道路工程概论.第2-3章
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第一章施工组织概论1、公路建设的内容和特点是什么? 其资金来源有哪些?答:公路建设的内容:公路的小修、保养;公路工程的大中修与技术改造;公路工程基本建设。
公路建筑产品的特点:产品的固定性、产品的多样性、产品形体的庞大性、产品部分结构的易损性。
公路施工的技术经济特点:施工流动性大,施工协作性高,施工周期长,受外界干扰及自然因素影响大。
资金来源是:凡属于固定资产的维修、固定资产的更新和技术改造资金由交通经费即养路费开支;而扩大再生产中的新建公路和新建大中桥等基本建设投资开支。
12、施工组织设计的定义,目的,任务是什么?答:施工组织设计:从工程的全局出发,按照客观的施工规律和当时当地的具体条件,统筹考虑施工活动中的人力、资金、材料、机械和施工方法这五个主要因素后,对整个工程的施工进度和资源消耗等做出的科学而合理的安排。
施工组织研究的目的是:从人力、资金、材料、机械和施工方法这五个主要因素进行科学而合理的安排,使之在一定的时间和空间内,得以实现有组织、有计划、均衡地施工,使整个工程在施工中取得时间上消耗少、工期短;质量上精度高、功能好;经济上资金省、成本低。
任务:确定开工前必须完成的各项准备工作;计算工程量、合理部署施工力量、确定劳动力、机械、材料等的需要量和供应方案;确定施工方案,选择施工机具;安排施工顺序,编制施工进度计划;确定工地上的设备停放场、料场、仓库、办公室、预制场地等的平面布置;制定确保工程质量及安全生产的有效技术措施。
第二章施工过程组织原理15、施工过程组织的原则是什么?保持施工过程连续性的意义是什么?答:施工组织的原则是:施工过程的连续性,施工过程的协调性、施工过程的均衡性、施工过程的经济性。
保持施工过程连续性的意义是:可以缩短建设周期,减少在制品数量,节省流动资金,可以避免产品在停放等待时引起的损失,对提高劳动生产率,具有很大的经济意义。
16、施工过程空间组织和时间组织解决问题是什么?答:施工过程时间组织解决的问题是:解决项目的施工作业方式,以及施工作业单位(工序)的排序和衔接问题。
道路与桥梁工程概论第二版第三章课后答案
一、填空:
1、装配式板的横向连接方法有_企口温塞土铰接和板连搓两种:装配式主梁的连接接头可采用焊接接头,螺栓接头,扣环接头。
2、设置横隔梁的作用:保证各根主紧相互连接成整体,共同受力。
3、桥上荷载横向分布的规律与结构横向刚度关系密切,横向联结刚度越大,荷载横向分布作用越显著,各主梁的负担也越均匀。
二、名词解释:
1、截面效率指标:截面核心距与截面高度的比值。
2、组合梁桥:它是首先利用纵向水平缝将桥梁的梁肋部分与桥面板分割开来,桥面板再利用纵横向的竖缝划分成平面内呈矩形的预制板,这样就使单梁的整体截面变成板与肋的组合截面。
三、简答题:
1、装配式梁桥设计中块件划分应遵循哪些原则?
答:(1)根据建桥现场实际可能的预制、运输和起重等条件,确定拼装单元的最大尺寸和重量。
(2)块件的划分应满足受力要求、拼装接头应尽量设置在内力较小处。
(3)拼装接头的数量要少。
(4)构件要便于预制运输。
(5)构件的形状和尺寸应力求标准化、增强互换性,构件的种类应力求减少。
2、后张法预应力混凝土T形梁中,为防止锚具附近混凝土开裂,可采取哪些构造措施?
答:1)、加强钢筋网(约为10×10cm)
2)、厚度不小于16mm的钢垫板
3)、8的螺旋筋
另外,在布置预应力筋时,应尽量依据分散均匀的原则。
第2-8章柔性路面设计§8-1 行车荷载的分析一、标准轴载和水平荷载1.当量圆面积汽车行驶对路面作用有垂直力和水平力,并伴有动力作用。
通常把轮胎与路面接触的椭圆面化为等面积的圆——当量圆,其面积A可用下式计算:P=Ap汽车后轴一侧的双轮荷载用一个或两个当量圆均布荷载代替,称为单圆或双圆荷载图式。
如图2-8-1所示。
双圆荷载图式中单轮当量圆的直径d用下式计算:d=2.标准轴载(垂直力)柔性路面设计以双轮组单轴载100kN和60kN为标准荷载,以BZZ-100和BZZ-60表示。
(1)BZZ-100为高速公路和一、二级公路路面的设计标准轴载;(2)BZZ-60为三、四级公路路面的设计标准轴载。
标准轴载的设计参数列于表2-8-1。
标准轴载计算参数表2-8-13.水平荷载行驶的车轮对路面上作用有水平力,它与路面的摩擦系数f有关。
单位面积上的水平力为:=⋅g f p式中:f——路面摩擦系数。
路面摩擦系数除了与路面构造和干湿状态等因素外,主要与汽车的停驻、行驶和制动状态有关。
摩擦系数f值分别为0.05~0.1、0.2和0.5。
车轮水平力的图解如图所示。
二、轴载换算路面上行驶有各种类型的车辆,设计时需要换算为标准轴载。
现行《公路沥青路面设计规范》轴载换算方法为:(1) 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时,凡轴载大于25kN 的各级轴载(包括车辆的前、后轴) i P 的作用次数i n ,应按下述公式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 。
4.35121Ki i i P N C C n P =⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭∑当轴间距大于3m 时,应按单独的一个轴载计算,此时轴数系数为m ;当轴间距小于3m 时,按双轴或多轴计算,轴数系数按下式计算:C m 11121=+-.()C 2为轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1,四轮组为0.38。
(2) 当进行半刚性基层层底拉应力验算时,凡轴载大于50kN 的各级轴载(包括车辆的前、后轴)的作用次数in ,应按下述公式换算成标准轴载P 的当量作用次数N '。
第四节图线第2.4.1条图线的宽度(b)应从2.0、1.4、1.0、0.7、0.5、0.35、0.25、0.18、0.13mm中选取。
第2.4.2条每张图上的图线线宽不宜超过3种。
基本线宽(b)应根据图样比例和复杂程度确定。
线宽组合宜符合表2.4.2的规定。
第2.4.3条图纸中常用线型及线宽应符合表2.4.3的规定。
第2.4.4条虚线、长虚线、点划线、双点划线和折断线应按图2.4.4绘制。
第2.4.5条相交图线的绘制应符合下列规定:一、当虚线与虚线或虚线与实线相交接时,不应留空隙(图2.4.5a)。
二、当实线的延长线为虚线时,应留空隙(图2.4.5b)。
三、当点划线与点划线或点划线与其它图线相交时,交点应设在线段处(图2.4.5c)。
第2.4.6条图线间的净距不得小于0.7mm。
第七节尺寸标注第2.7.1条尺寸应标注在视图醒目的位置。
计量时,应以标注的尺寸数字为准,不得用量尺直接从图中量取。
尺寸应由尺寸界线、尺寸线、尺寸起止符和尺寸数字组成。
第2.7.2条尺寸界线与尺寸线均应采用细实线。
尺寸起止符宜采用单边箭头表示,箭头在尺寸界线的右边时,应标注在尺寸线之上;反之,应标注在尺寸线之下。
箭头大小可按绘图比例取值。
尺寸起止符也可采用斜短线表示。
把尺寸界线按顺时针转45°,作为斜短线的倾斜方向。
在连续表示的小尺寸中,也可在尺寸界线同一水平的位置,用黑圆点表示尺寸起止符。
尺寸数字宜标注在尺寸线上方中部。
当标注位置不足时,可采用反向箭头。
最外边的尺寸数字,可标注在尺寸界线外侧箭头的上方,中部相邻的尺寸数字,可错开标注(图2.7.2)。
第2.7.3条尺寸界线的一端应靠近所标注的图形轮廓线,另一端宜超出尺寸线1~3mm。
图形轮廓线、中心线也可作为尺寸界线。
尺寸界线宜与被标注长度垂直;当标注困难时,也可不垂直,但尺寸界线应相互平行(图2.7.3)。
第2.7.4条尺寸线必须与被标注长度平行,不应超出尺寸界线,任何其它图线均不得作为尺寸线。
第2-3章 路基稳定性设计§3-1边坡稳定性验算一、概 述1.边坡稳定性验算的原因在常年大气、雨、雪的作用下,路基土的粘聚力和内摩擦角减小,边坡可能出现滑坍失稳。
因此,高填深挖路基、桥头引道和河滩路堤等都要作稳定性验算。
2.稳定性验算应收集的资料边坡稳定性验算前,要充分收集路基土的容重γ、粘聚力c 和内摩擦角φ的资料,其数值由试验确定,一般c=5~20kPa ,φ=20°~40°,γ=14~18kN /m 3。
3.稳定性验算的假定边坡验算时可假定松砂或砂性土边坡滑动面为平面,一般粘土的滑动面为圆曲面,滑裂面通过坡脚或变坡点。
软土路基的滑裂面通过软土土基而交于坡脚点之外。
几种边坡滑动面如图2.3.1所示。
4.土层的等效高度边坡验算时,除路堤自重外,还要考虑车辆荷载。
设计的标准车辆以相应的加重车按最不利位置排列,将车重换算为等效土层重量,土层的等效高度计算:o N Qh BLγ=(4.1.4)式中:0h ——当量土层厚度,m ;N ——横向分布车辆数; Q —— 一辆重车的重力,KN ;γ——土的容重,KN/3m ;L —— 汽车前后轴距,m ;B ——横向车辆轮胎最外缘总距,m ,按下式计算。
(1)B Nb N d =+-其中:b ——每一车辆轮胎外缘的间距(m );d——相邻两车轮之间的净距(m )。
关于荷载分布宽度,可以分布在行车道(路面)范围内,也可以考虑路肩有可能停放车辆或实际行车的横向偏移,分布在全宽上。
两者的计算结果基本一致。
二、边坡稳定性验算1.直线滑动面法对砂土和砂性土路堤边坡的稳定性采用直线滑动面法验算,并假定滑裂面通过坡脚,如图2-3-2所示。
取路基长度1延米计算,设滑裂土楔体ABD 与等效土层之总重为G(kN),滑裂体沿滑动面AD 滑动,其稳定系数K 按下式计算:cos tan sin F G cLK T G ωϕω+==式中:F ——沿滑动面的抗滑力(kN);T ——沿滑动面的下滑力(kN); ω——滑动面对水平面的倾角(°); c ——路堤土的粘聚力(kPa); φ——路堤土的内摩擦角(°); L ——滑动面AD 的长度。
验算时可作不同倾角ωi 的破裂面,求出相应的i K ,画出相应的i K -ωi 曲线,取与最小稳定系数K min 相应的ωmin 。
,即为“危险破裂角”。
通常以最小稳定系数K min ≥1.25,来判定边坡稳定性。
若K min <1.25,则边坡不安全。
此时可减缓边坡、降低路堤高度或修筑挡土墙,以增加边坡稳定性。
2.圆弧滑裂面法一般粘土路堤采用圆弧滑裂面法验算。
假定取圆心0点,通过坡脚画圆弧AB 。
弧面内取等分土条,条宽2m 。
算出每个土条重量Q i ,则其在圆弧上的切向分力为T i =Q i sin αi ,法向分力为N i =Q i cos αi ,其中αi 为该弧段中心点的半径线至圆心垂线的夹角,αi =sin -1xR (其中R 为圆弧半径,x 为弧段中心点距圆心竖线的水平距离)。
每小段滑动面上反力为内摩擦力N i tan φ和粘聚力c l i (其中l i 为小段弧长),注意图中圆心竖线以左的切力向右,抵消部分滑动力,因此,(1)绕圆心O 的滑动力矩为M 滑动=(∑T i 一∑T i ′)R(2)绕圆心O 的抵抗力矩为M 抗滑=(∑N i tan φ+∑c l i )R 。
在总长度L 的圆弧AB 上,求稳定系数K 为tan cos sin sin i i ii i iQ cLM K M QQ ϕααα+=-∑∑∑抗滑滑动=然后,再定O 2点画圆弧,分条求K 2,依次可求得K min 。
此法定圆心随意性大,工作量大。
为此,工程设计中使用了确定圆心的4.5H 法,如图所示。
此法作图步骤①首先由坡脚点E 向下量路堤高H 得F 点,由F 作水平线令FM=4.5H 得M 点。
②由边坡斜度i 0=1/m ,查辅助线角值表得β1,β2的角值。
再由E 点沿ES 线反时针方向量β1角画线;由S 点沿水平线顺时针方向量β2角画线,两线交于I 点。
③连IM 线。
滑动圆弧的圆心均在此线上。
路堤的堤身稳定性,路堤和地基的整体稳定性宜采用毕肖甫Bishop 简化法进行分析计算。
计算图示见图2-3-5。
土条i 的滑裂弧长面L i ×l 上的抗滑力为: T Si =C i L i +N i tan φi土条i 的下滑力为: T i =(W i +Q i )sin αi 式中:W i ——第i 土条重力;αi ——第i 土条底滑面的倾角; Q i ——第i 土条垂直方向外力; C i ,φi ——路堤土的粘聚力和内摩擦角。
在垂直面上力的平衡条件可得: N i cos αi +T i sin αi -(W i +Q i )=0 由于抗滑稳定安全系数F Sisi si iT F T =将上列四式求解,可得:()(sin )/cos (sin tan )/()(sin )/i i i i i si i i i i si i i i i i siiW Q C L F N F W Q C L F m ααααϕα+-=++-=式中:sin tan cos i ii i sim F ααϕα=+()tan /()sin i ii i i i si i i i iC L cos W Q F W Q m ααϕα⎡⎤++=+⎢⎥⎣⎦路堤总的稳定安全系数则可写成:/()sin s iii i F K WQ α=+∑∑式中:()tan i i i i ii iC b W Q K m αϕ++=式中:b i 为土条i 的宽度,b i =L i cos αi当土条i 滑弧位于地基中时,应分别计算路堤和地基部分的重力,此时tan ()tan i i di di ti i dii iC d b W U W Q K m αϕϕ+++=式中:W di 为第i 土条地基部分的重力;W ti 为第i 土条路堤部分的重力;b i 为第i 土条宽度;C di ,φdi 为第i 土条所在地基上的粘结力和内摩擦角;m αi 为系数,可由前面式子计算。
算出安全系数F s 后,再定圆心O 2点画圆弧,从而求出F s2,依次类推,可求出F smin 。
三、斜坡地基路堤稳定性验算路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性可采用不平衡推力法进行分析计算,计算图示如图2-3-6所示。
取土体2为脱离体,土体滑动面的切力平衡条件为:1111sin cos()tan sin cos()i i i i i i i i i i i i i i i sE W ET C L N W EF αααϕααα----=+--+=+--(2.3.9)再由土体滑动面上法向力平衡条件:11sin()i i i i i i iE W cos ET ααα--=+--(2.3.10)将式(2.3.10)代人式(2.3.9)可得:[]111sin cos tan i i i i i i i i i i sE W Q C L W Q EF ααϕψ--=-++111tan cos()sin()i i i i i sF ϕψαααα---=---式中:F s 为第i 土体的稳定安全系数;W Q 为第i 土体的重力与外加竖向荷载之和;1i i αα--为第i 土体滑动面的倾角;C i ,φi 为第i 土体底的粘结力和内摩擦角;L i 为第i 土体底滑动面的长度;1i E -为第i-1土体传递给第i 土体的下滑力。
若为第一个土体,其下滑力可由土压力公式算出。
利用上列两式对土体逐个计算,直到第n 个土体的剩余下滑力为零,由此确定稳定安全系数F s 。
剩余下滑力为负值,则表示路堤边坡稳定。
四、浸水路堤边坡稳定性验算桥头引道、河滩路堤或季节性水淹的路堤,土堤中的水位随河水位而升降。
涨水时水位呈凹曲线,动水压力对边坡稳定有利。
退水时堤中水位呈凸曲线,动水压力不利于边坡稳定。
浸水路堤的水位状态和动水压力,如图2-3-7所示。
浸水路堤除了重力Q 、荷载P 和浮力B 外还有渗透动水压力D 的作用。
动水压力作用于浸润线与滑动面间的面积的重心,方向与水力坡降线平行,其大小可用下式计算:0D Iγ=Ω式中:D 为动水压力(kN /m);Ω为滑动面与浸润线间的面积(m 2); I 为水力坡度;γ0——水的容重,γ0=9.8kN /m 3。
采用条分法验算的稳定系数为:式中:f c 、c c 和f B 、c B 分别表示浸润线以上和以下土体的内摩擦角的正切(tan φ)和粘聚力。
∑L c 和∑L B 为干燥和浸润土体圆弧的总长度。
N c =γc Ωc 。
和N B =γB ΩB ,其中γc 和γB 分别为干燥和润湿土体的容重,Ωc 和ΩB 分别为干燥和润湿土条的断面积。
r 是动水压力至圆心的垂直距离。
R (f )(/)c c B B c c B BcBN cL M k M R T D rf N f N c L c L TTD r R +=++++=++∑∑∑∑∑∑∑∑抗滑滑动=§3-2 路基边坡的防护和加固路基边坡常年经受风吹日晒、冰雪融化和雨水冲刷,而产生风化、剥落和变形破坏,因此必须对路基的坡面加以适当防护和进行必要的加固。
坡面防护分植物防护和矿料防护两类。
一、植物防护一般采用种草、植草皮和种树等方法。
1.种草防护土质坡面边坡不陡于1:1,冲刷不严重时,可植草来固结表土,防止坡面水土流失。
草种应适应当地土壤和气候条件,根系发达、叶茎低矮的多年生草种。
2.铺草皮防护边坡较陡、冲刷较严重而迳流速度小于l.5m/s时,可采用铺草皮防护。
草皮可以平铺、叠铺,也可垂直坡面或斜铺成方格式如图2-3-8所示,亦可用拱式边框,框内满铺草皮。
3.植树防护植树主要用于漫水河滩或海滩上,可以降低水流速度,减少水流对滩上路堤的冲刷,还能起到防风沙、美化路容和调节气候的作用。
二、矿料防护矿料防护包括1.抹面防护采用砂石、水泥或石灰等矿质材料对风化的软质岩石进行抹面防护。
常用抹面材料有三合土和四合土,抹面的厚度为2~10cm。
2.喷浆防护易于风化而坡面不平的岩石边坡喷浆防护。
喷浆为水泥、石灰、河砂和水的混合料,其质量比为l:1:6:3。
3.灌浆和勾缝对岩石坚硬而不易风化的边坡,为防止水分浸入裂隙,可用水泥砂浆灌浆和勾缝。
4.石砌防护对于易发生严重剥落或溜方的路基边坡,可用石砌防护。
石砌护坡有干砌和浆砌两种。
(1)干砌片石:厚度为0.25~0.35m,下设0.1~0.2m碎石或砂砾垫层。
(2)浆砌片石则用水泥砂浆,片石层厚度为0.25~0.4m,纵向每1Om设一条伸缩缝。
5.抛石防护对于无严重局部冲刷的沿河路堤,为保护坡脚可用抛石防护,一般石块尺寸为0.3~0.5m,抛石厚度为l~2m。