道路铁路隧道工程.ppt
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1、土木工程概论,2.2土木工程的类型,2.2.1建筑工程2.2.2桥梁工程2.2.3公路与城市道路工程2.2.4铁路工程2.2.5隧道工程2.2.6水利工程2.2.7港口工程2.2.8海洋工程2.2.9给水和排水工程2.2.10环境工程,公路与城市道路工程,2.2.3.1 引言道路工程,指通行各种车辆和行人的工程设施。根据其所处的位置、交通性质、使用特点等可分为公路、城市道路、厂矿道路、农村道路及人行小路等。我国近代道路建设起步较晚,1913年才修建第一条汽车公路-湖南长沙至湘潭的公路,全长50km。,中国第一条公路长潭公路,1913年,湖南人修建了中国第一条公路长潭公路,使长沙、湘潭这两个当时
2、湖南最大的城市之间除了有水路交通的便利外,又有了陆路交通的便利。它是中国第一条标准汽车公路,在我国公路史上占有重要地位,还标志着湖南现代公路运输的开端。长潭公路全长50公里,总计全路完成基土石56.6万立方米,铺砂3.4825万立方米,修成大小桥梁31座,涵洞86座,东岸码头一处,驳岸5处,总耗资90万银元。这条公路在未修建完成就已饱经风霜,从开工到竣工,经过四兴三辍,历时9年。1913年春,都督谭延以军事运输为目的设立了湖南军路局,主持修建长沙至湘潭的公路,开中国按汽车通行标准修筑公路的先河。当年就在原驿道上改建成长沙至大托铺一段。同年,继任督军汤芗铭下令停修。1916年谭延第二次督湘,促成
3、复工,至1917年1月建成大托铺至易家湾路段;9月傅良佐督湘,因军阀混战再次停修。1918年恢复修建,因经费困难,进度缓慢。1919年4月张敬尧上台,撤销军路局,改设路政科,6月从湖田处拨部分经费修建朝阳桥、暮云桥,不久又因经费拮据停工。1920年6月谭延第三次督湘,才又继续修筑,至1921年11月终于全线竣工通车。,道路的基本组成,2.2.3.2 道路的基本组成-线路、路基、路面1、线路公路与城市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。在转折点两侧相邻直线处,为满足车辆行驶和速度要求,要有一定半径的曲线连接。故线路在平纵面上都是由直线和曲线组成的。,道路的基本组成
4、,公路中线在平面上的投影称“平面线形”,它是由直线、圆曲线和缓和曲线3部分组成。通过公路中线的竖向剖面称“线路纵断面”,它反映线路的起伏和设计线路的坡度。设计线路由直线(坡度线,有上坡和下坡)和曲线(竖曲线,有凸形和凹形)组成。为保证行车安全,应将行车弯道部分做成外侧高、内侧低的单斜面,这种做法称超高。,道路的基本组成-路基,2、路基道路路面下的基础部分称路基。路基设计的3个基本要求:(1)、具有足够的承载力和刚度(2)、具有足够的整体稳定性,不致产生路基的整体滑塌(3)、具有足够的水温稳定性,即在地面水、地下水或冰冻时不致显著的降低承载力。,道路的基本组成-路基,路基根据横断面的不同可分为路
5、堤、路堑和半填、半挖三种基本形式。,a)路堤;b)路堑;c)半填半挖路基,道路的基本组成-路面,3、路面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称为路面。路面按荷载作用下的工作特性分为柔性路面、刚性路面和半刚性路面。路面按技术条件及面层类型不同,有高级、次高级、中级和低级4种。路面结构包括面层、联结层、基层、底基层、垫层等层次。,公路横断面一般布置图,公路横断面一般布置图,道路的基本组成,4、道路设计时的技术标准:(1)、线形标准,用于确定线路线形几何尺寸的技术指标;(2)、净空标准,用于确定路面宽度、桥梁和隧道的净空尺寸要求;(3)、载重标准,用于结构设计。,高速公
6、路,高速公路是全封闭、全部立体交叉、路中央有分隔带的现代化汽车公路。我国规定高速公路的设计行车速度最低60km/h,最高120km/h。,高速公路,高速公路的社会效益和经济效益主要表现:1、运输效率高,较低的里程承担较高的运输量;2、技术效益好,运输成本比一般公路低;3、安全效益可观,现代化管理大大减少交通事故;4、加速城市发展,城市间高速公路带动以高速公路为轴心形成一系列卫星城镇的建设;5、刺激工业发展,推动汽车工业、机械、冶金、材料的发展;6、带动第三产业发展,带动旅游业、商业、饮食业、游乐及体育和与交通运输业配套的服务业的发展;7、协调经济联合与合作,有利于地区发展的均匀化。,我国高速公
7、路发展大事记,据交通部公路司提供的资料,在中国高速公路发展史上的大事有:、年,我国第一条高速公路沪嘉高速公路建成:上海至嘉定高速公路是我国第一条按高速公路工程技术标准设计、施工的高等级公路工程,是交通部“七五”期间重点建设项目,这条路位于上海市区的西北地带,是国道(上海至烟台)的入沪路段。年月开工建设,年月建成通车,全长公里。全路设计行车时速公里,双向车道,中央分隔带宽米,全封闭,全立交,沿线建有大型互通式立交桥座,设有完整的交通标志、标线和交通监控系统。全线路面平坦舒展,行车安全、快捷、舒适。这条路通车后,年平均交通量增长幅度达。沪嘉高速公路的建成,结束了我国大陆没有高速公路的历史,对其他地
8、区高速公路的建设起到推动、示范作用。,我国高速公路发展大事记,、年月,第一次全国高等级公路建设现场会在沈阳召开,这次会议是专题研究高等级公路建设的第一次会议,提出了今后建设高等级公路的条政策措施:规划和建设要分层负责,国家负责规划,地方负责建设;长远规划可分阶段实施;实行多渠道筹资;采取优惠政策;动员社会力量;合理选线;建好一条管好一条;坚持收好各项规费,为新线建设积累资金;改变资金补助办法,哪里准备工作做得好,就优先予以补助;加强规划和前期工作。、年月,沈大高速公路通车。沈阳至大连高速公路全长公里,是国家“七五”重点建设项目,年月开工,年月建成通车,在年零个月时间里,辽宁省举全省之力,艰苦奋
9、战建成。沈大高速公路连接沈阳、辽阳、鞍山、营口、大连个城市,是当时我国公路建设项目中规模最大、标准最高的艰巨工程,全部工程由我国自行设计、自行施工,开创了我国建设长距离高速公路的先河,为年代我国大规模的高速公路建设积累了经验。,我国高速公路发展大事记,、山东会议:年月交通部在山东召开了全国公路建设工作会议,明确了建设“两纵两横三个重要路段”的国道主干线任务。此后,全国掀起了高速公路建设的高潮,对我国尚处于起步阶段的高速公路建设是极大的推动。从年至年的年中,全国高速公路建设速度加快,共建成高速公路公里,京津塘、济青、京石、首都机场、太旧、郑开等一大批高速公路相继建成通车。、年京津塘高速公路通车,
10、这是我国第一条经国务院批准利用世界银行贷款建设的跨省、市的高速公路工程,全长公里,时速公里,设置监控、通信、收费、照明等服务设施。通过这条路的修建,我国制定了第一个高速公路工程技术标准。、年底济青高速公路通车,西起济南,东至青岛,全长公里,双向四车道,设计时速公里。年月开工建设。、年月成渝高速公路通车,全长公里,年月开工。,我国高速公路发展大事记,、年月沪宁高速公路通车,年月开工,全长公里,双向四车道,设计时速公里。、福州会议:年下半年,党中央、国务院作出了实施积极财政政策、加快基础设施建设、扩大内需的决策,决定在年加快公路建设。交通部在福州召开了全国加快公路建设工作会议,会议对加快高速公路建
11、设做出了部署。提出到年,“两纵两横三条重要路段”中的北京至沈阳、北京至上海和西南出海通道要全线贯通,高速公路超过公里。年一年,全国公路建设完成投资亿元,建成高速公路公里。、年,全国高速公路总里程达到公里,居世界第四。、年,全国高速公路总里程突破万公里,接近世界第三水平。、年,京沈高速公路通车。、年月日,京沪高速公路通车。、年底,全国高速公路总里程达到万公里,居世界第三位。,我国高速公路发展大事记,沪宁高速公路,铁路工程-引言,1825年9月27日,世界第一条真正意义上的铁路在英国的斯托克顿(Stockton)和达灵顿(Darlinton)之间开通。该铁路线全长21km,采用铸铁轨铺设,轨距14
12、35mm(现在的标准轨距),由史蒂芬森设计的蒸汽机车牵引90t的客货混编列车在上面运行,最初的速度为4.5km/h,后来达到24km/h。,铁路工程-引言,我国最早的一条铁路于1865年英商在北京宣武门外修建了一条长约0.5公里的展览铁路,不久被清政府拆除。京张铁路是中国自己筹款,中国人自己勘测、设计、施工的第一条铁路。它的建成,揭开了中国铁路建筑史上的崭新的一页。1905年,正当英、俄两国激烈争夺中国华北路权时,清政府决定自建京张铁路,任命詹天佑为京张铁路局会办兼总工程师。詹天佑面对外国人的冷言恶语和封建官僚的嘲笑议论,毅然挑起重担。从3月开始,他亲自率领中国工程技术人员,背上标杆,分别勘测
13、了数条线路。经过缜密计算和反复比较,最后选定关沟段进行复测。8月定测完毕,10月开始动工。京张铁路自北京丰台到张家口,全长201.2公里。其中关沟段穿越军都山,最大坡度为33,最小曲线半径182.5米,隧道4座,计长1,644米,采用“之”字形线路,工程非常艰巨。经过4年奋战,1909年9月全线提前胜利完工。,铁路工程-引言,“五纵三横”主干线五纵1.京沪线跨越省市区:京-津-冀-鲁苏-皖-沪经过的城市:北京、天津-德州-济南-徐州-蚌埠-南京-镇江-常州-无锡-上海经过的地形区:华北平原-江淮平原-长江三角洲重要意义:沟通了华北与华东,是东部沿海的交通大动脉2.京九线/color跨越省市区:
14、京-津-冀-鲁-豫-皖-鄂-赣-粤-港经过的城市:北京-霸州-衡水-商丘-潢川-麻城-九江-南昌-赣州-龙川-深圳-九龙经过的地形区:华北平原-江淮平原-鄱阳湖平原-江南丘陵-珠江三角洲重要意义:缓解京广线、京湖沪线的运输压力,加速老区脱贫致辞富,维护港澳的稳定繁荣,铁路工程-引言,3.京广线跨越省市区:京-冀-豫-鄂-湘-粤经过的城市:北京-石家庄-邯郸-新乡-郑州-武汉-长沙-株洲-衡阳-韶关-广州经过的地形区:华北平原-洞庭湖平原-江南丘陵-南岭-珠江三角洲重要意义:沟通了华北、华中与华南,我国铁路网的中轴,运量最大的南北大动脉4.焦柳线跨越省市区:豫-鄂-湘-桂经过的城市:焦作-洛阳-
15、襄樊-枝城-怀化-柳州经过的地形区:豫西山地-江汉平原-湘西山地-两广丘陵重要意义:改善铁路布局,提高晋煤南运能力,分流京广线运量5.宝成-成昆线跨越省市区:陕-甘-川-滇经过的城市:宝鸡-成都-攀枝花-昆明经过的地形区:秦巴山地-成都平原-云贵高原重要意义:促进西南地区经济建设,加强民族团结,铁路工程-引言,三横1.京包-包兰线跨越省市区:京-冀-晋-内蒙古-宁-甘经过的城市:北京-大同-集宁-呼和浩特-包头-银川-中卫-兰州经过的地形区:冀北山地-内蒙古自高原-河套平原-宁夏平原重要意义:促进华北与西北联系,分担陇海线运量,建设民族地区,巩固边防2.陇海-兰新线跨越省市区:苏-皖-豫-陕-
16、甘-新经过的城市:连云港-徐州-商丘-开封-郑州-洛阳-西安-宝鸡-兰州-乌鲁木齐-阿拉山口经过的地形区:黄淮平原-黄土高原-河西走廊-吐鲁番盆地-准噶尔盆地重要意义:沟通东部和西北,促进西北发展,巩固边防,加速沿线工业的发展。3.沪杭-浙赣-湘黔-贵昆线跨越省市区:沪-浙-赣-湘-黔-滇经过的城市:上海-杭州-鹰潭-萍乡-贵阳-六盘水-昆明经过的地形区:长江三角洲-江南丘陵-云贵高原重要意义:横贯江南的东西干线,加强华东、中南、西南的联系,与长江航线相辅相成,铁路工程-引言,“十五”期间我国建设“八纵八横”铁路网八纵是指:京哈通道(北京哈尔滨满洲里);沿海通道(沈阳大连烟台无锡上海杭州宁波温
17、州厦门广州湛江);京沪通道(北京上海),建设京沪高速铁路;京九通道(北京南昌深圳九龙);京广通道(北京武汉广州);大湛通道(大同太原焦作洛阳石门益阳永州柳州湛江海口);包柳通道(包头西安重庆贵阳柳州南宁);兰昆通道(兰州成都昆明)。八横是指:京兰通道(北京呼和浩特兰州拉萨),建设青藏铁路;煤运北通道(大同秦皇岛、神木黄骅);煤运南通道(太原德州、长治济南青岛、侯马月山新乡兖州日照);陆桥通道(连云港兰州乌鲁木齐阿拉山口);宁西通道(西安南京启东);沿江通道(重庆武汉九江芜湖南京上海);沪昆(成)通道(上海株洲怀化贵阳昆明怀化重庆成都);西南出海通道(昆明南宁黎塘湛江)。,铁路工程-引言,成渝铁
18、路自四川成都至重庆,是新中国成立后建成的第一条干线铁路,全长505公里,1950年6月开工,1952年6月通车,1953年7月交付运营。成昆铁路成昆铁路自程度南站至昆明,全长1,091公里。1958年开工,1970年7月通车,1970年12月交付运营。线路穿越大小凉山,有深二三百米的“一线天”峡谷。从金口河到埃岱58公里线路上有隧道44座。从甘洛到喜德120公里地段4次盘山绕行50公里,13次跨牛日河,其间有66公里隧道和10公里桥梁。过喜德后8次跨安宁河,在三堆子过金沙江。金沙江河谷是著名的断裂带地震区,线路在河谷3次盘山,47次跨龙川江,然后南下至昆明。成昆铁路土石方工程近1亿立方米,隧道
19、427座,延长345公里,桥梁991座,延长106公里,桥隧总延长占线路长度的41%。全线122个车站中有41个因地形限制而设在桥梁上或隧道内。这条铁路是西南地区的路网骨架,对开发西南资源,加速国民经济建设,加强民族团结和巩固国防都具有重要意义。1995年11月17日,纵贯甫北9省市的京九铁路全线铺通。京九铁路位于京沪、京广两大南北干线之间。北起北京,南至深圳,连接香港九龙,跨越京。津、冀、鲁、豫、皖,鄂、赣、粤9省市。全长2381公里,另加天津至霸州和麻城至武汉联络线,总长2536公里。1993年开工以来共完成土石方26亿立方米,架设桥梁207公里,开凿隧道56公里。京九铁路是中国铁路建设史
20、上规模最大、工期最紧、一次建成里程最长的铁路干线,是中国铁路发展史上的一个创举,它的建成对中国国民经济的发展将产生深远的影响。,铁路工程,铁路的基本组成-线路、路基、线路上部建筑狭义地讲,铁路是由线路、路基、道床、轨枕和钢轨所构成的运输线路,包括铁路桥梁、铁路隧道和各种辅助设施,道床、轨枕、钢轨和道岔叫做线路上部建筑。广义地讲,铁路是指铁路运输系统或铁路运输业。铁路运输系统的技术设备除线路外,还有机车、车辆和通信、信号、调车、装卸车设备等。铁路运输系统的生产经营活动有行车组织、客货运业务以及各项有关的组织和管理工作。,线路,线路 铁路线路是铁路横截面中心线在铁路平面中的位置,以及沿铁路横截面中
21、心线所作的纵断面状况。铁路线路在平面上由直线和曲线组成,而曲线则采用圆曲线,并在圆曲线和直线之间插入缓和曲线,使作用在列车上的离心力平稳过渡。列车在曲线上须限速行驶。根据各级铁路旅客列车最高行车速度的要求,规定了圆曲线的最小半径。为适应地形起伏以减少工程量,铁路线路可在纵断面上设置上坡、下坡和平道。列车在坡道上行驶时,其重量平行于坡道方向的分力便成为车辆行驶的阻力,称为坡道阻力。纵坡越大,其坡道阻力也越大,而机车克服坡道阻力后所剩余的牵引力就越小。这就影响到机车所能牵引的列车重量,也直接影响到线路的运输能力。,路基,路基 路基是铁路线路承受轨道和列车荷载的地面结构物。路基工程是道路工程中的一项
22、重要工程。路基工程质量的好坏,直接影响到结构物的排水稳定、使用品质、旅客的舒适和正常的行车交通,对国民经济建设具有重要意义。路基工程有其特点和要求。主要是路线长,通过的地带类型多,技术条件复杂,受地形、气候和水文地质条件影响很大。路基按其断面的填挖情况分为路堤式、路堑式、半填半挖式三类。路基顶面的宽度,根据铁路等级、轨道类型、道床标准、路肩宽度和线路间距等因素确定。路基两侧必须设置排水沟以保证线路排水、铁路畅通。,路基的特点,路基的特点和要求 路基工程是道路工程中的一项重要工程。它是路面的基础,公路的主体,它与桥梁和环境景观相协调,可谓形成一门凝固的艺术。路基工程质量的好坏,直接影响到结构物的
23、排水稳定、公路使用品质、旅客的舒适和正常的行车交通,对国民经济建设具有重要意义。路基工程的特点是路线长,通过的地带类型多,技术条件复杂,受地形、气候和水文地质条件影响很大。如公路可能通过平原、丘陵或山岭,还有河川、沼泽、岩石、冰雪(或永冻土),沙漠或盐渍土等,除一般的施工技术外,还要考虑软土压实、桩基、边坡稳定、挡土墙和其它人工调治结构物等。此外,路基工程的土石方数量大,劳力和机械用量多,施工工期长。在城市道路中,除征地拆迁外,碰到的隐蔽工程多,如给水管、污水管、煤气管、电缆或蒸汽管线等,需与有关部门相互协调,公共关系比较复杂。,路基工程基本要求,路基工程设计必须满足如下基本要求:1、具有足够
24、的强度 路基和路面的自重以及行车荷载会对路基产生压力,路基会产生一定变形要有一定的抵抗变形的能力,使在荷载作用下不致发生超过允许的变形。2、具有足够的水温稳定性 路基受大气、水文和地质条件影响很大。路基应在地面水和地下水作用下不致显著地降低强度,在冰冻地区不致造成冻融翻浆和强度急剧下降,这就要求路基具有足够的水温稳定性。3、具有足够的整体稳定性 路基施工改变了地面的天然平衡状态。挖方路堑边坡可能失稳,陡坡路堤可能沿地表整体下滑,软土路基可能整体滑坍等。路基设计时必须采取技术措施如排水、边坡加固或设置挡土墙等,确保路基的整体稳定性。路基设计时应充分考虑路基自然因素和人为因素,掌握和驾驭水温变化的
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