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土木工程概论考试复习题
第1章  绪论
1、 土木工程：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。
2、 基础建设：工厂、矿井、铁道、公路、桥梁、农田水利、商店、住宅、医院、学校、给水排水、煤气输送等工程建设成为基础建设。
4、可持续发展：是指“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的发展构成危害”。
1、土木工程概论课程的任务
土木工程的范围包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程，铁路工程，桥梁工程，隧道工程，机场工程，地下工程，给水排水工程，港口、码头工程等。
2、土木工程发展历史简述
土木工程的发展经历了古代、近代和现代三个阶段。
现代土木工程的特点有：
①土木工程功能化；②城市建设立体化；③交通工程快速化；④工程设施大型化。
3、 土木工程的未来
五纵：从南到北的五条干线，分别为：黑龙江的同江南下直达南海省的三亚市、北京到福州、北京到珠海、内蒙二连浩特到广西河口，重庆到湛江。
七横：是横贯东西的七条主干线，分别为：绥芬河到满洲里、丹东到拉萨、青岛到银川、连云港到新疆霍尔果斯、上海到成都、上海到云南瑞丽、衡阳到昆明。
传统材料的改善：目前常用的混凝土强度可达C50-C60（强度为50-60MPa）,特殊工程可达C80-C100，今后将会有C400的混凝土出现，而常用的混凝土可达C100左右。
土木工程目前面临的形势是：
①信息(包括计算机、通讯、网络等)工业的迅猛发展。②航空、航天事业等高科技事业的发展。③地球上居住人口激增，而地球上的土地资源是有限的，并且会因过度消耗而日益枯竭。④生态环境受到严重破坏，随着工业的发展、技术的进步而人类生存环境却日益恶化。
③智能化交通一般包括以下几个系统：A、先进的交通管理系统；B、交通信息服务系统；C、车辆控制系统；D、车辆调度系统；F、公共交通系统等。它应具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视化系统等功能。
④土木工程分析的仿真系统 用此技术指导设计可大大提高工程结构的可靠性。
（6）土木工程的可持续发展
 在建设与使用土木工程过程中与能源消耗，资源利用，环境保护，生态平衡有密切关系，对贯彻“可持续发展”原则影响很大。
第2章  土木工程材料
1、土木工程材料：任何土木工程建(构)筑物(包括道路、桥梁、港口、码头、矿井、隧道等)都是用相应材料按一定的要求建造成的，土木工程中所使用的各种材料统称为土木工程材料。
早期使用的土木工程材料有砖、瓦、砂、石、灰、木材等。
2、天然砂：由自然条件作用(主要是岩石风化)而形成的，粒径在5mm以下的岩石颗粒，称为天然砂。
3、硅酸盐水泥：根据国家标准(GB175—92)规定，凡由硅酸盐水泥熟料，0~5％石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。
4、绿色建材：其含义是指：采用清洁的生产技术，少用天然资源、大量使用工业或城市固体废弃物和农植物秸秆，生产无毒，无污染、无放射性，有利于环保与人体健康的建材。
砖、瓦、砂、石、灰可统称为地方材料，由于其工程用量大，原料价格低，一般都在当地或附近地区采购。
（1）砖 砖是一种常用的砌筑材料。广泛地用于墙体、基础、柱等砌筑工程中。
按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；按所用原材料分为粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰砂砖等；按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖。
标准粘土砖的尺寸为：240mm＊115mm＊53mm
优点：原料容易取得，生产工艺比较简单，价格低，体积小，便于组合。
缺点：毁田取土量大、能耗高、砖自重大，施工生产中劳动强度高、工效低。
（3）砂 砂是组成混凝土和砂浆的主要组成材料之一，是土木工程的大宗材料。 砂一般分为天然砂和人工砂两类。按其产源不同，天然砂可分为：河砂、海砂和山砂。
配置混凝土时，应选用中砂。砖砌体以使用中砂为宜，颗粒不得大于2.5mm。 对于光滑的抹面及勾缝应使用细砂。
（4）石 凡采自天然岩石，经过加工或未经加工的石材，统称为天然石材。
砂称为细骨料，石子称为粗骨料，石子分碎石和卵石。由岩石经过自然条件作用而形成的颗粒径大于5mm的颗粒称为卵石。
（5）灰 凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料。胶凝材料可分为无机与有机两大类。无机胶凝材料可按照其硬化条件分为气硬性与水硬性两种。只能在空气中硬化的称为气硬性胶凝材料，如石膏、石灰。既能在空气中又能在水中硬化的称为水硬性胶凝材料，如水泥。
  2、木材 木材具有很多优点，如轻质高强；易于加工；有较高的弹性和韧性；能承受冲击和振动作用；导电和导热性能低；木纹美丽；装饰性好等。但木材也有缺点，如构造不均匀，各向异性；易吸湿、吸水，因而产生较大的湿胀、干缩变形；易燃、易腐等。
 影响木材强度的主要因素为含水率(一般含水率高，强度降低)，温度(温度高，强度降低)，荷载作用时间(持续荷载时间长，强度下降)及木材的缺陷(木节、腐朽、裂纹、翘曲、病虫害等)。
 工程中木材又常分为原木、锯材及各类人造板材。
4、 钢材  
优点：钢材品质均匀致密，抗拉、抗压、抗弯、抗剪切强度都很高。有一定的塑性和很好的韧性、良好的加工性能。
4、水泥  水泥是水硬性胶凝材料，即加水拌合成塑性浆体，能在空气中和水中凝结硬化，可将其他材料胶结成整体，并形成坚硬石材的材料。
（1）水泥的定义和分类
水泥按其用途及性能分为三类：通用水泥、专用水泥、特性水泥。
水泥按其主要水硬性物质名称分为：硅酸盐水泥，铝酸盐水泥，硫铝酸盐水泥，氟铝酸盐水泥，磷酸盐水泥，以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥。
（2）硅酸盐水泥
水泥浆体在常温下会逐渐变稠直到开始失去塑性，这一现象称为水泥的初凝；随着塑性的消失，水泥浆体开始产生强度，此时称为水泥的终凝；水泥浆体由初凝到终凝的过程称为水泥的凝结。水泥浆体终凝后，其强度会随着时间的延长不断增长，并形成坚硬的水泥石，这一过程称为水泥的硬化。
（3）其他品种水泥有：快硬硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、高铝水泥、膨胀水泥。
5、混凝土 混凝土(简写为砼)是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶结材料、骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。混凝工具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使用范围十分广泛。
①混凝土的种类
按胶凝材料不同，分为水泥混凝土(又叫普通混凝土)、沥青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等；按表观密度不同，分为重混凝土(ρ>2600 kg／m3)、普通混凝土 (1950~2 600 kg／m3)、轻混凝土(ρ<1950kg／m3)；按使用功能不同，分为结构用混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土及防辐射混凝土等；按施工工艺不同，又分为喷射混凝土、泵送混凝土、振动灌浆混凝土等。
为了克服混凝土抗拉强度低的缺陷，将水泥混凝土与其他材料复合，出现了钢筋混凝土，预应力混凝土，各种纤维增强混凝土及聚合物浸渍混凝土等。
②普通混凝土 普通混凝土是由水泥、粗骨料、细骨料和水拌合，经硬化而成的一种人造石材。
③特种混凝土A、轻骨料混凝土B、纤维增强混凝土(简称FRC)C、聚合物混凝土D、碾压混凝土E、自密实混凝土
 ④钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土
钢筋混凝土是指配置钢筋的混凝土。
预应力混凝土一般指预应力钢筋混凝土，通过张拉钢筋，产生预应力。预应力的产生，按张拉钢筋的方法可分为机械法、电热法和化学法；按施加预应力的顺序可分为先张法和后张法。
钢筋与混凝土一起使用的原因：1、钢筋与混凝土有近似相同的线膨胀系数。2、钢筋与混凝土有着良好的粘结力。3、氢氧化钙提供的碱性环境，在钢筋表面形成了一层钝化保护膜，是钢筋在中性与酸性环境下更不易腐蚀。
（6）现在土木工程材料
高强度混凝土：以前高强度混凝土是指强度等级在C45级以上的混凝土。现在高强度混凝土是指强度等级在C60级以上的混凝土。目前已知最高强度为C200。
高性能混凝土：是一种能符合特殊性能综合与均匀性要求的混凝土，此种混凝土往往不能用常规的混凝土组成材料和通常的搅拌、浇捣和养护习惯做法而获得。其主要指标有：超高的强度、低渗透性、良好的结构性能、优越的耐久性、可观的经济效益、环保性。
纤维混凝土：在混凝土中加入合成材料纤维或钢纤维，由纤维和水泥基料组成的复合材料的统称。水泥、砂浆与混凝土的主要缺点是：抗拉强度低、极限延展伸缩率小、性脆，加入抗拉强度高、延展伸缩率大、抗碱性好的纤维，可以克服这些缺点。
纤维混凝土是增强塑性混凝土的抗拉能力。
（8）绿色建材
①绿色建材是指采用建材卫生生产技术生产的无毒害、无污染、无放射性、有利于保护和人体健康安全的建筑和装饰材料。“绿色”可归纳成八个字：“环保、健康、安全、节能”。
第3章  基础工程
1、基础：将上部结构荷载传递给地基、连接上部结构与地基的下部结构称为基础，地基是指承托基础的场地。
2、沉降缝：是指从建筑物的屋顶到基础全部分开，分割成若干个长高比较小、整体刚度较好、体型简单和自成沉降体系的单元。
3、沉井：是井筒状的结构物，它是以井内挖土，依靠自身重量克服外壁摩擦力后下沉至设计标高，然后经过混凝土封底，并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其他构筑物的基础。
4、地基处理：是指天然地基很软弱，不能满足地基承载力和变形的设计要求，地基需经过人工处理的过程。
工程地质、基础工程、地基处理都是土木工程专业知识的重要组成部分。
1、岩石工程勘察
岩石工程勘察的目的主要是查明工程地质条件，分析存在的地质问题，对建筑地区作出工程地质评价。
工程地质勘察的任务：是按照不同勘察阶段的要求，正确反映场地的工程地质条件及岩土体性状的影响，并结合工程设计、施工条件，以及地基处理等工程的具体要求，进行技术论证和评价，提出解决问题的决策性具体建议，为设计、施工提供依据，服务于工程建设的全过程。
工程地质勘察可分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段。
（1）工程地质测绘 工程地质测绘就是填绘工程地质图，根据野外调查综合研究勘察区的地质条件，填绘在适当比例尺地形图上加以综合反映。 常用的工程地质测绘方法有像片成图法和实地测绘法。
（2）工程地质勘探方法 勘探的方法主要有钻探、井探、槽探、洞探和地球物理勘探等。
钻探是勘探方法中应用最广泛的一种，它采取原状土样以供室内试验，确定土的物理性质、力学性质指标。钻探的钻进方式可分为回转式、冲击式、振动式、冲洗式四种。
地球物理勘探简称物探，它是通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件。
（3）2、浅基础
通常把位于天然地基上、埋置深度小于5 m的一般基础(柱基或墙基)以及埋置深度虽超过5 m，但小于基础宽度的大尺寸基础(如箱形基础)，统称为天然地基上的浅基础。
如果地基属于软弱土层(通常指承载力低于100kPa的土层)，或者上部有较厚的软弱土层，不适于做天然地基上的浅基础时，也可将浅基础做在人工地基上。
灰土----用石灰和土按三分石灰和七分粘性土（体积比）配置而成，也成三七灰土。
（1）浅基础的类型
浅基础可以按基础刚度的不同分为：①刚性基础，是由砖、毛石、素混凝土和灰土等材料做成的基础。②扩展基础，当刚性基础不能满足力学要求时，可以做成钢筋混凝土基础，称为扩展基础。浅基础还可以按构造类型的不同分为：①独立基础；②条形基础；③筏板基础和箱形基础；
3、深基础
位于地基深处承载力较高的土层上，埋置深度大于5 m或大于基础宽度的基础，称为深基础。深基础有桩基础、地下连续墙、沉井和墩基础四种常用类型。
（1）桩基础 按桩身材料划分为木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、其他组合材料桩等。按施工方法分为预制桩、灌注桩两大类。按成桩过程中的挤土效应分为挤土桩、小量挤土桩和非挤土桩。按达到承载力极限状态时桩的荷载传递主要方式分为端承型桩和摩擦型桩。

4、减少不均匀沉降的措施
当遇到地基不均匀、建筑物平面形状复杂、高差悬殊等情况时，、在建筑物的特定部位设置沉降缝；、还应合理安排建筑物间的距离；、尽可能采用轻型结构以减轻建筑物的自重；、在砌体结构中设置圈梁以增强结构整体性；、合理安排施工顺序和采用合理的施工方法等。
5、地基处理
（1）地基处理的对象与目的①地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。②地基处理的目的是采用各种地基处理方法以改善地基条件，保证地基的稳定性，降低地基的压缩性、减少沉降，消除特殊土的湿陷性、膨胀性和冻胀性。
①地基处理方法：换填法、预压法、强夯法、振冲法、土或灰土挤密桩法、砂石桩法、深层搅拌法、高压喷射注浆法
第4章  建筑工程
1、混合结构：指用不同的材料建造的房屋，通常墙体采用砖砌体，屋面和楼板采用钢筋混凝土结构，故称砖混结构。
2、筒仓：是贮存粒状和粉状松散物体的立式容器，可作为生产企业调节和短期贮存生产用的附属设施，也可作为长期贮存粮食的仓库。
3、水塔：是储水和配水的高耸结构，是给水工程中常用的构筑物，用来保持和调节给水管网中的水量和水压。水塔由水箱、塔身和基础三部分组成。
4、烟囱：是工业中常用的构筑物，是把烟气排入高空的高耸结构，能改善燃烧条件，减轻烟气对环境的污染。
建筑工程按层数可分为单层建筑、多层建筑和高层建筑。
1、基本构件
建筑的基本构件可分为板、梁、柱、拱等。
①板，指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平放置，但有时也斜向设置(如楼梯板)或竖向设置(如墙板)。
板按受力形式可分为单向板和双向板。单向板指板上的荷载沿一个方向传递到支承构件上的板，双向板指板上的荷载沿两个方向传递到支承构件上的板。
②梁是工程结构中的受弯构件，通常水平放置，有时也斜向设置以满足使用要求。
梁按截面形式可分为矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、z形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等。按所用材料可分为钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、木梁以及钢与混凝土组成的组合梁等。
按梁的常见支承方式可分为：简支梁、悬臂梁、一端简支另一端固定梁、两端固定梁、连续梁。
简支梁----即梁的两端搁置在支座上，支座仅约束梁的垂直位移，梁端可自由转动。
悬臂梁----是梁的一端固定在支座上，使该端不能转动，也不能产生水平和垂直位移。
连续梁----有两个以上支座的梁。
梁按其在结构中的位置可分为主梁、次梁、连梁、圈梁、过梁等。
③柱是工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构件。
柱按截面形式可分为方柱、圆柱、管柱、矩形柱、工字形柱、H形柱、L形柱、十字形柱、双肢柱、格构柱；按所用材料可分为石柱、砖柱、砌块柱、木柱、钢柱、钢筋混凝土柱、劲性钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱和各种组合柱；按柱的破坏特征或长细比可分为短柱、长柱及中长柱；按受力特点可分为轴心受压柱和偏心受压柱。
钢筋混凝土柱是最常见的柱，广泛应用于各种建筑。钢筋混凝土柱按制造和施工方法可分为现浇柱和预制柱。
④拱为曲线结构，主要承受轴向压力，广泛应用于拱桥，在建筑中应用较少，其典型应用为砖混结构中的砖砌门窗拱形过梁，亦有拱形的大跨度结构。
拱按铰数可分为三铰拱、无铰拱、双铰拱、带拉杆的双铰拱。
2、单层建筑与多层建筑
单层建筑可分为一般单层建筑和大跨度建筑。
（1）一般单层建筑
一般单层建筑按使用目的可分为民用单层建筑和单层工业厂房。
民用单层建筑一般采用砖混结构，即墙体采用砖墙，屋面板采用钢筋混凝土板，单层工业厂房一般采用钢筋混凝土柱或钢结构柱，屋盖采用钢屋架结构。按结构形式可分排架结构和刚架结构。
排架结构是指：柱与基础为刚接，屋架与柱顶的链接为铰接；钢架结构也称框架结构，既梁或货屋架与柱的连接均为刚性链接。
（2）大跨度结构
大跨度结构是指跨度大于60m的建筑。常用于展览馆、体育馆、飞机机库等，其结构体系有网架结构、索膜结构、薄壳结构、充气结构、应力膜皮结构等。
网壳结构是钢杆件组成的曲面网格结构，网壳和网架的区别在于曲面与平面。
悬索受力特点为仅承受拉力不承受弯矩。
（3）多层建筑
多层和高层结构主要应用于居民住宅、商场、办公楼、旅馆等建筑。我国以24m为界限，低于24m者称为多层建筑，
多层建筑常用的结构形式为混合结构、框架结构。框架结构指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。框架结构的优点是强度高、自重轻、整体性和抗震性能好。因其采用梁柱承重，因此建筑平面布置灵活，可获得较大的使用空间。
3、高层建筑与超高层建筑
8层及8层以上者称为高层建筑。高层结构的主要结构形式有：框架结构，框架—剪力墙结构，剪力墙结构，框支剪力墙结构，筒体结构等。
框架结构因其受力体系由梁和柱组成，能很好的承受竖向荷载，但其抗侧移能力较差。因此仅适用于房屋高度不大、层数不多时采用。
②框架—剪力墙结构
剪力墙即为一段钢筋混凝土墙体，固其抗剪能力很强，故称为剪力墙。在框架—剪力墙结构中，框架与剪力墙协同受力，剪力墙承担绝大部分水平荷载，框架则以承担竖向荷载为主，这样，可以大大减小柱子的截面。
③剪力墙结构
当房屋的层数更高时，横向水平荷载已对结构设计起控制作用，如仍采用框架—剪力墙结构，剪力墙将需布置得非常密集，这时，宜采用剪力墙结构，即全部采用纵横布置的剪力墙组成，剪力墙不仅承受水平荷载，亦用来承受竖向荷载。
④框支剪力墙结构
两种建筑的功能完全不同，为完成这两种体系的转换，需在其交界位置设置巨型的转换大梁，将上部剪力墙的荷载传到下部柱子上。这种结构体系，我们称之为框支剪力墙体系。
⑤筒体结构是由一个或多个筒体作承重结构的高层建筑体系，适用于层数较多的高层建筑。筒体结构可分为框筒体系、筒中筒体系、桁架筒体系、成束筒体系等。
4、特种结构是指具有特种用途的工程结构，包括高耸结构、海洋工程结构、管道结构和容器结构等。
（1）烟囱分为砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和钢烟囱三类。
砖烟囱的高度一般不超过50 m；
钢筋混凝土烟囱多用于高度超过50m的烟囱，一般采用滑模施工。钢筋混凝土烟囱按内衬布置方式的不同，可分为单筒式、双筒式和多筒式。
钢烟囱自重小，有韧性，抗震性能好，适用于地基差的场地，但耐腐蚀性差，需经常维护。钢烟囱按其结构可分为拉线式、自立式（不超过120m）和塔架式（高度超过120m）。
（2）水塔是储水和配水的高耸结构，是给水工程中常用的建筑物，用来保持和调节给水管网中的水量和水压。水塔由水箱、塔身和基础三部分组成。
（3）水池同水塔一样用于储水；水池多建造在地面或地下。
第5章 交通工程
1、高速公路：是一种具有四条以上车道，路中央设有隔离带，分隔双向车辆行驶，互不干扰，全封闭，全立交，控制出入口，严禁产生横向干扰，为汽车专用，设有自动化监控系统，以及沿线设有必要服务设施的道路。
2、城市道路：通达城市各个地区，供城市内交通运输及行人使用，便于居民生活、工作及文化娱乐活动，与城市外道路连接并承担对外交通的道路称为城市道路。
3、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。
4、跑道构形：是指跑道的数量、位置、方向和使用方式，它取决于交通量需求，还受气象条件、地形、周围环境等的影响。
5、航站楼: 供旅客完成从地面到空中或从空中到地面转换交通方式之用，是机场的主要建筑
6、机场维护区：是飞机维修、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、行政办公区等设置的地方。
7、隧道：以某种用途，在地面下用任何方法按规定形状和尺寸，修筑的横断面积大于2 m2的硐室。
 1、道路工程
道路是一种带状的三维空间人工构筑物，它包括路基、路面、桥梁、涵洞、隧道等工程实体。道路的设计一般从几何和结构两大方面进行。
（1）道路的分类
道路根据其使用特点等主要可分为公路、城市道路、厂矿道路、林区道路以及乡村道路。
①公路的分类
目前我国的公路等级按照其使用任务、功能和适应的交通量分为：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。
根据公路的作用和使用性质，讲公路划分为：国道、省道、县道、乡道及专用公路。
②城市道路的分类
道路一般按照其在道路网中的地位、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能来分类。一般分为：快速道(双向行车道、中央设有分车带、进出口一般全控制或部分控制，为城市大量、长距离、快速交通服务)；主干道(连接城市主要分区的干道，以交通功能为主，一般为三幅或四幅路)；次干道(与主干道组成道路网，起集散交通之用，兼有服务功能)；支道(为次干道与街坊路的连接线，解决局部地区交通，以服务功能为主)。
（2）公路建设
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构筑物，路基必须具有一定的力学强度和稳定性，又要经济合理，以保证行车部分的稳定性和防止自然破坏力的损害。公路路基的横断面形式有路堤、路堑和半填半挖三种。
b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构筑物，以供汽车安全、迅速和舒适地行驶，因此路面必须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。
路面一般按其力学性质分为柔性路面和刚性路面两大类。
SMA是由沥青、纤维稳定剂、矿粉和少量细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料的一种新型沥青混合料。
地面水的排除系统按其排水方向不同，分为纵向排水和横向排水。
公路交通标志有三类：指示标志、警告标志、禁令标志。
（3）高速公路
我国已建成的高速公路总里程已居世界第三位，仅次于美国和加拿大。
①高速公路的特点a行车速度快、通行能力大b物资周转快、经济效益高c交通事故少、安全舒适
②高速公路的线形设计标准
我国公路工程技术标准的规定主要有：a最小平曲线半径及超高横坡限制；b最大纵坡和竖曲线；c线形要求；d横断面
120KM/H的高速路，平曲线最小半径1000M 极限最小半径650M 超高横坡限值10%。最大纵坡度为3%-5%，竖曲线极限最小半径凹型为4000M，凸型为11000M.

③高速公路沿线设施
高速公路沿线有安全设施、交通管理设施、服务性设施、环境美化设施。
安全设施一般包括标志(如警告、限制、指示标志等)、标线、护栏、隔离设施、照明及防眩设施、视线诱导设施。
交通管理设施一般为高速公路入口控制、交通监控设施。服务性设施一般有综合性服务站、小型休息点、停车场等。
2、铁路工程
。铁路运输的最大优点是运输能力大、安全可靠、速度较快、成本较低、对环境的污染较小，基本不受气象及气候的影响，能源消耗远低于航空和公路运输，是现代化运输体系中的主干力量。
①选线设计
选线设计的主要工作内容有：
线路空间位置的设计是线路平面与纵断面设计。 铁路定线的方法有套线、眼睛线和螺旋线等。
②铁路路基
路基设计一般需要考虑横断面、路基稳定性的问题。
（2）高速铁路
世界上第一条载客的地下铁道是1863年首先通车的伦敦地铁。
上海也已建成我国第一条城市轻轨系统，即明珠线。
（4）磁悬浮铁路
世界上有三种类型的磁悬浮：一种是以德国为代表的常规磁铁吸引式悬浮系统（EMS）系统,另一种是以日本的代表的排斥式悬浮系统（EDS）系统，第三种是我国的永磁悬浮，他利用特殊的永磁材料，不需要其他动力，我国拥有完全自主知识产权。
磁悬浮的优点：除了具有速度快之外，还有噪音低、振动小、无磨耗、不受气候条件影响、不污染环境、安全、舒适、节能等优点。
该系统采用一系列先进的高技术，使得列车速度高达500km／h以上；目前最高试验速度为552 km／h。
3、 飞机场工程
美国莱特兄弟制造双翼飞机，1903年12月17日在北卡罗莱纳州的基蒂霍克附近飞行了36.38m，这是人类首次的飞机飞行。
（1）机场规划
①民航运输机与机场a民航运输机概况
民航运输机有主线运输机（载客量>100人，航程>3000km的大型运输机）和支线运输机（载客量<100人，航程为200~400km的中心城市与小城市之间及小城市之间的运输机）。
②民航机场分类与组成
a机场分类为：国际机场、干线机场、支线机场
b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、辅助设施、后勤保障设施、地面交通设施及机场空域等组成。
（2）跑道方案
我国民航机场的跑道通常用水泥混凝土筑成，也有的用沥青混凝土筑成。
跑道按其作用可分为：主要跑道、辅助跑道、起飞跑道三种。
②机场跑道构形设计：一般跑道构形有如下五种： a单条跑道；b 两条平行跑道；c两条不平行或交叉的跑道；d多条平行跑道；e多条平行及不平行或交叉跑道。
③机坪与机场净空区
飞机场的机坪主要有等待坪和掉头坪。
机场净空区是指正机起飞、着陆所涉及的范围，沿着机场周围要有一个没有影响飞行安全的障碍物的区域。
（3）航站区布局：旅客航站区主要由航站楼、站坪及停车场所等组成。
①航站楼供旅客完成从地面到空中或从空中到地面转换交通方式之用，是机场的主要建筑。通常航站楼由以下设施组成：a接地面交通的设施； b办理各种手续的设施；c连接飞机的设施；d航空公司营运和机场必要的管理办公室与设备等；e服务设施。
航站楼的建筑面积根据高峰小时客运量来确定。目前我国可考虑采用的标准为国内航班：14～26 m2／人，国际航班：28～40 m2／人。
②站坪、机场停车场与货运区
站坪或称客机坪，是设在航站楼前的机坪。
机场货运区供货运办理手续、装上飞机以及飞机卸货、临时储存、交货等用。
4、隧道工程：
（1）公路隧道
隧道---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2㎡的洞石。
从地质上按开挖对象划分为：岩石隧道和土砂隧道；按施工场所的不同，区分为公路隧道、城市隧道和水下隧道等。
我国最早的交通隧道是位于今陕西汉中县的“石门”隧道，建于公元66年。
①公路隧道线路
隧道平面线形，一般采用直线，避免曲线，如必须设置曲线时，应尽量采用大半径曲线，并确保视距。隧道的纵坡通常应不小于0.3％,并不大于3％。
隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间称为隧道净空。隧道净空包括公路的建筑限界，通风及其他需要的断面积。建筑限界是指隧道衬砌等任何建筑物不得侵入的一种限界。公路隧道的建筑限界包括车道、路肩、路缘带、人行道等的宽度，以及车道、人行道的净高。
②公路隧道通风
隧道通风方式的种类很多，按送风形态、空气流动状态、送风原理等划分如下：
A、 自然通风 ；B、射流式纵向通风；C、竖井式纵向通风；D、横向式通风；E、半横向式通风；F、混合式通风。
公路隧道施工:
新奥法---即新奥地利施工方法的简称，简写为：NATM，主要用于软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法。
挪威法---即挪威隧道施工方法，简写NMT。
（2）铁路隧道
地下铁道是地下工程的一种综合体。其组成包括区间隧道、地铁车站和区间设备段等设施。
①地铁隧道结构
A、浅埋区间隧道：多采用明挖法施工，常用钢筋混凝土矩形框架结构。
B、深埋区间隧道
深埋隧道多采取暗挖法施工，用圆形盾构开挖和钢筋混凝土管片支护。
②站台形式
站台是地铁车站的最主要部分，是分散上下车人流、供乘客乘降的场地。
站台形式按其与正线之间的位置关系可分为：岛式站台、侧式站台和岛侧混合式站台。
③地铁隧道施工
A、明挖法：是浅埋地下通道最常用的方法，也称作基坑法。
B、暗挖法：暗挖法有时也称为矿山法，尤其是指在坚硬的岩石层中采用的矿山巷道掘砌技术的开凿方式。 包括：盾构法、注浆法、沉管法、顶管法。
盾构法---盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点，适合在软土地基段施工。
（3）水底隧道
水底隧道与桥梁工程相比，具有隐蔽性好、可保证平时与战时的畅通、抗自然灾害能力强、并对水面航行无任何妨碍的优点，但其造价较高。水底隧道可以作为铁路、公路、地下铁道、航运、行人隧道，也可作为管道输送给排水隧道。
软土中水底隧道则多用沉管法和盾构法施工。通常认为沉管法造价低、工期短、施工条件好，因此更为经济合理。
我国自20世纪60年代开始研究用盾构法修建黄浦江水底隧道。
①水底隧道的埋置深度
水底隧道的埋置深度是指隧道在河床下岩土的覆盖厚度。设计水底隧道的埋置深度需考虑以下几个主要因素：
A、地质及水文地质条件；B、施工方法要求；C、抗浮稳定的需要；D、防护要求。
②水底隧道的断面形式A、圆形断面；B、拱形断面；C、矩形断面
③隧道防水：水底隧道从施工到运营均有一个防水问题。防水的主要措施有：采用防水混凝土、壁后回填、围岩注浆和双层衬砌等。
第6章  桥梁工程
1、桥梁工程：是土木工程中属于结构工程的一个分支学科，它与房屋建筑工程一样、也是用砖石、木、混凝土、钢筋混凝土和各种金属材料建造的结构工程。
（二）基本知识和基本理论
桥梁既是一种功能性的建筑物，又是一座立体的造型艺术工程，也是具有时代特征的景观工程，桥梁具有一种凌空宏伟的魅力。
发展交通运输事业，建立四通八达的现代交通网，则离不开桥梁建设。
1、桥梁的分类
桥梁工程按照其受力特点和结构体系分为：梁桥、拱桥、刚结构桥、吊桥、组合体系桥等。、
使用性分类为：公路桥，公路铁路两用桥，农用桥，人行桥，过水桥等
②按照桥梁大小和跨径的不同分为：特大桥、大桥、中桥、小桥
③按照桥梁主要承重结构所用材料分为：圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)，钢筋混凝土桥，预应力混凝土桥，钢桥和木桥等。
④按使用年限分为：永久性桥、半永久性桥、临时桥。
⑤按照行车道位置分为：上承载式桥，下承载式桥和中承载式桥。
2、桥梁工程的总体规划和设计要点
（1）桥梁总体规划的任务和重点
桥梁总体规划的基本内容包括：桥位选定，桥梁总跨径及分孔方案的确定，选定桥型，决定桥梁的纵、横断面布置等。
桥梁总体规划的原则是：
根据其使用任务、性质和未来发展的需要，全面贯彻安全、经济、适用和美观的方针。一般需考虑各项要求为：①使用上的要求；②经济上的要求；③结构上的要求；④美观上的要求。
（2）桥梁设计前一般需要作如下资料准备：①调查桥梁的使用任务；②测量桥位附近的地形，制成地形图；③调查和测量河流的水文情况；④探测桥位的地质情况；⑤调查当地施工单位的技术水平、施工机械等装备情况以及施工现场的动力和电力供应情况；⑥调查和收集建桥地点的气象资料以及河流上下游原有桥梁的使用情况等。
（3）桥梁工程设计要点①选择桥位；②确定桥梁总跨径与分孔数；③桥梁的纵横断面布置；④公路桥型的选择。
3、桥跨结构形式，是指采用何种结构形式的桥型。一般有：梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥等。
多孔桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁；在桥墩上连续的称为连续梁；在桥墩上连续，在桥孔内中断，线路在桥孔内过渡到另一个桥梁上的成为悬臂桥。
（1）梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。目前应用最广的是简支梁结构形式的梁式桥，通常跨径在25m以下的桥梁常被采用。当跨度大于25m，并小于50m时，一般采用预应力混凝土简支梁式桥的形式。
（2）拱式桥是以拱圈或拱肋作为主要承载结构。这种结构在竖向荷载下，桥墩或桥台将承受水平推力。拱的跨越能力大，外形也较美观，因此一般修建拱桥是经济合理的。
（3）刚架桥的主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙构筑成整体的刚架结构，且梁与柱的连接处具有很大的刚性。因此在竖向荷载作用下，梁主要承受弯矩，而柱脚处也有水平反力，其受力状态介于梁式桥和拱式桥之间。
对刚架桥，通常是采用预应力混凝土结构。
（4）斜拉桥由斜拉索、塔柱和主梁所组成，是一种高次超静定的组合结构体系。
斜拉桥根据跨度大小的要求以及经济上的考虑，可以建成单塔式、双塔式或多塔式等不同类型。通常的对称断面及桥下净空要求较大时，多采用双塔式斜拉桥。
一般地，对于跨度为200~700m的桥梁，斜拉桥在技术上和经济上都具有相当优越的竞争力。
（5）悬索桥，也称为吊桥，采用悬挂在两边塔柱上的吊索作为主要承重结构。在竖向荷载作用下，通过吊杆的荷载传递使吊索缆绳承受很大的拉力，因此，通常需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的锚锭结构。悬索桥也是具有水平反力(拉力)的结构。在现代悬索桥结构中，广泛采用高强度钢缆绳，以发挥其优异的抗拉性能。
4、桥梁的支承结构为桥墩与桥台。桥台是桥梁两端桥头的支承结构，是道路与桥梁的连接点。桥墩是多跨桥的中间支承结构，桥台和桥墩都是由台(墩)帽、台(墩)身和基础组成。
（1）桥墩的类型
桥墩的作用是支承从它左右两跨的上部结构通过支座传来的竖向力和水平力。桥墩在结构上必须有足够的强度和稳定性，在布设上要考虑桥墩与河流的相互影响，即水流冲刷桥墩和桥墩壅水的问题。在空间上应满足通航和通车的要求。
一般公路桥梁常采用的桥墩类型根据其结构形式可分为实体式(重力式)桥墩、空心式桥墩和桩(柱)式桥墩。
（2）桥台的类型：桥台是桥头两端的支承结构物，它是连接两岸道路的路桥衔接构筑物。桥台必须有足够的强度，并能避免在荷载作用下发生过大的水平位移、转动和沉降，这在超静定结构桥梁中尤为重要。公路桥梁的桥台有实体式桥台和埋置式桥台等形式。
U型桥台是最常用的桥台形式，它由支撑桥跨结构的台身与两侧翼墙在平面上构成U字形而得名。
5、桥梁基础
桥梁的基础承担着桥墩、桥跨结构(桥身)的全部重量以及桥上的可变荷载。
桥梁基础的类型有刚性扩大基础、桩基础和沉井基础等。在特殊情况下，也用气压沉箱基础。
第11章  土木工程施工
1、施工技术：是以各工种工程(土方工程、桩基础工程、混凝土结构工程、结构安装工程、装饰工程等)施工的技术为研究对象，以施工方案为核心，结合具体施工对象的特点，选择员合理的施工方案，决定最有效的施工技术措施。
2、施工组织：是以科学编制一个工程的施工组织设计为研究对象，编制出指导施工的施工组织设计，合理地使用人力物力、空间和时间，着眼于各工种工程施工中关键工序的安排，使之有组织、有秩序地施工。
3、施工：就是以科学的施工组织设计为先导，以先进、可靠的施工技术为后盾，保证工程项目高质量发全、经济地完成。
4、工法：是以工程为对象，工艺为核心，运用系统工程的原理，把先进技术与科学管理结合起来，经过工程实践形成的综合配套技术的应用方法。
5、网络图是由箭线、节点和线路组成的，用来表示工作流程的有序、有向的网络。
（二）基本知识和基本理论
土木工程施工一般包括施工技术与施工组织两大部分。
施工规范、规程作为全国土木工程施工必须共同遵守的准则和依据，它分为国家、行业（或专业）、地方和企业四级。
1、 基础工程施工
基础工程包括土石方工程和建筑物、建筑物底部的基础工程。
土石方工程简称为土方工程，常见的土石方工程有场地平整、基坑（槽）及管沟开挖、地坪填土、路基填筑、隧道开通及基坑回填等。
一般土木工程的建筑物、道路等多采用天然浅基础，其优点有：造价低，施工简便。缺点：对于高大的建筑物、桥墩、码头