土木工程概论课程思考题参考答案

1、土木工程概论课程思考题第1章绪论1 .根据课程中对土木工程的定义，思考身边有哪些属于土木工程。2 .针对课程的的著名案例，在网上或文献上考查其具体情况。第2章建筑工程1 .由课程中对板、梁、柱和拱的定义，思考在身边的具体应用情况。2 .思考你所看到的高层建筑分别属于哪种结构类型。3 .民用建筑中，多层、高层、超高层常用结构形式如何？（答案见练习后的笔记P8）第3章交通土建工程道路工程1.道路分类、组成、工程内容?遵踣分类道跚配成逮珠工程内总-困之。遭踣分类，组成和工程内容公路：高速：为专供汽车分向、分车道行驶，全部控制出入的干线公路。一般按照需要设计高速公路的车道数，年平均日设计交通量宜在15

2、000辆小客车以上；一级：15000二级：5000-15000三级：2000-6000四级：2000以下，单车道400以上城市道路：快速道（双向行车，20年）主干道（三幅或四幅，20年）次干道（快慢混合，15年）支路（服务为主，10-15年）公路主要由路基、路面、桥涵、隧道、排水系统、防护工程和交通服务设施组成路基：横断面三种形式：路堤、路堑（全挖式、台口式、半山洞式）、半填半挖路基要求：强度、刚度、水温稳定性路面：面层、（联结层）、型基（底基层）、垫星土基柔性路面（碎石路面和各种沥青路面）刚性路面（水泥混凝土路面）排水结构物：纵向排水：边沟、截水沟和排水沟等。横向排水：桥梁、涵洞、路拱、过水

3、路面、透水路堤和渡水槽等。特殊结构物：隧道、悬出路台、防石廊、挡土墙和防护工程等。沿线附属结构：交通管理设施、交通安全设施、服务设施和环境美化设施等。4 .公路选线考虑因素、路桥配合关系？道路工程上面”与平面线形的主线”设计含义？分别主要要求？因素：（1）路线在政治、经济、国防上的意义（2）路线在铁路、公路、航道等交通网系中的作用（3）沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响（4）其它如沿线历史史迹、历史文物、风景区的联系等路桥配合关系：路线服从大桥，小桥服从路线。三面：平面（三线）横断面（行车道、加宽、路肩、分车带）纵断面（纵坡设计的一般要求、最大纵坡、最小纵坡0.3%、坡长、平均纵

4、坡）三线：直线（纵坡不宜过大，长直线与大半径凹竖曲线组合为宜，道路两侧过于空旷时注意改善单调景观，长直线或长下坡的尽头的平曲线设置标志，增加路面抗滑能力等安全措施）圆曲线（不论转角大小均应设置圆曲线，满足条件下尽可能选用较大的圆曲线半径，极限最小半径一般不轻易采用、一般最小半径满足舒适感和工程量要求、不设超高最小半径在双向横坡的弯道上安全经济舒适，圆曲线的最大半径在不宜超过10000m）缓和曲线（线型缓和、行车缓和、超高加宽缓和）5 .道路工程各阶段工程地质勘察工作如何？可行性研究勘察：以了解沿线地质概况，为优选路线方案提供地质依据初步工程地质勘察（初勘）：提供工程地质资料，以供技术经济的论证

5、，达到满足方案的优选和初步设计的聿亚详细工程地质勘察（详勘）：保证施工图设计的需要6 .简述高速公路的特点及其设计车速确定方法。特点：（1）汽车专用；分道行驶；控制出入；设施完善（2）优点：行车速度高、通行能力大；交通事故降低，安全性较好；运输效益提高（3）缺点：投资大，造价高；对环境影响大设计车速确定方法：（高速公路一般选用120km/h,视情况调整）（1）最高时速与经济时速之间（2）考虑因素：公路性质、等级和地形7 .何为高速公路的建筑限界？解释高速公路设计交通量。高速公路的建筑限界：在保证路上汽车交通正常运行的安全条件下所规定的空间限界（包括宽度和高度）高速公路设计交通量：设计交通量为远

6、景设计年限（高速公路为20年）的预测交通量，大多国家采用第30位高峰小时交通量铁路工程1 .简述铁路等级分类。根据具体线路在路网中的作用和远期年客货运量来确定的：三级，以I、n、出表示I:骨干作用，20Mtn：骨干作用，20Mt+联络、辅助作用，10Mt出：区域性，10Mt2 .简述铁路选线设计的主要工作内容及线路平面设计的基本要求。选线设计：(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(即方向)，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(线路平面&纵断

7、面)(3)研究布置线路上的各种建筑物并确定其类型和大小,使其总体上互相配合，全局上经济合理平面设计基本要求：(1)为了节省工程费用与运营成本，一般力求缩短线路长度；(2)为了保证行车安全与平顺，应尽量采用较长直线段和较大的圆曲线半径。线路平面的最小半径受到铁路等级、行车速度和地形等条件的限制；(3)为列车平顺地从直线段驶入曲线段，一般在圆曲线的起点和终点处设置缓和曲线。3 .简述路基、路基体、轨道的组成。当前铁路钢轨、轨距、轨枕、道床构造如何？路基：路基体(路基面、路肩、路基边坡)+附属设施(排水、防护、加固设施)轨道：钢轨(轨头、轨腰、轨底，长度：12.5m+25m,轨距1435mm)轨枕(

8、木、钢、混凝土)联结零件道床(支承轨枕，均匀受力，道硝排水)防爬设备和道岔等4 .简述高速铁路的基本要求及城市轻轨和地下铁道特点。要求：(1)站间距离不能短。(2)线路曲线半径和坡度的大小，决定了这条线路的最高速度。(3)道口都是采用立交，而且铁路两侧用栅栏防护，以防人、畜上路。(3)高速旅客列车一般采用电动车组。特点：(1)线路多经过居民区，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障屏以外，对轨道结构也要求采取相应的措施。(2)行车密度大，运营时间长，留给轨道的作业时间短,因而须采用较强的轨道部件(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

9、求钢轨与基础间有较高的绝缘性能。(4)曲线段占的比例大，曲线半径比常规铁路小的多5 .磁悬浮铁路的原理如何？利用电磁系统产生的吸引力和排斥力将车辆托起,使整个列车悬浮在线路上，利用电磁力进行导向，并利用直流电机将电能直接转换成推进力来推动列车前进O阅读一份土木工程标书。6 .阅读一套土木工程施工图（道路、铁路、隧道自选）三、飞机场工程+隧道工程1 .简述民航机场的组成、跑道的构成。民航机场：主要由飞行区、旅客航站区、货运区、机务维修设施、供油设施、空中交通管制设施、安全保卫设施、救援和消防设施、行政办公区、生活区、生成辅助设施、后勤保障设施、地面交通设施及机场空域等组成跑道：跑道道肩、停止道、

10、跑道端的安全区、净空道、滑行道等2 .简述跑道按其作用分类。机场环境污染防治主要工作内容。作用分类：主要跑道、辅助跑道、起飞跑道主要工作内容：环境污染防治主要有声环境、空气环境和水环境的污染与防治,固体废弃物的处理，其中声环境防治最为主要。3 .简述隧道概念、特点、主要施工方法。概念：以某种用途，在地面下用任何方法按规定形状和尺寸，修筑的断面积大于2m2的洞室。特点：（1）是交通运输线路穿越天然障碍的有效方法（2）穿越交通运输线路复杂多变，遇到意外情况比较多,工程定位、设计、施工方法都必须随时作相应调整（3）施工作业面窄.可能容纳的劳动力和机械设备都受到限制,对工业化、机械化施工要求高；（4）

11、造价昂贵主要施工方法：明挖法（围堤明挖法）、钻眼爆破法、沉管法、预管法、盾构法4 .交通隧道、市政隧道的种类。交通：铁路隧道、公路隧道、水底隧道、地下铁道、航运隧道和人行地道市政：给水隧道、污水隧道、管路隧道、线路隧道、人防隧道第4章桥梁工程1 .根据各种桥梁的形式.思考其受力的传弟路线.分析其用于不同跨度的原因。梁式桥：是一种在竖向移动荷载作用下无水平反力的结构体系，与建筑工程中的梁相似。它结构简单，但跨越能力有限。（1）简支梁桥：两点（支座）支撑，一点固定，一点活动。缺点：邻孔两跨之间有异向转角，影响行车平顺（2）连续梁桥：主梁若干孔为一联，在中间支点上连续通过，三点支撑，是超静定结构，最

12、大正弯矩发生在跨中附近，而最大负弯矩（绝对值）发生在支点截面上。优点：连续梁桥更适合采用悬臂拼装和悬臂灌筑、纵向拖拉或顶推法施工。由于它是超静定结构，当一孔受到破坏时，邻孔可给予支持而不坠落，对修复与加固有利，而且刚度较大，抗震性能良好。缺点：当地基发生差异沉降时，梁内要产生额外的附加内力，为此在设计中必须考虑在支座处设置顶梁与调整支座标高的装置。（3）悬臂梁：桥的上部结构由锚固孔、悬臂和悬挂孔（简称挂孔）组成，悬挂孔支承在悬臂上，用钱相联。优点：常采用单悬臂梁桥和双悬臂梁桥两种型式。前者由三跨构成，中跨较大以满足通航（车）要求；后者可构成多跨的长大梁式桥。其中的锚固孔起平衡稳定作用，防止桥身

13、绕悬臂的支点倾覆。缺点：悬臂梁桥缺点是：锚固孔一旦破坏，将株连悬挂孔和悬臂的倒塌；结构刚度不如连续梁大，而且桥面伸缩缝多，不利于高速平稳行车。拱桥：主要承重结构是拱圈，它在桥面竖向移动荷载作用下桥墩或桥台承受水平推力，这种推力将显著抵消在拱圈中引起的弯矩，使拱圈承受的主要是压力，故通常可采用抗压能力强的培工材料（如石、醇、混凝土）建造钢架桥：梁和柱（或竖墙）整体结合的桥梁结构。在竖向移动荷载作用下，梁部主要受弯，柱脚处有水平推力，受力状态介于梁式桥和拱桥之间。钢架桥一般可采用T形钢架桥、连续刚架桥、斜腿刚架桥三种类型。T形刚架便于施加预应力,在两个伸臂端上挂梁后可做成很大跨度的刚架，在要跨越深

14、水、深谷、大河急流的大跨桥梁中常被应用。连续刚架桥有较好的抗震性能。斜腿刚架造型轻巧美观，当建造跨越陡峭河岸和深邃峡谷的桥梁时，采用这类刚架型式往往既经济有合理。斜拉桥：由主梁、塔柱和斜索三种基本构件组成。用高强钢材制成的斜索将主梁多点吊起，将主梁承受的恒载和车辆荷载传至塔柱，再由塔柱传给基础。它是一种桥面体系（加劲主梁）受压，支承体系（斜拉索）受拉的结构。减小主粮截面面积，减轻自重，大跨度。悬索桥：由两个主塔作为主要承重构件的主缆索架起，用固定在主缆索上的吊杆将作为桥面承重构件的主梁悬吊住。作用在桥面上的竖向移动荷载可通过主梁和吊杆加载于主塔，传给地基。在力的传递过程中吊杆和主缆索均承受着很

15、大的拉力，此拉力由两岸桥台后修筑的巨型锚碇平衡。2 .将桥梁基础与其他建筑基础相比较，分析其区别。桥梁基础往往修建于江河的流水之中，遭受水流的冲刷。所以桥梁基础一般比房屋基础的规模大，需要考虑的问题多，施工条件也困难刚性扩大基础：桥梁实体式墩台浅基础的基本型式，基础外伸长度与基础高度的比值必须限制在材料刚性角的正切tana的范围内桩基础：承载力高、稳定性好、沉降小、沉降均匀（因为有桩承台）适用于：（1）.荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的持力层位置较深时；（2） .河床受冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算准确时；（3） .采用刚性扩大基础困难大，其它方案在技术经济上不合理时。沉井基础：深基

16、础，四周有壁、下部无底、上部无盖、侧壁下部有刃脚的筒形结构物（借助自身重力下沉至设计标高）特点：埋深大、整体性强、稳定性好，能承受较大的竖向作用和水平作用。沉井井壁既是基础的一部分，又是施工时的档土和挡水结构物，施工工艺也不复杂沉箱基础：气压沉箱基础，它是以气压沉箱来修筑的桥梁墩台或其它构筑物的基础3.分别简述桥梁两阶段设计的主要工作及桥梁工程设计要点。两阶段设计主要工作：初步设计阶段着重:解决桥梁总体规划同麴初步拟定桥梁结构的主要尺寸俏算工程数量.主要材料用后和全新造价的概算输工图阶段完成施匚详图完成施匚组织设计完成施工则异其中，总体规划要考虑：使用、经济、结构、美观桥梁工程设计要点：(1)

17、 选择桥位：路线服从大桥，中小桥服从路线，水情况稳定的河段(2) 确定桥梁总跨径与分孔术：足够的过水面、允许冲刷深度、通航需求与桥道标高(3) 桥梁纵横断面布置：纵向坡度(3%-5%)排水，横断面(桥面宽度、横向坡度、桥跨结构)(4) 公路桥型的选择：安全实用、经济合理4 .桥墩的作用及其构造形式。桥墩是多跨桥的中间支承结构。实体式(重力式)：主要特点是依靠自身重量来平衡外力而保持稳定。一般适宜荷载较大的大、中型桥梁，或流冰、漂浮物较多的江河之中。缺点是培工体积较大，因而其自重大阻水面积也较大空心式：将混凝土或钢筋混凝土桥墩做成空心薄壁结构等形式。可以节省培工材料，减轻重量。缺点是经不起漂浮物

18、的撞击。桩(柱)式：将桩基一直向上延伸到桥跨结构下面，桩顶浇筑墩帽，桩作为墩身的一部分，桩和墩帽均由钢筋混凝土制成。这种结构一般用于桥跨不大于30m,墩身不高于10m的情况5 .桥台的含义及其要求。含义：桥台是桥梁两端桥头的支承结构，是道路与桥梁的连接点要求：桥台必须有足够的强度.并能度角在荷载作用下发牛过大的水平位移、转动和沉降，这在超静定结构桥梁中尤为重要(实体式桥台、埋置式桥台)第5章给排水工程6 .简述室内给水方式及其应用。(1)直接给水：由室外给水管道直接供水，是最简单、最经济的给水方式适用范围：室外管网压力、水量在一天的时间内均能满足室内用水需要(2)设水箱给水：适用范围：室外管网

19、水压周期性不足，一天内大部分时间能满足需要，仅在用水高峰时，由于水量的增加，而使市政管网压力降低，不能保证建筑上层的用水时(3)设水泵给水：宜在室外给水管网的水压经常不足时采用。(4)设贮水池、水泵和水箱的给水：适用范围：当建筑内部给水系统用水量大，室外给水管网水质和水量能满足要求，而水压不满足要求时采用；或者室内消防设备要求储备一定容积的水量时(5)分区供水：适用范围：多层、高层建筑中，室外给水管网能提供一定的水压，满足建筑下几层用水要求，且下几层用水量有较大7 .简述室内给水、排水系统组成及各组成部分的作用。室内机给水：(1)引水水管：从室外给水管引入室内的管段。(2)水表节点：安装在引水

20、管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置的总称。(3)给水管道：给水管道包括干管、立管和支管。(4)给水附件：管道系统中调节水量、水压、控制水流方向，以及关断水流，便于管道、仪表和设备检修的给水类阀门。(5)增压和贮水设备：水泵、气压装置；水箱、水池等。室内排水：(1)卫生器具或生产设备的受水器：是室内排水系统的起点，污、废水从器具排水栓经器具内的水封装置或与器具排水管连接的存水弯流入横支管(2)管道系统：管道系统由横支管、立管、横干管和自横干管与末端立管的连接点至室外检查井之间的排出管组成(3)清通设备：清通设备主要有检查口(立管上)，清扫口(横管上)和检查井(室外)。供清通工具疏通管道用。(4)通气管系统：使室内外排水管道与大气相通，将排水管道中散发的有害气体排到大气中去,使管道内常有新鲜空气流通，以减轻管内废气对管壁的腐蚀，同时使管道内的压力与大气取得平衡,防止水封破坏。8 .比较室内排水系统的分流制与合流制。环保方面：全部截流式合流制对环境的污染最小；部分截流式合流制雨天时部分污水溢流入水体，造成污染。造价方面：合流制管道比完全分流制可节省投资20%40%,但合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制