土木工程概论-苏亮-06课件.ppt
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1、土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论1 公路与城市道路工程道路工程的概念:道路工程的概念:指通行各种车辆和行人的工程设施。道路工程的分类:道路工程的分类:根据其所处的位置、交通性质、使用特点等可分为:公路:公路:指连接城镇、乡村和工矿基地之间主要供汽车行驶 的道路;城市道路:城市道路:供城市各地区间交通用;厂矿道路:厂矿道路:为厂矿服务用;农村农村道路:道路:野外乡村地区间交通用。土木工程概论土木工程概论一级公路二级公路三级公路四级公路1.1 道路的基本体系 公路的工程分类高速公路:高速公路:专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的多车道公路。一级公路:一级公路:供汽车分向、分车道
2、行驶并可根据需要控制出入的多车道公路。二级公路:二级公路:供汽车行驶的双车道公路。三级公路:三级公路:主要供汽车行驶的双车道公路。四级公路:四级公路:主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。土木工程概论土木工程概论2公路的主要技术指标设计速度km/h车道数路基宽度m中间带m路肩m高速一级二级三级四级1206010060806040302084642214523442312108.57.57.54.5(单单)4.53.03.53.0无无无3.52.53.02.51.50.75土路肩0.750.5土路肩0.250.5土木工程概论土木工程概论一级公路分隔带2m硬路肩2.53.0m路缘带0.50.75m行
3、车道宽度3.53.75m防撞栏杆土木工程概论土木工程概论二级公路硬路肩宽度1.50.75m行车道宽度3.753.5m无中间带土木工程概论土木工程概论三级公路无中间带行车道宽度3.53.25m土路肩宽度0.75 0.5m土木工程概论土木工程概论行车道宽度3.0双双3.5m单单土路肩宽度0.25双双0.5m单单四级公路土木工程概论土木工程概论由东向西的有30条,代号第一个字取“3”,如上海至拉萨为318国道上海成都北京珠海连云港霍尔果斯同江三亚由北向南的有28条,代号第一个字我国国道干线系统的代号:北京向外辐射的有12条,代号第一个字取“1”,如北京至取“2”,如山海关至广州为205国道。昆明为1
4、08国道。土木工程概论土木工程概论 城市道路的工程分类快速路:快速路:采用分向、分车道、全立交和控制进、出口,为城市大量、长距离的快速交通服务,联系城市各主要功能分区,为过境交通服务。主干路:主干路:是沟通城市功能分区间的交通大动脉,担负城市的要客货运交通道路。有全高架的趋势。次干路:次干路:与主干道组成道路网,起集散交通之用,经常快慢车混用;两侧可设公共建筑和商业网点,但不要形成商业街。支支 路:路:包括为次干路与住宅区道路和胡同(里巷)的连接线,解决局部交通,以服务功能为主。道路两侧一般建设商业性建筑。有时还把支路细分为主要支路和一般支路。土木工程概论土木工程概论城市快速路辅道3.25(3
5、.0)m防撞墙行车道宽度3.753.5m分隔带2m路缘带0.75(0.5)m土木工程概论土木工程概论路线平面图路基开挖路面摊铺路线:平面、纵断面、横断面;路基:土基;路面:面层、基层、垫层;附属设施:排水设施、信号标志、防护设施、绿化照明。纵向排水沟信号标志土木工程概论土木工程概论 道路工程的活动内容规划:各种交通综合功能协调,勘测并选定技术经济优化线路。设计:线路的平面、纵断面、横断面三面综合设计,路基、路面、隧道、桥梁、排水等附属设施设计。施工:路基土石方施工、路面机械化施工、各类附属设施施工。养护:路面、路肩、路边、人行道、附属设施养护,排水和冰雪控制。改建、大修:原有工程设施的改善、改
6、建、扩建等。土木工程概论土木工程概论1.2 道路的组成1.2.1 线形组成道路由于受到自然环境与地物地貌的限制,在平面上有转折,纵面上有起伏。它的中线是一条三维空间曲线,称为线路。概念:概念:线路由直线段和曲线段组成天门山通天大道堪称“天下第一公路奇观”,全长10.7km,落差达1100m土木工程概论土木工程概论道路的线形是指道路中线在空间的几何形状和尺寸,可以用平面线形(道路中线的水平投影)、纵断面线形(沿道路中线竖直剖切的曲面展成的竖向平面线形)来表示。纵断面线形平面线形土木工程概论土木工程概论 平面线形公路中线在平面上的 直线园曲线缓和曲线投影。由直线、圆曲线、缓和曲线三部分组成。三种线
7、段的技术要求:直线段不宜过长。否则引起驾驶员麻痹、疲劳。圆曲线段半径 R 不宜过小否则引起汽车向外滑移或倾覆。缓和曲线长度也不能过小,应使汽车行驶所受离心力平稳渡。土木工程概论土木工程概论昌泰高速的缓和曲线和园曲线园曲线园曲线缓和曲线缓和曲线榆靖高速的缓和曲线和园曲线土木工程概论土木工程概论 纵断面线形公路中线沿垂直剖切的曲面展成的竖向平面线形,由直线(坡度线上坡、下坡)和竖曲线(有凸形和凹形)组成。纵断面线形设计主要解决道路线形在纵断面上的位置、形状和尺寸,具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计。同样,线路纵向坡度和曲率也要符合公路规范的要求。要对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径大小及与
8、平面线形的组合关系等进行组合设计。土木工程概论土木工程概论凸形竖曲线安楚高速的凹形竖曲线上坡直线宁夏叶中高速的凹形竖曲线凸形竖曲线下坡直线土木工程概论土木工程概论 道路交叉口道路与道路、道路与铁路的相交处称为交叉口。可分为平面交叉口和立体交叉口。平面交叉口有:简单交叉口、拓宽路面式交叉口、环行交叉口 等。高峰期乱象丛生简单交叉口土木工程概论土木工程概论环行交叉口土木工程概论土木工程概论立体交叉口可分为分离式和互通式。石家庄裕华路与体育大分离式三层立交桥分离式立交桥是一种简单的立交桥,在相交道路间未特设匝道,它只保证直行方向的交通互不干扰,转弯车辆(左长沙芙蓉广场立交桥分离式三层立交桥转弯)则允
9、许其在交叉口处平面交叉。土木工程概论土木工程概论1.2.2 道路结构组成 路基 概念:路面下的基础部分。路基的三项技术要求:足够的承载力和刚度。即不应发生过大的沉陷。足够的整体稳定性,即不致产生路基的整体滑坍。足够的水温稳定性,即在地面水、地下水或冰冻时不致显著地降低承载力。底基层施工级配碎石基层施工土木工程概论土木工程概论 路基的三种形式:路基横断面的典型形式有路堤、路堑 和半挖半填路基三种类型。路堤:是指高于原地面的填方路基。路堤路堤土木工程概论土木工程概论路堑:是指低于原路堑与边坡地面的挖方路基。路堑施工路堑修坡土木工程概论土木工程概论路基设计的主要指标路堤路堑 路基的几何特征:高、宽、
10、边坡;路基的填挖高度;路基的总宽度=行车道总宽+0.51.0m;边坡坡度的要求;要十分重视路基排水。半填半挖路基:是指在一个横断面内,部分为路堤、部分为路堑的的路基。路堑路堤土木工程概论土木工程概论 路面 概念:用筑路材料铺在路基顶面,供车辆在其表面行驶的一层或多层的道路结构层。分类A 按荷载作用下路面的工作特征 柔性路面:如沥青砼路面、沥青贯入式碎(砾)石路面、泥(水泥)结碎石路面等 刚性路面:如砼路面。半刚性路面:如用石灰或水泥稳定土或石灰炉渣等材建成的路面。土木工程概论土木工程概论B 按路面的质量级别:高级、次高级、中级、低级。砼路面施工沥青砼路面施工土木工程概论土木工程概论 路面结构层
11、次A、面层:、面层:要保证结构强度、刚度、不透水性、温度稳定性、平整度、粗低、中级路面高级路面糙度和耐磨性。B、联结层:、联结层:加强面与基层的联结,提高面层的抗疲劳能力。C、基层:、基层:碎(砾)石、灰土或工业废渣修筑。D、底基层:、底基层:重要道路E、垫层:、垫层:在路基排水不良或和高速公路多采用。有冻涨翻浆的路段设置。土木工程概论土木工程概论 路面的横断面构造为保证路面排水,路面要做成一定坡度。高速公路和一级公路的横断面二、三级公路的横断面土木工程概论土木工程概论盖板涵园管涵 沿线工程和管理设施 桥涵工程包括桥梁和涵洞,是道路跨越河流、沟谷和其它障碍物时使用的构筑物。桥梁详见第6章。涵洞
12、是横贯埋设在路堤中,供排泄洪水、灌溉或交通使用的渠道或管道。多跨桥梁总长小于8m,单孔跨度小于5m的也称涵洞。土木工程概论土木工程概论浆砌片石骨架边 隧道工程:详见本章第3节。防护工程:陡峻山坡的边坡失稳,或沿河一侧路基边坡受水流冲刷,会威胁路基的稳定,为加固边坡所修建的人工构筑物如挡土墙等称为防护工程。川藏公路的锚索加固边石笼网护土木工程概论土木工程概论-边沟纵向排水系 排水系统为确保路基稳定,道路应修建排水设施。按排水方向的不同可分为纵向和横向排水系统;地面排水是排除危害路基的雨水、积水及外来水,主要有截水沟、涵洞等,地下排水用于降低地下水位及排除地下水,常见的有盲沟。塑料盲沟排水网软式透
13、水管土木工程概论土木工程概论 其它设施:包括跨线桥、人行天桥、地下通道、防撞护栏、防护网、反光标志等交通安全设施以及路面标志、指示标志和警告标志等。厦门华荣路跨线安徽首座自动扶梯人行天土木工程概论土木工程概论国内首座X形钢结构吊索人行天桥这座X形交叉的人行天桥座落在上海城区的河南南路与复兴东路交会的十字路口,它将路口的4个方向连接起来,中间的椭圆形桥面通过钢索悬挂于X形钢架上,桥上拱形钢结构设计美观大气,桥下车道上没有设置任何支撑物,为驾车者和行人提供了较宽阔的视野。土木工程概论土木工程概论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
14、,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;年上海至嘉定高速公路建成通车;1998年年均通车里程超过年年均通车里程超过4000km;至2006年底,中国高速公路通车里程已超过4.5万km。土木工程概论土木工程概论普通公路与高速公路的转弯线形的比较土木工程概论土木工程概论1.3.1 高速公路的特点 速度快:我国规定高速公路的设计行车速度最低60km/h,最高120km/h。通行能力大:平均昼夜汽车交通量为25000辆以上,为一般 公路的34倍。安全性能高:交通事故死亡率为一般公路的1/31/2。常张高速宁常
15、高速土木工程概论土木工程概论1.3.2 高速公路有很高的社会效益和经济效益 运输效益高:我国的“两纵两横”全长1万公里的高速公路主干线建成后,约占全国公路总里程的1.67%,可承担全国公路交量的24%。技术效益好:因高速公路线形条件好,路面平整,无横向干扰,可降低机件磨损,减少技术保养开支,降低燃料消耗。邵怀高速郑州至少林高速土木工程概论土木工程概论1.3.3 高速公路的线形设计标准 最小平曲线半径及超高横坡限制:对于设计车速为120km/h的高速公路,平曲线的一般最小半径为1,000m,极限最小半径为650m,超高横坡限值为10。最大纵坡和竖曲线:高速公路的最大纵坡限为3(120km/h)6
16、(60km/h),竖曲线极限最小半径凹型为4,000m,凸为11,000m。线形要求:不应当出现急剧的起伏和扭曲的线形,并且线形保持连续、缓和、园顺。横断面:行车带的每一行驶方向至少两个车道,便于超车。车道宽3.75m。中间带全宽4.53.0m,地形受限制时分别为3.52.0m。土木工程概论土木工程概论 思考题:一级公路与高速公路的区别高速公路在哪里?防撞栏杆行车道宽度3.75m超车道宽度3.75m硬路肩宽度3.52.5m路缘带0.750.5m分隔带32m排水沟土木工程概论土木工程概论2 铁路工程铁路运输的优点:运输能力大、安全可靠、速度快、成本低、污染小,基本不受气象和气候影响,能源消耗远低
17、于航空和公路运输,是现代运输体系中的主干力量。世界第一条蒸汽机车牵引的铁路1825年在英国建成。1881年通车的唐(山)胥(各庄)是“中国铁路建筑史的正式开端”。19051908年,詹天佑领导建设我国第一条自行设计、自行施工的京张铁路,全长201km,长达1091m的“八达岭”隧道是其中一项著名工程。中国铁路之父詹天佑土木工程概论土木工程概论 至2007年底,我国铁路营业里程已达7.8万km,双线铁路达2万km,电气化铁路1万km以上。随着著名的成昆铁路、京九铁路、北京地铁、上海轻轨铁路明珠线、京津城际高速铁路的建成,标志我国铁路建设进入新阶段。1952年年7月月1日日贺龙为成渝铁路通车剪彩2
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