《土木工程概論》課件-第8講 機(jī)場(chǎng)、隧道及港口工程-

1、土木工程概論第8講隧道、機(jī)場(chǎng)及港口工程1 機(jī)場(chǎng)工程3 港口工程2 隧道工程4 交通工程掠影第5章 交通土建工程土木工程概論第5章 交通土建工程【教學(xué)要求】了解隧道工程的種類、特點(diǎn)及基本構(gòu)造；了解機(jī)場(chǎng)工程的特點(diǎn)和組成；了解港口工程的特點(diǎn)組成?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】隧道工程的種類、特點(diǎn)及基本構(gòu)造?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】隧道工程的特點(diǎn)及基本構(gòu)造。土木工程概論1 隧道工程4.1 隧道概述 概念：是修筑在巖體、土體或水底，兩端有出入口的，供車輛、行人、水流及管線等通過(guò)的通道。包括交通運(yùn)輸方面的鐵路、道路、水（海）底隧道和各種水工隧道等。第8講 機(jī)場(chǎng)、隧道及港口工程共65張 第1張土木工程概論1.1 隧道概述特點(diǎn) 是交通運(yùn)輸

2、線路穿越天然障礙的有效方法。 穿越的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，工程定位、設(shè)計(jì)、施工方法要隨時(shí)作相應(yīng)調(diào)整。 施工作業(yè)面窄，勞力設(shè)備受到限制，工業(yè)化、機(jī)械化施工要求高。 造價(jià)昂貴。20世紀(jì)50年代，人們才總結(jié)出各種類型隧道工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工的基本原理，在土木工程中逐漸形成了一個(gè)獨(dú)立的工程領(lǐng)域。共65張 第2張土木工程概論1.1 隧道概述 發(fā)展簡(jiǎn)況 世界第一座交通隧道是公元前21802160年在巴比倫城中幼發(fā)拉底河下修筑的人行通道。 我國(guó)古代（公元前8世紀(jì)前3世紀(jì)）建造有深達(dá)40m以上的銅礦礦井（豎井和斜井） 19世紀(jì)20年代蒸汽機(jī)的出現(xiàn)以及鐵路和煉鋼工業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了隧道工程的發(fā)展。18261830年英

3、國(guó)在利物浦硬巖中修建了兩座最早的鐵路隧道。臺(tái)灣獅球嶺隧道全長(zhǎng)261m，1890年建成，是中國(guó)最早的鐵路隧道，現(xiàn)已成為臺(tái)灣基隆的旅游景點(diǎn)。共65張 第3張土木工程概論 隧道結(jié)構(gòu) 洞身：隧道結(jié)構(gòu)的主體部分。 襯砌：承受地層壓力，維持巖體穩(wěn)定，阻止坑道周圍地層變形的永久性支撐物。它由拱圈、邊墻、托梁和仰拱組成。 洞門：位于隧道出入口處，用來(lái)保護(hù)洞口土體和邊坡穩(wěn)定，排除仰坡流下的水。由翼墻、端墻及背部的排水系統(tǒng)所組成。小團(tuán)山隧道金字山隧道1.1 隧道概述共65張 第4張土木工程概論1 隧道工程1.2 公路隧道按隧道所處的位置分為山嶺道路隧道、水底道路隧道、城市路隧道。道路隧道要盡量設(shè)計(jì)成直線，隧道內(nèi)縱

4、坡不宜大于3.5%，也不應(yīng)小于0.3%。道路隧道要有較完善的通風(fēng)、照明、防災(zāi)等附屬設(shè)施。紐約林肯隧道萬(wàn)松嶺隧道共65張 第5張土木工程概論 公路隧道的建筑限界及斷面形狀公路建筑限界公路隧道橫斷面凈空公路隧道的各種主要斷面形狀共65張 第6張1.2 公路隧道土木工程概論 公路隧道通風(fēng)公路隧道空氣污染的主要原因是汽車排出的廢氣，公路隧道要有較完善的通風(fēng)、照明、防災(zāi)等附屬設(shè)施。通風(fēng)方式的種類：通風(fēng)方式縱向方式半橫向式橫向式混合式射流式風(fēng)道式和噴嘴式豎井式1.2 公路隧道不設(shè)置專門通風(fēng)設(shè)備，利用存在于洞口間的自然壓力差或汽車行駛時(shí)活塞作用產(chǎn)生的交通風(fēng)力，達(dá)到通風(fēng)目的。自然通風(fēng)機(jī)械通風(fēng) 自然通風(fēng)：共65

5、張 第7張土木工程概論射流式風(fēng)機(jī)射流式豎井式 縱向式通風(fēng)：1.2 公路隧道 半橫向式通風(fēng) 橫向式通風(fēng)共65張 第8張土木工程概論秦嶺終南山公路隧道西康高速穿越秦嶺的隧道，全長(zhǎng)18.02km，規(guī)模世界第1、長(zhǎng)度亞洲第1，隧道橫斷面高5m、寬10.5m，雙車道各寬3.75m。上、下行隧道間每750m設(shè)緊急停車帶一處。2004年12月13全線貫通。1.2 公路隧道共65張 第9張土木工程概論1.2 公路隧道共65張 第10張土木工程概論1 隧道工程1.3 鐵路隧道 組成由洞口路塹（或引道）、洞門、洞身襯砌結(jié)構(gòu)和隧道內(nèi)外附屬構(gòu)筑物（道床、避車洞、水溝、照明、設(shè)置電氣化設(shè)備的洞室等）組成。朔黃鐵路龍宮隧

6、道共65張 第11張土木工程概論共65張 第12張?zhí)m新鐵路烏鞘嶺隧道長(zhǎng)20.05km，是中國(guó)最長(zhǎng)的鐵路隧道。2006年8月23日開通隧道內(nèi)的線路可用向坡或雙向坡1.3 鐵路隧道土木工程概論衡廣復(fù)線大瑤山隧道長(zhǎng)14.295km，是目前國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的雙線電氣化隧道，在世界鐵路隧道中列第十位。1989年12月建成通車。1.3 鐵路隧道共65張 第13張土木工程概論四臂液壓鑿巖臺(tái)車穿越高壓富水?dāng)鄬拥囟?.3 鐵路隧道共65張 第14張土木工程概論秦嶺隧道全長(zhǎng)18456m，最大埋深1600m，是當(dāng)時(shí)我國(guó)洞身最長(zhǎng)、埋置最深、圍巖特硬并首次采用全斷面、大直徑TBM施工、工程規(guī)模最大的隧道。2000年8月18日開

7、通運(yùn)營(yíng) 。1.3 鐵路隧道共65張 第15張土木工程概論4.3 鐵路隧道大瑤山一號(hào)隧道2008年6月16日，武廣客運(yùn)專線大瑤山一號(hào)隧道勝利貫通。隧道全長(zhǎng)10081m，開挖斷面為150m2，是全線最長(zhǎng)的山嶺隧道。共65張 第16張土木工程概論4.4 水底隧道鐵路或公路遇到水面障礙物時(shí)，除可修建橋梁通過(guò)外，修建底隧道可能是最佳方案。尤其在水面寬、航運(yùn)繁忙，通過(guò)巨型船只較多，不宜建造高橋和長(zhǎng)引橋的情況下。4 隧道工程上海外環(huán)越江隧道武漢過(guò)江隧道共65張 第17張土木工程概論4.4 水底隧道武漢過(guò)江隧道示意圖江底隧道布置示意圖水底隧道一般分水底段和河岸段，后者又有暗埋、敞開及出口部分。共65張 第18

8、張土木工程概論通車典禮隧道內(nèi)景隧道入口4.4 水底隧道共65張 第19張土木工程概論4.5 海底隧道目前，全世界已建成和計(jì)劃建設(shè)的海底隧道有20多條，主要分布在日本、美國(guó)、西歐、中國(guó)的香港等地區(qū)。從工程規(guī)模和現(xiàn)代化程度上看，當(dāng)今世界最有代表性的跨海隧道工程，莫過(guò)于英法隧道和日本青函隧道。4 隧道工程日本東京灣隧道日本青函隧道共65張 第20張土木工程概論英法隧道橫貫多佛爾海峽，把英倫三島與歐洲大陸連接起來(lái)。隧道由兩股火車隧道和一股工作隧道構(gòu)成，全長(zhǎng)53km，海底部分37km，從倫敦到巴黎僅需要3h，穿越英吉利海峽僅需要20min。該隧道已于1995年建成通車。英法海底隧道斷面構(gòu)造示意圖4.5

9、海底隧道共65張 第21張土木工程概論廈門翔安海底隧道外景全長(zhǎng)9km，海底隧道5.95km，是中國(guó)第一條海底隧道，也是第一條由國(guó)內(nèi)自行設(shè)計(jì)的海底隧道，2005年8月9日正式動(dòng)工建設(shè)，計(jì)劃于2009年底建成通車。共65張 第22張4.5 海底隧道土木工程概論廣州白云機(jī)場(chǎng)鳥瞰圖2 機(jī)場(chǎng)工程機(jī)場(chǎng)是飛機(jī)起飛、著陸、運(yùn)行、停放、維修和實(shí)施飛行保障等活動(dòng)的場(chǎng)所。機(jī)場(chǎng)工程則是指規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建造各項(xiàng)設(shè)施的統(tǒng)稱。機(jī)場(chǎng)工程的內(nèi)容包括：機(jī)場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、場(chǎng)道工程、導(dǎo)航工程、通訊工程、空中交通控制、氣象工程、旅客航站樓及指揮樓工程等。機(jī)場(chǎng)可分為國(guó)際機(jī)場(chǎng)、干線機(jī)場(chǎng)和支線機(jī)場(chǎng)。第8講 機(jī)場(chǎng)、隧道及港口工程共65張 第23張第

10、一要素第二要素代號(hào)飛機(jī)基準(zhǔn)飛行場(chǎng)地長(zhǎng)度(m)代號(hào)翼展(m)主要起落架外輪外側(cè)間距(m)1800A154.528001200B15244.56312001800C2436694 1800D3652914E5265914土木工程概論2 機(jī)場(chǎng)工程 民航機(jī)場(chǎng)的飛行區(qū)等級(jí)為使機(jī)場(chǎng)各種設(shè)施的技術(shù)要求與運(yùn)行的飛機(jī)性能相適應(yīng)，按照飛機(jī)起飛著陸性能和飛機(jī)主要尺寸規(guī)定飛行區(qū)等級(jí)。如波音757-200飛機(jī)需要的飛行區(qū)等級(jí)為4D，民航飛行區(qū)分級(jí)見下表：共65張 第24張土木工程概論跑道跑道是專供飛機(jī)起飛和降落時(shí)滑跑之用。是機(jī)場(chǎng)上最重要的工程設(shè)施。跑道布置是確定跑道的條數(shù)及方位，稱為構(gòu)形。分為單條跑道、多條跑道、開口V

11、形跑道和交叉跑道四種。共65張 第25張2 機(jī)場(chǎng)工程土木工程概論決定機(jī)場(chǎng)跑道長(zhǎng)度的因素有：機(jī)型、最大起飛全重、氣候、機(jī)場(chǎng)海拔高程、風(fēng)速、跑道坡度等。跑道長(zhǎng)度取決于起飛距離、加速停止距離、著陸距離等條件。國(guó)產(chǎn)新舟60渦槳支線飛機(jī)在天津?yàn)I海國(guó)際機(jī)場(chǎng)首航共65張 第26張2 機(jī)場(chǎng)工程土木工程概論機(jī)場(chǎng)除跑道外，還有跑道起飛我國(guó)民航機(jī)場(chǎng)的跑道通常用水泥砼筑成，也有用瀝青砼筑成。跑道按其作用可分為主要跑道、輔助跑道和起飛跑道。降落道肩、停止道、凈空道等起輔助作用的道路設(shè)施?；许n亞航空公司的波音767-38E型客機(jī)降落觸地瞬間共65張 第27張2 機(jī)場(chǎng)工程土木工程概論機(jī)場(chǎng)道面的使用要求為保證飛機(jī)起降安全，

12、機(jī)場(chǎng)道路應(yīng)滿足下列要求：強(qiáng)度道面的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)有對(duì)變形的抵抗能力和抗彎、抗壓及抗磨耗的能力；平坦度道面應(yīng)堅(jiān)實(shí)平整，否則會(huì)使飛機(jī)受振引起疲勞破損，旅客不適，增加道路受載；粗糙度保證飛機(jī)著陸后能在跑道范圍內(nèi)剎車停止的需要；橫坡保證道面排水的主要措施；穩(wěn)定性在使用年限內(nèi)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，并不受燃油等溶劑侵蝕，具有耐高速氣流的穩(wěn)定性；潔凈無(wú)砂、石等松散物。共65張 第28張2 機(jī)場(chǎng)工程土木工程概論 滑行道及停機(jī)坪滑行道是供飛機(jī)從一處安全便捷地滑行至另一處的通道。北京機(jī)場(chǎng)滑行東橋停機(jī)坪是供飛機(jī)停放、上下旅客、完成起飛前準(zhǔn)備和到達(dá)后各項(xiàng)作業(yè)用。共65張 第29張2 機(jī)場(chǎng)工程土木工程概論 航站樓航站樓供旅

13、客完成從地面到空中或從空中到地面轉(zhuǎn)換交通之用，是機(jī)場(chǎng)的主要建筑。浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)夜景長(zhǎng)沙黃花機(jī)場(chǎng)共65張 第30張2 機(jī)場(chǎng)工程土木工程概論3 港口工程概念：港口是具有水陸聯(lián)運(yùn)設(shè)備和條件的，有一定面積的水和陸域，供船舶出入和停泊、貨物和旅客集散并變換運(yùn)輸方式的場(chǎng)地，它為船舶提供安全?？俊⑦M(jìn)行作業(yè)的設(shè)施，并為船舶提供補(bǔ)給、修理等技術(shù)服務(wù)和生活服務(wù)。港口工程是興建港口所需的各項(xiàng)工程設(shè)施和工程技術(shù)的總稱，包括港址選擇、規(guī)劃設(shè)計(jì)和各項(xiàng)工程的修建。港口工程是土木工程中的一個(gè)分支，在我國(guó)港口工程已成為與土木工程關(guān)系密切的相對(duì)獨(dú)立分支。天津港共65張 第31張第8講 機(jī)場(chǎng)、隧道及港口工程土木工程概論5.1 港口的

14、分類海岸港 按所在位置分 河口港內(nèi)河港 按用途分商港軍港漁港工業(yè)港避風(fēng)港 按成因分天然港人工港海岸港上海洋山深水港河口港上海黃浦港內(nèi)河港湖北宜昌港5 港口工程共65張 第32張土木工程概論雜貨碼頭礦石木材煤炭物客運(yùn)碼頭工作船碼頭工程維修基地導(dǎo)航標(biāo)志鐵路裝卸線露天堆場(chǎng)鐵路分區(qū)調(diào)車場(chǎng)倉(cāng)庫(kù)客運(yùn)站港口管理局警衛(wèi)室海港的組成入口5.2 港口的組成油料碼頭共65張 第33張5 港口工程土木工程概論 水域：供船舶航行、運(yùn)轉(zhuǎn)、錨泊和停泊裝卸之用，要求有適當(dāng)?shù)纳疃群兔娣e，水流平緩，水面穩(wěn)靜。水域包括進(jìn)港航道、港地、錨地、防波堤等。港口水域可分為港外水域和港內(nèi)水域，港外水域包括進(jìn)港航道和港外錨地；港內(nèi)水域港內(nèi)航道

15、、轉(zhuǎn)頭水域、港內(nèi)錨地和碼頭前水域或港池。5 港口工程共65張 第34張土木工程概論 陸域：供旅客集散、貨物裝卸、貨物堆存和轉(zhuǎn)載之用，要求有適當(dāng)?shù)母叱?、岸線長(zhǎng)度和縱深。岸邊建有碼頭，岸上設(shè)港口倉(cāng)庫(kù)、堆場(chǎng)、港區(qū)鐵路和道路，并配有裝卸和運(yùn)輸機(jī)械，以及其它各種輔助設(shè)施和生活設(shè)施。上海港外高橋港區(qū)四、五期工程共65張 第35張5 港口工程土木工程概論5.3 港口水工構(gòu)筑物港口水工構(gòu)筑物是港口的重要組成部分，包括碼頭、防波堤、護(hù)岸、船臺(tái)、滑道、船塢等。 碼頭：供船舶系靠、裝卸貨物或上下旅客的建筑物的總稱。 碼頭的布置方式：有順岸式、突岸式和挖入式三種。碼頭前沿與自然岸線大體平行，優(yōu)點(diǎn)是陸域?qū)掗煛⑹柽\(yùn)方便、

16、工程量小順岸式碼頭布置的四種方案5 港口工程共65張 第36張土木工程概論突堤式碼頭布置的二種方案碼頭前沿線與自然岸線間有較大角度，優(yōu)點(diǎn)是在一定水域內(nèi)有較多泊位，缺點(diǎn)是寬度有限，庫(kù)場(chǎng)面積較小，作業(yè)不方便港池由人工開挖形成，在大型河港及河口港中較常見采用挖入式港池布置的唐山港共65張 第37張5 港口工程土木工程概論 碼頭的型式：按其前沿的橫斷面外形有直立式、斜坡式、半直立式和半斜坡式等。直立式適用于岸邊有較大的水深半直立式適用于高水位時(shí)間較長(zhǎng)而低水位時(shí)間較短的情況斜坡式適用于水位變化較大的情況半斜坡式適用于枯水時(shí)間較長(zhǎng)而高水位時(shí)間較短的情況5 港口工程共65張 第38張土木工程概論 碼頭的結(jié)構(gòu)

17、形式：重力式、板樁式、高樁式、混合式等。重力式碼頭依靠自重（包括結(jié)構(gòu)自重和結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的填料重量）來(lái)抵抗滑動(dòng)和傾覆。5 港口工程青島港前灣20萬(wàn)噸礦石碼頭沉箱重力式結(jié)構(gòu)共65張 第39張土木工程概論板樁式碼頭5 港口工程天津中心漁港游艇碼頭直立式板樁結(jié)構(gòu)依靠打入土中的板樁來(lái)?yè)跬?，由于板樁較薄又承受較大的土壓力，只適用水深10m以下的碼頭。京唐港14#、15#碼頭全遮簾板樁結(jié)構(gòu)共65張 第40張土木工程概論5 港口工程高樁碼頭由上部結(jié)構(gòu)和樁基兩部分組成，適用于軟土地基曹妃甸25萬(wàn)t 礦石碼頭高樁碼頭共65張 第41張土木工程概論混合式碼頭1下部為重力墩，上部為梁板式結(jié)構(gòu)，碼頭前沿為板樁結(jié)構(gòu)5 港口

18、工程曹妃甸30萬(wàn)噸級(jí)原油碼頭樁基墩式結(jié)構(gòu) 由1座工作平臺(tái)、2座靠船墩和6座系纜墩組成由基礎(chǔ)板、立板、水平拉桿及錨碇結(jié)構(gòu)組成混合式碼頭2共65張 第42張土木工程概論 防波堤為港口提供掩護(hù)條件，阻止波浪和漂沙進(jìn)入港內(nèi)，保持港內(nèi)水面的平穩(wěn)和所需的水深，兼有防沙、防冰的作用。防波堤的平面布置共65張 第43張5 港口工程土木工程概論防波堤的類型共65張 第44張土木工程概論 護(hù)岸建筑 直接護(hù)岸建筑：即利用護(hù)坡和護(hù)岸墻等加固天然岸邊，抵抗侵蝕。直接護(hù)岸建筑有斜面式護(hù)坡、直立式護(hù)岸墻，混合式護(hù)岸也被經(jīng)常采用。斜面式護(hù)坡5 港口工程共65張 第45張土木工程概論直立式護(hù)岸墻5 港口工程共65張 第46張土木工程概論5 港口工程煙臺(tái)港西港池順岸碼頭四腳塊護(hù)岸工程護(hù)坡和護(hù)岸墻的混合結(jié)構(gòu)共65張 第47張土木工程概論 間接護(hù)岸建筑：利用在沿岸建筑的丁壩或潛堤，促使岸灘前發(fā)生淤積，以形成穩(wěn)定的新岸坡。 潛堤：潛堤位置布置在波浪的破碎水深以內(nèi)而臨近于破碎水深之處，大致與岸線平行，堤頂高程應(yīng)在平均水位以下，并將堤的頂面作成斜坡狀。修建潛堤不僅是削減波浪的沖擊和反射，也是一種積極的護(hù)岸措施。5 港口工程共65張 第48張土木工程概論 丁壩：自岸邊向外伸出，對(duì)斜向朝著岸坡行進(jìn)的波浪和與岸平行的沿岸流都具有阻礙作用，同時(shí)也阻礙了泥沙的沿岸運(yùn)動(dòng)，使泥沙落淤在丁壩之間，使灘地增高，原有岸地就更為穩(wěn)固。