土木工程概论认识实习报告

土木工程概论认识实习报告中国国务院学位委员会在学科简介中定义为：土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它既指工程建设的对象，即建在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术。

土木工程的范围非常广泛，它包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程，铁道工程，桥梁工程，遂道工程，机场工程，地下工程，给水排水工程，港口、码头工程等。

国际上，运河、水库、大坝、水渠等水利工程也包括于土木工程之中。

道路与铁道工程道路工程道路工程乃从事道路的规划、勘测、设计、施工、养护等的应用科学和技术。

也指所建筑的道路。

土木工程的一个分支。

道路通常是为陆地交通运输服务，通行各种机动车、人畜力车、驮骑牲畜和行人的各种路的统称。

按使用性质分为城市道路、公路、厂矿道路、农村道路、林区道路等。

道路伴同人类活动而产生，又促进社会的进步和发展，是历史文明的象征、科学进步的标志。

原始的道路是由人践踏而形成的小径。

以后要求有更好的道路，取土填坑，架木过溪，以利通行。

当人类由原始农业到驯养牲畜后，逐渐利用牛、马、骆驼等乘骑或驮运，因而出现驮运道。

车轮的发明使陆地运输从此进入马车交通时代。

巴比伦、埃及、中国、印度、希腊、罗马等文明古国，为了军事和商旅的需要，道路工程都有辉煌的成就。

古波斯大道、欧洲琥珀大道、中国秦代栈道和驰道，已有数千年历史。

横贯亚洲的丝绸之路，对东西方文化交流起到巨大影响，中国古代发明也从此传播世界。

中国历来重视道路的规划、修建和养护。

古代道路工程有卓越创造，秦筑驰道，汉唐通西域，各国商旅兴盛。

18世纪中叶，现代道路工程开始在欧洲兴起。

1747年第一所桥路学校在巴黎建立。

法国P.-M.-J.特雷萨盖、英国T.特尔福德和J.L.马克当等工程师提出新的路面结构理论和实践，奠定了现代道路工程的基础。

1883～1885年德国G.W.戴姆勒、C.F.本茨发明了汽车，开创了以汽车交通为主的现代道路工程的新时代。

1931～1942年德国建成高速公路网，为汽车交通提供了安全、迅速、经济、舒适的行车条件。

道路工程包括以下内容：道路网规划、路线勘测设计、路基工程、路面工程、道路排水工程、桥涵工程、隧道工程、附属设施和养护工程等。

道路网规划是根据交通量大小，按道路功能分类，分别主次，合理规划，组成系统，保证交通运输。

道路网分城市道路网和公路网。

路线勘测设计是根据国家制定的分级管理和技术标准选定技术经济最优化的路线，对道路的平面、纵断面、横断面进行综合设计，力争平面短捷舒顺，纵坡平缓均匀，横断面稳定经济，以求保证设计车速。

道路工程中每一分项工程的大小、繁简，取决于当地的地形、地质、水文等条件以及道路服务范围和在国家道路网中所处的地位和作用；应精心设计路基、路面、桥涵、隧道、排水等工程，依据技术规范，在保证质量的前提下，降低施工、养护、运营和交通管理等费用。

铁道工程世界铁路的发展已有100多年的历史，第一条完全用于客货运输而且有特定时间行驶列车的铁路，是1830年通车的英国利物浦与曼彻斯特铁路，这条铁路全长为35英里。

此后，铁路主要是依靠牵引动力的发展而发展。

牵引机车从最初的蒸汽机车发展成内燃机车、电力机车。

运行速度也随着牵引动力的发展而加快。

20世纪60年代开始出现了高速铁路，速度从120km/h提高到450km/h左右，以后又打破了传统的轮轨相互接触的粘着铁路，发展了轮轨相互脱离的磁悬浮铁路。

而后者的试验运行速度，已经达到500km/h以上。

一些发达国家和发展中国家的大城市已经把建设磁悬浮铁路列入计划。

我国的铁路事业，从1876年英国商人在上海修建淞沪铁路开始，已发展到延伸祖国东南西北的全国铁路网。

从上海浦东国际机场至龙阳路地铁站的磁悬浮铁路也将兴建，这标志着我国铁路建设已逐步迈上国际先进水平。

城市轻轨与地下铁道已是各国发展城市公共交通的重要手段之一。

自北京出现了我国第一条地下铁路以后，上海、天津、广州、南京等地已将发展地铁作为解决城市公共交通的重要措施之一。

上海于2000年12月还顺利建成了我国第一条轻轨铁路－明珠线，它将我国的城市交通发展推向一个新的阶段。

铁路工程涉及到选线设计和路基工程两大部分。

下面就以上两部分内容作一简单介绍。

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(即方向)，选定铁路的主要技术标准。

在城市里，则根据地区的商业或工业发展等情况，来规划线路的走向。

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。

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线路平面与纵断面设计。

目的在于保证行车安全和平顺前提下，适当地考虑工程投资和运营费用关系的平衡。

行车安全和平顺是指：行车工程中不脱钩、不断钩、不脱轨、不途停、不运缓与旅客舒适等。

一般这些要求编入在设计规范之中，设计时，必须遵守。

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。

线路平面设计的基本要求为：(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。

缓和曲线的目的是使车辆的离心力缓慢增加，利于行车平稳，同时使得外轨超高，以增加向心力，使其与离心力的增加相配合。

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。

通过定线，决定各有关设备与建筑物的分布和类型。

这些设备与铁路工程的耗费直接有关，是一项综合工程。

它一般要考虑以下因素：(1) 设计线路的意义和与行政区其它建设的配合关系；(2) 设计线路的经济效益和运量要求；(3) 设计线路所处的自然条件；(4) 设计线路主要技术标准和施工条件等。

铁路定线的基本方法有套线、眼镜线和螺旋线等。

铁路的定线受到自然条件的限制，如：河谷地区、越岭地区、不良地质地区等。

下图显示了几种铁路定线例子。

铁路路基是承受并传递轨道重力及列车动态作用的结构，是轨道的基础，是保证列车运行的重要建筑物。

路基是一种土石结构，处于各种地形地貌、地质、水文和气候环境中，有时还遭受各种灾害，如洪水、泥石流、崩塌、地震等。

路基设计一般需要考虑如下问题：路基示意图1．横断面指垂直于线路中心线的路基。

形式有：路堤、半路堤、路堑、半路堑、不填不挖等，见右图所示。

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，所设置的排水设施、防护设施与加固设施等，排水设施有排水沟等，防护设施如种草种树等，加固设施有挡土墙、扶壁支挡结构等。

2．路肩稳定性是指路基受到列车地态作用及各种自然力影响所出现的道渣陷槽、翻浆冒泥和路基剪切滑动与挤起等。

需要从以下的影响因素上去考虑：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。

设计中必须对路基的稳定性进行验算。

路堑示意图桥梁工程桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程，以及研究这一过程的科学和工程技术，它是土木工程的一个分支。

桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。

古代桥梁以通行人、畜为主，载重不大，桥面纵坡可以较陡，甚至可以铺设台阶。

在有重载马车之后，载重量逐步加大，桥面纵坡也必须使之平缓。

这时的桥梁材料仍以木、石为主，铸铁和锻铁很少使用。

自从有了铁路以后，桥梁所承受的载重逐倍增加，线路的坡度和曲线标准要求又高，且需要建成铁路网以增大经济效益，因此，为要跨越更大更深的江河、峡谷，迫使桥梁向大跨度发展。

石材、木材、铸铁、锻铁等桥梁材料，显然不合要求，而钢材的大量生产正好满足这一要求。

在技术方面，只是凭经验修桥，曾使19世纪80～90年代的许多铁路桥发生重大事故；从这时起，正在发展中的结构力学理论得到了重视，而在它的静力分析理论完全确立并广泛普及之后，桥梁因强度不足而造成的事故显然大为减少。

二十世纪以来，公路交通有很大发展。

在内陆，需要在更多的河流、峡谷之上建桥。

在城市中，以及在各种交通线路相交处，需要建造立交桥。

在沿海，既需在大船通航的河口、海湾、海峡修建特大跨度桥梁，又需在某些海岛与大陆之间修建长桥。

桥梁需要大量修建，而人力、物力、财力有限；于是，不断提高技术水平，引用新材料、新工艺、新桥式，对结构行为进行更精确的数值分析，采用更精确的结构试验进行验证，以使桥梁建设的经济效益不断提高，已成为时代的要求。

桥梁工程学主要研究桥渡设计，包括选择桥址，决定桥梁孔径，考虑通航和线路要求以确定桥面高程，考虑基底不受冲刷或冻胀以确定基础埋置深度，设计导流建筑物等；桥式方案设计；桥梁结构设计；桥梁施工；桥梁检定；桥梁试验；桥梁养护等方面。

在建桥材料方面，以高强、轻质、低成本为选择的主要依据，近期仍以发展传统的钢材和混凝土为主，提高其强度和耐久性。

对于建筑钢材的脆断机理、初始几何缺陷等，以及混凝土材料的非弹性问题(收缩徐变以及疲劳等)，将继续作充分的研究，使能正确控制结构的受力和变形。

至于碳纤维塑料等在桥梁上的广泛应用，还必须在降低成本以后才有可能。

在桥梁勘察设计方面，随着交通事业的迅速发展，大跨度或复杂的桥型将不断涌现。

高速公路的发展，对桥梁设计亦将提出新的要求。

在桥式方案设计中，将有可能利用结构优化设计理论，借助电子计算机选出最佳方案。

在结构设计计算中，采用空间理论来分析桥梁整体受力已成为可能；以概率统计理论为基础的极限状态设计理论，将进一步反映在桥涵设计规范中，使桥梁设计的安全度得到科学合理的保证。

桥梁美学作为时代、民族的文化在某些方面的反映，将愈来愈受到人们的重视：桥梁的面貌将蔚为大观。

在桥梁施工方面，对施工组织将充分利用电子计算机进行经济有效的管理。

在施工技术中，将不断引用新技术和高效率、高功能的机具设备，借以提高质量、缩短工期、降低造价。

如采用激光测量控制结构的精确定位；引用自升式水上平台克服深水基础的困难；利用遥控设备在沉井、沉箱中挖基，以减少劳动强度并避免人身危险；利用高质量的焊接技术，借能推广工地焊接等，此外，装配式桥梁也将有所发展，以使结构和构件标准化，生产工业化。

在桥梁养护维修方面，要求对既有桥梁建立完善的技术档案管理制度。