2018年10月24日,举世瞩目的港珠澳大桥正式通车,全国人民无不为之振奋。它不仅是世界最长的跨海大桥,也是拥有世界最长海底隧道的大桥,被称为“21世纪的世界奇迹”。相信同学们已经从航拍照片中领略到了大桥那绝美而震撼的风景,为祖国的强大而感到无比的自豪。
除了港珠澳大桥,我国还拥有“世界跨度最大的公铁两用桥”沪通长江大桥、“世界最高的桥梁”贵州北盘江大桥……这些世界工程奇迹的背后,凝聚着来自不同专业和不同领域的工程师的心血与梦想。下面就跟随我们的视角,来瞧瞧这一座座“超级大桥”背后的专业吧!
工程力学的藏宝箱,用公式来打开
●上海第二工业大学 贾彬
我在大学所学的专业是工程力学,这个专业是一个广泛服务各个工程领域的基础专业,主干课程包括理论力学和材料力学。还记得当初填志愿的时候,我爸问我:“这个专业我怎么都没听过,毕业后可别是去工地搬砖吧?”看来家人对我的专业还是有着或多或少的误解,所以今天我就来和大家好好聊聊!
“工程”与“力学”
工程力学专业由工程学与力学结合而成,可以说是工程学和力学的一个“大碰撞”。力学现象广泛存在于生活之中,我们的老师经常说:“生活随处有工程,工程随处有力学。”课堂是学习的阵地,在教授理论知识的时候,老师们会用与实际问题相关的例子进行讲解。老师总是让我们在课后积极观察日常生活中的事物,像汽车和飞机的流线型设计、桥梁应力结构的设计等常见的工程设计都和力学息息相关。
我们还在老师的指导下体验了一把仿真技术教学:戴上虚拟现实头盔,创建一个3D的立体工程环境,我们便会以第一人称的视角出现在场景中;我们动动手指,就能进行灵活的交互式操作,就像科幻电影里描绘的一样,十分好玩。我们在体验高科技的同时体会到了“知识就是力量”,上课的疲惫也一扫而光了。
工科生的设计情怀
别看我们是工科生,我们也是有设计情怀的。除了平常在课堂上学习知识,我们还会到工地上实地勘测,主要任务是统计施工中所用材料的种类和数量。你可能不知道,施工中所用的关键材料,哪怕数量有一点点偏差,都会对整个工程产生巨大的影响,可以说是“牵一发而动全身”。
每年我们学院都会举办全校桥梁结构模型设计大赛,参赛者要准备材料、设计模型、写方案并为作品命名。我们还要对方案进行承重量计算、抗震设计等,做出来的方案一定要经得起反复推敲,如果偷懒的话,那设计出來的桥梁连立都立不起来。记得有个同学拿着自己草草做完的方案去找老师,跟老师说:“老师,你帮我看看我的作品。”老师看了一眼,假装不高兴地问:“作品?”然后他立马改口:“老师,你帮我看看我的画……好看吗……”我们在一旁想笑又不能笑出声,只能拼命憋着。
在设计模型的过程中,我们也遇到过程序崩溃、计算出错等状况,但从来没有一个人想过放弃。原本不被看好的我们,最终获得了大赛的一等奖,取得了成功。这个专业的学习可以算是苦乐并存,虽然有时候会觉得枯燥,但当你成功设计出方案时,那种成就感会让你兴奋得睡不着觉——也许这就是属于我们工程人的热血吧。
未来之路,尚需努力
随着我国工业实力的飞速增长,具备丰富的基础知识和宽广的知识面的我们,在工作中占据了优势。在桥梁检测等安全技术领域中,工程力学专业的毕业生特别受青睐。我们在企业的实验室里,每天要做不同条件下的动力学实验,比如对钢材等材料样品进行检测,把它们放在各种模拟极端环境如连续暴雨、高温暴晒下,每隔一段时间测试它们的各项性能指数,得出检测报告,为施工提供参考。
如果你选择了工程力学,那你要走的路注定是艰辛的、枯燥的。但是在这条路上,你会碰到许许多多志同道合的人,你并不会孤单。让我们齐心协力,一起为国家工程做贡献吧!
天地交而万物通——道路桥梁与渡河工程
●东南大学 江宛琪
我学的是道路桥梁与渡河工程专业,我们的主要任务是进行道路与桥梁的设计、施工、养护、管理等方面的研究,在现有技术的基础上不断突破创新,让道路桥梁的建设更广泛、更安全、更经济。有很多亲戚朋友都以为我要戴上安全帽到施工现场去“搅水泥”,这其实是对这个专业的一种误解。
被认为“搅水泥”的人在学什么?
我们的专业课程非常理论化,以力学为主,辅以材料学与专业软件课程,就单一理论方向不断深入学习。在学到基础概念像“1+1=2”这样融入我们的脑海以后,我们才开始学习工程的设计与应用。除此以外,我们还会学习土木工程材料课程,研究材料的性能。CAD和C++是必须要学习的知识,学习CAD的目的是能通过绘图,将自己的设计表达出来;学习C++则是为以后学习其他计算机软件打下基础。
举个例子来说,要建设一条高速公路,可能大家想到的就是往上面铺水泥或者沥青这种没有什么技术含量的活儿,但我们要做的可没有这么简单——
首先,我们要进行实地勘测,了解这个地方的土壤情况,尽量避开土质不太好的区域,并且用CAD画出一张精确的地形图。
其次,我们还要思考怎样设计公路更省钱、对环境的影响更小,还要符合驾驶员视野的要求,保证乘客们的安全。
最后,我们要做流量统计,估算15年后这条道路要承受的车流量。有了这些数据之后,才能确定这条路建在哪里、建多宽、有多大坡度。由于道路路面每一层所承受的力不一样,对于防滑、防水、防止开裂的要求也不同,因此每一层使用的材料都需要仔细研究,这也是工作中真正应用力学、材料学知识的地方。
专业学习的快乐时光
要想学好这个专业,就需要做各种各样的实践。记得学勘测的时候,我们抱着两万元一台的测量仪器,在校园里测量两点之间的距离与角度,还开玩笑说“这是这辈子第一台上万元的玩具”。
除了实践,基本每门课都有相应的实验课或者参观课程。我们的材料实验课就像是“玩泥巴”:学习土力学的时候,我们把实验土当作橡皮泥来捏,还把它放进烘箱里烤;学习沥青和水泥材料的时候,我们把一条沥青条拉长,再看它慢慢缩回到原来的长度。学习桥梁与道路设计课时,我们在学校的安排下前往南京长江大桥、芜湖长江大桥、润扬大桥等大桥上实地参观。我们在习习凉风中,看着长江上船只来来往往,桥梁一点点在眼前建成。至于力学的学习,我们则有结构设计竞赛——两张纸加上一点白胶水,究竟能承受多大的重量呢?实际上通过合理的设计,这两张纸上站一个人也毫无问题,而结构设计竞赛便是要研究这一方面的问题。
参观与实践是我们的必修课程,有时我们也会累,也会抱怨“今天真是有点辛苦啊”,但是我们能看到壮观的风景,能听到设计师亲自传授的小技巧,心里更是感到满满的快乐与骄傲。
我们不会止步不前
我们专业的体系虽然已经十分成熟了,但也依旧在进步,我们从未觉得它已经可以满足使用就止步不前。使用新材料可以改进道路的功能、延长道路的使用寿命;使用新结构能把桥梁造得更长、更宽、更美观,车辆行驶也更加平稳;计算机与大数据的使用则可以让工程建设与维护数据的统计有据可循。
作为一个基础建设专业,道路桥梁与渡河工程专业的毕业生往往需要“走出去看世界”,才能让自己在未来的工作中拥有更出色的表现。我们享受美,享受创造的乐趣,享受大家使用我们所建造的设施后的良好评价。为祖国的繁荣奉献出自己的一份力量,我们感到无比的骄傲!
除了以上这两个专业,还有很多专业与“超级大桥”的建设息息相关。例如——
土木工程:这个专业包含了道路方向与桥梁方向等几个大类,该专业的学子在桥梁的施工建设中扮演着“主人公”的角色。
焊接技术与工程:主要研究如何利用焊接技术,对组成桥梁的各种钢结构单元进行制造和安装,桥梁的建设可离不开它。
测绘工程:研究如何提供准确的地理定位信息,为桥梁的规划、设计提供参考,让桥梁施工的过程准确无误。
建筑学:研究如何在确保工程安全的前提下,在设计中对桥梁的外观添加各种艺术元素,使桥梁成为真正的艺术品。
安全工程:研究如何监管施工流程,预防各种安全事故的发生,为桥梁的质量提供保障。
……
正是这些专业的学子,把我们的家园建设得越来越美丽,让一座座漂亮精美的桥梁飞架在祖国的大江南北,从此天堑不再有险峰,沧海也能变坦途!