《土木工程概论》常见问题---引自相关文献，补充土建专业相关概念

第1章
    常见问题1-1
    土木工程的建设程序是什么？
    答案：
    土木工程的建设主要分为项目决策阶段和项目实施阶段两个阶段。
    项目决策阶段的主要工作是编制项目建议书，进行可行性研究并编制可行性研究报告。
    这个阶段又分为四个阶段，首先是投资意向；其次，是根据国民经济和社会发展长远规划，同时应该结合行业地区的发展规划的要求提出项目建议书；第三，是在勘察、试验、调查研究以及详细技术经济论证的基础上编写可行性研究报告；最后，可行性研究报告提出后，由委托单位组织有关部门和专家对可行性研究报告进行评价，提出评价的意见和报告，为投资者提供决策性的文件。经过这四个阶段后，投资者再对建设项目进行决策立项。
    此时，就进入项目的实施阶段了，此阶段是工程项目的主体阶段。这个阶段主要分为四个阶段－设计阶段、招标阶段、施工阶段、竣工验收阶段。
    设计阶段是工程设计的重要阶段，也是确定项目质量目标和水平以及投资额的关键阶段。它直接影响工程建设的进度、质量和投资，此阶段的最后的成果是设计绘制施工图。通过委托设计，进行设计的准备和招标、初步设计、施工图的设计。
    招标阶段是依据设计文件，对施工企业进行施工招标，同时完成施工监理的委托任务。
    施工阶段是根据工程进度进行施工的准备工作及施工安装。
    竣工阶段包括两个步骤：竣工验收和交付使用。
    完成了交付使用阶段，整个土木工程的建设程序就完成了。
                                        第2章
    常见问题2-1
    建筑物和构筑物区别。
    答案：
    一般来说，建筑是建筑物与构筑物的总称。
    建筑物是指供人们进行生产、生活或其他活动的房屋或场所，如工业建筑－厂房、民用建筑－住宅、办公楼、农业建筑、铁路建筑等；
    而构筑物则指人们一般不直接在内进行生产、生活活动的建筑物，如水塔、烟囱、栈桥、堤坝、蓄水池、囤仓等。
    常见问题2-2
    框架、框架－剪力墙、剪力墙、筒体结构的经济适用高度。
    答案：
    框架结构指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。框架结构的优点是强度高、自重轻、整体性和抗震性能好。一般适用于10层以下、以及10层左右的房屋结构。
    随着房屋高度的增加，水平荷载的影响迅速增长。设置一些墙片代替框架，这些墙片在水平力作用下就像悬臂的深梁，为整个房屋提供很大的抗剪强度和刚度，这种墙片就称为剪力墙。运用“剪力墙”这一手段，创造出各式新型结构体系，主要有：框架一剪力墙结构，一般用于25层以下房屋结构；全剪力墙结构常用于25～30层结构；筒式结构则用于30层以上的超高层房屋结构，经济高度以不超过80层为限。
    常见问题2-3
    钢结构建筑的特点及应用。
    答案：
    钢结构材料强度高，塑性和韧性好，同时钢结构还具有材质均匀，和力学计算的假定比较符合，以及制造简便、施工周期短、质量轻等的优点，但是钢结构耐[wiki]腐蚀[/wiki]性差，维修费用高，而且钢结构还具有耐热不耐火等的缺点。
    钢结构主要应用于：大跨度结构；重型厂房结构；受动力荷载影响的结构；高耸、高层结构；可拆卸结构；容器和其他构筑物；轻型钢结构。
    常见问题2-4
    钢筋混凝土结构建筑的特点及应用。
    答案：
    钢筋混凝土结构，是由钢筋和混凝土两种材料组合体构成的基本构件所组成的结构。钢筋是一种抗拉性能很好的材料，混凝土材料则具有较高的抗压强度，但是它的抗拉强度很低。钢筋混凝土结构的建筑就应根据构件的受力情况，合理地配置钢筋形成承载能力较高，刚度较大的结构构件。
钢筋混凝土结构的优点是耐久性好、整体性好、可模性好等，而且这种结构形式可以就地取材、节约钢材。钢筋混凝土结构的缺点是自重大、抗裂性差、隔热隔音差、施工受季节性影响、补强维修困难等。
    钢筋混凝土结构主要应用于：一般性民用建筑、工业厂房、多层与高层建筑、大型容器 、其他构筑物等。
                                        第3章
    常见问题3-1
    建筑面积、使用面积的区别。
    答案：
    使用面积，是指除交通面积和结构面积之外所有空间的净面积之和。其中，交通面积是指走廊、楼梯等交通部分的面积；结构面积是指各类墙柱占用的面积。
    建筑面积，是指外墙包围各楼层面积总和。建筑面积是包含外墙的面积的，即建筑面积是使用面积、交通面积、结构面积的总和。
    常见问题3-2
    平面利用系数的计算方法。
    答案：
    平面利用系数简称平面系数，它是使用面积与建筑面积的百分比，即

    其中，使用面积是指除交通面积和结构面积之外所有空间的净面积之和。交通面积是指走廊、楼梯等交通部分的面积；结构面积是指各类墙柱占用的面积。建筑面积，是指外墙包围各楼层面积总和。
    平面系数是衡量设计方案经济合理性的主要经济技术指标之一。该系数值越大，使用面积在总建筑面积中的利用率越高。
    常见问题3-3
    房屋建筑的层高与净高的区别。
    答案：
    房屋建筑的层高是指该搂地面到上一层楼面之间的垂直距离。
    房屋建筑的净高是指楼地面到楼板下凸出物底面的垂直距离。即房间内楼地面到顶棚或其它构件底面的距离。
    常见问题3-4
    房屋建筑的错层与跃层的区别。
    答案：
    错层，是在建筑物纵向或横向剖面中，将房屋几部分之间的楼地面高低错开。它主要适用于结合坡地地形建造的建筑物（包括住宅、宿舍或其他类型的房屋建筑）。错层之间的高差，可以利用室外台阶、或室内的楼梯间调整楼梯的踏步数来解决。
    跃层，主要用于住宅建筑，户内有两层或两层以上，并以户内的楼梯作为垂直交通。其公共走廊或公共通道每个一或两层设置一条，每个住户可以有一个与公共走廊或公共通道在同一层的房间，就此来解决跃层房屋的交通组织。
    常见问题3-5
    在房屋建筑的平面设计中，房屋使用面积的大小受到哪些因素的影响？
    答案：
    使用房间面积的大小，主要是由房间内部活动特点、使用人数的多少、家具设备的多少等因素决定的，例如住宅的起居室、卧室，面积相对较小，剧院、电影院的观众厅，除了人多、座椅多之外，还要考虑人流迅速疏散的要求，所需的面积就大，又如室内游泳池和健身房，由于使用活动的特点，要求有较大的面积。
    根据房间内部的使用要求和使用特点，把一个房间内部的面积，分为以下几个部分：家具或设备所占面积、人们在室内的使用活动面积(包括使用家具及设备时，近旁所需的面积)、房间内部的交通面积三部分。
    为了确定房间使用面积的大小，除了需要掌握家具、设备的数量和尺寸外，还需要了解室内活动和交通面积的大小，这些面积的确定又都和人体活动的基本尺度有关。例如教室中学生就座，起立时桌椅近旁必要的使用活动面积，入座、离座时通行的最小宽度，以及教师讲课时黑板前的活动面积等。
                                        第4章
    常见问题4-1
    什么是房屋建筑中的围护结构和受力结构?
    答案：
    围护结构在建筑物中起围护作用，它能够保证建筑物的各项使用功能，使人们生产或生活在一个能避风雨的隐蔽体内，具有安全感和舒适感。围护结构包括墙体、门窗、屋面、地面、檐口、女儿墙和雨棚等。
    受力结构是指建筑物承受荷载和传递荷载的结构受力部分，是建筑物的骨架和主体。由受力构件组成的受力系统（即建筑物的承重系统）被称为建筑物的结构体系。比如，梁板结构体系、混合结构体系、框架结构体系、排架结构体系、网架结构体系…。结构受力体系是由各种结构构件组成的，包括板、梁、屋架、承重墙、柱、基础等构件。
    常见问题4-2
    地基与基础的概念。
    答案：
    地基，是指受建筑物影响的那一部分地层，即为在基础下面承受压力的土层或岩层。地基承受由基础传来的建筑物荷载，而地基产生的应力和应变随着土层深度的增加而减小，在达到一定深度后就可忽略不计。因此，地基是指受建筑物影响的那一部分土层，不包括不受建筑物影响的那一部分土层。
    基础，是建筑物向地基传递荷载的下部结构，即为建筑物最下部分的承重构件，是属于建筑物的一部分。基础承受建筑物的全部荷载，并将荷载传递到地基上去。
    常见问题4-3
    天然地基与人工地基的区别。
    答案：
    天然地基，是指天然土层具有足够的承载力，不需经人工改良或加固，可直接在上面建造建筑物或构筑物的地基。即地基能够承担建筑物或构筑物基础传来的最大荷载，而不需要采取任何的措施。
    人工地基，是指当天然土层的承载力差，对土层必须进行人工处理，（如将坏土挖掉，填以砂或块石混凝土后；或者在天然土层内打桩、碾压、夯实），才能在上面建造建筑物或构筑物的土层。即这种经过人工处理的土层，称人工地基。
    常见问题4-4
    基础主要有哪几种结构形式？它们各自的特点。
    答案：
    按基础结构形式分类，基础主要为条形基础、独立基础、片筏基础、箱形基础、桩基础等。
条形基础，墙基础中最常见的形式，通常用砖、毛石砌筑、或混凝土浇注。一般情况下，砖、毛石砌筑的基础应用于建筑物上部传来的荷载比较小、地基承载力较高的情况下使用，基础内的拉应力、剪应力需要满足材料的容许应力要求，这些需要是通过构造上的限制来实现的。当基础上的荷载较大，或地基承载力较低时，可以采用墙下钢筋混凝土条形基础。
    独立基础，是柱基础中最常见和最经济的一种。同条形基础一样，也可以采用砖、毛石砌筑、或混凝土浇注。但是用砖、毛石砌筑的应用较少，常应用于很轻的柱子，例如木柱、砖柱等。独立基础的构造方法和条形基础类似。
    片筏基础，当地基承载力低，而上部结构传来的荷载很大，独立基础不能提供足够的底面积时，可采用片筏基础。特别是适用于有地下室的建筑或水池等，片筏基础可兼做底板结构。
箱型基础，是由钢筋混凝土的底板、顶板和纵横墙体组成整体结构。箱形基础像一块空心的厚板一样工作，基础中空的部分可用作地下室。箱型基础的抗弯刚度非常大，适用于软弱地基上面积较小、平面形状简单的重型建筑物的基础。
    桩基础，是一种历史悠久的基础形式，当地基上部软弱而下部埋藏坚实地层时，最宜采用桩基础。桩基础能有效地承受一定的水平荷载和上拔力，还可以避免较大的沉降。它一般由设置在土中的桩和承接上部结构的承台组成，绝大多数桩基的桩数不止一根，而是将各根桩的上端通过承台联成一体。
    常见问题4-5
    勒脚的作用。   
    答案：
    建筑物四周与室外地面接近的部分墙体称勒脚。这部分的墙体经常受到地面水和雨水的侵蚀，还容易受到碰撞，如果不对它进行保护，就势必会影响到建筑物的正常使用和建筑物的耐久性。因此，在通常情况下，在勒脚部位将墙体加厚，或用坚固材料来砌筑这部分墙体，如石块、天然石板、人造板贴面等。
    另外，勒脚除了能保护墙体之外，它对于丰富建筑的立面处理也起到了一定的作用。
    常见问题4-6
    散水的作用。
    答案：
    为了防止雨水或积雪融化后的水长期积在外墙的根部，同时为了防止水沿着地面进入到墙体和基础里，需要采取措施及时排除积水，办法就是在建筑物四周设排水散水。散水的作用就是及时排出雨水或积雪融水，保护墙基免受雨水的侵蚀。散水宽度一般为600～1000mm，坡度为3％～5％。
    常见问题4-7
    门窗过梁的作用。
    答案：
    门窗过梁，是指在门窗等洞口上设置的横梁。门窗过梁承受洞口上部墙体和其他构件(楼层、屋顶等)传来的荷载，同时将荷载传到窗间墙。由于墙体在砌筑时每个砖或砌块是相互错缝咬接，过梁上的墙体在砂浆硬结后起到了拱的作用，这部分墙体自重的一部分可以直接传给洞口两侧墙体，因此，有的过梁可直接用砖砌筑，也可用型钢、钢筋混凝土等制作。
    常见问题4-8
    圈梁的作用。
    答案：
    圈梁，是指在同一水平面内的连续封闭梁。圈梁一般是沿外墙、内纵墙和主要横墙设置的。圈梁可以提高建筑物的空间刚度和整体性，而且还可以增加墙体稳定，减少由于地基不均匀沉降而引起的墙体开裂。此外，圈梁还可以防止较大的振动荷载对建筑物的不良影响。在抗震设防地区，设置圈梁是减轻震害的重要构造措施。
    常见问题4-9
    构造柱的作用。
    答案：
    构造柱，是从竖向加强墙体的连接。构造柱与圈梁一起构成空间的骨架，从而提高了建筑物的整体刚度和墙体的延性，约束墙体裂缝的开展，同时也增加了建筑物承受地震作用的能力。构造柱的设置一般是在墙的某些转角部位（如建筑物四角、纵横墙相交处、楼梯间转角处等）设置。构造柱是沿着整个建筑高度贯通的，它一般与圈梁、地梁现浇成一体。
    常见问题4-10
    什么是变形缝？
    答案：
    当建筑物面积较大、长度较长时，或在建筑物高差较大的部位，由于温度变化、地基沉陷及地震影响，结构内部将产生附加的变形和应力，使建筑物产生裂缝，甚至破坏。因此需要预留缝隙来避免或减小这些问题产生的损失，这个缝隙被称为变形缝。
    变形缝按其功能可分为伸缩缝、沉降缝和抗震缝。
    伸缩缝又称温度缝，其主要作用是防止房屋因气温变化而产生裂缝。伸缩缝是沿建筑物长度方向每隔一定距离预留缝隙，将建筑物从屋顶、墙体、楼层等地面以上构件全部断开，而基础因受温度变化影响较小，不必断开。
    沉降缝，是为防止由于地基不均匀沉降使房屋某些薄弱部位开裂而预留的缝隙。它将建筑物从屋顶、墙面、楼层、基础等构件全部断开，这样即使相邻部分也可以自由沉降、互相不牵制，从而避免建筑物开裂。
    抗震缝，是为防止地震使房屋破坏而预留的缝隙。在地震地区设计多层砖混结构房屋时，用抗震缝将房屋分成若干个形体简单的、结构刚度均匀的独立部分。抗震缝一般从基础顶面开始，沿房屋全部高度设置的。
    常见问题4-11
    平屋顶的防水方式主要有哪两种？
    答案：
    平屋顶防水可分为柔性防水和刚性防水两大类。
    柔性防水屋面，主要构造层次是承重层、隔汽层、保温层、找平层、防水层和保护层。柔性屋面有保温屋面和非保温屋面之分。保温屋面要设保温层。一般平屋顶保温层要设在承重结构上和防水层之下。
    刚性防水屋面，刚性屋面防水是在钢筋混凝土结构层上采用细石混凝土、防水水泥砂浆等刚性防水层。
                                        第5章
    常见问题5-1
    试述几种常用建筑结构的特点和应用。
    答案：
    建筑结构按受力和构造特点的不同可分为：混合结构、框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、大跨结构等。其中大跨结构多采用网架结构、薄壳结构、膜结构、以及悬索结构。
    混合结构，是指由砌体结构构件和其他材料构件组成的结构。如垂直承重构件用砖墙、砖柱，而水平承重构件用钢筋混凝土梁板，这种结构就为混合结构，也叫承重墙结构。该种结构形式具有就地取材，施工方便，造价便宜等特点。
    框架结构，是由纵梁、横梁和柱组成的结构，这种结构是梁和柱刚性连接而成骨架的结构。框架结构的优点是强度高、自重轻、整体性和抗震性能好。框架结构多采用钢筋混凝土建造，一般适用于10层以下、以及10层左右的房屋结构。框架结构建筑平面布置灵活，可满足生产工艺和使用要求，且比砖混结构强度高，延性好，整体性好，抗震性能好。
    框架—剪力墙结构，又称框剪结构，它是在框架纵、横方向的适当位置，在柱与柱之间设置几道钢筋混凝土墙体（剪力墙）。在这种结构中，框架与剪力墙协同受力，剪力墙承担绝大部分水平荷载，框架则以承担竖向荷载为主，这样，可以减少柱子的截面。剪力墙在一定程度上限制了建筑平面布置的灵活性。这种体系一般用于办公楼、旅馆、住宅以及某些工艺用房。
    剪力墙结构，是由纵向、横向的钢筋混凝土墙所组成的结构，即结构采用剪力墙的结构体系。墙体除抵抗水平荷载和竖向荷载外，还对房屋起围护和分割作用。这种结构的侧向刚度大，适宜做较高的高层建筑，但由于剪力墙位置的约束，使得建筑内部空间的划分比较狭小，不利于形成开敞性的空间，因此较适宜用于宾馆与住宅。
    筒体结构，是用钢筋混凝土墙围成侧向刚度很大的筒体的结构形式。筒体在侧向风荷载的作用下，它的受力特点就类似于一个固定在基础上的筒形的悬臂构件。迎风面将受拉，而背风面将受压。筒式结构可分单筒、筒中筒体系、桁架筒体系、成束筒体系等。筒体可以为剪力墙，也可以采用密柱框架；也可以根据实际需要采用数量不同的筒。筒体结构多用于高层或超高层公共建筑中。
    在大跨结构中，竖向承重结构构件多采用钢筋混凝土柱，屋盖采用钢网架、薄壳或悬索结构。这种结构多应用于体育馆、大型火车站、航空港等公共建筑中。
    常见问题5-2
    试述确定建筑结构型式的原则。
    答案：
    结构选型就是根据结构功能的要求、结构高度的限制，选择合理的结构体系。确定建筑结构型式的原则，主要有三个原则。
    1.根据力学原理，选择能够充分发挥材料性能的结构型式
    由于构件轴心受力比偏心受力或受弯状态要合理，人们根据力学原理和材料的特性创造了多种形式的结构，使这些结构的构件处于无弯矩状态或减小弯矩峰值，使材料的抗拉、抗压性能得到充分的发挥。
    由于轴心受力构件截面的应力均匀分布、材料强度得到充分利用；而受弯构件的应力分布不均匀，除构件的上下边缘达到强度指标外，中间部分材料没有得到充分发挥。因此，若把中间部分的材料减少到最低限度，把它集中到上下边缘，就会形成受力较为合理的工字形截面杆件。以承受集中荷载的简支梁为例，从矩形截面变为工字形截面，受力就较为合理。若再把工字形梁中部的材料挖去，形成三角形的孔洞，梁就变为桁架结构。桁架的上弦受压，下弦受拉，它们组成力偶来抵抗弯矩，腹杆则以它所承受轴力的竖向分量来抵抗剪力。因此，桁架比工字形截面梁更能发挥材料的力学性能。而矩形桁架各个杆件的内力还是有大有小，不是每一根杆件的材料强度都得到充分的发挥，若再将桁架的外轮廓线与弯矩图的形状一致起来，就会使受力将更加合理。
    因此，在结构选型的时应力求使结构形式与内力图一致起来，尽量使结构处于无弯距状态，是能够充分发挥材料性能的。
    此外，采用减小弯矩峰值的方法，使材料的抗拉、抗压性能也得到充分的发挥。
    2.合理地选用结构材料
    选用材料的原则是充分利用它的长处避免和克服它的短处。常用的结构的材料选择和结构型式选用要根据建筑的要求、材料供应、允许的造价和施工条件等综合考虑。对于建筑结构的材料要求是轻质、高强、具有一定的可塑性和便于加工。特别在大跨度和高层建筑中，采用轻质高强材料具有极大的意义。
    3.提倡结构的优选组合
    结构型式的优选组合应该大大提倡。
    常见问题5-3
    集中荷载和分布荷载的概念。
    答案：
    按荷载作用力分布情况不同分类，可分为集中荷载和分布荷载。
    集中荷载，当荷载的分布面远远小于结构受荷载的面积时，为简化计算，可近似地将荷载看成作用在一点上，称为集中荷载，即荷载作用的范围相对于结构的尺度是一个点作用的荷载，集中荷载对于结构产生不连续的作用。集中荷载可直接进行力学计算。如屋架传给柱子的压力、次梁传给主梁的压力、吊车的轮子对吊车梁的压力都是集中荷载。
    分布荷载，当荷载满布在结构构件某一表面上，即荷载作用的范围相对于结构的尺度是线或面作用的荷载，分布荷载对于结构产生相对连续的作用。分布荷载不能直接进行力学计算，需要以积分的办法求得分布荷载对于结构或构件的整体作用效果。
    常见问题5-4
    永久荷载、可变荷载、偶然荷载的概念。
    答案：
    按荷载作用的性质不同分类，荷载可以分为永久荷载(恒荷载)、可变荷载(活荷载)、偶然荷载。
    永久荷载，是指在结构使用期间，其值不随着时间变化，其值的变化与平均值相比可以忽略不计的荷载，也称恒荷载。如结构自重、土压力等。
    可变荷载，是指在结构使用期间，其值随时间变化，且变化值与平均值相比不可忽略的荷载，也称活荷载。如吊车荷载、风荷载、雪荷载等。
    偶然荷载，是指在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间较短的荷载。如[wiki]爆炸[/wiki]力、撞击力等。
    在建筑结构设计时，对于永久荷载应采用标准值作为代表值；对于可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值或准永久值作为代表值；对于偶然荷载，应根据试验资料，结合工程实践经验确定其代表值。
    常见问题5-5
    静荷载和动荷载的概念。
    答案：
    按荷载作用量值的短期变化分类，可分为静荷载和动荷载。
    静荷载，是指短时间，尤其是瞬时，荷载量值不发生变化或变化幅度不大的荷载。即为不会对于结构产生冲击作用效果，如人群、自重、家具等。静荷载多由重力引起。
    动荷载，是指短时间，荷载量值发生较大变化的荷载，即为对结构会产生冲击作用效果，如车辆、风、设备的运行等。除风、爆炸等特殊动荷载外，多数动荷载由重力与运动速度共同产生。
                                        第6章
    常见问题6-1
    试述交通系统的组成。
    答案：
    交通系统由三大部分组成，即通道、交通用具及动力。
    通道包括道路、桥梁、铁路、港湾及机场等；交通用具则是机动车、车辆、船舶及飞机等；动力包括蒸汽机、电气机及内燃机。其中属于土木工程范畴的是通道。通道是固定设施，其建设需要比较长的施工期和巨大的资金，它又属于公共事业。因此，通道设施的合理与否对国民经济和人们的日常生活会带来很大影响，交通系统的建设是关系到国家和全体人民利益的大事，其发展一定要与国民经济建设的发展相适应。
    常见问题6-2
    试述几种主要交通类型的特点。
    答案：
    现代交通运输业主要包括道路、铁路、水运、航空和管道五种基本的运输方式。
    由于这五种基本运输方式在运载工具、线路设备和运营方式等方面各不相同，并且每种运输方式各有其不同的技术经济特征，因而也各有其适用的范围。纵观交通运输业的发展史，在历史上的各个时期，虽然有所侧重，但都是几种运输方式同时并存的。
    道路运输是现代运输的主要方式之一，其主要优点是机动、灵活性强，且对客运量、货运量的大小具有很强的适应性。由于汽车运输灵活方便，而且可以实现从门到门的直达运输，因此不需要中途倒装，这样既加速了中、短途运输的送达速度，又加速了货物资金周转，有利于保持货物的质量和提高客货的时间价值。
    此外，道路运输还可负担铁路、水路运输所达不到那些区域内的运输，它是补充和衔接其他运输方式的运输。在短距离运输的时候，汽车客运速度就明显高于铁路，但是在长途运输业务方面，道路运输又有着难以弥补的缺陷。一是耗用燃料多，造成途中费用过高；二是机器磨损大，因此折旧费和维修费用就相对高些；三是公路运输所耗用的人力多。此外，道路运输对[wiki]环境[/wiki]污染较大。
    铁路运输与其他各种现代化运输方式相比较，具有运输能力大、能够负担大量客货运输的特点，速度快也是铁路运输的另一特点。铁路货运速度虽比客运慢些，但是每昼夜的平均货物送达速度也比水路运输快。此外，铁路运输成本也比公路、航空运输低，运距愈长，运量愈大，单位成本就愈低。铁路运输一般可全天候运营，受气候条件限制较小。同时具有安全可靠性、环境污染小和单位能源消耗较少等优点。由于铁路运输具有上述的技术经济特点，因此，铁路运输极适合于国土幅员辽阔的大陆国家；适合于运送那种经常的、稳定的大宗货物，适合运送中长距离的货物运输以及城市间的旅客运输的需要。
    航空运输，是运输行业中发展最快的行业。与其他运输方式相比，最大的特点是速度快，并且具有一定的机动性。在当今的时代，高速性具有无可比拟的特殊价值。航空运输不受地形地貌、山川河流的阻碍，航空运输的缺点是载运能力小、能源消耗大、运输成本高。
    在水路运输中，除运河以外，内河航道是利用天然江河加以整治，修建必要的导航设备和港口码头等就可通航；海运航道更是大自然的产物，一般不需要人工整治，而且海运航线往往可以取两个港口之间的最短距离。因此，一般说来，河运的平均运输成本比铁路略低，而海运成本则远比铁路更低，这是水路运输的一个突出优点。水路运输的输送能力相当大。由于水路运输具有占地少、运量大、投资省、运输成本低等特点，在运输长、大、重件货物时，与铁路、公路相比，水上运输更具有突出的优点。对过重、过长的大重件货物，铁路、公路无法承运，而水上运输都可以完成。对大宗货物的长距离运输，水路运输则是一种最经济的运输方式。但水路运输速度通常比铁路运输等运输工具慢，而且受自然条件的限制较大，冬季河道或港口冰冻时即须停航，海上风暴也会影响正常航行。
    管道运输是使用管道输送流体货物的一种运输方式。它是随着[wiki]石油[/wiki]工业的发展而兴起的，并随着石油、天然气等流体燃料需求的增加而发展起来的，管道运输逐渐就形成了沟通石油、天然气资源与石油加工场地及消费者之间的输送工具。管道不仅修建在一个国家之内，还连接国与国之间，甚至达到洲与洲之间，成为国际、洲际能源调剂的大动脉。
    管道运输是以流体能源（石油、天然气、成品油）为输送对象，之后发展到输送煤、矿石等固体物质，将固体物质制成浆体，通过管道输往目的地，再经过脱水处理后转入使用。
    管道运输具有输送能力大、效率高、成本低及能耗小等优点。由于管道埋于地下，除泵站、首末站占用一些土地外，管道运输占用土地少，而且不受地形与坡度的限制，容易取捷径，可以缩短运输里程；管道因为埋在地下，基本不受气候影响，可以长期稳定运行；沿线不产生噪音，而且漏失污染少。管道输送流体能源，主要依靠每隔一段距离设置的增压站提供压力能，因此，设备运行比较简单，易于就地自动化和进行集中遥控，由于节能和高度自动化，用人较少，运输费用较低，是一种很有发展前景的现代化运输方式。管道运输也存在一些缺点，它适于长期定向、定点、定品种输送，合理输量的范围比较窄，如果输量变化幅度过大，则管道的优越性就难以发挥，更不能输送不同品种的货物。
    由此看来，上面这五种现代化运输方式，各有其不同的技术经济特征和使用范围。
                                        第7章
    常见问题7-1
    什么是道路的线形组成?
    答案：
    道路是一种线形工程结构物，它包括线形组成和结构组成两大部分。线形组成是道路中线在空间的几何形状和尺寸，道路的中线是一条三维空间曲线；结构组成是道路的结构的内部组成。
    在道路线形设计中，为了便于确定道路中线的位置、形状、尺寸，我们是从路线平面、路线纵断面和空间线形三个方面来研究路线的。道路中线在水平面上的投影为路线平面，反映路线在平面上的形状、位置及尺寸的图形为路线平面图。用一个曲面沿着道路中线竖直剖切，然后展开而形成的平面为路线纵断面，反映道路中线在断面上的形状、位置及尺寸的图形为路线纵断面图。空间线形通常是用线形组合、透视图法、模型法来进行研究的。
    常见问题7-2
    道路主要分为哪两种类型?
    答案：
    道路的主要功能是作为城市与城市、城市与乡村、乡村与乡村之间及内部的联络通道。道路根据它所处的位置、性质、使用特点，可以分为公路、城市道路两大类。
    公路是指连接城镇、乡村和工矿之间主要供汽车行驶的具备一定技术条件和设施的道路。公路主要承担中、短途运输任务，补充和衔接其它运输方式，担任大运量运输的集散运输任务。在特殊条件下，公路还可独立担负长途运输任务。
    城市道路是指供城市各地区间交通用的道路，即在城市范围内，供车辆及行人通行的，具备一定技术条件和设施的道路。城市道路是城市组织生产、安排生活、搞活经济、物质流通所必须的交通设施。城市道路能够联系城市各部分，为城市内部各种交通服务，并担负城市对外交通的中转集散。城市道路还可以构成城市结构布局的骨架，确定城市的格局，为防空、防火、防地震以及绿化提供场地。城市道路还是城市铺设各种公用设施的主要通道，它为城市提供通风、采光，改善城市生活环境。此外，城市道路还能够划分街坊，组织沿街建筑，表现城市建设风貌。
    常见问题7-3
    城市道路主要分为哪几种类型?
    答案：
    按照城市道路在道路网中的地位、交通功能以及对沿线建筑物服务功能的不同，我国《城市道路设计规范》将城市道路主要分为四类，即快速路、主干路、次干路、支路四类。
    ①快速路，是为流畅地处理城市大量交通而建设的道路，它是为城市中大量的、长距离的、快速交通服务的。快速路的对向车行道之间应设中间分车带，进出口应采用全控制或部分控制。快速路两侧不应设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的进出口，两侧一般建筑物的进出口应加以控制。
    ②主干路，是连接城市各主要部分的交通干路，它是城市道路的骨架，其主要功能就是运输。主干路是为连接城市各主要分区的干路，它是以交通功能为主，在自行车交通量大时，适宜采用机动车与非机动车分隔形式，比如三幅路或四幅路。
    ③次干路，一般是一个区域内的主要道路，它具有交通和服务功能，配和主干道共同组成城市的干道网。次干路与主干路结合组成道路网，起集散交通的作用，兼有服务功能。
    ④支路，是指次干路与居民区的联络路，它用来解决局部地区交通，是以服务功能为主的道路。
    另外，还有居住区道路、风景区道路及自行车专用道等类型的城市道路。其中，居住区道路是指居住区内部街坊与街坊之间和街坊内部的道路；风景区道路是供游人游览运输用的道路；自行车转用道是专门供自行车行驶的道路。
    常见问题7-4
    道路的平面线形的基本线形有哪些？
    答案：
    道路由于自然条件或现状地形的限制，在平面上有水平的转折，在纵面上有高低起伏。道路平面线形通常采用直线、圆曲线和缓和曲线以及三种线形的组合线形。
    道路路线当受到地形或障碍物限制时在平面上需改变方向，在转折点两侧相邻直线处，为了满足车辆行驶顺适、安全和速度的要求，在路线转折处可以设置圆曲线与两端直线方向相切，也可在直线与圆曲线间插入缓和曲线。缓和曲线就是指从直线上半径无穷大到圆曲线的定位之间的曲率半径逐渐变化的过渡段。因此，直线、缓和曲线、圆曲线组成路线平面的基本线形。
    平面线形设计主要是路线平面几何要素的设计，包括直线、圆曲线、缓和曲线及三者的线形组合设计。
    常见问题7-5
    什么是道路的超高？
    答案：
    车辆在曲线路段上行驶时受到离心力的作用，为了抵消离心力，一般在曲线段横断面上，设置路段的外侧高于内侧，这种单向横坡被称为超高。当汽车在设有超高的弯道上行驶时，汽车的自重分力就会抵消一部分离心力，从而提高了弯道上行车的安全性和舒适性。
    常见问题7-6
    什么是道路的加宽？
    答案：
    当汽车在曲线路段上行驶时，汽车后轮的轨迹会偏向曲线内侧。为适应行车需要，在弯道内侧相应的增加路面、路基宽度，称为弯道加宽，也称为平曲线加宽。
    圆曲线上加宽值的大小不仅与平曲线半径、设计车辆的轴距有关，还要考虑在弯道上行驶车辆的摇动、以及加强驾驶员操作所需的附加宽度。因此，圆曲线上的加宽值是由几何需要的加宽和汽车转弯时的摆动加宽两部分构成的。
    常见问题7-7
    什么是道路的视距？
    答案：
    为保证行车安全，驾驶员应能看到行车路线上前方一定距离的道路，以便在发现障碍物或迎面来车时，及时采取停车、避让、错车或超车等措施，行车视距是指在完成这些操作过程中所必须的最短时间里汽车的行驶路程。在道路平面设计中保证足够的行车视距，是确保行车安全、快速的重要措施。我国公路规定了停车、会车和超车三种视距。
    常见问题7-8
    道路的纵断面线形的基本线形有哪些？
    答案：
    道路纵断面线形常采用直线(又叫直坡段)、竖曲线两种线形，二者是纵断面线形的基本要素。竖曲线常采用圆曲线，可以分为凸形和凹形两种。
    在道路纵断面上两个相邻纵坡线的交点，被称为变坡点。为了保证行车安全、舒适以及视距的需要，在变坡处设置竖曲线。竖曲线的主要作用是：缓和纵向变坡处行车动量变化而产生的冲击作用，确保道路纵向行车视距；将竖曲线与平曲线恰当地组合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。
    竖曲线技术指标主要有竖曲线半径和竖曲线长度。凸形的竖曲线的视距条件较差，应选择适当的半径以保证安全行车的需要。凹形的竖曲线，视距一般能得到保证，但由于在离心力作用下汽车要产生增重，因此应选择适当的半径来控制离心力不要过大，以保证行车的平顺和舒适。
    常见问题7-9
    什么是路线的纵坡？
    答案：
    路线的纵坡，指路线纵断面上同一坡段两点间的高差与其水平距离的比值(用百分比表示)，通常用i表示。纵坡的大小直接影响路线的长短、使用质量的好坏、行车安全以及运输成本和工程的经济性。
    纵坡通常分为上坡和下坡两种。车辆在上坡的时候，由于重力作用，汽车重力沿坡面向下的分力使得汽车的行驶阻力增加，因此，过陡或过长的纵坡，对汽车爬坡和行驶速度都是不利的。车辆在下坡时，由于重力作用，往往容易使汽车加速，而使得驾驶员刹车频繁，直接影响行车安全。
    路线纵坡的主要技术指标有很多，如最大纵坡、最大坡长和最小坡长、合成纵坡、平均纵坡、最小纵坡、桥上桥头隧道纵坡等。
    常见问题7-10
    路面有哪两种类型？
    答案：
    路面有柔性路面和刚性路面两种类型。
    柔性路面是由具有粘性、弹塑性的结合料和颗粒矿料组成的路面，往往修筑成多层体系。柔性路面即为各类沥青面层、碎石路面或块石面层所组成的路面结构。它的力学特点是各结构层具有一定的塑性，弯沉变形较大，抗弯拉强度较小，主要依靠抗压、抗剪强度来抵抗车辆荷载的作用。它的破坏主要取决于荷载作用下的垂直位移和水平拉应变(力)，土基的刚度和稳定性对路面结构的整体强度和刚度有较大影响。
    刚性路面主要是指水泥混凝土路面，即为用水泥混凝土作面层或基层的路面结构。包括素混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土、钢纤维混凝上等面层板和基(垫)层所组成的路面。水泥混凝土路面能适应现代化交通重载、繁忙、快速的运输要求，且水泥混凝土路面经久耐用，因而常应用于城市道路、厂矿道路、机场跑道和停车场。另外，由于水泥混凝土路面的水稳性好，也特别适用于过水路面，且由于这种路面的能见度较好，也适宜用于隧道内的路面。
    水泥混凝土是一种具有很高强度和抗变形能力的材料，刚性路面在力学特性上与柔性路面有显著的区别，因此，刚性路面的设计理论、计算方法以及施工工艺也与柔性路面有所不同。
    常见问题7-11
    高速公路路线线形设计的要求是什么？
    答案：
    高速公路的路线线形设计应满足行车安全、线形连续、视觉舒顺、形态优美等要求。具体应注意下列要点：
    ① 高速公路除汽车动力行驶要求外，应考虑人体生理和心理等因素，即线形设计采用视觉分析为基础的三维空间设计，以保证线形的舒顺与美感。高速公路的车速高、流量大，对视距、平面以及纵面线形设计要求高，通常应尽量采用《公路技术标准》规定的一般最小(或最大)值，而极限值则仅仅在地形地物受限制，不得已的情况下予以采用。
    ② 平面、纵面的线形应避免突然变化，以使驾驶员有足够的时间来感觉和逐渐改变车速、及方向。平纵线形的配合，也应保证视觉上的舒顺。
    ③ 汽车高速行车要求路线具有动态平顺性，线形设计应能满足驾驶员驾驶时具有适宜的行驶节奏。设计的路线应使驾驶员视线内的前方路段没有波浪式的起伏，或大的、急剧的转折。我国的《公路工程技术标准》中规定了高速公路的最小平曲面半径：平曲线的最小半径为1,000m，极限最小半径为650m 。
    ④ 纵断线形的要求。我国的《公路工程技术标准》中规定了高速公路的最大纵坡，平原微丘区为3％，山岭重丘区为5％。我国高速《公路技术标准》规定的竖曲线最小半径值稍低于西欧一些国家的规定值。如竖曲线极限最小半径凹型为4,000m，凸型为11,000m。
                                        第8章
    常见问题8-1
    桥梁主要由哪几部分组成的?
    答案：
    桥梁主要由两部分组成，分别为上部结构和下部结构。
    上部结构是桥梁的主体，用来跨跃空间和承受上部荷载的结构物。当线路遇到障碍而中断的时候，跨越这类障碍的结构物即为桥梁的上部结构，也称为桥跨结构。
    下部结构是将上部结构的荷载传递地基的结构物。下部结构主要由桥墩、桥台和基础组成。桥墩和桥台，是支承桥跨结构的建筑物。桥台设在两端，桥墩则在两桥台之间。桥墩的作用是支承上部结构，而桥台除了支承上部结构的作用外，还要与路堤衔接，并防止路堤滑塌。基础是保证桥墩和桥台安全，埋入土层之中，并使桥上全部荷载传至地基的结构部分。
    常见问题8-2
    桥梁工程设计的要点主要有哪些?
    答案：
    ①选择桥位：桥位在服从路线总方向的前提下，应尽量选在河道顺直、河床稳定、水面较窄、水流平稳的河段。中小桥的桥位服从路线要求，路线的选择服从大桥的桥位要求。
    ②确定桥梁总跨径与分孔数：总跨径的长度应保证桥下有足够的过水断面，可以顺利地宣泄洪水，通过流冰。根据河床的地质条件，确定允许冲刷深度，以便适当压缩总跨径长度，节省费用。分孔数目及跨径大小，还要考虑桥下面的通航需要，工程地质条件的优劣，工程总造价的高低等因素。桥道的标高也在确定总跨径、分孔数的时候确定。设计通航水位及通航净空高度是决定桥道标高的主要因素，一般在满足这些条件的前提下，尽可能地取低值，以节约工程造价。
　　③桥梁的纵横断面布置：桥梁的纵断面布置是在桥的总跨度与桥道标高确定后来考虑的，即要考虑路与桥的连接线形与连接的纵向坡度。连接线形一般应根据两端桥头的地形和线路要求而定。桥梁的纵向坡度是为了桥面排水，一般控制在3%～5%。桥梁横断面布置，包括桥面宽度、横向坡度、桥跨结构的横断面布置等。其中，桥面宽度包括车行道与人行道的宽度、构造尺寸等，按照道路等级国家有统一规定可以来遵循。
　　④公路桥型的选择：分析一般应从安全实用与经济合理等方面综合考虑，选出最优的桥型方案，在实际工程中，往往需要准备多种可能的桥型方案，综合比较分析找出符合要求的最优方案。
    常见问题8-3
    简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥有哪些特点?
    答案：
    ①简支梁桥
    主梁以孔为单元，两端设有支座，是静定结构，桥梁的最大弯矩发生在跨中央，适用于中、小跨度。若遇地基不均匀沉降时，上部结构内力不受影响，若桥梁的一个孔遭受破坏，邻孔也不会受到牵连。简支梁桥可以分片（或者分段）预先制造，然后分孔架设和修复。这种桥结构简单，制造运输和架设较方便，因此各国多做成标准设计，以便于构件生产工艺工业化、施工机械化，赢得工期，提高质量，并降低造价。
    简支梁桥的支座，一端为固定支座，用来固定主梁的位置，使桥端在平面不能够发生移动，但可以竖向转动；另一端为活动支座，用来保证主梁在荷载、温度、钢筋混凝收缩和徐变作用下能够自由伸缩和转动，避免梁内产生额外的附加内力。
    此外，公路桥在活动端的桥面处，还要求设置桥面伸缩缝，用来保证行车的平稳；铁路钢桥当温度跨度超过100米（位于无缝线路上为60米）时，应设钢轨伸缩调节器。
　　简支梁桥的缺点是相邻孔的两跨之间有异向转角，影响行车平顺。
    ②连续梁桥
    主梁是以若干个孔为一联，在中间支点上连续通过，连续梁桥是超静定结构，连续梁桥的最大正弯矩发生在跨中附近，而最大负弯矩（绝对值）发生在支点截面上。由于支点负弯矩的存在，可使得跨中正弯矩比同跨的简支梁减少很多。当跨度较大，恒荷载相对于总的荷载的比值稍大时，采用连续梁可导致材料用量的减少。
    连续梁桥更适合采用悬臂拼装和悬臂灌筑、纵向拖拉或顶推法施工。当一个孔受到破坏时，相邻的孔可以给予支持，而使得整个桥梁不能够坠落，对修复与加固整个桥梁是有利的，且连续梁桥的刚度比较大，抗震性能也比较好。
    为了使连续梁桥的平面位置得到固定，而且能将纵向水平力传给墩台，每一联必须设立一个固定支座，其余的为活动支座。公路桥为满足高速平稳行车的要求，常常采用多孔一联，用来减少桥面伸缩缝的数目，而将伸缩量集中在桥的活动支座的那一端，并且设置完善的、具有大变形量的伸缩缝装置。
　　连续梁桥的缺点是，当地基发生差异沉降时，梁内要产生额外的附加内力，因此在设计中必须考虑在支座处设置顶梁和调整支座标高的装置。
    ③悬臂梁桥
    若在连续梁桥弯矩图中的零值弯矩点（反弯点）处设铰，从构造设计上使得此处弯矩为零，当设铰的数目等于连续梁的超静定次数时，超静定的连续梁桥变成了静定的悬臂梁桥。
    悬臂梁桥的内力不会因为地基的不均匀沉陷而变化，因此，悬臂梁桥适用于地质不良的地区，且悬臂梁桥仍具有支点负弯矩卸载的优点。这样人为的设铰能够调整恒载的内力沿着桥梁跨长作有利的分布，铰的位置一般选在跨长的0.2～0.3的位置。
    常见问题8-4
    简述刚架桥、斜拉桥、悬索桥的特点。
    答案：
    ① 刚架桥，也称刚构桥，是指主要承重结构采用刚架的桥梁。由梁（或板）和柱（或墙）整体结合的刚架结构，梁与柱的连接处为刚性连接，刚架桥可以采用用钢、钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土制造。
    ② 斜拉桥，也称斜张桥，是由系在塔上的多根斜向拉索吊住主梁的桥梁，主要由缆索（斜拉索）、塔柱、主梁、桥墩、桥台和辅助墩等组成。由于主梁为缆索多点悬吊，因此，具有内力小、建筑高度低、施工方便、跨越能力大等特点。
    ③ 悬索桥，又称吊桥，是采用悬挂在两边塔柱上的吊缆索作为主要承重结构的桥梁，即以悬索为主要承重结构的桥。主要由缆索（包括吊杆）、主梁、塔和锚碇等组成；悬索桥的缆索的几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆，把桥面板吊住，在桥面和吊杆之间常设置加劲梁，同缆索形成组合体系，用来减小活载所引起的挠度变形。悬索桥的特点是自重轻、结构刚度差、易发生较大的变形和振动。
    现代悬索桥，是由索桥演变而来。适用范围以大跨度及特大跨度公路桥为主，是当今跨度超过1000米的唯一桥式。据目前分析来看，斜拉桥跨度为900米以下的可以采用斜拉桥，悬索桥的应用范围应该在千米以上。
    常见问题8-5
    桥梁基础的主要类型有哪些?
    答案：
    ① 刚性扩大基础，是桥梁实体式墩台浅基础的基本型式。其特点是刚性扩大基础的基础外伸长度与基础高度的比值必须限制在材料刚性角的正切tanα的范围内；基础材料只承受压力，不会发生弯曲和剪切破坏；施工简单，就地取材，稳定性好，能承受较大的荷载。
    ② 桩基础，是桥梁基础中常用的型式。桩基础主要由桩、承台两部分组成。桩基础的作用是将墩台传来的外力，由桩基础经过上部软土层传到较深的地层中去。承台的作用是将外力传递给各个桩，此外，承台还起到箍住桩顶使各个桩能够共同工作的作用。每个桩所承受的荷载由桩身与周围土之间的摩阻力及桩底地层的抵抗力来承担。
    桩基础一般具有承载力高、稳定性好、沉降小、沉降均匀等特点。在深水河道中，桩基础可以减少水下工程，简化施工工艺，加快施工进度等优点。
    桩基础一般适用范围：荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的持力层位置较深；河床受冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算准确；采用刚性扩大基础困难大，其它方案在技术经济上不合理。
    ③ 沉井基础，是以沉井作为基础结构，将上部荷载传至地基的一种深基础。沉井是一种四周有壁、下部无底、上部无盖、侧壁下部有刃脚的筒形结构物。
　　沉井通常用钢筋混凝土制成。它通过从井孔内挖土，借助自身的重量来克服井壁的摩阻力下沉至设计标高，再经过混凝土封底并填塞井孔，便可成为桥梁墩台的整体式深基础。
    沉井基础的特点是埋深大、整体性强、稳定性好，能承受较大的竖向作用和水平作用。沉井井壁既是基础的一部分，又是施工时的挡土和挡水结构物，施工工艺不复杂。
    ④ 沉箱基础
    沉箱基础又称之气压沉箱基础，是以气压沉箱来修筑的桥梁墩台或其它构筑物的基础。沉箱形似有顶盖的沉井。在水下修筑大桥时，若用沉井基础施工有困难，则改用气压沉箱施工，并用沉箱作基础。沉箱基础是一种较好的施工方法和基础型式。
    沉箱基础的工作原理是：当沉箱在水下就位后，将压缩空气压入沉箱室的内部，排出存在于工作室中的水，施工人员在箱内进行挖土施工，并通过升降筒和气闸，把弃土外运，使沉箱在自重和顶面压重的作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实工作室，就形成了沉箱基础。　　
    沉箱和沉井一样，可以就地建造下沉，也可以在岸边建造，然后浮运至桥基的位置穿过深水定位。当下沉处是很深的软弱层或是受冲刷的河底，应采用浮运式。
    常见问题8-6
    什么是桥墩和桥台?
    答案：
    桥墩与桥台均为桥梁的支承结构。
    桥墩是多跨桥的中间支承结构，桥墩是由墩帽、墩身和基础组成。桥墩的作用是支承在它左右两跨的上部结构通过支座传来的竖直力和水平力。由于桥墩建筑在江河之中，桥墩要承受流水压力、水面以上的风力和可能出现的冰压力、船只等的撞击力等等。因此，桥墩在结构上必须有足够的强度和稳定性，在布设上要考虑桥墩与河流的相互影响，即水流冲刷桥墩和桥墩壅水的问题，在空间上应该满足桥下通航和桥上通车的要求。
    桥台是两端桥头的支承结构物，它是连接两岸道路的路桥衔接构造物。桥台的作用是既要承受支座传递来的竖直力和水平力，还要挡土护岸，承受台后填土及填土上荷载产生的侧向土压力。桥台必须有足够的强度，并能避免在荷载作用下发生过大的水平位移、转动和沉降，这在超静定结构桥梁中尤为重要。
                                        第9章
    常见问题9-1
    什么是铁路定线？铁路选线设计的主要内容是什么?
    答案：
    铁路定线，是指在地形图上或地面上选定铁路线路的走向，并确定线路的空间位置。铁路工程的选线设计也是铁路设计的重要部分。铁路定线的基本方法有套线、眼镜线和螺旋线等。铁路的定线受到自然条件的限制，如：河谷地区、越岭地区、不良地质地区等。
    铁路选线设计是整个铁路工程设计中一项关系到全局的总体性工作，选线设计的主要工作内容有：
    ① 根据国家政治、经济和国防的需要，结合线路经过的自然条件、资源分布、工农业发展等情况，规划线路的基本走向，确定铁路的主要技术标准。在城市里，则应根据地区的商业或工业发展等情况，来规划线路的走向。
    ② 根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施，来设计线路的空间位置。铁路线路空间位置的设计就是包括线路平面和纵断面的设计。
线路平面设计的基本要求是：为了节省工程费用与运营成本，一般力求缩短线路长度；为保证行车安全与平顺，应尽量采用较长直线段和较大的圆曲线半径，但线路平面的最小半径应受到铁路等级、行车速度和地形等条件的限制；为使列车能够平顺地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。缓和曲线的目的是使车辆的离心力能够缓慢增加，有利于行车平稳，使得外轨超高，来增加向心力，使得向心力与离心力的增加相抵消。铁路纵断面坡段的特征用坡段长度和坡度值表示。
    ③ 研究布置线路上的各种建筑物，如车站、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡墙等，并确定这些建筑物的类型和大小，使这些建筑物在总体上能够互相配合，全局上能够经济合理。
    常见问题9-2
    路基横断面有哪几种主要形式？
    答案：
    路基横断面主要有路堤、路堑、半路堤、半路堑、半路堤半路堑、不填不挖路基六种形式。
路堤，是指需进行填方后才能达到设计路基位置的路基。即当铺设轨道的路基面高于天然地面时，路基以填筑方式构成。
    路堑，是指需进行挖方后才能达到设计的路基面位置的路基。即当铺设轨道的路基面低于天然地面时，路基以开挖方式构成。
    半路堤路基，是指当天然地面横向倾斜，路堤的路基面边线和天然地面相交，路堤体在地面和路基面相交线的以上部分没有填筑工作量的路基。
    半路堑路基，是指当天然地面横向倾斜，路堑路基面的一侧没有开挖工作量的路基。
    半路堤半路堑路基，是指路基的一半需要填方，一般需要挖方，才能达到设计路基位置的路基。即当天然地面横向倾斜，路基的一部分填筑方式构成，而另一部分以开挖方式构成。
    不填不挖路基，是指路基的路基面和经过清理后的天然地基面平齐，路基无填方无挖方的路基。
    常见问题9-3
    铁路上部建筑有哪几个主要组成部分？
    答案：
    铁路上部建筑主要包括：钢轨、轨枕、道床和道岔。线路上部建筑的强度和稳定性，取决于钢轨类型、轨枕类型和密度、道床类型和厚度等因素。
    钢轨，是铁路轨道的基本承重结构。钢轨在铁路上部建筑的最上部，能够承受车身重力，并可以引导列车运行方向。钢轨要求有足够的承载能力、抗弯强度、断裂韧性、耐腐性能等。钢轨主要由轨头、轨腰和轨底三部分组成。
    轨枕，是钢轨的支座。轨枕布置在钢轨的下部，能够承受钢轨传来的力（包括竖向力、侧向和纵向水平力）并将其传给道床，同时，还起着保持钢轨的方向和轨距的作用。轨枕主要有钢枕、木枕和预应力混凝土轨枕几种类型。
    道床，是铺设在路基顶面上的道碴层。道床布置在路基顶面，轨枕坐落在道床上。其作用是把由轨枕传来的车辆荷载均匀传布到路基面上，阻止轨道在列车作用下产生位移，并缓和列车的冲击作用。同时，道床还具有便于排水以保持路基面和轨枕干燥，以及便于调整线路平面和纵断面的作用。
    道岔，是铁路线路、线路间连接和交叉设备的总称。道岔大都设在车站区。道岔的作用是使机车车辆由一条线路转向另一条线路，或越过与其相交的另一条线路。
    常见问题9-4
    高速铁路的四种主要模式及其特点是什么？
    答案：
    当今世界上建设高速铁路有下列几种主要模式：
    ① 日本新干线模式：全部修建新线，旅客列车专用。
    ② 法国TGV模式：部分修建新线，部分旧线改造，旅客列车专用。
    ③ 德国ICE模式：改造旧线实现高速，旅客列车及货物列车混用。
    ④ 英国APT模式：既不修建新线，也不大量改造旧线，主要采用由摆式车体的车辆组成的动车组；旅客列车及货物列车混用。
    常见问题9-5
    什么是磁悬浮列车？它的主要工作原理是什么？
    答案：
    磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。它的时速可达到500公里以上，是当今世界最快的地面客运交通工具。磁悬浮列车具有速度快、爬坡能力强、能耗低、运行时噪音小、安全舒适、不燃油，污染少等优点，且它采用高架方式，占用的耕地很少。磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成。
    磁悬浮铁路的工作原理是利用电磁系统产生的吸引力和排斥力将车辆托起，列车悬浮在轨道上方，和轨道之间没有直接接触，大大减小了运行阻力，使得磁悬浮列车的时速提高。
                                        第10章
    常见问题10－1
    港口的主要组成部分有哪些？
    答案：
    港口主要由水域和陆域两大部分组成。
    1、港口水域
    港口水域是港界线以内的水域面积。水域是供船舶航行、运转、锚泊和停泊装卸之用，要求有适当的深度和面积，水流平缓，水面稳静。
    港口水域包括进港航道、港池和锚地等等。对于天然掩护条件较差的海港须建造防波堤。港口水域可分为港外水域和港内水域。
    ① 港池（码头前水域）是码头前供船舶靠离和进行装卸作业的水域。码头前水域内要求风浪小，水流稳定，具有一定的水深和宽度，能满足船舶靠离装卸作业的要求。
    ② 锚地是专供船舶（船队）在水上停泊及进行各种作业的水域。按照锚地的位置和功能可以分为港内锚地和港外锚地。港内锚地就是建在港界以内的锚地，供船舶待泊和水上装卸作业用，有的锚地还提供船队进行船舶编解组作业。港外锚地是建在港外的锚地。供船舶候潮、待泊、联检及避风使用，也可用于装载易燃危险品停泊，有时也进行水上装卸作业。
    ③ 防波堤是为防御波浪入侵掩护，在港口水域而修建的水工建筑物，它是港口工程的重要组成部分。防波堤包括与岸连接的突堤和与岸不连接的岛堤。防波堤的平面布置，应该保证船舶在港口水域航行、系泊、装卸时，具有安全平稳的条件，要尽量减少港内各种波浪相互干涉的影响，还要避免长周期波在港内引起波浪共振。防波堤除了有防沙的作用外，还兼有防冰的作用。
    ④ 进港航道是船舶进出港区的水域，并与主航道联接的通道。一般设在天然水深良好，泥砂回淤量小，尽可能避免横风横流和不受冰凌等干扰的水域。其布置方向以顺水流成直线形为宜。
    2、港口陆域
    港口陆域是港界线以内的陆域面积。陆域是供旅客上下船、货物装卸、货物堆存和转载之用，要求有适当的高程、岸线长度和纵深。
    港口陆域，在岸边建有码头，在岸上一般包括装箱作业地带和辅助作业地带两部分，并包括一定的预留发展地。装卸作业地带布置有仓库、货场、铁路、道路、站场、通道等设施；辅助作业地带布置有车库、工具房、变（配）电站、机具修理场、作业区办公室、消防站等设施。
    ① 码头，是在陆域岸边修建的供船舶停靠、装卸货物和上下游客的水工建筑物。即为供船舶系靠、装卸货物或上下旅客的建筑物的总称。码头是与港池毗连的陆域部分，是港口的主要组成部分。在码头上一般设有装卸机械，用于进行货物的装卸作业，而旅客则是在客运码头上下船。
    ② 港口堆场，是在港内堆存货物用的露天场地，它也是港口的重要组成部分之一。其主要作用也是利于货物贮存、集运，加速车船周转，提高港口的通过能力和保证货运质量。
    一般不许进库的货物都在堆场存放。堆场按照堆存货物的种类，主要分为集装箱堆场、件杂货堆场、散杂货堆场三类。堆场根据场地所在位置，也有前方堆场、后方堆场之分。场地要有一定的坡度便于排水，此外还要留有通道，便于车辆和装卸机械通行和消防。
    ③ 港口建筑物，一般包括生产建筑和辅助生产及生活建筑。
    生产建筑是为水运企业进行主要生产工艺过程的建筑物。如仓库、客运站等；
    辅助生产及生活建筑是为水运企业辅助生产服务的建筑物。如港口的流动机械库、修理厂、供应站、航修站、变电所、候工室、作业区办公室、消防站、通讯建筑及港务管理办公建筑等。
    ④ 港区道路是港内通行各种流通机械、运输车辆和人行的道路。港区道路联系码头、仓库、货场、前后方之间、港内与港外之间的交通。为了减少行车干扰，便利消防，港区道路一般布置成环行系统。在主要装卸区和车辆、机械行驶较多的地区，路面结构多用混凝土和沥青混凝土铺面。
    ⑤ 港口铁路是在港口范围内专为港口货物装卸、转运的铁路线路及设备。一般由港口车站、港区车场、码头线和库场货物线等组成。在作业量不很大、距路网上编组站较近时，港口车站可与路网编组站合并；如果作业量较小，车流性质较单纯时，港口专用线可直接与路网上的编组站或其他车站相连接。
    常见问题10－2
    什么是港口吞吐量？
    答案：
    港口吞吐量，是一个港口每年从水运转陆运和从陆运转水运的货物数量总和（单位以吨计）。它是港口工作的基本指标，是进行港口规划建设的主要依据。即港口的规模、泊位数目、库场面积、装卸设备数量以及集疏运设施等皆以吞吐量为依据进行规划设计。
    港口的吞吐量是衡量港口生产任务大小的主要指标。关于港口货物吞吐量的统计范围、计算方法国家有统一规定。
    常见问题10－3
    码头几种主要结构形式的特点是什么？
    答案：
    码头按结构形式可分为重力式、板桩式、高桩式和混合式。
    ① 重力式，是靠自重（包括结构重量和结构范围内的[wiki]填料[/wiki]重量）来抵抗滑动和倾覆的结构形式。从这个角度来看，重力式码头的自重越大越好，但会使得其地基受到很大的压力，使地基可能丧失稳定性或产生过大的沉降。为此，重力式码头需要设置基础，通过基础将外力传到较大面积的地基上或下卧硬土层上。重力式码头一般适用于较好的地基。
    ② 板桩式，是靠打入土中的板桩来挡土的结构形式，板桩会受到较大的土压力。为了减小板桩的上部位移和跨中弯矩，上部一般用拉杆拉住，拉杆力传给后面的锚锭结构。由于板桩是一较薄的构件，且又承受较大的土压力，板桩式码头目前只用于墙高不大的情况，一般在10米以下。
    ③ 高桩式，主要由上部结构和桩基两部分组成。这种码头结构的上部结构构成码头地面，并把桩基连成整体，它直接承受作用在码头上的水平力和垂直力，同时把水平力和垂直力传给桩基，桩基再把这些力传给地基。高桩式码头一般适用于软土地基。
    ④ 混合式，是指由两种或两种以上的结构形式混合使用的码头。
    常见问题10－4
    什么是护岸？主要的分类有哪些？
    答案：
    在波浪、潮汐、水位升降、水流等自然力的作用下，天然的河岸、海岸或水库岸边，会受到侵蚀，引起坍塌变形，或发生淤积而不断增长。有些岸段虽然长期的平均情况变化不大，但仍有显著的季节性变化。
    为防止河水的洪水泛滥、对河流两岸土地的冲刷、或海水对海岸的冲刷，而以工程的方法，利用块石、混凝土等建筑材料建造堤岸，就是护岸。概括的说，护岸是用于防护海岸或河岸避免因受波浪、潮汐、水流等自然力的破坏作用而修建的建筑物。
    护岸主要分为两类：直接护岸－利用护坡和护岸墙等加固天然岸边，抵抗侵蚀；间接护岸－利用在沿岸建筑的丁坝或潜堤，促使岸滩前发生淤积，以形成稳定的新岸坡。
    常见问题10－5
    港口堆场的主要分类是什么？
    答案：
    港口堆场的分类应该配合港区总体布置，及工艺设计情况确定的。
    主要有两种分类方法：
    ①按货物种类及使用特点分类
    分为散货堆场、件杂货堆场、集装箱堆场三种主要类型。
    散货堆场，一般是将原地面平整压实，做成非块料或粒料的面层。例如：混凝土、沥青混凝土面层。由于散货的堆放有自然坡角，为增加堆货量，提高堆货的高度，有时在货堆周围建造矮的围墙。堆散货的高度应根据货物性质、地基承裁能力、以及装卸机械化程度等条件来确定。
    件杂货堆场的面层都需进行处理，由于件杂货的保管要求高，且为便于装卸和运输机械进行堆场作业，件杂货堆场应做成承重、耐磨、抗震、排水的铺面。例如：混凝土面层、连锁块料面层。
集装箱堆场，由于集装箱较重，堆货荷载较大，不允许地面变形，场地基础需经过特别的加固处理。目前，集装箱堆场的铺面采用混凝土面层、连锁块料面层比较多。
    ② 按堆场面层分类
    分为沥青铺面堆场、混凝土铺面堆场、块料铺面堆场、粒料铺面堆场四种主要类型。堆场铺面种类的选取，应综合港口装卸作业的特点、货种对面层的要求，陆域形成的方式、地基处理方法，以及施工条件等进行技术经济比较后确定。
                                        第11章
    常见问题11－1
    民航机场的主要分类是什么？
    答案：
    民航机场主要分为三类：国际机场、干线机场、支线机场。
    国际机场：指供国际航线用，并设有海关、边防检查、卫生检疫、动植物检疫、商品检验等联检机构的机场。
    干线机场：指省会、自治区首府及重要旅游、开发城市的机场。
    支线机场：又称地方航线机场，指各省、自治区内，地面交通不便的地方所建的机场，其规模通常较小。
    常见问题11－2
    什么是机坪？
    答案：
    机坪是供飞机停放和进行各种业务的场所，根据使用功能分为客机坪（站坪）、货机坪、等待机坪、停（维修）机坪和掉头机坪。
    其中，客机坪是指供客机停放、上下旅客、完成起飞前的准备和到达后各项作业用的机坪；等待坪是供飞机等待起飞或让路，而临时停放用的机坪，通常设在跑道端附近的平行滑行道旁边；掉头坪是供飞机掉头用的机坪，当飞行区不设平行滑行道时，应在跑道端部设掉头坪。
    常见问题11－3
    什么是机场净空区？
    答案：
    机场净空区是指飞机起飞和着陆所涉及的范围，沿着机场周围设立的没有影响飞行安全障碍物的区域。为确保飞机安全，对这范围的地形地物高度必须严格控制，不许有危及飞行安全的障碍物。
    对净空区的规定，受到飞机起落性能、气象条件、导航设备、飞行程序等因素的控制。国际民航组织对机场的净空区专门的要求。
    常见问题11－4
    对于航站楼的位置有哪些要求？
    答案：
    对于航站楼的位置有下面几项要求：
    ① 为了便于机场的使用，航站楼通常设置在飞行区中部 ；
    ② 为了减少飞机的滑行距离，航站楼应该尽量的靠近平行滑行道；
    ③ 当飞行区只有一条跑道时，为了便于旅客与城市联系，航站楼应该设置在靠近城市的跑道一侧，不宜设在远离城市的跑道一侧。除此之外，当飞行区只有一条跑道且风向又较集中时，航站楼应该尽量适当地靠近跑道主起飞的那一端 ；
    ④ 飞行区有两条跑道时，航站楼宜设在两条跑道之间，以便飞机来往于跑道和站坪且充分利用机场用地；
    ⑤ 航站楼应该离开跑道有足够的距离，这样才会给站坪和平行滑行道的发展留有余地。此外，航站楼应离开其他建筑物有足够的距离，为将来发展留有余地。
    除此之外，大型机场的航站楼和站坪都比较大，为了便于航站楼的布局和站坪排水，航站楼应该设置在既平坦又比较高的地方。
                                        第12章
    常见问题12－1
    隧道净空和建筑限界的关系是什么？
    答案：
    隧道净空指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间。隧道净空包括公路的建筑限界，通风及其它需要的断面积。
    建筑限界是指隧道衬砌等任何建筑物不得侵入的一种限界。公路隧道的建筑限界包括车道、路肩、路缘带、人行道等的宽度，以及车道、人行道的净高。
    公路隧道的横断面净空，除了包括建筑限界之外，还包括通过管道、照明、防灾、监控、运行管理等附属设备所需要的空间，以及富裕量和施工允许误差等。　　
    常见问题12－2
    什么是明挖法施工？
    答案：
    明挖法是浅埋地下通道最常用的方法，也称为基坑法。它是一种用垂直开挖方式修建隧道的方法。明挖法施工，是从地面向下开挖，并在拟建的地下铁道结构的位置进行结构的修建，再在结构上部回填土、恢复路面。
    常用的明挖法分为两类：覆盖式基坑法、敞口基坑法
    覆盖式基坑法是指从地面向下开挖，用大号的型钢架在两侧的钢桩或连续墙上，来维持原来路面的交通运行。这种基坑法，也称为开壕被覆法，我国称为盖板法。覆盖式基坑法又分为：板桩法、地下连续墙施工法。板桩法一般用工字钢桩按设计位置打入土层内，形成连续板桩墙或间隔立桩、并架设横板等支撑。基坑在支护的保护下进行开挖。地下连续墙施工法是将混凝土连续墙作为挡土墙，起到支护基坑的作用。
    敞口基坑法，又称为敞口开槽放坡明挖施工，其槽底宽度，是根据区间隧道或车站结构宽度的需要，并考虑施工操作空间来确定的。另外，为了保持边坡稳定，常常需要沿基坑两侧设井点降水。此种方式虽然工程造价较低，但占地宽、拆迁量大。
    常见问题12－3
    什么是暗挖法施工？
    答案：
    也称为矿山法，尤其是指在坚硬的岩石层中，采用的矿山巷道掘砌技术的开凿方式。 暗挖法主要有盾构法、沉管法、注浆法、顶管法四种方法。
    ① 盾构法，是一种在地下进行机械化暗挖作业的隧道施工方法，它靠盾构头部掘土，或用大刀盘切削土体，然后拼装预制的混凝土管片建成隧道环。边前进边建环，环环相接，最终形成长距离的隧道，施工既快速又安全。在地铁隧道的施工中，通常利用地铁车站或通风口等位置开凿竖井，盾构在井内进行拼装，盾构由此沿着地铁路线推进施工以形成地铁区间隧道。此方法，比明挖法土方量小，地下各种管线和地面建筑物的迁移量小，对城市的交通影响也小。
    ② 沉管法是水底隧道建设的一种主要方法，当地下铁道处于航道或河流中时，可采用沉管法。沉管法施工，是在船台上、干船坞中或大型驳船上，分段预制隧道结构，经水中浮运或拖运办法，将节段的隧道结构运到设计位置，再以水或砂土沉埋到设计位置固定，用水将隧道结构进行压载下沉，达到水底预先开挖的沟槽，再进行节段间的接缝处理，待全部节段连接完毕，进行沟槽回填，即建成了整体贯通的隧道。此方法较适于水底隧道，即需要的过江管道或大型水下空间 。
    ③ 注浆法，又称灌浆固结法，在施工范围布置注浆孔，灌入水泥砂浆或其它化学浆液，使土层固结。这样可以不加支撑，就开挖竖井或隧道。
    ④ 顶管法，当浅埋的地铁隧道穿越地面铁路、城市交通干线、交岔路口、或地面建筑物密集、地下管线纵横地区，为了保证交通不致中断，以及行车安全，可采用顶管法施工。顶管法施工，是在做好的工作坑内预制钢筋混凝土隧道结构，待其达到强度后，用千斤顶将预制的钢筋混凝土隧道结构分节地推顶到设计位置。这种施工技术适于浅埋地铁隧道穿越地面铁路、城市交通干线等。此方法，不仅用于浅埋地铁，还可用于城市供排水管道工程、城市道路与地面铁路立叉点以及铁路桥涵等工程。
                                        第13章
    常见问题13－1
    常用的水工建筑物分为哪几类？
    答案：
    在水利水电工程中，通常需要修建一些建筑物，这就是水工建筑物。
    水工建筑物，就是为了达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，修建的用来挡水、泄水、输水及排砂等的建筑物。
    水工建筑物主要分为：挡水建筑物、泄水建筑物、专门建筑物三类。
    ① 挡水建筑物－以水坝（横跨河道）和河堤（沿水流方向位于河道两侧）为代表。其作用是阻挡或拦束水流、壅高或调节上游水位。
    坝，是一种垂直于水流方向，拦挡水流的建筑物。它是水利水电工程中用的较多、造价也较高的一种建筑物。按坝的构造特征来分有：重力式坝、拱坝、支墩坝等等。
    ② 泄水建筑物 －以溢洪道、水闸为代表。其作用，是保证能从水库中安全、可靠地放泄多余或需要的水量。
    溢洪道为设置在坝体上或坝体附近河岸的泄洪设施。绝大多数的水闸，采用钢结构的平面或弧形闸门。
    ③ 专门建筑物－以水力发电站、升船机和各种输水渠道为代表。
    水力发电站，是利用水位落差发电的建筑物，具有一般工业厂房的性质，但它往往承受着较大的水压力，因此其多数部位要采用钢结构。升船机，是船只通过水坝时，必须设置的构筑物，从上游过往的船只必须进入升船机内，并在升船机内使水位下降，以便船只可以开出升船机驶向下游。升船机一般都用钢结构制成。
    常见问题13－2
    什么是水利枢纽？主要由哪些水工建筑物组成？
    答案：
    为了达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等的目的，通常需要修建不同类型的水工建筑物。由于防洪、灌溉、发电、洪水、航运等各部门，对治理和开发水资源所提出的要求不完全相同，既有统一，又有矛盾。为了使这些矛盾能够得到合理的统一，必须综合利用水利资源。因此，修建由几种不同类型的水工建筑物组合的综合体，来控制和支配水流，达到综合利用水利资源的目的，这个水工建筑物组合的综合体就是水利枢纽。
    一座枢纽大致有以下几种建筑物：挡水坝、溢洪道、泄洪道、水电站、过坝设施。其中，挡水坝是用来把河流的水挡住，抬高水位，形成水库；溢洪道是用来宣泄水库中的多余洪水，保证工程安全；泄洪道的作用与溢洪道相似，但是泄洪道可以提前泄水；水电站是用以发电的水工建筑物；过坝设施是用来运木材、航运、过渔船等等。
    常见问题13－3
    防洪工程主要有哪几种类型？
    答案：
    防洪工程是控制、防御洪水，以减免洪灾损失所修建的工程。一条河流或一个地区的防洪任务，通常由多种措施相结合构成的工程系统来承担。
    一般是，在上中游干支流的山谷区修建水库拦蓄洪水，调节径流；在山丘地区广泛开展水土保持，蓄水保土，发展农林牧业，改善生态环境；在中下游平原地区，修筑堤防，整治河道，治理河口，并因地制宜修建分蓄洪工程，以达到减免洪灾的目的。
    防洪工程，主要有堤、河道整治工程、分洪工程和水库等。按照功能和兴建的目的分类可以分为三类，分别为挡、泄（排）、蓄（滞）。
    挡，是运用工程措施“挡”住洪水对保护对象的侵袭。利用具有挡水功能的防洪工程，是最古老和最常用的措施。如：用河堤、湖堤，来防御河、湖的洪水泛滥；用海堤和挡潮闸，来防御海潮；用围堤，来保护低洼地区不受洪水侵袭等。用“挡”的办法防御洪水，将改变洪水的自然宣泄和调蓄的条件，抬高天然洪水位，但此方法在技术经济上受到一定限制。
    泄（排），主要是增加泄洪能力。常用的措施有修筑河堤、整治河道（如扩大河槽、裁弯取直）、开辟分洪道等，这些都是平原地区的河道，较为广泛采用的措施。
    蓄（滞），其主要作用是拦蓄调节洪水，削减洪峰，减轻下游防洪负担。如利用水库、分洪区工程等。水库除了可以起到防洪作用外，还能蓄水，来调节径流，还能够利用水资源，发挥综合效益，成为近代河流开发中普遍采取的措施。但修水库投资大，淹没大量土地，迁移人口，甚至淹没矿藏，带来重大的损失。开辟分洪区，分蓄河道的超额洪水，一般都是用于人口较少的地区，同时，也是很多河流防洪系统中的重要组成部分。
    常见问题13－4
    什么是取水工程？
    答案：
    取水工程的作用，是将河水引入渠道，以满足农田灌溉、水力发电、工业及生活供水等需要。因而，取水工程一般位于渠道的首部，也称渠首工程。
    取水工程主要有无坝取水、有坝取水、水库取水、水泵站引水几种类型。
    无坝取水的主要建筑物就是进水闸。为了便于引水和防止泥沙进入渠道，进水闸一般应设在河道的凹岸。一般来说，取水角度（引水渠道轴线与河流流向的夹角）应小于90度。无坝取水的设计取水流量一般不超过河流流量的30%，否则，难以保证各用水时期都能引取足够的流量。无坝取水工程，虽然简单，但由于没有调节河流水位和流量的能力，完全依靠河流水位高于渠道的进口高程而自流引水，因此引水流量受河流水位变化的影响很大。必要时，可在渠首前修顺坝，以增加引水流量。
    有坝取水，是修建壅水坝或拦河节制闸而进行取水的方式。修建壅水坝或拦河节制闸，来抬高水位，保证渠道能够自流取水。虽然此方法能调节河道水位，但不能调节大流量。有坝引水与无坝引水相比较，其主要优点是可以避免河流水位变化的影响，并能稳定引水流量。主要缺点是修建闸坝费用相当大，河床也需有适合的地质条件。由于改变了河流的原来平衡状态，还会引起上下游河床的变化。
    水库取水的渠首工程一般是设在拦河坝附近，通过引水隧洞或涵管引水。水库的作用，既可调节流量又可抬高水位。由于灌区位置不同，可采取不同取水方式。
水泵站引水，是指在平原地区的下游河道，由于枯水位低于灌区高程，自然条件或经济比较又不适合修建闸坝工程，只有修建水泵站引水灌溉。其引水流量依水泵能力而定。
    常见问题13－5
    水电站的主要分类是什么？
    答案：
    水力发电除了需要流量Q之外，还需要有集中落差（水头）H。而天然的集中落差只有在个别地方才有，因此通常要用人工的方法集中落差，主要有两种最基本的开发方式：坝式开发和引水式开发，因此，坝式和引水式水电站是最基本的开发方式的水电站。
    水电站，按照取得水头的方式不同，主要分为坝式开发水电站、引水式开发水电站、混合式开发水电站。水电站按照运行方式的不同，可分为无调节、有调节和抽水蓄能式水电站。另外，还有一种利用潮汐来发电的水电站，为潮汐电站。
    1. 坝式开发水电站，是指用坝来集中落差的电站。
    在河道的适宜地址，建坝修筑水库来抬高上游水位。造成坝的上下游水位差，将沿河分散的落差集中在坝址处。用这种方式修建的水电站，称为坝式水电站。坝式水电站，可利用形成的水库进行水量调节和综合利用，引水道较短，水头损失小，建筑物比较集中。
    2. 引水式开发水电站，是指主要或全部是用引水道来集中水头的电站。主要分为无压式电站和有压引水式两大类。
    3. 混合式开发水电站
    严格地从集中水头的方式来说，大多数水电站是混合式开发，即部分水头由坝集中，部分水头由引水道集中。当一个河段上同时采用坝和有压引水道共同集中落差的电站，称为混合式开发水电站。
    4. 抽水蓄能式水电站，是指水电站运行方式的一种水电站。这种运行方式是：不利用河流水能发电，仅在时间上把能量重新分配的特殊作用的水电站。坝式、引水式、混合式水电站都可以作为抽水蓄能电站。一般说来，装有可逆式机组的抽水蓄能电站的厂房的布置和结构设计，与一般形式的水电站厂房相同。
    5. 潮汐电站，是利用涨潮落潮时的潮位差发电的电站。这种潮汐电站都是河床式或贯流式机组的厂房。厂房作为挡水建筑物的一部分，与闸坝共同把海湾隔开，利用涨潮和落潮时的水位差来发电。
                                        第14章
    常见问题14－1
    城市给水系统是由什么组成？
    答案：
    城市给水，主要是供应城市所需的生活、生产、市政和消防用水。城市给水设计主要是保证供水的水量、水压和水质，保证不间断地供水和满足城市的消防要求。
    城市给水系统，由相互联系的一系列构筑物和设备组成。一般包括：取水构筑物，水处理构筑物，泵站，输水管和管网，调节水量和水压的调节构筑物等。归纳起来，城市给水系统由取水工程、输水工程、水处理工程、配水管网工程组成。
    其中，取水工程是城市给水的关键，当取用地表水源时应符合《地面水环境质量标准》。不论地下水源，还是地表水源均应取得当地卫生部门的同意。给水处理工程的目的是通过处理工艺，除去水中的杂质，保证供水水质符合《生活饮用水卫生标准》。配水管网工程，是给水工程中造价最大的部分，管网布局、管材选用和主要输水干管的走向，都是影响工程造价的主要方面。此外，还应考虑经常运行费用。
    常见问题14－2
    建筑给水系统是由什么组成？
    答案：
    建筑给水是将城市给水管网或自备水源给水管网的水引入室内，经配水管送至生活、生产和消防用水设备。
    典型的建筑内部给水系统由下列几个部分组成：
    ① 引入管，是指从室外给水管将水引入室内的管段，也称进户管。
    ② 水表节点，是指安装在引入管上的水表及其前后设置的[wiki]阀门[/wiki]和泄水装置的总称。
    ③ 给水管道，包括干管、立管和支管。
    ④ 配水装置和用水设备，如各类卫生器具、用水设备的配水龙头和生产、消防等用水设备。
    ⑤ 给水附件，包括管道系统中的阀门、止回阀、减压阀等。这些阀门是用来调节水量、水压，控制水流方向以及关断水流，便于管道、仪表和设备检修等。
    ⑥ 增压和贮水设备，当室外给水管网提供的压力不足，或建筑内对安全供水、水压稳定有一定要求时，需要设置各种附属设备，如水箱、水泵、气压装置、水池等升压和贮水设备。
    常见问题14－3
    建筑给水主要有哪几种方式？
    答案：
    建筑内给水方式，指给水系统的组成中和给水系统布置的过程中，可供借鉴的方法和模式，即为建筑内部给水系统的供水方案。
    基本的典型给水方式主要有三种方式：
    ① 直接给水方式，是指由室外给水管网直接供水。当室外给水管网提供的水压、水量和水质都能满足建筑要求时，可直接把室外管网的水引向建筑内各用水点，这样可充分利用外网提供的条件进行给水。此方式是最简单、最经济的给水方式。
    ② 设水箱的给水方式，宜在室外给水管网供水压力周期性不足时采用。当市政管网提供的水压在大部分时间内能满足要求，而仅在用水高峰时间出现水压不足的情况下，且建筑物具备设置高位水箱的条件下，可采用这种方式。这种给水方式，在低峰用水时，可利用室外的给水管网水压直接供水，并向水箱进水，水箱贮备水量。高峰用水时，室外管网水压不足，则由水箱向建筑内给水系统供水。
    ③ 设水泵的给水方式，宜在室外给水管网水压经常不足时采用。为充分利用室外管网压力，节省电能，当水泵与室外管网直接连接时，应设旁通管。
    此外还有几种给水方式，包括：既设水泵又设水箱的给水方式，其兼有二者的特点；气压给水方式，利用气压给水设备中的气压来升压供水；分区给水方式和分压给水方式，等等。
    常见问题14－4
    城市排水系统是由什么组成？
    答案：
    城市排水系统，狭义的是指管渠系统，它由室内设备、街区管渠系统和街道管渠系统组成。当城市的面积较大时，常分区排水，每区设一个完整的排水系统。城市排水系统由收集（管渠）、处理（污水厂）和处置三方面的设施组成。
    排水管渠系统满布整个排水区域，但形成系统的构筑物种类不多。系统的主体是管道和渠道，管段之间由附属构筑物连接。有时，还需设置泵站以连接低管段和高管段，最后是出水口。排水管道，应依据城市规划、地势情况，以长度最短顺坡布置，可采用截流、扇形、分区、分散形式布置。雨水管道，应该就近排入水体内。
    城市污水在排放前，一般都先进入污水处理厂处理。处理厂由处理构筑物和附设建筑物组成，常附有必要的道路系统、照明系统、给排水系统、供电系统、电讯系统和绿化场地等等。污水处理厂的复杂程度随处理要求和水量而异。污水处理厂的厂址，一般应该设在，污水能自行流入厂内的地势较低的位置，并尽量位于城镇水体的下游，与居民区有一定隔离带，主导风向下方，不能被洪水浸淹，地质条件好，地形有坡度。
    常见问题14－5
    建筑内部排水主要分为哪几类？
    答案：
    建筑内部排水系统，是将在建筑内部人们在日常生活中和工业生产中使用过的水收集起来，及时排到室外。按系统接纳的污、废水类型的不同，建筑内部排水系统可以分为生活污水排水系统、工业废水排水系统、雨水径流排水系统三类。
    ① 生活污水排水系统，排除居住建筑、公共建筑及工厂生活间的污废水。有时，把生活排水系统，又进一步分为排除冲洗厕所的生活污水排水系统，以及排除盥洗、洗涤废水的生活废水排水系统。其中，生活废水经过处理后，可作为杂用水，用来冲洗厕所、浇洒绿地等。
    ② 工业废水排水系统，排除工艺生产过程中产生的污废水。为了便于污废水的处理和综合利用，按污染程度可分为生产污水排水系统和生产废水排水系统。生产污水污染较重，需要经过处理，达到排放标准后排放；生产废水污染较轻，如机械设备冷却水等。生产废水可作为杂用水水源，也可经过简单处理后回用或排入水体。
    ③ 雨水径流排水系统，收集和排除降落到多跨工业厂房、大屋面建筑和高层建筑屋面上的雨雪水。
                                        第15章
    常见问题15－1
    什么是“防震减灾”？防震减灾的四个环节是什么？
    答案：
    地震，是一种自然现象，它是地下岩石发生破裂，并释放弹性波传到地表所引起的振动。地震作用是一种随机的、反复的、瞬间作用的动力反应。　
    “防震减灾”是防御和减轻地震灾害的简称。防震减灾工作，实行预防为主、防御与救助相结合的方针。防震减灾活动是涉及社会的一项系统工程，可分为四个环节。分别为《提示发贴人：禁止内容再发封号》、地震灾害预防、地震应急、震后救灾与重建。
    ① 《提示发贴人：禁止内容再发封号》 国务院地震行政主管部门负责制定，全国地震监测预报方案，并组织实施。地震短期预报和临震预报，由省、自治区、直辖市人民政府按照国务院规定的程序发布。
    ② 地震灾害预防 地震灾害预防要求，新建、扩建、改建建设工程，必须达到抗震设防要求。建设工程，必须按照抗震设防要求和抗震设计规范进行抗震设计，并按照抗震设计进行施工。对地震可能引起的火灾、水灾、山体滑坡、放射性污染、疫情等次生灾害源，有关地方人民政府应当采取相应的有效防范措施。
    ③ 地震应急 国务院地震行政主管部门会同国务院有关部门，制定国家破坏性地震的应急预案。其中，破坏性地震，是指造成人员伤亡和财产损失的地震灾害。地震应急预案，包括应急机构的组成和职责；应急通信保障；抢险救援人员的组织和资金、物资的准备；应急、救助装备的准备；灾害评估准备；应急行动方案。
    ④ 震后救灾与重建 救灾，是灾情已经开始或灾后最急迫的减灾措施。灾后重建，包括生产和社会生活的恢复，是一个有很大减灾实效的措施。破坏性地震发生后，地震灾区的各级地方人民政府应当组织各方面力量，抢救人员，并组织基层单位和人员开展自救和互救；非地震灾区的各级地方人民政府应当根据震情和灾情，组织和动员社会力量，对地震灾区提供救助。一些典型的地震遗址、遗迹的保护，应当列入地震灾区的重建规划。
    常见问题15－2
    工程结构抗震设计的要求是什么？
    答案：
    精心的抗震设计，是以较大的破坏将发生在最近将来的概率为依据的，选择能保障新建房屋和工程结构地震安全的关键措施。对工程结构抗震的要求是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。若过高地估计所在地区的基本地震烈度，往往造成工程造价的大幅度提高。
    小震不坏：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震作用下，结构处于正常使用阶段，材料受力处于弹性阶段。一般不受损坏或不需要修理仍可继续使用。
    中震可修：在遭受基本烈度的地震作用下，结构可能出现损坏，但加以修缮后或不需修理仍可继续使用，材料受力处于塑性阶段，但被控制在一定限度内，残余变形不大。
    大震不倒：当遭受到高于本地区设防烈度的预估的罕见地震影响时，结构出现严重破坏，但材料的变形仍在控制范围内，不至于迅速倒塌或发生危及生命的严重破坏，赢得撤离时间。
    常见问题15－3
    土木工程的风灾防治方法主要有哪些？
    答案：
    ① 加强风灾的早期预报，及时采取措施；
    随着气象科学的发展，对一些可能成灾的台风、龙卷风、飓风预报的准确性大为提高，对风力、移动方向、速度、登陆时间和地点，通过卫星、电视、广播等手段向社会提供，以便赢取时间，采取必要的工程或非工程措施。
    ② 在工程设计中，充分考虑风荷载对结构的作用；
    单有准确无误的天气预报，还不能解决问题。工程行业应该建造各种安全可靠的工程设施，即能够防风抗灾的建筑物。因此，在工程设计中，应充分考虑风荷载对结构的作用。
    ③ 从研究切断风灾灾害链入手，努力提高城市的综合防灾能力。
                                        第16章
    常见问题16－1
    什么是计算机辅助设计？
    答案：
    计算机辅助设计（Computer Aided Design，缩写为CAD），就是将计算机作为辅助工具，应用于各个领域的设计者中。
    计算机辅助设计，是随着计算机科学的迅速发展而诞生的，目前，在我国已广泛应用于土木工程、造船、机械、[wiki]电子[/wiki]、汽车、服装等各个领域。
    CAD技术，最初的发展可追溯到20世纪60年代，美国麻省理工学院，首先提出了人机交互图形的通讯系统，并在1963年的计算机联合会议上展出，引起了人们的极大兴趣。
    在整个60年代，人们对计算机图形学进行了大量的研究，为CAD技术奠定了很好的基础。直到80年代，由于计算机设备价格的降低，使得CAD技术成为一般设计单位可以接受的系统。与此同时，一些通用的CAD图形交互[wiki]软件[/wiki]成功地移植到微型机上，从而开始在微机上应用CAD，也引起了一般中小企业的兴趣。
    AutoCAD是美国AutoDesk公司开发的，在世界上应用最为广泛的计算机辅助绘图设计软件。它是一种既能在微机上、又能在工作站上运行的CAD软件。应用AutoCAD绘图，可以采用人机对话方式，也可以采用编程方式。
    自1982年第一个版本的AutoCAD（V1.0）诞生以来，随着计算机软硬件的发展，AutoCAD软件已经经过几十次的版本升级。在此期间，AutoCAD经过不断的修改，功能日益完善。 AutoCAD已成为设计绘图领域，特别是在土木工程设计中应用最广的平台。
    另外，AutoCAD还可以在其基础上进行二次开发，形成更为广阔的应用领域。比如：以AutoCAD作为平台，可以二次开发，应用于建筑工程、给排水工程、工程量计算等领域的设计或计算软件。
我国对CAD的应用和研究，开始于20世纪70年代，在80年代中期进入了全面开发应用阶段，并给土木工程设计工作带来了越来越大的影响。现在，计算机辅助设计，在工程行业已经广泛应用，并且已成为人们熟悉的，并能推动生产前进的新技术。
    当前，计算机辅助设计在我国土木建筑工程领域中的应用，首推的是，由中国建筑科学研究院开发的PKPMCAD系统。PKPMCAD是面向钢筋混凝土框架、排架、框架-剪力墙、砖混、以及底框架等结构，适用于一般多层工业与民用建筑、100层以下复杂体型的高层建筑，是一个较为完整的设计软件。
    其中，PMCAD软件，采用人机交互方式，引导用户逐层地，对要设计的建筑结构进行布置，建立起一套描述建筑物整体结构的数据。PMCAD成为PK、PM系列结构设计各软件的核心，它为各功能设计提供数据接口。
    PK软件，则是钢筋混凝土框架、框排架、连续梁等结构计算与施工图绘制软件，它是按照结构设计的规范编制的。PK软件的绘图方式有整体式与分开绘制式，它包含了框、排架等计算软件，并与其他有关软件接口，完成梁、柱施工图的绘制，再与PMCAD产生的基础柱网对应，最终绘制出各种构件的施工图，能自动布置图纸版面，还可以完成模板图的绘制等。