第一篇:北交隧道方向认知实习(模版)
土木工程认识实习报告——隧道篇
姓 名:郑峰
学 号:10231167 班 级:土木1001 单 位:北京交通大学土建学院 组 别:第一组
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目录
前言.........................................................……..2
内容.........................................................………2
一、妙峰山隧道
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1隧道分类...................................................………3
二、地铁6号线施工现场............................……….7
1地下工程特点.......................................………………..8 地下工程施工方法
...............................………… 9 结束语............................................………………… 10
前言
土木工程是建造各类工程设施的学科、技术和工程的总称。它既指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,如建筑公程、公路与城市道路工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程等,也指应用材料、设备在土地上所进行的勘测、设计、施工等工程技术活动。土木工程是社会和科技发展所需要的“衣、食、住、行”的先行官之一;它在任何一个国家的国民经济中都占有举足轻重的地位。作为一名刚刚接触专业知识的大学生来说,如果在学习专业课之前直接就接触深奥的专业知识是不科学的,为此,学院带领我们进行了这次实习活动,让我们从实践中对这门自己即将从事的专业获得一个感性认识,为今后专业课的学习打下坚实的基础。实习目的
通过实习,通过接触隧道现场,了解隧道及地下工程的基本用途、组成、特点、结构,隧道轨道的形态以及基础技术等。对一般隧道轨道组成部分的功能结构及空间组合有较全面的了解;对一般隧道铁路的构造及其特点有一定了解;还学习了隧道地理位置选择的一些要素。理论联系实际,巩固和深入理解所学的理论知识,并为后续课程的实习积累感性知识;联系专业培养目标;为后续专业课程的学习做准备。实习时间
2011年10月29日 实习地点
妙峰山隧道口,地铁6号线施工现场
实习内容
本次隧道方向的认知实习我们走访了妙峰山隧道口以及地铁6号线施工现场。在实习过程中,我们在老师的带领下参观了不同类型和构造的铁路。老师针
对每一种铁路,进行了详细的讲解和区别,使我们在对比中学习和记忆,使我们的印象更加深刻,并学习到了很多从前没有接触过的知识。尤其是对于我们大二的同学来说,铁路方面的知识了解的非常少,这次实习让我们对隧道铁路有了更加感性的认识,为日后的学习打下了一定的基础。下面,我就针对不同实习地点的隧道或地下铁路进行详细的分析。
一、妙峰山隧道
隧道分类
1、按照隧道所处的地质条件分类:分为土质隧道和石质隧道。
2、按照隧道的长度分类:分为短隧道(铁路隧道规定:L≤500m;公路隧道规定:L≤500m)、中长隧道(铁路隧道规定:500
3、按照国际隧道协会(ITA)定义的隧道的横断面积的大小划分标准分类:分为极小断面隧道(2~3㎡)、小断面隧道(3~10㎡)、中等断面隧道(10~50㎡)、大断面隧道(50~100㎡)和特大断面隧道(大于100㎡)。
4、按照隧道所在的位置分类:分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道。
5、按照隧道埋置的深度分类:分为浅埋隧道和深埋隧道。
6、按照隧道的用途分类:分为交通隧道、水工隧道、市政隧道和矿山隧道。
隧道的结构形式
盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构(shield)是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置,钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶;钢筒的
尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装(或现浇)一环衬砌,并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆,以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌环承担。盾构施工前应先修建一竖井,在竖井内安装盾构,盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。按盾构断面形状不同可将其分为:圆形、拱形、矩形、马蹄形4种。圆形因其抵抗地层中的土压力和水压力较好,衬砌拼装简便,可采用通用构件,易于更换,因而应用较为广泛;按开挖方式不同可将盾构分为:手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式3种;按盾构前部构造不同可将盾构分为:敞胸式和闭胸式2种;按排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为:人工井点降水、泥水加压、土压平衡式,局部气压盾构,全气压盾构等。
盾构法的主要优点:除竖井施工外,施工作业均在地下进行,既不影响地面交通,又可减少对附近居民的噪声和振动影响;盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行,施T易于管理,施工人员也比较少;土方量少;穿越河道时不影响航运;施工不受风雨等气候条件的影响;在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道,盾构法有较高的技术经济优越性。
新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护的量测、监控,指导地下工程的设计施工。
新奥法(NATM)是新奥地利隧道施工方法的简称, 在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。采用该方法修建地下隧道时,对地面干扰小,工程投资也相对较小,已经积累了比较成熟的施工经验,工程质量也可以得到较好的保证。使用此方法
进行施工时,对于岩石地层,可采用分步或全断面一次开挖,锚喷支护和锚喷支护复合衬砌,必要时可做二次衬砌;对于土质地层,一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌,在有地下水的条件下必须降水后方可施工。新奥法广泛应用于山岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程。当前,世界范围内应用新奥法设计与施工城市地铁工程取得了相当大的发展。如
智利的圣地亚哥新地铁线采用新奥法施工地铁车站,车站位于城市道路下7~9m, 开挖面积230m2,相当于17m(宽)×14m(高);我国自1987 年在北京地铁首次采用新奥法施工复兴门车站及折返线工程,车站跨度达26m。针对我国城市地下工程的特点和地质条件, 新奥法经过多年的完善与发展,又开发了“浅埋暗挖法”这一新方法,与明挖法、盾构法相比较,由于它可以避免明挖法对地表的干扰性,而又较盾构法具有对地层较强的适应性和高度灵活性,因此目前广泛应用于城市地铁区间隧道、车站、地下过街道、地下停车场等工程,如根据新奥法的基本原理,采用“群洞”方案修建的广州地铁二号线越秀公园站及南京地铁一期工程南京火车站站,断面复杂多变的折返线工程、联络线工程也多采用新奥法。
在我国利用新奥法原理修建地铁已成为一种主要施工方法,尤其在施工场地受限制、地层条件复杂多变、地下工程结构形式复杂等情况下用新奥法施工尤为重要。
浅埋暗挖法又称矿山法,起源于1986年北京地铁复兴门折返线工程,是中国人自己创造的适合中国国情的一种隧道修建方法。该法是在借鉴新奥法的某些理论基础上,针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法。与新奥法的不同之处在于,它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下,隧道埋深小于或等于隧道直径,以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通,无污染、无噪声,而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。
顾名思义,浅埋暗挖法是一项边开挖边浇注的施工技术。其原理是:利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力,采取适当的支护措施,使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法,主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。由于浅埋暗挖法省去了许多报批、拆迁、掘路等程序,现被施工单位普遍采纳。
浅埋暗挖法的核心技术被概括为18字方针:管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。其主要的技术特点为:动态设计、动态施工的信息化施工方法,建立了一整套变位、应力监测系统;强调小导管超前支护在稳定工作面中的作用;研究、创新了劈裂注浆方法加固地层;发展了复合式衬砌技术,并开创性地设计
应用了钢筋网构拱架支护。
由于该工法在有水条件的地层中可广泛运用,加之国内丰富的劳动力资源,在北京、广州、深圳、南京等地的地铁区间隧道修建中得到推广,已成功建成许多各具特点的地铁区间隧道,而且在大跨度车站的修筑中有相当的应用。此外,该方法也广泛应用于地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。
著名隧道举例
欧洲
直布罗陀海峡跨海通道:由连结欧洲和非洲的海底隧道、及部分的海上桥梁所构成,目前尚由西班牙、英国、摩洛哥等拥有海峡主权的国家共同规划中。根据英国广播公司报道,兴建费用估计达100亿美元。
挪威的洛达尔隧道:世界最长的公路隧道,长度24.5公里。
瑞士的圣哥达隧道:世界第三长的公路隧道,长度16.32公里,连接瑞士的乌里州和提契诺州。
英法海底隧道:世界第二长的铁路隧道,长度50.5公里,海底长度37.9公里,也是世界海底长度最长的海底隧道,跨越英吉利海峡连接英国和法国。
亚洲
香港海底隧道:世界上最繁忙的行车隧道之一,全长1.8公里,平均每日行车量达121700辆,跨越维多利亚港连接九龙半岛和香港岛。
青函隧道:目前世界最长的铁路隧道,全长53.9公里,海底长度23.3公里。此隧道跨越津轻海峡连接日本的北海道和本州。
秦岭终南山特长公路隧道:亚洲及中国最长的公路隧道,也是世界最长的双孔公路隧道,长18.02公里,2006年完工后已超过圣哥达隧道成为世界第二长的公路隧道。
北京五环路的晓月隧道:北京五环路的唯一隧道,为下穿式隧道。
北京六环路的卧龙岗隧道:北京环路唯一的越岭隧道
台湾的雪山隧道:东南亚最长的公路隧道,也是全世界规模最大的双孔公路
隧道群,全长12.9公里,跨越雪山山脉支脉连接台北台北县和宜兰县。
高雄港过港隧道:跨越高雄港连接高雄市前镇区和旗津区,是台湾唯一的水底公路隧道。
风火山隧道:位于青藏高原。轨道面海拔4905米,是世界上海拔最高的隧道,也是世界上海拔最高的高原冻土隧道。
美洲
美国的德拉瓦隧道:世界最长的输水隧道,全长169公里。
美国纽约的林肯隧道:跨越哈德逊河连接纽约市和纽泽西州,是世界最繁忙的公路隧道之一,长度2.4公里。
二、地铁6号线施工现场
隧道及地下工程一般分为勘测设计和施工两大阶段。
①勘测设计。隧道位置的选择一般应服从路线走向。由于隧道工程数量、造价、工期控制等因素,隧道位置在选线方案中是经济技术比较的重要组成部分。对不良地质地段的隧道,特别是长大复杂隧道线及全线或局部线路方案的成立与否,必须精心勘测设计。通过对隧道位置所处的地形、地质、水文等要素的测
绘、勘测、测试及综合评定,设计正洞和明洞的长度和结构,决定施工方法,设计辅助坑道、排水系统和附属工程。
②施工。按设计图纸实施隧道掘进、衬砌和安装作业的过程。施工方法分明挖法和暗挖法。前者多用于浅埋隧道和地下建筑。对于大多数隧道和地下工程,多用暗挖法施工,并按开挖方法和所用机具分为矿山法、盾构法和地下连续墙法。此外,修筑水底隧道时,可用沉管法;穿越
铁路、道路、河流或建筑物时,可用顶管法;修建地下的池槽、厂房、仓库和地下井时,还可使用沉井法。
地下铁道:由于城市的不断扩大和发展,市内地面运输已经不能满足交通要求,修建地下铁道成为最有效的手段之一。世界上有80多个城市已修建或正在修建地下铁道,中国北京已修建了40.1公里地铁,天津已建地铁7.2公里,其他大城市正在规划中。
地下铁道的优点是:和其他城市运输类型相比较,其运送能力最大;由于没有平面交叉和采取自动闭塞信号,可以保证通行安全;地铁各列车间的间歇时间可以很短,给旅客以很大方便;噪声小,保护环境条件好。地下铁道还必须和地面其他运输类型及相应设施彼此配合,才能发挥更好的作用。近20~30年来,在某些国家的大城市(如日本东京、大阪等地)和地铁相配合还修建了具有相当规模的地下街和地下商场等。地铁的缺点是:固定运营费用比重较大,只有客流密度很大时才是经济合理的。
地下工程特点
①线路在穿越天然高程或平面障碍时修建地下通道,是克服障碍的有效方法。
②能够分担地面交通和人流的负荷,节约城市用地。
③承受爆炸荷载和地震荷载的能力比地面结构强,许多国防、民防工程及抗震和各类防护工程都可采用。
④地下建筑物内部的气温和湿度比较稳定,节能,可作为各类贮库和冷藏库。
⑤造价昂贵,只有在论证它有充分的战术、技术和经济效益时才宜兴建。
⑥施工期限长,施工作业面较窄,可容纳的劳力和机械都受限制。但由于工业化施工和机械性能的提高,这种情况正在改善。
⑦穿越地层的地质条件复杂多变,遇到的意外情况比较多,工程的定位、设计和施工方法都必须随时作相应的调整,要求有关规划、勘测、设计、施工和使用管理部门密切配合。
地下工程施工方法
明挖法: 敞口开挖基坑,再在基坑中修建地下结构,最后用土石重新覆盖填实。
盾构法:用盾构开挖隧道的一种施工法。盾构为一个钢制圆筒,前部为切口环,目的为保护开挖面上工作人员的安全;中部为支承环,承受地层压力,安设千斤顶,并靠这些千斤顶将盾构向前推进。盾构内部 工程机械空间用横向及竖向隔板分隔成小的工作室,并在隔板上安设辅助机具。后部盾尾部分是用来支撑坑道,并作为装配衬砌环的空间。修建时在开挖面上掘进衬砌的一环长度后,盾构可推进到挖好的空间内,并在盾壳保护下装配隧道衬砌。在含水淤泥地层中可采用压缩空气以稳定工作面。在日本以及其他国家,针对这类地层情况已经设计并推广了泥水盾构。其基本类型可分为两种,一种是泥水平衡式,一种是土压平衡式。泥水平衡盾构采用一个可以旋转的切削轮,可以在封闭于工作仓壁和隧道作业面之间的有压粘土泥浆中开挖地层;储气罐给泥浆保持需要的压力,借以控制地下水并稳定作业面。土压平衡盾构是在有土压的密封仓里切削地层,并用螺旋出土机排泥。盾构开挖法采用的衬砌类型有预制混凝土管片、刚性砌块和就地浇筑的钢纤维混凝土等。
地下连续墙法: 是在地下铁道或其他地下结构的两个边墙位置处沿线路方向挖槽,灌注特制的泥水,以稳定槽壁,然后安放钢筋笼,灌筑混凝土边墙。在两侧边墙的保护下,可以挖开街道先修建结构顶盖,然后进行填实,恢复交通,再进行下部地层的开挖。此法优点是对地面交通的干扰时间短,范围小,对路边建筑物的影响也较小。意大利米兰地铁就是用此法修筑的典型例子。
其他方法:此外,修筑水底隧道时,可使用沉管法;在穿越铁路、道路、河流或建筑物时,可使用顶管法。修建地下池槽、地下厂房、仓库和各种地下井时,还可使用沉井法(见地下工程沉井法施工)。
发展趋向
因地制宜,开拓地下空间资源和发展其经济效益,是当前各国在隧道及地下工程领域中总的发展趋势。例如,中国在云、贵、川及闽、浙一带可以有选择地利用天然溶洞;在西北黄土高原可利用喷锚支护和加强通风照明来修建窑洞民居。
各大城市加强地下交通运输系统和公用管道的规划,以及民防和市政地下工程的总体规划。隧道及地下工程的结构理论研究中,新的学科——地下结构施工力学正在形成。在长大隧道和重点地下工程中,推行施工综合机械化。在软土地层中,采用适合地层条件的盾构、顶管、沉管和连续墙施工方案;在硬岩中采用新型掘进机或高效水钻台车,以及光面爆破和预裂爆破等先进技术。在一些长隧道中采用水平钻井已取得成功。以喷锚支护为基础的新奥法施工,可大力推广。
结束语
以上便是关于此次土木工程专业认识实习在隧道方面的内容。通过这次实习我们收获了很多,很多东西在书本上学不到的,一定要亲自到现场去观察实际情况才能明白其中的道理。通过此次认识实习,使我们从直观的角度大致了解了各种铁路方面的知识,使我们对以后可能的工作环境和条件有所认识。同时,我们在专业知识上也学到了不少。这次认识实习不仅使我们对我们平时在课堂所学的理论知识是一个检验和巩固,同时也交给了我们许多我们在课本上学不到的知识
通过这次事件紧张的土木工程认识实习,我们在隧道方向有了一个更加形象准确的认识,或者可以这么说,这次实习就是在实习老师的带领下的,一次从本本理解到实际观测的一次过度,是我们走向更加了解所学内容的过程,极大开阔了眼界,增长了技能。在此再向每一位为我们的实习付出了辛苦工作的老师们说一声谢谢,你们的努力使我们了解到了更多的专业知识和基本的技能。向为我们提供了良好实习条件的学院道一声谢谢,做为土木工程专业的一份子,我们一定会用自己的实际努力来回报学院对我们的器重。
第二篇:北交土木认知实习-桥梁方向
北京交通大学
土木建筑工程学院土木工程 桥梁方向认知实习报告
学院:土建学院 班级:土木1104 姓名:蔡国锡 学号:11231069
目录
一、前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
二、专论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 实习地点1.卢沟桥及其附近铁路桥 „„„„„„„„4 实习地点2.地铁13号线城铁轻轨
实习地点3.交大东门前的步行天桥 „„„„„„„„12
三、实习小结 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„13
四、结束语 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
一、前言
1、关于土木工程桥梁工程的介绍及其发展历史
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。桥梁工程的发展首先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。20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。
2、实习内容
通过观察卢沟桥及周边铁路桥梁,交大东门步行天桥等各种桥梁,接触桥梁方面的一些知识,初步认识并了解桥的结构及特点。通过了解当前桥梁施工的基本方法以及桥梁施工中需要的基本技术,对桥梁施工有一个更加系统、专业的了解,并结合已学过的一些课程,通过实践巩固并扩大知识面。
3、实习目的
学院给同学们安排了本次外出实习,让同学们通过参观实际桥梁及其结构,进一步提高同学们对桥梁工程的认识,巩固和扩大理论知识,提高学习积极性。本次实习可以让同学们对本专业及桥梁工程方向有更好的了解,可以让同学们建立一个初步的专业基础,对将来学习以及分专业选具体方向起到一些引导作用。认知实习是土木工程教学计划中的一个重要的实践性教学环节,它对学生建立正确的专业思想,树立正确的专业知识学习态度有着极其重要的影响。在参观实习的过程中,听着老师详细的讲解,真的可以学到很多平时在课堂上学不到的东西。本次实习不仅仅是一次外出学习,更是对课堂所学知识的补充。通过现场实践和现场观摩,调查学习土木工程建设工人及技术员的优良品质,将进一步培养学生热爱专业、献身于土木工程建设事业的志向。
二、专论
实习地点
一、卢沟桥及其附近铁路桥 卢沟桥亦作芦沟桥,在北京市西南约15千米处丰台区永定河上。因横跨卢沟河(即永定河)而得名,是北京市现存最古老的石造联拱桥。卢沟桥全长266.5米,宽7.5米,最宽处可达9.3米。有桥墩十座,共11个桥孔,整个桥身都是石体结构,关键部位均有银锭铁榫连接,为华北
最长的古代石桥。
经过半个多小时的车程,我们来到了中国的十大名桥之一的卢沟桥,虽然是天下着濛濛细雨,天气也有点凉,但丝毫不影响老师给我们讲课的效果以及同学们的学习热情。老师带着我们走过卢沟桥,和一座周边的铁路桥,给对桥梁接触不多的我们讲解了许多精彩的内容,每位同学都兴致勃勃地听着老师的讲解并且认真的做着笔记。
1、石拱桥
(1)按上部结构所使用的材料,桥梁分为钢桥、混凝土桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、石桥、木桥。而按照按受力情况分类可分为梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索桥、斜拉桥。石拱桥是我国传统的桥梁四大基本形式之一。石拱桥这一体系,又是多种多样的。中国的石拱桥,在古代有一定的成就,在今天仍有发展的前景,过去有用的东西,今天仍在起着作用,因此,它是一份可珍贵的遗产,显示着我国劳动人民勤劳勇敢和卓越才能。(2)下面再介绍一下拱桥。
拱桥是我国公路上使用很广泛的一种桥梁体系。拱桥与梁桥的区别,不仅在于外形不同,更重要的是两者受力性能有差别。由力学知识可以知道,梁式结构在竖向荷载作用下,支承处仅仅产生竖向支承反力,而拱式结构在竖向荷载作用下,支承处不仅产生竖向反力,而且还产生水平推力。水平推力的存在,拱的弯矩将比相同跨径的梁的弯矩小很多,而拱主要承受压力。充分利用抗压性能较好而抗拉性能较差的污工材料(石料、混凝土)修建。圬工材料修建的拱桥又称为圬工拱桥。
a.拱桥优点:跨越能力较大;能充分做到就地取材,可以节省大量的钢材和水泥;耐久,而且养护、维修费用少;外形美观;构造较简单,尤其是圬工拱桥,技术容易被掌握。
b.拱桥缺点:自重较大,相应的水平推力也较大下部结构的工程量,无铰拱时,对地基条件要求高;拱桥(尤其是圬工拱桥)一般都采用在支架上施工的方法修建,随着路径和桥高的增大,支架或其他辅助设备的费用大大增加,从而增大了拱桥的施工困难,提高了拱桥的总造价;拱桥的施工工序较多;由于拱桥水平推力较大,在连续多也的大、中桥梁中,为防止一孔破坏而影响全桥的安全,需要采用较复杂的措施,或设置单向推力墩,增加了造价;随着钢拱、劲性骨架拱桥的修建,传统拱桥的缺点正在逐步得到改善和克服。
c.拱桥的主要组成。由桥跨结构(上部结构)及下部结构两大部分组成。桥跨结构是由拱圈及其上面的拱上建筑所构成。e.拱桥的主要类型。按照建桥材料可以分为圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥及钢拱桥。按照拱上结构的形式可以分为实腹式拱桥与空腹式拱桥。按照主拱圈所采用的各种拱轴线的形式,可将拱桥分别称为圆弧拱桥、抛物线拱桥或悬链线拱桥等。按主拱圈与行车系结构之间相互作用的性质和影响程度,可以把拱桥分为简单体系拱桥及组合体系拱桥两大类。简单体系拱桥中,行车系结构不参与主拱一起受力,主拱以裸拱的形式承重,按照不同的静力图式,又可以做成三铰拱、两铰拱或无铰拱。组合式体系拱桥是将行车系结构与主拱按不同的构造方式构成一个整体,以共同承受荷载。根据组合式拱桥又分为无推力的和有推力的。
(3)虽然许多中国的石拱桥时代久远,却不易坍塌,简单地说,以为建桥地石头呈梯形,像折扇面一样。砌筑时,小面在里,大面在外。这样,当桥面地重量往下压的时候,石头就被夹住了,同时,又有两头的桥墩顶着。所以,石拱桥也就不易坍塌了。
2、分水尖
桥墩下面呈船形,迎水面砌作分水尖,外形像一个尖尖的船头,其作用为抗击流水的冲击、可以分水破冰以保护桥墩。
3、卢沟桥周边的铁路桥
(1)概述: 铁路桥,顾名思义就是承载铁路线路的桥梁,它是铁路线路 的一个重要组成部分。在修建一条铁路时,常常会碰到江河、山谷、公路或者与另外一条铁路交叉,为了让铁路跨越这些地形上的障碍,就需要修建各种各样的铁路桥梁。铁路桥梁荷载大,冲击力大,行车密度大,要求能抵抗自然灾害的标准高,特别是结构要求有一定的竖向横向刚度和动力性能。100多年来,中国铁路的建桥技术取得了举世瞩目的进步,研究制造出高强度耐久的新材料,设计出先进合理的桥式结构,拥有科学先进的制造和施工工艺设备。现在,桥长可达11700米,墩高可达183米,最大跨度可达300多米;另外,多跨连续梁桥、斜腿刚构桥、柔性拱刚性桁梁桥、栓焊梁桥、平弯桥、双薄壁墩桥、高墩V形支撑桥、斜拉桥、钢拱桥等等科技含量很高的铁路桥,都出现在我国的大江大河上。中国桥梁的设计和施工已经达到了世界先进水平。(2)分类:
铁路桥梁采用最多的是梁式桥。它是一种使用最广泛的桥梁型式,可细分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。所谓简支梁是指梁的两端分别为铰支(固定)端与活动端的单跨梁式桥。连续梁桥是指桥跨结构连续跨越两个以上桥孔的梁式桥。在桥墩上连续,在桥孔内中断,线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁,采用这种梁的桥称为悬臂梁桥。梁式桥的梁身可以做成实腹的,也可做为空腹的,空腹的称为桁梁。桁梁也叫桁架。桁架的类型五花八门,有三角形、双斜杆形、菱格形、米字形、多腹杆密格形、K形、W形、空腹形等。(3)铁路桥梁与公路桥梁的区别
最主要的区别在于刚度上,铁路桥主要是刚度控制,因为不允许有太大位移以免出轨,但公路桥主要以强度控制为主。设计时考虑因素大部分相同,但在活载布置上不一样,也就是说在受力分析上不一样。
实习地点
二、地铁13号线城铁轻轨桥(金五星百货商场附近)
从卢沟桥回来,我们的校车又带我们来到了金五星百货商场附近。老师领着我们顺着那条13号线轻轨桥的方向走,边走边给我们讲了一些关于这种桥的许多知识。
1、地铁13号线的简单介绍
北京地铁13号线,西起西直门,东至东直门,全路线呈n字形,全长40.5公里,于2003年1月9日全线开通。全线除西二旗到龙泽、柳芳到东直门部分区间(约3千米)为地下段外,均为地面或高架铁路。其中大钟寺站、知春路站、五道口站、龙泽站、霍营站为高架车站,高出地面6米。设计最高行车时速80公里,列车最小间隔设定为4分钟。
2、轻轨桥
13号线的地铁桥是连续梁桥,桥梁采用的是直线设计,板支梁结构。并且在桥主语乔莱能够连接的地方采用了橡胶支座来连接。下面介绍一下有关连 续桥梁以及橡胶支座的一些信息。(1)连续梁桥
连续梁桥是两跨或两跨以上连续的梁桥,属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下,产生的指点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用,使内力状态比较均匀合理,因而梁高可以减小,节省材料,且刚度大,整体性好,超载能力达,安全度大,桥面伸缩缝少。连续梁桥是中等跨径桥梁中常用的一种桥梁结构,预应力混凝土连续梁桥是其主要结构形式,它具有接缝少、刚度好、行车平顺舒适等优点,在30-120m跨度内常是桥型方案比选的优胜者。而横张预应力混凝土技术在T型梁、箱型梁、空心板桥三座常规跨径简支梁桥中的应用,取得了明显的技术经济效益。为拓宽横张预应力技术的应用范围,将其应用到更大跨度的连续梁桥中就显得尤为必要了。
主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时,主梁的不同截面上有的有正弯矩,有的有负弯矩,而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样,可节省主梁材料用量。连续梁桥通常是将3~5孔做成一联,在一联内没有桥面接缝,行车较为顺适。连续梁桥施工时,可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续梁。或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。近一、二十年,在架设预应力混凝土连续梁时,成功地采用了顶推法施工,即在桥梁一端(或两端)路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔,使施工较为方便。连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯 矩,构造比较复杂。此外,连续梁桥的主梁是超静定结构,墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。因此,连续梁一般用于地基条件较好、跨径较大的桥梁上。1966年建成的美国亚斯托利亚桥,是目前跨径最大的钢桁架连续梁桥,它的跨径为376米。
(2)橡胶支座
橡胶支座的作用有两个,一方面是将上部结构的作用力传递给桥墩;另一方面则是适应梁体因温度、混凝土的收缩徐变及荷载作用下而引起的水平位移和挠曲引起的梁体转动。板式橡胶支座(GJZ、GYZ系列)由多层橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成。该产品有中够的竖向刚度有承受垂直载荷,且能将上部构造的压力可靠地传递给墩迨台;有良好的弹性以适应梁端的转动;有较大的剪切变形以满足止步构造的水平位移;具有良好的防震作用,可渐少动载对桥跨结构与墩台的冲击作用。适用于中小跨径的公路、城市桥梁和铁路桥梁。标准跨径20m以内的桥梁,一般可采用板式橡胶支座。板式橡胶支座用可分为矩形和圆形两种,圆板式板式橡胶支座主要用于圆形桥墩的桥梁。板式橡胶支座的型号、高度等应根据实际的位移量及支座反力大小来确定。板式橡胶支座应尽量水平安装,当必须倾斜安装时,最大纵坡应≤2%。桥梁支座的布置主要和桥梁的结构形式有关。通常在布置支座时需要考虑以下的基本原则: 上部结构是空间结构时,支座应能同时适应桥梁顺桥向(X方向)和横桥向(Y方向)的变形; 支 座必须能可靠的传递垂直和水平反力; 支座应使由于梁体变形所产生的纵向位移、横向位移和纵、恒向转角应尽可能不受约束;铁路桥梁通常必须在每联梁体上设置一个固定支座;当桥梁位于坡道上,固定支座一般应设在下坡方向的桥台上; 当桥梁位于平坡上,固定支座宜设在主要行车方向的前端桥台上;固定支座宜设置在具有较大支座反力的地方;在同一桥墩上的几个支座应具有相近的转动刚度;连续梁可能发生支座沉陷时,应考虑制作高度调整的可能性。总之,桥梁支座的布置原则是既要便于传递支座反力,又要使支座能充分适应梁体的自由变形。
实习地点
三、交大东门前的步行天桥
最后,沿着交大东路,老师带我们来到了交大东门前的步行天桥下,叮嘱我们注意安全后,老师开始了新的讲解,主要简单讲了一下桥梁的预防共振。
•桥梁的共振: 共振指的是由外力导致的某物体的振动与原物体的自然振动相一致的想情况,由共振所产生的力如未加以抑制,可对桥梁带来毁灭性的后果。共振以波的形式传遍整座桥。有一个共振波摧毁桥梁的著名例子:1940年塔克玛•纳若斯桥被时速64公里的风刮倒。后来对此事件的 调查表明,该桥的桥面加固桁架与其跨度的比例不够,但这不是桥梁被毁的唯一原因。当天的风正以恰当的速度从恰当的角度吹向桥梁,使其产生振动。风的连续作用加大振动,振动波不断变大加强,最终将桥撕裂。军队行军经过桥梁时,长官会命令士兵“便步走”。这就是为了避免有节奏的行军导致桥梁产生共振。一支足够庞大的军队,以适当的节奏行军,可能会使桥开始摇晃起伏,直至断裂。为了减轻桥梁的共振效应,在桥中设立减震器非常重要,其作用是干扰共振波。干扰共振波可有效地防止振动波的不断加强,不管振动持续多长的时间或是何种振源。减震技术通常与惯性有关。例如,如果桥梁采用实心道路,共振波可以很容易地传遍整个桥长。而如果桥的道路由不同的截面构成并采用叠放的板相连,那么一个截面的运动会通过连接板传到另一截面,但由于是叠放而成,因而会产生一定的摩擦。诀窍就在于产生足够的摩擦以改变共振波的频率。改变频率会防止振动波累积。有效地改变波频会产生两种不同的波,二者不会彼此累积成破坏性的力量。
二、实习小结
1、桥梁的组成及主要技术指标(1)梁桥组成
一般梁式桥由梁部结构(桥跨结构)、下部结构(桥墩、桥台、桥台锥体)和基础组成;拱桥的主要组成部分是承重拱;悬索桥和斜拉桥属于组合体系桥,桥塔和钢索(对悬索桥是主缆,对斜拉桥是斜拉索)是桥梁的重要承重结构。(2)主要技术指标
a.桥全长:桥梁是指桥台挡碴前墙之间的长度;拱桥是指拱上侧墙与桥台侧墙的两伸缩缝外墙之间的长度;刚架桥是指刚架顺跨度方向外侧间的长度。
b.梁跨度:一孔梁支座中心之间的距离,是梁桥最重要的技术指标。c.孔 数:桥墩之间或桥墩与桥台之间的桥跨称为一孔,设一座桥的墩台总数为n,则一座桥的孔数为n-1。
d.墩 高:桥墩基顶至支座铰中心的垂直距离,是影响桥墩设计的重要技术指标。(3)桥梁上部结构
a.上部结构的结构类型:(梁、拱、刚架、斜拉、悬索)b.梁的截面形式及主要尺寸:(板式、T形、箱形、工字形等)c.主要受力钢筋的类型及布置形式:主要受力钢筋有主筋、斜筋(弯筋)、箍筋等;钢筋种类有圆钢筋、变形钢筋、钢丝、钢铰线等。布置形式分直线、曲线和折线等。(4)桥梁下部结构
a.桥墩类型:按墩身截面形式:矩形墩、圆形墩、圆端形墩、空心截面墩; 按墩身结构形式:单柱式、双柱式、排架式。
b.桥台类型:根据结构形式分为:U形桥台、T形桥台、耳墙式桥台、埋式桥台。
c.墩台材料:石砌、混凝土、钢筋混凝土、钢管混凝土。
d.墩台顶帽:墩台顶部支撑桥跨结构的部分。因承受和传递桥跨结构 传来的强大作用,须用不低于200号的混凝土浇筑,厚度不小于40cm,一般配有钢筋,并设置配筋的支撑垫石承托支座。顶帽上设有排水坡以免积水,周围还设有突出墩(台)身10~20cm的飞檐,使雨水不直接流泻于墩(台)身表面,也较美观。
e.墩台托盘:墩台顶帽与墩台身之间的盘状过渡段。因顶帽横向尺寸一般决定于架梁和养护的要求而大于受力需要,为缩小墩(台)身横向尺寸,以节省工程数量,且能合理传递荷载,故在顶帽和墩(台)身间插入托盘过渡。
2、桥梁基础类型
(1)明挖基础:又称扩大基础或直接基础,适用于地基土承载力较高的场合。
(2)桩 基 础: 桩基础靠桩身与地基土之间的摩擦力及桩头的承压力平衡竖向荷载,是应用极为广泛的基础类型。根据桩的成形和施工方法,桩基础分为打入桩和灌注桩。打入桩:预制桩身,用打桩机强行打入地下;
灌注桩:在地基土中挖孔或钻孔后,现场灌注桩身,分别称为挖孔桩、钻孔桩。
(3)沉井基础:将上下开口、下端有刃脚的预制井筒立于基础位置,用抓斗或吸泥机清除井内土砂,使井筒不断下沉。随井筒下沉,上面不断接长井筒。下沉至设计标高后用混凝土封底,在井中填充砂石或贫混凝土,顶部加井盖形成沉井基础。
3、桥梁施工方法 桥梁施工方法千变万化,内容十分丰富。学生要根据所实习的具体桥梁工程,了解全桥的施工组织和施工流程,以及各个施工阶段的施工方法。
三、结束语
认知实习是土木工程教学计划中的一个重要的实践性教学环节,它对学生建立正确的专业思想,树立正确的专业知识学习态度有着极其重要的影响。在参观实习的过程中,听着老师详细的讲解,真的可以学到很多平时在课堂上学不到的东西。本次实习不仅仅是一次外出学习,更是对课堂所学知识的补充。通过这次桥梁方向的专业认知实习,我对这个方向所涉及的知识有了一个简略的了解。通过参观各个实习场地、认真听老师的讲解,我比以前更加了解了桥梁施工建设的严谨性,深刻认识了桥梁的外观构造、集合造型以及施工常用设施及施工方法。
实践是对科学知识的最好检验,而这次实习很好的达到了将理论与实践相结合的目的,同时给我们后面要学的专业课打下了基础。
这次实习收获不少,相信在以后的学习以及工作中我将会因这次实习而取得更大的成功。
最后,感谢老师给我们的认真讲解!老师辛苦了!
第三篇:北交土木认知实习-道铁方向 - 副本
道路与铁道工程实习报告
学院:土建学院 班级:土木1104 姓名:蔡国锡 学号:11231069
目录
一、前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
二、专论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 实习地点
一、京张老线“之”字形铁轨(八达岭长城脚下 青龙桥站附近)及城郊某段铁路 „„„„„„„„„„5 实习地点
二、妙峰山铁道 „„„„„„„„„„„„„10
三、结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 前言
铁路是国家重要的基础设施,大众化交通工具。铁路在综合交通体系中占有重要地位。铁路为经济和社会的全面、协调、可持续发展,发挥着更加有效的促进作用。本次实习过程中,老师向我们详细讲述了一些关于道铁方向的基础知 识,让我们对铁路有了一定的认识。
1、关于土木工程道路与铁道工程的介绍及其发展历史
道理与铁道工程是土木工程的专业的一个重要分支,涵盖公路、城市道路、机场、铁道等工程的规划、勘察、设计、施工、养护与管理等。包括的主要内容有铁路选线、铁路轨道、公路路面等方面。我国交通建设正处在大发展时期,交通基础设施建设任务繁重,需要大量从事本学科领域科学研究和工程建设的高级人才。本学科始建于1979年,1987年开始招收硕士研究生,1989年经国务院学位办批准获“公路、城市道路与机场工程专业”(现改为道路与铁道工程)硕士学位授予权,1995年开始与多家国内知名大学联合培养博士研究生,2003年获得博士学位授予权。并于1998年和2001年分别被评为交通部和湖南省重点学科。
主要研究方向有路基路面工程、边坡与防灾减灾工程、道路工程新材料、路线设计CAD与“3S”技术、道路经济与管理等。
2、我校的该专业主要科学研究领域
(1)铁路及城市轨道交通勘测设计与工程建设管理方向: 包括多种轨道交通列车与线路动力耦合响应研究,确定线路平纵横断面主要技术条件及主要设计参数;从技术经济角度对新建铁路的初始开通速度进行研究;公路和铁路勘测设计及施工中的虚拟现实技术、测量数据三维可视化等研究工作;开发基于GIS的铁路工程进度、质量、投资、物资、图纸、办公自动化等系统。
(2)新型轨道结构技术与工务管理方向:主要从事铁路及城市轨道交通轨道结构方面的研究工作。包括跨区间无缝线路的设计理论及养护维修技术的研究,尤其对桥上无缝道岔及道岔群的设计方法及设计理论方面;无碴轨道的设计理论与设计方法的研究;新型减振型轨道结构的力学特性、振动向周围传播规律研究;车辆轨道耦合动力学的研究;轨道振动与噪声测试技术;现代化工务管理方式、施工工艺、工务管理信息化及辅助决策方面的研究等。
(3)复杂条件下路基与路面工程理论与技术:包括特殊土路基设计理论与技术研究,开展土的冻结作用、冻土路基稳定性等基础性研究,具备完备的冻土实验条件;既有铁路路基评价与加固研究;高速铁路路基动力学研究,包括高速铁路路基及过渡段动力分析、铁路路基抗液化、地震波动及其计算机仿真、路基填料评价等。
(4)铁路及城市轨道交通工程对环境的影响与控制:依托铁路生态环境研究中心,拥有水土保持监测甲级资质,主要开展的研究工作内容包括铁路工程及城市轨道交通水土流失评价监测理论技术与方法、边坡防护和边坡工程理论与生态护坡水土保持新技术、施工期地质灾害预报防治理论与技术、复杂介质中地下水渗流理论和铁路建设对水 资源与水环境影响评价方法。
(5)摄影测量遥感理论与技术:主要研究数字摄影测量、数字近景摄影测量、高分辨率遥感图像处理与分割、信息提取、数据融合、雷达遥感等理论与技术及其与GPS、GIS相结合在工程测量、土地勘测规划、古建筑文物保护测绘、线路勘测、环境工程、地质病害判释中的应用。
(6)工程地质勘察设计理论与技术:主要研究内容包括岩土体稳定性评价理论和岩土体工程设计理论、地球物理勘察技术、地基处理与岩土改良技术,边坡与基坑支护技术,隧道超前地质预报与岩土注浆加固防水技术、工程地质体变形破坏监测技术。
3、实习内容
通过自己的认真观察京张“之”字形铁路、妙峰山铁道及城郊外某段铁路,认真听以及记录老师的详细讲解,接触道铁方向的相关知识,了解当前道路及铁道施工的基本方法以及道路与铁道施工中需要的基本技术,对道铁工程有个更系统的认识与更加专业的了解。结合课本上的内容,巩固所学的知识。
4、实习目的
实习不仅能让同学们早些了解自己专业方面的知识,还能让同学们多了解些专业以外的知识。通过本次实习,同学们可以更好地了解关于道路与铁道方面的知识,对以后的学习与工作也是大有帮助的。通过现场观摩与老师的讲解,对于道路与铁路工程这一方向有更加全面并且具象化的印象与了解。
二、专论
实习地点
一、京张老线“之”字形铁轨(八达岭长城脚下青龙桥站附近)、城郊某段铁路
京张铁路起始自北京丰台柳村,经居庸关、八达岭、河北的沙城、宣化至张家口。全长约200多千米。1905年9月开工修建,于1909年建成通车,共修建两年整。是由当时的清政府詹天佑为京张铁路局总工程师。京张铁路(现为京包铁路的一部分)青龙桥站的之字形铁路是为克服南口和八达岭段高度差而修建的一段
线路。这是完全由中国人自己主持设计、自己施工修建的第一条干线铁路。当时的清政府委派詹天佑为京张铁路局总工程师。京张铁路工程最为人所熟知的是青龙桥车站的之字形铁路。
京张铁路是詹天佑主持并胜利建成的联结北京和张家口的一条铁路,是完全由中国自己筹资、勘测、设计、施工建造的铁路,全长200多公里。京张铁路是中国人自行设计和施工的第一条铁路干线,是中国人民和中国工程技术界的光荣,也是中国近代史上中国人民反帝斗争的一个胜利。由中国人自己修建京张铁路,这虽然是当时特殊历史背景下的一个心酸胜利,但詹天佑和京张铁路,以及蕴涵其中的民族精神却成为国人永远的骄傲。京张铁路—“中国人民的光荣”,京张铁路作为工业文明走进中国的象征,它的发展与变迁映射着中国 百年发展的年轮。
2、之字形铁路
青龙桥火车站所处的铁路段是整条京张铁路的精华所在。这段地势非常险峻,坡度特别大,火车不能直接爬上去。因为,火车最高爬坡率在千分之二十五,就是100米长的铁路,从头至尾,高度不能相差2.5米。然而这段铁路远远超过这个标准。所以,詹天佑就想出了一个用“长度”换“高度”的方法,设计出了 “之字型”铁路,他运用
“折反线”原理,修筑“之”字形路线降低爬坡度,并利用两头拉车交叉行进。就这么一个巧妙的设计,火车就能轻松而且安全地从八达岭开到南口了。为了准确无误地扳动道岔,还特意在这儿设计了青龙桥车站。
3、道碴
(1)概述
“道碴”指用作承托路轨枕木的碎石,是较早期出现及常见的轨道道床结构。工程会在铺设路轨之前,先在路基铺上一层碎石,再加以压实,然后才铺 上枕木及路轨。道碴作为公路路基填料的一种尝试,尚无可操作性的施工技术规范和质评标准。研究道碴路基的施工工艺和质量控制方法,具有十分重要的现实意义。(2)好处
使用道碴的好处在于碎石同时可分散列车驶经时产生的震动及高热,保持钢轨的轨距不变,不致发生出轨事故,并可减少噪音,石头之间的罅隙更可迅速排去雨水。但道碴路轨不及混凝土坚固,碎石又会因列车压力而移位,需定期校正路轨位置,并要补充碎石;而道碴的高排水力亦会令路轨杂草丛生,保养成本较高。(3)有碴道路及无碴道路
有碴轨道是指有小碎石块组成的道碴。由于有碴轨道隔振效果较好,技术水平要求低,目前中国大部分铁路都是有碴(除了地铁)。无碴轨道则是没有道碴,但是钢轨必须是无缝钢轨,否则火车震动很大。无碴轨道的优点是噪音小,平稳,能减少工程量,减少开采道渣对自然环境的破坏,但是技术水平要求较高,目前是京津高速铁路采取这种轨道。依据轨下基础的形状、使用位置、底层处理的情况等分为众多的型式。如:框架式、板式、梯子式整体道床等;桥上、隧道、路基上无碴轨道等。
4、道岔(1)概述
道岔是一种使机车车辆从一股道道转入另一股道的线路连接设备,通常在车站站、编组站站大量铺设。有了道岔,可以充分发挥线路的通 过能力。即使是单线铁路,铺设道岔,修筑一段大于列车长度的叉线,就可以对开列车。
由于道岔具有数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低、养护维修投入大等特点,与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。它的基本形式有三种:即线路的连接、交叉、连接与交叉的组合。常用的线路连接有各种类型的单式道岔和复式道岔;交叉有 直交叉和菱形交叉;连接与交叉的组合有交分道岔和交叉渡线等。
道岔是个大家族,最常见的是普通单开道岔。它由转辙器、连接部分、辙叉及护轨三个单元组成。转辙器包括基本轨、尖轨和转辙机械。当机车车辆要从A股道转入B股道时,操纵转辙机械使尖轨移动位置,尖轨1密贴基本轨1,尖轨2脱离基本轨2,这样就开通了B股道,关闭了A股道,机车车辆进入连接部分沿着导曲线轨过渡到辙叉和护轨单元。这个单元包括固定辙叉心、翼轨及护轨,作用是保护车轮安全通过两股轨线的交叉之处。(2)分类
道岔有单开道岔、双开道岔、三开道岔、复式交分道岔等。(3)有害区间的解决方法
一是较为普遍的采用护轨,护轨在基本轨内侧,通过护轨与本轨在横 向上的双面限制,防止了车轮的横向位移。设置护轨后护轨可以进一步控制车轮的前进方向,防止有害区间造成事故。
二是采用活动心轨道岔。活动心轨道岔最主要的特点是辙叉心轨可以扳动。这样一来当我们要开通某一方向股道时,活动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴,与另一翼轨分开,这样一来,普通(4)道岔的有害空间就不存在了。实践证明,消灭了道岔有害空间,行车更加平稳,过岔速度限制较小,因而特别适合运量大,需要开型高速列车的线路使用。
5、扣件
扣件就是轨道上用以联结钢轨和轨枕(或其他类型轨下基础)的零件,又称中间联结零件。其作用是将钢轨固定在轨枕上,保持
轨距和阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动。
包括道钉、轨下垫板以及弹性或刚性的扣压件等。扣件应能
长期、有效地保持钢轨与轨枕的可靠联结,并能在动力作用下充分发挥其缓冲减震性能,延缓轨道残余变形积累。因此要求其应具有足够的强度、耐久性和一定的弹性,还应构造简单,便于安装及拆卸。此外,对预应力混凝土轨枕来讲,扣件还应具有足够的扣压力和轨距、水平调整量。实习地点
二、妙峰山铁道
这次老师带我们参观的是永定河延安的妙峰山上的一段铁路线。妙峰山位于北京市门头沟市妙峰山镇,主峰海拔1291米。在这里,老师主要给我们讲解了有关轨枕的一些知识。▪轨枕(1)概述
轨枕又称枕木,也是铁路配件的一种。只不过现在所用材料不仅仅是木材,因此叫轨枕更加科学。别看轨枕的模样单调划一,貌不惊人,它的作用可不小。轨枕既要支承钢轨,又要保持钢轨的位置,还要把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床。它必须具备一定的柔韧性和弹性,硬了不行,软了也不行。列车经过时,它可以适当变形以缓冲压力,但列车过后还得尽可能恢复原状。(2)分类 a.木枕
木枕由木材制成的轨枕。又称枕木,防腐木枕,也叫注油枕木。制作木枕须选用坚韧而富有弹性的木材。木枕按用途可分为普通木枕、岔枕、桥枕。普通木枕标准长度为2.5 m,其断面形状分为I、Ⅱ两类,用于不同等级的线路上。用于道岔上的岔枕,其断面较木枕宽,长度从2600mm至4 800mm,共分12种,每种长 度相差20mm,使用时根据道岔的实际宽度分组选用。用于桥梁上的桥枕,其截面尺寸因主梁(或纵梁)中心间距的大小而异。木枕具有弹性好、易于加工、使用方便等优点。自有铁路以来,木枕就是轨枕的主要类型。但是,由于取材的原因,木枕的弹性、强度和耐久不够均匀,会加大轮轨动力作用,并且要使用大量的优质木材。木枕的使用寿命短,其失效原因很多,主要是腐朽、机械磨损和开裂。木枕由于易腐朽,在上道前要经过防腐处理。未经防腐处理的木枕称为素枕。中国木材资源较缺乏,价格贵,在主要干线上已逐渐被混凝土枕取代。b.混凝土轨枕
混凝土轨枕除了能大量节约优质钢材外,还有使用寿命长、轨道稳定性好,能满足高速、大运量要求等优点。对推广无缝线路起了很大的作用。其缺点是刚度大、弹性差,致使道床承受的压力和振动加速度增大,从而加剧道碴的粉化,造成轨道的下沉增大,对机车车辆走行部分产生不利影响。为此,要求使用质地坚韧的道碴和在轨枕上设置弹性垫层。各国铁路的混凝土轨枕构造不同,大多数采取连续整根式,有些国家的铁路采用分别支撑钢轨的两块混凝土连以型钢的构造。c.特种混凝土轨枕
特种混凝土轨枕包括混凝土宽枕和钢纤维混凝土枕。混凝土宽枕用钢筋混凝土制成,外形类似混凝土枕,但比混凝土枕宽,薄一些,也称轨枕板。混凝土宽枕外观整齐美观,一般长2.5m,宽 55~60cm,密排铺设在压实的清洁的碎石道床上,见下图。混凝土宽枕每公里铺设1760块,每块宽枕上装一对扣件,由钢轨传来的荷载对宽枕的偏心小、稳定性好。由于支承面积大,与混凝土枕比较,轨道下沉量明显减小,能减缓道床永久变型的积累,线路平顺,减少了维修工作量。由于混凝土宽枕轨道的弹性、断面尺寸、排水方式等方面与其他结构形式的轨道不同,因此,与其他轨道连接时必须设置过渡段,使其均匀变化。钢纤维混凝土轨枕是指在混凝土中掺入一定量的钢纤维制成的混凝土枕。钢纤维混凝土是一种增加强度和韧性的新型复合材料。钢纤维混凝土轨枕可以提高轨枕的抗冲击韧性和抗裂、抗拉、抗剪、抗弯、抗疲劳强度,以延长轨枕的使用寿命,适用于小半径曲线和接头部位,可较好解决钉孔纵裂、挡肩损坏等问题。
三、结束语
土木工程认识实习是土木工程专业实习教学计划中的一个有机组成部分,是土木工程专业的一个重要的实践性环节。通过实习,我们会对一些基本知识有个初步的认识,为日后进一步学习打下基础。我们会体会到实践是检验真理的试金石,注重对自己动手能力的培养。在本次铁道方向的实习中,通过现场观看铁道的基本组成和各种结构,听老师孜孜不倦的讲解,回来后收集与实习课题有关的资料和素材,能够使本专业的同学了解一般铁道工程的整个设计过程,了解铁道领域的最新动态和发展方向,并培养同学们的专业兴趣,明确学习目的,为以后专业方向的学习做好 准备。通过实习我们对课本上的知识又有了更深入的了解,同时激发了我们对本课程的兴趣。这次实习我收获颇丰,感触很深。通过这次实习,我不仅对道路与铁道方面有了更好的了解与认识,对专业知识有更具象化的印象,而且深深地感受到了作为一名土建人的责任感。实习之后,我更加坚定了以后好好学习专业知识的决心,为将来更好的履行土建人的义务而做好准备,打好基础。最后,感谢老师给我们的认真讲解!老师辛苦了!
第四篇:土木工程认知实习隧道方向
地下工程认知实习报告
姓
名:
学
号: 班
级:
单
位:北京交通大学土建学院 时
间: 2013年5月
第一部分前言................................................................................................................2一、二、三、四、地下工程方向简介...................................................................................2 实习目的...................................................................................................3 实习内容...................................................................................................3 实习地点及安排.......................................................................................3
第二部分专论................................................................................................................3
一、大台线2号隧道......................................................................................4
毛洞..................................................................................................................4 马蹄形隧道......................................................................................................4二、三、四、五、丰沙线二号隧道.......................................................................................5 隧道实验室...............................................................................................6 古北口.......................................................................................................6 隧道选线...................................................................................................7
越岭隧道..........................................................................................................7 河谷线隧道......................................................................................................7
六、隧道开挖...................................................................................................8
钻爆法..............................................................................................................8 切削法..............................................................................................................8 新奥法..............................................................................................................8
第三部分结束语............................................................................................................9
第一部分前言
一、地下工程方向简介
地下工程,广义上来讲,是指建造在地下(岩体或土体中)的所有建筑物,但是一般把矿井和矿山巷道等地下构筑物排除,单指建造在地下的工业、交通、民用和军事建筑物;隧道,严格来说,只是地下工程的一大类,但因其在地下工程中占有绝对多的数量和特殊的重要性,往往将其与地下工程并列而称为隧道与地下工程。隧道与地下工程因其建造于地下,不同于地面结构,由支护结构以外的岩体或土体(称作围岩)、支护结构以及支护结构(衬砌)所围成的空间组成。由于地质条件以及周围建筑环境的多样性和复杂性,需要采用的施工方法和建造工艺也有多种,故隧道与地下工程的结构形式和施工方法多样。
21世纪是地下空间大开发的世纪,当前中国已经成为全球发展最快的隧道与地下工程建设市场。一批越江跨海隧道工程拟建、在建或已投入运营。武汉长江隧道、上海长江隧桥已相继投入运营;南京长江隧道今年将建成运营。我国城市最大的土压平衡盾构法地下道路——上海外滩通道工程已于今年3月底建成通车。铁路隧道更是飞跃发展,据不完全统计,截止到2009年底,我国建成的铁路隧道总长度已经超过7000公里,在建铁路隧道约2500座,总长约4600公里,到2020年前规划建设5000座隧道,长度超过9000公里。我国铁路隧道建设的总量已经远远超过世界其他国家。中国城市地铁工程建设也进入了新高潮。我国目前已批复25个城市近期(2015年)建设规划,总计87条线路,总里程2529.62公里,总投资10043.16亿元。
隧道和地下工程无疑将会成为新的发展点,尤其是我国铁路和公路建设的高速增长,隧道的应用将会越来越多,另一方面大中城市地铁修建的兴起,也使隧道的发展前景更加开阔。所以,作为土木的学生,隧道与地下工程的选择符合我国人才的需要。现在的地下工程本科生大部分都去了中交、中铁、中铁建等施工单位,一般是技术员,待遇就是2000左右的基本工资加奖金,这是最近从网上了解到的就业信息。
二、实习目的
隧道认识实习是土木工程专业的基础实习,是理论教学的重要组成部分。其目的是让学生应用已学过的理论知识,分析隧道的开挖和衬砌等,巩固所学的理论知识。培养学生动手能力、分析具体问题的能力、观察事物的能力。使学生对土木工程专业隧道方向有个较全面的认识。培养我们对相关方向的认知和态度,更重要的是要理论联系实际,解决实际工程问题。
三、实习内容
1.、了解大台线隧道的构造和其围岩特征等的影响。
2、在丰沙线了解隧道选线及工程问题。
3、了解丰沙线隧道的构造和其围岩特征等的影响。
4、了解地下隧道等地下结构的建造。
四、实习地点及安排
地点一 妙峰山附近隧道 地点二 隧道实验室 地点三 古北口 地点四 斜河涧
第二部分专论
一、大台线2号隧道 毛洞
到野溪斜河涧,我们先看到的是毛洞,在褶皱构造两翼厚层坚硬的岩石中通过,围岩质量好,完整性好,有利于工程稳定。隧道无衬砌或支护,称为“毛洞”。北侧无洞门,南侧有石砌的洞门,洞门上方无削坡,洞门可以减小引线路堑的边坡高度,缩小正面仰坡的坡面长度,使边坡及仰坡得以稳定;南侧洞门顶部有排水沟和排水管道,可以把水流引入侧沟排走,保障运营安全。
老师给我们说这样的隧道开挖的成本为几千元每米。隧道开挖的形式还有拟采用机械施工,洞身开挖使用简易自拼装台车钻眼,多段毫秒雷管引爆,为了提高周边眼的光面爆破效果,周边眼使用专用导爆管引爆。隧道出碴采用装载机装碴,自卸汽车配合运碴。隧道的二次衬砌砼浇筑使用长度为12m的整体式大模板台车,砼在拌和站集中拌制,砼运输车运送,泵送入模。边侧沟施工采用组合钢模板。
马蹄形隧道
马蹄形隧道比前面的毛洞多了很多东西,它由于岩石的稳定性不好,需要支护。常用支护类型有喷射混凝土支护、锚杆、金属网、钢拱架。那个马蹄形隧道是用岩石来进行的衬砌,来防止上面的土和岩石滑塌。衬砌指的是为防止围岩变形或坍塌,沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久 性支护结构。衬砌简单说来就是内衬,常见的就是用砌块衬砌,可以是预应力高压灌浆素混凝土衬砌。二次衬砌和初期支护相对而言,指在隧道已经进行初期支护的条件下,用混凝土等材料修建的内层衬砌,以达到加固支护、优化路线防排水系统、美化外观、方便设置通讯、照明、监测等设施的作用,以适应现代化高速道路隧道建设的要求。二次衬砌混凝土施工:二次衬砌是隧道工程永久性承力结构的一部分,对提高隧道使用寿命和外观质量具有重要的作用,衬砌分为两个部分一个是拱部的二次衬砌,一个是下部隧底的仰拱衬砌。洞内、外(防、排)水体系的施工:洞内的防排水体系质量一定要严把关,要遵循洞内、外;永、临防排水相结合,特别是排水半管的安设及泄水孔的位置、深度、角度,通常也是被我们疏忽的一个工序。
二、丰沙线二号隧道
丰沙线2号隧道修建之处有一条宽约20m的破碎带,带内节理非常发育,风化严重,用榔头轻轻敲打,岩石即为破碎,还可以看到糜棱石和断层的擦痕。隧道外侧的岩体有出露的千枚岩,因风华颜色呈蜡黄色,结构的定向性明显,与灰白色、厚层灰岩的外观截然不同。由此可见,该处的山体极不稳定,基于以上原因,在此处进行了多次的挡墙防护,以保证隧道的稳定性与安全性。
三、隧道实验室
隧道实验室是用新奥法开挖的,用两层衬砌支护以保证隧道的结构的稳定,在相邻的拱圈砌块的之间预留缝隙,以解决温度变化而引起的应力,隧道内壁有一层特殊的涂料,其作用是防火、降噪,火会使隧道的衬砌的砌体产生温度应力,砌体的载荷变大;火还会降低衬砌结构的的力学性质,使其强度降低,所以放火是隧道工程的一个极重要的工作。
四、古北口
桃山隧道旧线滑坡问题,原桃山隧道进口(北京方向)设置在断层带的滑动体上,施工方法采用全断面开挖,先拱后墙,拱厚45cm,围岩为风化破碎的片麻岩,在沟边可见糜棱岩化片岩。由于岩层破碎,施工方法不当,从而破坏了山体的平衡状态,导致山体的侧方滑动,将隧道工程已经做好的拱圈压裂,隧道废弃。
新桃山隧道在旧隧道的漏水问题,由于新桃山隧道的地质条件比较复杂,尤其是在K124+70至K124+265段,塌方、涌水极为严重。发生塌方、涌水的原因是片麻岩与片岩之间的断层带、风化的片岩、节理溶洞发育的石灰岩,以及质软 破碎的糜棱岩造成的。施工过程中,大塌方量共达到25000立方米昼夜,洞内涌水深度大于1m,给施工带来极大困难。更为严重的问题是,K124+313段距洞顶74m的地表正是四道沟,该沟的6个泉眼突然干涸,使四道沟内无水,导致十几户居民不得不离开可爱的家乡,国家赔偿损失达70万元。
五、隧道选线 越岭隧道
越岭线路所经地段,一般山峦起伏,地形陡峻,地质复杂,自然条件变化较大。一个大型的分水岭,往往有不少垭口,可供越岭线路和隧道穿越。而每个垭口的地质条件、山体厚薄、陡缓程度以及两侧沟谷的分布情况,都与隧道位置的选择关系密切。因此,选择高速铁路越岭隧道位置时,应进行大面积的方案研究。对可能穿越的垭口,要以不同的限坡,不同的进出口标高做出各种越岭隧道方案,进行同等的调查研究。并要充分注意到较长的隧道方案,精心做好比选;定线时,坚持从上往下定的原则,以降低高程,减小工程量。越岭隧道位置,一般应选在垭口两侧沟谷标高相差不大,平面位置比较顺直,沟谷纵坡较缓、地形开阔的地方。方案比选中,除考虑主体工程外,也须考虑辅助工程的设置和分散弃碴的条件,以增加施工的工作面,缩短工期,降低造价
河谷线隧道
河谷地段受地质构造和水流冲刷等影响,往往河道弯曲、沟谷发育,两岸多台地和陡峭的山坡,并常伴有崩塌、错落、岩堆、滑坡、冲刷等不良地质现象,地形和地质情况均较复杂。高速铁路的平面位置受线形限制,可移动的幅度不大,但采用隧道还是采用其他工程通过,则应认真做好比选工作。沿河傍山地段若线路采用隧道通过时,隧道位置宜往里靠,修长一些,外侧洞壁要有足够厚度,避免出现洞壁过薄、偏压过大;由于线路过于外移,往往会出现短隧道群,且桥隧及支挡建筑物相连。虽做了不少工程,但坍塌落石的威胁仍难以彻底清除,常给运营留下后患,威胁行车安全。因此,高速铁路以隧道通过时,线路应往里靠,以策安全。
六、隧道开挖 钻爆法
钻爆法开挖采用的方法有全断面开挖法和分部开挖法。
分部开挖法:先用小断面超前开挖导坑,然后,将导坑扩大到半断面或全断面的开挖方法。这种方法主要优点是可采用轻型机械施工,多开工作面,各工序间拉开一定的安全距离。缺点是工序多、有干扰、用人多。根据导坑在隧道断面的位置分为:上导坑法、中央导坑法、下导坑法以及由上下导坑互相配合的各种方法,另有把全断面纵向分为台阶进行开挖,而各层台阶距离较短的台阶法。全断面开挖法:一次开挖成型的方法。一般采用带有凿岩机的台车钻孔,用毫秒爆破,喷锚支护。还要有大型装碴运输机械和通风设备。全断面开挖法又演变为半断面法。半断面法是弧形上半部领先,下半部隔一段距离施工。
切削法
切削法是采用各种类型的掘进机、劈岩机、盾构等直接开挖,此法在国外已广泛采用井有成熟的经验,目前巳能切削强度为250MPa的岩面。它具有工效高、工序干扰少、对围岩扰动小、噪音和废气污染小等优点,不失为隧道开挖的发展方向,但是切削机械开挖硬岩比开挖软岩困难,切削头磨损严重,而且这些机械多从国外进口、价格昂贵、维修困难。我局仅在北京地铁和盘道岭引水隧洞工程中采用了单臂掘进机。
新奥法
“新奥法”原理是应用岩体力学的理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点,采用锚杆和喷射砼为主要支护手段,及时地进行支护、控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,井通过对围岩和支护的量测监控来指导隧道设计旅工的原理。第三部分结束语
城市地下空间工程是指在城市地面以下土层或岩体中修建各种类型的地下建筑物或结构物的工程,它是一门涉及范围广阔的综合性学科,是实现高效、文明、舒适和安全的现代化城市的重要的土木工程。城市地下空间工程涵盖了地下铁道、公路隧道、地下停车场、过街和穿越障碍的各种地下通道等交通运输方面工程,各种地下制作车间、电站、各种储存库房、商店、人防与市政地下工程等工业与民用方面工程,以及文化、体育、娱乐与生活方面的联合建筑体工程等。在城市交通和城市膨胀问题日益严重的今天,城市地下空间工程是解决此类问题的主要途径,城市地下空间资源合理开发和综合利用已成为当务之急,得到了高度重视和广泛的应用。
在老师的带领下,我们共观察过卢沟桥及附近桥梁、慈献寺桥及城铁十三号线四道口-西直门段处桥梁结构,了解到了中国桥梁的历史及发展、现代桥梁的基本结构组成和桥梁方向的就业环境及前景。
隧道及地下工程是现代交通不可缺少的重要组成部分,隧道作用不仅是跨越空间,更是人类的智慧结晶。地下工程是一门与实际结合非常紧密的课程,所以这次实习对于学习土木建筑工程的我们来说是意义非常重大。我认为参加过本次实习会对我们今后的工作生涯产生极大地影响。在这两天看到的东西会在今后的学习和工作中经常见到何运用。
每观察一个隧道都能给我带来新的知识及感受,因为在校期间很少有机会这样多的亲身感受了解隧道。纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。枯燥乏味的课本文字总是不如生动形象的实地考察。这次实习中,我亲眼观察细致的隧道结构,极大的开拓了我的视野。
在此感谢学校及各位老师,带领我参加这次实习考察,让我的知识得到了升华。优秀是土建人的习惯,我会将老师所授知识及教诲带入将来进入社会岗位工作中去,做一个合格的交大土建人。
第五篇:隧道认知实习报告
土木工程认知实习报告
(隧道认识实习)
姓名: 学号: 班级: 学院:
目录
前言................................................................................................................................3 实习时间......................................................................................错误!未定义书签。实习地点......................................................................................错误!未定义书签。实习目的......................................................................................错误!未定义书签。基本认识........................................................................................................................4 实习内容........................................................................................................................6
1、涵洞...................................................................................................................6
2、隧道...................................................................................................................7
3、潮河关隧道.....................................................................................................13
4、学校隧道实验室.............................................................................................14 实习小结......................................................................................................................15
前言
隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车动车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道;为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道;为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。这次我们实习的方向是隧道工程。
作为一名刚刚接触专业知识的大学生来说,如果在学习专业课之前直接就接触深奥的专业知识是不科学的,为此,学院带领我们进行了这次实习活动,让我们从实践中对这门自己即将从事的专业获得一个感性认识,为今后专业课的学习打下坚实的基础。
实习时间
2013年5月25日
实习地点
潮河关隧道、学校结构实验室
实习目的
通过对隧道的认识实习,使同学们对隧道的挖掘、建设和维护等,有比较全面的感性认识。并对我们专业所涉及的范围和主要内容能有所了解,以便为以后课程的学习打下基础。通过本次实习,开阔视野,增长知识,拓宽我们的知识面,了解桥梁相关方面的知识。建立起对桥梁感性的认识和初步的工程意识,激发对后续课程学习的兴趣。
基本认识
隧道勘测 为确定隧道位置、施工方法和支护、衬砌类型等技术方案,对隧道地处范围内的地形、地质状况,以及对地下水的分布和水量等水文情况要进行勘测。
在隧道勘测和开挖过程中,须了解围岩的类别。围岩是隧道开挖后对隧道稳定性有影响的周边岩体。围岩分类是依次表明周围岩石的综合强度。中国在1975年制定的铁路隧道工程技术规范中将围岩分为 6类。关于岩石分类70年代以前常用泰沙基及普氏等岩石分类方法。70年代以后在国际上应用较广并为国际岩石力学学会推荐的为巴顿等各种分级系统。此外,还有日本以弹性波速为主的分类法。围岩的类别的确定,为隧道工程设计合理和施工顺利提供了依据。隧道设计 包括隧道选线、纵断面设计、横断面设计、辅助坑道设计等。
选线 根据线路标准、地形、地质等条件选定隧道位置和长度。选线应作多种方案的比较。长隧道要考虑辅助坑道和运营通风的设置。洞口位置的选择要依据地质情况。考虑边坡和仰坡的稳定,避免塌方。
纵断面设计 沿隧道中线的纵向坡度要服从线路设计的限制坡度。因隧道内湿度大,轮轨间粘着系数减小,列车空气阻力增大,因此在较长隧道内纵向坡度应加以折减。纵坡形状以单坡和人字坡居多,单坡有利于争取高程,人字坡便于施工排水和出碴。为利于排水,最小纵坡一般为2‰~3‰。横断面设计 隧道横断面即衬砌内轮廓,是根据不侵入隧道建筑限界而制定的。中国隧道建筑限界分为蒸汽及内燃机车牵引区段、电力机车牵引区段两种,这两种又各分为单线断面和双线断面。衬砌内轮廓一般由单心圆或三心圆形成的拱部和直边墙或曲边墙所组成。在地质松软地带另加仰拱。单线隧道轨面以上内轮廓面积约为27~32平方米,双线约为58~67平方米。在曲线地段由于外轨超高车辆倾斜等因素,断面须适当加大。电气化铁路隧道因悬挂接触网等应提高内轮廓高度。中、美、苏三国所用轮廓尺寸为:单线隧道高度约为 6.6~7.0米、宽度约为4.9~5.6米;双线隧道高度约为7.2~8.0米,宽度约为8.8~10.6米。在双线铁路修建两座单线隧道时,其中线间距离须考虑地层压力分布的影响,石质隧道约为20~25米,土质隧道应适当加宽。
辅助坑道设计 辅助坑道有斜井、竖井、平行导坑及横洞四种。斜井是在中线附近的山上有利地点开凿的斜向正洞的坑道。斜井倾角一般在18°~27°之间,采用卷扬机提升。斜井断面一般为长方形,面积约为8~14平方米。竖井是由山顶中线附近垂直开挖的坑道,通向正洞。其平面位置可在铁路中线上或在中线的一侧(距中线约20米)。竖井断面多为圆形,内径约为4.5~6.0米。平行导坑是距隧道中线17~25米开挖的平行小坑道,以斜向通道与隧道连接,亦可作将来扩建为第二线的导洞。中国自1957年修建川黔铁路凉风垭铁路隧道采用平行导坑以来,在58座长3公里以上的隧道中约有80%修建了平行导坑。横洞是在傍山隧道靠河谷一侧地形有利之处开辟的小断面坑道。
实习内容
1、涵洞
涵洞是公路或铁路与沟渠相交的地方使水从路下流过的通道,作用与桥相同,但一般孔径较小,形状有管形、箱形及拱形等。此外,涵洞还是一种洞穴式水利设施,有闸门以调节水量。
涵洞主要由洞身、基础、端墙和冀墙组成。洞身由若干管节组成,是涵洞的主体。它埋在路基中,具有一定的纵向坡度,以便排水;端墙和翼墙位于入口和出口及两侧,起挡土和导流作用,同时还可以保护路堤边坡不受水流冲刷。涵洞的孔径一般是0.75~6m。作用 涵洞在公路工程中占较大比例,是公路工程的重要组成部分,主要表现在工程数量和工程造价上。据有关资料介绍:涵洞工程数量约占桥涵总数的60% 一70%,平原地区,每公里约有1~3座;山岭重丘区,每公里平均约有4~6座。涵洞工程造价约占到桥涵总额的40%左右。特点
由于涵洞是处于大自然环境(风、霜、雨、雪、冰冻、高温、水流冲击)和行车荷载的作用下,因此要求涵洞必须具备如下特点:
(1)满足排泄洪水能力,保证在50年一遇洪水的情况下,顺利快捷地排泄洪水。
(2)具有足够的整体强度和稳定性,保证在设计荷载的作用下,构件不产生位移和变形。
(3)具有较高的可靠性和耐久性,保证在自然环境中,长期完好,不发生破损。
2、隧道
隧道为地下通道的一种,也是最常运用的一种。设计给交通或其他用途使用,通常用来穿山越岭,若施做于地面下称作地下隧道,在台湾习称地下道。隧道大部分的功能,为提供行人、脚踏车(自行车)、一般道路交通、机动车、铁路交通、或运河使用,而部份隧道只运送水、石油或其他特定服务,包括军事及商业物流等。
隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车动车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道;为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道;为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。
建造隧道有数种方式。深度浅的隧道可先开挖后覆盖,称为明挖回填式隧道;先兴建从地表通往地下施工区的竖井,再直接从地下持续开挖称为钻挖式隧道;建造海底隧道可用沉管式隧道。
隧道之流体力学主要以隧道内之流体分为液体之隧道及气体之隧道。液体之隧道又以液体是否填充满整个隧道而其流体物理现象不相同,若隧道液体之上方有空气,如一般之下水道,其物理现象与明渠水道相同。若隧道内仅单纯之输送气体或液体且充满整个隧道,则其物理现象主要为受到阀门或抽水、风机之影响为水锤作用;若充满隧道之液体或气体受到高速物体在隧道内移动之影响(例如:公路隧道内之汽车、铁路隧道内之列车),则其物理现象主要为活塞效应。种类 铁路隧道 人行隧道:人行隧道是土木工程、交通、建筑物、隧道之一种,作用供行人、通道使用,解决在地面人车争路的问题。运河隧道 输水隧道
排水隧道(下水道为其一种)
山岭隧道:穿越山岭,供车辆行驶,减少行车距离。城市地下隧道
水底隧道:水底隧道顾名思义是一种建于水底的隧道,而由于使用透明物料建造隧道组件有太多技术问题有待解决,所以现时未有采用透明物料在海底建造水底行车隧道。海底隧道:海底隧道是在海底建造的连接海峡两岸的隧道,是供车辆通行的。过江隧道 电缆隧道
隧道按照长度隧道分为: 公路隧道:>3000m为特长隧道 3000m≥长隧道>1000m
1000m≥中隧道>500m ≥500m为短隧道
铁路隧道:>10000m为特长隧道
10000m≥长隧道>3000m
3000m≥中长隧道>500m ≥500m为短隧道。
②隧道选线与工程地质的关系
影响隧道的选线的因素主要有两个:安全与经济,其中安全应该放在第一位。我们要根据不同地质构造特征和岩体的特性,以及周围的环境因素来选址,再综合衡量经济等各种因素选择最为合适的路线和地址。我们不要因为开始时的节约财力而选择地质很差的路线而像关沟隧道那样进行线,或是像斜河涧隧道那样再花更多的钱进行维护。在实习中我给我印象最深的是位于卧虎山潮河关的桃山隧道,由于当时的隧道工程设计人员选线时,没有考虑到这里特殊的山体岩性,导致修建隧道的时候,施工产生的振动载荷使得山体发生滑坡,二号隧道因滑体废弃,从而导致了三号、四号隧道也无法使用。造成了巨大的工程事故,经济损失在现在算来有六、七个亿!所以我们作为工程设计选线人员,一定要注意沿线的地形地貌,特别是边坡选线,否则将造成无法挽回的后果!③隧道开挖方法
开挖方法分为明挖法和暗挖法。明挖法多用于浅埋隧道或城市铁路隧道,而山岭铁路隧道多用暗挖法。按开挖断面大小、位置分,有分部开挖法和全断面开挖法。在石质岩层中采用钻爆法最为广泛,采用掘进机直接开挖也逐渐推广。在松软地质中采用盾构法开挖较多。钻爆法①全断面开挖法:一次开挖成型的方法。一般采用带有凿岩机的台车钻孔,用毫秒爆破,喷锚支护。还要有大型装碴运输机械和通风设备。全断面开挖法又演变为半断面法。半断面法是弧形上半部领先,下半部隔一段距离施工。②分部开挖法:先用小断面超前开挖导坑,然后,将导坑扩大到半断面或全断面的开挖方法。这种方法主要优点是可采用轻型机械施工,多开工作面,各工序间拉开一定的安全距离。缺点是工序多,有干扰,用人多。根据导坑在隧道断面的位置分为:上导坑法、中央导坑法、下导坑法以及由上下导坑互相配合的各种方法,另有把全断面纵向分为台阶进行开挖,而各层台阶距离较短的台阶法。
上导坑法适用于软弱岩层、衬砌顺序是先拱后墙,曾于1872~1881为圣哥达隧道采用。中国短隧道一般用这种方法。中央导坑法是导坑开挖后向四周打辐射炮眼爆破出全断面或先扩大上半部。20世纪初美洲曾用这种方法,20年代美国新喀斯喀特隧道也用这种方法。下导坑法即下导坑领先的方法。其中包括:a.上下导坑法,利用领先的下导坑向上预打漏斗孔,便于开展上导坑等多工序平行作业。衬砌顺序多用先拱后墙,遇围岩较好时亦可改为先墙后拱。b.漏斗棚架法,适用于坚硬地层,以下导坑掘进领先,由下而上分层开挖,设棚架,先衬砌边墙后砌拱。1961~1966年在中国成昆线关村坝铁路隧道应用,1964年复工后取得平均单口月成洞152米的进度。c.蘑菇形法,同漏斗棚架法类似,也设棚架,但先衬砌拱部后砌边墙。1971~1973年在枝柳线彭莫山单线隧道应用,取得平均单口月成洞132米的进度。d.侧壁导坑法,两个下导坑领先,环形开挖,最后挖掉中心土体,衬砌顺序为先墙后拱,多用于围岩很差的双线隧道。也有采用上导坑领先及两个下导坑成品字形的。全断面开挖法和分部开挖法是钻爆法开挖常用的方法,但隧道施工很复杂,时常遇到各种困难情况,如大断层、流沙、膨胀地层、溶洞、大量涌水等,尚需采取相应措施。
盾构法采用盾构作为施工机具的隧道施工方法。1825年在伦敦泰晤士河水下隧道首先试用盾构,并获得成功。此后,松软地质多采用盾构法开挖。盾构是一种圆形钢结构开挖机械,其前端为切口环,中间为支撑环,后端为盾尾。开挖时,切口环首先切入地层并能掩护工人安全地工作;支撑环是承受荷载的主要部分,其中安设多台推进盾构的千斤顶及其他机械;盾尾随着上述两部分前进,保护工人安装铸铁管片或钢筋混凝土管片。盾构法适用于松软地层,施工安全,对地层扰动少,控制围岩周边准确,极少超挖。日本丹那铁路隧道曾采用盾构法施工。
掘进机法在整个隧道断面上,用连续掘进的联动机施工的方法。早在19世纪50年代初,美国胡萨克隧道就试用过掘进机,但未成功。直到20世纪50年代以后才逐渐发展起来。掘进机是一种用强力切割地层的圆形钢结构机械,有多种类型。普通型的掘进机的前端是一个金属圆盘,以强大的旋转和推进力驱动旋转,圆盘上装有数十把特制刀具,切割地层,圆盘周边装有若干铲斗将切割的碎石倾入皮带运输机,自后部运出。机身中部有数对可伸缩的支撑机构,当刀具切割地层时,它先外伸撑紧在周围岩壁上,以平衡强大的扭矩和推力。掘进机法的优点是对围岩扰动少,控制断面准确,无超挖,速度快,操作人员少。
本次实习中所参观潮的河关隧道附近所废弃的一段隧道所使用的开外方法就为上导坑法,衬砌顺序是先拱后墙。
3、潮河关隧道改线 潮河关隧道改线,河流侵蚀滑坡导致开挖岩体隧道失稳,造成大规模坍方(破坏山体稳定性,山体向下滑动)。角砾状岩石,偏长的角砾,磨圆较差。二号隧道出口处原设计深路堑,边坡为侏罗系灰绿色页岩,风化破碎。三号隧道出口处,山体下滑,仰坡坍塌,洞口偏压严重,边墙拱圈挤裂。
4、学校隧道实验室
北京交通大学地下轨道减振试验室是我校与中国铁路工程总公司联合所属隧道工程研究中心以及教育部隧道工程中心试验室的一部分,是国内唯一建在地下的隧道与轨道工程试验室。它可开展隧道工程及轨道工程等相关专业的工程试验及科学研究。此试验室建成于2001年,共投资1060万,总面积约400平方米。由两个上下重叠的隧道组成,上层隧道为曲线隧道,下层为直线隧道,见图1。两个试验隧道底板埋深分别为10m和19m,夹层土厚度为4m(与北京地铁的埋深一致)。隧道标准断面洞身高为4m。在第二层铺设了当前世界上最新技术的钢弹簧浮置板轨道结构(及梯形轨道结构)与模拟地铁列车的激振和测试设备。隧道漏水问题 隧道为地下通道的一种,也是最常运用的一种。设计给交通或其他用途使用,通常用来穿山越岭,若施做于地面下称作地下隧道。作为地下通道的隧道漏水不仅会降低混凝土衬砌的耐久性,而且降低了隧道内各种设施的功能,恶化了隧道内的环境;在施工和运营中给安全带来不可估计的危险。
实习小结
认识实习是土木工程专业教学计划中重要的教学环节,是学生在校学习期间理论联系实际、增长实践知识、接触社会、锻炼自己的重要手段和方法之一。在实习过程中,同学们都本着夯实基础、拓宽知识面、增强能力的原则,积极主动向老师和有关领导询问相关知识,使我学到了很多实践知识。这次实习达到了目的,不仅学到一些新的知识,也巩固了在校期间所学到的理论知识。以前对一些工程地质问题及工程问题的处理,只是从理论上略知一二,在实习过程中我们却有了感性上的认识,这样不仅增强了自己的实际处理问题的能力,也丰富和提高了自己的理论水平。
最后,衷心感谢各位老师在整个辛苦的实习过程中坚持不懈的陪同以及细致耐心的讲解!