不知不觉我们已经到了大二，我们从课堂上学到的理论知识也越来越多，我们也渐渐地开始能够运用我们的专业知识解决一些简单的问题。我学的专业是土木工程。土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。
它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动，也指工程建设的对象（即建造在地上或地下、陆上或水中 ，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水排水以及防护工程等)。随着科学技术的进步和工程实践的发展，土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。认知实习是认识土木工程专业很重要的一步，使我们对这个专业有更深刻的了解。
实习时间：2023年11月16日。
实习地点：北京北站雨棚、北京交通大学结构实验室、北京交通大学思源西楼、北京交通大学体育馆。
实习者：北京交通大学土木工程学院土木1304班七人以及土木1303班全体。
通过实习（参观已建成典型土木工程等）增进了我对土木工程行业的了解；提高了对土木工程在国民经济中作用及地位的认识；增加了对土木工程专业、土木工程形式的了解。也使自己对常见的土木工程结构形式、土木工程特点、构造方法、土木工程材料、施工方法、工程管理等知识更加熟悉，为今后更好适应专业学习奠定基础，同时提高自身的专业意识，提高专业学习兴趣，提高学习效果。此外，通过增强感性认识，以补充课堂教学的不足；也使我为后续课程的学习打下基础；并培养了我的的观察、分析问题的能力。
另外，对本人未来对专业方向的选择提供一定的参考。
在这个风和日丽的上午，我们一行人早早地来到了实习地点，第一个实习地点。我们怀着憧憬与期待等待着贾英杰老师的到来。在路上我们不断地猜测今天实习有什么令人期待的内容，想着想着我自己的心情越来越激动。
激动的心情告诉我今天一定是个非比寻常的一天，我离土木工程越来越近了，毕竟土木工程是我高考填报的第一志愿，是我浓厚的兴趣所在，而今天是我的第一次实习。不一会儿，和蔼可亲的贾老师带着微笑向我们徐徐走来，我们用热烈的掌声欢迎老师。在给我们点完名之后，在贾老师的带领下我们开始了实习。
北京北站原名西直门站，位于北京市西城区，始建于2023年，于2023年10月开始进行改扩建，将原有的旧式雨棚改为大跨度无站台柱雨棚。改建后的北京北站站台大跨度张弦桁架雨棚结构南北纵向长度680m，东西横向宽度由南向北逐段缩小，靠南侧的最大宽度为118m，北侧末端缩至84.5m，结构的最大跨度为107m。
人行天桥将整个结构划分成南北2个部分，其中北侧结构又通过3道温度伸缩缝划分成４个相互独立的区域，如图1所示。
图１ 北京北站北侧张弦桁架雨棚结构平面图。
雨棚总投影面积7.5万余平方米，是国内覆盖面积最大的站台张弦桁架雨棚工程。雨棚的立面设计充分考虑了与周边建筑的有机结合。
由3段连续弧线构成的外轮廓线韵律优美，如图2所示，与矗立在其旁的3栋100m高的法式通透型建筑交相呼应，相得益彰，共同组成了城市新地标。
北京北站张弦雨棚结构共布置36榀横向张弦主桁架和8榀与之垂直相连的纵向通长连系桁架，每榀主桁架间距20m，其两端支承于钢管混凝土柱上。张弦桁架是整个雨棚结构中的主要受力构件，如图3所示，每榀张弦桁架由倒三角式刚性立体管桁架和柔性钢索通过竖向撑杆及铸钢节点组装成力学自平衡体系。其中管桁架上下弦主管为通长的圆钢管，腹杆通过相贯节点与主管连接。
竖向撑杆均匀分布于管桁架与拉索之间，两端通过平面铰节点分别与桁架下弦与拉索相连，从而使两者能协同工作，共同受力。拉索则布置成平行双索的形式，目的是增强结构的可靠性及方便日后拉索的置换。
图2北京北站张弦桁架雨棚结构立面图。
图3单榀张弦桁架布置图。
连系桁架也采用倒三角式的刚性管桁架，它的存在增强了雨棚结构的空间刚度，保证了张弦桁架的平面外稳定，同时也减小了檩条的跨度。
1、结构形式与组成。
目前我国铁路建设正处于快速发展期，大型铁路客运站的建设是一个新重点。为适应铁路客运站规模的不断扩大，增加站台的使用空间，使整个雨棚建筑轻盈通透、宏伟壮丽，站台上原有的小柱网钢筋混凝土结构雨棚逐渐被无站台柱式的大跨度钢结构雨棚替代。由于这类站台雨棚通常采用刚度相对较弱的独立柱支承，且结构四面敞开，容易受到复杂荷载作用，加之结构本身跨度大、柱距大，使结构的设计难度增加。
由于张弦桁架结构外观新颖，受力性能卓越，因此在无站台柱式雨棚中有着广阔的应用前景。近年来，张弦桁架结构在铁路客运站站台雨棚工程中的应用逐渐增多。
而北京北站站台雨棚用的结构形式就是张弦桁架结构。
1.1张弦桁架结构。
图4北京北站的张弦桁架结构。
1）张弦桁架结构的概念。
张弦桁架结构是将上弦刚性受压构件通过撑杆与下弦拉索组合在一起形成自平衡的受力体系，是一种大跨度预应力空间结构体系，也是混合结构体系发展中一个成功的创造。特点张弦结构作为一种新型的结构形式，近年来在实际工程中得到越来越广泛的应用。其结构体系由抗弯刚度较大的刚性构件和高强度拉索组成，自重较轻，可以跨越很大空间。
张弦结构作为一种半刚性结构，其整体刚度由刚性构件截面尺寸和结构体系的空间几何形体两方面共同组成，整体刚度和几何形态与施工过程密切相关，结构体系成型前刚度较弱，因此需要对张弦结构的施工方案进行合理选择并对施工过程进行严格控制。
2）张弦桁架结构的特点。
张弦桁架结构具有如下一些特点：
1.张弦桁架结构由下弦索、上弦桁架和竖撑杆组成，索受拉，上弦桁架、撑杆受压，整个张弦桁架结构的刚度远大于单纯的刚性构架，结构在外力作用下变形很小。
2.通过拉锁的张拉力，使得撑杆产生向上的支撑力，传递至上线桁架产生与外荷载作用相反的内力和变形，使得上弦桁架受力更加合理，结构的承载力提高，如图5，图5 张弦桁架结构内力变化示意图。
普通的简支梁在均布荷载作用下跨中弯矩为1/8ql，而施加预应力后梁最大弯矩也只有简支梁的1/4 。
3.张弦桁架结构一般采用多榀桁架平行布置，各榀之间的次桁架以及屋面支撑体系可增强结构平面外的稳定性。
4.在支座处宜采取必要的暂时的或永久的构造措施，在预应力及外载荷作用下形成平衡体系，结构不产生水平推力。
5.张弦桁架结构外形美观，结构适应性强，可根据建筑功能的要求进行选择，适用于各种功能的大跨度结构。
张弦桁架结构因为具有以上特点，可以做到结构自重相对较轻，体系的刚度和形状稳定性较大，可以跨越很大的空间适应丰富的建筑造型，具有制作、施工、运输方便等优点。
1.2张弦桁架拉索节点设计。
张弦桁架中拉索节点分两类，一为撑杆与拉索的相交节点，二为索端与桁架主管的连接节点。这些节点是保证两类构件协同工作的重要元件。但由于拉索材料无法焊接，索端锚固工艺复杂，锚固处相交杆件较多且内力较大等原因，拉索的节点设计较为复杂。
本工程节点设计时的主要目标有3点：一是节点的外形必须与现代化的张弦桁架结构相匹配，力求做到简洁美观；二是节点传力情况应与计算假定相符，保证2种材质构件间的位移协调；三是要保证节点的承载力满足设计要求，确保节点安全可靠。
图6 张弦桁架节点。
针对以上3个要求，本工程张弦桁架中所有拉索节点均采用了对特殊造型适应性高的铸钢节点形式。其中撑杆与拉索的节点采用了新式 “ 碟形”铸钢构件，如图7所示。
图7 “蝶形”铸钢构件。
该节点通过球面接触与上部撑杆连接，因此其能适应各段拉索与撑杆所形成的不同夹角，且能适应在实际使用时拉索与撑杆间因荷载变化而产生的相对转角位移，避免在索截面中形成次生弯矩，保证实际与计算相符。拉索与桁架主管的连接节点如图8(a)所示，图8拉索与桁架连接节点图。
该节点由于交汇杆件多，受力大，因此力学分析较为关键。图8(b)和(c)给出了该节点的有限元分析模型及最不利工况下的等效应力图，从中可见节点等效应力分布均匀，无明显应力集中区，且整体应力水平较低，节点安全可靠。
1.3张弦桁架结构的风荷载以及稳定性。
（1）风荷载是张弦桁架结构设计时的重要荷载。当张弦桁架结构用于铁路客运站站台雨棚时，由于在气流作用下雨棚上下表面均会受到风荷载作用，且在雨棚表面大多数区域，上下表面的风荷载形成 “ 叠加效应” ，因此计算风荷载时应采用净风载体型系数。
（2）风荷载作用会使张弦桁架雨棚中的拉索索力显著减小，一旦索力松弛，拉索便会退出工作。此时雨棚的结构形式由张弦桁架结构突变为普通管桁架结构，结构刚度突然减小，变形及内力突然增加，设计时应力求避免该种情况的发生。通过参数分析可知，增大结构的矢高、垂距及桁架断面高度能减小拉索索力松弛的速度。
而增加拉索截面则会在一定程度上加快索力松弛的速度。拉索预应力对索力松弛速度影响较小，但适当增加初始预应力意味着结构在受风荷载前有较大的索力储备，因此也可延缓索力松弛的出现。
（3）站台张弦桁架雨棚通常采用独立柱支承，结构的抗侧刚度完全由柱的弯曲刚度提供。在水平**作用下，结构整体的振动形式以张弦桁架带动支承柱一起做水平振动为主，结构弹性变形集中体现于柱的弯曲变形。因此水平**作用会在柱中产生较大的弯矩和剪力，结构基础及支承柱的设计受有**作用参与组合工况的控制。
而张弦桁架在振动中以刚体平动为主，桁架构件的**内力较小，不起控制作用。
4）站台雨棚结构的整体稳定性由支承柱的稳定性和张弦桁架结构的稳定性两方面共同决定。当支承柱抗侧刚度较小时，支承柱将先于张弦桁架发生失稳破坏。随着支承柱抗侧刚度的增加，雨棚结构的稳定承载力系数会不断增大，当支承柱抗侧刚度达到一定值之后，张弦桁架将先于支承柱发生失稳破坏。
钢管混凝土柱截面小，刚度大，有利于雨棚结构的整体稳定。
5） 张弦桁架通过柱帽杆件与支承柱铰接连接的方式可有效释放结构在温度作用下产生的变形，使结构在受附加温度作用时内力变化较小，但位移增加相对明显。设计时应验算有温度作用参与工况下结构变形是否满足规范要求。
2、工程材料。
2.1钢筋混凝土，主要在支撑柱使用钢筋混凝土支撑。
钢筋混凝土，工程上常被简称为钢筋砼。是指通过在混凝土中加入钢筋钢筋网、钢板或纤维而构成的一种组合材料与之共同工作来改善混凝土力学性质的一种组合材料。为加劲混凝土最常见的一种形式。
钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。首先钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数，不会由环境不同产生过大的应力。其次钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，有时钢筋的表面也被加工成有间隔的肋条（称为变形钢筋）来提高混凝土与钢筋之间的机械咬合，当此仍不足以传递钢筋与混凝土之间的拉力时，通常将钢筋的端部弯起180 度弯钩。
此外混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境，在钢筋表面形成了一层钝化保护膜，使钢筋相对于中性与酸性环境下更不易腐蚀。
混凝土是水泥（通常硅酸盐水泥）与骨料的混合物。当加入一定量水分的时候，水泥水化形成微观不透明晶格结构从而包裹和结合骨料成为整体结构。通常混凝土结构拥有较强的抗压强度（大约 3,000 磅/平方英寸， 35 mpa）。
但是混凝土的抗拉强度较低，通常只有抗压强度的十分之一左右，任何显著的拉弯作用都会使其微观晶格结构开裂和分离从而导致结构的破坏。而绝大多数结构构件内部都有受拉应力作用的需求，故未加钢筋的混凝土极少被单独使用于工程。
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