大单元

大单元（精选七篇）

大单元 篇1

单元整体学习是倡导将语文知识掌握、能力训练与语文学习习惯、情感态度培养融合成一个整体,从整体考虑本单元每课时的学习目标、学习任务,并根据不同的学习目标、学习任务整体安排具体的教学时间、教学形式、教学评价等,力求使每个课时的教学效益最大化,每堂课都成为高效课堂。

一、单元整体学习,是引领学生提高综合能力的有效途径

过去我们只关注某一篇课文的具体教学目标的制定,而忽视研究单元课文之间的“学习链”,孤立地去教一篇篇课文,去挖掘每篇课文中的知识点、训练点,自然也就费时费力,事倍功半。如果我们站在“单元”这一整体的高度来统筹、合理地制定每一课时的具体教学目标,使各课时的教学目标之间建立起一种内在的联系,成为一条螺旋式上升的学习链,就会既省时又高效。具体做法:“精读”“略读”整合,“扶”“放”结合,得“法”用“法”实施。对精读课文和略读课文之间的关系,叶圣陶先生做了精辟的阐述:“就教学而言,精读是主体,略读则是补充;就效果而言,精读是准备,略读才是应用。”精读课文担任着授之以“法”的角色,而略读课文则为用“法”服务。教师要善于寻找精读课文和略读课文之间的契合点,教学中“扶”“放”结合,让学生把精读课文中习得的方法运用于略读课文的学习中,提高学生的阅读水平和能力,实现教学主要目标。

下面是小学语文人教版教材第八册第五单元,课文以“热爱生命”为主题,串联起《触摸春天》《永生的眼睛》《生命生命》《花的勇气》这四篇课文。其中《触摸春天》和《生命生命》是精读课文,《永生的眼睛》和《花的勇气》是略读课文。通过对比分析,我们发现《触摸春天》和《永生的眼睛》,《生命生命》和《花的勇气》在写作内容和思想表达上有着异曲同工之妙。我们可以把它们链接在一起开展教学。如精读《触摸春天》,了解盲女孩安静是怎样了解这个世界的,引导学生联系上下文和生活实际理解含义深刻的句子,体会盲童对生活的热爱和对美好事物的追求。通过拓展练笔《安静,我想对你说》导入到新课《永生的眼睛》的学习中,让学生运用《触摸春天》的学习方法自学《永生的眼睛》,比较两者在思想表达和写作方法上的异同,从而加深学生对残疾人的理解和同情,并对课文抓住人物心理、言行描写来表现人物思想、情感、精神的表达方式有更进一步的认识和掌握。

总之,单元整体学习,优化了学习过程,减轻了学生听课的负担,加强了学生综合能力的培养和训练,有效地提高了课堂教学的效益。

二、单元整合学习,是丰富学生多样化学习经历的有效途径

“注重体验”是新课标重要的教育理念之一。因为作为学习主体的学生在语文学习过程中那种内在的知、情、意、行的亲历和验证,对于学生语文素养的形成并发展,为学生的全面发展与终身发展打好基础,具有重要的意义。“体验”是一种过程,它从亲历的实践开始,进而获得认识,形成情感,最后产生感悟。单元整合学习,正是立足于为学生提供多样化的学习经历,对单元课文的重组,对课文内容的多样呈现,借用教材这个载体引导学生亲身经历各种语文实践活动。我们将单元课文分成导读、精读、略读三种不同的类型,同时根据不同的教学目标,将三种不同类型的阅读课分为整体感悟课、学法指导课、语言学用课、自主阅读课、文学欣赏课、语文活动课、思维训练课等。这些课为学生提供多样化学习的经历,有的课侧重潜心倾听,有的课训练静心阅读,有的课关注边学边用,有的课引导探究活动,有的课主要进行独立练习,有的课主要是合作交流活动……这样立足提供学生多样化的学习经历,整体安排单元教学内容,改变了过去每一课都从字词、内容、主题等方面开展教学而造成的平均使用力量,重点目标不清晰,学生各种实践活动没有足够的时间保证引发的“体验缺失”等弊病。使学生在经历各种学习历程的过程中,逐步养成良好的语文学习习惯,掌握一些阅读和写作的方法,培养人际交往的能力,学会与人合作。以“小学语文人教版教材第八册第八单元整合教学设计”为例,课文以“故事长廊”为主题,本单元重点训练是“概括课文的主要内容”,将《寓言两则》第1课时定为“学法指导课”,主要指导学生掌握“概括课文主要内容”的方法,还要练习复述故事,为学生提供的是“倾听、讨论、交流”的学习经历,第2课时则以概括课文主要内容为主,提供的是一种独立练习的学习经历。

一个阶段的实践表明,由于用活了教材,学生在语文课堂上的多样化学习经历使之获得了情绪的感染和情感的体味,由“体”生“验”,学生学习语文的劲头足了,课堂彰显出学生生命的活力,从而形成高效课堂。

三、单元整体学习,是促进评价方法成为激励机制的有效途径

以往每单元教学结束,教师习惯于出一张试卷来评价学生一单元的学习情况,试卷的编制又是固定化了“基础、阅读、写作”三块式,检测的内容往往与本单元重点训练的内容关联不大,不能准确地反映学生一个阶段内语文学习的实际水平。这种传统的单元测验“一卷式”评价方式,只要学生在试卷上提供出答案就行了,而学生获得这些答案的过程与方法都被抛弃在评价的视野之外,至于哪些口头表达能力方面的评价根本就不予考虑了。这些都致使语文评价出现了严重的片面性和偶然性,从而导致学生只重结论,忽视获取知识的过程,自然不利于全面提高学生的语文素养。

关注结果的终结性评价,是面向“过去”的评价;关注过程的形成性评价,则是面向“未来”重在发展的评价。为了使评价真正成为学生进一步学习的激励机制,我们改变“一卷式”单元测验的做法,而是围绕单元重点训练内容整体设计评价内容,分阶段开展多元评价,评价活动贯穿于整个单元教学的过程中,使学生在评价活动的过程中及时了解学习中所遇到的问题、所做出的努力以及所取得的进步。以“小学语文人教版教材第八册第八单元综合评价”为例(具体内容详见下表。)

学生根据这些要求和标准练习概括,自我对照,教师则根据情况及时加以指点。在此基础上,以小组为单位,用1节课的时间进行“概括课文的主要内容”能力的评价,组内每个成员都要根据评价要求和标准独立为组员评分,最后以平均分为准。这样,学生与学生之间开展了有效的互动,让学生在评价别人的同时,看到别人的长处以及不足,了解了自己在复述能力方面的具体情况。如果学生对自己评价的情况不满意,可以要求延期评价——练习几天后再让大家评价,从而使评价促进学生在认真练习概括语言实践的过程中,逐步提高语言评价的能力。这样,不仅挖掘了学生潜能,体现了评价的激励作用,更有效地促进了高效课堂的生成。

大单元教学反思 篇2

在发展不断提速的社会中，我们的任务之一就是课堂教学，所谓反思就是能够迅速从一个场景和事态中抽身出来，看自己在前一个场景和事态中自己的表现。那么你有了解过反思吗？下面是小编为大家整理的大单元教学反思（精选5篇），希望能够帮助到大家。

大单元教学反思1

在上《声音》这一单元时，发现教材中很多的内容学生都感觉比较抽象，同时有一部分同学仍然会分不清声音的高低和强弱。再者，《声音》这一单元的内容与音乐有着密切的联系，音乐好的学生对于这单元的理解和掌握就比较轻松了。

由于教材中很多的内容学生都感觉比较抽象，为此我组织学生开展了很多的活动，同时我还进行了铝片琴、古筝等的演示，让学生在活动中去体验与掌握，效果不错。而对于同学分不清声音的高低和强弱这一问题，我采用的是播放几段音乐让学生学会分辨声音的高低和强弱后再进行进一步的教学。

但是，振动幅度的大小和振动快慢也会有学生分辨不清或者是搞混淆，如何让学生清楚地掌握好这两点也是我一直在思考着的。

大单元教学反思2

本单元的主要包括：圆的认识、圆的周长、圆的面积、扇形四部分内容。这些内容是在学生学过了直线图形的认识和面积计算，以及圆的初步认识的基础上进行教学的。学生从学习直线图形的知识，到学习曲线图形的知识，是学生认识发展的又一次飞跃。

在教学中我注重数学教学活动的情境设置及学生的主动，注重引导学生进行空间想象，形成表象，丰富表象，发展空间观念。

一、让学生亲历“做数学”的过程

在探究圆的周长时，我让学生准备好了多个圆、长的直尺或软尺，分别测量出每个圆的直径，用滚动法或绕线法测出圆的周长，再计算出周长除以直径的比值，保留两位小数。经过多次多个圆的测量，学生发现每个圆的周长除以直径的比值都是3倍多一点。这样给学生提供了“做”的机会，提供了广阔的活动空间，学生体会到了数学研究的过程，印象便深刻了。

二、指导学生“做数学”的方法

在探究圆的面积时，我布置了学生预习作业：在硬纸上画一个圆，把圆分成若干偶数等分，剪开后，用这些近似于等腰三角形的小纸片拼一拼，看看发现了什么？课堂上我展示了学生的预习作业，有的平均分成8份，有的平均分成16份、32份.....发现平均分的份数越多，拼成的图形越接近于一个长方形。这样学生在“剪数学”、“拼数学”中便有所收获，感受到数学的有趣，体验到“做数学”的成功喜悦。

通过本单元的教学，在一定程度上提升发展了学生的空间观念，但学生掌握得还不够，还得在复习课中进一步巩固。

大单元教学反思3

《天气》这一单元是四年级科学上册的内容，三年级的教材改版后，由原来的四个单元变成了三个单元，并且内容也发生了变化，其中一个单元内容就是《天气》，提到这一单元，科学老师都知道这单元的内容特别多，从气温到风向和风速，再到降水量和云量。这一单元常出现的问题，概括为下面几方面：

一、气温

这一部分最重要的就是如何正确使用温度计和摄氏温度的读和写。正确读取温度还要注意温度计的分度值，要会看一大格表示多少摄氏度，一小格表示多少度，然后再正确读数。关于写作和读作的书写方法就是要多练习，才能做到书写熟练，提高准确率。

二、风向

这部分最容易弄不明白的就是关于风向指的是什么，风向指的是风吹来的方向，而不是风往哪吹得方向，要弄明白这个问题，还要借助风向标，测量风向的工具，学会制作风向标，并测量风向。关于风向标的使用和小旗子测量风向，要知道它们是相反的。另一个易错的问题就是大家在描述风向的时候，经常会不带风字，只说方位，所以这个要着重强调。

三、风速

气象学家规定的风速等级是从0到12、天气日历中简化为0到2。这两个要做区分，并且强调0级也算一级。还有风速仪和风向标做到区分，不能混淆。

四、降水量

知道降水的形式，会制作雨量器，要知道降水量的单位是毫米而不是毫升，说明降水量测得是高度而不是体积。在记忆降水量等级表时，要掌握规律和方法。

五、云量

知道云的基本形状和数量与天气之间的关系。这个部分，同学们都是很容易理解的，也有一定的经验。

《天气》这一单元之所以从四年级的教材搬到三年级的教材里，就证明了三年级的学生具有接受这些知识的能力，也证明了科学越来越贴近生活。

大单元教学反思4

在没有教学《比例》这一单元时，我还担心学生对这部分知识理解不了，掌握不好。在学完这一单元知识后，觉得学生学得还不错，知识掌握基本牢固。首先，能在具体情境中，通过一系列表格、图和表达式描述了两个变量之间的变化，引导学生经历从具体情境中抽象出正、反比例的过程。同时通过作图让学生发现当两个变量成正比例关系时，所绘成的图是一条直线，反之，直观认识到反比例所画出的图是一条曲线。

其次，在学习了比例的基本性质和解比例等内容。利用比例的基本性质解决正、反比例的问题。所以，我想本单元的重点是让学生深刻理解正、反比例的意义，学会正确判断成不成比例、成什么比例的方法。会看懂图表，作简单的图表示数量关系。

再次，理解比例尺并学会应用比例尺的知识解决一些实际问题，对于比例尺这部分知识，有的学生会把图上距离和实际距离的关系弄混，比例尺的数位比较大时，单位换算也是重点，有的学生忘记换算单位就直接做题，导致做题错误，所以，比例尺这部分知识显得尤为重要，要养成认真审题、做题的.好习惯，才能把本单元的知识学好、掌握好。

大单元教学反思5

在本单元的教学中，我注意了从生活现象入手，唤起学生的生活体验，激发学生的学习兴趣。从学生已有的生活经验出发，创设学生熟悉的、感性的情景进行教学，不仅有效地利用了生活资源，在课堂中营造了浓厚的生活氛围，而且把学习语文与认识事物紧密结合起来，调动了学习热情，又活跃了课堂气氛。通过一单元的教学，现反思如下：

1、通过“小组合作学习”，培养了学生的合作意识，发挥学生的主体作用。“小组合作学习”培养了学生之间互相合作交流的能力。通过小组的学习交流，学生解决了问题，获得了知识，体验了成功。

2、自主质疑，培养学生的问题意识。在教学中，我通过让学生质疑，更有效地促进学生主动参与课堂教学，培养了他们学习的主动性、创造性和思维能力。它不仅让孩子由被动学习转为主动学习，而且激发起学生求异思维的火花，激活了课堂教学氛围。

3、注重情境创设

一年级学生课堂常规较差，好动、坐不住、注意力不集中，怎样吸引学生的注意力是课堂教学的关键。小朋友们喜欢小动物，创设“给小动物做小裁判”的情境，让学生始终情绪盎然，有声有色地投入学习中去。情境的创设激发了学生在学习过程中的情感体验，促进学生的语言发展，促使学生主体能动作用与现实环境的统一，使学生在提高语言表达能力的同时，实现素质的全面提高与个性的充分发展。因此教师在教学上要不断探索，不断创新，充分发挥自己的想象力，精心进行教学设计，创设出理想的情境，激发学生强烈的求知欲和创造力，使教学不断发展和提高。

4、练读课文体会语气

重点指导疑问句的读法。我采用反复练读，目的是想让学生在读中理解语言文字，在读中体会感情，在读中了解运用语言文字的方式。但是在实际的操作中由于指导方法不到位，效果不是很理想。

5、“抱”“牵”“放”

新语文课程的基本理念之一是：努力建设开放而有活力的语文课堂。传统的语文课程是把学生的视野框定在教科书和课堂里，使学生的语文学习与丰富的语文生活隔离开来，远离了学生的生活需要，而今天我们所需要的是开放而有活力的语文课程。这样的课程应该是以学生的语文生活经验和成长需要为依托和归宿，把教科书“这本小书”与生活“这本大书”融为一体。

在这堂课上，我一直在试图把学生引入我事先设计好的路径中去，这也恰恰扼杀了孩子的个性发展，遏制了他们的发散思维。课后反思，我是不是应该让学生多动脑：思考课文中六种动物的尾巴特点是什么？你还知道哪些动物尾巴的特点？还可以随便挑两到三种动物的尾巴进行“长短、粗细、直弯、宽窄”等各种角度的比较，甚至还可以制造悬念，如将猴子、小狗、兔子进行尾巴长短的比较，从面引出“谁长谁短、谁宽谁扁”等都是相对的，要看比较的对象，这是不是辨证思维启蒙的最佳机会？

践行小学语文大单元主体阅读教学 篇3

【关键词】 大单元；语文

【中图分类号】 G62.24【文献标识码】 A【文章编号】 2095-3089（2016）25-0-02

学校从推行大单元主题阅读教学模式已久，不但是所教的学生，连教材都发生了，因为教学班级的变动我手中的教材也由苏教版变为了鲁教版，这个变化也让我感受到在人教版教材基础上进行改编的鲁教版更适合开展大单元主题阅读教学，它的课文内容与体裁对比于苏教版来说更加统一，更加便于有针对性地进行教学，也更加利于找到相同主题和体裁的文章让学生自主进行拓展阅读。基于这一变动，我也在教学中借鉴前人的经验更加投入地开始了这一教学模式的探究。

在教学探究中我还是常常感到迷茫，于是我在实践的同时又回头再去学习主题阅读的理论知识。通过对理论的再读，我知道了主题阅读教学研究目的在于探索在新课程背景下主题阅读课堂教学模式的基本方法和策略。主题阅读教学探讨的主题建构教学区别于以往一篇带多篇无主题的大量阅读，而是使多篇文章汇聚于一个焦点，着眼于语文学科的内涵，具有较强的冲击力。这种模式让我们摆脱了以往教学一篇作品和十篇乃至更多的作品、学生阅读一篇作品或多篇作品，阅读水平并没有明显的变化的语文阅读教学的困窘局面，把语文教育的范畴扩大到生活的范畴，提供给学生的是开阔的视野，是高、广、深的思想认识，渗透人文的精神，渗透情感的体验，深入到学生的心灵，让学生在感悟语文的同时，也在感悟生活，感悟人生。它统领了语文的工具性和人文性，解决了我们长期在两者如何统一和纠缠中的困惑。不过这一教学模式对我们教师也提出了更高的要求，我们要将文本的内容、计划、目的、学习时间以及将要进行的主要活动通盘考虑，全面规划。主题的确立，教学的设计，教材的整合、方法的选择……都需要我们细致策划。不过借由前人的经验，我们操作起来已经可以说比较简单、顺畅了，但这依然对我们的学科素养、语文底蕴提出了更高的要求，要求我们有构建教学主题、整合教学资源的能力。

对理论的再学习让我原本迷茫的认知豁然开朗，而给予我更直观的影响的是学校一系列关于主题阅读的展示示范课，这些老师直观的课堂呈现，让我对如何把握大单元主题阅读各个课型的教学模式有了更加具体、明晰的认识，这也促使我将这直观的学习成果搬进了自己的课堂中。通过不断的学习、实践，我也慢慢熟悉了大单元主题阅的各个课型，逐步形成了自己的教学模式。在单元导读课中我在让学生明确单元主题和单元教学重点的基础上带来他们学习一篇略读课文简单渗透学习方法，再让他们应用这一方法进行一篇文章的拓展阅读；在整体识字课中我坚持字不离词，词不离句的教学方式推进教学，识字写字的同时我更注重学生对词语的理解、应用；以文带文课中我更是努力坚持让学生在学习完课文的基础上多阅读相关主题、体裁的文章，但是由于个人对课文要求的把握以及对课堂调控能力的问题，有时拓展阅读不得已放到了课下，这样的效果便打了折扣；而读写联动课作为这学期我们小课题研究的主题，我除了将之与作文教学结合之外，还注意了用小练笔的教学；我还将自语阅读与展示交流课相结合，让学生将读和读后的收获展示有机结合。

对于各种课型的实践，也让我有了一些收获，现具体梳理如下：

一、单元导读我这样上

从学校开始推行单元主题阅读开始，我就一直觉得单元导读课既要让学生从整体上把握本单元的内容，又要学习其中一篇课文，这样的安排课容量太大了，所以我基本一直只选取前一部分的内容来上，既让学生通过单元导读课整体了解本单元的内容，把握单元要点。

通常我会先用相关的图片或者话题导入，再让学生自主阅读单元导语，然后让学生用其中的词句概括单元要点。在明确了单元要点之后，我便带领学生们走近文本，了解要学习的文本篇目。一是走近课文，明确课文篇目；二是走近阅读天地，知晓拓展篇目。了解了本单元要学习阅读的篇目之后，就和学生一起走进文本，采用浏览方式快速通读全文，再用批注式阅读方方法去具体了解其中一到两篇自己最感兴趣的课文的大致内容，最后组织学生交流令自己感受深刻的词语、句段。

这样一节课下来，学生便能从整体上了解、把握单元要点了。

二、整体识字课的做法

整体识字课，在授课时我都注意字不离词，词不离句。具体操作分为课前预习和课上学习两部分。

首先，我一般都会安排学生课前自己预习，关于生字方面，需要学生圈画出生字词，并小组分工抄写出相关的语句，对字词句进行整理，当然一定要将字词句读熟、认过。

在课堂上也是让学生先在组内识字、读句，再进行分工后让小组进行展示。展示的时候提倡学生进行生字归类：可以分形声字、会意字进行分类，可以分字的结构分类，可以用形声字对比记忆，也可以展示多音字的多音应用，还可以近反义词对比记忆。对于词语也建议学生分类展示：可以按照词性、词语类型分类如：AABB、ABCC、AABC、ABAC、AAB、ABB，含数字的、含颜色的、含反义词的的、表示表情的、表示心情的，表示动作的，描写人物的……对于包含生字词语的句子，最基本的要求学生在小组展示时，能正确有感情地朗读，并建议他们把这些生字整合到一段话或者一首小诗中。

不过，在我具体上整体识字课时，操作中还是感觉难度很大，其中字词的归类学生还是能够比较好地应用展示的，但是将生字词整合到一段话或者一首小诗中基本没有出现过，我想学生应该是不得其法，我先来设计整合效果会好一些。不过，整体识字后的课文学习在阅读理解上明显轻松多了。今后，我将继续思考改进整体识字课教学。

三、以文带文课可以这样上

1.能抓住本课讲了一什么事。在这一环节上，只要是锻炼学生的快速朗读培养，学生的短时记忆以及学生的复述能力展现，就能让学生受益。

2.抓住重点的句段，通过多读让学生在读中体会感悟。学生交流体会感受，做到以读代讲。在这个环节上，可以训练学生的朗读，从朗读中强化学生的语感。通过不同形式的读，学生会体会加深，就不用老师来说。这样一来学生学得好，老师教得轻松。

3.学习了文后，又带上一到两篇文章，不作细细的分析，只是通过学生快速阅读，交流明白了什么？在文中批注自己的体会。

要注意在课堂中，应该少一些无休止的提问，把课上得精炼些，要敢于舍弃。

四、读写联动课型应用反思

读写联动课型对指导学生写作一个很好的教学平台，现对具体的应用实施过程进行了如下反思。

我们的语文教学担负着培养学生听说读写能力的重任，学生的习作能力又直接地反映着学生的综合素质和创新能力。如何提高学生的作文水平，写出能“再现生活精彩”的好文章，都牵着我们每一位语文教师的心，而读写联动课型便是一个很好的平台，因为随着课文的讲解学习，学生能够从中更好地体会写作的方法与技巧，再进行合理的引导、指点，让学生加以应用，便能在学习课文的同时提高学生的习作能力。

其实，读写联动课型我们最终的落脚点在于写，就是重点关注了学生平时的小练笔，把这个内容在课堂上进行训练、呈现，以保证其训练的效果。比方说在本学期教学人物描写一组课文时，我就重点指导学生学习体会对人物的多种描写方法，指导学生从中感悟不同描写对体现人物的不同特点有怎样的作用，进而引导他们观察身边的亲人、朋友，应用上所学的人物描写方法对其进行一个情景片段的描写。因为内容贴近生活，方法的学习指导比较到位，学生大都能写出不错的描写片段。总体看其中动作描写、语言描写的应用较好，而神态描写、心理描写的应用略差，这也让我找到了在今后指导学生描写人物时候的指导重点所在。这样的读写联动课就把小练笔的训练落到了实处，让我更明确了今后习作指导的重点。当然，并不是每一次读写联动课都能上得这样顺畅，在这一课型刚刚起步时，虽然我们确定了随文练笔这一目的，但是因为选择的练笔内容有时和课文内容相距较远，课文的学习对于学生来讲就没有很大的模仿、借鉴意义了，导致有时练笔效果不佳；还有的时候选择的课文练笔内容离学生的实际生活较远，学生相应的体悟、认识较少，不能激发其兴趣，也造成了练笔效果不佳。就在这些不如愿的练笔之后，我们通过反思自己在教学中的练笔切入点，找到了教学设计的不足，不断地调整、改进，才有了今天的一点点微小的成绩。

我想，我们绝不会停滞于此，我们还将继续努力下去，做好读写联动课型的应用与研究，让这一课型更好地为学生学习习作技能服务。

大单元 篇4

1 精确悬索单元自由振动计算理论

1.1 索单元平衡方程的建立

如图1所示,为一索单元受力平衡关系图,其中H和Q为索单元轴力T的水平与竖直方向的分力,正方向如图坐标系所示;由于篇幅有限,现仅考虑索单元受竖向分布荷载的作用,正方向如图1。

由索单元受力的竖向平衡关系有[4,5]

式(1)中()'=d()/dx,由于Q=Hz',则式(1)的平衡关系式可以表示为

式(2)即为所求的索单元竖向平衡关系式,从式(2)中可以看出式(2)中由于出现H与z'的乘积项,是非线性的问题,但是由于H可以根据平衡关系单独求出,则问题做线性来考虑。

1.2 水平力H的求出

现在分析平面索问题,且在分析索的自激振动时平面索的初始状态为一静力平衡状态,因此根据已知的边界条件及荷载条件,水平力可以很方便求出。求解平面索某一平衡状态时的关系式为[6]

(线性单元及抛物线单元适用)式(3)中l为平面索跨度,h为边界高差,f为垂度。

(悬链线单元适用)式中

的水平力又满足如下平衡关系

因此各个单元的水平力H总可以通过平衡条件求出。

1.3 线性单元模拟

图2为隔离的索单元受力图,若将其简化模拟成直线单元,则此时qz=0,单元的形状也相应地成为直线。因此式(2)即退化成线性问题求解。

另外,如图2所示,索单元各个端点竖直方向的位置坐标和相应的端点力可分别记为

则端点力与端点的位置坐标有如下关系

对于线形单元,由平衡关系式(2)易得到如下形式的解析解

式中N1(x)和N2(x)为精确形函数,是式(2)的齐次解;B(x)是微分方程(2)的一个特解。利用上式和式(7)可以得到如下的关系式

式(9)中

分别为单元的刚度矩阵和单元等效节点荷载向量。

对于线性单元(qz=0)有形函数

此时相应可以得到单元刚度矩阵的具体形式

1.4 抛物线单元模拟

对于抛物线单元(qz=q0),此时q0沿索单元弦长均布,其性质与线性单元相同,式(2)中qz项均为与常数项与竖坐标z无关,得出解析解与线性单元相似,形函数一致,所以单元刚度矩阵与线性单元一致。

1.5 精确悬链线单元模拟

1.5.1 求抛物线单元节点坐标向量

由式(10)可以求得抛物线单元的等效节点荷载向量

在前面分别求得了抛物线单元端点力向量,等效节点荷载向量及单元刚度矩阵后,就可以将上述单元的元素按照矩阵位移法常规集成方法分别集成到悬索整体的力矩阵与刚度矩阵中,形成整体的位移刚度基本方程,形如

式(16)中,K是由各单元ke集成的整体刚度矩阵,P是由单元等效节点荷载向量PEe与单元端点力向量Fe叠加后集成的整体的节点力向量,Z即为求得的抛物线单元的节点竖向坐标向量。

1.5.2 求悬链线单元单元刚度矩阵

对于q0沿索弧长均布的非线性问题,可以导出沿索弦长分布的荷载集,水平力为常数,由式(2)得到解析解为悬链线方程[2,3]

式(17)中

再对式(12)的z(x)求导,然后根据Fzi=Fxiz'(xi)可得到端点力向量的计算公式

由式(17)可以看出,如果先由前节所述的抛物线解向量[z0]作为初始值,则式(17)的z(x)可得到相应的解,然后再以z(x)结合已知横坐标可再次求得新的[z],这种典型的Newton算法,一般会以二阶速率收敛,如此则可进行迭代求解。

假设前面已得到一组初始近似值向量[z0],采用Newton法,将各单元精确的Fe在近似解[z0]附近按Taylor级数展开,并略去二阶以上微量,则有下式成立

式(20)稍作改动即为

式中

式(21)中α,β按照式(18)均在每次迭代的[z0]处取得。

1.6 整体刚度方程的集成

在分别用上述三种单元模拟悬索单元的计算中,由本文所述方法可以得到形如式(13)、式(14)、式(21)的单元刚度矩阵,然后进行整体分析,只需要将各单元的单元刚度矩阵按照常规的集成方式集成为悬索的整体刚度矩阵[7]K

此整体刚度矩阵K是一个对称的正定矩阵,矩阵阶数即为整体自由度个数。

1.7 悬索系统的动力学方程

悬索单元的质量矩阵me可以采用集中质量矩阵[8]

式(23)中ρ为索的密度,A为索的计算截面积,Lu为索单元的无应力长度。

悬索在平衡位置的无阻尼自由振动,其运动方程可以表示为

式(24)中M,K分别为集成的整体的质量矩阵与刚度矩阵。假定索自由振动有如下形式的解

将式(25)代入式(24)即可到系统的特征方程

要使上式有解,必须使其系数行列式等于零,由此可以得到其特征值矩阵ω2及相对应的特征向量,即可得索无阻尼自由振动的各阶固有频率及固有振型。

2 工程算例概况

2.1 整体工况概况

矮寨特大悬索桥为吉茶高速公路的控制性工程,桥面设计标高与地面高差达330 m左右,山谷两侧悬崖距离从900 m到1 300 m之间变化。矮寨悬索桥主缆的孔跨布置为:242 m+1 176 m+116 m,主梁全长为1 000.5 m;主梁横桥向设2%横坡,桥面行车系净宽24 m,钢桁加劲梁全宽27 m。采用两根主索,主索垂跨比F/L=1/9.6,主索中心距为27 m,采用平面索布置;全桥采用68对吊索,吊索间距为14.5 m;另外在吉首岸离第一对吊索29 m处设一对吊索直接锚固在岩石上;在茶洞岸离第一对吊索29 m处布置两对吊索直接锚固在岩石上,吊索间距29 m。全桥整体布置如图3所示。

2.2 空缆状态

每根主缆中,从吉首岸锚碇到茶洞岸锚碇的索股有169股(通长索股),每根索股由127根平行高强钢丝组成;空缆状态时主索鞍索槽内用楔挤压主缆以保证通长主缆在索槽内无滑动位移。主缆在架设时竖向排列成尖顶的近似正六边形,紧缆后主缆为圆形。索夹内直径为844 mm(中跨),索夹外直径为855 mm(中跨)。中跨主缆净截面计算面积S=0.464 621 m2,计算并测得水平力H=5.58×107N,主缆自重换算成沿缆均布荷载q0=3.574×104N/m,由于主索鞍存在预偏量,空缆时跨径为1 177.373 m,两端点高差h=9.363 m.空缆状态主缆整体布置图如图4,主缆截面索股布置与排列如图5所示。

3 算例计算结果分析

这里为了验证本文提供计算方法的正确性,分别用线性单元与悬链线单元方法编制相应计算程序对本工程空缆状态悬索频率进行了计算,并与有限元软件计算结果进行对比和空缆状态中跨主缆面内前十阶正对称竖弯的计算进行对比。表1为空缆状态中跨主缆面内前十阶正对称竖弯的计算结果;各计算结果与实测值误差见表1。表2为空缆状态中跨主缆面内前十阶反对称竖弯的计算结果和各计算结果与实测值误差。表1和表2中的误差1,误差2,误差3分别为线性单元计算值、悬链线单元计算值及有限元软件计算值与实测值的误差。

从表1,表2数据中各误差的比较情况可以看出,无论用本计算理论与有限元程序计算的前十阶频率(包括面内和面外)均比实测频率稍大,但误差均控制在4%范围内;其中用线性单元模拟的计算结果相对离散,与实测值误差相对偏大,如果工程误差允许,此法可作为大跨度悬索自振频率的简便算法;其中悬链线单元与有限元软件计算结果较接近,与实测值也比较接近,可作为大跨度悬索频率的精确计算方法,对其结果进行必要的修正后应用。

4 结论

(1)以悬索微元为研究对象,从悬索单元的基本平衡关系出发,提出了依据精确单元方法的悬索自振频率的计算方法。

(2)用线性单元(包括直线单元和抛物线单元)及非线性单元(悬链线单元)对悬索单元进行模拟,得到相应的刚度矩阵及质量矩阵,最终可计算得悬索的面内自振频率。并将其计算结果与有限元软件计算结果和实测值进行对比得出了相应的结论。

(3)通过矮寨悬索桥的工程实例验证了本计算方法的准确性,从其计算结果可以得出线性单元模拟计算简单,精确度较差,可以用于工程实际中精确度要求不高的计算。悬链线模拟计算与有限元计算较接近,与实测值误差也较小,可以用于精确度较高的悬索自振频率的计算或与有限元软件进行对比计算。

(4)本文计算方法只能计算面内自振频率,对于面外横弯及其扭转不能计算,所以希望他人能够在此基础上进一步完善。

摘要：大跨度悬索的自振频率的确定是研究悬索结构振动的基本条件,其振动有非线性特征,而且还存在明显的面内和面外的振动,振动过程复杂。大跨度悬索自振频率的确定无论是从实际测量还是理论计算,都有一定的难度,在理论计算上目前只能用非线性微分方程方法来求得近似解,然而其求解过程却异常复杂。主要从悬索单元的平衡关系出发,以悬索微元为基本研究对象,推导出精确索单元的自由振动特征方程,用线性单元及非线性单元对悬索单元进行模拟,得到相应的刚度矩阵及质量矩阵,计算得到悬索的面内自振频率。通过矮寨悬索桥的工程实例将其计算结果与有限元软件计算结果和实测值进行对比,验证了本计算方法的准确性,得出了线性单元模拟计算简单,精确度较差和悬链线模拟计算与有限元计算较接近,与实测值误差也较小的结论。

关键词：精确单元法,自振频率,面内振动,特征方程,悬索

参考文献

[1] Henghold W M,Russell J J.Equilibrium and natural frequencies of cable structures(a nonlinear finite element approach).Computer and Structures,1976;(6):267—271

[2] 胡少伟,苗同臣.结构振动理论及其应用.北京:中国建筑工业出版社,2005Hu Shaowei,Miao Tongchen.Structure vibration theory and application.Beijing:China Architecture and Building Press,2005

[3] Ozdemir H.A finite element approach for cable problems.Int J of Solids and Structures,1979;(15):427—437

[4] 沈世钊,徐崇宝.悬索桥结构设计.北京:中国建筑工业出版社,1997Shen Shizhao,Xu Chongbao.Suspension cable structure design,Beijing:China Architecture and Building Press,1997

[5] 向阳,沈世钊.悬索结构的初始形状确定分析.哈尔滨建筑大学学报,1997;30(3):29—33Xiang Yang,Shen Shizhao.Initial form-finding analysis of cable structures.Journal of Harbin University of Civil,1997;30(3):29—33

[6] 王新敏.ANSYS工程结构数值分析.北京:中国人民交通出版社,2007Wang Xinming.ANSYS engineering structure numerical analysis,Beijing:China Communications Press,2007

[7] 晏景通,高日.索网结构两种找形方法的比较与分析.钢结构.2002;17(1):4—6Yan Jingtong,Gao Ri.Comparison and analysis between two formfinding methods for cable net structures.Steel Structure,2002;17(1):4—6

数学大单元培训心得体会 篇5

大单元设计教学是一种有效的教学设计，它通过一段时间的教学设计后，教师帮助学生完成了学习任务，获得了预期的进步和发展，实现了教学目标和促进了学生内在的发展与全面发展，包括知识、智力、情感、创造力、思维与实践能力等方面的发展。

通过学习，我觉得大单元教学设计具有以下几个特征：

一、面向全体学生、关注“全人”的发展

每位教师都要树立“双全”意识，既要确立“一切为了学生的发展、为了一切学生的发展”的思想，又要树立“全人”的理念。所以教师千万不要过高地估计自己所教学科的价值，更不要仅把学科价值定位在本学科上，而应当定位在对一个完整的人的全面发展和终身发展上。

二、注重教学效益的取得

教学效益不同于生产效益，它不是取决于教师“花最少的时间教了最多的内容”，也不是取决于教师事先计划的教学任务完成了没有，而是取决于在单位时间内学生的学习效果与学习过程的进展情况，学生的智力与创新思维能力以及社会实践能力的发展状况。

三、注重目标的落实与测量

每节课的教学目标要尽可能地明确与具体，应当科学地将目标、过程与结果有机地结合起来，全面地评价学生的学生成绩和老师的工作实绩。

四、启迪老师实施反思性教学

大单元教学迫切地需要老师自觉养成经常反思与总结的好习惯，做到天天反思、堂堂反思，不断地追问“自己的教学设计有效吗？”“有没有比更有效的教学设计？”今天的教学是成功了还是失败了，成功在何处，失败在哪里？原因是什么等等。因此，没有反思性教学，就谈不上是大单元教学。

五、注重学生参与学习过程

大单元 篇6

关键词：体育,传统教学,大小单元相结合教学

现代教学论是从教学过程中提炼出来的理论, 虽然它已经理论化, 但由于它来源于实践, 因此当它与工作经验相结合之后, 便能深刻地指导体育教学工作。过去相当长的一段时间里, 一些年青的教学工作者之所以在教学中遇到了很多问题, 走了很多弯路, 追其原因主要还是因为教学理论知识的匮乏, 对教学目标, 尤其是体育教学目标的理解尚不透彻、不全面。因此, 对现代教学论的深刻理解对教育本身的具有极其重要的意义。

本文从现代教学论中的部分观点, 将传统的教学模式与“大、小单元相结合的教学模式”进行比较分析, 进而发现其各自的优缺点, 为更多中小学的体育教学提供参考。

一、简介“大、小单元相结合的教学模式”

每节课40分钟, 前20分钟进行大单元教学, 即进行一些基础内容, 如田径中的跑、跳等项目的学习;后20分钟进行小单元教学, 即进行学生自己感兴趣的, 如篮球、足球、韵律操、乒乓球等项目的学习。高中如果是每次4个教学班同时上课, 前20分钟按教学班进行教学, 后20分钟按学生自选的项目组进行教学。

二、“传统的教学模式”与“大、小单元结合的教学模式”之比较

1. 课程结构比较。

传统教学模式又称为“三段式”, 其结构为:准备部分、基本部分和结束部分。“大、小单元结合的教学模式”的结构为:大单元和小单元。

2. 教学方式比较。

“传统的教学模式”是要把人类文化遗产通过各门类学科传授给学生, 教学以分科形式进行多学科学习, 讲究“大而全”, 也是单纯的接受学习模式。因此, 体现在体育教学中就是强调学生田径、篮球、排球、足球、武术、体操等都需要学, 并且都需要达标, 教师一般采用灌输式, 学生采用接受式, 在学习过程中基本处于被动状态, 只能被动接受所有课堂内容。

“大、小单元结合的教学模式”实际上并不是一个单纯的教学模式, 它实际包含了接受式学习、发现式学习、掌握式学习等, 在大单元教学中, 学生学习的是基础项目, 因此以传统式为主, 兼有发现式、探究式学习。教学相对系统、全面, 但在某些教学环节会启发学生的想象、创造性思维。在小单元教学中, 学生学习的是自己感兴趣的项目, 由于每个学生的原有水平不同, 因此教学就会以发现式、探究式、掌握式等为主, 教学相对更具创造性、灵活性及个性。

3. 价值取向比较。

传统的教学模式是传递具有严密体系的基础文化科学知识, 以培养杰出人物为目标, 是英才主义目的观。体现在体育教学中, 就是将每个学生当专业队的队员来对待, 无论他是高是矮, 是胖是瘦, 都希望他们每个人能够技术动作很标准, 各项运动成绩都达标。

“大、小单元结合的教学模式”是以“健康第一”, 提高运动参与、运动技能, 增进身体健康、心理健康、社会适应能力等为目的, 让每个学生通过参与体育活动, 从原有水平出发, 真正得到实质性的发展。

4. 评价标准比较。

“传统的教学模式”对学生学习的评价一般以数字形式体现, 60分以下为不及格, 体现在体育教学中就是主要以“国家体育锻炼标准”的评分等级为标准。

“大、小单元结合的教学模式”对学生的评价为优秀、良好、合格、不合格。以学生参与活动为主, 以“国家体育锻炼标准”的评分等级为辅, 包含了学生自己的评价、教师的评价、社会的评价 (同学的评价) 等。

5. 教学效果比较。

“传统的教学模式”更注重的是学生的成长发育客观上需要什么, 而学生的内心感受不在考虑之列。体现在体育教学中就表现为, 有些个子矮的、体形较胖的同学, 他们很努力地练习, 但无论他们怎么努力, 仍然还是不及格, 这大大地打击了学生的积极性。传统的体育教学的结果 (很大程度上) 就是使学生喜欢体育活动, 却厌恶上体育课, 害怕上体育课, 因为他们在体育课中体会不到学习的乐趣, 体会不到成功, 也最终导致学生一旦走出校门, 就有如卸重负的感觉, 将体育课上的知识、技能、技术全部还给老师。

“大、小单元结合的教学模式”从学生的客观需要和主观需要两方面出发, 使学生的学习兴趣明显提高, 在学习中体会成功。尤其是进行小单元教学以后, 学生对大单元教学的项目也不象以前那么厌恶和害怕了, 因为这些大单元中的运动项目对他们进行小单元项目的练习有很大帮助。学生在这种模式下学习, 不仅仅增进了身体健康, 而且在心理健康、社会适应能力等方面也有较大提高。很多学生都喜欢上了体育课, 这也为学生的“终身体育”打下一个良好的基础。

6. 教学条件比较。

传统的教学模式以系统的理论知识作为教学活动的开展依据, 教材具有严密理论知识体系, 教师要熟悉教材结构体系。

“大、小单元结合的教学模式”不仅要求教师具有严密理论知识体系, 而且还要充分考虑学生的个性特点, 利用多种适合学生的教学模式、方法、手段进行教学。另外, 在场地设施器材方面, 进行“大、小单元结合的教学模式”教学所必须的场地较大, 设施较全面, 器材较丰富, 对某些占地面积较小的学校较难开展。

综上所述, 每一种教学模式都有优点和局限, 因此, 教师在进行教学的过程中, 就应当根据实际需要, 以全面发展学生身心健康为目的, 选择更有利于学生的教学模式的进行教学, 这样才能达到更好的教学效果, 使学生得到真正的提高。

参考文献

[1]扈中平.现代教育学[M].北京:高等教育出版社.

[2]王道俊, 王汉澜.教育学[M].北京:人民教育出版社, 1998.

[3]广东省中小学体育实验教材编委会.体育[M].广州:广东教育出版社, 2001.

[4]教育部.体育与健康课程标准[M].北京:北京师范大学出版社, 2001.

大单元 篇7

建设大街东桥位于辽宁省庄河市建设大街, 计算跨径为 (70+200+70) m, 为三跨混凝土自锚式悬索桥。主缆采用对称布置, 上下游各设一根主缆, 主缆线形为抛物线, 主跨矢跨比1/5.5, 矢高36.36m, 边跨矢跨比1/15.7, 矢高4.454m, 主缆横向间距30.6m[1,2]。每根主缆由32根Φ5.2-169大规格预制平行钢丝索股 (PPWS) 组成 (见图1) , 索股两端采用螺母螺纹锚固方式。

我国悬索桥主缆索股一般采用Φ5mm系列的高强钢丝预制, 每股91丝或127丝[3], 169丝大规格预制平行钢丝索股未见工程建设实例应用文献报道[4]。主缆索股规格的增大, 不仅意味着钢丝数量的增加, 还必须从钢丝上盘、分丝、聚并、成型、缠包、成盘、锚具灌铸、反顶检验等诸多工序, 调整工艺参数, 研制大规格索股制造专用设备、工装。另外若主缆索股采用锚头与锚杆、连接器连接锚固方式, 索长调节余量可达500mm, 而本项目采用螺母螺纹式锚固方式, 索长调节余量不足200mm, 这就对索股制造精度提出了更高要求。为保证该桥大规格单元索股的质量, 从原材料、试验索制作工艺、热铸锚反顶检验等方面进行质量控制, 然后进行试验索静载性能试验和放索试验检测。

2 原材料的质量控制

单元索股原材料主要包括高强镀锌钢丝、定形粘接带、锌铜合金和热铸锚具。

2.1 高强镀锌钢丝

索股采用Ф5.2mm、1670MPa高强度镀锌钢丝, 钢丝的尺寸、外形、重量、力学性能及化学成分满足《桥梁缆索用热镀锌钢丝》 (GB/T 17101-2008) 及设计要求。钢丝随车有质量保证单, 到厂后按《钢丝验收、包装、标志及质量证明书的一般规定》 (GB/T 2103-2008) 进行验收。

高强镀锌钢丝表面应光滑, 无损伤、锈蚀;钢丝整卷长度内不得有任何形式的接头;钢丝长度方向不应呈波浪形, 不得存在折弯、扭曲等缺陷。

2.2 热铸锚具

热铸锚具采用螺母螺纹式锚固方式, 主要包括锚杯、螺母、分丝板等零部件。

(1) 原材料检验与检测。锚杯和螺母坯件为锻钢件, 质量标准符合《冶金设备制造通用技术条件锻件》 (YB/T 036.7) 的要求;化学成分按《钢铁及合金化学分析方法》 (GB/T 223) 检测;拉伸强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率、冲击强度等材料机械性能按《金属材料拉伸试验方法室温拉伸》 (GB/T228-2010) 方法检测;表面硬度、超声波、磁粉、表面外观、基本尺寸等100%检验。

(2) 锚杯和螺母的检验与检测。锚杯和螺母在表面镀锌前逐个按《钢锻件超声检测方法》 (GB/T6402-2008) 进行检验, 并按《承压设备无损检测》 (JB/T 4730.4-2005) 进行磁粉探伤, 材料性能的质量标准符合《合金结构钢》 (GB/T 3077-1999) 的规定。

(3) 成品锚具检验与检测。螺母与锚杯的配合、互换性、镀锌层质量、尺寸加工误差、表面处理质量等按有关技术条件和标准进行100%检验[5]。

2.3 锌铜合金

热铸锚用锌铜合金符合设计图纸及《悬索桥预制主缆丝股技术条件》 (JT/T395-1999) 的要求。锌 (Zn) 的纯度为99.99%, 铜 (Cu) 的纯度为99.95%, 厂家提供原材料产品质量合格证书;锌铜合金中锌含量为 (98±0.2) %, 铜含量为 (2±0.2) %, 厂家提供每一炉合金样品分析报告。

2.4 定型粘接带

定型粘接带带宽50mm, 带厚0.2mm, 单面有不腐蚀镀锌钢丝的粘结剂, 单层带抗拉力在1k N以上。

3 单元索股制造工艺技术

单元索股制作是将包含有标准丝和标志丝的一定数量的钢丝, 使其通过配列成型集束成为正六边形排列, 再经过成型机压密、缠带和缠丝并转移标志点, 最后成盘[6]。关键工序有:标准丝制作、索股集束成型、热铸锚灌铸、索股成盘等。

3.1 标志丝制作工艺技术

在架设主缆时为了检测平行钢丝索股的扭曲, 在索股截面的左上角设置一根标记钢丝, 沿全长涂红色油漆, 简称标志丝。标志丝制作时采用红色硝基快干油漆着色, 通过调整固化剂的比例, 使油漆固化时间小于3s, 可以有效提高标志丝的生产效率。

3.2 标准丝制作工艺技术

标准丝是保证索股制作精度的关键, 是控制索股长度和转移各标记点的基准。采用室内分段基线法制作标准丝, 首先标准丝基线台座由资质单位测量标定, 精度误差小于1/30000, 然后标准丝制作时要进行相应修正。

3.2.1 弹性修正

为保证钢丝在测量时的平直性, 需要对钢丝施加一定的水平张力, 然后再换算成零应力时的长度[7], 弹性修正量换算公式如下:

式中:L0—零应力时的钢丝长度;

L—施加水平张力后的钢丝长度;

P—水平张力;

E—钢丝弹性模量;

A—钢丝公称截面积。

3.2.2 垂度修正

在基准台座上制作标准丝, 钢丝受力状况符合小垂度的柔索 (其曲线下垂度不大于其跨度的10%) [8], 钢丝垂度修正量 (ΔS) 计算公式如下:

式中:q—钢丝单位长度重量;

l—基准台座辊轮间水平距离;

P—水平张力。

3.2.3 温度修正

标准丝制作时室内温度和设计基准温度差造成的钢丝温度修正量 (ΔSt) 计算公式如下:

式中:α—钢丝的线膨胀系数;

t0—标准丝设计基准温度;

t—标准丝制作时的实际温度;

L0—零应力时的钢丝长度。

挑选弹性模量居中的钢丝制作标准丝, 同时记录好温度、配重等关键数据。在温度修正环节, 采用测温仪直接测量钢丝温度以减小温度误差。标准丝制作完成后进行称重, 和理论计算重量进行对比复核, 进行总长、总重的再次校核。

3.3 索股成型工艺技术

169盘钢丝上盘后, 经导丝架引出, 通过集束框、排丝板、聚并辊轮形成紧密正六边形截面, 然后缠包机自动缠包定型粘接带。缠包要有合理的张紧力, 胶带间距1.8m, 缠绕层数9层, 相邻索股的缠包位置要相互错开。这个工序有三个关键点, 一个是索股成型要紧密 (见图2) , 不能出现钢丝错位、跳丝、鼓丝、弯丝现象;其次控制索股扭转;三是索股长度控制, 通过标准丝将长度标记点转移到索股上。

(1) 为了保证索股架设时保持正六边形状, 缠包采用粘接力强、抗拉强度大、对钢丝无腐蚀的新型高强定型粘接带;钢丝也要严格控制伸直性能等指标。

(2) 对称等量布置169盘左旋钢丝和右旋钢丝, 可有效克服钢丝受卷盘影响产生的扭转问题。

(3) 每盘钢丝在放线牵引时利用应力传感器测定牵引力量, 然后汇总比较分析, 确定标准牵引力, 对不同位置的放索盘通过调整放索盘阻尼器设定相应张力, 确保钢丝在聚并前的牵引力量相同, 从而减小钢丝间因应力差造成的长度差。

(4) 由于每一盘钢丝的卷盘特性存在差异, 致使索股中每根钢丝的恢复力不一致, 易引起索股中钢丝弯曲, 因此在绕包机前设置一组辊轮矫直装置。每套辊轮由3个互成120°的压轮组成, 通过调节压轮位置, 使每只压轮对正六边形的一个面施加压力, 并且采取多组辊轮同时施加压力, 对钢丝矫直处理并使钢丝束聚并成型。

(5) 牵引机履带上下夹具为六边形交错啮合, 夹具外部钢质、内衬胶质模具, 可以与正六边形索股密切贴合, 既不会损伤到索股钢丝表面镀锌层, 又可提高索股钢丝之间的平行度, 减少169根钢丝长度差别。

(6) 在索股热铸锚具处、主索鞍处、散索鞍处、主跨跨中、边跨跨中等特殊位置缠丝处理 (2.0mm软质镀锌钢丝) , 其一可以帮助索股整形入鞍, 其二限制索股架设时窜丝, 其三保持关键部位的正六边形状, 便于架设时观测和定位。

(7) 卷缆机与牵引机采用编码器PLC闭环控制速度同步, 牵引速度设定完成后, 相对之间速度保持稳定, 确保索股受力均匀。

3.4 热铸锚灌铸工艺技术

索股钢丝通过锚具将荷载传递给锚固结构, 通过锚具灌铸率以及锌铜合金与钢丝之间的握裹力来控制灌铸质量。

(1) 灌铸前首先用注水法精确测量每个锚杯的容积, 锚杯实际制造容积应不小于理论设计容积的97%。

(2) 逐根清洗钢丝表面和锚具内腔, 清除油污、污物, 然后涂抹助镀剂, 以增强锌铜合金与钢丝之间的握裹力。

(3) 采用专用工装“定位夹”确保索股垂直和对中, 索股与锚杯断面的垂直度要控制在 (90±0.5) °。

(4) 确保锌铜合金的灌铸流动性, 温度控制是关键:预热锚杯和钢丝至 (150±10) ℃、灌铸容器至200℃以上, 锌铜合金的灌铸温度为460℃±10℃。熔化锌铜合金的温度不得高于600℃, 不然造成氧化杂质增多, 影响合金融液质量。

(5) 锚具灌铸时锌铜合金应慢慢地不间断地浇进锚具内, 灌铸完成后要及时补偿中心收缩, 计算灌铸百分比, 保证实际灌注量为理论灌铸量的92%以上。

灌铸百分比测定方法技术公式如下:

式中:￠—灌铸百分比;

G1—灌铸前合金融液重量;

G2—灌铸后合金融液重量;

V—注水法实测锚杯内腔容积;

ρ—锌铜合金密度。

(6) 锚具灌铸后在自然条件下冷却至室温, 进行顶压检验, 反顶压力为1.25倍设计索力, 反顶位移量不大于5mm。

3.5 索股成盘工艺技术

索股卷盘不紧, 放索时易出现“呼啦圈”, 索股向拉紧的方向滑动, 致使定型粘接带被切断和擦伤[6]。将牵引机布置在缠包机后方, 可以使牵引机 (额定牵引力8t) 承受卷缆机的卷盘拉力, 通过适当增加卷盘拉力, 使索股成盘紧密。另外卷盘内筒设置软质橡胶垫板, 防止损伤内层定型粘接带。

索股成盘后, 卷缆机盘芯可以回缩自动脱出, 索股实现脱胎成盘的方式进行汽车运输。与索股带钢芯内盘运输相比, 较大幅度节约了费用。

4 放索试验

为保证大规格单元索股架设的顺利进行, 提高索股的制造与架设质量, 进行了放索试验, 以检验索股的制作质量, 同时也为索股现场架设提供试验数据。

4.1 试验过程

选用一根成品索股作为试验索进行放索试验, 长度约390m, 索重约11t。索股采用脱胎成盘。仔细观察并记录索股从放索盘放出, 经过竖型挡辊、模拟索塔到卷缆机再次收卷成盘的整个情况。在放索过程中, 放索盘位置、索塔位置、卷缆机位置设观察点, 记录索股及展开沿线的实际情况。放索过程中出现问题应及时通知操作人员暂停放索, 待处理好问题后方可继续进行。

4.2 试验结果

索股放索过程中没有出现断带、散丝、断丝、鼓丝、扭绞和钢丝弯折, 放索盘没有出现呼啦圈等问题。

5 试验索静载性能试验

为验证本项目锚头灌铸工艺与合金配比的可靠性, 确认锚具的安全度, 制作1组3根试验索 (试验索规格PPWS5.2-169, 长度4300mm) , 进行静载性能试验。同时测定试验索的静载破断荷载、抗拉弹性模量、静载破断延伸率、索体外移量, 观测铸体材料密实度。

5.1 试验过程

试验索及配件组装完成后, 由0.1Pb开始, 每级0.1Pb, 持荷5min, 加载速度不大于100MPa/min;逐级加载至0.5Pb, 持荷10min后卸载至0.1Pb量测索体外移量。然后由0.1Pb开始正式加载, 每级0.1Pb, 持荷5min后量测每级索长变化;加载至0.8Pb, 持荷30min后继续加载, 每级0.05Pb, 持荷5min后量测每级索长变化, 持续加载至载荷值Pb。记录试验中的异常情况。

完成静载性能试验后, 检查试件断丝情况及两端的锚具状况, 对锚头切片观测, 进行灌铸合金致密性分析。

5.2 试验结果[9]

试验结果见表1。

试验后对锚头切片观测, 灌铸合金致密良好, 见图3。

6 结语

依托建设大街东桥实体工程, 研制开发了大规格索股自动缠包机、大吨位牵引机、卷缆机、灌铸工装等一系列索股制造专用设备。通过采用新型高强定型粘接带、改进索股制造工艺参数及卷缆方式, 解决了大规格索股集束成型和卷缆的技术问题。

试验索的制作工艺、质量控制通过了监理工程师的验收和评审。2012年7月, 庄河市建设大街东桥顺利完成了64根主缆索股的制造和架设 (见图4) , 索股根根进行反顶检验, 热铸锚反顶位移量均不大于5mm, 两端锚具完好, 索股合格率100%;主缆线型调整完成后, 索股两端螺母旋合位置居中, 索长精度满足规范设计要求。大桥建成后将对提升城市品位, 改善城市投资环境, 加快城市互动发展, 起到重要的推动作用。

摘要：建设大街东桥悬索桥位于辽宁省庄河市, 为主跨200m的混凝土自锚式悬索桥, 上下游各设一根主缆, 每根主缆由32根Φ5.2-169大规格单元索股组成, 以有效减小锚固空间。标准丝制作、钢丝集束成型及热铸锚灌铸是索股制作过程中的重点和难点, 为保证其制作质量, 对原材料质量、工序进行质量控制, 并对试验索进行放索试验和静载性能试验。结果表明, 大规格单元索股的各项性能指标符合设计和规范要求。按照试验索成熟的制作工艺、质量控制方法, 完成了该桥64根索股的制造, 热铸锚反顶位移量均小于5mm, 索股合格率100%。

关键词：悬索桥,主缆,大规格索股,制作工艺,质量控制

参考文献

[1]大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司.庄河市建设大街东桥工程施工图[Z].大连:2009.

[2]张小龙, 石磊, 檀永刚.自锚式悬索桥吊索张拉方案分析[J].山东交通学院学报, 2012 (4) :43-46.

[3]叶觉明.超大跨度悬索桥主缆预制索股制造工艺技术[J].金属制品, 2013 (2) :4-8.

[4]河南省科学技术信息研究院.《悬索桥主缆大规格单元丝股制造技术研究与应用》科技查新报告[R].郑州:2011.

[5]王韶华, 高海安, 石艺歌.黄冈公铁两用长江大桥大规格斜拉索冷铸锚固体系质量控制[J].世界桥梁, 2013 (2) :66-70.

[6]王福敏.PWS法主缆索股制作与架设中的关键技术[J].公路交通技术, 2003 (6) :58-61.

[7]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 18365-2001斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件[S].北京:中国标准出版社, 2001.

[8]范钦珊, 朱祖成.材料力学手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1981.