第四章 道路铁路 桥梁工程

1、第四章第四章 道路、铁路和桥梁工程道路、铁路和桥梁工程 第一节第一节 概概 述述 一、一、21世纪我国交通运输发展趋势、发展目标世纪我国交通运输发展趋势、发展目标 和任务和任务 v改革开放以来，我国加快了交通基础设施建 设，交通运输成为经济建设的战略重点。尤 其是20世纪90年代以来，我国采取了一系列 重大举措，如增加了投资力度，促进了交通 运输快速发展，初步解决了煤炭等大宗散货 运输的紧张矛盾。目前，我国交通运输发展 正从“限制型”向“适应型”转变。 我国交通运输发展目标我国交通运输发展目标： 到21世纪中叶，建立一个可持续性的，以高速化和智能化为目标的新型 综合交通运输体系，并成为世界交通

2、强国和运输大国；交通科学技术达到 世界先进国家水平，交通运输技术装备、运输组织与运输管理，进入世界 先进水平行列；铁路(含高速铁路)成为世界上最发达的系统；公路及其运 输系统在世界上名列前茅；航空运输成为世界上最大的市场之一；水运成 为世界航运强国。 为实现上述目标，我国交通运输发展任务包括以下三个方面。 1.继续加强交通基础设施建设，建立现代化交通运输体系。 2.不断提高运输速度，大力发展高速交通。 3.依靠科技进步，促进交通运输可持续发展。 二、现代化的交通运输二、现代化的交通运输 (一一)交通运输系统现代化交通运输系统现代化 v交通运输系统所需要适应的需求是多方位的，基本可以反 映为如下

3、三方面的需求。 v1.适应经济发展的需求：建设国际经济中心城市；带动区 域经济的发展；创造良好的投资环境；促进产业结构的调 整等。 v2.适应社会发展的需求：建设支持城市群体可持续发展的 交通运输系统，支持城市结构及布局的调整；为市民提供 高水平的交通运输服务；迎接WTO的挑战等。 v3.适应生态环境持续发展的需求：建立生态条件良好的交 通空间；降低交通环境污染程度；减少交通运输系统建设 及运行对自然界资源的消耗等。 （二）交通运输方式（二）交通运输方式 1.综合运输系统综合运输系统 综合运输体系的关键在于五种运输方式之间的联合贯通与协作配 合。它要求各种运输方式在建设上要统筹规划，协调发展，

4、合理布局； 在组织管理上要扩大网络，资源整合，动作协同。综合运输体系由硬 件设施与软件服务相结合的三个子系统组成：一是具有一定技术装备 的综合运输网及其结合部系统；二是综合运输生产与装备系统；三是 充分体现市场经济规律的综合运输组织管理和协调系统。 2.铁路运输铁路运输 v 铁路与公路、水运、航空、管道等运输方式组成国家交通运输网。 铁路运输与其他运输方式相比较，具有运量大、运送速度快、不受气 候条件的影响、运输准时、使用方便等特点。铁路与其他陆上运输方 式比较，还具有占地少、能耗低、事故少、污染少等优势。所以，铁 路在国民经济中承担着大部分的客货运输任务，是我国交通运输网的 骨干之一。 3.

5、道路运输道路运输 v道路运输是一种机动灵活、简捷方便的运输方式，在中短途货物的运 输中，要比铁路、航空运输具有更大的优越性。道路运输已渗入到经 济建设和社会生活的各个方面，在国民经济中占有越来越重要的地位。 高速公路的建设和使用，为汽车快速、高效、安全、舒适地运行提供 了良好的条件，标志着我国的道路运输事业和科学技术水平进入了一 个崭新的时代。 4.航空运输航空运输 v 航空运输是指采用商业飞机运输货物的商业活动，是目前国际上一 种安全迅速的运输方式。它具有以下特点：具有较高的运输速度；航 空运输最适合于鲜活易腐商品和季节性强的商品运送；安全准确；可 节省包装、保险、利息等费用。 5.航道运输

6、航道运输 v（1）内河运输 内河运输是水上运输的一个重要组成部分，同时，也 是连接内陆腹地和沿海地区的纽带。它具有运量大、投资少、成本低、 耗能少的特点，对一个国家的国民经济和工业布局起着重要的作用。 世界各国都很重视本国内河运输系统的建设。 v（2）海洋运输 海洋运输是历史悠久的国际贸易运输方式。由于国际 贸易是进行世界范围的商品交换，地理条件决定了海上运输的重要作 用。目前国际贸易总运量中2/3以上的货物是利用海上运输完成的， 从而使海上运输成为国际贸易中最重要的运输方式。海洋运输具有以 下特点：运输量大；通过能力强；运费低廉；速度较低；风险较大。 6.管道运输管道运输 v管道运输是随着石

7、油的生产而产生和发展的。它是运输通道和运输工 具合二为一的一种专门运输方式。现代管道不仅可以输送原油，各种 石油成品、化学品、天然气等液体和气体物品，而且可以运送矿砂、 碎煤浆等。 第二节第二节 道路工程道路工程 v现代交通运输体系由道路、铁路、水运、航空和管道五种运输方式组成， 它们共同承担客、货的集散与交流，在技术与经济上又各具特点。道路 运输从广义来说，是指货物和旅客借助一定的运输工具，沿道路某个方 向，做有目的的移动过程；从狭义来说，道路运输则是指汽车在道路上 有目的的移动过程。道路运输是交通运输的重要组成部分。 v道路是供各种车辆和行人通行的工程设施。道路的主要功能是作为城市 与城市

8、、城市与乡村、乡村与乡村之间及内部的联络通道。道路的修建 促进了人类的进步，而人类的进步又促进了道路的建设。现代道路的修 建始于18世纪的英国和法国，当时对道路已有排水良好、路基密实等要 求。汽车的出现使得路面荷载要求不断增长，对道路又提出了更高的要 求。 v道路工程则是以道路为对象而进行的规划、设计、施工、养护与管理工 作的全过程及其工程实体的总称。 v一、道路的分类和组成一、道路的分类和组成 v 1.道路的分类 v 道路根据其所处的位置、交通性质、使用特点等可分为公路、城市道路、 专用道路及乡村道路等。 v（1）公路 公路是指连接城市与乡村的、主要供汽车行驶的具备一定技术条 件和设施的道路

9、。公路按其重要程度和使用性质可划分为：国家干线公路(简 称国道)、省级干线公路(简称省道)、县级公路(简称县道)和乡级公路(简称乡 道)。 v（2）城市道路 城市道路是指在城市范围内，供车辆及行人通行的，具备一 定技术条件和设施的道路。城市道路是城市组织生产、安排生活、搞活经济、 物质流通所必须的交通设施。 v （3）专用道路 专用道路是指由工矿、农林等部门投资修建，主要供该部 门使用的道路。包括厂矿道路、林区道路等。 v （4）乡村道路 乡村道路是指建在乡村、农场、主要供行人及各种农业运 输工具通行的道路。 v 各类道路由于其位置、交通性质及功能均不相同，在设计时其依据、标准 及具体要求也不

10、相同。 v 2.道路的组成 v道路是一种线形工程结构物，它包括线形组成和结构组成两部分。 v（1）线形组成 道路的中线是一条三维空间曲线，称路线。线形就是指 道路中线在空间的几何形状和尺寸。道路中线在水平面上的投影称为路 线平面。反映路线在平面上的形状、位置及尺寸的图形称为路线平面图。 用一曲线沿道路中线竖直剖切展成的平面称为路线纵断面。空间线形通 常是用线形组合、透视图法、模型法来进行研究的。（2）结构组成 v1）路基 路基是道路结构体的基础，是由土、石材料按照一定尺寸、结 构要求所构成的带状土工结构物。路基必须稳定坚实。道路路基的结构、 尺寸用横断面表示。 v 2）路面 路面是在路基表面的

11、行车部分，是用各种筑路材料分层铺筑 的结构物，以供车辆在其上以一定的速度，安全、舒适地行驶。路面使 行车部分加固，使之具有一定的速度、平整度和粗糙度。 v 3）桥涵 道路在跨越河流、沟谷和其他障碍物时所使用的结构物称为 桥涵。桥涵是道路的横向排水系统之一。 v v 4）排水系统 v 可分为纵向排水系统和横向排水系统；按排水位置又分为地面排水 和地下排水设施两部分。地面排水设施用以排除危害路基的雨水、积水 及外来水；地下排水设施主要用于降低地下水位及排除地下水。 5）隧道 v6）防护工程 v7）特殊构造物 v8）沿线设施 v二、公路二、公路 v公路是设置在大地表面供各种车辆行驶的一种带状构筑物。

12、 v（一）公路的功能（一）公路的功能 v公路主要承担中、短途运输任务；补充和衔接其他运输方式，担任大运 量运输的集散运输任务；在特殊条件下，也可独立担负长途运输任务， 特别是随着高速公路的发展，中、长途运输的任务将逐步增大。 v（二）公路分级与技术标准（二）公路分级与技术标准 v1.公路分级 v我国JTG B01-2003公路工程技术标准将公路划分为两类五级，即汽 车专用公路和一般公路两大类及高速公路、一级公路、二级公路、三级 公路和四级公路五个等级。 v（1）汽车专用公路汽车专用公路是指实行汽车与非机动车、其他机动 车以及行人分离的，专供汽车行驶的道路。分为高速公路、一级公路和 二级公路，使

13、用寿命为15-20年。 （2）一般公路一般公路是指供汽车及其他车辆、行人等混合交通使用 的公路，包括部分二级公路、三级公路和四级公路，使用寿命在15年以 下。 v2.公路技术标准 v 一般有“几何标准”、“载重标准”和“净空标准”等，在公路设计 时必须严格遵守。 v“几何标准”，或称“线形标准”，主要是确定路线线形几何尺寸的技 术标准。“载重标准”是用于道路的结构设计，它的主要依据是汽车的 载重标准等级。“净空标准”，是根据不同汽车的外轮廓尺寸和轴距来 确定道路的尺寸。 v(三三) 公路建设公路建设 v1.公路的路基建设 路基是行车部分的基础，它由土、石按照一定尺寸、结构要求建筑 成带状土工结

14、构物， v公路路基的横断面组成有：路堤、路堑和填挖部分，如图4-1所示。 v其中路堤有一般路堤、软土路堤、沿河路堤、护脚路堤等； v路堑是开挖地面而成的路基，两旁设排水边沟，基本路堑形式有全挖式、 台口式和半山洞式； v填挖部分路基是路堤和路堑的结合形式。 v路基的几何尺寸由高度、宽度和边坡组成。路基高度由路线纵断面设计 确定；路基宽度则根据设计交通量和公路等级确定；路基边坡则会影响 路基的整体稳定性，必须正确设计。 v 图4-1公路路基横断面形式 (a)路堤；(b)路堑 2.公路的路面建设 公路路面是用各种坚硬材料分层铺筑而成的路基顶面的结构物，以供 汽车安全、迅速和舒适地行驶。因此路面必须

15、具有足够的力学强度和良好 的稳定性，以及表面平整和良好的抗滑性能。路面结构如图4-2所示。 图4-2路面结构图 (a) 低、中级路面；(b)高级路面 （四）高速公路（四）高速公路 v 高速公路是20世纪30年代在西方发达国 家开始出现的、专门为汽车交通服务的基础 设施。高速公路在运输能力、速度和安全性 方面具有突出优势，对实现国土均衡开发、 建立统一的市场经济体系、提高现代物流效 率和公众生活质量等具有重要作用。目前全 世界已有80多个国家和地区拥有高速公路。 高速公路不仅是交通现代化的重要标志，也 是国家现代化的重要标志。 v1.高速公路的功能 v高速公路除具有普通公路的功能外，还具有 其自

16、身的特殊功能。 v （1）交通限制、汽车专用 v （2）分隔行驶 v （3）沿线封闭、控制出入 v （4）高标准线形 v （5）设施完善 v2.高速公路的特点 v （1）车速高高速公路由于速度提高，使行驶时间缩短，从而带来 巨大的社会效益和经济效益，对经济、军事、政治都有十分重要的意义。 v （2）通行能力大高速公路路面宽、车道多，可容车流量大，通行 能力大，根本上解决了交通拥挤与阻塞问题。高速公路的通行能力比一 般公路高出几倍乃至几十倍。 v（3）行车安全行车安全是反映交通质量的根本标志。因为高速公路有 严格的管理系统，全程采用先进的自动化交通监控手段和完善的交通设 施，全封闭、全立交、无横

17、向干扰，因此交通事故大幅度下降。 v（4）降低运输成本高速公路完善的道路设施条件使主要行车消耗 燃油与轮胎消耗、车辆磨损、货损及事故赔偿损失降低，从而使运输成 本大幅度降低。 v（5）带动了沿线发展高速公路的高能、高效、快速通达的多功能作用， 使生产与流通、生产与交换周期缩短，速度加快，促进了商品经济的繁 荣发展。在高速公路沿线，形成高速公路的“产业信息带”。 v3.高速公路沿线设施 v高速公路沿线设施包括安全设施、服务设施、高速公路交通控制与管理 设施以及高速公路的绿化等 v 安全设施一般包括标志(如警告、限制、指示标志等)、标线(用文字或 图形来指示行车的安全设施)、护栏(有刚性护栏、半刚

18、性护栏、柔性护 栏等)、隔离设施(如金属网、常青绿篱等)、照明及防眩设施(为保证夜间 行车的安全所设置的照明灯、车灯灯光防眩板等)、视线诱导设施(为保 证司机视觉及心理上的安全感，所设置的全线设置轮廓标等)、公路界碑、 里程标和百米标。 v 服务性设施一般有综合性服务站(包括停车场、加油站、修理所、餐厅、 旅馆、邮局、通讯、休息室、厕所、小卖部等)、小型休息点(以加油站 为主，附设厕所、电话、小块绿地、小型停车场等)、停车场等。 v 交通管理设施一般为高速管理入口控制、交通监控设施(如检测器监控、 工业电视监控、通讯联系的电话、巡逻电视等)、高速公路收费系统(如 收费广场、收费岛、站房、天棚等

19、)。 v环境美化设施是保证高速行车舒适和驾驶员在视觉上与心理上协调的重 要环节。因此，高速公路在设计、施工、养护、管理的全过程中，除满 足工程和交通的技术要求外，还要符合美学规律，经过多次调整、修改， 使高速公路当地的自然风景相协调而成为优美的带状风景造型。 v1.城市道路的组成 v 城市道路是由车行道、人行道、平侧石及附属设 施四个主要部分组成。 v （1）车行道 v （2）人行道 v （3）平侧石 v （4）附属设施 v 1）排水设施 v 2）交通隔离设施 v 3）绿化 v 4）地面上杆线和地下管网 v 5）其他，附属设施还包括路名牌、交通标志牌、 交通指挥设备、消火栓、邮筒以及为保护路基

20、设置 的挡土墙、护栏、护坡以及停车场、加油站等。 三、城市道路三、城市道路 v2.城市道路系统 v常用的道路网大体上可归纳成四种形式：方格式、放射环形式、自由式、 混合式。 v（1）方格式道路网方格式道路网又称棋盘式道路网，是道路网中常见 的一种形式。方格式道路网划分的街坊用地多为长方形，即每隔一定距 离设一干路及干路间设支路，分为大小适当的街坊。 v（2）放射环形式道路网放射环形式道路网，是国内外大城市和特大城 市采用较多的一种形式。放射环形式道路网以市中心为中心，环绕市中 心布置若干环形干道，联系各条通往中心向四周放射的干道。 v（3）自由式道路网自由式道路网往往是结合地形布置，路线弯曲，

21、无 一定的几何图形。此种道路网适用于自然地形条件复杂的城市。我国青 岛、重庆等城市的道路网即属于自由式道路网。 v （4）混合式道路网混合式道路网是结合城市的条件，采用几种基 本形式的道路网组合而成；目前不少大城市在原有道路网基础上增设了 多层环状路和放射形出口路，形成了混合式道路网。如北京、上海、天 津、沈阳、武汉、南京等均属这种道路网。 v3.城市道路的分类 v 城市道路的功能是综合性的，按照城市道路在道路系统中 的地位、交通功能以及沿街建筑物的服务功能等来划分城市 道路。目前一般将其划分为快速路(一般为汽车专用路)、主 干路(指全市性干道)、次干路(指地区性或分区干道)、支路 (指居住区

22、道路与连通路)。 v （2）主干路主干路是构成道路网的骨架，是连接城市各主要分区 的交通干道。以交通功能为主时，宜采用机动车与非机动车分流形式， 一般均为三幅路或四幅路，主干路的两侧不宜设置吸引大量车流、人流 的公共建筑物的进出口。 v （3）次干路次干路是城市的交通干路，兼有服务功能，次干路辅 助主干路构成城市完整的道路系统，沟通支路与主干路之间的交通联系， 因此起广泛连接城市各部分与集散交通的作用。 v （4）支路支路是联系次干路之间的道路，个别情况下亦可沟通主 干路、次干路。支路是用作居住区内部的主要道路，也可作居住区及街 坊外围的道路，在支路上很少有过境车辆交通。 v 第三节第三节 铁

23、路工程铁路工程 v一、铁路工程一、铁路工程 v铁路工程涉及到选线设计和路基工程两大部分。 1.铁路选线设计 铁路选线设计是整个铁路工程设计中一项关系全局的总体性工作。 选线设计的主要工作内容有。 （1）根据国家政治、经济和国防的需要，结合线路经过地区的自 然条件、资源分布、工农业发展等情况，规划线路的基本走向)，选定 铁路的主要技术标准。 （2）根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农 田、水利设施，来设计线路的空间位置。 v（3）研究布置线路上的各种建筑物，如车站、桥梁、隧道、涵洞、路 基、挡墙等，并确定其类型和大小，使其总体上互相配合，全局上经 济合理。 线路空间位置的设计是指

24、线路平面与纵断面设计。铁路线路平面 是指铁路中心线在水平面上的投影，它由直线段和曲线段组成。铁路 纵断面是指铁路中心线在立面上的投影，是由坡段及连接相邻坡段的 竖曲线组成。而坡段的特征用坡段长度和坡度值表示。 铁路定线就是在地形图上或地面上选定线路的走向，并确定线路的空间位 置。铁路定线的基本方法有套线、眼镜线和螺旋线等，如图4-3所示。 图4-3 铁路定线 (a)眼镜线；(b)螺旋线 v2.铁路路基 （1）横断面 形式有：路堤、半路堤、路堑、半路堑、不 填不挖等，如图4-4所示。路基由路基体和附属设施两部 分组成。路基面、路肩和路基边坡构成路基体。路基附属 设施是为了保证路肩强度和稳定，所设

25、置的排水设施(如 排水沟)、防护设施(如种草种树)与加固设施(如挡土墙、 扶壁支挡结构)等。 v（2）路基稳定性。路基受到列车动态作用及各种自然力 影响可能会出现的道碴陷槽、翻浆冒泥和路基剪切滑动与 挤起等现象，所以需要从以下的影响因素去考虑：路基的 平面位置和形状；轨道类型及其上的动态作用；路基体所 处的工程地质条件；各种自然营力的作用等。设计中心须 对路基的稳定性进行验算。 图4-4铁路路基横断面形式 (a)路堤；(b)路堑 v二、高速铁路二、高速铁路 v1.高速铁路的发展概况 v归纳起来，当今世界上建设高速铁路有下列几种模式。 v（1）日本新干线模式。全部修建新线，旅客列车专用(见图4-

26、5)。 v（2）法国TVG模式.部分修建新线，部分旧线改造，旅客列车专用。 v（3）德国ICE模式。全部修建新线，旅客列车及货物列车混用。 v（4）英国APT模式。既不修建新线，也不对旧线进行大量改造，主 要靠采用摆式车体的车辆组成的动车组;旅客列车及货物列车混用(见 图4-6)。 图4-5 日本新干线模式 图4-6 英国APT模式 v2.高速铁路的技术要求 v（1）为了保证列车能按规定的最高速度，安全、 平稳和不间断地运行，铁路线路不论就其整体来 说或者就其各个组成部分来说，都应当具有一定 的坚固性和稳定性。 v（2）高速列车的牵引动力是实现高速行车的重要 关键技术之一。它涉及到许多方面的新

27、技术。如： 新型动力装置与传动装置；牵引动力的配置已不 能局限于传统机车的牵引方式，而要采用分散的 或相对集中的动车组方式；高速条件下新的制动 技术；高速电力牵引时的受电技术和装备。适应 高速行车要求的车体及行走部分的结构以及减少 空气阻力的新外形设计等。这些均是发展高速牵 引动力必须解决的具体技术问题。 v（3）高速铁路的信号与控制系统是高速列车安全、高密度运行的基 本保证。它是集微机控制与数据传输于一体的综合控制与管理系统， 也是铁路适应高速运行、控制与管理而采用的最新综合性高技术，一 般统称为先进列车控制系统。如列车自动防护系统、卫星定位系统、 车载智能控制系统、列车调度决策支持系统、列

28、车微机自动监测与诊 断系统等。 v（4）通信在铁路运输中起着神经系统和网络的作用，它主要完成三 个方面的任务：保证指挥列车运行的各种调度指挥命令信息的传输； 为旅客提供各种服务的通信；为设备维修及运营管理提供通信条件。 列车运行速度的提高，对通信提出了更高的要求：通信应具有高可靠 性，以保证列车的高速运行安全；通信应保证运营管理的高效率，通 信与信号系统紧密结合，形成一个整体；通信与计算机和计算机网相 结合，形成一个现代化的运营、管理、服务系统；通信应完成多种信 息的传输和提供多种通信服务，多种通信方式结合形成统一的铁路通 信网。 v三、城市轻轨与地下铁道三、城市轻轨与地下铁道 v 1.城市轻

29、轨 v 城市轻轨是城市客运有轨交通系统的又一种形式，它与原有的有 轨电车交通系统不同。它一般有较大比例的专用道，大多采用浅埋隧 道或高架桥的方式，车辆和通信信号设备也是专门化的，克服了有轨 电车运行速度慢、正点率低、噪声大的缺点。它比公共汽车速度快、 效率高、省能源、无空气污染等。轻轨比地铁造价低，见效快。自20 世纪70年代以来，世界上出现了建设轻轨铁路的高潮。目前已有200 多个城市建有这种交通系统。 v轻轨适用于中等运量，多采用全封闭或半封闭方式，实行信号控制。 其线路在市区部分可置于地下或高架，在郊区部分一般多在地面运行。 轻轨平均速度为2025km/h，单向高峰流量1-3万人次/时采

30、用。适 用于道路坡道较大或弯曲的大中城市，也可在特大城市配合地铁在郊 区的延伸。在运输能力上有较大的灵活性，其造价仅为地铁的1/5-1/3。 v 2.地铁 v 地铁常建于城市中心地区，其特点是运 量大，能迅速疏散旅客，不易堵塞，运量 可达4-6万人次/h，速度可达30.60km/h，运 行采用全封闭信号控制，运行间隔为2- 2.5min。所以，凡城市运量在4万人次/h以 上的，可以选用地铁。地铁的安全、快速、 准时是其他轨道交通无法比拟的，但由于 造价昂贵(每公里造价达4-8亿元)，制约了 其发展。 v3.城市轻轨和地铁的特点 v 城市轻轨和地下铁道一般具有如下特点。 v （1）线路多经过居民

31、区，对噪声和振动的控制较严，除了对车辆 结构采取减震措施及修筑声屏障以外，对轨道结构也要求采取相应的 措施。 v （2）行车密度大，运营时间长，留给轨道的作业时间短，因而须 采用高质量的轨道部件，一般用混凝土道床等维修量小的轨道结构。 v （3）一般采用直流电机牵引，以轨道作为供电回路。为了减少泄 漏电流的电解腐蚀，要求钢轨与基础间有较高的绝缘性能。 v （4）曲线段占的比例大，曲线半径比常规铁路小得多，一般为 100m左右，因此要解决好曲线轨道的构造问题。 v 四、磁悬浮铁路四、磁悬浮铁路 v 1.磁悬浮铁路的概念 v磁悬浮铁路是一种新型的交通运输系统，它与传统铁路有着截然不同 的特点。磁悬

32、浮铁路上运行的列车，是利用电磁系统产生的吸引力和 排斥力将车辆托起，使整个列车悬浮在铁路上，利用电磁力进行导向， 并利用直流电机将电能直接转化成推进力来推动列车前进。 v与传统铁路相比，磁悬浮铁路由于消除了轮轨之间的接触，因而无摩 擦阻力；线路垂直负荷小，适于高速运行，时速可达500km/h以上； 无机械振动和噪声，无废气排出和污染，有利于环境保护，能充分利 用能源，从而获得高的运输效率；列车运行平稳，也能提高旅客的舒 适度；由于磁悬浮铁路采用导轨结构，不会发生脱轨和颠覆事故，提 高了列车运行的安全性和可靠性；磁悬浮列车由于没有钢轨、车轮、 接触导线等摩擦部件，可以省去大量的维修工作和维修费用

33、。另外， 磁悬浮列车可以实现全盘自动化控制，因此磁悬浮铁路将成为未来最 具竞争力的一种交通工具。 图4-7 日本超导磁斥式 图4-8 德国超导磁斥式 n2.磁悬浮铁路的发展概况 第四节第四节 桥梁工程桥梁工程 v 桥梁既是一种功能性的结构物，又是一座立体的造型艺术工 程，是一处景观，往往具有时代的特征。因此，桥梁设计既 要满足桥梁使用的要求，也要满足桥梁美学、景观方面的要 求。尤其是大型桥梁，它往往是一个地方的标志，桥梁设计 必须反映当地的文化、历史与时代风貌。 v在公路、城市道路、乡村道路建设中，为了跨越各种障碍 (如河流线路等)，必须修建各种类型的桥梁，桥梁是交通线 中的重要组成部分。随着

34、城市建设的高速发展，迫切需要新 建、改造许多城市桥梁，人们对桥梁建筑提出了更高的要求。 现代快速路上迂回交叉的立交桥、新兴城市中不断涌现的雄 伟壮观的城市桥梁常常成为大中城市的标志与骄傲。 v（一）国内外桥梁建设成就（一）国内外桥梁建设成就 v1.混凝土梁桥 v我国跨径最大的简支梁桥是1997年建成的昆明南 过境干道高架桥，其跨径63m。 大跨度混凝土梁 桥主要桥型有预应力混凝土连续梁桥和预应力混 凝土连续刚构桥。1998年挪威建成了世界第一大 跨斯托尔马桥（主跨301m）和世界第二大跨拉脱 圣德桥（主跨298m），两桥均为连续刚构桥。我 国于1997年建成的虎门大桥辅航道桥（主跨 270m）

35、为当时预应力混凝土连续刚构桥世界第一 大跨。我国大跨径混凝土梁桥的建桥技术已居世 界先进水平。 n一、国内外桥梁建设成就与展望一、国内外桥梁建设成就与展望 v2拱桥 v在古代欧洲和我国均建造了许多石拱桥，以我国赵州桥最为著名。 2001年建成的山西晋城的丹河大桥，跨径146m，是目前世界最大跨 度的石拱桥。1980年，在当时的南斯拉夫（位于现在的克罗地亚）建 成了克尔克桥。该桥为混凝土拱桥，主跨390m，边跨244m）。1997 年建成的重庆万县长江公路大桥，采用钢管拱为劲性骨架，主跨 420m，是当时世界最大跨度混凝土拱桥。1995年我国用悬臂施工法 建成了贵州江界河大桥，它以主跨330m跨

36、越乌江，桥下通航净空高 达惊人的270m，是目前世界最大跨度的混凝土桁架拱桥。2000年建 成了广州丫髻沙大桥，主跨360m，为当时世界最大跨度钢管混凝土 拱桥。2005年建成巫山长江大桥，主跨460m（见图4-9），是目前世 界第一大跨径钢管混凝土拱桥。 3.斜拉桥 1956年瑞典建成的斯特伦松德桥（主跨183m）是第一座现代斜拉桥。 1998年建成的日本多多罗大桥（主跨890m）是斜拉桥跨径的重大突破， 是世界斜拉桥建设史上的一个里程碑。目前我国刚刚完工的两座跨度超 过1000m的斜拉桥，一座是香港昂船洲大桥，其主跨1018m；另一座是 苏通长江大桥，其主跨1088m，是一座创纪录的世界第

37、一斜拉桥。 图4-9 巫山长江大桥 图4-10 日本明石海峡大桥 v4.悬索桥 v20世纪30年代，相继建成的美国乔治华盛顿桥 （主跨1067m）和旧金山金门大桥（主跨 1280m），使悬索桥的跨度超过了1000m。世界 建成的著名悬索桥，有80年代英国建成的亨伯桥 （主跨1410m）、90年代丹麦建成的大贝尔特东 桥（主跨1624m）及目前世界最大跨度的明石海 峡大桥（主跨1991m, 见图4-10）。我国修建的现 代大跨度悬索桥著名的有香港青马大桥（主跨 1377m）、江阴长江大桥（主跨1385m）、润阳 长江大桥南汊桥（主跨1490m），位居世界第三。 v（二）桥梁工程前景展望（二）桥梁

38、工程前景展望 v随着世界经济的发展，桥梁建设必将迎来更大规模的建设高潮。21世 纪桥梁界的梦想是沟通全球交通。国外计划修建多个海峡桥梁工程， 如意大利与西西里岛之间墨西哥海峡大桥，主跨3300m，最大水深 300m；日本计划在21世纪将兴建五大海峡工程。我国在21世纪初拟 建五个跨海工程：渤海海峡工程、长江口越江工程、杭州湾跨海工程、 珠江口伶仃洋跨海工程和琼州海峡工程。此外，我国将在长江、珠江 和黄河等河流上修建更多的桥梁工程。可以预见，大跨度桥梁将向更 长、更大、更柔的方向发展。 v从现代桥梁发展趋势来看，21世纪桥梁技术发展主要集中在下面几个 方向：在结构上研究适合应用于更大跨度的结构型

39、式；研究大跨度桥 梁在气动、地震和行车动力作用下，结构的安全和稳定性；研究更符 合实际状态的力学分析方法与新的设计理论；开发和应用具有高强、 高弹模、轻质特点的新材料；进行100300m深海大型基础工程的实 践；开发和应用桥梁自动监测和管理系统；重视桥梁美学和环境保护 二、桥梁的基本组成与分类二、桥梁的基本组成与分类 1.桥梁的组成 桥梁一般由桥跨结构、墩台和基础组成。 图4-11 梁桥的基本组成部分 1一主梁；2桥面；3桥墩；4桥台；5锥形护坡；6基础 v（1）桥跨结构(也称为上部结构) 包括承重结构和桥面系，是在线路 遇到障碍(如河流、山谷或城市道路等)而中断时，跨越这类障碍的主 要承重结

40、构，也是承受自重、行人和车辆等荷载的主要构件。该承重 部分因桥型不同而各有名称，梁式桥的承重部分为主梁，拱桥的承重 部分是拱圈，刚架桥的承重部分是刚架。桥面系通常由桥面铺装、防 水和排水设施、人行道、栏杆、侧缘石、灯柱及伸缩缝等构成。 v （2）桥墩、桥台(统称下部结构) 是支承桥跨结构并将恒载和车辆 活荷载传至地基的构筑物。桥台设在桥梁两端，桥墩则在两桥台之间。 桥墩的作用是支承桥跨结构；而桥台除了起支承桥跨结构的作用外， 还要与路堤衔接，并防止路堤滑塌。为保护桥台和路堤填土，桥台两 侧常做一些防护和导流工程。 v（3）墩台基础 是使桥上全部荷载传至地基的底部奠基的结构部分。 基础工程是在整

41、个桥梁工程施工中比较困难的部位，而且是常常需要 在水中施工，因而遇到的问题也很复杂。 v 桥跨上部结构与桥墩、桥台之间一般设有支座，桥跨结构的荷载通 过支座传递给桥墩、桥台，支座还要保证桥跨结构能产生一定的变位。 图4-12 梁式桥 2.桥梁的分类 按其受力体系分类，一般分为梁式桥、刚架桥、拱桥、悬索桥、斜拉 桥。 （1）梁式桥 梁式桥系是古老的结构体系，梁式桥是一种在竖向荷载 作用下无水平反力的结构(图4-12)。其主要承重构件的梁内产生的弯矩 很大，所以在受拉区须配置钢筋以承受拉应力。梁桥常见的类型有简 支板桥、简支梁桥、悬臂梁桥、T形悬臂梁桥和连续梁桥，目前常用的 有简支梁、简支板和连续

42、梁桥 （2）拱桥 拱桥是在竖向力作用下具有水平推力的结构物，主要承重结 构是拱圈或拱肋，且以承受压力为主(图4-13)。传统的拱桥以砖、石、混 凝土为主修建，也称污工桥梁。现代的拱桥如钢管混凝土拱桥则以其优 美的造型已为许多市政桥梁的首选桥型，这是传统拱桥和现代梁桥的完 美结合。 图4-13 钢管混凝土拱式桥 （3）刚架桥 刚架桥的主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起 的刚架结构，刚架桥跨中的建筑高度就可以做得较小(图4-14)。刚架桥的缺 点是施工比较困难。 图4-14 V形桥墩钢架桥 （4）悬索桥 传统的悬索桥均用悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要 承重结构(如图4-15)。在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉 力，通常就需要在两岸桥台的后方修筑