土 木 工 程 概 论

结

课

论

文

论文题目：___ 学生姓名： 学生学号：院（系）： 数理力学系

二O20xx年x月二十九日

现代桥梁结构 架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行建筑物，称为桥。 桥梁一般由上部结构、下部结构和附属构造物组成，上部指主要承重结构和桥面系；下部结构包括桥台、桥墩和基础；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。

一、桥梁种类

将桥以主要的受力构件为基本依据，可分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥五大类。

1、梁式桥

主梁为主要承重构件，受力特点为主梁受弯。主要材料为钢筋混凝土、预应力混凝土，多用于中小跨径桥梁。简支梁桥合理最大跨径约20米，悬臂梁桥与连续梁桥合宜的最大跨径约60-70米。

优点：采用钢筋砼建造的梁桥能就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好且美观；这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。 缺点：结构本身的自重大，约占全部设计荷载的30%至60%，且跨度越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。

2、拱式桥

这是以拱肋为主要承重构件，受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力。主要材料是圬工、钢筋砼，适用范围视材料而定。跨径从几十米到三百多米都有，目前我国最大跨径钢筋砼拱桥为170米。

优点：跨越能力较大；与钢桥及钢筋砼梁桥相比，可以节省大量钢材和水泥；能耐久，且养护、维修费用少；外型美观；构造较简单，有利于广泛采用。 缺点：由于它是一种推力结构，对地基要求较高；对多孔连续拱桥，为防止一孔破坏而影响全桥，要采取特殊措施或设置单向推力墩以承受不平衡的推力，增加了工程造价；在平原区修拱桥，由于建筑高度较大，使两头的接线工程和桥面纵坡量增大，对行车极为不利。

3、钢架桥

这是一种桥跨结构和吨台结构整体相连的桥梁，支柱与主梁共同受力，受力特点为支柱与主梁刚性连接，在主梁端部产生负弯矩，减少了跨中截面正弯矩，而支座不仅提供竖向力还承受弯矩。主要材料为钢筋砼，适宜于中小跨度，常用

于需要较大的桥下净空和建筑高度受到限制的情况，如立交桥、高架桥等。 优点：外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔，混凝土用量少。

缺点：基础造价较高，钢筋的用量较大，且为超静定结构，会产生次内力。

4、斜拉桥

以梁、索、塔为主要承重构件，利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨内增加了弹性支承，减小了梁内弯矩而增大了跨径。受力特点为外荷载从梁传递到索，再到索塔。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材。适宜于中等或大型桥梁。 优点：梁体尺寸较小，使桥梁的跨越能力增大；受桥下净空和桥面标高的限制小；抗风稳定性优于悬索桥，且不需要集中锚锭构造；便于无支架施工。

缺点：由于是多次超静定结构，计算复杂；索与梁或塔的连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且技术要求严格。

5、悬索桥

以主缆为主要承重构件，受力特点为外荷载从梁经过系杆传递到主缆，再到两端锚锭。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材，适宜于大型及超大型桥梁。 优点：由于主缆采用高强钢材，受力均匀，具有很大的跨越能力。

缺点：整体钢度小，抗风稳定性不佳；需要极大的两端锚锭，费用高，难度大。

二、中国十大名桥介绍

1、卢沟桥 位于北京广安门西南10千米。建于11xx年，是一座联拱石桥，长约265米，有241根望柱，每个柱子上都雕着狮子。

2、广济桥 位于广东潮洲东门外，是我国古代一座交通、商用综合性桥梁，也是世界上第一座开关活动式大石桥，有“一里长桥一里市”之说。

3、五亭桥 位于杨州瘦西湖内。桥基为12条青石砌成大小不同的桥墩；桥身为拱卷形，由3种不同的卷洞联合，共15孔，孔孔相通，亭亭之间的廊相连。

4、安平桥 位于福建晋江安海镇。桥面由7条大石板铺成，桥头有六角五层砖构宋塔一座，为中国古代最大的梁式石桥，有“天下无桥长此桥”之誉。

5、赵州桥 位于河北赵县的河上，是一座单孔石拱桥，桥面宽10米，两侧42块模仿板上刻有龙兽状浮雕。

6、十字桥 位于山西太原市晋祠内。桥梁为十字形。全桥由34根铁青八角石支撑，柱顶有柏木斗拱与纵、横梁连接，上铺十字桥面。

7、风雨桥 位于广西三江县程阳村边林溪河上。为石墩木面瓦顶结构。桥上建塔

形楼亭5座，可避风雨。整座桥梁不用一根铁钉，精致牢固。

8、铁索桥 位于四川泸定县的大渡河上。全长136米，宽3米，由13根碗口粗的铁链系在两岸的悬崖峭壁上。其中9根并排着的铁链上面铺有木板，就是桥面，另外各2根在桥面两侧，就是扶手。每根铁链重约20xx千克。

9、五音桥 位于河北东陵顺治帝孝陵神道上。桥面两侧装有方解石栏板126块，敲击能发出奇妙的声音。

10、玉带桥 位于北京颐和园。用白石建成，拱圈为蛋尖形，桥面呈双向反弯曲。桥身用汉白玉雕砌，两侧雕刻精美的白色栏板和望柱。有“海上仙岛”美称。

三、桥梁的发展历史

在人为桥梁之前，自然界由于地壳运动或其他自然现象的影响 ，形成了不少天然的桥梁形式。如浙江天台山横跨瀑布上的石梁桥，江西贵溪因自然侵蚀而成的石拱桥（仙人桥）以及小河边因自然倒下的树干而形成的 “独木桥”，或两岸藤萝纠结在一起而构成的天生“悬索桥”等等。人类从这些天然桥中得到启示，便在生存过程中，不断仿效自然。开始时大概是利用一根木料在小河上，或氏族聚居群周围的壕沟上搭起一些独木桥（桥之所以始称“梁”，也许便是因这种横梁而过的原故），或在窄而浅的溪流中，用石块垫起一个接一个略出水面的石蹬，构成一种简陋的“跳墩子”石梁桥（后园林中多仿此原始桥式，称“汀步桥”、“踏步桥”）。这些“独木桥”“跳墩子桥”便是人类建筑的最原始的桥梁，以后随着社会生产力的发展，不断由低级演进为高级，才逐渐产生各种各样的跨空桥梁。我国的桥梁，大致经历了四个发展阶段。

第一阶段以西周、春秋为主，包括此前的历史时代，这是古桥的创始时期。此时的桥梁除原始的独木桥和汀步桥外，主要有梁桥和浮桥两种形式。当时由于生产力水平落后，多数只能建在地势平坦，河身不宽、水流平缓的地段，桥梁也只能是写木梁式小桥，技术问题较易解决。而在水面较宽、水流较急的河道上，则多采用浮桥。

第二阶段以秦、汉为主，包括战国和三国，是古代桥梁的创建发展时期。秦汉是我国建筑史上一个璀灿夺目的发展阶段，这时不仅发明了人造建筑材料的砖，而且还创造了以砖石结构体系为主题的拱券结构，从而为后来拱桥的出现创造了先决条件。战国时铁器的出现，也促进了建筑方面对石料的多方面利用，从而使桥梁在原木构梁桥的基础上，增添了石柱、石梁、石桥面等新构件。不仅如

此，它的重大意义，还在于由此而使石拱桥应运而生。石拱桥的创建，在中国古代建桥史上无论是实用方面，还是经济、美观方面都起到了划时代的作用。石梁石拱桥的大发展，不仅减少了维修费用、延长了桥的使用时间，还提高了结构理论和施工技术的科学水平。因此，秦汉建筑石料的使用和拱券技术的出现，实际上是桥梁建筑史上的一次重大革命。故从一些文献和考古资料来看，约莫在东汉时，梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四大基本桥型已全部形成。

第三阶段是以唐宋为主的，包括两晋、南北朝和隋、五代时期，这是古代桥梁发展的鼎盛时期。隋唐国力较之秦汉更为强盛，唐宋两代又取得了较长时间的安定统一，工商业、运输交通业以及科学技术水平等十分发达，是当时世界上最先进的国家。东晋以后，由于大量汉人贵族官宦南迁，经济中心自黄河流域移往长江流域，使东南水网地区的经济得到大发展，经济和技术的大发展，又反过来刺激桥梁的大发展。因此，这时创造出许多举世瞩目的桥梁，如隋代石匠李春首创的敞肩式石拱桥--赵州桥，北宋废卒发明的叠梁式木拱桥--虹桥，背诵创建的用筏形基础、植蛎固墩的泉州万安桥，南宋的石梁桥与开合式浮桥相结合的广东潮州的湘子桥等。这些桥在世界桥梁史上都享有盛誉，尤其是赵州桥，类似的桥在世界别的国家中，晚了七个世纪方才出现。纵观中国桥梁史，几乎所有的重大发明和成就，以及能争世界第一的桥梁，都是此时创建的。

第四阶段为元、明、清三朝，这是桥梁发展的饱和期，几乎没有什么大的创造和技术突破。这时的主要成就是对一些古桥进行了修缮和改造，并留下了许多修建桥梁的施工说明文献，为后人提供了大量文字资料。此外，也建造完成了一些像明代江西南城的万年桥、贵州的盘江桥等艰巨工程。同时，在川滇地区兴建了不少索桥，索桥建造技术也有所提高。 到清末，即18xx年，随着我国第一条铁路的通车，迎来了我国桥梁史上的又一次技术大革命。

四、桥梁的发展前景

1.新材料的开辟与使用

新材料应具备高强、高弹模、轻质的本色，研究超高强硅烟与聚合物混凝土、高强双相钢丝钢纤维加强混凝土、纤维塑料等一系列材料包办当前桥梁用的钢与混凝土。

2.大型深水根基工程

当前世界桥梁根基尚无超越100米深海根基工程，下一步需进行100~300

米深海根基的理论。

3.完善的养护保障

桥梁建成托付使用后，将颠末踊跃监测与打算系统担保桥梁的平安与畸形运行，一旦制作生故障或毁伤，将踊跃呈报毁伤部位与养护对策。

4.器重桥梁美学

桥梁是人类最逊色的建造之一，闻名遐尔的美国旧金山金门大桥、澳大利亚悉尼港桥、英国伦敦桥、曰本明石海峡大桥、中国上海杨浦大桥、南京长江二桥、香港青马大桥，这些闻名大桥但凡一件件珍贵的空间艺术品，成为陆地、江河、陆地与天空的景观，成为城市标记性建造。高峻魁梧的澳大利亚悉尼港桥与当代化很有特色的悉尼歌戏院融为一体，成为今天今天不日悉尼的意味。因此，21世纪的桥梁结构必将更加器重修造艺术造型，器重桥梁美学与景观解决，器重环境眷注，到达人文景观同环境景观的完满拆散。

在20世纪桥梁工程大进行的根基上，形貌21世纪的高峻远景，桥梁创设手艺手段将有更大、桥梁支座桥梁支座橡胶支座新的进行。

五、小结

随着经济的发展、科学技术水平的进步、生活水平的提高，人类对周围的生存环境提出了更高的要求，桥梁景观也越来越受到重视，梁事业也必将迎来更广阔的发展空间。我们不仅要对自己已有的桥梁技术进行高进，更要用在新桥梁的建设上，创造更完善的设计理论，注重桥梁与环境的和谐统一，改进各式桥梁的缺点，不断探求新的技术思想，科技理念，通过大家的不断努力，让桥梁工程开创更加美好的明天。

 

第二篇：土木工程概论论文

河北工业大学

土木工程概论论文

题目：浅谈铁路工程

姓名：刘高凡

学号：108005

单位：河北工业大学土木工程学院 土木C093班，天津，300401

河北工业大学土木工程学院，土木Co93班，天津，300401

摘要:通过几周对《土木工程概论》的学习，让我对土木工程专业又有了新的认识。土木工程是一门历史悠久的学科，与人类的的生活紧密联系。尤其是对铁路工程产生浓烈的兴趣，所以写篇关于铁路工程的论文来加深对铁路工程的认识。通过工程数据，典型的工程案例介绍铁路工程的历史，基本组成，分类，以及在生产生活方面发挥的作用。以增强对铁路的理解力为将来从事道路工程做好准备，使自己为一位优秀的工程人员。

关键词：铁路、路基、分类、高速、作用

1、铁路工程的历史

世界铁路的发展已有100多年的历史，18xx年世界上第一条铁路，英国斯托克顿——达灵顿的铁路正式通车。斯托克顿——达灵顿铁路的正式开业运营，标志了近代铁路运输业的开端。铁路以其迅速、便利、经济等优点，深受人们的重视。在它的发源地英国自不必说，修筑铁路成为最热门、最时髦的事情。19世纪xx年代是英国铁路修建的高潮时期，18xx年主要的线路基本完成，18xx年全国性铁路网已形成，路网总长达 320xx公里。而超级大国，美国是铁路最多的国家，美国铁路营业里程居世界第一位，现有本国铁路260423公里。 中国一百五十年前铁路被清人是为破坏风水的“奇技淫巧”。如今，“国民经济命脉”展开了史无前例的跨越式发展。从0.5公里的“展示铁路”到“八纵八横”的铁路交通网构建完毕，从“龙号”机车到时速350公里的高速列车，中国铁路史见证一个国家百年巨变。值得一提的是第一条完全由中国人自主设计施 浅谈铁路工程 刘高反

工的铁路——京张铁路，著名铁路专家詹天佑主持设计建造，为中国人争的了尊严。另外由当代桥梁专家茅以升设计建造的我国第一座双层铁路公路两用桥也是我国铁路历史上闪烁的一颗明星。新中国成立之后，随着社会经济的发展铁路事业的也得到飞速的发展，相继建造出令世界震惊的铁路：宝成铁路，成昆铁路，陇海铁路，大秦铁路，京九铁路，秦沈铁路，津京城际高铁等，它们无一不体现出中华民族的智慧勤劳与勇敢的优秀品质。也正因有了四通八达的铁路运输路线我国的经济才能平稳持续的发展。

2、铁路的基本组成

铁路有线路，路基和轨道组成。

2.1 铁路路线在空间的位置是用它的线路中心线表示的。线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路的平面，平面线形由直线和曲线组成。线路平面设计对铁路线路起到至关重要的作用所以线路平面设计要达到以下要求：（1）为了节省工程费用与运营成本，一般力求缩短路线长度。（2）为了保证行车安全和平顺，应尽量采用较长直线段和较大圆曲线半径。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）列车要平顺的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。

2.2 路基是铁路的基础所在因为它承受着整个轨道的重量，同时也要不间断地接受机车车辆和机车所装载的货物的压力。因此路基的状态与铁路质量安全有着非常密切的关系。路基应该有足够的宽度，能够适合轨道铺设和附属的建筑物设置同时考虑到线路维修作业时所需空间。路基可分成:路堤、路堑和填挖结合路基三种基本形式。在注重路基本身建设的同时也要考虑到路基的排水设施以保证路基在恶劣的极端环境下能够保持其原有的状态最终使得铁路的畅通无阻所以要在路基两侧设置好排水沟保证线路排水的畅通。

2.3 轨道就像列车的老师指引着他前进的方向最终到达乘客们的梦想之地。轨道直接承受着有车轮传来的巨大压力，作为压力的传递者，他把自身所接到的压力传递给路基或者桥隧建筑物。值得强调的其压力之大不次于路基所承受的，因为它的受力面积仅仅是一面小小轨面。轨道根据主要的运营条件划分轨道的等级，例如轨道近期运量和最高行车速度，将轨道分为特重、重次、重、中轻型5个等级。同时规定轨距是两股钢轨头部顶面下16㎜范围内两股钢轨作用边之间

的最小距离。规矩可分为标准规矩（轨距为1435㎜）、宽轨轨距（轨距大于1435㎜）、窄轨轨距（规矩小于1435㎜）。

3、铁路的分类

铁路的分类可以按照不同标准划分，按运输对象分货运铁路、客运铁路和混用铁路；按运输能力分一般铁路、高速铁路和地下铁路；按运营方式分干线铁路和城市轨道。下文列举现今发展的主流铁路把握铁路将来的发展趋势。

3.1 磁悬浮铁路，顾名思义无须与轨道接触悬于导轨之上在大地上飞速驰骋。它是利用电磁系统产生的排斥力将车辆托起，使整个列车悬浮在导轨上，利用电磁力进行导向，利用直线电机将电能直接转换成推动列车前进。它消除了轮轨之间的接触，无摩擦阻力，线路垂直负荷小，时速高（达500㎞以上），无污染（无机械振动和噪音无废气排出），安全，可靠，舒适（列车运行平稳）。世界

第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车，建成后，从浦东龙阳路站到浦东国际机场，三十多公里只需8分钟。这也标志着我国磁悬浮铁路建设已逐步进入世界先进行列。事实证明磁悬浮铁路更为符合时代的发展的需要，随着磁悬浮技术的深入和成熟，磁悬浮铁路会得到广泛的应用为人类的生活提供更方便更快捷的服务。

3.2 高速铁路，简称“高铁”，是指通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使营运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。高速铁路除了在列车在营运达到一定速度标准外，车辆、路轨、操作都需要配合提升。 世界上首条出现的高速铁路是日本的新干线，于19xx年正式营运。日系新干线列车由川崎重工建造，行驶在东京－名古屋－京都－大阪的东海道新干线营运速度每小时271公里，营运最高时速300公里。它的主要优势：输送能力大（年均单向输送能力为8760万人） 、速度快（300㎞左右）、能源消耗低、环境影响轻、载客量高、安全性高和正点率高。与传统的铁路相比高铁有着明显的优势，高铁的建设会产生巨大的社会效益；对沿线地区经济发展起到了推进和均衡作用；促进了沿线城市经济发展和国土开发。

3.3 地下铁道地简称地铁，专指在地下运行为主的城市铁路系统；系统为了配合修筑的环境，也会有地面化的路段存在。有了地铁的存在人们无需再为道路

堵塞而担忧，有的地铁在建设时也将战争考虑在内（将地铁当做防空洞或是作为临时兵工厂兼顾日常交通及国防的需要），多数的城市轨道交通系统都是用来运载市内通勤的乘客，而在很多场合下城市轨道交通系统都会被当成城市交通的骨干。地铁在城市在城市公共交通中发挥巨大作用，给城市居民提供了便捷的交通。然而地铁也存在其缺点，由于地铁大部分都在地下建设施工时要顾及多方面因素，最重要的是此项技术虽然时间比较长但不像普通铁路那样成熟。地铁一旦发生灾情容易造成人员的伤亡和财产的损失，并且现在的地铁造价也相当高平均下来达每公里8亿人民币。所以铁铁多为大城市所用。

4、铁路的作用

一个国家一旦铁路网络形成后，不论是从政治、经济、文化和社会哪个方向出发都是百利而无一害的，因为便捷的交通和完善的管理体制使得新兴的事物能够在比较短的时间得到传播和发展。从而促进整个国家的进步甚至是飞跃。纵观世界的铁路的发展史，拥有一个良好铁路网络的国家都逐步跨入世界强国的行列。新中国成立之后，中国人奋发图强，铁路事业飞速发展，无数个世界之最被中国创造着。

在世界的屋脊——青藏高原就有中国铁路的身影。世界上海拔最高，路线最长，最大的高原铁路铺架基地等等。克服千难万险历时五年将这条经济线，文化线才得以打通。而青藏铁路全线贯通，必将对改变青藏高原贫困落后面貌，增进各民族团结进步和共同繁荣，促进青海与西藏经济社会又快又好发展产生广泛而深远的影响。有利于促进西藏工业、旅游业等产业的发展，优化西藏的产业结构，实现我国地区经济的平衡、协调发展；有利于西藏矿产资源的开发，发挥资源优势；有利于降低进出西藏货物的运输成本，提高经济效益。与此同时青藏铁路的落成还有利于我国边疆的稳定和国防的加强。像青藏铁路这样促进我国经济文化繁荣的铁路势必得到广泛的发展和应用。

四、总结

随着科学技术的不断发展突破，铁路工程中遇到的重大难题会逐步得到解决。经济的发展势必带来人们对生活质量的更高需求，便捷的铁路交通自然就被提到计划的日程上去，这就预示着未来的铁路工程会变得越来越越人性化、速度化和高效化，只有这样才能适应人类快节奏的生活方式。对铁路工程的建设与施

工会变得更加严格，工程人员要有的更高职业素质与工作能力才能适应时代的发展，在工作中游刃有余的处理各种工程事故和问题。铁路工程是国家的一项重要基础建设，作为21世纪的新青年从事此项工作也是我们报效祖国的一种方式，实现我们的人生价值与理想。

参考文献

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[5] 李清波，符锌砂.道规划与设计.北京：人民交通出版社，20xx