本文關(guān)鍵詞：土木工程概論　　

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土木工程概論 課程思考題

第1章 緒論

1.根據(jù)課程中對(duì)土木工程的定義，思考身邊有哪些屬于土木工程。 2.針對(duì)課程的的著名案例，在網(wǎng)上或文獻(xiàn)上考查其具體情況。

第2章 建筑工程

1.由課程中對(duì)板、梁、柱和拱的定義，思考在身邊的具體應(yīng)用情況。 2.思考你所看到的高層建筑分別屬于哪種結(jié)構(gòu)類型。

3.民用建筑中，多層、高層、超高層常用結(jié)構(gòu)形式如何？ （答案見(jiàn)練習(xí)后的筆記 P8）

第3章 交通土建工程

一、 道路工程

1.道路分類、組成、工程內(nèi)容？

公路：

高速：為專供汽車分向、分車道行駛，全部控制出入的干線公路。一般按照需要設(shè)計(jì)高速公路的車道數(shù)，年平均日設(shè)計(jì)交通量宜在15000輛小客車以上；

一級(jí)：15000 二級(jí)：5000-15000 三級(jí)：2000-6000 四級(jí)：2000以下，單車道400以上 城市道路：快速道（雙向行車，20年） 主干道（三幅或四幅，20年）

次干道（快慢混合，15年） 支路（服務(wù)為主，10-15年）

公路主要由路基、路面、橋涵、隧道、排水系統(tǒng)、防護(hù)工程和交通服務(wù)設(shè)施組成 路基：橫斷面三種形式：路堤、路塹（全挖式、臺(tái)口式、半山洞式）、半填半挖

路基要求：強(qiáng)度、剛度、水溫穩(wěn)定性 路面：面層、（聯(lián)結(jié)層）、基層、（底基層）、墊層、土基

柔性路面（碎石路面和各種瀝青路面） 剛性路面（水泥混凝土路面） 排水結(jié)構(gòu)物：縱向排水：邊溝、截水溝和排水溝等。

橫向排水：橋梁、涵洞、路拱、過(guò)水路面、透水路堤和渡水槽等。

特殊結(jié)構(gòu)物：隧道、懸出路臺(tái)、防石廊、擋土墻和防護(hù)工程等。

沿線附屬結(jié)構(gòu)：交通管理設(shè)施、交通安全設(shè)施、服務(wù)設(shè)施和環(huán)境美化設(shè)施等。

2.公路選線考慮因素、路橋配合關(guān)系？道路工程“三面”與平面線形的“三線”設(shè)計(jì)含義？分別主要要求？ 因素：（1）路線在政治、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防上的意義

（2）路線在鐵路、公路、航道等交通網(wǎng)系中的作用

（3）沿線地形、地質(zhì)、水文、氣象、地震等自然條件的影響 （4）其它如沿線歷史史跡、歷史文物、風(fēng)景區(qū)的聯(lián)系等 路橋配合關(guān)系：路線服從大橋，小橋服從路線。 三面：平面（三線）

橫斷面（行車道、加寬、路肩、分車帶）

縱斷面（縱坡設(shè)計(jì)的一般要求、最大縱坡、最小縱坡0.3%、坡長(zhǎng)、平均縱坡）

三線：直線（縱坡不宜過(guò)大，長(zhǎng)直線與大半徑凹豎曲線組合為宜，道路兩側(cè)過(guò)于空曠時(shí)注意改善單調(diào)景觀，長(zhǎng)直線或長(zhǎng)下坡的盡頭的平曲線設(shè)置標(biāo)志，增加路面抗滑能力等安全措施）

圓曲線（不論轉(zhuǎn)角大小均應(yīng)設(shè)置圓曲線，，滿足條件下盡可能選用較大的圓曲線半徑，極限最小半徑一般不輕易采用、一般最小半徑滿足舒適感和工程量要求、不設(shè)超高最小半徑在雙向橫坡的彎道上安全經(jīng)濟(jì)舒適，圓曲線的最大半徑在不宜超過(guò)10000m）

緩和曲線（線型緩和、行車緩和、超高加寬緩和）

3.道路工程各階段工程地質(zhì)勘察工作如何？

可行性研究勘察：以了解沿線地質(zhì)概況，為優(yōu)選路線方案提供地質(zhì)依據(jù) 初步工程地質(zhì)勘察（初勘）：提供工程地質(zhì)資料，以供技術(shù)經(jīng)濟(jì)的論證，達(dá)到滿足方案的優(yōu)選和初步設(shè)計(jì)的

需要

詳細(xì)工程地質(zhì)勘察（詳勘）：保證施工圖設(shè)計(jì)的需要

4.簡(jiǎn)述高速公路的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)車速確定方法。 特點(diǎn)：（1）汽車專用；分道行駛；控制出入；設(shè)施完善

（2）優(yōu)點(diǎn)：行車速度高、通行能力大；交通事故降低，安全性較好；運(yùn)輸效益提高 （3）缺點(diǎn)：投資大，造價(jià)高；對(duì)環(huán)境影響大 設(shè)計(jì)車速確定方法：（高速公路一般選用120km/h，視情況調(diào)整）

（1） 最高時(shí)速與經(jīng)濟(jì)時(shí)速之間

（2） 考慮因素：公路性質(zhì)、等級(jí)和地形

5.何為高速公路的建筑限界？解釋高速公路設(shè)計(jì)交通量。

高速公路的建筑限界：在保證路上汽車交通正常運(yùn)行的安全條件下所規(guī)定的空間限界（包括寬度和高度） 高速公路設(shè)計(jì)交通量：設(shè)計(jì)交通量為遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限（高速公路為20年）的預(yù)測(cè)交通量，大多國(guó)家采用第30

位高峰小時(shí)交通量

二、 鐵路工程

1. 簡(jiǎn)述鐵路等級(jí)分類。

根據(jù)具體線路在路網(wǎng)中的作用和遠(yuǎn)期年客貨運(yùn)量來(lái)確定的：三級(jí)，以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示 Ⅰ：骨干作用，>20Mt

Ⅱ：骨干作用，<20Mt + 聯(lián)絡(luò)、輔助作用，>10Mt Ⅲ：區(qū)域性，<10Mt

2. 簡(jiǎn)述鐵路選線設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容及線路平面設(shè)計(jì)的基本要求。

選線設(shè)計(jì)：

（1）根據(jù)國(guó)家政治、經(jīng)濟(jì)和國(guó)防的需要，結(jié)合線路經(jīng)過(guò)地區(qū)的自然條件、資源分布、工農(nóng)業(yè)發(fā)展等情況，規(guī)劃線路的基本走向(即方向)，選定鐵路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（2）根據(jù)沿線的地形、地質(zhì)、水文等自然條件和村鎮(zhèn)、交通、農(nóng)田、水利設(shè)施，來(lái)設(shè)計(jì)線路的空間位置（線路平面&縱斷面）

（3）研究布置線路上的各種建筑物并確定其類型和大小，使其總體上互相配合，全局上經(jīng)濟(jì)合理 平面設(shè)計(jì)基本要求：

（1）為了節(jié)省工程費(fèi)用與運(yùn)營(yíng)成本，一般力求縮短線路長(zhǎng)度；

（2）為了保證行車安全與平順，應(yīng)盡量采用較長(zhǎng)直線段和較大的圓曲線半徑。線路平面的最小半徑受到鐵路等級(jí)、行車速度和地形等條件的限制；

（3）為列車平順地從直線段駛?cè)肭€段，一般在圓曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)處設(shè)置緩和曲線。

3. 簡(jiǎn)述路基、路基體、軌道的組成。當(dāng)前鐵路鋼軌、軌距、軌枕、道床構(gòu)造如何？

路基：路基體（路基面、路肩、路基邊坡）+附屬設(shè)施（排水、防護(hù)、加固設(shè)施） 軌道：鋼軌（軌頭、軌腰、軌底，長(zhǎng)度：12.5m+25m，軌距1435mm）

軌枕（木、鋼、混凝土） 聯(lián)結(jié)零件

道床（支承軌枕，均勻受力，道碴排水） 防爬設(shè)備和道岔等

4. 簡(jiǎn)述高速鐵路的基本要求及城市輕軌和地下鐵道特點(diǎn)。

要求：（1）站間距離不能短。

（2）線路曲線半徑和坡度的大小，決定了這條線路的最高速度。

（3）道口都是采用立交，而且鐵路兩側(cè)用柵欄防護(hù)，以防人、畜上路。 （3） 高速旅客列車一般采用電動(dòng)車組。 特點(diǎn)：（1）線路多經(jīng)過(guò)居民區(qū)，對(duì)噪聲和振動(dòng)的控制較嚴(yán)，除了對(duì)車輛結(jié)構(gòu)采取減震措施及修筑聲障

屏以外，對(duì)軌道結(jié)構(gòu)也要求采取相應(yīng)的措施。

（2）行車密度大，運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)，留給軌道的作業(yè)時(shí)間短，因而須采用較強(qiáng)的軌道部件

（3）一般采用直流電機(jī)牽引，以軌道作為供電回路。為了減少泄漏電流的電解腐蝕，要求鋼軌

與基礎(chǔ)間有較高的絕緣性能。

（4）曲線段占的比例大，曲線半徑比常規(guī)鐵路小的多

5. 磁懸浮鐵路的原理如何？

利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的吸引力和排斥力將車輛托起，使整個(gè)列車懸浮在線路上，利用電磁力進(jìn)行導(dǎo)向，并利用直流電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換成推進(jìn)力來(lái)推動(dòng)列車前進(jìn)

6.閱讀一套土木工程施工圖（道路、鐵路、隧道自選）。閱讀一份土木工程標(biāo)書(shū)。

三、 飛機(jī)場(chǎng)工程+隧道工程

1. 簡(jiǎn)述民航機(jī)場(chǎng)的組成、跑道的構(gòu)成。

民航機(jī)場(chǎng)：主要由飛行區(qū)、旅客航站區(qū)、貨運(yùn)區(qū)、機(jī)務(wù)維修設(shè)施、供油設(shè)施、空中交通管制設(shè)施、安全保衛(wèi)設(shè)施、救援和消防設(shè)施、行政辦公區(qū)、生活區(qū)、生成輔助設(shè)施、后勤保障設(shè)施、地面交通設(shè)施及機(jī)場(chǎng)空域等組成

跑道：跑道道肩、停止道、跑道端的安全區(qū) 、凈空道 、滑行道等 2. 簡(jiǎn)述跑道按其作用分類。機(jī)場(chǎng)環(huán)境污染防治主要工作內(nèi)容。

作用分類：主要跑道、輔助跑道、起飛跑道

主要工作內(nèi)容：環(huán)境污染防治主要有聲環(huán)境、空氣環(huán)境和水環(huán)境的污染與防治，固體廢棄物的處理，其中聲環(huán)境防治最為主要。

3. 簡(jiǎn)述隧道概念、特點(diǎn)、主要施工方法。

概念：以某種用途，在地面下用任何方法按規(guī)定形狀和尺寸，修筑的斷面積大于2m2的洞室。 特點(diǎn)：（1）是交通運(yùn)輸線路穿越天然障礙的有效方法

（2）穿越交通運(yùn)輸線路復(fù)雜多變，遇到意外情況比較多，工程定位、設(shè)計(jì)、施工方法都必須隨時(shí)作相應(yīng)調(diào)整

（3）施工作業(yè)面窄，可能容納的勞動(dòng)力和機(jī)械設(shè)備都受到限制，對(duì)工業(yè)化、機(jī)械化施工要求高； （4）造價(jià)昂貴

主要施工方法：明挖法（圍堤明挖法）、鉆眼爆破法、沉管法、預(yù)管法、盾構(gòu)法 4.交通隧道、市政隧道的種類。

交通：鐵路隧道、公路隧道、水底隧道、地下鐵道、航運(yùn)隧道和人行地道 市政：給水隧道、污水隧道、管路隧道、線路隧道、人防隧道

第4章 橋梁工程

1.根據(jù)各種橋梁的形式，思考其受力的傳遞路線，分析其用于不同跨度的原因。

梁式橋：是一種在豎向移動(dòng)荷載作用下無(wú)水平反力的結(jié)構(gòu)體系，與建筑工程中的梁相似。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但

跨越能力有限。

（1）簡(jiǎn)支梁橋：兩點(diǎn)（支座）支撐，一點(diǎn)固定，一點(diǎn)活動(dòng)。

缺點(diǎn)：鄰孔兩跨之間有異向轉(zhuǎn)角，影響行車平順

（2）連續(xù)梁橋：主梁若干孔為一聯(lián)，在中間支點(diǎn)上連續(xù)通過(guò)，三點(diǎn)支撐，是超靜定結(jié)構(gòu)，最大正

彎矩發(fā)生在跨中附近，而最大負(fù)彎矩（絕對(duì)值）發(fā)生在支點(diǎn)截面上。

優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)梁橋更適合采用懸臂拼裝和懸臂灌筑、縱向拖拉或頂推法施工。由于它是超靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)一孔受到破壞時(shí)，鄰孔可給予支持而不墜落，對(duì)修復(fù)與加固有利，而且剛度較大，抗震性能良好。

缺點(diǎn)：當(dāng)?shù)鼗l(fā)生差異沉降時(shí)，梁內(nèi)要產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力，為此在設(shè)計(jì)中必須考慮在支座處設(shè)置頂梁與調(diào)整支座標(biāo)高的裝置。

（3）懸臂梁：橋的上部結(jié)構(gòu)由錨固孔、懸臂和懸掛孔（簡(jiǎn)稱掛孔）組成，懸掛孔支承在懸臂上，用鉸相聯(lián)。

優(yōu)點(diǎn)：常采用單懸臂梁橋和雙懸臂梁橋兩種型式。前者由三跨構(gòu)成，中跨較大以滿足通航（車）要求；后者可構(gòu)成多跨的長(zhǎng)大梁式橋。其中的錨固孔起平衡穩(wěn)定作用，防止橋身繞懸臂的支點(diǎn)傾覆。

缺點(diǎn)：懸臂梁橋缺點(diǎn)是：錨固孔一旦破壞，將株連懸掛孔和懸臂的倒塌；結(jié)構(gòu)剛度不如連續(xù)

梁大，而且橋面伸縮縫多，不利于高速平穩(wěn)行車。

拱橋：主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈，它在橋面豎向移動(dòng)荷載作用下橋墩或橋臺(tái)承受水平推力，這種推力將顯著抵

消在拱圈中引起的彎矩，使拱圈承受的主要是壓力，故通�？刹捎每箟耗芰�(qiáng)的圬工材料（如石、磚、混凝土）建造

鋼架橋：梁和柱（或豎墻）整體結(jié)合的橋梁結(jié)構(gòu)。在豎向移動(dòng)荷載作用下，梁部主要受彎，柱腳處有水平

推力，受力狀態(tài)介于梁式橋和拱橋之間。

鋼架橋一般可采用T形鋼架橋、連續(xù)剛架橋、斜腿剛架橋三種類型。 T形剛架便于施加預(yù)應(yīng)力，

在兩個(gè)伸臂端上掛梁后可做成很大跨度的剛架，在要跨越深水、深谷、大河急流的大跨橋梁中常被應(yīng)用。 連續(xù)剛架橋有較好的抗震性能。 斜腿剛架造型輕巧美觀，當(dāng)建造跨越陡峭河岸和深邃峽谷的橋梁時(shí)，采用這類剛架型式往往既經(jīng)濟(jì)有合理。

斜拉橋：由主梁、塔柱和斜索三種基本構(gòu)件組成。用高強(qiáng)鋼材制成的斜索將主梁多點(diǎn)吊起，將主梁承受的

恒載和車輛荷載傳至塔柱，再由塔柱傳給基礎(chǔ)。它是一種橋面體系（加勁主梁）受壓，支承體系（斜拉索）受拉的結(jié)構(gòu)。減小主糧截面面積，減輕自重，大跨度。

懸索橋：由兩個(gè)主塔作為主要承重構(gòu)件的主纜索架起，用固定在主纜索上的吊桿將作為橋面承重構(gòu)件的主

梁懸吊住。作用在橋面上的豎向移動(dòng)荷載可通過(guò)主梁和吊桿加載于主塔，傳給地基。在力的傳遞過(guò)程中吊桿和主纜索均承受著很大的拉力，此拉力由兩岸橋臺(tái)后修筑的巨型錨碇平衡。

2.將橋梁基礎(chǔ)與其他建筑基礎(chǔ)相比較，分析其區(qū)別。

橋梁基礎(chǔ)往往修建于江河的流水之中，遭受水流的沖刷。所以橋梁基礎(chǔ)一般比房屋基礎(chǔ)的規(guī)模大，需要考慮的問(wèn)題多，施工條件也困難

剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)：橋梁實(shí)體式墩臺(tái)淺基礎(chǔ)的基本型式，基礎(chǔ)外伸長(zhǎng)度與基礎(chǔ)高度的比值必須限制在材料剛性

角的正切tanα的范圍內(nèi)

樁基礎(chǔ)：承載力高、穩(wěn)定性好、沉降小、沉降均勻（因?yàn)橛袠冻信_(tái)） 適用于：（1）.荷載較大，地基上部土層軟弱，適宜的持力層位置較深時(shí)；

（2）.河床受沖刷較大，河道不穩(wěn)定或沖刷深度不易計(jì)算準(zhǔn)確時(shí)；

（3）.采用剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)困難大，其它方案在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí)。

沉井基礎(chǔ)：深基礎(chǔ)，四周有壁、下部無(wú)底、上部無(wú)蓋、側(cè)壁下部有刃腳的筒形結(jié)構(gòu)物（借助自身重力下沉

至設(shè)計(jì)標(biāo)高）

特點(diǎn)：埋深大、整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好，能承受較大的豎向作用和水平作用。沉井井壁既是基礎(chǔ)

的一部分，又是施工時(shí)的檔土和擋水結(jié)構(gòu)物，施工工藝也不復(fù)雜

沉箱基礎(chǔ)：氣壓沉箱基礎(chǔ)，它是以氣壓沉箱來(lái)修筑的橋梁墩臺(tái)或其它構(gòu)筑物的基礎(chǔ)

3.分別簡(jiǎn)述橋梁兩階段設(shè)計(jì)的主要工作及橋梁工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)。 兩階段設(shè)計(jì)主要工作：

其中，總體規(guī)劃要考慮：使用、經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)、美觀