土木工程概论第5章课件

1、 目录5.1交通运输工程概述 5.2道 路 工 程 5.3铁 路 工 程 5.4桥 梁 工 程5.5隧 道 工 程图5-1交通工程组成5.2.1概述古代道路的发展按不同的运输工具可分为步行道路、驮运道路和马车道路三个阶段。道路工程是以道路为对象进行规划、设计、施工、养护与管理的全过程，以及其科学技术与工程实体的总称。图5-2 田间步道图5-3 丝绸之路图5-4 马车道路5.2.1概述图5-5 道路工程的分类、组成和工程内容5.2.2道路的分类1.按所处位置、交通性质和使用特点分类5.2.2道路的分类图5-6 公路图5-8 简易农村道路图5-7 城市道路图5-9 简易林区道路5.2.2道路的分类

2、2.按照服务范围及其在国家道路网中所处的地位和作用分类5.2.2道路的分类3.按照交通量及使用任务、性质分类5.2.2道路的分类（a）高速公路（c）二级公路（b）一级公路（d）三、四级公路图5-10 各级公路5.2.2道路的分类4.按照公路的设计年限及长度不同分类5.2.3公路的组成5.2.3公路的组成（1）公路线形设计主要研究汽车行驶与道路各个几何元素的关系，以保证在设计速度、预计交通量以及地形和其他自然条件下，行驶安全、经济、旅客舒适以及路容美观。（2）公路的平、纵、横三方面是相互影响、相互制约、相互配合的，在设计时应综合考虑。（3）公路线形设计涉及人、车、路、环境的相互关系。（4）公路线

3、形设计时必须考虑技术经济和美学等的要求。1.公路线形5.2.3公路的组成2.公路结构5.2.3公路的组成图5-12 山区公路特殊构造物图5-11 环岛型平面交叉（a）明洞（b）半山桥5.2.4城市道路图5-14 道路横断面示意图5-13 北京长安街1.定义通达城市各个地区，供城市内交通运输及行人使用的，便于居民生活、工作及文化娱乐活动，并与城市外道路连接承担对外交通的道路称为城市道路。5.2.4城市道路2.功能（1）适当的路幅，以容纳繁重的城市交通。（2）坚固耐久、平整抗滑的路面，以利于车辆安全、舒适、快速地行驶。（3）少扬尘、少噪声，以利于环境卫生。（4）便利的排水设施，以便于雨雪水及时排出

4、。（5）充分的照明设施，以利于居民晚间活动和车辆运行。（6）道路两侧要设置足够宽的人行道、绿化带、地上杆线、地下管线等。5.2.4城市道路（7）城市道路的交叉路口必须采用各种措施，如设置红绿灯信号管制、环形交叉、立体交叉等，以利于交通流畅。（8）城市交通工具种类繁多，速度快慢悬殊，为了避免互相干扰，必须进行分道行驶，如用隔离带、隔离墩、护栏或画线等方法加以分隔。（9）城市公共交通车辆要设置停车站台，还必须设置停车场以备停车之用。（10）在交通繁忙的街道要为行人设置过街天桥或地下通道，以保障行人安全，避免干扰车辆行驶。5.2.4城市道路3.分类5.2.4城市道路图5-16 胡同巷道图5-15 城

5、市快速路5.2.5高速公路1.定义所谓高速公路，是利用分离的行车道往返行驶交通的道路。它的两个行车道用中央分隔带分开；与其他铁路、公路不允许有平面交叉；禁止从路侧的任何地方直接进入公路；禁止汽车以外的任何交通工具出入。5.2.5高速公路从以上定义和解释可看出，高速公路一般应符合以下四个条件。（1）实行交通限制，规定汽车专用。（2）高速公路设有中央分隔带，实行分隔行驶，往返交通完全隔开。（3）高速公路与铁路、公路都是立体交叉的，不存在一般公路平面交叉的横向干扰。（4）高速公路严格控制出入，实行“全封闭”。5.2.5高速公路图5-18 高速公路车道划分示意图5-17 高速公路中央分隔带5.2.5高

6、速公路2.高速公路的特点5.2.5高速公路3.高速公路面临的问题5.2.5高速公路4.国内外高速公路的发展应当指出，国内外高速公路的发展还具有以下两个特征。（1）城市高速公路发展异常迅速。（2）国际高速公路网正在逐步修建形成。图5-19 我国高速公路网布局示意5.3.1概述现在，铁路运输已是现代化运输体系之一，也是国家的运输命脉之一。铁路运输的最大优点是运输能力强、安全可靠、速度较快、成本较低、对环境的污染较小，基本不受气象及气候的影响，能源消耗远低于航空和公路运输，是现代运输体系中的主干力量。图5-20 青藏铁路5.3.2铁路的组成铁路由线路、路基和线路上部建筑三部分组成图5-21 铁路横断

7、剖面示意5.3.2铁路的组成1.铁路线路5.3.2铁路的组成2.铁路路基5.3.2铁路的组成3.线路上部建筑钢轨轨枕道岔道床（1）（2）（4）（3）5.3.2铁路的组成图5-22 线路上部建筑的基本组成图5-23 普通单式道岔5.3.3高速铁路1.当今世界上建设高速铁路的模式（1）德国ICE模式：全部修建新线，旅客列车及货物列车混用。（2）日本新干线模式：全部修建新线，旅客列车专用。（3）英国APT模式：既不修建新线，也不大量改造旧线，主要采用由摆式车体的车辆组成的动车组。旅客列车及货物列车混用。（4）法国TGV模式：部分修建新线，部分旧线改造，旅客列车专用。5.3.3高速铁路(a)德国高铁列

8、车（b）日本新干线列车（c）英国高铁列车（d）法国高铁列车图5-24 国外几种常见的高铁列车5.3.3高速铁路2.高速铁路的优点1 2 345节约能源保护环境安全舒适省时5.3.3高速铁路（a）二等座图5-25 我国高速列车的内部（b）商务座5.3.3高速铁路3.高速铁路的关键技术问题5.3.3高速铁路图5-26 浙江“723”甬温线动车事故5.3.3高速铁路4.我国高速铁路的发展图5-27 我国的高铁列车及高铁火车站（b）北京南站（a）京广线上的高铁列车图5-28 “中华之星”电力动车组5.3.4磁悬浮铁路3.磁悬浮列车的特点1.磁悬浮的发展2.磁悬浮列车技术存在的不足5.3.5城市轨道交通

9、1.城市轨道交通的发展 1 234初步发展阶段（18631924年）停滞萎缩阶段（19241949年）再发展阶段（19491969年）高速发展阶段（1970年至今）5.3.5城市轨道交通2.城市轨道交通的特点（1）线路多经过居民区，对噪声和振动的控制较严，除了对车辆结构采取减震措施及修筑隔声障屏以外，对轨道结构也要求采取相应的措施。（2）行车密度大，运营时间长，留给轨道的作业时间短，因而须采用较强的轨道部件，一般用混凝土道床等少维修轨道结构。（3）曲线段占的比例大，曲线半径比常规铁路小得多，一般为100 m左右，因此要解决好曲线轨道构造问题。5.3.5城市轨道交通3.地下铁道图5-30 巴黎地

10、铁（带屏蔽门车站）图5-31北京地铁15号线（无屏蔽门车站）5.3.5城市轨道交通4.城市轻轨图5-32 新型有轨电车图5-33 高架桥上的轻轨列车5.4.1概述图5-34 桥梁工程的分类、组成和工程内容5.4.2桥梁的基本组成图5-35 桥梁的基本组成图5-36 重力式桥墩截面5.4.2桥梁的基本组成上部结构下部结构支座附属设施（1）（2）（4）（3）桥梁的基本组成5.4.3桥梁的分类1.按使用功能分类1 2 345铁路桥公路桥公铁两用桥人行桥农桥5.4.3桥梁的分类图5-37 铁路桥图5-38 公铁两用桥5.4.3桥梁的分类图5-39 南京长江大桥图5-40 过街天桥5.4.3桥梁的分类2

11、.按主要承重结构所用材料分类图5-41 木桥（b）（a）5.4.3桥梁的分类3.按跨越障碍物性质分类 070605立交桥04地道桥03旱桥02跨海桥01跨河桥跨谷桥跨线桥5.4.3桥梁的分类图5-42 跨谷桥图5-43 地道桥图5-44 旱桥5.4.3桥梁的分类图5-45 桩基上的旱桥图5-46 香港青马大桥5.4.3桥梁的分类4.按工程规模分类5.4.3桥梁的分类5.按桥跨可否活动分类（1）面定桥（2）活动桥5.4.3桥梁的分类图5-47 提升式活动桥图5-48 开合式活动桥（英国伦敦桥）5.4.3桥梁的分类6.按照桥面所处的位置分类（1）上承式桥（2）下承式桥5.4.3桥梁的分类图5-49

12、 上承式拱桥图5-50 下承式系杆拱桥5.4.3桥梁的分类7.按结构体系及其受力特点分类5.4.4主要桥梁类型介绍1.梁式桥 梁式桥（1）简支T形梁桥（2）连续箱形梁桥（4）连续刚构（3）T形刚构桥5.4.4主要桥梁类型介绍图5-51 梁式桥图5-52 飞云江大桥（a）(b)5.4.4主要桥梁类型介绍2.拱式桥拱式桥主要的承载结构是拱圈或拱肋。这种结构在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力，这种水平推力将显著减小拱内的弯矩作用。图5-53 北京永定河上的卢沟桥及其上的石狮（a）(b)5.4.4主要桥梁类型介绍图5-55 克罗地亚的克尔克桥（又称铁托桥）图5-54 澳大利亚悉尼港桥5.4.4

13、主要桥梁类型介绍3.刚架桥刚架桥是梁与立柱（或称为墩柱）的组合体系，其主要承重结构是梁或板和立柱或坚墙整体结合在一起的刚架结构，故在梁和柱的连接处具有很大的刚性。图5-56 中国安康汉江铁路桥5.4.4主要桥梁类型介绍4.斜拉桥斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。索塔一般采用钢筋混凝土结构，形式有A形、倒Y形、H形、独柱。主梁一般采用钢筋混凝土结构、钢混凝土组合结构或钢结构。图5-58 武汉长江二桥图5-57 荷兰鹿特丹埃拉斯穆斯桥（又名天鹅桥）5.4.4主要桥梁类型介绍图5-60 江苏苏通长江大桥图5-59 瑞典斯特伦松德桥5.4.4主要桥梁类型介绍5.悬索桥悬索桥也为吊桥，采用悬挂在两端塔柱上

14、的吊索作为主要的承载结构，在竖向荷载作用下，通过吊杆的荷载传递使吊索承受巨大的拉力，即悬索桥是具有水平反力的结构，因此，通常需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的锚链结构。图5-62 广东汕头海湾大桥图5-61 美国旧金山金门大桥5.4.4主要桥梁类型介绍6.组合体系桥图5-66 斜拉索与悬索系统组合图5-65 钢梁和斜拉系统组合图5-64 钢梁和悬吊系统组合图5-63 梁和拱组合体系5.5.1概述1.定义2.隧道的发展史5.5.1概述图5-68 英法海峡隧道图5-67 日本青函海底隧道(a)(b)5.5.2隧道工程分类与组成1.隧道工程分类5.5.2隧道工程分类与组成图5-70 公路隧道(a)(

15、b)图5-69 铁路隧道5.5.2隧道工程分类与组成图5-72 航运隧道图5-71 地铁隧道5.5.2隧道工程分类与组成2.隧道的组成213衬砌洞身洞门5.5.2隧道工程分类与组成图5-73 隧道的组成5.5.3隧道工程施工对应于修筑隧道过程的各个阶段，隧道技术可以大致分为：调查计划技术施工技术设计技术运用技术5.5.3隧道工程施工目前的隧道施工方法有明挖法或围堤明挖法沉管法钻眼爆破法盾构法5.5.4公路隧道5.5.5地铁隧道区间隧道站台形式图5-75 岛式站台5.5.6水底隧道1.水底隧道的埋置深度水文地质条件施工方法要求防护要求抗浮稳定的需要（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双层衬砌围岩注浆（1）（2）（4）（3）1.试述道路工程的分类。2.试述道路工程的组成部分。3.什么是公路的线形？它是由哪些因素决定的？4.公路的结构主要有哪些？它们各有什么作用？5.城市道路有什么特点？试述城市道路的分类。6.试述高速公路的优缺点。7.铁路的组成部分有哪些？8.高速铁路在选线和