土木工程概論課程思考題參考答案

1、土木工程概論課程思考題第1章緒論1 .根據(jù)課程中對土木工程的定義，思考身邊有哪些屬于土木工程。2 .針對課程的的著名案例，在網(wǎng)上或文獻上考查其具體情況。第2章建筑工程1 .由課程中對板、梁、柱和拱的定義，思考在身邊的具體應用情況。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？（答案見練習后的筆記P8）第3章交通土建工程道路工程1.道路分類、組成、工程內(nèi)容?遵踣分類道跚配成逮珠工程內(nèi)總-困之。遭踣分類，組成和工程內(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。一般按照需要設計高速公路的車道數(shù)，年平均日設計交通量宜在15

2、000輛小客車以上；一級：15000二級：5000-15000三級：2000-6000四級：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)、防護工程和交通服務設施組成路基：橫斷面三種形式：路堤、路塹（全挖式、臺口式、半山洞式）、半填半挖路基要求：強度、剛度、水溫穩(wěn)定性路面：面層、（聯(lián)結(jié)層）、型基（底基層）、墊星土基柔性路面（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、過水

3、路面、透水路堤和渡水槽等。特殊結(jié)構(gòu)物：隧道、懸出路臺、防石廊、擋土墻和防護工程等。沿線附屬結(jié)構(gòu)：交通管理設施、交通安全設施、服務設施和環(huán)境美化設施等。4 .公路選線考慮因素、路橋配合關系？道路工程上面”與平面線形的主線”設計含義？分別主要要求？因素：（1）路線在政治、經(jīng)濟、國防上的意義（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、風景區(qū)的聯(lián)系等路橋配合關系：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（縱坡設計的一般要求、最大縱坡、最小縱坡0.3%、坡長、平均縱

4、坡）三線：直線（縱坡不宜過大，長直線與大半徑凹豎曲線組合為宜，道路兩側(cè)過于空曠時注意改善單調(diào)景觀，長直線或長下坡的盡頭的平曲線設置標志，增加路面抗滑能力等安全措施）圓曲線（不論轉(zhuǎn)角大小均應設置圓曲線，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、不設超高最小半徑在雙向橫坡的彎道上安全經(jīng)濟舒適，圓曲線的最大半徑在不宜超過10000m）緩和曲線（線型緩和、行車緩和、超高加寬緩和）5 .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，以供技術經(jīng)濟的論證

5、，達到滿足方案的優(yōu)選和初步設計的聿亞詳細工程地質(zhì)勘察（詳勘）：保證施工圖設計的需要6 .簡述高速公路的特點及其設計車速確定方法。特點：（1）汽車專用；分道行駛；控制出入；設施完善（2）優(yōu)點：行車速度高、通行能力大；交通事故降低，安全性較好；運輸效益提高（3）缺點：投資大，造價高；對環(huán)境影響大設計車速確定方法：（高速公路一般選用120km/h,視情況調(diào)整）（1）最高時速與經(jīng)濟時速之間（2）考慮因素：公路性質(zhì)、等級和地形7 .何為高速公路的建筑限界？解釋高速公路設計交通量。高速公路的建筑限界：在保證路上汽車交通正常運行的安全條件下所規(guī)定的空間限界（包括寬度和高度）高速公路設計交通量：設計交通量為遠

6、景設計年限（高速公路為20年）的預測交通量，大多國家采用第30位高峰小時交通量鐵路工程1 .簡述鐵路等級分類。根據(jù)具體線路在路網(wǎng)中的作用和遠期年客貨運量來確定的：三級，以I、n、出表示I:骨干作用，20Mtn：骨干作用，20Mt+聯(lián)絡、輔助作用，10Mt出：區(qū)域性，10Mt2 .簡述鐵路選線設計的主要工作內(nèi)容及線路平面設計的基本要求。選線設計：(1)根據(jù)國家政治、經(jīng)濟和國防的需要，結(jié)合線路經(jīng)過地區(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標準(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、水利設施，來設計線路的空間位置(線路平面&縱斷

7、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)濟合理平面設計基本要求：(1)為了節(jié)省工程費用與運營成本，一般力求縮短線路長度；(2)為了保證行車安全與平順，應盡量采用較長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、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和終點處設置緩和曲線。3 .簡述路基、路基體、軌道的組成。當前鐵路鋼軌、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)+附屬設施(排水、防護、加固設施)軌道：鋼軌(軌頭、軌腰、軌底，長度：12.5m+25m,軌距1435mm)軌枕(

8、木、鋼、混凝土)聯(lián)結(jié)零件道床(支承軌枕，均勻受力，道硝排水)防爬設備和道岔等4 .簡述高速鐵路的基本要求及城市輕軌和地下鐵道特點。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，以防人、畜上路。(3)高速旅客列車一般采用電動車組。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(jié)構(gòu)采取減震措施及修筑聲障屏以外，對軌道結(jié)構(gòu)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(3)一般采用直流電機牽引，以軌道作為供電回路。為了減少泄漏電流的電解腐蝕，要

9、求鋼軌與基礎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,使整個列車懸浮在線路上，利用電磁力進行導向，并利用直流電機將電能直接轉(zhuǎn)換成推進力來推動列車前進O閱讀一份土木工程標書。6 .閱讀一套土木工程施工圖（道路、鐵路、隧道自選）三、飛機場工程+隧道工程1 .簡述民航機場的組成、跑道的構(gòu)成。民航機場：主要由飛行區(qū)、旅客航站區(qū)、貨運區(qū)、機務維修設施、供油設施、空中交通管制設施、安全保衛(wèi)設施、救援和消防設施、行政辦公區(qū)、生活區(qū)、生成輔助設施、后勤保障設施、地面交通設施及機場空域等組成跑道：跑道道肩、停止道、

10、跑道端的安全區(qū)、凈空道、滑行道等2 .簡述跑道按其作用分類。機場環(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 .簡述隧道概念、特點、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：（1）是交通運輸線路穿越天然障礙的有效方法（2）穿越交通運輸線路復雜多變，遇到意外情況比較多,工程定位、設計、施工方法都必須隨時作相應調(diào)整（3）施工作業(yè)面窄.可能容納的勞動力和機械設備都受到限制,對工業(yè)化、機械化施工要求高；（4）

11、造價昂貴主要施工方法：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.思考其受力的傳弟路線.分析其用于不同跨度的原因。梁式橋：是一種在豎向移動荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu)體系，與建筑工程中的梁相似。它結(jié)構(gòu)簡單，但跨越能力有限。（1）簡支梁橋：兩點（支座）支撐，一點固定，一點活動。缺點：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)，在中間支點上連續(xù)通過，三點支撐，是超靜定結(jié)構(gòu)，最

12、大正彎矩發(fā)生在跨中附近，而最大負彎矩（絕對值）發(fā)生在支點截面上。優(yōu)點：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)，當一孔受到破壞時，鄰孔可給予支持而不墜落，對修復與加固有利，而且剛度較大，抗震性能良好。缺點：當?shù)鼗l(fā)生差異沉降時，梁內(nèi)要產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力，為此在設計中必須考慮在支座處設置頂梁與調(diào)整支座標高的裝置。（3）懸臂梁：橋的上部結(jié)構(gòu)由錨固孔、懸臂和懸掛孔（簡稱掛孔）組成，懸掛孔支承在懸臂上，用錢相聯(lián)。優(yōu)點：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)成多跨的長大梁式橋。其中的錨固孔起平衡穩(wěn)定作用，防止橋身

13、繞懸臂的支點傾覆。缺點：懸臂梁橋缺點是：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，它在橋面豎向移動荷載作用下橋墩或橋臺承受水平推力，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姷呐喙げ牧希ㄈ缡?、醇、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形剛架便于施加預應力,在兩個伸臂端上掛梁后可做成很大跨度的剛架，在要跨越深

14、水、深谷、大河急流的大跨橋梁中常被應用。連續(xù)剛架橋有較好的抗震性能。斜腿剛架造型輕巧美觀，當建造跨越陡峭河岸和深邃峽谷的橋梁時，采用這類剛架型式往往既經(jīng)濟有合理。斜拉橋：由主梁、塔柱和斜索三種基本構(gòu)件組成。用高強鋼材制成的斜索將主梁多點吊起，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。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荷載可通過主梁和吊桿加載于主塔，傳給地基。在力的傳遞過程中吊桿和主纜索均承受著很

15、大的拉力，此拉力由兩岸橋臺后修筑的巨型錨碇平衡。2 .將橋梁基礎與其他建筑基礎相比較，分析其區(qū)別。橋梁基礎往往修建于江河的流水之中，遭受水流的沖刷。所以橋梁基礎一般比房屋基礎的規(guī)模大，需要考慮的問題多，施工條件也困難剛性擴大基礎：橋梁實體式墩臺淺基礎的基本型式，基礎外伸長度與基礎高度的比值必須限制在材料剛性角的正切tana的范圍內(nèi)樁基礎：承載力高、穩(wěn)定性好、沉降小、沉降均勻（因為有樁承臺）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；（2） .河床受沖刷較大，河道不穩(wěn)定或沖刷深度不易計算準確時；（3） .采用剛性擴大基礎困難大，其它方案在技術經(jīng)濟上不合理時。沉井基礎：深基

16、礎，四周有壁、下部無底、上部無蓋、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計標高）特點：埋深大、整體性強、穩(wěn)定性好，能承受較大的豎向作用和水平作用。沉井井壁既是基礎的一部分，又是施工時的檔土和擋水結(jié)構(gòu)物，施工工藝也不復雜沉箱基礎：氣壓沉箱基礎，它是以氣壓沉箱來修筑的橋梁墩臺或其它構(gòu)筑物的基礎3.分別簡述橋梁兩階段設計的主要工作及橋梁工程設計要點。兩階段設計主要工作：初步設計階段著重:解決橋梁總體規(guī)劃同麴初步擬定橋梁結(jié)構(gòu)的主要尺寸俏算工程數(shù)量.主要材料用后和全新造價的概算輸工圖階段完成施匚詳圖完成施匚組織設計完成施工則異其中，總體規(guī)劃要考慮：使用、經(jīng)濟、結(jié)構(gòu)、美觀橋梁工程設計要點：(1)

17、 選擇橋位：路線服從大橋，中小橋服從路線，水情況穩(wěn)定的河段(2) 確定橋梁總跨徑與分孔術：足夠的過水面、允許沖刷深度、通航需求與橋道標高(3) 橋梁縱橫斷面布置：縱向坡度(3%-5%)排水，橫斷面(橋面寬度、橫向坡度、橋跨結(jié)構(gòu))(4) 公路橋型的選擇：安全實用、經(jīng)濟合理4 .橋墩的作用及其構(gòu)造形式。橋墩是多跨橋的中間支承結(jié)構(gòu)。實體式(重力式)：主要特點是依靠自身重量來平衡外力而保持穩(wěn)定。一般適宜荷載較大的大、中型橋梁，或流冰、漂浮物較多的江河之中。缺點是培工體積較大，因而其自重大阻水面積也較大空心式：將混凝土或鋼筋混凝土橋墩做成空心薄壁結(jié)構(gòu)等形式?？梢怨?jié)省培工材料，減輕重量。缺點是經(jīng)不起漂浮物

18、的撞擊。樁(柱)式：將樁基一直向上延伸到橋跨結(jié)構(gòu)下面，樁頂澆筑墩帽，樁作為墩身的一部分，樁和墩帽均由鋼筋混凝土制成。這種結(jié)構(gòu)一般用于橋跨不大于30m,墩身不高于10m的情況5 .橋臺的含義及其要求。含義：橋臺是橋梁兩端橋頭的支承結(jié)構(gòu)，是道路與橋梁的連接點要求：橋臺必須有足夠的強度.并能度角在荷載作用下發(fā)牛過大的水平位移、轉(zhuǎn)動和沉降，這在超靜定結(jié)構(gòu)橋梁中尤為重要(實體式橋臺、埋置式橋臺)第5章給排水工程6 .簡述室內(nèi)給水方式及其應用。(1)直接給水：由室外給水管道直接供水，是最簡單、最經(jīng)濟的給水方式適用范圍：室外管網(wǎng)壓力、水量在一天的時間內(nèi)均能滿足室內(nèi)用水需要(2)設水箱給水：適用范圍：室外管網(wǎng)

19、水壓周期性不足，一天內(nèi)大部分時間能滿足需要，僅在用水高峰時，由于水量的增加，而使市政管網(wǎng)壓力降低，不能保證建筑上層的用水時(3)設水泵給水：宜在室外給水管網(wǎng)的水壓經(jīng)常不足時采用。(4)設貯水池、水泵和水箱的給水：適用范圍：當建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)用水量大，室外給水管網(wǎng)水質(zhì)和水量能滿足要求，而水壓不滿足要求時采用；或者室內(nèi)消防設備要求儲備一定容積的水量時(5)分區(qū)供水：適用范圍：多層、高層建筑中，室外給水管網(wǎng)能提供一定的水壓，滿足建筑下幾層用水要求，且下幾層用水量有較大7 .簡述室內(nèi)給水、排水系統(tǒng)組成及各組成部分的作用。室內(nèi)機給水：(1)引水水管：從室外給水管引入室內(nèi)的管段。(2)水表節(jié)點：安裝在引水

20、管上的水表及其前后設置的閥門和泄水裝置的總稱。(3)給水管道：給水管道包括干管、立管和支管。(4)給水附件：管道系統(tǒng)中調(diào)節(jié)水量、水壓、控制水流方向，以及關斷水流，便于管道、儀表和設備檢修的給水類閥門。(5)增壓和貯水設備：水泵、氣壓裝置；水箱、水池等。室內(nèi)排水：(1)衛(wèi)生器具或生產(chǎn)設備的受水器：是室內(nèi)排水系統(tǒng)的起點，污、廢水從器具排水栓經(jīng)器具內(nèi)的水封裝置或與器具排水管連接的存水彎流入橫支管(2)管道系統(tǒng)：管道系統(tǒng)由橫支管、立管、橫干管和自橫干管與末端立管的連接點至室外檢查井之間的排出管組成(3)清通設備：清通設備主要有檢查口(立管上)，清掃口(橫管上)和檢查井(室外)。供清通工具疏通管道用。(4)通氣管系統(tǒng)：使室內(nèi)外排水管道與大氣相通，將排水管道中散發(fā)的有害氣體排到大氣中去,使管道內(nèi)常有新鮮空氣流通，以減輕管內(nèi)廢氣對管壁的腐蝕，同時使管道內(nèi)的壓力與大氣取得平衡,防止水封破壞。8 .比較室內(nèi)排水系統(tǒng)的分流制與合流制。環(huán)保方面：全部截流式合流制對環(huán)境的污染最?。徊糠纸亓魇胶狭髦朴晏鞎r部分污水溢流入水體，造成污染。造價方面：合流制管道比完全分流制可節(jié)省投資20%40%,但合流制泵站和污水處理廠投資要高于分流制