1、第一章 土木工程及其专业人才培养一、土木工程的概念Civil Engineering土木工程是建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。科学（Science）：是关于事物的基本原理和事实的系统知识。技术（Technology 和 Technique）：是根据生产实践经验和自然科学原理发展而成的各种生 产工艺、作业方法、操作技能、设备装置的总和。工程（Engineering）：是将自然科学的原理应用到工农业生产部门中去而形成的各学科的总称。 土木工程：是指采用各种工程材料，修建各类工程设施（房屋、道路、铁路、桥梁、隧道、港口、机场、运河、堤坝等）的生产活动和工程科技，包括对上述各类工程的勘测、设
2、计、研究、开发、施工、维护、翻修等活动及其所需要的工程科技。土木工程学科：是指运用各种科学知识（数学、物理、化学等基础科学知识，力学、材料等技术科学知识）和工程技术知识来研究、设计、建造、维修各种建筑物、构筑物、道路、桥梁等工程设施的一门学科。土木工程专业：是培养掌握土木工程科学技术、了解土木工程基本属性，能够解决土木工程基本问题的专门人才的学业门类。 二、土木工程的基本属性1）社会性：土木工程的发展取决于社会不同历史时期的科技水平和管理水平。2）综合性：需要运用多种工程技术，进行土木工程建设活动（勘察、测量、设计、研究、开发、施工、监理、加固、维修等） 。3）实践性：由于影响因素众多且错综复
3、杂，土木工程对实践有很强的依赖性。4）技术、经济和艺术的统一性：土木工程是为人类需要服务的，反映了不同历史时期技术、经济和艺术的发展和统一。 三、土木工程所要解决的问题1）形成功能良好和美观舒适的空间和通道，满足人类活动的需要土木工程存在的根本目的和出发点。2）具有抵御自然界各种作用力的功能（承载力、变形、稳定、耐久性） 土木工程存在的根本原因。3）充分发挥所用材料的性能材料是土木工程存在的根本条件。4）通过有效的技术途径和组织手段，利用社会能够提供的物资设备条件，将工程设施建造成功、付诸使用土木工程的最终实现。四、土木工程的发展历史（一）古代土木工程（约公元前 5000 年起到十七世纪中叶）
4、 特点：1.材料：就地取材 加工材料2.施工：石器 简单金属工具 施工机械；分工逐渐细化3.主要凭经验建造，缺乏理论依据和指导（二）近代土木工程（从 17 世纪中叶至 20 世纪中叶）特点：1.广泛使用砖、瓦、石、木等工程材料；开始使用钢筋混凝土、预应力混凝土2.建造技术、规模、速度日益进步3.有力学和结构的理论指导实践在近代土木工程时期内以下几件大事具有重大意义：意大利学者伽利略在 1638 年出版的著作关于两门新科学的谈话和数学证明中论述了建筑材料的力学性质和梁的强度，首次用公式表达了梁的设计理论。 英国科学家牛顿在 1687 年总结了力学三大定律，它们是土木工程设计理论的基础。瑞士数学家
5、欧拉 1744 年出版的曲线的变分法建立了柱的压屈理论，得到计算柱的临界受压力的公式，为分析土木工程结构物的稳定问题奠定了基础。 1825 年纳维建立了土木工程中结构设计的容许应力法；19 世纪末里特尔等人提出极限平衡的概念。他们都为土木工程结构理论分析打下了基础。1824 年英国人阿斯普丁取得了波特兰水泥的专利权。这是形成混凝土的主要材料，使混凝土在土木工程中得到广泛应用。1859 年发明了贝赛麦转炉炼钢法，使得钢材得以大量生产，并能越来越多的应用于土木工程。 1867 年莫尼埃用钢丝加固混凝土制成花盆，并用这种方法建造了蓄水池，这是应用钢筋混凝土的开端。1886 年杰克逊首先用预应力混凝土
6、制作建筑配件。1930 年弗涅希内将高强钢丝用于预应力混凝土，使预应力混凝土得到广泛应用。 1906 年美国旧金山大地震，1923 年日本关东大地震，这些自然灾害推动了结构动力学和工程抗震技术的发展。 1883 年美国在芝加哥建造的 11 层保险公司大楼，是世界上最先采用铁框架的高层建筑。1889 年法国在巴黎建成的高 300 米的埃菲尔铁塔，是近代钢结构高层建筑的萌芽。土木工程在铁路、公路、桥梁建设中得到大规模发展。（三）现代土木工程（20 世纪中叶二战结束后至今）特点：1.工程材料轻质、高强、功能化2.施工过程工业化、装配化3.设计理论精确化、科学化，土木工程学科理论迅速发展现代土木工程的
7、特征：土木工程功能化城市建设立体化交通运输高速化水利工程大型化土木工程功能化：土木工程日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合。城市建设立体化的三个趋势：高层建筑大量兴起地下工程高速发展城市高架公路、立交桥大量出现交通运输高速化：高速公路的大规模修建电气化铁路形成和发展长距离海底隧道的出现水利工程大型化：20 世纪中叶以来，由于设计理论和施工技术的提高，水利工程建筑速度加快,规模增大，200 米以上的高坝不断出现。 五、土木工程专业人才的培养（一）培养目标: 培养掌握土木工程科学技术、了解土木工程基本属性，具备从事土木工程的项目规划、设计、研究、开发、施工、管理的基本能力，能够在房屋建筑、地下建筑
8、、道路、桥梁、隧道、矿井等的设计、施工、管理、教育、研究、开发部门从事技术或管理工作的高级工程技术人才。（二）专业培养要求:要求具有扎实的自然科学基础，了解当代科技的主要应用和应用前景； 学习、掌握工程力学、岩土力学、流体力学等课程的基本理论；了解土木工程主要法规；掌握工程材料、工程规划与选型、结构分析与设计、地基处理等方面的专业知识；掌握有关工程测量、工程试验、电工学、工程机械、施工技术与管理等方面的基本知识；接受课程设计、实验仪器操作、现场实习等方面的基本训练；具备工程制图、计算机应用、使用主要测试试验仪器设备的基本能力；具有综合运用各种手段查询国内外资料、获取信息的基本技能。主干课程：材
9、料力学、结构力学、土力学、流体力学、建筑材料、钢结构、混凝土结构、房屋结构、桥梁结构、道路勘测设计与路基路面结构、施工技术与管理等。 主要实践性教学环节：认识实习、专业实习（或生产实习） 、毕业实习、课程设计、毕业设计或毕业论文等。主要专业实验：建筑材料实验、材料力学实验、结构实验、土工实验等。（三）土木工程专业对人才的素质要求:1.思想、道德素养好2.掌握现代科技知识3.综合能力强4.具备协作、创新意识和坚定意志5.具有健康的心理和体魄（四）培养良好素质的途径: 1.努力学习2.加强实践3.与时俱进4.开拓创新5.实事求是6.组织协作7.身心健康第二章 土木工程中的材料 Constructi
10、on Material一、土木工程材料的分类（一）按材料自身组织的不同划分1.金属材料: 黑色金属：钢、铁等有色金属：铜、铝、铅、锌、锡等及其合金2.非金属材料: 无机材料：水泥、砂、石、砖、瓦、陶瓷、玻璃、无机纤维等有机材料：塑料、沥青、竹、木、油漆、有机纤维等（二）按在工程设施中的作用和功能分1.承重材料: 钢、混凝土、木、砌体等，承受自然界各种作用力2.围护材料: 砖、瓦、轻质混凝土、纤维制品等，保持空间和通道使用功能3.胶结材料: 水泥、石灰、石膏、沥青等4.装饰材料: 玻璃、油漆、墙地面饰面材料等，创造优美、舒适环境二、工程材料的一般性质1.物理性质: 密度：材料在绝对密实状态下单位
11、体积的质量容积密度：材料在自然状态下单位体积的质量与水有关的性质：含水率、吸水率、亲水性、抗渗性等材料热工性质：导热性、耐火性、收缩膨胀等2.力学性质: 强度：抵抗破坏的能力变形：承受形状改变的能力弹性：撤除外力后，变形能完全恢复的性质塑性：撤除外力后，不能恢复原有形状的性质韧性：冲击断裂时吸收机械能的能力3.耐久性质: 材料在长期使用过程中经受各种环境和条件的作用（日晒雨淋、化学侵蚀、温湿度变化、冻融循环、机械摩擦、虫菌寄生等） ，仍能保持使用性能的能力。三、主要工程材料简介（一）钢材 Steel 1.钢的种类：（1）按组分及含量分：碳素钢：低碳钢、中碳钢、高碳钢合金钢：性能改善（2）按形状
12、分：型材：角钢、槽钢、工字钢、H 形钢等板材：薄板、厚板、压型钢板等管材：有缝钢管、无缝钢管等线材：钢筋、钢丝、钢绞线等2.作为工程材料所具有的优缺点 :优点：材质均匀、强度高、塑性好，便于加工安装缺点：耐火性差、容易锈蚀、维护费用高 （二）混凝土 Concrete1.混凝土的组成与强度水泥混凝土：常用强度等级 C15-C80普通混凝土力学性能试验方法: 标准值 fcu，k 确定：标准方法制作、养护，边长150mm 的立方体试块，龄期 28 天，标准试验方法测试，具有 95%保证率的抗压强度。2.作为工程材料所具有的优缺点优点：易于就地取材、造价低，强度较高，刚度大、整体性好，耐火、耐久，可塑
13、（模）性好，可与钢筋有机结合形成钢筋混凝土结构缺点：自重大，抗裂性差，费工、费模板、工期长（三）砌体 Masonry 1.砌体的组成: 由砂浆将块材（天然石材、人工砌块）粘结砌筑而成，强度低于砌块、甚至砂浆。2.作为工程材料所具有的优缺点优点：易于就地取材、造价低，耐火耐久、保温隔热性能好，便于施工。缺点：强度低，抗裂、抗震性能差，结构体积大，手工砌筑工作量大。（四）木材 Wood1.天然、人造木材天然木材：顺纹、横纹，各向异性人造木材：性能因制造工艺而不同2.作为工程材料所具有的优缺点优点：便于制作、架设，工期短，自重轻，造价低缺点：易燃、易腐朽，结构构件变形大四、工程材料的发展（一）高强化
14、、高性能化（二）多品种、多功能（三）复合化、组合化第三章 土木工程中的力学和结构一、结构的概念 Structure（一）结构的定义: 每一项土木工程设施，都具有用一定材料建造的、能够抵御自然界各种作用力的空间骨架 结构。（二）结构的功能要求1.安全性: 结构在正常施工、使用条件下，能够承受可能出现的各种作用，在偶然事件（灾害事件）发生时、发生后，保持必要整体性、不致倒塌的能力。2.适用性: 结构在正常使用条件下，具有良好的工作性能。3.耐久性: 结构在正常维护条件下，随时间推移，仍能满足功能要求的能力。二、结构上的作用、作用效应和结构抗力（一）作用：施加在结构上的集中荷载、分布荷载，以及引起结
15、构外加变形、约束变形的原因。1.按作用形式分：直接作用（施加在结构上的集中荷载、分布荷载）间接作用（引起结构外加变形、约束变形的原因）直接作用：永久荷载（结构及面层自重；固定设备自重等）可变荷载（使用活载；车辆荷载；风荷载；雪荷载）偶然荷载（撞击；爆炸等） 间接作用：外加变形作用（地基沉陷，尤其不均匀沉降）约束变形作用（温、湿差作用等）惯性作用（地震作用等）2.按随时间的变异：永久作用、可变作用、偶然作用3.按随空间位置的变异：固定作用、可动作用4.按结构的反应：静态作用（对结构构件产生的加速度可忽略，如基础沉降、恒载、一 般楼面活载等）动态作用（地震、吊车荷载、风载等）（二）作用效应：由于作
16、用而在结构或构件中产生的内力和变形。（三）结构抗力：结构或构件承受内力、变形的能力（承载力、刚度等） ，由材料性能、截面几何参数等因素构成。结构安全可靠的前提：结构抗力 作用效应三、结构构件类型 Structure Member1.梁主要荷载垂直于纵轴，以受弯矩、剪力为主。2.板主要荷载垂直于板面，以受弯矩为主。3.柱 主要荷载平行于纵轴，以受轴向拉、压力和弯矩为主。4.承重墙主要荷载平行于板面，以受拉、压力和弯矩为主。 5.挡土墙主要荷载垂直于板面，以受弯矩、剪力为主。6.索 线形柔性构件，荷载通过吊索传递到支承构件。7.杆以受轴向拉、压力为主。 8.拱曲（折）线形构件，荷载主要作用在纵轴平
17、面内，以受压、弯、剪为主。 9.壳曲面形构件，以受压为主，由于传力好，厚度可极小。 10.膜薄膜材料制成，只能承受拉力。 四、结构体系与型式1.墙体结构（承重墙结构） 墙体不仅起围护作用，更是承受竖向和水平荷载的主要构件。2.框架结构以框架作为建筑物的竖向、水平承重结构。3.框架墙结构4.筒体结构承重墙围成封闭筒体。 5.错列桁架结构整层高的桁架横跨两外柱之间的空间，桁架沿建筑物高度交替错列。6.网架结构由杆件按一定的网格形式，通过节点连接而成的空间结构。轻质、高强、大跨（大刚度） 、抗震。7.拱结构8.壳体结构由薄壳和边缘构件（梁、拱、桁架）组成，承载力高、刚度大，无需中间支柱。9.空间折板
18、结构薄壁结构，受力较好、刚度较大，施工（支模）较薄壳简单。10.索结构（悬挂式结构）五、基础形式柱下独立基础柱（墙）下条形基础 筏形基础 箱形基础 桩基础六、结构失效（一）结构的预定功能和极限状态整个结构或结构的一部分在承载能力、变形、稳定、裂缝宽度等方面超过某一特定状态，以 致不能满足设计规定的某一功能要求，这一特定状态即该功能的极限状态。1.承载能力极限状态：结构或构件达到最大承载能力，或产生不适于继续承载的过大变形。“安全性”2.正常使用极限状态：结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。“适用性”、 “耐久性”（二）结构失效1.承载能力极限状态：1）结构或结构的一部分作为刚体失去
19、平衡2）结构转变为机动体系3）结构或构件失稳破坏4）结构构件或其连接超过材料强度5）结构构件产生过大塑性变形、不适于继续承载2.正常使用极限状态：1）出现影响正常使用或有碍观瞻的变形2）出现影响正常使用或耐久性的局部破坏3）出现影响正常使用的振动4）出现影响正常使用的其它特定状态对超过极限状态的后果而言，状态 1 的出现将导致重大伤亡事故和经济损失，应严格控制。一般结构构件，先按状态 1 设计，后按状态 2 校核。第四章 建 筑 工 程一、生土建筑物以地壳表层的天然物质（岩土）作为建筑材料，经过采掘、成型、砌筑而建造的建筑物。经济、节能。常用结构材料：土体、土坯、草泥等。常见结构型式：墙、拱等
20、。二、木结构建筑物将木材连接成各种型式的结构，如木桁架、木框架、木刚架、木网架、木拱等。优点：便于制作、架设，工期短，自重轻，造价低，环保（低污染） ，可回收，抗震缺点：易燃、易腐朽，结构构件变形大三、砌体结构建筑物用胶结材料将砖、石、混凝土砌块等胶结、砌筑而成的建筑物。优点：易于就地取材、造价低，耐火耐久、保温隔热性能好，便于施工。缺点：强度低，抗裂、抗震性能差，结构体积大，手工砌筑工作量大。四、混凝土结构优点：混凝土易于就地取材、造价低，强度较高，刚度大、整体性好，耐火、耐久，可塑（模）性好，可与钢筋有机结合形成钢筋混凝土结构。缺点：结构自重大，抗裂性差，费工、费模板、工期长。五、钢结构优
21、点：材质均匀、强度高、塑性好，便于加工安装。适用于高耸、大跨、重载、动载结构。 缺点：耐火性差、容易锈蚀、维护费用高。六、钢混凝土组合结构建筑物钢混凝土组合结构：采用钢构件和钢筋混凝土构件，或钢混凝土组合构件（组合板、组合梁、组合柱等）共同组成的承重结构体系或抗侧力结构体系。钢混凝土组合结构体系有：组合框架体系、组合剪力墙体系、组合筒体系、组合巨型框架体系等。第五章 桥 梁 工 程一、桥梁工程的概念桥梁是供道路、铁路、渠道、管线等跨越水体、山谷或彼此间相互跨越的工程构筑物，是交通运输中的重要组成部分，在国民经济和社会发展中占极其重要的地位。桥梁工程是指桥梁，及其修建、使用过程中所应用的各项技术
22、的总称。二、现代桥梁的组成部分（1）上部结构桥跨结构包括桥面板、桥面梁、支承构件（大梁、拱、悬索等）（2）下部结构桥墩、桥台及基础桥墩、桥台是支承桥跨结构的承重构件。桥台设在桥身两端，除支承桥跨结构外，还与路堤衔接并防止路堤滑塌。桥墩设在桥台之间。基础是桥墩、桥台埋入土中的扩大部分，常要在水下作业。三、桥梁的类别按桥身结构材料分：木桥、圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥等。按用途分：铁路桥、公路桥、铁路公路两用桥、城市道路桥、农村道路桥、人行桥、管线桥、渡槽桥等。按桥跨结构分：梁式桥、拱桥、桁架桥、刚架桥、悬索桥、斜拉桥等。梁式桥在竖向移动荷载下无水平反力的结构体系。结构简单，但跨越能
23、力有限。常用钢筋混凝土简支梁跨度 5-25m，预应力混凝土简支梁 10-50m。拱 桥主要承重结构是拱圈，拱圈主要承受压力。跨越能力大，外形美观，但施工较困难。在竖向移动荷载下桥墩、桥台要承受水平推力，对桥的下部结构和基础要求较高。 刚架桥梁、柱（或竖墙）整体结合。在竖向移动荷载下，梁受弯，柱脚有水平推力，受力状态介于梁桥和拱桥之间。 斜拉桥斜拉桥系用锚在桥塔上的多根斜向钢缆索吊住主梁的缆索承重桥，由主梁、塔柱、斜索组成。 因高强度缆索起着主梁的弹性支承作用，故内力小，建筑高度低，施工方便，并能显著加大跨越能力。 悬索桥悬索桥是以悬索为主要承重结构，与桥塔、吊杆、锚碇和桥面结构组成的缆索承重桥
24、。悬索承受拉力，现在主要由高强钢丝制成。 问答题：1、如何理解科学、技术和工程三者的联系和区别？土木工程的力学和结构之间存在什么样的关系。科 学 、 工 程 与 技 术 的 差 异 科 学 、 工 程 与 技 术 的 分 别 并 不 总 是 不 明 确 。 一 般 来 讲 ， 工 程 放 较 多 的 焦 点 在 实 际 经 验 上 ， 科 学 放 较多 在 理 论 和 纯 研 究 上 ， 而 技 术 则 介 于 两 者 之 间 。 大 体 而 言 ， 科 学 是 对 自 然 合 理 地 研 究 或 学 习 ， 焦 点 在 于 发 现 (现 象 )世 界 内 元 素 间 的 永 恒 关 系 (原
25、理 )。 它 通 常 利 用 合 乎 规 则 的 技 术 ， 即 一 系 统 建 立 好 的 程 序 规 则 ， 如 科 学 方 法 。 工 程 为 对 科 学 及 技 术 原 理 合 理 的 使 用 ， 以 达 到 基 于 经 验 上 的 计 划 结 果 。 一 般 地 说 ， 技 术 的 发 明 是 科 学 知 识 和 经 验 知 识 的 物 化 ， 使 可 供 应 用 的 理 论 和 知 识 变 成 现 实 。 现 代 技 术 的发 展 ， 离 不 开 科 学 理 论 的 指 导 ， 已 在 很 大 程 度 上 变 成 了 “科 学 的 应 用 ”。 然 而 ， 现 代 科 学 的 发
26、展 同 样离 不 开 技 术 ， 技 术 的 需 要 往 往 成 为 科 学 研 究 的 目 的 ， 而 技 术 的 发 展 又 为 科 学 研 究 提 供 必 要 的 技 术 手 段 。在 它 们 之 间 是 一 种 互 相 联 系 、 相 互 促 进 、 相 互 制 约 的 关 系 。 可 以 预 见 ， 它 们 的 联 系 还 会 更 加 密 切 ， 界 限也 会 变 得 模 糊 起 来 。 但 是 ， 科 学 与 技 术 毕 竟 是 两 种 性 质 不 尽 相 同 的 社 会 文 化 ， 二 者 的 区 别 也 是 十 分 明 显 的 。 科 学 的 基 本任 务 是 认 识 世 界
27、， 有 所 发 现 ， 从 而 增 加 人 类 的 知 识 财 富 ； 技 术 的 基 本 任 务 是 发 现 世 界 ， 有 所 发 明 ， 以创 造 人 类 的 物 质 财 富 ， 丰 富 人 类 社 会 的 精 神 文 化 生 活 。 科 学 要 回 答 “是 什 么 ”和 “为 什 么 ”的 问 题 ；技 术 则 回 答 “做 什 么 ”和 “怎 么 做 ”的 问 题 。 因 此 ， 科 学 和 技 术 的 成 果 在 形 式 上 也 是 不 同 的 。 科 学 成 果一 般 表 现 为 概 念 、 定 律 、 论 文 等 形 式 ； 技 术 成 果 一 般 则 以 工 艺 流 程 、
28、 设 计 图 、 操 作 方 法 等 形 式 出 现 。科 学 产 品 一 般 不 具 有 商 业 性 ， 而 技 术 成 果 可 以 商 品 化 。 现 代 技 术 具 有 较 强 的 功 利 性 和 商 业 色 彩 。通过力学模型的建立和规定法则的运算，得出结构和构件的强度、刚度、稳定性等各种受力情况，根据计算结果选择结构形式（钢结构、混凝土结构、混合结构）和构件形式。就是说，结构是通过力学计算而形成图纸交付施工的。 2、试分别论述工程材料、施工技术和管理水平设计建造理论对土木工程的发展所起的重要作用。工程管理,是作为管理层对工程进行的层面管理和工作指导,工作安排和领导层面的管理.土木工程
29、施工技术,是以现场施工技术管理和施工必须掌握的技术手段,在施工层面进行的技术指导和解决施工现场出现的技术问题,施工方法,是做具体技术方面的工作,而不是对工程进行全面的进行层面管理.以上就是工程管理与施工技术的不同,主要看你自己偏向于哪个方面的工作,建议还是从技术方面入手写论文,这样更切题,有了一定的技术管理实践经验后,工程管理水平也能从技术管理方面入手得到加强与提高,.随实践经验丰富,工程管理和认知水平也会不断提升! 土 木 工 程 的 发 展 起 关 键 作 用 的 ， 首 先 是 作 为 工 程 物 质 基 础 的 土 木 建 筑 材 料 ， 其 次 是 随 之 发 展 起 来 的设 计
30、理 论 和 施 工 技 术 。 每 当 出 现 新 的 优 良 的 建 筑 材 料 时 ， 土 木 工 程 就 会 有 飞 跃 式 的 发 展 。 人 们 在 早 期 只 能 依 靠 泥 土 、 木 料 及 其 它 天 然 材 料 从 事 营 造 活 动 ， 后 来 出 现 了 砖 和 瓦 这 种 人 工 建 筑 材料 ， 使 人 类 第 一 次 冲 破 了 天 然 建 筑 材 料 的 束 缚 。 中 国 在 公 元 前 十 一 世 纪 的 西 周 初 期 制 造 出 瓦 。 最 早 的砖 出 现 在 公 元 前 五 世 纪 至 公 元 前 三 世 纪 战 国 时 的 墓 室 中 。 砖 和
31、瓦 具 有 比 土 更 优 越 的 力 学 性 能 ， 可 以 就 地取 材 ， 而 又 易 于 加 工 制 作 。 砖 和 瓦 的 出 现 使 人 们 开 始 广 泛 地 、 大 量 地 修 建 房 屋 和 城 防 工 程 等 。 由 此 土 木 工 程 技 术 得 到 了 飞 速 的发 展 。 直 至 18 19 世 纪 ， 在 长 达 两 千 多 年 时 间 里 ， 砖 和 瓦 一 直 是 土 木 工 程 的 重 要 建 筑 材 料 ， 为 人 类文 明 作 出 了 伟 大 的 贡 献 ， 甚 至 在 目 前 还 被 广 泛 采 用 。 钢 材 的 大 量 应 用 是 土 木 工 程 的
32、 第 二 次 飞 跃 。 十 七 世 纪 70 年 代 开 始 使 用 生 铁 、 十 九 世 纪 初 开 始 使用 熟 铁 建 造 桥 梁 和 房 屋 ， 这 是 钢 结 构 出 现 的 前 奏 。 从 十 九 世 纪 中 叶 开 始 ， 冶 金 业 冶 炼 并 轧 制 出 抗 拉 和 抗 压 强 度 都 很 高 、 延 性 好 、 质 量 均 匀 的 建 筑 钢 材 ， 随 后 又 生 产 出 高 强 度 钢 丝 、 钢 索 。 于 是 适 应 发 展 需 要 的 钢 结 构 得 到 蓬 勃 发 展 。 除 应 用 原 有的 梁 、 拱 结 构 外 ， 新 兴 的 桁 架 、 框 架 、
33、网 架 结 构 、 悬 索 结 构 逐 渐 推 广 ， 出 现 了 结 构 形 式 百 花 争 艳 的 局 面 。建 筑 物 跨 径 从 砖 结 构 、 石 结 构 、 木 结 构 的 几 米 、 几 十 米 发 展 到 钢 结 构 的 百 米 、 几 百 米 ， 直 到 现 代 的千 米 以 上 。 于 是 在 大 江 、 海 峡 上 架 起 大 桥 ， 在 地 面 上 建 造 起 摩 天 大 楼 和 高 耸 铁 塔 ， 甚 至 在 地 面 下 铺 设铁 路 ， 创 造 出 前 所 未 有 的 奇 迹 。 为 适 应 钢 结 构 工 程 发 展 的 需 要 ， 在 牛 顿 力 学 的 基 础
34、 上 ， 材 料 力 学 、 结 构 力 学 、 工 程 结 构 设 计 理 论等 就 应 运 而 生 。 施 工 机 械 、 施 工 技 术 和 施 工 组 织 设 计 的 理 论 也 随 之 发 展 ， 土 木 工 程 从 经 验 上 升 成 为 科学 ， 在 工 程 实 践 和 基 础 理 论 方 面 都 面 貌 一 新 ， 从 而 促 成 了 土 木 工 程 更 迅 速 的 发 展 。 十 九 世 纪 20 年 代 ， 波 特 兰 水 泥 制 成 后 ， 混 凝 土 问 世 了 。 混 凝 土 骨 料 可 以 就 地 取 材 ， 混 凝 土 构 件 易于 成 型 ， 但 混 凝 土 的
35、 抗 拉 强 度 很 小 ， 用 途 受 到 限 制 。 十 九 世 纪 中 叶 以 后 ， 钢 铁 产 量 激 增 ， 随 之 出 现 了钢 筋 混 凝 土 这 种 新 型 的 复 合 建 筑 材 料 ， 其 中 钢 筋 承 担 拉 力 ， 混 凝 土 承 担 压 力 ， 发 挥 了 各 自 的 优 点 。 二 十 世 纪 初 以 来 ， 钢 筋 混 凝 土 广 泛 应 用 于 土 木 工 程 的 各 个 领 域 。 从 三 十 年 代 开 始 ， 出 现 了 预 应 力 混 凝 土 。 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 抗 裂 性 能 、 刚 度 和 承 载 能 力 ， 大 大高 于 钢
36、 筋 混 凝 土 结 构 ， 因 而 用 途 更 为 广 阔 。 土 木 工 程 进 入 了 钢 筋 混 凝 土 和 预 应 力 混 凝 土 占 统 治 地 位 的 历史 时 期 。 混 凝 土 的 出 现 给 建 筑 物 带 来 了 新 的 经 济 、 美 观 的 工 程 结 构 形 式 ， 使 土 木 工 程 产 生 了 新 的 施 工 技术 和 工 程 结 构 设 计 理 论 。 这 是 土 木 工 程 的 又 一 次 飞 跃 发 展 。3、描述你所了解的当地两幢楼房或两座桥梁的不同结构类型和结构特点 西陵长江大桥为公路桥。位于三峡大坝中轴线下游 4.5 公里 处，是长江上的第一座悬索桥
37、，为单跨 900 米 的钢箱梁悬索桥，刚建成时其跨度在同类型桥梁中居国内第一、世界第七，目前居国内第五（2006 年 12 月）。大桥全长 1118.66 米 ，主跨 900 米 ，全宽 21 米 ，双向 4 车道。常水位最大通航净空 30 米。其主缆采用工厂预制平行丝股然后现场安装的方法施工，两根主缆总重 4805 吨，每根主缆共有 110 根预制平行丝股，每根预制平行丝股含有 91 根 5.1 镀锌高强平行钢丝。吊索采用 45 钢丝绳制作，共有 280 根，重 151 吨。桥面结构采用钢箱梁。该桥于 1993 年 12 月开工，1996 年 8 月竣工通车。西陵长江大桥是目前我国已建成的跨
38、度最大的现代悬索桥,由国家级专家杨进主持设计，于 1992 年 11 月开始设计工作，至 1996 年 8 月 10 日通车。大桥全长 1501.61m，双向 4 车道宽 15m,两侧各设宽 1.5m 的人行道，悬索桥北背索跨度 255m,南背索跨度225m，引桥北岸 3 孔，南岸 4 孔，各为 30m 跨度的预应力混凝土简支 T 梁。主跨主缆的垂跨比为1：10.465，两主缆中心距 20m，吊索中心距为 12.7m。加劲钢箱梁高 3.0m，全宽 21.0m，为全焊正交异性板结构。主塔高 120m,为钢筋混凝土门式刚架结构。基础采用直径 2.2m 钻孔灌注桩。其主缆采用工厂预制平行丝股然后现场
39、安装的方法施工，两根主缆总重 4805 吨，每根主缆共有 110 根预制平行丝股，每根预制平行丝股含有 91 根 5.1 镀锌高强平行钢丝。吊索采用 45 钢丝绳制作，共有 280 根，重 151 吨。桥面结构采用钢箱梁。夷陵长江大桥毗邻磨基山、横卧长江，总投资 6.1 亿元，于 1998 年 11 月 28 日动工。全长 3246 米，主桥长936 米，桥面宽 23 米，是长江上唯一的一座三塔倒 Y 型单索面混凝土加劲梁斜拉桥，其跨度在同类桥梁中为世界之最桥梁全长 3246 米 ，其中主桥长 936 米，桥面宽 23 米。跨江主桥为三塔单索面斜拉桥，跨径为 120m + 348m + 348
40、m + 120m ，两个 348 米 的主跨跨度在世界同类结构桥梁中位居第一。倒 Y 型主塔高 126m ，钢绞线斜拉索，混凝土主梁宽 23m 。按地震基本烈度 7 度设防。塔基础采用 16 根直径 2m 的钻孔柱桩，每桩长 42.0m，承台尺寸 16m 16m，边塔基础采用 11 根直径 2.0m的钻孔柱桩，桩长北边塔为 44.0m，南边塔为 34.0m，承台平面尺寸 14m 16m，三座混凝土主塔造型一致，只是在细部尺寸上不同。塔身上段采用的倒置的 Y 形构造，三塔高度不等，边塔高度相同，边塔及中塔纵向尺寸分别为 5.5m 和 7m。边跨采用多孔连续结构以提高三塔体系斜拉桥的刚度。解决三塔
41、体系刚度的技术难度较二塔方案低，结构体系合理，方案可行、经济。 3钻石型桥塔结构。桥塔受力合理，有较强的抗撞击能力，而且施工简便，造型新颖，实现了受力、美观，经济的和谐统一。 4主梁悬拼采用一整套成熟的计算程序及监控技术使得斜拉桥在未采取任何强制措施条件下，顺利地实现了双主跨同时高精度合龙。 5斜拉桥合龙束兼用体内束及体外束，经详细研究体外束受力行为，提出了体外束分段锚固设计构思及一整套锚固细节设计，开拓了桥梁设计新思路。 6创造了预应力混凝土箱梁节段预制拼装最长的世界纪录。主梁采用节段预制拼装法施工，取得了质量易于保证，施工速度快，工期短、投资省的效果。其 348m 的拼装跨度为世界之最，最大双伸臂桥梁全长 383m亦无先例。 7采用具有较多技术优势的全封闭式新型铜绞线斜拉索体系。该体系具有索力建立精度高，施工方便，不需配备大型起重设备，防腐性能优越，易于更换的特点。 8自行研制了先进的轻型多功能步履式液压控制悬臂架梁吊机，自重 34t，前移经过索区方便，无级变速，起吊冲击力小，吊起的梁块可以前后移动 50cm，在 6 个自由度方向对位调整方便。：
