土木工程概論第5章課件

1、 目錄5.1交通運輸工程概述 5.2道 路 工 程 5.3鐵 路 工 程 5.4橋 梁 工 程5.5隧 道 工 程圖5-1交通工程組成5.2.1概述古代道路的發(fā)展按不同的運輸工具可分為步行道路、馱運道路和馬車道路三個階段。道路工程是以道路為對象進行規(guī)劃、設計、施工、養(yǎng)護與管理的全過程，以及其科學技術與工程實體的總稱。圖5-2 田間步道圖5-3 絲綢之路圖5-4 馬車道路5.2.1概述圖5-5 道路工程的分類、組成和工程內(nèi)容5.2.2道路的分類1.按所處位置、交通性質(zhì)和使用特點分類5.2.2道路的分類圖5-6 公路圖5-8 簡易農(nóng)村道路圖5-7 城市道路圖5-9 簡易林區(qū)道路5.2.2道路的分類

2、2.按照服務范圍及其在國家道路網(wǎng)中所處的地位和作用分類5.2.2道路的分類3.按照交通量及使用任務、性質(zhì)分類5.2.2道路的分類（a）高速公路（c）二級公路（b）一級公路（d）三、四級公路圖5-10 各級公路5.2.2道路的分類4.按照公路的設計年限及長度不同分類5.2.3公路的組成5.2.3公路的組成（1）公路線形設計主要研究汽車行駛與道路各個幾何元素的關系，以保證在設計速度、預計交通量以及地形和其他自然條件下，行駛安全、經(jīng)濟、旅客舒適以及路容美觀。（2）公路的平、縱、橫三方面是相互影響、相互制約、相互配合的，在設計時應綜合考慮。（3）公路線形設計涉及人、車、路、環(huán)境的相互關系。（4）公路線

3、形設計時必須考慮技術經(jīng)濟和美學等的要求。1.公路線形5.2.3公路的組成2.公路結構5.2.3公路的組成圖5-12 山區(qū)公路特殊構造物圖5-11 環(huán)島型平面交叉（a）明洞（b）半山橋5.2.4城市道路圖5-14 道路橫斷面示意圖5-13 北京長安街1.定義通達城市各個地區(qū)，供城市內(nèi)交通運輸及行人使用的，便于居民生活、工作及文化娛樂活動，并與城市外道路連接承擔對外交通的道路稱為城市道路。5.2.4城市道路2.功能（1）適當?shù)穆贩?，以容納繁重的城市交通。（2）堅固耐久、平整抗滑的路面，以利于車輛安全、舒適、快速地行駛。（3）少揚塵、少噪聲，以利于環(huán)境衛(wèi)生。（4）便利的排水設施，以便于雨雪水及時排出

4、。（5）充分的照明設施，以利于居民晚間活動和車輛運行。（6）道路兩側要設置足夠?qū)挼娜诵械?、綠化帶、地上桿線、地下管線等。5.2.4城市道路（7）城市道路的交叉路口必須采用各種措施，如設置紅綠燈信號管制、環(huán)形交叉、立體交叉等，以利于交通流暢。（8）城市交通工具種類繁多，速度快慢懸殊，為了避免互相干擾，必須進行分道行駛，如用隔離帶、隔離墩、護欄或畫線等方法加以分隔。（9）城市公共交通車輛要設置停車站臺，還必須設置停車場以備停車之用。（10）在交通繁忙的街道要為行人設置過街天橋或地下通道，以保障行人安全，避免干擾車輛行駛。5.2.4城市道路3.分類5.2.4城市道路圖5-16 胡同巷道圖5-15 城

5、市快速路5.2.5高速公路1.定義所謂高速公路，是利用分離的行車道往返行駛交通的道路。它的兩個行車道用中央分隔帶分開；與其他鐵路、公路不允許有平面交叉；禁止從路側的任何地方直接進入公路；禁止汽車以外的任何交通工具出入。5.2.5高速公路從以上定義和解釋可看出，高速公路一般應符合以下四個條件。（1）實行交通限制，規(guī)定汽車專用。（2）高速公路設有中央分隔帶，實行分隔行駛，往返交通完全隔開。（3）高速公路與鐵路、公路都是立體交叉的，不存在一般公路平面交叉的橫向干擾。（4）高速公路嚴格控制出入，實行“全封閉”。5.2.5高速公路圖5-18 高速公路車道劃分示意圖5-17 高速公路中央分隔帶5.2.5高

6、速公路2.高速公路的特點5.2.5高速公路3.高速公路面臨的問題5.2.5高速公路4.國內(nèi)外高速公路的發(fā)展應當指出，國內(nèi)外高速公路的發(fā)展還具有以下兩個特征。（1）城市高速公路發(fā)展異常迅速。（2）國際高速公路網(wǎng)正在逐步修建形成。圖5-19 我國高速公路網(wǎng)布局示意5.3.1概述現(xiàn)在，鐵路運輸已是現(xiàn)代化運輸體系之一，也是國家的運輸命脈之一。鐵路運輸?shù)淖畲髢?yōu)點是運輸能力強、安全可靠、速度較快、成本較低、對環(huán)境的污染較小，基本不受氣象及氣候的影響，能源消耗遠低于航空和公路運輸，是現(xiàn)代運輸體系中的主干力量。圖5-20 青藏鐵路5.3.2鐵路的組成鐵路由線路、路基和線路上部建筑三部分組成圖5-21 鐵路橫斷

7、剖面示意5.3.2鐵路的組成1.鐵路線路5.3.2鐵路的組成2.鐵路路基5.3.2鐵路的組成3.線路上部建筑鋼軌軌枕道岔道床（1）（2）（4）（3）5.3.2鐵路的組成圖5-22 線路上部建筑的基本組成圖5-23 普通單式道岔5.3.3高速鐵路1.當今世界上建設高速鐵路的模式（1）德國ICE模式：全部修建新線，旅客列車及貨物列車混用。（2）日本新干線模式：全部修建新線，旅客列車專用。（3）英國APT模式：既不修建新線，也不大量改造舊線，主要采用由擺式車體的車輛組成的動車組。旅客列車及貨物列車混用。（4）法國TGV模式：部分修建新線，部分舊線改造，旅客列車專用。5.3.3高速鐵路(a)德國高鐵列

8、車（b）日本新干線列車（c）英國高鐵列車（d）法國高鐵列車圖5-24 國外幾種常見的高鐵列車5.3.3高速鐵路2.高速鐵路的優(yōu)點1 2 345節(jié)約能源保護環(huán)境安全舒適省時5.3.3高速鐵路（a）二等座圖5-25 我國高速列車的內(nèi)部（b）商務座5.3.3高速鐵路3.高速鐵路的關鍵技術問題5.3.3高速鐵路圖5-26 浙江“723”甬溫線動車事故5.3.3高速鐵路4.我國高速鐵路的發(fā)展圖5-27 我國的高鐵列車及高鐵火車站（b）北京南站（a）京廣線上的高鐵列車圖5-28 “中華之星”電力動車組5.3.4磁懸浮鐵路3.磁懸浮列車的特點1.磁懸浮的發(fā)展2.磁懸浮列車技術存在的不足5.3.5城市軌道交通

9、1.城市軌道交通的發(fā)展 1 234初步發(fā)展階段（18631924年）停滯萎縮階段（19241949年）再發(fā)展階段（19491969年）高速發(fā)展階段（1970年至今）5.3.5城市軌道交通2.城市軌道交通的特點（1）線路多經(jīng)過居民區(qū)，對噪聲和振動的控制較嚴，除了對車輛結構采取減震措施及修筑隔聲障屏以外，對軌道結構也要求采取相應的措施。（2）行車密度大，運營時間長，留給軌道的作業(yè)時間短，因而須采用較強的軌道部件，一般用混凝土道床等少維修軌道結構。（3）曲線段占的比例大，曲線半徑比常規(guī)鐵路小得多，一般為100 m左右，因此要解決好曲線軌道構造問題。5.3.5城市軌道交通3.地下鐵道圖5-30 巴黎地

10、鐵（帶屏蔽門車站）圖5-31北京地鐵15號線（無屏蔽門車站）5.3.5城市軌道交通4.城市輕軌圖5-32 新型有軌電車圖5-33 高架橋上的輕軌列車5.4.1概述圖5-34 橋梁工程的分類、組成和工程內(nèi)容5.4.2橋梁的基本組成圖5-35 橋梁的基本組成圖5-36 重力式橋墩截面5.4.2橋梁的基本組成上部結構下部結構支座附屬設施（1）（2）（4）（3）橋梁的基本組成5.4.3橋梁的分類1.按使用功能分類1 2 345鐵路橋公路橋公鐵兩用橋人行橋農(nóng)橋5.4.3橋梁的分類圖5-37 鐵路橋圖5-38 公鐵兩用橋5.4.3橋梁的分類圖5-39 南京長江大橋圖5-40 過街天橋5.4.3橋梁的分類2

11、.按主要承重結構所用材料分類圖5-41 木橋（b）（a）5.4.3橋梁的分類3.按跨越障礙物性質(zhì)分類 070605立交橋04地道橋03旱橋02跨海橋01跨河橋跨谷橋跨線橋5.4.3橋梁的分類圖5-42 跨谷橋圖5-43 地道橋圖5-44 旱橋5.4.3橋梁的分類圖5-45 樁基上的旱橋圖5-46 香港青馬大橋5.4.3橋梁的分類4.按工程規(guī)模分類5.4.3橋梁的分類5.按橋跨可否活動分類（1）面定橋（2）活動橋5.4.3橋梁的分類圖5-47 提升式活動橋圖5-48 開合式活動橋（英國倫敦橋）5.4.3橋梁的分類6.按照橋面所處的位置分類（1）上承式橋（2）下承式橋5.4.3橋梁的分類圖5-49

12、 上承式拱橋圖5-50 下承式系桿拱橋5.4.3橋梁的分類7.按結構體系及其受力特點分類5.4.4主要橋梁類型介紹1.梁式橋 梁式橋（1）簡支T形梁橋（2）連續(xù)箱形梁橋（4）連續(xù)剛構（3）T形剛構橋5.4.4主要橋梁類型介紹圖5-51 梁式橋圖5-52 飛云江大橋（a）(b)5.4.4主要橋梁類型介紹2.拱式橋拱式橋主要的承載結構是拱圈或拱肋。這種結構在豎向荷載作用下，橋墩或橋臺將承受水平推力，這種水平推力將顯著減小拱內(nèi)的彎矩作用。圖5-53 北京永定河上的盧溝橋及其上的石獅（a）(b)5.4.4主要橋梁類型介紹圖5-55 克羅地亞的克爾克橋（又稱鐵托橋）圖5-54 澳大利亞悉尼港橋5.4.4

13、主要橋梁類型介紹3.剛架橋剛架橋是梁與立柱（或稱為墩柱）的組合體系，其主要承重結構是梁或板和立柱或堅墻整體結合在一起的剛架結構，故在梁和柱的連接處具有很大的剛性。圖5-56 中國安康漢江鐵路橋5.4.4主要橋梁類型介紹4.斜拉橋斜拉橋由索塔、主梁、斜拉索組成。索塔一般采用鋼筋混凝土結構，形式有A形、倒Y形、H形、獨柱。主梁一般采用鋼筋混凝土結構、鋼混凝土組合結構或鋼結構。圖5-58 武漢長江二橋圖5-57 荷蘭鹿特丹埃拉斯穆斯橋（又名天鵝橋）5.4.4主要橋梁類型介紹圖5-60 江蘇蘇通長江大橋圖5-59 瑞典斯特倫松德橋5.4.4主要橋梁類型介紹5.懸索橋懸索橋也為吊橋，采用懸掛在兩端塔柱上

14、的吊索作為主要的承載結構，在豎向荷載作用下，通過吊桿的荷載傳遞使吊索承受巨大的拉力，即懸索橋是具有水平反力的結構，因此，通常需要在兩岸橋臺的后方修筑非常巨大的錨鏈結構。圖5-62 廣東汕頭海灣大橋圖5-61 美國舊金山金門大橋5.4.4主要橋梁類型介紹6.組合體系橋圖5-66 斜拉索與懸索系統(tǒng)組合圖5-65 鋼梁和斜拉系統(tǒng)組合圖5-64 鋼梁和懸吊系統(tǒng)組合圖5-63 梁和拱組合體系5.5.1概述1.定義2.隧道的發(fā)展史5.5.1概述圖5-68 英法海峽隧道圖5-67 日本青函海底隧道(a)(b)5.5.2隧道工程分類與組成1.隧道工程分類5.5.2隧道工程分類與組成圖5-70 公路隧道(a)(

15、b)圖5-69 鐵路隧道5.5.2隧道工程分類與組成圖5-72 航運隧道圖5-71 地鐵隧道5.5.2隧道工程分類與組成2.隧道的組成213襯砌洞身洞門5.5.2隧道工程分類與組成圖5-73 隧道的組成5.5.3隧道工程施工對應于修筑隧道過程的各個階段，隧道技術可以大致分為：調(diào)查計劃技術施工技術設計技術運用技術5.5.3隧道工程施工目前的隧道施工方法有明挖法或圍堤明挖法沉管法鉆眼爆破法盾構法5.5.4公路隧道5.5.5地鐵隧道區(qū)間隧道站臺形式圖5-75 島式站臺5.5.6水底隧道1.水底隧道的埋置深度水文地質(zhì)條件施工方法要求防護要求抗浮穩(wěn)定的需要（1）（2）（4）（3）5.5.6水底隧道2.水底隧道防水采用防水混凝土壁后回填雙層襯砌圍巖注漿（1）（2）（4）（3）1.試述道路工程的分類。2.試述道路工程的組成部分。3.什么是公路的線形？它是由哪些因素決定的？4.公路的結構主要有哪些？它們各有什么作用？5.城市道路有什么特點？試述城市道路的分類。6.試述高速公路的優(yōu)缺點。7.鐵路的組成部分有哪些？8.高速鐵路在選線和