土木工程概论—交通工程
土木工程概论教案04道路、铁路、桥梁工程
第四章道路、铁路、桥梁工程一、桥梁工程桥梁：是指供公路、城市道路、铁路、渠道、管线等跨越水体、山谷或彼此间互相跨越的工程构筑物，是交通运输中重要的组成部分。
1、桥梁组成⑴桥跨结构（或称桥孔结构、上部结构），包括桥面板、桥面梁以及支承它们的结构构件，如大梁、拱、悬索等，其作用是承受桥面上各种车辆、行人的荷载。
⑵桥墩桥台：（统称下部结构），是支承桥跨结构的承重构件。
桥台设在桥身两端，其作用除支承桥跨结构外还要与路堤衔接并防止路堤滑塌。
桥墩设在两桥台之间，其作用是支承桥跨结构。
⑶墩台基础：是桥墩、桥台的埋入土中的扩大部分，其作用是使桥上全部荷载传至地基。
墩台基础在整个桥梁施工中是比较困难的部分，常要在水中作业。
2、桥梁荷载⑴永久荷载（恒载）永久荷载（恒载）是指结构在设计使用期内其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。
作用在桥梁上部结构的恒载，主要是结构物的重力及附属设备等外加重力；作用在墩台的恒载，主要是上部结构的恒载支座作用力、墩台本身重力、土压力及其引起的土侧压力或水浮力（水中墩台）。
预应力在结构使用极限状态设计时应作为永久荷载计算其效应，在承载能力极限状态设计时，作为结构抗力的一部分，而非永久荷载。
⑵可变荷载可变荷载是指结构在设计使用期内其值随时间变化,且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。
按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变荷载（活载）和其它可变荷载。
A、基本可变荷载（活载）包括车辆荷载及其影响力，人群荷载和汽车冲击力，离心力，汽车、平板挂车或履带车引起的土侧压力，即是这些车辆荷载在桥台或挡土墙后填土的破坏棱体上引起的土侧压力。
B、其它可变荷载包括自然和人为产生的各种变化力，如风力（风荷载），汽车制动力，温度影响力，支座摩阻力、流水压力及冰压力等。
⑶偶然荷载偶然荷载是指结构在设计使用期内不一定出现，但一旦出现，其值很大，且持续时间很短的荷载。
主要是指地震荷载和船只或漂流物的撞击力。
土木工程概论交通土建工程
土木工程概论-交通土建工程什么是土木工程？土木工程是一种工程领域，涉及设计、建造和维护人类使用的土地和水资源上的基本设施。
这包括建筑、道路、桥梁、隧道、水力工程、海洋工程和其他各种类型的设施。
土木工程是我们现代社会前进和发展的基石。
我们的道路、桥梁、隧道和其他基础设施是交通的命脉，为人们提供了快速、便捷和安全的交通。
水力工程则使水资源能够有效利用，为人们提供清洁的饮用水和灌溉用水，增加耕地产量，改善环境质量。
总的来说，土木工程是影响着我们日常生活的方方面面。
从最简单的建筑结构，到最复杂的交通枢纽，土木工程都扮演着重要的角色。
什么是交通土建工程？交通土建工程是土木工程的一个重要分支，主要涉及建设公路、铁路、机场和港口的基础设施。
比较常见的交通土建工程包括：公路公路是最基本的交通设施，是连接不同地点的纽带，为人们提供快捷的交通运输。
公路建设需要规划、设计、建造和维护，包括道路、桥梁、收费站、边坡开挖与支护等。
公路建设需要重视交通运行时间的延误成本、环境成本、能源和物质的损耗等多个方面。
铁路铁路是另外一种重要的交通设施，与公路相比，铁路的能力更强，能够承载更多的货物和人员。
铁路涉及到铁路线路的规划、设计、建设和维护，以及车站、车辆、信号系统和相关基础设施的建设与管理。
机场机场是连接不同城市的主要设施之一。
机场建设需要规划适宜的场址选定、跑道的规划、设计与建造。
同时还需要建设机场的控制塔、停车场、机场候机楼、安检和装卸区、供电设施等。
港口港口是连接内陆和海洋的重要节点，是全球贸易的关键基础设施之一。
港口建设需要考虑周围环境和海洋的引力，以及通过桥梁或隧道的便捷性。
港口建设需要规划、设计、建造和维护码头、泊位、流量和流量控制等。
交通土建工程的重要性交通土建工程的建设对于经济发展有着极为重要的作用。
这些工程的建设可以使地区之间和国家之间的贸易流程更加顺畅，并为经济增长提供了支持。
公路项目、铁路项目、机场项目和港口项目都是重要的基础设施项目。
土木工程概论（习题与解答）
土木工程概论（习题与解答）《土木工程概论》习题与解答第一章绪论习题1、土木工程的定义是什么？2、土木工程包括哪些方面？3、土木工程经历了那几个发展阶段，大约起止时间是何时？4、古代土木工程的主要结构形式是什么？5、近代土木工程的特点是什么？6、土木工程的未来发展方向是什么？解答1、土木工程的定义是什么？答：土木工程是建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。
2、土木工程包括哪些方面？答：土木工程包括建筑物基础工程、建筑工程、交通土建工程、桥梁工程、港口工程、地下工程、水利水电工程、给水排水工程。
3、土木工程经历了那几个发展阶段，大约起止时间是何时？答：土木工程经历了古代、近代、现代三个阶段。
古代土木工程：约公元前5000年—17世纪中叶；近代土木工程：17世纪中叶～第二次世界大战前后；现代土木工程：20世纪中叶至今。
4、古代土木工程的主要结构形式是什么？答：木结构、砖结构、石结构、混合结构。
5、近代土木工程的特点是什么？答：材料：由木材、石料、砖、瓦为主，到开始并日益广泛使用铸铁、钢材、混凝土、钢筋混凝土，直至早期的预应力混凝土。
理论：材料力学、理论力学、结构力学、土力学、工程结构设计理论等学科逐步形成，保证了工程结构的安全和人力物力的节约。
施工与机械：不断出现新的工艺和新的机械。
施工技术进步，建造规模扩大，营造速度加快。
6、土木工程的未来发展方向是什么？答：1、适应新的功能；2、研究新的材料；3、向新的空间开拓；4、设计向精确化、自动化发展；5、施工信息化、设备不断更新。
第二章土木工程材料习题1、标准粘土砖的尺寸是多少？2、我国是否还允许生产粘土砖？3、砖按生产工艺分为哪两类？4、多孔砖与空心砖的孔洞率分别大于多少？5、粒径大于多少的岩石颗粒称为石子？6、色石渣主要由哪些石材破碎而成？7、什么叫胶凝材料？石灰、石膏、水泥属于气硬性或水硬性胶凝材料？8、直径小于多少的钢筋称钢丝？9、土木工程三大基础材料是什么？10、通用水泥通常分为哪几种？11、说明水泥初凝、终凝、凝结、硬化的含义。
土木工程概论之5交通土建工程
二、民航机场分类和组成
机场分类:国际机场、干线机场、支线机场 机场的组成:主要由飞行区、旅客航站区、货运区、机务维修设施、供油设施、空中交通管制设施、安全保卫设施、救援和消防设施、行政办公区。生活区、生成辅助设施、后勤保障设施、地面交通设施及机场空域等组成。
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5.3.2 机场的跑道方案
一、高速公路的线形设计标准
高速公路的几何设计标准比其它等级的公路要求高，具体规定各国有所不同。 普通公路与高速公路的转弯线形的比较 高速公路
5.1.3 高速公路
高速公路
二、高速公路的优势
行车速度快、通行能力大 物资周转快、经济效益高 交通事故少、安全舒适好 带动沿线地方的经济发展
三、高速公路建设存在的问题
四、世界著名的隧道工程 日本青函海底隧道 世界上最长的隧道
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5.4.3 水底隧道
英吉利海峡隧道
5.4.3 水底隧道
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圣哥达隧道：位于瑞士境内，长15000米，双线，建于1872—1882年。
辛普伦隧道：连接瑞士意大利的一座铁路长隧道，长19800米。第一号隧道建于1896—1906年，第二号隧道建于1912—1921年。
路堤示意图
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5.1.2 公路建设
三、路面结构图
低、中级路面 高级路面
5.1.3 高速公路
定义:
具有四条以上车道，路中央设有中央隔离带，分隔双向车辆行驶，互不干扰，全封闭，全立交，控制出入口，严禁产生横向干扰，为汽车专用，设有自动化监控系统，以及沿线设有必要服务设施的道路。 1988年上海至嘉定高速公路建成通车→1998年年均通车里程超过4000公里→2004年底，中国高速公路通车里程已超过3.4万公里
土木工程概论第05章第05章_交通土建工程(三)隧道工程
4.1 地铁隧道结构
① 浅埋区间隧道：多采用明挖施工，常用钢筋混凝 土矩形框架结构。
② 深埋区间隧道：深埋隧道多采取暗挖施工，用圆 形盾构开挖和钢筋混凝土管片支护。结构上覆土的深度 要求应不小于盾构直径。从技术和经济观点分析，暗挖 施工时，建造两个单线隧道比建造将双线放在一个大断 面的隧道里的作法合理，因为单线隧道断面利用率高， 且便于施工。
隧道通风方式的种类很多，按送风形态、空气流动状 态、送风原理等划分成： ①自然通风： 这种通风方式不设置专门的通风设备， 利用存在于洞口间的自然压力差或汽车行驶时活塞作用 产生的交通风力，达到通风目的。
② 射流式纵向通风 纵向式通风是从一个洞口直接引进新鲜空气，由另一 洞口排出污染空气的方式。射流式纵向通风是将射流式风机 设置于车道的吊顶部，吸入隧道内的部分空气，并以30m/s 左右的速度喷射吹出，用以升压，使空气加速，达到通风的 目的。射流式通风经济，设备费少，但噪声较大。
隧道工程要在地下挖掘所需要的空间，并修建能长期 经受外部压力的衬砌结构。工程进行时由于承受周围岩土 或土砂等重力而产生的压力，不但要防止可能发生的崩坍， 有时还要避免由于地下水涌出等所产生的不良影响。因此， 为了适应多种多样的条件，隧道技术也是复杂而多方面的， 并且随着技术的发展，范围正在日益扩大。
衬砌台
隧道净空断面的形状，即是衬砌的内轮廓形状。确 定衬砌的形状应使衬砌受力合理、围岩稳定。
衬砌的形状可采用圆拱直墙。圆形断面利于承压和 盾构施工。在浅埋、深埋公路隧道采用矩形或近椭圆形 断面。
3.3 公路隧道通风
汽车排出的废气含有多种有害物质，如一氧化碳、 氮氧化合物、碳氢化合物，亚硫酸气体和烟雾粉尘，造 成隧道内空气的污染。 公路隧道空气污染造成危害的主要原因是一氧化碳， 用通风的方法从洞外引进新鲜空气冲淡一氧化碳的浓度 至卫生标准，即可使其它因素处于安全浓度。
土木工程概论
土木工程概论土木工程是一门研究土壤力学、结构力学以及建筑材料等相关学科的工程学科。
它的主要目标是通过设计、建造和维护基础设施，为人类社会提供各种各样的建筑物和工程项目。
本文将介绍土木工程的定义、历史背景、主要领域以及职业发展前景。
一、定义土木工程是应用自然科学原理和技术手段，在土地上建造、维护和改善人类居住、工作和生活环境的学科。
这些工程项目包括房屋、桥梁、道路、隧道、水利工程和污水处理等。
二、历史背景土木工程起源于古代文明时期，人们开始建造居住和防御设施，以满足其生活和安全的需求。
古代的土木工程主要集中在城市规划、水利工程和道路建设方面。
随着科学技术的进步，土木工程逐渐发展为一门系统的学科，并在现代社会中起到至关重要的作用。
三、主要领域1. 结构工程：结构工程是土木工程的核心领域，其主要研究并设计建筑物和工程结构的安全性、可靠性和稳定性。
结构工程师使用各种工程材料和方法，确保建筑物能够经受住自然和人为因素的影响。
2. 水利工程：水利工程关注水资源的管理和利用，包括灌溉系统、排水系统、水坝和水电站等。
水利工程师致力于保护和提供可持续的水资源，以满足农业、工业和城市的需求。
3. 交通工程：交通工程研究并设计道路、桥梁和交通系统，以确保人们能够高效地在城市和乡村之间移动。
交通工程师考虑流量和安全等因素，提供可靠的交通解决方案。
4. 土木工程技术：土木工程技术关注土地规划、建筑地质、土壤力学和结构分析等方面。
土木工程技术人员利用各种技术手段，为土木工程项目的设计和施工提供必要的支持和指导。
四、职业发展前景由于人口增长和城市化进程的推动，土木工程师的需求将持续增长。
在许多国家，土木工程师是高度受到重视的职业，他们在设计和建造各种基础设施项目中起到关键作用。
土木工程师可以在政府部门、咨询公司、建筑公司和大型工程项目中找到就业机会。
他们可以担任设计师、项目经理、监理工程师和研发人员等职位。
随着技术的不断进步，土木工程师还可以应用新的技术，例如计算机辅助设计（CAD）和建筑信息模型（BIM），提高工作效率和精确性。
土木工程概论知识点
土木工程概论知识点土木工程（Civil Engineering）是一门研究和应用土木工程学科原理和技术的学科。
它涵盖了城市规划、结构工程、地质工程、交通工程、水利工程等多个领域。
以下是土木工程概论的几个重要知识点。
1.基本原理和力学力学是土木工程的基础，包括静力学、动力学和力学性能等内容。
静力学研究物体平衡时的力和力矩关系，重要的概念包括平衡条件、受力分析和刚体转动等。
动力学研究物体在运动时的力和力学性能，如加速度、速度、位移等。
力学也涉及到材料力学，包括弹性力学、塑性力学和破坏力学等内容。
掌握力学知识对于设计和分析土木工程结构的稳定性和安全性至关重要。
2.结构工程结构工程是土木工程的一大分支，研究建筑物、桥梁、隧道等工程结构的设计、建造和维护等方面。
掌握结构分析、结构设计和结构施工的原理是结构工程的基础。
结构分析包括静力分析、动力分析和不确定性分析等内容。
结构设计涉及到结构材料的选择和尺寸计算等。
结构施工则需要了解施工工艺和施工方法等。
3.地理信息系统（GIS）地理信息系统是将地理空间信息与数据整合、分析和展示的技术系统。
在土木工程中，GIS可以用来分析和处理地理空间数据，如地形图、地下管线等。
利用GIS可以实现土地利用规划、道路交通规划和水资源管理等工作。
掌握GIS技术可以提高土木工程项目的规划和管理效率。
4.交通工程交通工程是研究交通规划、交通设计和交通管理等内容的学科。
交通工程涉及到道路、铁路、航空和水运等各个方面。
在交通工程中，需要掌握交通流理论、交通设施规划与设计和交通控制与管理等知识。
交通工程的目标是提高交通系统的效率和安全性，减少交通拥堵和事故发生率。
5.水利工程水利工程涵盖了水资源的开发利用、治理和保护等方面。
水利工程包括水库工程、水电工程、河流治理和水环境保护等内容。
水利工程需要掌握水文学、水力学和水资源规划等知识。
水利工程旨在提供安全可靠的供水和排水系统，保护水资源和水环境。
土木工程概论
第一章1.土木工程的含义：土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它既指工程建设涉及的工程材料和设备相关的勘测、设计、施工和保养维修等技术活动，也指工程建设的对象，如房屋、道路、给水排水以及防护工程。
2.土木工程的分支：结构工程、水资源工程、环境工程、交通工程、测量工程、岩土工程。
3.结构工程：结构工程是与建筑和桥梁结构设计及建造相关的科学技术。
4.水资源工程：水资源工程涉及水供应和水系网络、洪水和洪涝灾害的控制、水利和水质相关的环境问题以及水质环境的遥感预测的规划、管理、设计和营运等。
5.环境工程：环境工程不仅涉及水的环境问题，还包括空气质量和土地的使用。
6.交通工程：交通工程是采用某种方式将人群或物体有序高效地从一个地方运送到另一个地方的科学技术。
7.测量工程：测量工程是对地表进行精密测量以获取工程项目所在位置的可靠信息。
8.岩土工程：岩土工程是土木工程中处理工程项目设计施工中与土、岩石和地下水相关的专门技术。
9.科学、技术与工程的关系：工程是创造性地应用科学原理来进行结构、机械、仪器设备或者整个制造工艺的设计和生产，其设计和生产的内容可以是其中单一个体，也可以是许多单体的组合，所有的东西都可依据设计重复制造生产出来，其在特定使用条件下的性能是可预知的，并符合产品的功用、经济性和安全性要求。
技术是人运用自己的知识，采用工具或其他方式使人们生活得更方便或舒适。
科学和技术常常是密切关联的，科学是技术得以存在的基础，技术是科学理论的应用，科学和技术进步相辅相成。
10.土木工程师的工作范围：1.丈量和测绘地表2.设计并指导桥梁、隧道、房屋、堤坝和海岸结构的施工3.道路、公路、铁路和机场的规划、设计和施工4.高效交通流程和控制的系统设计5.水利灌溉和防洪工程的设计和施工6.给水排水体系以及废弃物处置7.管理大型工程项目。
11.土木工程师的工作步骤：1.工程设计，包括收集资料、与业主交流、出图2.造价，对设计进行调整、限额设计3.施工，按图施工4.指导工程设施的正常使用和日常维护工作。
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《公路工程技术标准》根据交通量、使用任务和性质划分为五
级：
高速公路－专供汽车分向、分车道行使，全部控制出入的干线
公路
土木工程概论—交通工程
5.1 道路工程
5.1.1 道路分类
（1）四车道，日交通量25 000～55 000； （2）六车道，日交通量45 000～80 000； （3）八车道，日交通量60 000～100 000； 一级公路－专供汽车分向、分车道行使的干线公路 （1）四车道，日交通量15 000～30 000； （2）六车道，日交通量25 000～55 000；
土木工程概论—交通工程
5.1 道路工程
5.1.1 道路分类
道路——供车辆和行人等通行的工程设施。
按其使用特点分为：公路、城市道路、厂矿道路、林区道路以
及乡村道路等。
1. 公路的分类和分级
按其作用和使用性质分：国家干线公路（国道）、省级干
线公路（省道）、县级公路（县道）、乡级公路（乡道）和专
用公路等。
5.2 铁路工程
5.2.2 高速铁路 大幅度提高列车的运行速度 铁路速度分档为： 100-120km/h，常速 120-160km/h，中速 160-200km/h，准高速或快速 200-400km/h，高速 400km/h以上，特高速
土木工程概论—交通工程
5.2 铁路工程
5.2.3 城市轻轨与地下铁道 轻轨与地铁均有建于地下的、地面的和高架的。按单向 最大高峰小时客流量区分； 地铁：3-6万人次 轻轨：1-3万人次
土木工程概论—交通工程
5.1 道路工程
5.1.1 道路分类
2. 城市道路的分类 《城市道路设计规范》将城市道路分为四类： （1）快速路－双向行车道、中央设分隔带，进出口全部或部 分采用立体交叉控制，为城市中大量、长距离和快速交通服务。 设计年限20年。 （2）主干路－连接城市主要分区的干路，以交通功能为主。 设计年限20年。 （3）次干路－次干路与主干道组成道路网，起集散交通之用， 兼有服务功能。设计年限15年。 （4）支路－次干路与街坊线的连接线，解决局部地区交通， 以服务功能为主。设计年土限木工1程0概～论1—5交年通工。程
土木工程概论—交通工程
5.1 道路工程
5.1.2 公路建设
2、公路的结构建设 （1）路基－行车部分的基础，由土、石按照一定尺寸、结构 要求建筑成带状土工结构物。 具有一定力学强度和稳定性。 路基横断面有三种形式：
路堤 路堑 半填半挖
土木工程概论—交通工程
5.1 道路工程
5.1.2 公路建设
2、公路的结构建设 （1）路面－用各种坚硬材料分层铺筑而成的路基顶面的结构 物 ，以供汽车 安全、迅速和舒适地行驶。 必须具有足够的力学强度和良好的稳定性，以及表面平整和良 好的抗滑性能。
土木工程概论—交通工程
5.3 机场工程
在飞机场工程的建设方面， 机场规划、跑道设计方案、 航站区规划、机场维护等 成为人们日益关注的问题。
土木工程概论—交通工程
5.4 隧道工程
隧道定义：以某种用途，在地面下用任何方法按规定形
状和尺寸，修筑的断面尺寸大于2m2的洞室。
5.4.1 公路隧道
世界最长公路隧道：挪威西部的拉达尔隧道，长24.5km
5.1 道路工程
5.1.2 公路建设
4、公路特殊结构物 有隧道、悬出路台、防石廊、挡土墙和防护工程。
3、公路沿线附属设施 交通管理设施 交通安全设施 服务设施 环境美化设施
土木工程概论—交通工程
5.1 道路工程
5.1.3 高速公路 为满足现代交通工具的大流量、高速度、重型化、安 全、舒适的要求，高速公路应运而生。 优点：
土木工程概论
第5章 交通土建工程
土木工程概论—交通工程
交通运输是国民经济的大动脉，是社会与经济发 展的战略基础。 一个完整的交通运输体系由：铁路、道路、水运、 航空和管道五种运输方式构成的大系统。 几个概念： 干线公路：公路网中起骨架作用的公路。 支线公路：公路网中其连接作用的公路。 交通量：单位时间内通过道路某断面的车辆数。
土木工程概论—交通工程
5.2 铁路工程
5.2.3 城市轻轨与地下铁道
轻轨 1、机车重量和载客量较一般列车小，使用轨道轻； 2、有较大比例专用车道，车辆与通讯设备专门化； 3、大多采用浅埋隧道与高架桥的方式； 克服了有轨电车运行速度慢、正点率低、噪声大的缺点 比公共汽车速度快、效率高、省能源、无空气污染 比地铁造价低 5.2.4 磁悬浮铁路
土木工程概论—交通工程
5.1 道路工程
5.1.2 公路建设
2、公路的结构建设 路面按力学性质分：
刚性路面—水泥混凝土路面，一般强度高，刚性大， 板体性好，在车轮的作用下路面变形小。 柔性路面—足要有碎石路面和各种沥青路面，它的刚 度较小，抗拉强度较低，荷载作用下变形较大，路面 弹性较好，无接缝，行车舒适性好。 3、公路排水结构物建设 确保路基稳定，免受地土木面工程水概论和—交地通工下程 水侵害
高速行车，平均达90 ~ 110km/h。 通行能力大，运输效率高。 安全行车，事故减少1/3~1/2。 运费低。
土木工程概论—交通工程
5.2 铁路工程
5.2.1 铁路选线设计与路基 1、铁路选线设计 选线设计是整个铁路工程设计中一项关系全局的总体 性工作。铁路定线就是在地形图或地面上选定线路的 走向，并确定线路的空间位置。定线基本方法有套线、 眼镜线和螺旋线。 2、铁路路基 路基是承受并传递轨道重力及列车动态作用的结构， 是轨道的基础。 横断面形式-同公路工程。 路基稳定性—因动态作用下易出现道渣陷槽、翻浆冒 泥和路基剪切滑动与挤土木起工程，概论设—交计通工必程 须验算稳定性。
1、公路隧道线形
与普通道路一样，根据公路规范要求进行设计
5.1 道路工程
5.1.2 公路建设
公路是设置在大地表面供各种车辆行使的一种带状结构物，主 要由几何（或线形）和结构两部分组成。
1、公路几何组成（线形组成）
平面线形－公路中线在水平面上的投影为平面线形。 路线纵断面图－公路中线的竖向剖面图。 公路横断面－公路中心线的法线方向切面。横断面主要是由行 车部分、路肩、边沟等组成。 路线交叉口－分平面交叉和立体交叉两种。交叉口设计是为了 提高交叉口通行能力，减少以致消灭交通事故。