【土木工程概論】讀書(shū)報(bào)告

1、?土木工程概論?讀書(shū)報(bào)告一、什么是土木工程？土木工程是一個(gè)覆蓋非常廣闊的工程,在最新的中國(guó)百科全書(shū)中,土木工程被定義為：“土木工程是建造各類(lèi)工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的總稱(chēng),它既指工程建設(shè)涉及的工程材料和設(shè)備相 關(guān)的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和保養(yǎng)維修技術(shù)等技術(shù)活動(dòng),也指工程建設(shè)的對(duì)象,如房屋、道路、鐵路、運(yùn)輸管道、隧道、橋梁、 運(yùn)河、堤壩、港口、電站、機(jī)場(chǎng)、海洋平臺(tái)、給水排水以及防 護(hù)工程等.同樣在倫敦英國(guó)皇家土木工程師憲章里有記載： 土木工程是“構(gòu)成土木工程師職業(yè)的一門(mén)科學(xué),是引導(dǎo)絕大多數(shù)種類(lèi)的自然力量為人類(lèi)效勞的一種藝術(shù).可以說(shuō)：土木工程是伴隨人類(lèi)追求美好生活、改變自然環(huán)境的科學(xué)技術(shù)活動(dòng)的 一種形式.二、

2、土木工程有哪些內(nèi)容？在如今,土木工程所涉及的技術(shù)領(lǐng)域相當(dāng)?shù)膹V泛,它包括建筑工程、交通土建工程、井巷工程、水利水運(yùn)設(shè)施工程、城 鎮(zhèn)及建筑環(huán)境設(shè)施工程、防災(zāi)減災(zāi)工程等.此外土木工程還包 括：減少和限制空氣和水的污染、舊城改造、規(guī)劃和建設(shè)新的居住區(qū)、城市的供水、供電、高速地面交通系統(tǒng)等,這些根底 設(shè)施的建設(shè)都是土木工程師所涉及的技術(shù)領(lǐng)域.大壩、建筑、 橋梁、隧道、發(fā)電廠、公路和港口等設(shè)施的建設(shè)還關(guān)系到自然 環(huán)境與人類(lèi)需求之間的和諧. 現(xiàn)代土木工程技術(shù)不僅包括對(duì)工 程的理論分析、設(shè)計(jì)、規(guī)劃、建造、維護(hù)修養(yǎng)、修繕和治理,還涉及應(yīng)對(duì)和處置遍布全球各類(lèi)根底設(shè)施涵蓋的工程工程對(duì) 自然環(huán)境可能造成的影響.三、1

3、橋梁工程橋梁是隨著經(jīng)濟(jì)開(kāi)展帶來(lái)的交通需要和科學(xué)技術(shù)的可能而開(kāi)展的,它是從一個(gè)側(cè)面反映一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)與科學(xué)的開(kāi)展程度.在公路、鐵路、城市和農(nóng)村道路以及水利建設(shè)中, 為了跨越各種障礙如江河、溝谷、或其他線路等,必須修建各種類(lèi)型的橋梁與涵洞,因此橋梁是交通線中的重要組成部 分和樞紐,具有重要的地位. 建立四通八達(dá)的現(xiàn)代交通網(wǎng), 大 力開(kāi)展交通運(yùn)輸事業(yè), 對(duì)于開(kāi)展國(guó)民經(jīng)濟(jì),促進(jìn)文化交流和鞏 固國(guó)防等方面,都具有非常重要的作用.橋梁的組成局部及其作用橋梁的組成局部各組成局部的作用橋梁上 部 結(jié) 構(gòu)橋面公鐵路面、人行道車(chē)輛或行人行走局部橋道結(jié)構(gòu)縱梁、橫梁或其他形式支承橋面,將荷載傳給承重結(jié)構(gòu)承重結(jié)構(gòu)主

4、梁或拱、或索架立在支架上,將荷載傳給支架連接系縱向的及橫向的位于主梁之間,承受水平荷裁下部結(jié)構(gòu)支座固定支架、活動(dòng)支架或 全約束支架,或鞍座1支承上部結(jié)構(gòu),將荷載傳給墩臺(tái) .2 .將上部結(jié)構(gòu)固定在墩臺(tái)上3 .保證上部結(jié)構(gòu)的伸縮、彎曲等變形墩臺(tái)橋臺(tái)位于岸邊、橋墩 位于中間支承上部結(jié)構(gòu),將上部結(jié)構(gòu)荷載傳至 根底橋臺(tái)兼起擋墻作用根底淺根底或深根底樁、沉 井或沉箱將橋墩橋臺(tái)傳來(lái)的荷載分布到地 基土壤或基巖中去根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容,建造橋梁的過(guò)程.它包括橋梁下部結(jié)構(gòu)施 工,上部結(jié)構(gòu)施工和橋梁附屬工程的施工.橋梁下部結(jié)構(gòu)施工指橋梁根底和橋臺(tái)、橋墩的施工.橋梁根底按其構(gòu)造和施工方法分為： 明挖根底、樁根底、管柱根底、

5、 沉井根底及沉箱根底.明挖根底可敞坡開(kāi)挖基坑或用圍堰圍護(hù) 開(kāi)挖.樁基一般用錘擊打入,或震動(dòng)下沉,或鉆挖孔灌注 等方法施工.60年代以來(lái),隨著水上自升平臺(tái)、高效能鉆挖 機(jī)械以及泥漿護(hù)壁、泥漿排土等新工藝的開(kāi)展,鉆孔灌注樁在 橋梁根底中的應(yīng)用日益廣泛.管柱施工一般靠震動(dòng)強(qiáng)迫下沉, 并在管內(nèi)用鉆、挖、吸等方法去除土石,以減少下沉摩阻力. 沉井和沉箱施工,在岸灘或淺水中多用筑島施工,深水中可用浮運(yùn)施工.沉井使用抓土機(jī)或吸泥機(jī)等在沉井內(nèi)除土,同時(shí)排水或不排水下沉.沉箱一般多用人力在高氣壓下開(kāi)挖除土,勞動(dòng)條件差,目前已很少使用.垮工橋墩、橋臺(tái)多采用就地建造, 也可預(yù)制構(gòu)件拼裝施工,混凝土高橋墩近來(lái)多使用滑

6、升模板就 地灌筑.橋梁上部結(jié)構(gòu)施工指橋梁上部結(jié)構(gòu)的制造和安裝架設(shè),包括鋼橋制造和鋼橋架設(shè)、 混凝土橋制造包括素混凝土橋、 鋼 筋混凝土橋及預(yù)應(yīng)力混凝土橋和混凝土橋架設(shè),以及石橋、 木橋的施工等.鋼橋在工廠內(nèi)制成桿件或梁段、運(yùn)至工地拼裝架設(shè).混凝土橋可在工廠內(nèi)預(yù)制構(gòu)件或節(jié)段,也可在橋位上灌筑.石拱橋一般用拱架法在橋位上砌筑.木橋加工容易,多在工地制造,安裝架設(shè).鋼橋架設(shè)和混凝土橋架設(shè)的施工方法, 按橋梁結(jié)構(gòu)在架設(shè)施工中受力狀態(tài)的不同可歸納為：支架施工法.由支架承重,結(jié)構(gòu)在施工中處于不受力狀態(tài).懸臂施工法.由結(jié)構(gòu)本身承重,其受力狀態(tài)為懸臂體系. 整體架設(shè) 法.結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)視架設(shè)時(shí)采用的支承條件而定

7、.橋梁附屬工程的施工指橋頭引道及導(dǎo)流建筑物的施工.橋頭引道的河灘路堤局部應(yīng)使用透水性強(qiáng)的土質(zhì)填筑,并用砌石護(hù)坡以防沖刷.導(dǎo)流建筑物多在枯水季節(jié),根據(jù)設(shè)計(jì)用柴排、 石籠、砌石或混凝土等就地建造.(2)隧道工程隧道是修建在地下或水下并鋪筑鐵(公)路供車(chē)輛通行的 建筑物.根據(jù)隧道的類(lèi)型可以分為山嶺隧道、水下隧道和城市隧道,并且隨著科技的開(kāi)展,如今越來(lái)越多的國(guó)家已經(jīng)將隧道 廣泛應(yīng)用于人類(lèi)的各種活動(dòng),例如居住、貯藏、交通、電力傳 輸?shù)?隧道施工具有隱蔽性大、作業(yè)循環(huán)性強(qiáng)、作業(yè)空間有限、 作業(yè)的綜合性、施工是動(dòng)態(tài)的、作業(yè)是動(dòng)態(tài)的、作業(yè)環(huán)境惡劣、 作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)性大、氣候影響小等特點(diǎn).根據(jù)隧道穿越地層的不同 情況

8、和目前隧道施工方法的開(kāi)展, 隧道施工方法課分為以下幾 類(lèi)：隧道施工方法山嶺隧道施工方法礦山法傳統(tǒng)礦山法新奧法掘進(jìn)機(jī)法淺埋及軟土隧道施工方法明挖法地下連續(xù)橘法蓋挖法淺埋暗挖法盾構(gòu)法水底隧道施工方法沉管法盾構(gòu)法新奧法簡(jiǎn)介新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱(chēng),原文是NewAustrian Tunnelling Method 簡(jiǎn)稱(chēng) NATM ,新奧法概念是奧 地利學(xué)者拉布西維茲(L. V. RABCEW ICZ ) 教授于 50年代提由的,它是以隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論為根底,將錨桿和噴射混凝土組合在一起,作為主要支護(hù)手段的一種施工方法,經(jīng)過(guò)一些國(guó)家的許多實(shí)踐和理論研究,于60年代取得專(zhuān)利權(quán)并正式命

9、名.之后這個(gè)方法在西歐、北歐、美國(guó)和 日本等許多地下工程中獲得極為迅速開(kāi)展,已成為現(xiàn)代隧道工程新技術(shù)標(biāo)志之一.六十年代NATM 被介紹到我國(guó),七十年代末八十年代初得到迅速開(kāi)展.至今,可以說(shuō)在所有重點(diǎn)難點(diǎn)的地下工程中都離不開(kāi)NATM.新奧法幾乎成為在軟弱破碎圍巖地段修筑隧道的一種根本方法.新奧法的施工特點(diǎn)1 .及時(shí)性新奧法施工采用噴錨支護(hù)為主要手段,可以最大限度地緊跟開(kāi)挖作業(yè)面施工,因此可以利用開(kāi)挖施工面的時(shí)空效應(yīng),以限制支護(hù)前的變形開(kāi)展, 阻止圍巖進(jìn)入松動(dòng)的狀態(tài), 在必要的 情況下可以進(jìn)行超前支護(hù), 加之噴射混凝土的早強(qiáng)和全面粘結(jié) 性因而保證了支護(hù)的及時(shí)性和有效性.在巷道爆破后立即施工以噴射混

10、凝土支護(hù)能有效地制止 巖層變形的開(kāi)展,并限制應(yīng)力降低區(qū)的伸展而減輕支護(hù)的承 載,增強(qiáng)了巖層的穩(wěn)定性.2 .封閉性由于噴錨支護(hù)能及時(shí)施工, 而且是全面密粘的支護(hù), 因此 能及時(shí)有效地預(yù)防因水和風(fēng)化作用造成圍巖的破壞和剝落,制止膨脹巖體的潮解和膨脹,保護(hù)原有巖體強(qiáng)度.巷道開(kāi)挖后,圍巖由于爆破作用產(chǎn)生新的裂縫,加上原有地質(zhì)構(gòu)造上的裂縫,隨時(shí)都有可能產(chǎn)生變形或塌落.當(dāng)噴射混凝土支護(hù)以較高的速度射向巖面,很好的充填圍巖的裂隙, 節(jié)理和凹穴,大大提升了圍巖的強(qiáng)度.提升圍巖的粘聚力 C和 內(nèi)摩擦角.同時(shí)噴錨支護(hù)起到了封閉圍巖的作用,隔絕了水 和空氣同巖層的接觸, 使裂隙充填物不致軟化、 解體而使裂隙 張開(kāi),

11、導(dǎo)致圍巖失去穩(wěn)定.3 .粘結(jié)性噴錨支護(hù)同圍巖能全面粘結(jié), 這種粘結(jié)作用可以產(chǎn)生三種 作用： 聯(lián)鎖作用,即將被裂隙分割的巖塊粘結(jié)在一起假設(shè)圍巖 的某塊危巖活石發(fā)生滑移墜落,那么引起臨近巖塊的聯(lián)鎖反響, 相繼喪失穩(wěn)定,從而造成較大范圍的冒頂或片幫.開(kāi)巷后如能及時(shí)進(jìn)行噴錨支護(hù),噴錨支護(hù)的粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度是可以反抗 圍巖的局部破壞,預(yù)防個(gè)別威巖活石滑移和墜落, 從而保持圍 巖的穩(wěn)定性.復(fù)和作用,即圍巖與支護(hù)構(gòu)成一個(gè)復(fù)合體受力體系 共同支護(hù)圍巖.噴錨支護(hù)可以提升圍巖的穩(wěn)定性和自身的支撐 水平,同時(shí)與圍巖形成了一個(gè)共同工作的力學(xué)系統(tǒng),具有把巖石荷載轉(zhuǎn)化為巖石承載結(jié)構(gòu)的作用, 從根本上改變了支架消極 承當(dāng)?shù)?/p>

12、弱點(diǎn).增加作用.開(kāi)巷后及時(shí)繼進(jìn)行噴錨支護(hù), 一方面將圍巖 外表的凹凸不平處填平,消除因巖面不平引起的應(yīng)力集中現(xiàn) 象,預(yù)防過(guò)大的應(yīng)力集中所造成的圍巖破壞；另一方面,使巷道周邊圍巖由雙方向受力狀態(tài),提升了圍巖的粘結(jié)力C和內(nèi)摩擦角,也就是提升了圍巖的強(qiáng)度.4.柔性噴錨支護(hù)屬于柔性薄性支護(hù),能夠和圍巖緊粘在一起共同 作用,由于噴錨支護(hù)具有一定柔性, 可以和圍巖共同產(chǎn)生變形, 在圍巖中形成一定范圍的非彈性變形區(qū),并能有效限制允許圍巖塑性區(qū)有適度的開(kāi)展, 使圍巖的自承水平得以充分發(fā)揮.另一方面,噴錨支護(hù)在與圍巖共同變形中受到壓縮,對(duì)圍巖產(chǎn)生越來(lái)越大的支護(hù)反力,能夠抑制圍巖產(chǎn)生過(guò)大變形, 預(yù)防圍巖 發(fā)生松動(dòng)

13、破壞.新奧法的根本要點(diǎn)可歸納如下：1 .巖體是隧道結(jié)構(gòu)體系中的主要承載單元,在施工中必 須充分保護(hù)巖體,盡量減少對(duì)它的擾動(dòng), 預(yù)防過(guò)度破壞巖體的 強(qiáng)度.為此,施工中斷面分塊不宜過(guò)多, 開(kāi)挖應(yīng)當(dāng)采用光面爆 破、預(yù)裂爆破或機(jī)械掘進(jìn).2 .為了充分發(fā)揮巖體的承載水平,應(yīng)允許并限制巖體的變形.一方面允許變形,使圍巖中能形成承載環(huán)； 另一方面又必 須限制它,使巖體不致過(guò)度松弛而喪失或大大降低承載水平. 在施工中應(yīng)采用能與圍巖密貼、及時(shí)筑砌又能隨時(shí)增強(qiáng)的柔性 支護(hù)結(jié)構(gòu),例如,錨噴支護(hù)等.這樣,就能通過(guò)調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu) 的強(qiáng)度、剛度和它參加工作的時(shí)間 包括閉合時(shí)間來(lái)限制巖 體的變形.3 .為了改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力

14、性能, 施工中應(yīng)盡快閉合,而 成為封閉的筒形結(jié)構(gòu). 另外,隧道斷面形狀應(yīng)盡可能圓順, 以 預(yù)防拐角處的應(yīng)力集中.4 .通過(guò)施工中對(duì)圍巖和支護(hù)的動(dòng)態(tài)觀察、量測(cè),合理安排施工程序、進(jìn)行設(shè)計(jì)變更及日常的施工治理.5 .為了敷設(shè)防水層,或?yàn)榱顺惺苡捎阱^桿銹蝕,圍巖性質(zhì)惡化、流變、膨脹所引起的后續(xù)荷載,可采用復(fù)合式襯砌.6 .二次襯砌原那么上是在圍巖與初期支護(hù)變形根本穩(wěn)定的條件下修筑的,圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體, 因而提升了支護(hù) 體系的平安度.上述新奧法的根本要點(diǎn)可扼要的概括為：少擾動(dòng)、早噴錨,勤量測(cè)、緊封閉新奧法的施工步驟施推備修技他工方更ft正文是群拜L?.!.鐘 M四、土木工程的開(kāi)展前景展望我覺(jué)

15、得土木工程無(wú)論是在人類(lèi)生活中還是科技開(kāi)展中,永遠(yuǎn)都是一個(gè)不可或缺的重要角色.土木工程從古至今已經(jīng)有了很悠久的歷史,大致可以從公元前 500年前新石器時(shí)代最原 始的土木工程活動(dòng)記載,到16世紀(jì)末意大利的文藝復(fù)興時(shí)期 前后經(jīng)歷了 2000多年的歷史.在那 2000多年間,土木工程 創(chuàng)造了一次又一次讓人嘆為觀止的建筑物.例如秦始皇建的阿房宮、兵馬俑,明朝的故宮,清代的圓明園,更有埃及的金字塔,至今也是一個(gè)讓人無(wú)法解釋的神話(huà)不管世界如何變化,但它永遠(yuǎn)離不開(kāi)土木工程.對(duì)于未來(lái) 土木工程的開(kāi)展,我認(rèn)為它更多傾向在生態(tài)環(huán)境方面.一方面水資源分配不均,南水北調(diào)工程的徹底完善, 解決北方水資源 問(wèn)題,另一方面,隨著社會(huì)的開(kāi)展,對(duì)自然生態(tài)的破壞非常嚴(yán) 重,在今后可持續(xù)開(kāi)展觀的落實(shí)下,將越來(lái)越注重生態(tài)環(huán)境工程.五、在今后的開(kāi)展中,如何應(yīng)用土木工程這門(mén)技術(shù)？對(duì)于一門(mén)技術(shù)的應(yīng)用,我們必須要了解社會(huì)對(duì)他的需求, 這樣才能更加表達(dá)這門(mén)技術(shù)的價(jià)值所在.僅代表個(gè)人意見(jiàn)觀 點(diǎn)：隨著社會(huì)人口的增加, 對(duì)于大城市而言,人口壓力不言而 喻,土木工程可以應(yīng)用于更多的地下建設(shè),例如地下商場(chǎng),地鐵建設(shè),這樣可