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1、桥梁工程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。 从桥梁的原始雏形堤梁(及在浅滩溪涧中筑起一个个石堤,堤间流水,人从石堤上跨越)、独木桥、浮桥(架设在船只上的桥)和石拱到现在超千米跨度的悬索桥,桥梁工程在几千年的时间里发展可谓翻天覆地。然而桥梁工程能拥有这翻天覆地的发展取决于工程材料和工程技术迅猛发展的有力推动。在原始社会里,懵然无知的古人类还只是追求有一个起身的洞穴和能填饱肚子的食物,还不会想到桥。然而随着社
2、会的发展,人类文明的进步,交通的不断发展,人们开始创造了桥。然而那时工程材料的使用仅限于天然的木和石块,且工程技术非常落后,所以人们只能建造简单的桥堤梁、独木桥和简单的石拱。世界上现存最古老的石桥在希腊的伯罗奔尼撒半岛,是一座用石块干垒的单孔石拱桥,距今3500年左右建成。我国古代桥梁工程技术的发展在当时处于世界领先地位。公元590608年建造在河北省赵县(叫)河上留存至今的隋代敞肩式单孔圆弧弓形石拱桥,即赵州桥。该桥全长50.82m,桥面宽约10m,采用28条并列的石条砌成拱券形成。拱券矢高7.23m。拱上设有4个小拱,既能减轻桥身自重,又便于排洪,且更显美观。该桥无论在材料使用、结构受力、
3、艺术造型和经济上都达到极高成就,是世界上最早的敞肩式拱桥,早于欧洲同类桥约1000年。近代土木工程的时间跨度为从17世纪中叶至20世纪中叶的300年间。这个时期内土木工程的主要特征有:有力学和结构理论作为指导;砖、瓦、木、石等结构建筑材料得到日益广泛的使用;混凝土、钢材、钢筋混凝土及早期的预应力混凝土得到发展;施工技术进步很大,建造规模日益扩大,建造速度大大加快。 在技术方面,只是凭经验修桥,曾使19世纪8090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
4、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。 由于更多新技术新材料的出现,现代桥梁工程的发展尤其迅速,世界各国相继建造出超千米的桥梁。世界上跨径最大的预应力混凝土斜拉桥西班牙的卢纳巴里奥斯桥,跨径达440m,采用了双面辐射形密索布置. 世界第一的悬索桥日本明石海峡桥,横跨日本内海,使日本神户与淡路岛紧紧相连.这座大桥全长3190M,中央跨度1990m于1998年竣工.它可以承受里氏8.5级地震.目前中国在建的一批公路桥梁,无论是桥梁的数量还是工
5、程规模、技术难度、科技含量,都代表着当今世界的先进水平,创造了中国建桥史之最。据悉,这些桥梁主要有:阳逻长江大桥,主跨1280米的悬索桥;南京长江三桥,主跨648米的斜拉桥;润扬长江公路大桥,跨江连岛的主跨1490米悬索桥和406米斜拉桥组合;深圳湾跨海大桥,主跨180米独塔单索面斜拉桥;苏通长江公路大桥,主跨1088米的斜拉桥,居世界第一;杭州湾跨海大桥,按双向六车道高速公路标准建设,全长36公里,是世上在建最长的公路跨海大桥。一个国家同时在建这么多世界级桥梁,在世界上不多见。 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
6、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
7、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
8、、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。在桥梁维修检查中,引用新型精密的测量仪表,如用声测法对结构材料的缺陷以及弹性模量进行测定;用手携式金相摄影仪检查钢材的晶体结构俾能及早进行加固防患于末然,以便延长桥梁的使用寿命。 桥梁工程始终是在生产发展与各类科学技术进步的综合影响下,遵循适
9、用、安全、经济与美观的原则,不断的向前发展。人们除了要求桥的功能完善,还讲求桥的外形美观、有艺术性 ,桥梁地建造将更加复杂化,更加艺术化,桥梁的未来将更加多元化,是现代桥梁更现代,还是旧式桥梁的复兴,值得期待! 九十年代以来,中国桥梁的成就才使我们重新无愧于祖先地站到了世界前列,这是中国桥梁建设的伟大复兴时代。改革开放以来的20多年中,中国的桥梁建造技术取得了举世瞩目的成就,前十年为此做了经济上、技术上和人才上的准备,九十年代迎来了跨越式的发展。展望未来,随着中国经济的发展,一批更大的越江跨海工程的建设,中国桥梁将会创造更辉煌的成就。中华民族的伟大复兴,必将造就一代巨人去引领世界桥梁的未来。
10、华夏第一桥江阴长江公路大桥,是我国“八五”规划的“两纵两横”国道主干线中沿海主骨架的跨江工程,是目前 中国第一、世界第四大跨径钢悬索桥。大桥由桥塔、主缆、锚旋和钢箱梁等主要部件组成。大桥全长3071 米,主跨1385米;桥面宽338米,双向六车道,设计车速100公里小时;通航净空为50米,可通行五万 吨级巴拿马型散货轮。江阴长江公路大桥的两根主索,各长2400多米,直径近1米,每根重14万 多吨,主索用127根直径53毫米的钢丝搅成索,再由169股钢索组成主索。主桥每边有85个吊杆,每个吊杆2根,用以连结主索和桥面。 两岸索塔标高为196236米,相当于65层搂高。北塔基长435米,宽735米
11、,下有123根近90米长的基础桩。北锚的混凝土陈井平面长69米,宽51米(面积相当于一片足球场大)。沉入地面58米,被称为世界第一大沉井。江阴长江大桥于1994年11月22日正式开工,1999年10月1日胜利通车,名列“中国第一,世界第四”。 改革开放以来的20多年中,中国的桥梁建造技术取得了举世瞩目的成就,前十年为此做了经济上、技术上和人才上的准备,九十年代迎来了跨越式的发展。展望未来,随着中国经济的发展,一批更大的越江跨海工程的建设,中国桥梁将会创造更辉煌的成就。中华民族的伟大复兴,必将造就一代巨人去引领世界桥梁的未来。 房屋工程 兴建房屋的勘察、规划、设计、施工和设备调试等工作的总称。最
12、终目的是为人类生产与生活提供适宜的场所。 中国在新石器时代,黄河中游出现架木巢屋。商代起建宫室于夯实的台基上。西周(公元前1066前771年)创造了夹板填土夯实的版筑技术。汉代(公元前206公元220年)木结构、成组斗拱和砖石拱券已趋完善。南北朝(420581年)佛教昌盛,寺塔风行。北宋熙宁年间(10681077年)开始编纂,元祐六年(1091年)成书的营造法式,是中国古代完整的建筑专著之一,也是官式建筑的规范。北京现存的古建筑群体现了中国古代建筑技术的传统风格。20世纪初,经济的发展促使了工厂、商店等各类房屋的兴建。随着材料的更新和技术的进步,大跨度、高耸结构不断出现。由于人类对环境的控制取
13、得进展,建筑的给水、排水、采暖、通风、空气调节、照明、消防、隔声、防尘等设备得以不断改进,使人类的生产与生活环境日趋舒适。 从中华人民共和国成立到1984年,城镇新建各类房屋共23亿米2,其中住宅约10亿米2 ;国民经济的各部门共有基建项目约22万个,其中60的项目包括房屋工程,这不仅展示了建筑业在国民经济中具有重要作用,而且也表明房屋工程在土木工程中的重要地位。 房屋分类 按使用性质分为:住宅;公共建筑:如会堂、展览厅、影剧院、体育馆等;宾馆、旅游宾馆、休养所等;商场类建筑;文教卫生建筑:如学校、医院等;交通用的车站、候机楼、电信楼等;各类工业建筑;各类农牧业建筑。 房屋的组成 包括:埋在地
14、面以下的基础和地下室;承挡外力并传力到基础的柱、楼板、梁、框架、墙、屋盖及支撑体系;四周的围护结构和内部的间隔墙;房屋内外的建筑装修;控制环境的供暖、通风、空气调节、照明、防火消防和隔声等系统;楼梯间、电梯和自动扶梯等垂直运输系统;有线广播、闭路电视、电话等通讯设备;电力系统如大型建筑物的备用发电设备等;卫生设备和给水排水系统;垃圾处理系统。 勘察 建筑场地的水文、地质等工程勘察非常重要。土壤的天然特性和地下水流量、水位深度对拟建房屋选择基础类型、埋深和尺寸起决定性作用。低层、中等面积的房屋,一般用天然地基,造价低廉。高层房屋荷载大,多选用人工地基,如木桩、钢桩、混凝土桩等。在软弱地基上可用底
15、面积大、整体性好的基础如浮筏基础、沉箱基础等。 规划和设计 首先要满足人们生活和生产使用功能的要求,具有足够稳定性和安全度,符合建筑法规的要求并与环境协调一致。在地震区,须符合抗震要求。房屋是物质产品,又是艺术创作。规模较大的工业建筑要考虑专业工艺特点;住宅建筑要求平面合理、使用方便;公共建筑具有广泛的社会性,要在体型、立面、色调、内部空间、庭院绿化等方面给人们以美的感受,建筑风格要体现时代的特点。 施工 把规划设计的图纸,依据技术规范,结合当地水文、地质、气象、资源、环境等社会条件,采取最有效的组织措施、合理的施工方法,使建筑物在建造过程中,取得较好的技术经济效果。施工是综合性技术,包括施工
16、技术和科学的组织管理两项主要内容。施工技术是各项科学技术的综合应用,选择合理的、切合实际的施工方案,先进的机具和保证质量与安全的操作方法,科学的组织管理使工程达到质量好、进度快、劳动力省、材料消耗少、施工安全的综合效益(见建筑施工、建筑施工管理)。 展望 房屋工程量大面广,今后面临的课题是:技术与经济相结合,提高房屋设计的质量;建筑节能;发展预制装配和现场浇筑混凝土作业的机械化,减轻劳动强度,减少手工操作;推行标准模数制,方便部件拼装、组合、代换,统一材料制品规格,减少切割损失;发展建筑材料、建筑制品和建筑设备的生产,重视工业废料的利用;加强项目工程的科学管理。 隧道工程路隧道的勘测、设计、贯通控制测量和施工等工作。隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车动车辆