探究和反思性思维，获得对知识的意义增值，而不是对符号的简单占有。课堂教学中投入了知识的文化背景，学生获得的就不仅仅是对知识的符号认知而是对知识的文化理解，这样才能获得对知识“文化地标”的全部意义。课堂教学中投入了学生的生活经验或体验，才能在新知识理解过程中生成新的想象或画面。教学过程绝不是简单地将书本知识原封不动地投射到学生脑海里的过程，更不是对书本知识的简单复写或复制的过程。
从学生个体的角度看，学习投入包括认知投入、情感态度投入、意志投入、个性品质投入，以及社会性投入。前四者属于认知过程、情感过程、意志过程和个性等心理投入。社会性投入主要涉及学生的学习策略（学习内容、学习资源、学习时间、学习方法等）、生活经验或体验、社会性履历（如家庭背景、社会关系）等方面。尽管学生的学习投入是影响教学质量的关键因素，但教师在教学过程中的重要作用是激发、分配和维持学生各种学习投入要素合理地参与教学过程，从此意义上说，教师在教学过程中的根本作用是主导。“一型学习”和“L型学习”形态的局限就在于简化了必要的学习投入，仅仅在把知识作为教学的对象和目的，而不是把学生作为教学的对象和目的。
合理地激发、分配和维持学生不同的学习投入，是教师教学艺术的关键。当然，学生的学习投入度与教师的教学投入度具有强相关性。如果教师单向地、平面地呈现知识，或者简单地进行知识投射，那么，学生的认知投入，特别是思维方式投入绝不可能呈现出深刻的、敏锐的、批评性和创造性等思维品质。如果教师在知识教学过程中有效地进行背景导入、经验导入、文化导入，一定会提高学生对知识的理解水平并促进知识的转化。如果教师在教学过程中缺乏具有情感冲击力的表达，甚至是平铺直叙，学生怎么可能有情感的激荡？
三、丰富学生的学习经历
学生的学习投入，实质上反映的是学生的学习经历，或课程履历。我之所以推崇“U型学习”，不仅仅是因为这种学习形态充分体现了学生学习的主体性，而且它保证了学生充分学习投入或学习参与，实现了学习过程的完整性、规范性和丰富性，从而充分发挥了教学的过程价值。学习经历的不规范、不完整、不丰富，实质上反映了我们普遍存在的忽视教学的过程价值的弊端。没有过程，哪来价值？近些年来，课程教学改革中有些口号貌似合理，实则错误，比如，“把时间还给学生”。其实，时间投入仅仅是学生学习投入的一个方面，真正具有过程价值的教学时间是师生共享、共存、共生的！更何况学生学习投入根本上依存于教师对学生学习投入的激发、分配和维持。仅仅强调让学生在时间上自主，却在方法上失控，在知识理解上单向度。知识的文化敏感性和文化包容性岂是仅仅靠学生的独学、对学、组学、群学来实现的？
学习经历不是档案学意义上的经历，而是指学生课程学习的过程和经历，是一种过程意义上学生学习某一门课程的任务性、程序性、规约性的成长经历，是学生学习每一门课程、每一个教学过程中学生学习的过程性经历。如果说课程目标是对学生通过学习之后所应产生变化的预期形象刻画，那么，学习经历则是对学生在一门课程学习中发生变化的过程刻画。只有完整的课程履历和学习经历才能生动地刻画学生在特定课程学习中的成长经历和发展过程。学生学习经历包括认知责任与任务规约、学习方式与过程规约、学习策略与方法规约三个方面。
认知责任与任务规约，是指为达成教学目标学生必须完成的学习任务的规定或约定。任务规约所约定的学习任务直接指向教学目标，是教学目标的本质要求，是在教学过程层面对目标的操作化或表现性要求。在学科学习过程中，学生究竟要完成哪些具体学习任务？在不同学习阶段、不同单元或章节的学习任务有哪些不同的规定？不同类型的学习任务如何设计，完成到何种程度？此类关于学生课程履历的任务规约问题，我们现有的课程标准以及所开发的教材，甚至教师的教学设计，几乎都是一笔糊涂账。以语文教材为例，我国目前绝大多数语文教材课后练习所设计的学习任务大都是语言知识和文本知识的习得和训练，所规约的学习任务极其单一，鲜有真正引导学生思维方式和价值观辨析与探究的学习任务。学习任务规约的单一，必然导致“堂堂清”所能清的只能是知识点甚至是考点。语文课程学习中对生活的观察和思考、数学学习中的空间想象与数学思想建立、科学类课程学习中的实验与观察等必须完成的学习任务都被知识训练所代替。学生课程履历中任务规约的偏颇或缺失所误导的是学习过程，所损害的是学习过程质量。
学习方式与过程规约，是指为完整达成课程目标要求学生必须经历的学习过程和学习方式的规定或约定。严谨描述学生学科学习过程及其表现，既是课程设计的基本要求，更是教学设计的基本要求，是关于课程和教学的“标准的标准”。过程规约有利于保证特定学科学习过程的完整性和学习方式的丰富性。严谨的课程设计、教学设计以及教学实施需要明确学生学科学习的必经阶段、程序、时间以及具体的学习方式，也就是明确学习过程规约。过程规约所要规定或约定的是具体教学内容不可或缺的学习经历、学习活动及其方式，其核心价值是保证学生学习过程的完整性、学习方式的丰富性。“去情境”“去过程”的教学，是教学过程中应试教育的集中表现。40多年前，苏联教育家赞科夫就主张处理好教学与发展的关系，确立了教学必须“使学生理解学习过程”“使班上所有的学生都得到一般发展”等发展性教学原则。“理解学习过程”是以过程规约为基础的，是真正进入和参与学习过程。学生何以能够理解教学过程？何以进入学习过程？课程设计和教学设计的过程规约具有极其重要的引导作用。学生学习过程被简化、被压缩，学习方式单一，何以保证学生真正进入教学过程？而完整、规范和丰富的学习过程及其活动方式，是体现课程的过程属性和过程价值的根本前提。学习过程的缺失必然导致学生理解的断层、关键学科能力发展机遇的丧失。
学习策略与方法规约，是对具体学科学习方式与学习行为的规定或约定，是与学习任务和学习过程相适应的学科学习方式和学习行为的基本规范和要求，是对学科关键能力表现的具体化。方法规约一方面能够保证学生学习过程和学习方式的规范性和严谨性，另一方面有助于提升课程标准和教学设计方案的可行性和操作性。方法规约既是对特定学科具体学习行为和方法的设计，又是对学科关键能力表现的规范性要求。方法规约直接指向学科关键能力表现，是对学科核心素养形成过程的深度刻画，尤其是对学生的学科经验、学科关键能力、学科思想的深度刻画。没有学科学习的方法规范，学科经验的丰富和学科思想的建立就丧失了过程规范和方法规范的支持。多年来，中小学各科教学的方法规范普遍存在着弱化或虚化的局限性。如语文学习中关于阅读的方法规范就过于粗略，少有学校和教师对学生的阅读提出细致的表现性要求，至于阅读的各种具体方法及其要求，特别是批判性阅读、反思性阅读等关键方法和能力的表现性规范，我们的课程标准、教师的教学设计几乎没有涉及。而对生活的观察与体验、对生活的反思与感悟的方法规范甚至基本上处于缺位的状况。语文学习的方法规范的缺失，只能导致语文课程沦为工具性层面的纯粹语言学习。再如，物理、化学等科学课程关于科学观察与实验、科学论证与推理、科学猜想与反驳、科学创造与发明等关键能力与方法的具体表现性要求，同样也疏于设计。
U型玻璃与U型玻璃建筑的美学意义 第4篇
玻璃起源于古代,发展于现代;是人工制造而又不失于自然之美;既冷峻坚硬又流光溢彩;虽是一个实在的实体,却又能折射出虚幻的实景;既有现代工业的勃勃性格,又有温馨可人的情调。矛盾又统一的元素在和谐相融,这就是玻璃及玻璃建筑的魅力,是一种充满张力永远可塑和创新的神奇。
当今在建筑领域的建筑师们,一直关注对建筑材料的创新使用,他们认识到如果没有材料构建的建筑,只能存在于建筑师图纸上和海市蜃楼的幻景之中。传统上建筑表皮担当了承重和围护的双重任务,包裹在建筑体块之外,表皮的所谓形是由体量来决定,表皮是为体量服务的没有自身的独立个性,在西方19世纪末的建筑,即便只是物质表面的装饰,也是“清教徒式现代主义建筑”,和我国一样跳不出秦砖汉瓦的模式。
现代建筑使表皮与支撑结构得到了分离,从而使表皮不被动因此就有了多样化。同样也促使建筑师在表皮材料有多种选择的余地,同样也使建筑的造型上有多种突破和创新,更重要的使建筑师的智慧得到了发挥和升华的空间。
20世纪80年代以来,单就在玻璃这种材料的运用上表达了透明、不透明和半透明的虚实转换。所谓透明与半透明的差别在与透光与透视的这两个概念,既透光又透视的称为透明;那透光不透视(或透视模糊)的称为半透明。
在建筑师眼里透明是一种开放与包容,能够拓展建筑空间,能够通透的去洞察,正像德国建筑师密斯范德罗所说:“当我们把玻璃用在外墙时,我们可以把新的结构原则看得最清楚”。
然而在对于透明性的表现中,建筑也失去了许多丰富而微妙的品质。很多传统不透明的材质,都是有质感的。相反因玻璃的透明性而丧失了视觉上的可感知性和传统意义上的质感。
半透明材料呈现了模糊与朦胧,有一种质感的透明,改变了建筑的空间和形式。真是星转斗移,西方建筑史对于透明性的不懈追求拐了一个弯,转而发现半透明的材质所带来另一种朦胧的美。
欣赏中通过猜想、想象和意会,才能获得某种审美享受。现代中外艺术追求模糊、抽象等,也试图达到朦胧美的效果。自然界中,水光山色的空蒙迷茫,月光下物体的模糊恍惚等即为自然界的朦胧美。艺术中的朦胧美表现于内容意蕴的模糊、多义、抽象、含蓄蕴藉不直露,表现于形式多用比义、象征、隐喻,语言、形、色、声及其组合的模糊不确定、离奇超常,大幅度的变形、变色、变声,使人难以通过直观和按常理加以理解,必须通过丰富的想象力进行猜测、推断,才能把握其真实的含义和内在的美。
我们知道透明或半透明实则是对光的驾驭,开放与梦幻是对光的追求和表达,这一切都在于建筑师内心的追求和灵感。
法国当代著名建筑师让努维尔(Jean Nouvel)对光的运用有独到的理解,他说:”传统的建筑是以固定的体量作为基础。这里边没有注意到光的首要性正是光使得人们能够看到建筑!并且它忽视了光的可能性以及它的多样性。对于人们来说,光是实体,是材料,是一个基本的材料,一旦你理解了光是如何的丰富多变,并且感受到它的丰富性,你的建筑语汇就会立刻变得不同,是许多经典建筑所没有想到的。这样,一个暂时的建筑变得可能了一一不是因为暂时的结构,而是因为光随时改变着建筑的形态。不仅仅是在白天发生变化也通过室内灯光发生变化,对于人们来说使用光的感染力是人们的建筑中最基本的东西。人们的建筑经常被五、六组不同的灯光所环绕”。
让努维尔说:“人们不能够创造一个为了将来的建筑”。但我们认为建筑师完全有能创造一个名留将来的当代建筑。
U型玻璃的视觉特性:U型玻璃的表面压有微凹凸的花纹,使立面呈现条纹状肌里,故而具有透光不透视的性能,对强烈的日光具有漫反射的效果,虽有7.3%的反射率但不会产生所谓的“光污染”。在夜晚室内的灯光使建筑反衬出一个发光体,形成朦胧的视觉效果。
荷兰著名建筑师维尔阿雷兹在他设计的博克斯特(B0XTEL)警察局,他了解公众对这个建筑的“窥探”心理和这个建筑又需要的机密性,他采用了U型玻璃并根据建筑的不同区域,将U型玻璃作了不透明、半透明和透明的处理,较好地调和了这种冲突,同时又取得了风格上的统一。
当人们站在由U型玻璃包裹的建筑物面前,确实令人无法读出这内部的信息,更不知道那里边发生着什么,用他的话来讲:“有时建筑也愚弄人,让人们感觉能看到什么,但事实上什么也看不到。公共建筑更多的时候是半公开性的,与公共空间有着十分密切的联系,这种窥视慾望的存在令我十分兴奋”。
当代许多欧美著名的建筑师如瑞士的雅克赫尔佐格(JACQUES HERZOG)和皮埃尔德梅隆(Pierre de Meuron)、雷尔库哈斯等都非常喜爱U型玻璃这种材料,国内的不少著名建筑师如戴复东、王澍等也同样有U玻建筑的好作品。
正如南京大学陈晨在其论文中所理解的那样:“U型玻璃似乎是一种为设计而“生”的材料,为了追求某种独特的建筑空间和立面效果而被创造出来”。
美国当代建筑师斯蒂芬霍尔(stevenholl),也钟爱U型玻璃这种材料,在他不少作品中得到应用。
团队U型心路 成就新型组织 第5篇
□ 张成林
『 作者简介 』
张成林：索奥（中国）公司总裁、国际组织学习学会SoL中国项目协调人，《第五项修炼》、《必要的革命》中文版的译者。与彼得·圣吉博士等国内外专家进行多年合作，在欧美、中国学界、企业和政府有丰富的研究、咨询经验。专业领域包括：组织学习力与变革管理、社区沟通与团队能力建设、企业的社会与文化责任、东西方应用认知学等。
新型组织不是以业绩指标为导向的，而是以内外功能团队的沟通文化和人文创新过程为中心的；它是与社会政治经济生态网络和谐互动、有精神文明建设和沟通文化传承活力的社会细胞。中国文化21世纪的重新，要靠各类新型组织，包括新型家庭与家族企业组织，在团队沟通与集体创新文化层面的艰辛重建。
“坚心”团队得走“艰心”路
云何“艰心”？中国千年的官本位文化泛滥，导致群体沟通与社会创新的文化细胞严重干瘪；此为其一，即社会文化障碍。金元以降中国主体汉民族蒙受蒙满乃至西方列强压迫，导致普遍的媚外和奴卑心理；此为其二，乃民族心理障碍。当下的全球化浪潮把中国的各类组织机构，包括商业、教育、医疗、文化等产业，推入GDP主义的浮躁状态，乃至成为国际资本利益的附庸；此为其三，即国际市场环境障碍。有此社会、心理和市场“三座大山”压迫，中国的新型组织要超越强大的内外旧文化势力，闯出新路子，必然要经历艰苦的“心路”历程，是为“艰心”。
又云何要集体“坚心”？三座大山不是外在的，而是内化为我们自身的心理和行为习惯，包括看似互相矛盾却又相互助长的家长作风、僵闭心态和弱势心理。因果法则不虚，“业力”不可思议。我们常习惯埋怨这些为（内外）“体制”问题，“没办法”。近现代中西文化互为阴阳，一弱一强。中国新型组织文化在内外三座大山“体制”牵制下搞创新，欲求“阴中出阳”，则必来之不易。故需以打磨集体愿景之“坚心”，建设组织内外团队社群网络跨界互助互动机制，方可携手走完此等艰辛路。
有如此共同愿景之“坚心”团队及其跨界互助社群网络，又如何打造呢？可先博览他山之石，再深挖自家后院。由学习型组织理论之父彼得·圣吉等四位合著者的深度对话录《第五项修炼·心灵篇》（中信出版社2010中文版）及其合著者之一奥托·夏莫的新著《U型理论》（人民大学出版社2011中文版），可见西方山石已露U境。其核心U型过程，却已迂回至先秦华夏，尤其曾子《大学》七证之修养（如图1、2）。故此，欲打造中国团队文化传承，需先谦卑看世界，横联四海有识士；再立志悟自心，纵探中华无为篇。此为开放而后有改革自新。
唯U型“志愿”者，能“当下”跨越三山
《第五项修炼·心灵篇》和《U型理论》中把“感知”现实、“当下”把握未来和实现能力开发“收获”的U型过程，看成是个人和组织创造未来的容量能力建设的根本路径。《心灵篇》U型过程包含的七种容量能力为：（1）“悬挂”自己的观点和成见，以童心观察；（2）“再引导”注意力到整体，用鹰眼俯视动态全息；（3）“放得下”封闭的小我，打开心胸联通内外；（4)“拿得起”当下大我境界中的呈现，开放内心深处生命本源之意志;（5）澄清新的愿景和意向;（6）形成服务整体的创新原型方案;（7）使之成为可执行的具体组织安排。
这里重点看U型过程的关键和难点，即底部（4）“拿得起”的转折点。U型底部进入修炼当下的悟心境界，是认知从围绕过去经验到把握未来发展的神秘转变，其所包含的核心，是深层的立志和发愿，即让生命本源“意志”力，由放下“小我”而得到“大我”的境界中，自然呈现和生发出来。在U底部体悟当下的境界中可以把握未来、转变命运，成就服务于整体的愿景、承诺和行愿，从而完成创新动力和容量能力的深层开发。
在U型理论中，个人和集体的修炼不仅需要开放“头脑”（或“思维”）去感知现实，还要延U下行至开放“心胸”（或“心灵”)，用同理心和慈悲心观察生命整体过程；乃至U底部的开放“意志”（或“意愿”），去连接生命的源动力。唯有如此，才能于“当下” 克服内心深处的三个心理声音障碍，或“三声宿敌”：封闭大脑思维的武断“判决之声”（VOJ）、玩世不恭闭塞心量的“嘲讽之声”（VOC），以及“小我”压抑自我超越动力源泉的“恐惧之声”（VOF,如图）。这是U行渐次深入到底部的三步阶梯，一个比一个更难，盖因其涉及自我（和集体）宿命和（共）业力的转化。底部转折点过后的几步，就会相对容易，水到自然成。
U型底部在当下体悟自己的人生“使命”或真正的工作，反思“我是谁？”，就是在生命源头立志发愿的过程。原有封闭的小我和主观成见放开了，才能生发内心深处新的大志大愿，接纳正在生发和涌动中的现实，看清内心深处所愿望的、并堅信一定能通过协作努力创造出来的未来（若干年时段的）景象（愿景）及其实现步骤（原型）。个人和组织集体真实的自我超越和创新发展由此起步。
两本书都引用了美国已故著名企业家奥布赖恩（Bill O’Brien）的话，说明领导者内心深层修炼之艰难：“决定介入措施结果的主要因素，是介入者的内心状态……我相信大多数人都更愿意在有愿景指引的、基于某种核心价值观的学习型组织中工作，而不愿意在充满政治角力和屈从权威的企业组织里工作。那么，为什么这样的组织又这么少见呢？我觉得根本原因是：很少有人真正理解建立这样的组织所需要的那种承诺投入。”
西方集体走出U境的成功案例，包括两本书中描述的施乐公司实现97%零部件可回收再利用的第一款数字打印机的研发设计团队，维萨公司创始人迪伊-哈克的“混序”生态型组织的设计过程，以及南非由各政治团体协作而和平摆脱种族隔离时代的历史性转变。作为外向型、个人主义、工具理性的文化，西方主流社会本无超越因果的究竟法门，然其现代有识之士，受古典东方文化的影响，已在这方面进行了的有益探索，实为难能可贵，也算“阳中出阴”了。
集体汇谈的U境之旅：三人行必有我师焉
大志愿可生发克服困难的大智勇。这是团队集体沟通必须的，因其意味者团队成员在互动中各自打破自我藩篱，产生真正的聆听和相互理解，乃至共鸣和默契。《U型理论》认为，这个过程有四层个人和集体意识的境界转化，即从“我在我”的客套，到“我在它（事）”的争辩，再到“我在你”的相互探寻，最后才能共同进入“我在当下”，生发集体创意的流动（如图4）。但这首先要求个人自我超越的勇气和虚而待物的修为。
两本书都描述了经济学家阿瑟向师傅学道故事，还有合著者约瑟夫在下加利福尼亚向米尔顿老师学习野外与大自然独处、当下开放心胸和深层本源意志的经历。这些案例从某种程度上解释了东方修炼传统中的一个重要原则，即尊师重道。
尊师重道是孝老敬天的自然延伸，是“安心”向道和大人之学的根本，是修炼团队中的沟通共鸣与“操作信任”，是“三人行必有我师”的敬重和忠信文化，是“听之以心”的伙伴关系，是集体、双方和“主客体”的认知场的“结构耦合”。
两本书中都谈到认知生物学家马图拉那（H. Maturana）和已故理论物理学家波姆（D. Bohm）的观点。由此，认知是生物个体和群体与环境互动而产生的全部生命功能和相互联系；而生物认知器官、神经突触的个体发展和群体演化，就应是这种耦合的信息能量场的结构性相互适应和整合一体化。真正的团队沟通是一种集体认知系统的整合共鸣，也是团队能量场整体的“结构偶合”（structural coupling）。这种整体耦合和共鸣的高级沟通，主要来源于聆听，一种有好奇心和敬重的聆听。孔子说从“听之以耳”到“听之以心”。那是设身处地的探寻对方和客观对象。而最后形成共鸣，形成一种共享创意和人天共鸣，就是孔子说的“听之以气”。波姆把这个高级的沟通形容成“意义的流动”，最后没有个人、你我之分，是一种容器里熔合而提取出来的活的东西。《易经》说：“感而遂通天下”，即包括人和自然。
U底部的体悟当下是在静默中让真正的沟通发生。所有的形式、语言、表达，只是沟通的载体；所谓“道可道，非常道”。静默的沟通，才能达到“听之以气”，实现默契和《第五项修炼》中所说的团队中的“操作信任”。这种操作信任和灵犀共鸣，是“三人行必有我师”的沟通基础，也是华夏古典人本修炼文化尊师重道的本质内涵：从“重有轻无”、“重物质轻精神”，转到重“精神转变物质”，通无化有。
七证：大人之学
两本书都引用奥托·夏莫对南怀瑾先生的采访和曾子《大学》七证的阐述。“知止而后有定，定而后能静，静而后能安”。七证中的“静”，可理解为U底部“呈现当下”的阶段，从中能找到“安”。“安”是一种团队之“家”，是能承载沟通“热”能的“容器”（container）。索奥中国董事、开发阿拉善沙漠月亮湖“心灵绿洲”营地的企业家宋军，把这种沟通“容器”称为“法器”。团队变成修炼之“家”，这个“容器”或“法器”中会有“安”，就是安全、安稳，英文可翻译成grace，就像基督教里面的“圣安”，是一种连通，它只在U型底部的“静默”空间中才能“当下”显现。有连通感以后就不再孤独，即是波姆所说的“分立又不孤立”的人类“自然状态”。这个“安”是先秦儒道修炼的一个方法，也是后来达摩祖师为“立雪断臂”求法的慧可“安心”的秘密。安心后才能真正地“虑”。这个虑不是浅层次的思和想；但也许可以叫一种“系统思考”。“虑而后能得”，是集成了安里面的容器或法器，是团队的精神升华，能量凝聚，达到“得”，也是“德”或“功”，就是U过程里的“实现收获”。这个收获就是智慧层面的，是集体的共鸣生成的智慧，包括了沟通和关爱，其实也蕴含着“仁义礼智信”的全部经历，同时涵盖了行动决策的“功效”。但那是一种无为而无不为的U型过程，是对未来的直接把握和感知。其过程和结果，一体一用，具有同等价值。
《大学》七证与两本书描述的U型过程的七种容量能力似各有异同，值得深入探讨。比如七种能力似乎更偏向应用。其实《心灵篇》与《U行理论》的七種能力并不完全一致（见图1、3）。前者的第（6）：“形成原型”（prototyping, 也叫“启动活的微系统”enacting living microcosms)，即后者的（6）“采取行动”（也叫“晶透化”，crystallizing, 被前者列为第5种能力：“结晶意向”)；前者的第（7）：“制度化”执行（institutionalizing, 也叫“具体化”，embodying)，即后者的（7）“体现”（即前面的“具体化”）“共同创造战略的微观世界”（即前面的“微系统”）；这些似乎都属于七证中最后“得”的范畴。七证更注重内在修为次第，其中的“定”、“静”、“安”似乎都与U型底部的“呈现当下”阶段有关，却不是七种能力中的“再引导”、“放得下”、“拿得起”能准确界定的。
体悟当下中华，正视历史现实
《心灵篇》开篇首先用“安魂人类”的情景假设对西方主导的现代文明提出了深刻的反思：以笛卡尔为代表的西方理性主义把精神和物质分离开来，造成物质主义科学技术和经济社会的一维度的盲目扩张；西方殖民时代成为玛雅日历中预测的近500年的“长夜”周期，即西方物质主义统治全球人类思想和生活的时代；如果人类物质与技术高度发达而精神与智慧却越发萎缩的时代现状不能及时得到根本改变，人类真是有可能会灭亡绝种的。
这是否和1840年经济相对发达而精神严重萎缩的中国人所面临的亡国灭种的危机局面多少有些类似？今天，新中国一甲子之后的经济政治军事实力大大提升了，可以说百年抵御外侮、救亡图存的任务终于基本完成了。但整个社会组织细胞文化的变化还是要慢很多。久病初愈，民族元气还远未巩固。更重要的问题是，我们民族作为整体至今尚未静下心来认真反思千年积弱的历史；当然也就很难在全社会的组织群体中深入体悟当下，让各类组织团队真正把握和创造自己的未来。这是中国面临的反思挑战、创新挑战、可持续发展挑战和新型组织社会细胞的民主文化变革的挑战。
彼得在《第五项修炼》可持续发展篇——《必要的革命》中总结“领导力的未来”时说：“不能珍视过去的社会，就自然会漠视未来。”《第五项修炼》提出“自我超越”修炼要克服“结构性冲突”的障碍，包括人无远虑、胸无大志、短视、冷漠，以及长期压抑形成的“没办法”、无能为力、不配和认命的心态。我们民族要卸下深重的历史包袱，就必须重新珍视过去，找回自“信”与公“信”，重新建立群体的信心、信念和信仰的沟通文化力量。应该说，中国研究西方已经不少了，可是没有足够的反思自我，不经过U型过程的深层觉知，没有“知”与“止”，浮躁习气不断，就没有根基，就不厚重、不平衡，也不能整合：把别人真正好的东西变成自己的，把自己不好的东西去掉；取人之长，去伪存真。 这是中国的人本“文艺复兴”之路，每个人、每个家和各种新型组织社会细胞都需要这样的学习与反思的实践，才能跨越历史与现实，以及民族与世界，这两个鸿沟，成就新型组织社会文化之未来。这在人类历史上是深度和广度都史无前例的跨越，是“小家”、“大家”、各类社群和各种新型组织团队集体的U型修炼过程。
“学-习-行”团队：创新沟通文化的活载体
创新文化要以不断学习和沟通转化的新型社群团队集体为载体，通过“集体U型”过程修炼，即两本书和《第五项修炼》增订版附录所说的：团队“协同感知”、“协同呈现当下”(“集体内在认知”)以及“协同实现收获” （如图5）。
先秦与汉唐沟通文化以大家族和庙寺传承；今天，我们要创建和锤炼新的沟通文化的价值载体，即各类有个性和活力的新型组织和社群，特别是新型社会企业和民间NGO组织。重建这样的创新型文化载体，将改变中国千年积弱形成的社会包括企业组织细胞的干瘪状态和官本位“文化”，同时避免外国“教堂主宰”的文化已经陷入的严重碎片化、极端化、“反文化”甚至“恐怖化”的不和谐状态。
沟通文化传承靠团队和社群成员一代一代地打磨，在“学、习与行”的容器和法器氛围中完成。团队新成员进入容器需要首先“学”，繁体“學学”，即模仿；然后是“习”，繁体“习”，即演练过程；最后落在身体力“行”的实践，即熟练掌握团队独特的人际沟通和工作协同的微妙要诀，即隐性知识和团队特有的人文技能。每一个团队都是独特的社会文化和业务功能细胞，是社会创新和业务进步的“学－习－行”实验室。新型组织就是具有文化和业务双重功能的“生意”载体，也是心与身、精神与物质、出世与入世两方面修行的道场。
性命双修性为本。只有围绕个人和团队“心性”做功夫，才能修出新型组织的成功之道。曾子曰：“生财有大道…仁者以财发身，不仁者以身发财”。《大学》的发财之道与其“修身、齐家、治国、平天下”的宗旨密不可分：“国不以利为利，以义为利也”。这个“国”，繁体“国”，即：人“口”执“戈”，围守“一”地也。古时“一國 ”之地就是今天一个自负盈亏的企业或其他独立的组织机构。“修身、齐家、治国”之天下大义，可兴家国。财兴道隆，道隆财兴。义与利实为体用，有如性命，本可相得益彰。
故做新型“财富”企业，其本“义”就是做新型组织修炼文化，做新型团队和新型跨界协作社群网络，随之而来的自然是长久之“利”，即业绩长青发达。子曰：“君子务本，本立而道生”；“富与贵，是人之所欲也，不以其道得之，不处也”。《大学》有“富润屋，德润身”。《增广贤文》有“君子爱财，取之有道”。取之有道，用之有度，以利“修齐治平”。财是福报，君子必惜福爱财，善用慎用之。华夏祖先的自在智慧在彼得和奥托两本书的U型案例中得到了印证，实为“学-习-行-国-家”团队之财富源泉。
U型槽钢构件火焰矫正 第6篇
在我们的工作中经常制作一些钢结构, 这些构件在制作的过程中都存在焊接变形问题。为了使焊接钢结构产品符合质量安全的要求, 当焊接钢结构产生的变形超过了技术设计运行的变形范围, 就应当采用适当的措施对其进行矫正。如果不对焊接变形采用矫正措施, 除了影响结构的整体安装外, 还会降低产品的安全可靠性。
实践证明, 多数构件的变形都是可以进行矫正的。其原理是:为了抵消已经发生的变形, 需要设法制造新的变形, 从而恢复或达到所要求的形状和尺寸。
1 U型槽钢变形的分析
在机械制造业的生产过程中, 常会使用到自制的U型钢构件, 但预制完后都会出现不同程度的焊接变形, 最易出现的是扭曲变形和弯曲变形两种, 下面就阐述一下解决这两个问题的措施和方法。
在生产过程中, 机械矫正、火焰矫正和综合矫正等是应用最为普遍的矫正方法。火焰矫正使用的设备简单, 有点状加热、线状加热、三角形加热等三种, 但是很难掌握其操作技术, 如果加热位置和加热温度控制不恰当, 还会导致适得其反的作用, 因此, 采用火焰矫正要具有丰富的实践经验。机械矫正是利用机器设备来进行锤击、碾压等手段, 强行使变形恢复原来形状, 此同方法费时费力, 不适合大量钢构的变形矫正。综合矫正是采用机械矫正和火焰矫正两种形式共同使用的方法, 达到消除焊接变形的目的, 较为常用。
2 焊接变形常采用的火焰矫正方法
以上三种方法是U型构件经常采用的矫正方法。火焰矫正通常采用氧乙炔火焰, 加热采用中性焰。当要求较小的构件采用较低的加热温度时, 可以采用氧化焰。
火焰矫正时的加热温度表 (材质为低碳钢) 见表1。
3 工艺过程
3.1 U型构件的扭曲变形
由于U型构件的刚性较大, 故矫正扭曲变形时需要施加一定的外力。即先把焊件放在平台上并用拉紧螺栓拉紧, 然后同时加热两侧翼板, 宽度约为30~40mm, 加热温度和速度须根据扭曲程度而定。当扭曲变形大时, 加热温度要高一些, 600℃~700℃, 速度变慢, 并且要求底板和两翼板同时加热, 加热后立即拧紧螺栓, 若这样加热仍有扭曲, 则需要加热两端的腹板, 在加热后同时拧紧螺栓。待焊件冷却后, 若还有扭曲变形, 则需重复上述加热过程, 不过加热位置应尽可能不与前面的重合。
3.2 U型槽钢构件的弯曲变形
U型槽钢局部弯曲的火焰矫正, 用两把焊炬同时朝一个方向加热槽钢凸面的边缘, 如图2所示。加热线宽度为10mm, 加热温度使材料成暗红色, 焊炬移动速度约为12mm/s。经一次加热后, 变形即可消失。
3.2.1 在矫正弯曲变形时, 应在两个翼板上对这纵长焊缝由中间向两端做线状加热。为了避免产生弯曲和扭曲变形, 对两条加热带应当同步进行。为了减少焊接的内应力, 应当采用低温和中温矫正法, 但是由于采用此方法不仅会造成纵向收缩, 还具有较大的横向收缩, 因此, 比较难把握。
3.2.2 为了矫正构件的弯曲变形, 应当在两个翼板上做线状加热并在底板上做三角形加热, 此方法一般需要横向线状加热20-90mm, 此方法具有显著的效果。当板比较厚时, 加热的宽度应当适当窄一些, 由宽度中间向两边扩展加热。最好两人同时操作进行线状加热, 此后分别在加热三角形。三角形宽度不应当超过板厚的两倍, 与三角形底对应的翼板上线状加热相等的宽度。加热三角形时应当从顶部开始, 然后从中心向两侧扩展, 层层加热到三角形底为止。加热腹板的温度不能太高, 否则对于凹陷的变形很难修复。
4 注意事项
上述的三角形加热方法同样适用于矫正构件的侧弯。进行火焰矫正时应注意以下几点: (1) 采用中温矫正加热, 并浇少量的水。 (2) 温度过高, 易使加热面发生变形; (3) 反复加热易使构件变形相互重叠, 加大矫正成本; (4) 由于构件加热不均匀, 浇凉水, 易使构件扭曲变形加大。
5 结论
工件的变形通过采用以上工艺都控制在了设计范围内, 火焰矫正导致的应力和焊接应力都属于内应力。矫正不当引起的内应力、焊接内应力和负载应力通过迭加会造成纵应力超过运行应力, 从而造成构件承载安全系数的降低。因此, 在制造钢结构时一定要慎重, 通过采用合理的工艺措施以及采用机械和火焰加热法对其进行矫正以减少构件变形。利用火焰局部加热时产生压缩塑性变形使得较长的金属构建冷却后收缩来达到矫正原来焊接变形的目的。
参考文献
[1]金属材料的焊接与切割, 2002.
[2]焊工手册, 2004.
“U”型结构多目标拓扑优化 第7篇
1 拓扑优化理论和流程
1.1 基于变密度法的拓扑优化理论
通过对结构运行过程的分析, 提取结构运行周期内载荷的最大值或结构运动的极限位置作为重要工况[1], 进行多目标下的结构拓扑优化。
为了避免设计中仅考虑单一工程所造成的设计不足, 对结构优化设计采用多目标的拓扑方法。变密度法[2]通过定义了一个经验公式来描述单元弹性模量与密度之间假定的数学关系, 设计变量为材料的相对密度, 拓扑优化问题就可等效为材料的分布问题。变密度法[3]引入惩罚因子, 密度值趋近0的密度单元将忽略, 密度值趋于1的单元将保留。
1.2 折衷规划法
利用折衷规划法将多目标中各子目标依其重要性给予比重加以正规化合并成单目标, 再以一般单目标数值最优化方法求最佳解[4,5]。
配对比较方法应用于分析层级法, 所有子目标不同时进行比较, 而将子目标两两互相进行比较, 组成配对比较矩阵。
1.3 结构拓扑优化流程
结构拓扑优化流程如图1所示。
2 应用研究
以“U”型结构为对象, 拓扑优化空间如图1所示, 结构由厚度为8 mm的钢板组成, 结构材料为Q235钢, 如图2所示。
采用Altair公司Hyper Works11.0软件中Hypermesh和Opti Struct两模块分别进行前处理和结构优化。该“U”结构中板壳结构通过中面抽取为面单元, 然后将厚度属性赋予面单元, 这样提高了计算的精度同时也加快了运算的速度。经过处理的有限元模型如图3所示。
2.1 边界条件
选择该“U”型结构工作过程中的两个典型工况分析。静载荷通过动力学软件ADAMS提取动态最大载荷等效而来, 从而进行拓扑优化分析。两个工况为结构顺时针旋转和结构逆时针旋转。两个工况如表1和图4所示。
2.2 优化结果
经过多目标拓扑优化后得到满足静态应变能要求的拓扑结构。图5为两个工况应变能的迭代历程, 图6为结构拓扑优化结果。
2.3 模型重构与评价
根据结构拓扑概念模型同时结合结构的功能要求, 重新设计得到的结构模型如图7所示。
2.3.1 有限元分析
采用ANSYS Workbench进行有限元静力学分析, 以验证结构优化的有效性。初始模型和优化模型1的静力学强度和刚度分析云图如图8、9所示。
经过分析可知, 优化模型1底座局部微小部位最大等效应力为397 MPa, 大于材料的屈服极限。因而再次对模型优化, 并对其进行有限元静力学分析, 如图10、11所示。
经过分析, 该优化模型2满足强度和刚度设计要求。
2.3.2 评价
将原始模型和优化模型2的分析结果列表如下, 如表2所示。
通过表2可得结构拓扑优化模型2质量得到了减轻。为了验证优化的正确性, 对模型进行典型工况下的有限元分析, 结果表明优化模型2的强度和刚度均满足设计要求, 最终可选择优化模型2为概念设计模型进行工程详细设计。
3 结束语
通过对基于变密度的连续体结构拓扑优化方法和多目标优化函数建立方法的研究, 利用Pro/E、Hyper Works和ANSYS Workbench等软件平台建立了“U”型结构的多目标拓扑优化模型并进行了结构优化设计。研究结论为:
(1) 结合结构拓扑优化和多目标处理方法理论, 探讨了进行结构多目标拓扑优化的一般方法和步骤, 得到了更优的结构形式;
(2) 对得到的拓扑概念模型进行重构, 得到了新结构的几何模型, 结构的质量较原设计方案得到了减轻, 对新结构进行评价分析, 结果表明结构的刚度和强度均满足设计要求;
(3) 该方法可综合考虑多种工况以提高设计的精确性, 该方法对其他结构件的优化设计具有借鉴作用。
参考文献
[1]姚熊亮.舰船结构振动冲击与噪声[M].北京:国防工业出版社, 2008.
[2]Bendsoe M P, Kikuchi N.Generating Optimal Topologiesin Structure Design Using a Homogenization Method[J].Computer Methods in Applied Mechanics and Engi-neering, 1988, 71 (1) :197-224.
[3]Bendsoe M P, Sigmund O.Topology Optimization:Theo-ry, Methods and Applications[M].New York:Springer, 2003.
[4]吴亚明.基于ANSYS的结构优化设计[J].机电工程技术, 2013 (8) :44-47.
重力式U型桥台开裂原因 第8篇
1 设计算例
本文根据重庆市南川至贵州市道真高速公路重庆段特大桥为工程背景,大桥工程位于南川区大有镇水源村,其跨径布设为(85+148+85)m,桥梁起点桩号K22+336.962,跨中桩号K22+503,终点桩号K22+665.013,全长326 m,桥面总宽12 m,桥面行车道宽11 m,两侧各设0.5 m宽的防撞护栏。两幅桥梁总面积7 488 m2。道路等级:高速道路;计算行车速度:80 km/h。
2 前墙计算
U型桥台主要受力部分为前墙,一般对于高度较大的桥台,前墙前边和地基的墙身的应力通常比较大,为改善这种应力分布状况,使受力更合理,在较大宽度的桥台中,在前墙的一定位置设置变形缝,桥台质量一般能保证,所以加宽基础襟边,同时前墙设置10∶1或者8∶1的前坡。
2.1 土压力的计算
挡土结构物上受到的土压力和挡土结构与填土相对位移紧密相关。一般地,可以参考《公路桥涵设计通用规范》附录部分,按挡墙模式计算台背压力。桥背填土的作用达到了主动土压力。一般采用朗肯主动土压力理论计算台背主动土压力。规范中根据桥台后有车和无车两种情况进行。计算得到两种情况下土压力作用点到基础底面的距离,破坏棱体的长度。对于台后有车的情况,要把汽车荷载转化为土层厚度。
换算土层厚度
2.2 基底应力
为满足桥台承载能力要求,对以后进行的抗倾覆和抗滑移设计达成统一,对基底应力按照《公路桥涵设计通用规范》进行计算。
式中:N为竖向力总和,∑M为作用于桥台的水平力和竖向力对基底重心轴的弯矩,A为基础底面积,W 为基础底面的截面抵抗矩。
土类地基基底最大应力pmax=231.3 kPa,要求土类地基基底容许承载力
在设计中,为使桥台的安全度更高,设计人员不能仅仅只局限于规范条文,应该根据实际工程情况,如果地质条件较差,对于容易塌陷的地区要保证基底应力能够满足规范要求,还要验算前墙和背墙由于地基不均匀沉降导致的裂缝。
2.3 抗滑稳定性计算
实际验算基底抗倾覆稳定性,目的是确保桥台不向一侧倾倒,也不绕着某一轴转动。桥台是绕基底受压的最外边缘倾覆,针对弹性软土面的桥台基础,由于基底最大受压边缘陷入土中,此时基底的转轴将在受压边缘的内侧的某条线上。在设计中保证基底的最大应力,基础的转动轴仍定在最大受压边缘。
由《公路桥涵地基与基础设计规范》4.4.1条规定
式中:k0为墩台基础抗倾覆稳定性系数;y为桥台截面重心至验算倾覆轴的距离,m;即距墙趾的距离;
计算结果:前墙基础倾覆和抗滑移性均满足《公路桥涵设计通用规范》的要求。
3 有限元分析
为了计算精确,本模型通过FEA有限元中的映射网格进行规格的单元划分。单元全部使用空间四节点的实体单元。荷载采用土压力和车辆荷载的组合,将土压力变化规律,以面荷载的形式分别施加在前墙和侧墙的背面,见图1。
桥台各墙所受的土压力会随着桥台高度增大不断增加,因此,前墙与侧墙所受水平压力也会增加,常常在前墙和侧墙的交接处出现拉应力,如果在实际中桥面排水不顺畅,可能导致台后填土的重度增加,即而使得土压力增加。
本文通过,“台内填土土压力+汽车荷载+温度力”工况进行分析,见图2～图6。
1)桥台X轴方向应力最大值为0.23 MPa,最小值为-0.24 MPa,最大拉应力分布在桥台前墙基础;桥台Y轴方向应力最大值为0.5 MPa,最小值为-0.3 MPa,最大拉应力也分布在桥台前墙与侧墙交界处;桥台Z轴方向应力最大值为0.3 MPa,最小值为-0.7 MPa,最大拉应力分布在桥台前墙与地基交界处,分布范围较小;桥台范梅塞斯应力最大值为0.8 MPa,最大压应力出现在前墙和基础交接处;桥台第三主应力最小值为-1.8 MPa,最大主压应力分布在桥台前墙与锥坡交界处。
2)从应力分布趋势来看,如果地基发生沉降,桥台前墙与侧墙交界处最容易开裂,由于前墙的刚度比侧墙刚度大,开裂起始位移会从侧墙开始,由内侧向外侧沿着45°方向扩展,直到裂缝贯穿侧墙,若不采取措施,裂缝将由桥台台帽位置向下继续发展,直到前墙与侧墙分开。
4结束语
从计算结果来看,汽车荷载产生的效应最为显著,土压力次之。现有车流量大,重载、超载严重,再加上桥面排水不顺畅,雨水顺着桥头搭板的裂隙进入桥台,由于台后填土透水性较差,填土遇水膨胀,对桥台侧墙和前墙产生向外的推力,这些原因都有可能导致桥台开裂的原因。
本文严格按照设计规范条款进行分析计算,为确保桥梁桥台结构满足使用要求,提高桥梁桥台的安全性和耐久性,在对公路桥梁桥台结构设计时,要求设计人员和现场施工人员根据设计规范及其施工规范总和考虑地质水文条件和结构受力特点等,以满足规范的要求。并且通过有限元分析计算,分析出桥台后的填土产生的土压力对桥台结构的安全性有着重要的影响。因此,在以后的设计中一定要考虑较大的土压力作用。但是在桥台设计中仍存在一些问题需要研究,如在活载的选择上,使用车辆荷载和车道荷载的选择上是需要进一步研究的。
摘要：U型桥台是桥梁工程中常采用的结构物,主要受力部分为前墙,前墙的设计对整个桥台的结构尤为重要。我国设计规范从结构的整体抗力、抗滑和抗倾稳定性、地基承载力验算等方面进行验算,但是没有验算其产生的土压力对侧墙、前墙的影响。现实中,桥台前墙和侧墙连接处出现裂缝,许多桥台的开裂正是由于台内填料的土压力引起的,为此本文将通过专业软件考虑土压力的影响,采用实体单元,进行分析得到填料土压力对前墙作用的影响。
关键词：重力式U型桥台,开裂,稳定性
参考文献
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[5]陈洪林.重力式U型桥台基底承载力计算[J].湖南交通科技,2001(35):98-101.
[6]张宝魁,马清珍.U型桥台设计施工中几点问题的探讨[J].湖北工程技术高等专科学校学报,2004(4):22-28.
[7]宋述评,张世友.浅谈重力桥台[J].黑龙江交通科技,2010(12):81.
小学语文U型低谷爬升区初探 第9篇
四年级属于小学阶段的“语文学习低谷”区, 学生各方面发展也处于转折期, 四年级学生心理发展、学习能力、学习习惯都有了很大的变化和发展, 因此我称四年级语文学习为“U型低谷爬升区”。那么, 低谷爬升区孩子的心理特点有哪些?爬升区的孩子语文学习需要养成哪些习惯?下面我结合自己的实践谈一些自己的看法。
小学语文U型爬升区孩子的生理及心理有其特点。四年级是儿童成长的一个关键期, 作为老师, 我们只有按照孩子的生理和心理特点进行教育, 才能取得好的教育效果。
四年级孩子的一般处在儿童期的后期, 开始由被动学习向主动学习转变, 对语言和文字的反应增强, 思维开始从模仿向半独立、独立转变。因此家长和老师要抓住时机, 结合他们的身心特点, 培养他们良好的生活、学习习惯。
好的学习习惯决定孩子一生, 特别是U型爬升区的孩子, 教师及家长应培养他们具备以下好习惯。
首先要有主动预习、及时复习的习惯;要学会做各种笔记, 例如读书笔记、课堂笔记、名人名言录和作业笔记等。孩子应在老师的指导下运用合理的预习方法进行主动预习, 并能养成及时复习的习惯。在孩子完成一些记录之后, 还要教会孩子整理自己各种记录。例如整理一下自己学习中的收获和困惑, 学习心得等。
其次, 要能主动查阅资料、主动阅读。四年级孩子学习的知识面有了很大的扩展, 并且有一定的好奇心。他们不可能总会从家长和老师那里得到理想的答案。因此, 要让孩子学会自己查找资料, 寻找问题的答案。他们遇到问题主动查阅资料就等于自己正在把学习道路延长和拓宽, 为今后的学业成功打下了坚实的基础。四年级的孩子刚刚进入阅读阶段, 需要从其喜欢和相对较为简单而有趣的故事书和科普读物开始。
除了帮助孩子养成主动阅读的好习惯外, 还应让孩子明白读书要思考。读书的目的不是为了认字、词, 重要的是读懂其中的内容, 理清不同内容之间的关系, 从中学到知识或者明白一些道理。不管是理解内容, 还是学习知识和明白其中的道理, 都需要孩子不断地思考。不仅要鼓励孩子认真思考书中的描述, 还要引导孩子结合生活理解其中的道理。
第三, 要有主动进行口语交际并学会反思自己, 改变自己的不良习惯。
作为老师和家长应努力为孩子提供更多的表达自己观点的机会。比如鼓励孩子参加学校里的各种演讲比赛, 鼓励孩子在公共场合表达自己的观点, 教师和家长也可以经常与孩子就一些简单的问题展开讨论或者争论。
教会孩子反思自己的学习行为, 知道自己的学习成功在哪里, 失败又在哪里, 并能够总结自己的经验教训, 借鉴别人的经验教训, 这样孩子才能得以进步。孩子反思的能力需要逐步的培养, 四年级的孩子开始形成自我认识的意识, 能够对自己进行简单的评价, 教师要鼓励孩子对自己做出肯定性的评价, 鼓励孩子反思自己的不良习惯, 并在老师和家长的帮助下逐步改变这些习惯。
许多老师和家长帮助孩子意识到养成好习惯的重要性, 并帮助“语文U型低谷区”的孩子养成良好的习惯, 他们才能逐渐提高自身的素质和学生成绩。
因为好的学习习惯的养成依赖于学生的内在动力。教师和家长必须言传身教, 让孩子明白好习惯对自己终身发展的重要性, 从而使孩子通过自身的努力有意识地使自己的学习和生活习惯得以完善。而学习习惯的养成不是一朝一夕的事。我们必须协助孩子制定计划, 并认真按计划进行训练。比如为了帮助孩子养成主动阅读的习惯, 初期可以让孩子选择自己喜欢并有益的书籍, 要求孩子每天看半个小时, 并做摘抄。久而久之, 孩子会按照这个模式进行自我要求, 逐步能够主动阅读。
孩子的良好学习习惯的养成和家庭教育以及孩子的生活习惯的养成是分不开的。要想学校教育取得一个较好的效果, 必须将学校教育和家庭教育结合, 由老师和家长一起努力, 利用教学、生活中的每件小事、每个细节教育、要求孩子。从严处要求, 从点滴抓起, 不能放松, 更不要放弃!
U型桥台开裂的原因及设计建议 第10篇
1 桥台开裂的特征及原因
某高速公路K106+176主线跨A匝道为1-20m预应力空心板桥, 桥台设计为片石混凝土U型桥台, 桥台高度9.58m, 该桥桥台台背回填施工完成后, 发现台右侧侧墙出现了一条裂缝, 裂缝从上至下, 离基础顶面尚有30㎝, 挖开桥台背后填料发现此裂缝位于前墙与侧墙的交汇处, 深度已贯穿整个墙身, 如图1所示。
调查发现, U型桥台几乎不同程度地存在开裂情况, 裂缝大多发生在前墙与侧墙交界处及前墙中部, 当桥台宽度和高度较大、截面尺寸偏小时, 容易在施工中发生开裂, 特别是在台内填土填筑过程中, 而且裂缝宽度随着桥台宽度和高度的增加而增大;部分裂缝还发生在前墙侧面, 由支座后部向下或斜向后靠近前墙和侧墙的结合部延伸, 大部分是前、侧墙同时出现裂缝。
通过调查分析, 桥台开裂与构造设计不合理有很大关系, 也与台内填料性质、填筑方式、地质条件、地基不均匀沉陷、台内外温差以及外来荷载等有关, 本文仅从桥台的构造尺寸、台内填土压力等方面分析桥台开裂的原因。
2 桥台构造尺寸
《公路圬工桥涵设计规范》 (JTG D61-2005) 第6.2.4条规定:U型桥台前墙顶面宽度不宜小于0.5m, 其任一水平截面的宽度, 不宜小于该截面至墙顶高度的0.4倍。U型桥台的侧墙顶面宽度不宜小于0.5m, 其任一水平截面的宽度, 对于片石砌体不宜小于该截面至墙顶高度的0.4倍;块石、粗料石砌体或混凝土不宜小于0.35倍;如桥台内填料为中、粗砂或砂砾时, 则上述两项可分别减为0.35和0.30倍。
设前墙内侧边坡为n1, 则:
设侧墙内侧边坡为n2, 则:
式中各符号含义见图1。α为侧墙水平截面宽度系数。从式 (1) 、式 (2) 可以看出, 当桥台前墙与侧墙的顶宽、高度、建筑材料和填料确定后, 便可计算出内坡比n1和n2, 而且内坡比随桥台高度的增大而减小。一般U型桥台材料采用浆砌片石, 台后填筑透水性砾料, 参数b+d≥1.20m, b1≥0.75m, 不难算出:当H≤12. 0 m时, 前墙、侧墙内侧边坡n1、n2采用3.5较为合适;当12.0m<H<22. 0 m时, 前墙、侧墙内侧边坡n1、n2采用3.0较为合适, 因此在设计时不能简单地设定内坡值, 否则会造成截面尺寸偏小而导致桥台的开裂。
3 桥台墙体土压力计算
《公路圬工桥涵设计规范》 (JTG D61-2005) 第6.2.4条还规定:当U型桥台前墙设有沉降缝或伸缩缝时, 分隔的前墙和侧墙墙身或基础应分别按独立墙验算截面强度。一般高速公路桥台在中分带处均设置沉降缝, 故前墙和侧墙应分别按独立墙计算。
3.1 前墙土压力计算
桥台前墙的作用与一般挡土墙一样, 按《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004) 中库仑主动土压力E公式计算:
3.2 侧墙土压力计算
库仑理论计算墙后土压力时, 适用于墙后填料在足够远的距离内为匀质的散粒体情况, 即破裂面不受限制, 全部产生于此匀质的填料内。若墙后存在已知坡面或者说破裂面与另一层面相交, 此时破裂面受到了限制而不能全部产生, 显然, 此时墙背主动土压力与库仑理论的假定情况不完全相同了。墙身较高的U型桥台侧墙所受到的主动土压力就属于这种情况, 由于另一侧墙的限制, 通过一侧墙墙踵的破裂面与另一侧墙相交。
利用库仑理论计算墙背主动土压力时, 通过墙踵, 假拟若干个破裂面, 其中使主动土压力达到极限平衡时的那个破裂面, 即为最危险的破裂面, 条件是
如图2示, 当墙身向外移动或绕墙趾外倾时, 墙背填料内会出现一通过墙趾的破裂面AB, 其上土体会沿AB面下滑, 当达到极限平衡状态时, 土压力达到最小值, 此时土体给予墙背的土压力即为所求的主动土压力E。
令:土楔重为G, 破裂角θ, 填料内摩擦φ, 墙背倾角α, 墙背与填料间摩察角δ, 填料容重γ, ψ=α+δ+φ, 由图2得:
由图2的力学三角形得:
令:
根据
解方程 (6) , 得c=tgθ, 从而得出θ值, 即可确定滑动面位置。若
一般高速公路台后填料选用透水性砾料, 填料内摩擦取φ=35°, δ=φ/2=17.5°, γ=19.5kN/m3, 侧墙内边坡采用3.5时, α=15.95°, 侧墙内边坡采用3.0时, α=18.44°, 侧墙顶宽b1=0.75m, 可计算出常用路基宽度侧墙主动土压力计算模式的临界高度, 如表1。
当侧墙高度H大于表中临界高度, 主动土压力E按公式 (5) 式计算, 否则按公式 (3) 计算。
4 U台设计建议
为确保U型桥台的稳定性和防止过大的变形, 对桥台的设计提出如下建议:
(1) U型桥台的构造尺寸应严格满足现行规范的要求, 避免造成截面尺寸偏小而导致桥台的开裂。
(2) 一般高速公路桥台在中分带处均设置沉降缝, 前墙和侧墙应分别按独立墙计算。
(3) 前墙与侧墙增设外坡。通常桥台前墙与侧墙的外墙是直立式, 若做成背坡比为10∶1式桥台, 也能较好地改善桥台的受力。
(4) 为减小前墙与侧墙隅角处的主拉应力, 设置截面倒角并布置一定数量的分布钢筋。大量计算表明, 增设倒角后, 该隅角处的主拉应力可以降低30%以上。
(5) 设置钢筋混凝土圈梁。即沿桥台侧墙-前墙-侧墙以及桥台空腔内设置钢筋混凝土圈梁, 增设圈梁后的桥台对前墙、侧墙及其交界部位的应力、位移影响显著。
(6) 宽桥台前墙设置变形缝。对桥台宽度超过20 m的桥台, 受到台内填土压力的影响, 前墙中部的变形最大, 容易导致前墙中部开裂, 对此, 应在前墙中部设置变形缝。
5 结语
本文给出了不同桥台前墙与侧墙的内坡比建议值;认为内坡比3.5∶1和外坡比10∶1的桥台构造是比较合理的, 有利于改善桥台受力, 减小桥台前墙与侧墙交汇处的应力值;按独立墙计算侧墙主动土压力时, 应考虑土体滑动面是否受到另一侧墙的限制;进一步提出了在前墙、侧墙交汇处增设倒角、侧墙与前墙增设钢筋混凝土圈梁的构造措施和设计方法, 供设计者参考使用。
摘要：U型桥台是公路桥梁下部结构常用的构造, 在工程实践中, 常常出现开裂, 依据规范的有关条文, 给出了常用桥台的构造内坡比的建议值, 给出了侧墙滑动面受限制的土压力公式, 进一步提出了改善桥台受力和减小变形的设计方法。
关键词：U型桥台,构造型式,土压力计算,设计建议
参考文献
[1]JTG D61-2005, 公路圬工桥涵设计规范[S].
[2]JTG D60-2004, 公路桥涵设计通用规范[S].
