第五章

路、橋工程本章內(nèi)容5.1道路工程5.2鐵路工程5.3橋梁工程5.1道路道路是一種帶狀的的三維空間人造構(gòu)筑物。路是人走出來(lái)的。我國(guó)的第一條汽車(chē)公路是1912年修筑的湖南長(zhǎng)沙至湘潭的公路，全長(zhǎng)50km?？谷諔?zhàn)爭(zhēng)時(shí)期完成的滇緬公路115km，是我國(guó)的最早建造的瀝青公路，也是我國(guó)公路機(jī)械化施工的開(kāi)始。道路工程包括以下內(nèi)容：公路城市道路5.1.1道路工程的基本體系組成5.1道路2、公路的分類(lèi)公路根據(jù)使用任務(wù)、功能和適應(yīng)的交通量分為：1）高速公路（四車(chē)道、六車(chē)道、八車(chē)道）2）一級(jí)公路3）二級(jí)公路4）三級(jí)公路5）四級(jí)公路5.1道路2、公路的分類(lèi)公路根據(jù)行政等級(jí)分為：1）國(guó)家公路2）省公路（省道）3）縣公路（縣道）4）鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）公路（鄉(xiāng)道）5）專(zhuān)用公路5.1.3道路的組成3、道路橫斷面的組成

路堤示意圖道路典型橫斷面圖（P56-圖5-4）5.1.3道路的橫斷面組成5.1.3道路的橫斷面組成路基的種類(lèi)（p57）路堤路塹填挖結(jié)合5.1.5城市道路5.1.6高速公路定義:

具有四條以上車(chē)道，路中央設(shè)有中央隔離帶，分隔雙向車(chē)輛行駛，互不干擾，全封閉，全立交，控制出入口，嚴(yán)禁產(chǎn)生橫向干擾，為汽車(chē)專(zhuān)用，設(shè)有自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，以及沿線設(shè)有必要服務(wù)設(shè)施的道路。

1988年上海至嘉定高速公路建成通車(chē)→1998年年均通車(chē)?yán)锍坛^(guò)4000公里→2004年底，中國(guó)高速公路通車(chē)?yán)锍桃殉^(guò)3.4萬(wàn)公里

二、高速公路的特點(diǎn)1、行車(chē)速度快、通行能力大2、物資周轉(zhuǎn)快、經(jīng)濟(jì)效益高3、交通事故少、安全舒適好4、帶動(dòng)沿線地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展高速公路5.1.6高速公路5.2鐵路工程在我國(guó)，鐵路建設(shè)自1876年英國(guó)商人在上海修建淞滬鐵路已經(jīng)開(kāi)始，1949年，我國(guó)共有鐵路營(yíng)運(yùn)里程2.18萬(wàn)公里，集中分布在東北和東部沿海地區(qū)，截至2002年底，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到7.2萬(wàn)公里，形成延伸祖國(guó)東南西北的全國(guó)鐵路網(wǎng)。上海的磁懸浮鐵路興建運(yùn)行成功，標(biāo)志著我國(guó)鐵路建設(shè)已逐步邁上國(guó)際先進(jìn)水平。

5.2.1鐵路選線設(shè)計(jì)與路基一、鐵路選線設(shè)計(jì)眼鏡線

螺旋線二、鐵路路基設(shè)計(jì)1、橫斷面形式有：路堤、半路堤、路塹、半路塹、不填不挖等2、路基穩(wěn)定性

5.2.1鐵路選線設(shè)計(jì)與路基日本的高速列車(chē)德國(guó)的高速列車(chē)英國(guó)的高速擺式列車(chē)法國(guó)的TGV高速列車(chē)5.2.2高速鐵路

5.2.3城市輕軌與地下鐵道

城市輕軌和地下鐵道一般具有如下特點(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)；2、行車(chē)密度大，運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)；3、一般采用直流電機(jī)牽引，以軌道作為供電回路；4、曲線段占的比例大，曲線半徑比常規(guī)鐵路小。倫敦地鐵視頻城市輕軌(上海明珠線)地下鐵道

5.2.3城市輕軌與地下鐵道

二、磁懸浮列車(chē)的組成分為三部分：懸浮系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)5.2.4磁懸浮鐵路磁懸浮列車(chē)的組成

磁懸浮列車(chē)懸浮系統(tǒng)的組成示意圖

5.2.4磁懸浮鐵路日本的磁懸浮列車(chē)5.2.4磁懸浮鐵路德國(guó)的磁懸浮列5.2.4磁懸浮鐵路中國(guó)上海的磁懸浮列車(chē)5.2.4磁懸浮鐵路三、磁浮鐵路的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：1、克服了傳統(tǒng)輪軌鐵路提高速度的主要障礙，發(fā)展前景廣闊。2、速度高，可達(dá)400～600km/h3、列車(chē)能耗低5.2.4磁懸浮鐵路缺點(diǎn)：1、由于磁懸浮系統(tǒng)是以電磁力完成懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)功能的，斷電后磁懸浮的安全保障措施，尤其是列車(chē)停電后的制動(dòng)問(wèn)題仍然是要解決的問(wèn)題。其高速穩(wěn)定性和可靠性還需很長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行考驗(yàn)。2、常導(dǎo)磁懸浮技術(shù)的懸浮高度較低，因此對(duì)線路的平整度、路基下沉量及道岔結(jié)構(gòu)方面的要求較超導(dǎo)技術(shù)更高。3、超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)由于渦流效應(yīng)懸浮能耗較常導(dǎo)技術(shù)更大，冷卻系統(tǒng)重，強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)人體與環(huán)境都有影響。4、造價(jià)昂貴、不能利用既有線路以及速度優(yōu)勢(shì)不明顯。5.2.4磁懸浮鐵路5.3飛機(jī)場(chǎng)工程5.3.1機(jī)場(chǎng)概況一、民航運(yùn)輸機(jī)1、干線運(yùn)輸機(jī)：載客量>100人，航程>3000km2、支線運(yùn)輸機(jī)：載客量<100人，航程200～400km萊特兄弟飛機(jī)視頻各類(lèi)民航飛機(jī)Boeing777空中客車(chē)380協(xié)和超音速客機(jī)MD905.3.1機(jī)場(chǎng)概況二、民航機(jī)場(chǎng)分類(lèi)和組成

1、機(jī)場(chǎng)分類(lèi):國(guó)際機(jī)場(chǎng)、干線機(jī)場(chǎng)、支線機(jī)場(chǎng)2、機(jī)場(chǎng)的組成: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。5.3.1機(jī)場(chǎng)概況5.3.2機(jī)場(chǎng)的跑道方案機(jī)場(chǎng)跑道方案

一、跑道的分類(lèi)與構(gòu)成跑道按其作用可分為：主要跑道、輔助跑道、起飛跑道等三種。跑道的作用與構(gòu)成包括：跑道道肩、停止道、跑道端的安全區(qū)、凈空道、滑行道等5.3.2機(jī)場(chǎng)的跑道方案二、機(jī)場(chǎng)跑道長(zhǎng)度的限制條件5.3.2機(jī)場(chǎng)的跑道方案三、機(jī)坪與機(jī)場(chǎng)凈空區(qū)機(jī)坪：等待坪和掉頭坪機(jī)場(chǎng)凈空區(qū)：指飛機(jī)起飛著陸涉及的范圍，沿著機(jī)場(chǎng)周?chē)幸粋€(gè)沒(méi)有影響飛行安全的障礙物的區(qū)域。國(guó)際民航組織對(duì)機(jī)場(chǎng)的凈空區(qū)專(zhuān)門(mén)的要求如下圖所示：5.3.2機(jī)場(chǎng)的跑道方案機(jī)場(chǎng)凈空區(qū)要求5.3.2機(jī)場(chǎng)的跑道方案5.3.3航站區(qū)布局航站區(qū)主要有航站樓、站坪及停車(chē)場(chǎng)所等組成。上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)一、航站樓

1、布局：平面布局和豎向布局2、主要型式：線型、廊道型(上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng))、衛(wèi)星型(原北京國(guó)際機(jī)場(chǎng))、轉(zhuǎn)運(yùn)型二、站坪、機(jī)場(chǎng)停車(chē)場(chǎng)5.3.3航站區(qū)布局5.3.4機(jī)場(chǎng)維護(hù)區(qū)及環(huán)境一、機(jī)場(chǎng)維護(hù)區(qū)機(jī)場(chǎng)維護(hù)區(qū)是飛機(jī)維修，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)等設(shè)置的地方。

二、機(jī)場(chǎng)環(huán)境問(wèn)題1、機(jī)場(chǎng)周?chē)h(huán)境：聲環(huán)境、空氣環(huán)境、水環(huán)境2、機(jī)場(chǎng)營(yíng)運(yùn)環(huán)境：凈空環(huán)境、電磁環(huán)境、預(yù)防鳥(niǎo)擊飛機(jī)3、機(jī)場(chǎng)內(nèi)部環(huán)境：機(jī)場(chǎng)的內(nèi)部環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)是聲環(huán)境，機(jī)場(chǎng)建筑物要進(jìn)行合理的聲學(xué)設(shè)計(jì)。5.3.4機(jī)場(chǎng)維護(hù)區(qū)及環(huán)境5.4隧道工程

世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展合作組織（OECD）對(duì)隧道所下的定義為：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。隧道的種類(lèi)很多，按用途分,有鐵路隧道、公路隧道、公鐵兩用隧道等；按斷面形狀分,有圓形隧道、拱形隧道、卵形隧道、矩形隧道等；按位置分，有傍山隧道、越嶺隧道、水底隧道和地下隧道等；按襯砌結(jié)構(gòu)分，有之墻式襯砌隧洞、曲墻式襯砌隧道、曲邊墻叫仰拱襯砌隧道等；按隧道內(nèi)鐵路線路數(shù)分，有單線隧道、雙線隧道和多線隧道等。隧道結(jié)構(gòu)：洞身：隧道結(jié)構(gòu)的主體部分。襯砌：承受地層壓力，維持巖體穩(wěn)定，阻止坑道周?chē)貙幼冃蔚挠谰眯灾挝?。它由拱圈、邊墻、托梁和仰拱組成。洞門(mén)——位于隧道出入口處，用來(lái)保護(hù)洞口土體和邊坡穩(wěn)定，排除仰坡流下的水。它由端墻、翼墻及端墻背部的排水系統(tǒng)所組成。

5.4隧道工程

英吉利海峽隧道視頻5.4.1公路隧道

一、公路隧道線路公路隧道的各種主要斷面形狀公路建筑限界公路隧道橫斷面凈空

5.4.1公路隧道

二、公路隧道通風(fēng)公路隧道空氣污染造成危害的主要原因是一氧化碳。通風(fēng)方式的種類(lèi)：5.4.1公路隧道

三、公路隧道施工

施工的主要程序:5.4.1公路隧道

施工方法：新奧法(NATM):新奧法的概念是奧地利學(xué)者拉布西維茲教授于1948年提出的，它是以既有隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論基礎(chǔ)，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。挪威法（NMT）：是20世紀(jì)90年代在西北歐隧道工程中發(fā)展起來(lái)的一種新方法，該法根據(jù)隧道質(zhì)量指標(biāo)Q值進(jìn)行圍巖分類(lèi)并選定支護(hù)，是對(duì)新奧法的完善、補(bǔ)充和發(fā)展。5.4.1公路隧道

5.4.2鐵路隧道

一、地鐵車(chē)站的站臺(tái)型式：島式站臺(tái)、側(cè)式站臺(tái)和島側(cè)混合式站臺(tái)。二、地鐵隧道施工地下鐵道的施工方法概括起來(lái)有兩大施工方式：明挖法和暗挖法。明挖法(基坑法)：從地面向下開(kāi)挖，并在欲建地下鐵道結(jié)構(gòu)的位置進(jìn)行結(jié)構(gòu)的修建，然后在結(jié)構(gòu)上部回填土及恢復(fù)路面。5.4.2鐵路隧道

暗挖法主要方法：盾構(gòu)法、注漿法、沉管法和頂管法盾構(gòu)施工法的示意圖5.4.2鐵路隧道

盾構(gòu)拼裝出洞的順序5.4.2鐵路隧道

5.4.3水底隧道

在有大噸位船舶航行的水域，或穿越水域的鐵路運(yùn)量和輸密度很大，或在城市內(nèi)河流兩岸建筑物密集區(qū)，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，可考慮修建水底隧道。水底隧道一般由岸邊敞口段，岸邊暗挖段和水底暗埋段三部分組成。5.4.3水底隧道

一、水底隧道埋置深度的影響因素

1、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

2、施工方法要求

3、抗浮穩(wěn)定的需要

4、防護(hù)要求

二、水底隧道的斷面形式

圓形斷面、拱形斷面、矩形斷面

5.4.3水底隧道

三、隧道防水1、防水混凝土2、壁后回填3、圍巖注漿4、雙層襯砌5.4.3水底隧道

四、世界著名的隧道工程日本青函海底隧道世界上最長(zhǎng)的隧道5.4.3水底隧道

英吉利海峽隧道5.4.3水底隧道

仙尼斯隧道：連接法國(guó)、意大利兩國(guó)，長(zhǎng)12900米，雙線，建于1857—1871年。圣哥達(dá)隧道：位于瑞士境內(nèi)，長(zhǎng)15000米，雙線，建于1872—1882年。辛普倫隧道：連接瑞士意大利的一座鐵路長(zhǎng)隧道，長(zhǎng)19800米。第一號(hào)隧道