第四章 道路、铁路、桥梁工程
一、桥梁工程
桥梁：是指供公路、城市道路、铁路、渠道、管线等跨越水体、山谷或彼此间互相跨越的工程构筑物，是交通运输中重要的组成部分。
1、桥梁组成
⑴桥跨结构（或称桥孔结构、上部结构），包括桥面板、桥面梁以及支承它们的结构构件，如大梁、拱、悬索等，其作用是承受桥面上各种车辆、行人的荷载。
⑵桥墩桥台：（统称下部结构），是支承桥跨结构的承重构件。桥台设在桥身两端，其作用除支承桥跨结构外还要与路堤衔接并防止路堤滑塌。桥墩设在两桥台之间，其作用是支承桥跨结构。
⑶墩台基础：是桥墩、桥台的埋入土中的扩大部分，其作用是使桥上全部荷载传至地基。墩台基础在整个桥梁施工中是比较困难的部分，常要在水中作业。
2、桥梁荷载
⑴永久荷载（恒载）
永久荷载（恒载）是指结构在设计使用期内其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。作用在桥梁上部结构的恒载，主要是结构物的重力及附属设备等外加重力；作用在墩台的恒载，主要是上部结构的恒载支座作用力、墩台本身重力、土压力及其引起的土侧压力或水浮力（水中墩台）。预应力在结构使用极限状态设计时应作为永久荷载计算其效应，在承载能力极限状态设计时，作为结构抗力的一部分，而非永久荷载。
⑵可变荷载
可变荷载是指结构在设计使用期内其值随时间变化,且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变荷载（活载）和其它可变荷载。
A、基本可变荷载（活载）包括车辆荷载及其影响力，人群荷载和汽车冲击力，离心力，汽车、平板挂车或履带车引起的土侧压力，即是这些车辆荷载在桥台或挡土墙后填土的破坏棱体上引起的土侧压力。
B、其它可变荷载包括自然和人为产生的各种变化力，如风力（风荷载），汽车制动力，温度影响力，支座摩阻力、流水压力及冰压力等。
⑶偶然荷载
偶然荷载是指结构在设计使用期内不一定出现，但一旦出现，其值很大，且持续时间很短的荷载。主要是指地震荷载和船只或漂流物的撞击力。
土木工程概论（习题与解答）
《土木工程概论》
习
题
与
解
答
第一章绪论
习题
1、土木工程的定义是什么？
2、土木工程包括哪些方面？
3、土木工程经历了那几个发展阶段，大约起止时间是何时？
4、古代土木工程的主要结构形式是什么？
5、近代土木工程的特点是什么？
6、土木工程的未来发展方向是什么？
解答
1、土木工程的定义是什么？
答：土木工程是建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。
2、土木工程包括哪些方面？
答：土木工程包括建筑物基础工程、建筑工程、交通土建工程、桥梁工程、港口工程、地下工程、水利水电工程、给水排水工程。
3、土木工程经历了那几个发展阶段，大约起止时间是何时？
答：土木工程经历了古代、近代、现代三个阶段。
古代土木工程：约公元前5000年—17世纪中叶；
近代土木工程：17世纪中叶～第二次世界大战前后；
现代土木工程：20世纪中叶至今。
4、古代土木工程的主要结构形式是什么？
答：木结构、砖结构、石结构、混合结构。
5、近代土木工程的特点是什么？ 答：材料：由木材、石料、砖、瓦为主，到开始并日益广泛使用铸铁、钢材、
混凝土、钢筋混凝土，直至早期的预应力混凝土。
理论：材料力学、理论力学、结构力学、土力学、工程结构设计理论等学科逐步形成，保证了工程结构的安全和人力物力的节约。
施工与机械：不断出现新的工艺和新的机械。施工技术进步，建造规模扩大，营造速度加快。
6、土木工程的未来发展方向是什么？
答：1、适应新的功能；2、研究新的材料；3、向新的空间开拓；4、设计向精确化、自动化发展；5、施工信息化、设备不断更新。
第二章土木工程材料
习题
1、标准粘土砖的尺寸是多少？
2、我国是否还允许生产粘土砖？
3、砖按生产工艺分为哪两类？
4、多孔砖与空心砖的孔洞率分别大于多少？
5、粒径大于多少的岩石颗粒称为石子？
6、色石渣主要由哪些石材破碎而成？
7、什么叫胶凝材料？石灰、石膏、水泥属于气硬性或水硬性胶凝材料？
土木工程概论
土木工程是一门研究土壤力学、结构力学以及建筑材料等相关学科的工程学科。它的主要目标是通过设计、建造和维护基础设施，为人类社会提供各种各样的建筑物和工程项目。本文将介绍土木工程的定义、历史背景、主要领域以及职业发展前景。
一、定义
土木工程是应用自然科学原理和技术手段，在土地上建造、维护和改善人类居住、工作和生活环境的学科。这些工程项目包括房屋、桥梁、道路、隧道、水利工程和污水处理等。
二、历史背景
土木工程起源于古代文明时期，人们开始建造居住和防御设施，以满足其生活和安全的需求。古代的土木工程主要集中在城市规划、水利工程和道路建设方面。随着科学技术的进步，土木工程逐渐发展为一门系统的学科，并在现代社会中起到至关重要的作用。
三、主要领域
1. 结构工程：结构工程是土木工程的核心领域，其主要研究并设计建筑物和工程结构的安全性、可靠性和稳定性。结构工程师使用各种工程材料和方法，确保建筑物能够经受住自然和人为因素的影响。 2. 水利工程：水利工程关注水资源的管理和利用，包括灌溉系统、排水系统、水坝和水电站等。水利工程师致力于保护和提供可持续的水资源，以满足农业、工业和城市的需求。
3. 交通工程：交通工程研究并设计道路、桥梁和交通系统，以确保人们能够高效地在城市和乡村之间移动。交通工程师考虑流量和安全等因素，提供可靠的交通解决方案。
4. 土木工程技术：土木工程技术关注土地规划、建筑地质、土壤力学和结构分析等方面。土木工程技术人员利用各种技术手段，为土木工程项目的设计和施工提供必要的支持和指导。
四、职业发展前景
由于人口增长和城市化进程的推动，土木工程师的需求将持续增长。在许多国家，土木工程师是高度受到重视的职业，他们在设计和建造各种基础设施项目中起到关键作用。
土木工程师可以在政府部门、咨询公司、建筑公司和大型工程项目中找到就业机会。他们可以担任设计师、项目经理、监理工程师和研发人员等职位。随着技术的不断进步，土木工程师还可以应用新的技术，例如计算机辅助设计（CAD）和建筑信息模型（BIM），提高工作效率和精确性。
土木工程概论知识点
土木工程（Civil Engineering）是一门研究和应用土木工程学科原理和技术的学科。它涵盖了城市规划、结构工程、地质工程、交通工程、水利工程等多个领域。以下是土木工程概论的几个重要知识点。
1.基本原理和力学
力学是土木工程的基础，包括静力学、动力学和力学性能等内容。静力学研究物体平衡时的力和力矩关系，重要的概念包括平衡条件、受力分析和刚体转动等。动力学研究物体在运动时的力和力学性能，如加速度、速度、位移等。力学也涉及到材料力学，包括弹性力学、塑性力学和破坏力学等内容。掌握力学知识对于设计和分析土木工程结构的稳定性和安全性至关重要。
2.结构工程
结构工程是土木工程的一大分支，研究建筑物、桥梁、隧道等工程结构的设计、建造和维护等方面。掌握结构分析、结构设计和结构施工的原理是结构工程的基础。结构分析包括静力分析、动力分析和不确定性分析等内容。结构设计涉及到结构材料的选择和尺寸计算等。结构施工则需要了解施工工艺和施工方法等。
3.地理信息系统（GIS）
地理信息系统是将地理空间信息与数据整合、分析和展示的技术系统。在土木工程中，GIS可以用来分析和处理地理空间数据，如地形图、地下管线等。利用GIS可以实现土地利用规划、道路交通规划和水资源管理等工作。掌握GIS技术可以提高土木工程项目的规划和管理效率。 4.交通工程
交通工程是研究交通规划、交通设计和交通管理等内容的学科。交通工程涉及到道路、铁路、航空和水运等各个方面。在交通工程中，需要掌握交通流理论、交通设施规划与设计和交通控制与管理等知识。交通工程的目标是提高交通系统的效率和安全性，减少交通拥堵和事故发生率。
5.水利工程
水利工程涵盖了水资源的开发利用、治理和保护等方面。水利工程包括水库工程、水电工程、河流治理和水环境保护等内容。水利工程需要掌握水文学、水力学和水资源规划等知识。水利工程旨在提供安全可靠的供水和排水系统，保护水资源和水环境。
