6　交通土建工程

本章導(dǎo)讀：

●基本要求 了解交通土建工程的設(shè)計(jì)方法及其基本原則，熟悉交通土建工程的各項(xiàng)設(shè)施及其組成，了解交通土建設(shè)施的基本構(gòu)造，了解交通土建工程專業(yè)含義及發(fā)展動(dòng)態(tài)。

●重點(diǎn)　公路的分級(jí)及其組成，鐵路軌道結(jié)構(gòu)及其構(gòu)成，港口的類型及組成，機(jī)場(chǎng)的主要構(gòu)成部分與功能。

●難點(diǎn)　各種交通土建設(shè)施的基本構(gòu)造。

6.1　公路與城市道路工程

道路通常是指為陸地交通運(yùn)輸服務(wù)，通行各種機(jī)動(dòng)車、人畜力車、馱騎牲畜及行人的各種路的統(tǒng)稱。道路按使用性質(zhì)分為城市道路、公路、廠礦道路、農(nóng)村道路、林區(qū)道路等。城市高速干道和高速公路則是交通出入受到控制的、高速行駛的汽車專用道路。公路與城市道路工程，包括路基、路面、橋梁、涵洞隧道結(jié)構(gòu)物和附屬設(shè)施等。

6.1.1　公路

連接城市、鄉(xiāng)村和工礦基地之間，主要供汽車行駛并具備一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)施的道路稱為公路。

1）公路的分級(jí)

中國道路按服務(wù)范圍及其在國家道路網(wǎng)中所處的地位和作用分為：a.國道（全國性公路），包括高速公路和主要干線；b.省道（區(qū)域性公路）；c.縣、鄉(xiāng)道（地方性公路）；d.城市道路。前三種統(tǒng)稱公路，按年平均晝夜汽車交通量及使用任務(wù)、性質(zhì)，又可劃分為5個(gè)技術(shù)等級(jí)。

（1）按行政等級(jí)劃分

國道是指具有全國性政治、經(jīng)濟(jì)意義的主要干線公路，包括重要的國際公路，國防公路、連接首都與各省、自治區(qū)、直轄市首府的公路，連接各大經(jīng)濟(jì)中心、港站樞紐、商品生產(chǎn)基地和戰(zhàn)略要地的公路。

省道是指具有全?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）政治、經(jīng)濟(jì)意義，并由?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）公路主管部門負(fù)責(zé)修建、養(yǎng)護(hù)和管理的公路干線。

縣道是指具有全縣（縣級(jí)市）政治、經(jīng)濟(jì)意義，連接縣城和縣內(nèi)主要鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、主要商品生產(chǎn)和集散地的公路，以及不屬于國道、省道的縣際間公路?？h道由縣、市公路主管部門負(fù)責(zé)修建、養(yǎng)護(hù)和管理。

鄉(xiāng)道是指主要為鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）村經(jīng)濟(jì)、文化、行政服務(wù)的公路，以及不屬于縣道以上公路的鄉(xiāng)與鄉(xiāng)之間及鄉(xiāng)與外部聯(lián)絡(luò)的公路。鄉(xiāng)道由縣、鄉(xiāng)（人民政府）負(fù)責(zé)修建、養(yǎng)護(hù)和管理。

（2）按使用任務(wù)、功能和適應(yīng)的交通量劃分（見表6.1）

表6.1　公路分級(jí)

2）公路的基本組成部分

公路是布置在大地表面供各種車輛行駛的一種線形帶狀結(jié)構(gòu)物。它主要承受汽車荷載的重復(fù)作用和經(jīng)受各種自然因素的長期影響。因此，公路不僅要有平順的線形、和緩的縱坡，而且還要有堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的路基、平整和防滑性能好的路面、牢固耐用的橋涵和其他人工構(gòu)造物，以及不可缺少的附屬工程和設(shè)施。其包括以下部分：

（1）路線

路線，是公路中線的空間線形，包括平面、縱斷面和橫斷面三部分。三部分合成一個(gè)整體，從整體上說，路線必須合乎技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和美學(xué)上的要求。

（2）路基

路基是公路線形建筑物的主題，是路面的基礎(chǔ)，是按照預(yù)定路線的平面位置和設(shè)計(jì)高程在原地面上開挖和填成一定斷面形式的線形人工土石構(gòu)造物。路基作為行車部分的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)時(shí)必須保證行車部分的穩(wěn)定性，并防止水分及其他自然因素對(duì)路基本身的侵蝕和損害。路基通常包括路面、路肩、邊坡、邊溝等部分的基礎(chǔ)，如圖6.1所示。當(dāng)路線高于天然地面時(shí)填筑成路堤（填方地段）；低于天然地面時(shí)挖成路塹（挖方地段）。

（3）路面

路面，是供汽車安全、迅速、經(jīng)濟(jì)、舒適行駛的公路表面部分。它是用各種不同的堅(jiān)硬材料鋪筑于路基頂面的單層或多層結(jié)構(gòu)物（見圖6.2），其目的是加固行車部分，使之具有足夠的強(qiáng)度和良好的穩(wěn)定性，以及表面平整、抗滑和防塵。

圖6.1　路基結(jié)構(gòu)

圖6.2　路面結(jié)構(gòu)

（4）排水結(jié)構(gòu)物

一條較長的路線常常需要跨越不同的水流，故需要修建橋梁和涵洞。橋梁和涵洞統(tǒng)稱為橋涵、它是公路跨越河流、山谷等障礙物而架設(shè)的結(jié)構(gòu)物，其中單孔跨徑L0≥5 m或多孔跨徑總長L≥8 m的稱為橋梁，單孔跨徑L0＜5 m或多孔跨徑總長L＜8 m的稱為涵洞。

其他排水結(jié)構(gòu)物：當(dāng)公路所跨越的水流流量不大時(shí)，可以使水流以滲透的方式通過石塊砌成的路堤，這種結(jié)構(gòu)稱為滲水路堤。周期性的水流有時(shí)也容許從行車部分表面流過，這種行車部分稱為過水路面。當(dāng)水流需從公路上方跨過時(shí)，可設(shè)置渡水槽。當(dāng)公路跨越較大的水面，而交通量又較小時(shí)，為了節(jié)省投資，避免建造橋梁，可以采用渡船或浮橋。路線上地面水可用邊溝、截水溝、排水溝、急流槽等設(shè)施排除（地面排水系統(tǒng)）；當(dāng)?shù)叵滤绊憞?yán)重時(shí)，可以采用暗溝、滲溝、滲井等設(shè)施進(jìn)行排除（地下排水系統(tǒng)）。

（5）防護(hù)工程及特殊結(jié)構(gòu)物

防護(hù)工程是為保證路基穩(wěn)定或行車安全而修筑的工程設(shè)施，如擋土墻、護(hù)欄等。山區(qū)公路在翻越埡口時(shí)，有時(shí)為了改善縱面線形和縮短路線長度，可鑿隧道；在懸崖峭壁上修筑公路時(shí)，有時(shí)還需修筑懸臂式露臺(tái)。

（6）交通服務(wù)設(shè)施

在公路上，除了上述各種基本結(jié)構(gòu)物和特殊結(jié)構(gòu)物外，為了保證行車安全、舒適和道路美觀，還需設(shè)置交通標(biāo)志、照明設(shè)施、服務(wù)設(shè)施、綠化帶等各種附屬結(jié)構(gòu)。

6.1.2　城市道路

通達(dá)城市的各地區(qū)，供城市內(nèi)交通運(yùn)輸及行人使用，便于居民生活、工作及文化娛樂活動(dòng)，并與市外道路連接負(fù)擔(dān)著對(duì)外交通的道路。一般較公路寬闊，為適應(yīng)復(fù)雜的交通工具，多劃分為機(jī)動(dòng)車道、公共汽車優(yōu)先車道、非機(jī)動(dòng)車道等。道路兩側(cè)有高出路面的人行道和房屋建筑，人行道下多埋設(shè)公共管線。公路則在車行道外設(shè)路肩，兩側(cè)種行道樹，邊溝排水。

1）城市道路分類

根據(jù)道路在城市道路系統(tǒng)中的地位和交通功能，分為快速路、主干路、次干路和支路。

（1）快速路

快速路是為流暢地處理城市大量交通而建筑的道路。要有平順的線形，與一般道路分開，使汽車交通安全、通暢和舒適。與交通量大的干路相交時(shí)應(yīng)采用立體交叉，與交通量小的支路相交時(shí)可采用平面交叉，但要有控制交通的措施。兩側(cè)有非機(jī)動(dòng)車時(shí)，必須設(shè)完整的分隔帶。橫過車行道時(shí)，需經(jīng)有控制的交叉路口或地道、天橋。

（2）主干路

主干路是連接城市各主要部分的交通干路，是城市道路的骨架，主要功能是交通運(yùn)輸。主干路上的交通要保證一定的行車速度，故應(yīng)根據(jù)交通量的大小設(shè)置相應(yīng)寬度的車行道，以供車輛通暢地行駛。線形應(yīng)順捷，交叉口宜盡可能少，以減少相交道路上車輛進(jìn)出的干擾，平面交叉要有控制交通的措施，交通量超過平面交叉口的通行能力時(shí)，可根據(jù)規(guī)劃采用立體交叉。機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道應(yīng)用隔離帶分開。交通量大的主干路上快速機(jī)動(dòng)車如小客車等也應(yīng)與速度較慢的卡車、公共汽車等分道行駛。主干路兩側(cè)應(yīng)有適當(dāng)寬度的人行道。應(yīng)嚴(yán)格控制行人橫穿主干路。主干路兩側(cè)不宜建筑吸引大量人流、車流的公共建筑物，如劇院、體育館、大商場(chǎng)等。

（3）次干路

次干路是一個(gè)區(qū)域內(nèi)的主要道路，是一般交通道路兼有服務(wù)功能，配合主干路共同組成干路網(wǎng)，起廣泛聯(lián)系城市各部分與集散交通的作用，一般情況下快慢車混合行駛。條件許可時(shí)也可另設(shè)非機(jī)動(dòng)車道。道路兩側(cè)應(yīng)設(shè)人行道，并可設(shè)置吸引人流的公共建筑物。

（4）支路

支路是次干路與居住區(qū)的聯(lián)絡(luò)線，為地區(qū)交通服務(wù)，也起集散交通的作用，兩旁可有人行道，也可有商業(yè)性建筑。

2）城市道路的組成

城市道路應(yīng)將城市各主要組成部分如居民區(qū)、市中心、工業(yè)區(qū)、車站、碼頭、文化福利設(shè)施連系起來，形成一個(gè)完整的道路系統(tǒng)，方便城市的生產(chǎn)和生活活動(dòng)，從而充分發(fā)揮城市的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。通常其組成部分如下：

①供汽車行駛的機(jī)動(dòng)車道，供有軌電車行駛的有軌電車道，供自行車、三輪車等行駛的非機(jī)動(dòng)車道。

②專供行人步行交通用的人行道（包括地下人行道、人行天橋）。

③交叉口、交通廣場(chǎng)、停車場(chǎng)、公共汽車停靠站臺(tái)。

④交通安全設(shè)施：如交通信號(hào)燈、交通標(biāo)志、交通島、護(hù)欄等。

⑤排水系統(tǒng)：如街溝、邊溝、雨水口、雨水管等。

⑥沿街地上設(shè)施：如照明燈柱、電桿、給水栓等。

⑦地下各種管線：如電纜、煤氣管、給水管等。

⑧具有衛(wèi)生、防護(hù)和美化作用的綠帶。

⑨交通發(fā)達(dá)的現(xiàn)代化城市，還建有地下鐵道、高架道路等。

6.1.3　道路幾何設(shè)計(jì)要素

道路的外形幾何設(shè)計(jì)，根據(jù)道路上的行車特性確定道路平、縱、橫各投影面的諸要素，主要有：平面線形上的平曲線半徑、超高率、緩和曲線、曲線加寬、視距保證等；縱斷面上的縱坡、坡長、豎曲線等；橫斷面上的車道布置、車道寬度、路拱和路面橫坡、分隔帶、路肩、邊坡等；以及道路交叉的布設(shè)等。

1）平面線形設(shè)計(jì)

道路的平面線形，當(dāng)受到地形、地物等障礙的影響而發(fā)生轉(zhuǎn)折時(shí)，在轉(zhuǎn)折處就需要設(shè)置曲線或曲線的組合。我國公路平面線形的使用主要是直線、圓曲線、回旋線（緩和曲線），對(duì)各種線形的選擇，應(yīng)結(jié)合各種因素進(jìn)行考慮。

2）縱斷面設(shè)計(jì)

通過道路中線的豎向剖面稱為道路的縱斷面，主要反映路線起伏、縱坡度及與原地面的切割等情況?？v斷面設(shè)計(jì)的具體要點(diǎn)包括：

（1）關(guān)于縱坡極限值的運(yùn)用

根據(jù)汽車動(dòng)力特性和考慮經(jīng)濟(jì)等因素制定的極限值，設(shè)計(jì)時(shí)不可輕易采用，應(yīng)留有余地。在受限制較嚴(yán)，如越嶺線為爭(zhēng)取高度、縮短路線長度或避開艱巨工程等，才有條件地采用。好的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量考慮人的視覺、心理上的要求，使駕駛員有足夠的安全感、舒適感和視覺上的美感。一般講，縱坡緩些為好，但為了路面和邊溝排水，最小縱坡不應(yīng)低于0.3%～0.5%。

（2）關(guān)于最短坡長

坡長是指縱斷面兩變坡點(diǎn)之間的水平距離。坡長不宜過短，以不小于計(jì)算行車速度9 s的行程為宜。

（3）各種地形條件下的縱坡設(shè)計(jì)

平原、微丘地形的縱坡應(yīng)均勻平緩，注意保證最小填土高度和最小縱坡的要求。丘陵地形應(yīng)避免過分遷就地形而起伏過大，注意縱坡應(yīng)順適不產(chǎn)生突變。

（4）關(guān)于豎曲線半徑的選用

豎曲線應(yīng)選用較大半徑為宜。當(dāng)受限制時(shí)可采用一般最小值，特殊困難方可采用極限最小值。

（5）關(guān)于相鄰豎曲線的銜接

相鄰兩個(gè)同向凹形或凸形豎曲線，特別是同向凹形豎曲線之間，如直坡段不長應(yīng)合并為單曲線或復(fù)曲線，避免出現(xiàn)斷背曲線，這樣要求對(duì)行車是有利的。相鄰反向豎曲線之間，為使增重與減重間緩和過渡，中間最好插入一段直坡段。

3）橫斷面設(shè)計(jì)

（1）公路橫斷面

公路橫斷面設(shè)計(jì)線組成包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝、邊坡、截水溝、護(hù)坡道以及取土坑、棄土堆、環(huán)境保護(hù)設(shè)施等。高速公路、一級(jí)公路和二級(jí)公路還有爬坡車道和避險(xiǎn)車道；高速公路、一級(jí)公路的出入口處還有變速車道等。各級(jí)公路橫斷面形式如下：

①高速公路、一級(jí)公路。由于公路等級(jí)高、交通量大，雙向（上、下行）行車之間必須分開，形成雙幅多車道公路。分隔方式采用中間帶，如圖6.3所示。

圖6.3　高速公路、一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

②其他等級(jí)公路（二、三、四級(jí)公路）。采用單幅公路（不設(shè)分隔帶、整體式斷面）。路幅構(gòu)成：行車道、路肩、錯(cuò)車道等。所謂路幅，是指公路路基頂面兩路肩外側(cè)邊緣之間的部分，路幅要素包括寬度、橫向坡度。如圖6.4所示。

圖6.4　二、三、四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

（2）城市道路橫斷面

城市道路上除了行駛各種汽車外，還有大量非機(jī)動(dòng)車，同時(shí)還要設(shè)置人行道。為了分隔開不同的交通流，以提高各種流的通過速度，城市道路的橫斷面常布置成圖6.5～圖6.8中所示的單幅、雙幅、三幅和四幅等形式。

圖6.5　單幅路

圖6.6　雙幅路

圖6.7　三幅路

圖6.8　四幅路

①單幅路，俗稱“一塊板”斷面，如城站路。就是把行車道布置在道路中部，兩邊為人行道。機(jī)動(dòng)車輛和非機(jī)動(dòng)車輛都在同一個(gè)車道上混合行駛。

②雙幅路，俗稱“兩塊板”斷面。其交通組織方式就是用分隔帶把車行道分隔為三塊，中間供機(jī)動(dòng)車雙向行駛，兩側(cè)為非機(jī)動(dòng)車道，人行道在兩邊。

③三幅路，俗稱“三塊板”斷面，如交通路。其交通組織方式就是用分隔帶把車行道分隔為三塊，中間供機(jī)動(dòng)車雙向行駛，兩側(cè)為非機(jī)動(dòng)車道，人行道在兩邊。

④四幅路，俗稱“四塊板”斷面。在三幅路的基礎(chǔ)上，再用中間分車帶將中間機(jī)動(dòng)車車道分隔為二塊，分向行駛。

4）平面和立體交叉

兩條或多條道路在同一地點(diǎn)接合或相互穿越時(shí)，稱為交叉。如果交叉出現(xiàn)在同一平面上，則屬于平面交叉；不在同一平面上的交叉，則稱為立體交叉。

（1）平面交叉形式及類型

平面交叉可以按照交叉道路的條數(shù)及相交的角度和位置，分為3條路相交的T形和Y形交叉，4條路相交的直交或斜交交叉，5條以上道路相交的交叉以及環(huán)形交叉等形式（見圖6.9）。

圖6.9　平面交叉形式

（2）立體交叉的形式及類型

立體交叉與平面交叉的根本差異在于立體交叉將交叉線用橋梁或隧道設(shè)施在豎直線上分割開來，從而消滅了全部或部分沖突點(diǎn)，減少了部分交織點(diǎn)。總體而論，立體交叉分兩類：分離式和互通式。

立體交叉是避免交叉車輛沖突和提高交叉路口通行能力的最有效的方法。立體交叉最普通的形式有菱形、定向形和苜蓿形3種（見圖6.10）。

圖6.10　立體交叉一般形式

6.1.4　路基和路面

1）路基

路基指的是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的作為路面基礎(chǔ)的帶狀構(gòu)造物，路基是用土或石料修筑而成的線形結(jié)構(gòu)物。它承受著本身的巖土自重和路面重力，以及由路面?zhèn)鬟f而來的行車荷載，是整個(gè)公路構(gòu)造的重要組成部分。

由于地形的變化，道路設(shè)計(jì)標(biāo)高與天然地面標(biāo)高的相互關(guān)系不同，一般常見的路基橫斷面形式有路堤、路塹兩種，介于兩者之間的稱為半填半挖路基。

路堤是路基頂面高于原地面的填高路基稱為路堤，低矮路堤的兩側(cè)設(shè)置邊溝，如圖6.11所示。

圖6.11　路堤

路塹是全部由地面開挖出的路基稱為路塹。分為全路塹、半路塹和半山洞三種，如圖6.12所示。

圖6.12　路塹

在半填半挖橫斷面上，部分為挖方、部分為填方的路基稱為半填半挖路基，如圖6.13所示，通常出現(xiàn)在地面橫坡較陡時(shí)候，它兼有上述路堤和路塹的構(gòu)造特點(diǎn)和要求。

圖6.13　半填半挖路基

2）路面

（1）路面及其功能

路面是指用筑路材料鋪在路基上供車輛行駛的層狀構(gòu)造物。它具有承受車輛質(zhì)量、抵抗車輪磨耗和保持道路表面平整的作用，提供汽車在道路上全天候安全、舒適、快速、經(jīng)濟(jì)地行駛。為此，要求路面有足夠的強(qiáng)度、較高的穩(wěn)定性、一定的平整度、適當(dāng)?shù)目够芰?、行車時(shí)不產(chǎn)生過大的揚(yáng)塵現(xiàn)象，以減少路面和車輛機(jī)件的損壞，保持良好視距，減少環(huán)境污染。路面按其力學(xué)特征分為剛性路面和柔性路面。剛性路面在行車荷載作用下能產(chǎn)生板體作用，具有較高的抗彎強(qiáng)度，如水泥混凝土路面。柔性路面抗彎強(qiáng)度較小，主要靠抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度抵抗行車荷載作用，在重復(fù)荷載作用下會(huì)產(chǎn)生殘余變形，如瀝青路面、碎石路面。

（2）路面類型和結(jié)構(gòu)層次

一般按路面所使用的主要材料劃分路面類型，可分為瀝青路面、水泥混凝土路面、塊料路面和粒料路面4類。但設(shè)計(jì)時(shí)，要按路面結(jié)構(gòu)在行車荷載作用下的力學(xué)特性，分成柔性路面和剛性路面兩大類進(jìn)行設(shè)計(jì)。

柔性路面一般剛度較小、抗彎拉強(qiáng)度較低，主要靠抗壓、抗剪強(qiáng)度來承受車輛荷載作用，因而在荷載作用下，擴(kuò)散應(yīng)力的能力不如剛性路面，所產(chǎn)生的彎沉變形較大。因而土基可能受到較大的單位壓力，土基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)路面結(jié)構(gòu)有較大的影響。柔性路面的范圍包括各種基層（水泥混凝土路面基層除外）和各類瀝青面層、碎（礫）石面層或塊石面層組成的路面結(jié)構(gòu)。

圖6.14　路面結(jié)構(gòu)圖

剛性路面主要指用水泥混凝土作面層或基層的路面結(jié)構(gòu)。它的板體剛度較大、抗彎拉強(qiáng)度較高，因而有較大的擴(kuò)散應(yīng)力的能力，在荷載作用下變形極小，因此下面基礎(chǔ)的單位壓力比柔性路面小得多。

各類路面都由若干個(gè)結(jié)構(gòu)層次所組成。它們可分為面層、基層和墊層三個(gè)主要層次，如圖6.14所示。

6.2　鐵道工程

鐵路線路是機(jī)車車輛和列車運(yùn)行的基礎(chǔ)。它是由路基、橋隧建筑物（包括橋梁、涵洞、隧道等）和軌道（鋼軌、軌枕、聯(lián)結(jié)零件、道床、防爬設(shè)備和迢岔等）組成的一個(gè)整體工程結(jié)構(gòu)。

6.2.1　鐵路選線設(shè)計(jì)

1）鐵路選線設(shè)計(jì)的基本任務(wù)

鐵路選線設(shè)計(jì)是鐵路設(shè)計(jì)工作中的重要部分。它是一條鐵路線的總體設(shè)計(jì)，它的工作直接影響到鐵路運(yùn)輸能力、運(yùn)輸質(zhì)量和投資的經(jīng)濟(jì)效益。所以，鐵路選線設(shè)計(jì)在鐵路設(shè)計(jì)中具有十分重要的地位。同時(shí)，鐵路選線設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的復(fù)雜任務(wù)。它涉及各種建筑和設(shè)備的設(shè)計(jì)問題。其基本任務(wù)主要是：

①根據(jù)設(shè)計(jì)線在路網(wǎng)中的地位和作用以及所擔(dān)負(fù)的客、貨運(yùn)量確定線路的類別。

②以線路類別為基礎(chǔ)，結(jié)合地形、地質(zhì)等自然條件，選擇線路走向與主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如限制坡度、最小曲線半徑等。

③設(shè)計(jì)線路的平面和縱斷面位置，同時(shí)進(jìn)行車站分布。

④確定各種建筑物和設(shè)備在線路上的位置，使它們互相配合。

⑤通過方案比較，選出能力大、質(zhì)量高、效益好且安全可靠的線路方案。

2）鐵路選線設(shè)計(jì)步驟

一般所稱的鐵路設(shè)計(jì)是包含鐵路勘測(cè)與設(shè)計(jì)兩部分概念?？睖y(cè)和設(shè)計(jì)是一個(gè)整體，勘測(cè)的質(zhì)量直接關(guān)系到設(shè)計(jì)的質(zhì)量?？睖y(cè)是對(duì)設(shè)計(jì)的路線收集設(shè)計(jì)所需要的一切資料，如經(jīng)濟(jì)資料、地形資料、地質(zhì)和水文資料等；設(shè)計(jì)是根據(jù)勘測(cè)資料對(duì)線路及其所有建筑物和設(shè)備的位置、大小和結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃和具體設(shè)計(jì)。

為了保證高質(zhì)量完成上述任務(wù)，必須在設(shè)計(jì)的程序和工作內(nèi)容上劃分明確的階段，逐步解決各階段中的設(shè)計(jì)問題。鐵路設(shè)計(jì)的前期工作分為預(yù)可行性研究和可行性研究?jī)蓚€(gè)階段；鐵路設(shè)計(jì)則分為初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。

3）鐵路的等級(jí)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）鐵路等級(jí)

鐵路（線路）等級(jí)是鐵路的基本標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)鐵路時(shí)，首先要確定鐵路等級(jí)。鐵路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和裝備類型都要根據(jù)鐵路等級(jí)去選定。

我國《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，新建和改建鐵路（或區(qū)段）的等級(jí)，應(yīng)根據(jù)它們?cè)阼F路網(wǎng)中的地位、作用、性質(zhì)和遠(yuǎn)期的客貨運(yùn)量確定。我國鐵路共劃分為三個(gè)等級(jí)，即：Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)。具體的條件見表6.2。

（2）鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括：正線數(shù)目、限制坡度、最小曲線半徑、牽引種類、機(jī)車類型、機(jī)車交路、車站分布、到發(fā)線有效長度和閉塞類型等。

表6.2　鐵路等級(jí)

6.2.2 鐵路線路的平面和縱斷面

一條鐵路線路在空間的位置是用它的線路中心線表示的。線路中心線在水平面上的投影，叫做鐵路線路的平面。線路中心線（展直后）在垂直面上的投影，叫做鐵路線路的縱斷面。

1）線路的平面

從運(yùn)營的觀點(diǎn)來看，最理想的線路是既直又平的線路。但是天然地面情況復(fù)雜多變（有山、水、沙漠、森林、礦區(qū)、城鎮(zhèn)等障礙物和建筑物），如果把鐵路修得過于平直，就會(huì)造成工程數(shù)量和工程費(fèi)用大，且工期長，這樣既不經(jīng)濟(jì)，又不合理，有時(shí)也不現(xiàn)實(shí)。從工程角度來看，為了降低造價(jià)，縮短工期，鐵路線路最好是隨自然地形起伏變化。但是這會(huì)給運(yùn)營造成很大困難，甚至影響鐵路行車的安全與平穩(wěn)。

在線路平面設(shè)計(jì)時(shí)，為縮短線路長度和改善運(yùn)營條件，應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)較長的直線段，但當(dāng)線路遇到地形、地物等障礙時(shí)，為減少工程造價(jià)和運(yùn)營支出，應(yīng)設(shè)置曲線。譬如，某鐵路線路要從A、B、C三點(diǎn)（見圖6.15）經(jīng)過，方案一是走最短路徑，可將A、B和B、C分別用直接相連。這樣在AB線段上要修兩座橋梁跨越河流，在BC線段上要開挖隧道穿越山嶺；方案二是用折線ADB 和BEC來代替AB和BC，使其繞避障礙，在折線的轉(zhuǎn)角處，則用曲線連接。

圖6.15　鐵路線路繞避地形障礙示意圖

鐵路線路平面由直線、圓曲線以及連接直線與圓曲線的緩和曲線組成，如圖6.16所示。

（1）圓曲線

鐵道線路在轉(zhuǎn)向處所設(shè)的曲線為回曲線，其基本要素有：曲線半徑R、曲線轉(zhuǎn)向角α、曲線長度L、切線長度T，如圖6.16和圖6.17所示。

在線路設(shè)計(jì)時(shí)，一般是先設(shè)計(jì)出α和R，再按下式算出T及L：

圖6.16　線路曲線圖

圖6.17　圓曲線組成要素

曲線轉(zhuǎn)向角的大小由線路走向、繞過障礙物的需要等確定。

圓曲線半徑的大小，反映了曲線彎曲度的大小。圓曲線半徑愈小，彎曲度愈大。一般情況下，曲線半徑愈大，行車速度可以愈高，但工程費(fèi)用愈高。而小半徑曲線具有容易適應(yīng)地形困難的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)工程條件有利。因此，正確地選用曲線半徑就顯得十分重要。設(shè)計(jì)線路時(shí)，可根據(jù)具體條件，因地制宜由大到小合理選用曲線半徑。為了測(cè)設(shè)、施工和養(yǎng)護(hù)的方便，曲線半徑一般應(yīng)取50、100 m的整倍數(shù)。為了保證線路的通過能力，并有一個(gè)良好的運(yùn)營條件，還對(duì)區(qū)間線路的最小曲線半徑做了具體規(guī)定，如表6.3、表6.4所示。

表6.3　客貨共線Ⅰ、Ⅱ級(jí)鐵路區(qū)線路最小曲線半徑

表6.4　客貨專線鐵路區(qū)線路最小曲線半徑和最大曲線半徑

列車在曲線上行駛的速度越快，所產(chǎn)生的離心力也就越大，為了保證列車運(yùn)行的安全、平衡和舒適，必須限制列車通過曲線時(shí)的速度。

（2）緩和曲線

為保證列車安全，使列車平順地由直線過渡到圓曲線或由圓曲線過渡到直線，以避免離心力的突然產(chǎn)生和消除，常需要在直線與圓曲線之間設(shè)置一條曲率半徑變化的曲線，這個(gè)曲線稱為緩和曲線，如圖6.18所示。

圖6.18　緩和曲線示意圖

緩和曲線的特征為：從緩和曲線所銜接的直線一端起，它的曲率半徑ρ由無窮大逐漸減小到它所銜接的圓曲線半徑R。它可以使離心力逐漸增加或減小，不至于造成列車強(qiáng)烈橫向搖擺，有利于行車平穩(wěn)。

2）線路的縱斷面

為了適應(yīng)地面的起伏，線路上除了平道以外，還修成不同的坡道。因此，平道、坡道和豎曲線就成了線路縱斷面的組成要素。

圖6.19　坡道與坡道阻力示意圖

（1）坡道的坡度

坡道的陡與緩常用坡度來表示。坡度是指坡道線路中心線與水平夾角的正切值，即一段坡道兩端點(diǎn)的高差與水平距離之比，如圖6.19所示。坡道坡度的大小通常是用千分率來表示。

i‰= h/L　　　　　　　　　（式6．3）

式中，i為坡度值；h為坡道段始點(diǎn)與終點(diǎn)的高差（m）；L為坡道段始點(diǎn)與終點(diǎn)的水平距離（m）。例如，若L為1500m，h為9 m，則坡度為6‰。

（2）坡道附加阻力

由于有了坡道，就給列車運(yùn)行帶來了不良的影響。列車在坡道上運(yùn)行時(shí)，會(huì)受到一種由坡道引起的阻力，這一阻力稱之為坡道附加阻力。如圖6.19所示，機(jī)車車輛所受的重力Q，可以分解為垂直于坡道的分力N和平行于坡道的分力W。分力N被軌道的反作用力所抵消，而分力W就成為坡道阻力了。當(dāng)列車上坡時(shí)，坡道阻力規(guī)定為正，下坡時(shí)為負(fù)。列車在坡道上所受的總坡道阻力Wi可以按下式確定：

Wi= Q·sinα≈Q·tanα= Q·i‰　　　　　　（式6．4）

列車平均每單位質(zhì)量所受到的坡道阻力，叫做單位坡道阻力（wi），其計(jì)算公式為：

即機(jī)車車輛每單位質(zhì)量上坡時(shí)所受的坡道阻力等于用千分率表示的坡道坡度。由此可見，坡度越大，列車上坡時(shí)的坡道阻力也就越大，同一臺(tái)機(jī)車（在列車運(yùn)行速度相同的條件下）所能牽引的列車質(zhì)量也就越小。

（3）限制坡度

鐵路每一區(qū)段都是由數(shù)量眾多的平道和坡道組成。坡道的坡度不同，它們對(duì)列車質(zhì)量的影響也不一樣。在一個(gè)區(qū)段上，決定一臺(tái)某一類型機(jī)車所能牽引的貨物列車質(zhì)量（最大值）的坡度，叫做限制坡度（i x‰）。在一般情況下，限制坡度的數(shù)值往往和區(qū)段內(nèi)陡長上坡道的最大坡度值相當(dāng)。

限制坡度的大小，影響一個(gè)區(qū)段甚至全鐵路線的運(yùn)輸能力。限制坡度小，列車質(zhì)量可以增加，運(yùn)輸能力就大，運(yùn)營費(fèi)用就越省。但是限制坡度過小時(shí)，就不容易適應(yīng)地面的天然起伏，特別是在地形變化很大的地段，使工程量增大，造價(jià)提高。因此，限制坡度的選定是一個(gè)很重要的問題，要經(jīng)過仔細(xì)的綜合研究。我國《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定的最大限制坡度的數(shù)值，如表6.5所示。

表6.5　限制坡度最大值（‰）

（4）變坡點(diǎn)

坡道與坡道、坡道與平道的交點(diǎn)叫變坡點(diǎn)。列車經(jīng)過變坡點(diǎn)時(shí)，容易發(fā)生斷鉤、脫鉤等事故，車鉤內(nèi)產(chǎn)生附加應(yīng)力；坡度變化越大，兩車鉤上下錯(cuò)移量越大，附加應(yīng)力越大。為了保證列車的運(yùn)行平穩(wěn)和安全，我國鐵路規(guī)定，在Ⅰ、Ⅱ級(jí)線路上相鄰坡段的坡度代數(shù)差的絕對(duì)值大于3‰、Ⅲ級(jí)鐵路大于4‰時(shí)，應(yīng)以豎曲線連接，如圖6.20所示。

圖6.20　豎曲線示意圖

豎曲線是縱斷面上的圓曲線。豎曲線的半徑，Ⅰ、Ⅱ級(jí)鐵路為10000 m，Ⅲ級(jí)鐵路為5000 m。

（5）線路縱斷面圖

用一定的比例尺，把線路中心線（展直后）投影到垂直面上，并標(biāo)明平面、縱斷面的各項(xiàng)有關(guān)資料，就成為縱斷面圖，如圖6.21所示。

線路縱斷面圖：上部是圖，主要表明了線路中心線（即路肩設(shè)計(jì)標(biāo)高的連線）、地面線、車站、橋隧建筑物等有關(guān)資料及其他有關(guān)情況；下部是表，主要有沿線的工程地質(zhì)概況、地面標(biāo)高、路肩設(shè)計(jì)高程、設(shè)計(jì)坡度及線路平面的有關(guān)資料等。

鐵路線路平面和縱斷面圖既是全面、正確反映線路主要技術(shù)條件的重要文件，也是施工依據(jù)和線路交付運(yùn)營后使用的技術(shù)資料。

圖6.21　線路縱斷面圖

6.2.3　路基和道口、交叉及線路接軌

1）路基（見6.1.4公路路基）

2）道口、交叉及線路接軌

（1）道口、交叉

道口根據(jù)需要修建道口看守房，設(shè)置照明燈、警示燈、遮斷色燈信號(hào)機(jī)和道口自動(dòng)通知設(shè)備，根據(jù)需要設(shè)置列車無線調(diào)度通信設(shè)備。

站內(nèi)平過道必須與站外道路和人行道路斷開，禁止社會(huì)車輛、非工作人員通行，平過道不得設(shè)在車站兩端咽喉區(qū)內(nèi)。

在電氣化鐵路上，鐵路道口通路兩面應(yīng)設(shè)限高架，其通過高度不得超過4.5 m。

特別笨重、巨大的物件和可能破壞鐵路設(shè)備、干擾行車的物體通過道口時(shí)，應(yīng)提前通知鐵路道口管理部門，采取安全和防護(hù)措施，并在其協(xié)助指導(dǎo)下通過。

一切車輛、自動(dòng)走行機(jī)械和牲畜，均須在立體交叉或平交道口處通過鐵路。

（2）線路接軌

新建岔線，不準(zhǔn)在區(qū)間內(nèi)與正線接軌；特殊情況必須在區(qū)間內(nèi)接軌時(shí)，須經(jīng)鐵道部批準(zhǔn)，在接軌地點(diǎn)應(yīng)開設(shè)車站（線路所）或設(shè)輔助所管理。

列車運(yùn)行速度120 km/h及以上線路和重載運(yùn)煤專線等線路應(yīng)全立交、全封閉，線路兩側(cè)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行柵欄封閉，并設(shè)置相應(yīng)的警示標(biāo)志。

6.2.4　軌道

軌道由鋼軌、軌枕、聯(lián)結(jié)零件、道床、防爬設(shè)備及道岔等主要部件組成，如圖6.22所示。它起著機(jī)車車輛運(yùn)行的導(dǎo)向作用，直接承受由車輪傳來的巨大壓力，并把它傳遞給路基或橋隧建筑物。

1）軌道組成

（1）鋼軌

鋼軌的作用是引導(dǎo)車輪的運(yùn)行方向，直接承受車輪的巨大作用力并將其傳遞到軌枕。另外，在電氣化鐵路或自動(dòng)閉塞區(qū)段，鋼軌還兼作軌道電路之用，因此鋼軌應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。

圖6.22　軌道的基本組成
1—鋼軌；2—普通道釘；3—墊板；4—軌枕；5—防爬撐；6—防爬器；7—道床；8—接頭夾板；9—扣板式中間聯(lián)結(jié)零件；10—彈片式中間聯(lián)結(jié)零件。

鋼軌的斷面采用具有最佳抗彎性能的工字形斷面，由軌頭、軌腰、軌底三部分組成，如圖6.23所示。

圖6.23　鋼軌斷面圖

在我國，鋼軌的類型或強(qiáng)度以每米長度的大致質(zhì)量表示?，F(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)鋼軌類型有：75 kg/m、60 kg/m、50 kg/m及43 kg/m。新建、改建鐵路正線應(yīng)采用60 kg/m鋼軌的跨區(qū)間無縫線路（重載運(yùn)煤專線線路可采用75 kg/m鋼軌軌道結(jié)構(gòu)）。

目前我國鋼軌的標(biāo)準(zhǔn)長度有25 m和12.5 m兩種，對(duì)于75 kg/m鋼軌只有25 m一種。此外，還有專供曲線地段鋪設(shè)內(nèi)軌用的標(biāo)準(zhǔn)縮短軌若干種。

（2）軌枕

軌枕是鋼軌的支座，它除承受鋼軌傳來的壓力并將其傳給道床以外，還起著保持鋼軌位置和軌距的作用。

軌枕按照制作材料分，主要有鋼筋混凝土枕和木枕兩種。木枕具有彈性好，形狀簡(jiǎn)單，加工容易，質(zhì)量輕，鋪設(shè)和更換方便等優(yōu)點(diǎn)。主要缺點(diǎn)是消耗大量木材，使用壽命較短。鋼筋混凝土軌枕使用壽命長、穩(wěn)定性能高，養(yǎng)護(hù)工作量小，加上材料來源較廣，所以在我國鐵路上得到廣泛采用，不僅可以節(jié)省大量木材，還有利于提高軌道的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

我國普通軌枕的長度為2.5 m，道岔用的岔枕和鋼橋上用的橋枕，其長度有2.6～4.85 m多種。

（3）聯(lián)結(jié)零件

聯(lián)結(jié)零件包括接頭聯(lián)結(jié)零件和中間聯(lián)結(jié)零件兩類。

接頭聯(lián)結(jié)零件用來聯(lián)結(jié)鋼軌與鋼軌之間的接頭，包括夾板、螺栓、螺帽和彈性墊圈等。鋼軌接頭是線路上最薄弱的環(huán)節(jié)，必須保持一定的縫隙，這一縫隙叫做軌縫。當(dāng)氣溫發(fā)生變化時(shí)，軌縫可滿足鋼軌的自由伸縮，因此它是線路維修工作的重點(diǎn)對(duì)象。

中間聯(lián)結(jié)零件（又稱扣件）的作用是將鋼軌緊扣在軌枕上。中間聯(lián)結(jié)零件因軌枕的不同，有鋼筋混凝土枕用的扣件和木枕用扣件兩類。

（4）道床

道床是鋪設(shè)在路基面上的石砟（道砟）墊層。主要作用是支撐軌枕，把從軌枕上部的壓力均勻地傳遞給路基，并固定軌枕的位置，阻止軌枕縱向或橫向移動(dòng)，緩和機(jī)車車輛輪對(duì)對(duì)鋼軌的沖擊，調(diào)整線路的平面和縱斷面。

道床的材料應(yīng)當(dāng)具有堅(jiān)硬，不易風(fēng)化，富有彈性，并有利于排水的特點(diǎn)。常用的材料有碎石、卵石、粗砂等。其中以碎石為最優(yōu)，我國鐵路一般都采用碎石道床。

（5）防爬設(shè)備

因列車運(yùn)行時(shí)縱向力的作用，使鋼軌產(chǎn)生縱向移動(dòng)，有時(shí)甚至帶動(dòng)軌枕一起移動(dòng)，這種現(xiàn)象叫軌道爬行。軌道爬行往往引起軌縫不勻、軌枕歪斜等線路病害，對(duì)軌道的破壞性極大，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危及行車安全。因此，必須采用有效措施加以防止。通常的做法是：一方面加強(qiáng)鋼軌與軌枕間的扣壓力和道床阻力；另一方面是設(shè)置防爬器和防爬支撐等防爬設(shè)備。

（6）道岔

道岔是一種使機(jī)車車輛能從一股道轉(zhuǎn)入或越過另一股道的線路連接設(shè)備，大量鋪設(shè)在車站內(nèi)，以滿足各種作業(yè)需要，最常見的是普通單開道岔。

①普通單開道岔。普通單開道岔由轉(zhuǎn)轍器、轍叉及護(hù)軌、連接部分所組成，如圖6.24所示。

圖6.24　普通單開道岔

②道岔號(hào)數(shù)。道岔因其轍叉角的大小不同，有不同的道岔號(hào)數(shù)（N），道岔號(hào)數(shù)表明了道岔各部分的主要尺寸。道岔號(hào)數(shù)是用轍叉角（α）的余切值來表示的，如圖6.25所示，其計(jì)算公式為：

圖6.25　道岔號(hào)數(shù)計(jì)算示意圖

由此可見，轍叉角越少，N值就越大，導(dǎo)曲線半徑也越大，機(jī)車車輛側(cè)線通過道岔時(shí)就越平穩(wěn)，允許的側(cè)線過岔速度也就越高。所以，采用大號(hào)碼道岔對(duì)于列車運(yùn)行是有利的。然而，道岔號(hào)數(shù)越大，道岔全長就越長，鋪設(shè)時(shí)占地就越多。目前，我國鐵路的主要線路上大多使用9、12、18、30號(hào)道岔對(duì)于速度分別為30、45、80、140 km/h。因此，采用幾號(hào)道岔來連接線路，需要根據(jù)線路的用途來決定。

③其他類型道岔與交叉設(shè)備。除了普通單開道岔以外，按照構(gòu)造上的特點(diǎn)及所連接的線路數(shù)目，還有對(duì)稱雙開道岔、對(duì)稱三開道岔、復(fù)式交分道岔和菱形交叉等。

2）軌道上兩股鋼軌的相互位置

為了確保行車安全，軌道除了應(yīng)具有合理的組成外，還應(yīng)保持兩股鋼軌的規(guī)定距離和鋼軌頂面的相對(duì)水平位置。

（1）直線部分的軌距和水平

①軌距。軌距是鋼軌頭部踏面下16 mm范圍內(nèi)兩股鋼軌工作邊之間的最小距離。我國鐵路主要采用1 435 mm的標(biāo)準(zhǔn)軌距。軌距小于1 435 mm的鐵路統(tǒng)稱為窄軌鐵路，軌距大于1 435 mm的統(tǒng)稱為寬軌鐵路。

②水平。直線地段兩股鋼軌的頂面應(yīng)保持在同一水平。如有誤差，在正線和列車到發(fā)線上，在軌道的距離范圍內(nèi)兩股鋼軌的頂面高差不允許超過4 mm。

（2）曲線部分的軌距和水平

①軌距加寬。機(jī)車車輛走行中只能保持平行而不能作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的車軸中心線間的最大距離，叫做固定軸距，如圖6.26所示。由于機(jī)車車輛具有固定軸距，在曲線上運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)向架的縱向中心線與曲線軌道中心

圖6.26　軌距加寬原因示意圖

線并不一致，因而引起轉(zhuǎn)向架前一輪對(duì)外側(cè)車輪輪緣和后一輪對(duì)的內(nèi)側(cè)車輪輪緣壓擠鋼軌，增加走行阻力。為了使機(jī)車車輛順利地通過曲線，要對(duì)小半徑曲線的軌距適當(dāng)加寬。

圖6.27　外軌超高原理圖

②外軌超高。機(jī)車車輛在曲線上運(yùn)行時(shí)，由于離心力的作用使曲線外軌承受了較大的壓力，因而造成兩股鋼軌磨耗不均勻現(xiàn)象，并使旅客感到不舒適，嚴(yán)重時(shí)還可能造成翻車事故。因此，通常要將曲線上的外軌抬高，使機(jī)車車輛內(nèi)傾，以平衡離心力的作用。外軌比內(nèi)軌高出的部分稱為超高。如圖6.27所示。

曲線外軌超高量h（mm），通?？捎孟铝泄接?jì)算：

我國規(guī)定，外軌超高的最大值單線地段不得超過125 mm，雙線地段不得超過150 mm。

6.2.5　高速鐵路

1）概述

高速鐵路技術(shù)是當(dāng)今世界鐵路的一項(xiàng)重大技術(shù)成就。雖然高速列車表面上還是在鋼軌上運(yùn)行，但它已完全不同于我們現(xiàn)在的鐵路運(yùn)輸。它不僅要有良好的線路路基，性能優(yōu)良的機(jī)車和車輛，還要有一系列建立在高新科技基礎(chǔ)上的通訊信號(hào)設(shè)備，自動(dòng)行車指揮系統(tǒng)，自動(dòng)的損傷、安全診斷保障系統(tǒng)。它集中反映了一個(gè)國家鐵路牽引動(dòng)力、線路結(jié)構(gòu)、高速運(yùn)行控制、高速運(yùn)輸組織和經(jīng)營管理等方面的技術(shù)進(jìn)步，也體現(xiàn)了一個(gè)國家的科技和工業(yè)水平。

我國高速鐵路發(fā)展規(guī)劃，是2004年經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)的《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》確定的。2008年，國家根據(jù)我國綜合交通體系建設(shè)的需要，對(duì)《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》進(jìn)行了調(diào)整。到2020年，為滿足快速增長的旅客運(yùn)輸需求，建立省會(huì)城市及大中城市間的快速客運(yùn)通道，規(guī)劃“四縱四橫”鐵路快速客運(yùn)通道以及6個(gè)城際快速客運(yùn)系統(tǒng)。建設(shè)客運(yùn)專線1.2萬km以上，客車速度目標(biāo)值達(dá)到200 km/h及以上。

目前，中國是世界上高速鐵路發(fā)展最快、系統(tǒng)技術(shù)最全、集成能力最強(qiáng)、運(yùn)營里程最長、運(yùn)營速度最高、在建規(guī)模最大的國家。

2）高速鐵路線路

隨著列車運(yùn)行速度的提高，對(duì)線路的建筑標(biāo)準(zhǔn)，包括最小曲線半徑、緩和曲線、外軌超高、正線線間距、限制坡度、豎曲線和道岔等線路構(gòu)造與普通鐵路相比都將有特定要求。

（1）線路

我國規(guī)定鐵路客運(yùn)專線區(qū)間直線地段線間距不得小于4.4 m，曲線地段按規(guī)定進(jìn)行加寬，區(qū)間正線平面的圓曲線半徑應(yīng)因地制宜，優(yōu)先采用常用曲線半徑，慎用最小曲線半徑和最大曲線半徑；直線與圓曲線間應(yīng)采用緩和曲線連接，緩和曲線采用三次拋物線線型。各類平面圓曲線半徑如表6.6所示。

表6.6　線路平面圓曲線半徑　單位：m

①曲線超高度。目前，國外高速鐵路、客運(yùn)專線的最大超高除日本東海道新干線規(guī)定為200 mm外，其余均為180 mm。

②限制坡度與豎曲線。高速列車質(zhì)量較小，機(jī)車功率較大，可在較大線路坡度上高速運(yùn)行。我國區(qū)間正線的限制坡度應(yīng)根據(jù)地形條件、列車牽引種類和運(yùn)輸要求比選確定，并應(yīng)符合國家現(xiàn)行《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定；法國TGV東南線限制坡度采用35‰，豎曲線半徑采用25 000 m；而日本除在東海道新干線限制坡度采用20‰，豎曲線半徑采用10 000 m外，山陽、東北、上越新干線均為15‰的限制坡度和15 000 m的豎曲線半徑。

（2）路基

路基橫斷面處除應(yīng)滿足高速行車的技術(shù)要求外，還要為高速行車的安全及線路維修檢查提供便利條件，因此路基必須具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性的耐久性，能夠抵抗各種自然因素作用的影響。路基需要設(shè)計(jì)較寬的路基寬度，如我國客運(yùn)專線應(yīng)不小于12.1 m；法國高速鐵路路基寬度規(guī)定為12.6 m；日本東海道新干線為10.7 m，山陽新干線為11.6 m；意大利高速線為13 m；德國則采用13.7 m。

道床的基底除路堤可用石塊填筑外，均應(yīng)鋪設(shè)15～55 cm厚的墊層，以保證高速列車良好的運(yùn)行條件及行車安全。

（3）軌道結(jié)構(gòu)

高速軌道結(jié)構(gòu)，目前大體可分為兩種類型：

①道砟軌道，即所謂常規(guī)軌道，多為歐洲各國所采用。在整體結(jié)構(gòu)上仍為有砟軌道，但對(duì)軌道部件進(jìn)行了改進(jìn)和加強(qiáng)。有砟軌道具有工程費(fèi)用低、施工鋪設(shè)速度快和易于整修軌道變形等優(yōu)點(diǎn)。法國、德國均屬于此類。

②板式軌道，即所謂無砟軌道，是在混凝土整體道床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型軌下基礎(chǔ)，目前只有日本高速鐵路采用。這種軌道結(jié)構(gòu)形式一經(jīng)筑成，線路就能保持穩(wěn)定、平順，且維修工作量少，但造價(jià)高、剛性大、列車振動(dòng)與噪聲較大，如圖6.28所示。

圖6.28　板式軌道

高速軌道結(jié)構(gòu)具有鋪設(shè)超長軌條無縫線路、重型軌道結(jié)構(gòu)、強(qiáng)韌性與彈性的軌道部件、有足夠彈性及穩(wěn)定性的道床、采用可動(dòng)心軌或可動(dòng)翼軌結(jié)構(gòu)的大號(hào)道岔等特點(diǎn)。

為了減少軌道變形、增大強(qiáng)度，除采用整體軌枕外，法國高速鐵路還采用每根質(zhì)量245 kg，長2.24 m的雙塊式混凝土軌枕。

6.3　港口工程

6.3.1　概述

1）港口與港口工程

港口是水陸聯(lián)運(yùn)中供船舶安全進(jìn)出和停泊的運(yùn)輸樞紐，港口工程則是港址選擇、工程規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)及各種設(shè)施（如建筑物、裝卸設(shè)備、系船浮筒、航標(biāo)等）施工、管養(yǎng)的總稱。

港口工程原屬土木工程的一個(gè)分支，隨著港口工程科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已逐漸成為相對(duì)獨(dú)立的學(xué)科，但仍與土木工程中的道路、鐵路、橋梁、房屋以及市政工程、供暖通風(fēng)工程，防災(zāi)減災(zāi)及防護(hù)工程，水工結(jié)構(gòu)工程等土木工程學(xué)科密切相關(guān)。

港口工程屬于重要的交通土建工程，其發(fā)展與水路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展高度關(guān)聯(lián)。與鐵路和公路運(yùn)輸相比較，水路運(yùn)輸除速度慢（一般為20～30 km/h），受自然條件（如航道、氣候、潮汐等）影響相對(duì)較大外，具有諸多優(yōu)勢(shì)，包括：a.占地少；b.基本建設(shè)投資少，用工省，見效快；c.節(jié)能環(huán)保；d.運(yùn)量大；e.運(yùn)費(fèi)低等。

隨著國家綜合交通運(yùn)輸體系的建設(shè)發(fā)展需要，港口工程在交通土建中的地位與作用將更加突出。

2）港口概念內(nèi)涵

現(xiàn)代交通運(yùn)輸系統(tǒng)通過公路、鐵路、水路、管道和航空等多種運(yùn)輸方式的有機(jī)結(jié)合形成的綜合運(yùn)輸網(wǎng)。其中，港口是交通運(yùn)輸樞紐之一，是公路、鐵路、水路、航空和管道幾種運(yùn)輸方式的匯集點(diǎn)，也是水陸聯(lián)運(yùn)的咽喉。因此，港口的通過能力受與其連接的各種運(yùn)輸方式能力的制約，反過來港口能力也影響與其連接的各種運(yùn)輸能力的發(fā)揮。這充分體現(xiàn)了港口在整個(gè)綜合運(yùn)輸系統(tǒng)的重要地位以及其對(duì)發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)作用。港口的內(nèi)涵體現(xiàn)在：

①就其功能而言，港口是供旅客和貨物改變運(yùn)輸工具進(jìn)行換裝的場(chǎng)所，是交通運(yùn)輸樞紐、水陸聯(lián)運(yùn)的咽喉；是水陸運(yùn)輸工具的銜接點(diǎn)和貨物、旅客的集散地。要求港口能滿足船舶的安全?？颗c航行、旅客的上下船與候船、貨物的裝卸與存儲(chǔ)、車輛和機(jī)械的運(yùn)行，并具有供水、供電和機(jī)修等生產(chǎn)生活輔助設(shè)施。

②就其工程內(nèi)容而言，港口是各種工程建筑物（如碼頭、防波堤、房建、鐵路、道路、橋梁和給排水等）、設(shè)備以及信息基礎(chǔ)設(shè)施所組成的綜合體，而港口水工建筑物是這個(gè)綜合體的主要組成部分。因此，港口工程具有涉及面廣、投資大、周期長、關(guān)聯(lián)問題多等特點(diǎn)。

③就其功能特點(diǎn)而言，港口通常是海運(yùn)的起點(diǎn)與終點(diǎn)。海洋運(yùn)輸無論是集裝箱或散貨運(yùn)輸，都是貨運(yùn)量最大的運(yùn)輸方式。因此，港口總是運(yùn)輸鏈上貨物最集中的地方。如果需要增加工業(yè)、商業(yè)和技術(shù)活動(dòng)，貨物集中是實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)的最好條件；如果不同大陸之間，或相距較遠(yuǎn)的國家之間，在生產(chǎn)要素上存在著巨大差別，通常要靠海運(yùn)運(yùn)輸貨物，港口自然是用最有利方式將不同的生產(chǎn)要素的作用結(jié)合的地點(diǎn)，這正是“臨港工業(yè)”在國際市場(chǎng)上取得巨大的成本優(yōu)勢(shì)的原因。

④就國際貿(mào)易而言，港口是最大、最重要的運(yùn)輸方式連接點(diǎn)。在這里可以找到貨主、貨運(yùn)代理、托運(yùn)人、船東、船務(wù)代理、貨物分運(yùn)商、包裝公司、陸地運(yùn)輸經(jīng)營人、海關(guān)、商檢、銀行、保險(xiǎn)、法律等有關(guān)公司和部門，這里是重要的信息中心和國際運(yùn)輸?shù)耐暾枧_(tái)。因此，港口正以水陸聯(lián)運(yùn)樞紐功能為主體，向兼有產(chǎn)業(yè)、商務(wù)、貿(mào)易的國際貿(mào)易綜合運(yùn)輸中心和國際貿(mào)易的后勤基地發(fā)展。

3）現(xiàn)代港口的功能

現(xiàn)代港口的功能包括：

①裝卸和倉儲(chǔ)功能：基本功能。

②運(yùn)輸組織管理功能：通過有效的運(yùn)輸組織，把各種運(yùn)輸方式有機(jī)結(jié)合起來，從而使物流供應(yīng)全過程快速、經(jīng)濟(jì)與合理。

③貿(mào)易功能：對(duì)外交流與貿(mào)易的窗口。

④信息功能：各種信息的匯集中心。

⑤服務(wù)功能：口岸服務(wù)和生活與生產(chǎn)服務(wù)。

⑥生產(chǎn)加工功能：貨物加工，出口加工區(qū)、保稅港區(qū)、自由港區(qū)等。

⑦輻射功能：輻射海外和內(nèi)陸。

⑧現(xiàn)代物流功能：物流中心。

4）我國港口的發(fā)展

我國是一個(gè)有18 000余千米大陸海岸線的國家，同時(shí)又是一個(gè)島嶼眾多的國家，擁有大小島嶼6 500多個(gè)，島嶼岸線14 000余千米。江河眾多，內(nèi)河流域面積在100 km2以上的共有5 700多條，總長約430 000 km，為發(fā)展水運(yùn)和建設(shè)港口提供了十分優(yōu)越的條件。

新中國成立以來，我國港口已經(jīng)有了跨越式發(fā)展。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①港口的管理體制實(shí)現(xiàn)了政企分開。已基本形成公平、公開、競(jìng)爭(zhēng)、有序的港口市場(chǎng)體系。

②港口的建設(shè)實(shí)現(xiàn)了跨越發(fā)展。到2008年底，全國413個(gè)港口擁有生產(chǎn)用碼頭泊位3.1萬個(gè)，其中萬噸級(jí)及以上泊位1 416個(gè)，全國貨物吞吐量超億噸的港口達(dá)到16個(gè)；港口吞吐量從新中國成立初期僅有的1 000萬噸，發(fā)展到70億噸，增長近700倍，完成集裝箱吞吐量為1.28億標(biāo)準(zhǔn)箱。

③港口的功能有了巨大的拓展?，F(xiàn)代港口不僅僅是最初的裝卸，還能為用戶提供配送、包裝、保稅、供油、供水等多種服務(wù)；臨港工業(yè)紛紛依托港口實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，形成了保稅港區(qū)、港口物流園區(qū)、臨港工業(yè)區(qū)、出口加工業(yè)等一批新的港口經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

④港口的布局更加完善合理。建成了布局合理、層次分明、功能齊全、河海兼顧、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、配套設(shè)施完善的現(xiàn)代化港口體系，形成了環(huán)渤海、長江三角洲、東南沿海、珠江三角洲和西南沿海五大港口群，構(gòu)建了石油、煤炭、礦石、集裝箱、糧食五大專業(yè)化港口運(yùn)輸系統(tǒng)，具備靠泊裝卸30萬噸級(jí)散貨船、35萬噸級(jí)油輪和1萬標(biāo)準(zhǔn)箱集裝箱船的能力。各大區(qū)域沿海港口群將通過各自區(qū)域內(nèi)、外的公路、鐵路、內(nèi)河以及航空、油氣管道等多種方式構(gòu)成的綜合運(yùn)輸體系，全面服務(wù)于我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。

6.3.2　港口的分類

（1）按功能及用途分

①商港：以一般商船和貨物運(yùn)輸為服務(wù)對(duì)象的港口稱為商港，也稱為貿(mào)易港。一般均兼運(yùn)各種各類貨物，設(shè)有不同貨種的作業(yè)區(qū)。

②漁港：為漁船停泊、捕撈、魚貨保鮮、冷藏加工、修補(bǔ)漁網(wǎng)、中轉(zhuǎn)外調(diào)魚貨和漁船獲得生產(chǎn)、生活補(bǔ)給品的基地。魚易腐爛變質(zhì)，一經(jīng)卸船必須迅速處理。因此，港內(nèi)的冷藏、加工設(shè)施的設(shè)置使?jié)O港具有生產(chǎn)、貿(mào)易和分運(yùn)的功能。

③工業(yè)港：供大型企業(yè)輸入原材料及輸出成品而設(shè)置的港口，我國稱為業(yè)主碼頭。通常是為沿海、沿江的大企業(yè)所設(shè)，港區(qū)與廠區(qū)靠近。

④軍港：為艦艇停泊并取得艦艇所需戰(zhàn)術(shù)技術(shù)補(bǔ)給的港口。在港口選址、總圖布置、陸域設(shè)施等方面與上述港口有較大的差別。

⑤旅游港：為旅游業(yè)服務(wù)的港口。

⑥避風(fēng)港：為避風(fēng)船舶服務(wù)，無貨物裝卸。

（2）按地理位置分

①河港：位于天然河流或人工運(yùn)河上的港口，包括湖泊港和水庫港，多以內(nèi)貿(mào)為主，供河船使用。

②海港：河口港和海岸港統(tǒng)稱為海港。河口港位于河流入海口或河流下游潮區(qū)界內(nèi)的港口，可同時(shí)停泊海船和河船。由于河口港與腹地聯(lián)系方便，有河流水路優(yōu)越的集疏運(yùn)條件，對(duì)風(fēng)浪又有較好的掩護(hù)條件，因此歷史悠久的著名大港多屬于河口港。例如：我國第一大港上海港，世界第一大港鹿特丹港，美國第一大港紐約·新澤西港，德國第一大港漢堡港。海岸港位于海岸、海灣或?yàn)a湖內(nèi)，也有離開海岸建在深水海面上的。位于開敞海面岸邊或天然掩護(hù)不足的海灣內(nèi)的港口，通常須修建相當(dāng)規(guī)模的防波堤，如大連港、青島港等。供巨型油輪或礦石船靠泊的單點(diǎn)或多點(diǎn)系泊碼頭和島式碼頭屬于無掩護(hù)的外海開敞式海港，如利比亞的卜拉加港、黎巴嫩的西頓港等。瀉湖被天然沙嘴完全或部分隔開，開挖運(yùn)河或拓寬、浚深航道后，可在瀉湖岸邊建港，如廣西北海港。也有完全靠天然掩護(hù)的大型海港，如日本的東京港、澳大利亞的悉尼港及中國的香港港等。

（3）按港口的層次分

根據(jù)港口布局和港口在國民經(jīng)濟(jì)及綜合運(yùn)輸體系中的地位、作用以及所處的地理位置及功能進(jìn)行劃分，可分為：航運(yùn)中心、主樞紐港、地區(qū)性樞紐港、地區(qū)型主要港和其他中小港口。

（4）按集裝箱運(yùn)輸份額分

按集裝箱運(yùn)輸份額分為：國際集裝箱樞紐港、區(qū)域型樞紐港和支線港（喂給港）。

6.3.3　港口的基本組成

港口由港口水域、碼頭和陸域設(shè)施等組成，如圖6.29所示。

圖6.29　大連港平面圖

（1）港口水域

港口水域包括錨地、航道、船舶調(diào)頭水域和碼頭前水域，還有導(dǎo)航、助航標(biāo)志等設(shè)施。

①錨地：指有天然掩護(hù)或人工掩護(hù)條件、能抵御強(qiáng)風(fēng)浪的水域，船舶可在此錨泊、等待靠泊碼頭或離開港口。如果港口缺乏深水碼頭泊位，也可在此進(jìn)行船轉(zhuǎn)船的水上裝卸作業(yè)。內(nèi)河駁船船隊(duì)還可在此進(jìn)行編、解隊(duì)和換拖（輪）作業(yè)。

②航道：保證船舶沿著足夠?qū)挾?、足夠水深的路線進(jìn)出港口的水域。圖6.29中大連港航道寬270 m，水深10 m，萬噸級(jí)船可隨時(shí)進(jìn)出港。

③船舶調(diào)頭水域：供船舶調(diào)頭用的水域面積，也稱為回旋水域，一般需要直徑為1.5～3倍船長的圓面積。

④碼頭前水域：供船舶靠離碼頭和裝卸貨物用的毗鄰碼頭的水域，也稱為港池。

⑤導(dǎo)航助航標(biāo)志：主要有燈塔，其射程一般為10～25 nmile（1nmile=1.852 km），是船舶接近陸岸的主要標(biāo)志。防波堤堤頭、險(xiǎn)礁以及指示錨地邊界一般用燈樁，其射程視需要在2～7 n mile。

⑥防波堤：在天然掩護(hù)不足的地點(diǎn)建港，需要建設(shè)防波堤，用以圍護(hù)足夠的水域防止波浪、海流等侵襲。

（2）碼頭岸線

碼頭是?？看?、上下旅客和裝卸貨物的場(chǎng)所。碼頭前沿線是水域和陸域交接地，是港口生產(chǎn)活動(dòng)的中心。構(gòu)成碼頭岸線的碼頭建筑物是一切港口不可缺少的建筑物。

（3）陸域設(shè)施

陸域設(shè)施包括倉庫、堆場(chǎng)、鐵路、道路、裝卸機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械以及生產(chǎn)輔助設(shè)施、環(huán)保設(shè)施、計(jì)量檢驗(yàn)設(shè)施、信息中心（EDI服務(wù)中心）等，有些現(xiàn)代化大港口還管理有當(dāng)?shù)氐摹笆澜缳Q(mào)易中心”。

①倉庫、堆場(chǎng)：供貨物在裝船前或卸船后短期存放。

②鐵路：港口集疏運(yùn)的主要方式之一，在庫場(chǎng)前后設(shè)置專用線，在碼頭附近還設(shè)分區(qū)車場(chǎng)，對(duì)來往裝卸線的車輛進(jìn)行編送。鐵路線一般不上碼頭前沿。

③港內(nèi)道路（橋梁）：供流動(dòng)機(jī)械運(yùn)行，并與城市道路和疏港道路相連接。

④裝卸機(jī)械：用于碼頭前方、庫場(chǎng)內(nèi)和船艙內(nèi)的各種起重機(jī)、裝卸搬運(yùn)機(jī)械。

⑤運(yùn)輸機(jī)械：主要用于碼頭前沿與庫場(chǎng)之間貨物運(yùn)輸?shù)母鞣N運(yùn)輸機(jī)械，如汽車、集卡車、拖車等。

⑥生產(chǎn)輔助設(shè)施：是完成港口生產(chǎn)不可缺少的設(shè)施，主要有：a.給排水設(shè)施；b.供電系統(tǒng)；c.通信設(shè)施；d.輔助生產(chǎn)建筑，如流動(dòng)機(jī)械庫、機(jī)修廠、消防站、辦公樓等。

隨現(xiàn)代港口商業(yè)貿(mào)易功能的拓展，國際貿(mào)易港口通信設(shè)施已發(fā)生了質(zhì)的變化。以通信網(wǎng)絡(luò)傳遞為基礎(chǔ)，與具有一定結(jié)構(gòu)特征的標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)信息、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)外貿(mào)事務(wù)處理的自動(dòng)化，即電子數(shù)據(jù)交換（EDI）系統(tǒng)?，F(xiàn)代國際貿(mào)易港口均建立有港口EDI服務(wù)中心。

港口生產(chǎn)作業(yè)是系統(tǒng)化生產(chǎn)，上述個(gè)體必須相互適應(yīng)、相互配合才能使生產(chǎn)作業(yè)順利進(jìn)行?，F(xiàn)代港口生產(chǎn)作業(yè)可主要?dú)w結(jié)為五大系統(tǒng)，如表6.7所示，只有五大系統(tǒng)能力協(xié)調(diào)、配合，才能形成港口的綜合生產(chǎn)能力。

表6.7　港口五大作業(yè)系統(tǒng)

6.3.4　港口工程的技術(shù)特征

（1）港口水深

港口水深是港口的重要標(biāo)志之一，體現(xiàn)港口條件和可供船舶使用的基本界限。增大水深可接納吃水更大的船舶，但將增加港口水工建筑物的造價(jià)和港池等維護(hù)費(fèi)用。在保證船舶行駛和停泊安全的前提下，港口各處水深可根據(jù)使用要求分別確定，不必完全一致。對(duì)有潮港，當(dāng)進(jìn)港航道挖泥量過大時(shí)，可考慮船舶乘潮進(jìn)出港?，F(xiàn)代港口供大型干貨海輪?？康拇a頭水深10～15 m，大型油輪碼頭10～20 m。

（2）碼頭泊位數(shù)

碼頭泊位數(shù)是港口規(guī)模的主要技術(shù)指標(biāo)，根據(jù)貨種以及貨運(yùn)量大小確定。除供裝卸貨物和上下旅客所需泊位外，在港內(nèi)還要有輔助船舶和修船碼頭泊位。

（3）碼頭線長度

根據(jù)碼頭泊位數(shù)和可能同時(shí)?？看a頭的船長及船舶間的安全間距確定。

（4）港口陸域高程

根據(jù)設(shè)計(jì)高水位加超高值確定，要求在高水位時(shí)不淹沒港區(qū)。為降低工程造價(jià)，確定港區(qū)陸域高程時(shí)，應(yīng)盡量考慮港區(qū)挖、填方量的平衡。港區(qū)擴(kuò)建或改建時(shí)，碼頭前沿高程應(yīng)和原港區(qū)后方陸域高程相適應(yīng)，以利于道路和鐵路車輛運(yùn)行。同一作業(yè)區(qū)的各個(gè)碼頭通常采用同一高程。

6.3.5　港口規(guī)劃與設(shè)計(jì)的基本要求

（1）港口規(guī)劃

港口建設(shè)牽涉面廣，關(guān)系到臨近的公路、鐵路和城市建設(shè)，關(guān)系到國家的工業(yè)布局和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。須按照統(tǒng)籌安排、合理布局、遠(yuǎn)近結(jié)合、分步實(shí)施的總原則制定全國、特別是沿海港口的建設(shè)規(guī)劃。深水深用，淺水淺用，合理開發(fā)利用，保護(hù)好國家的港口資源。制定規(guī)劃前要做好港口腹地的社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查，弄清建港的自然條件，選擇好港址，確定合理的工程規(guī)模和總體規(guī)劃，進(jìn)行可行性研究后，制定實(shí)施規(guī)劃。有些港口，如運(yùn)輸燃料或原材料為主的中小型專業(yè)性港口，也可不經(jīng)過前兩個(gè)階段，直接制定實(shí)施規(guī)劃。

港口建設(shè)和所在城市的建設(shè)與發(fā)展息息相關(guān)。港口規(guī)劃須與所在城市發(fā)展規(guī)劃密切配合和協(xié)調(diào)。環(huán)境問題在總體規(guī)劃中必須放在重要位置考慮，適當(dāng)配置臨海、臨江公園和臨海療養(yǎng)設(shè)施，嚴(yán)格防止對(duì)周圍環(huán)境的污染，創(chuàng)造出美好的空間。

（2）港址選擇

港址選擇是港口規(guī)劃工作的重要步驟。港口經(jīng)濟(jì)腹地范圍、交通、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和礦藏情況及貨種、貨流和貨運(yùn)量情況是確定港址的重要依據(jù)；自然條件是決定港址的技術(shù)基礎(chǔ)，故對(duì)有條件建港的地區(qū)應(yīng)進(jìn)行港口工程測(cè)量、濱海水文、氣象、地質(zhì)、地貌等方面的深入調(diào)查研究，輔以必要的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，然后對(duì)港址進(jìn)行比較選擇，務(wù)求做到技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理。

（3）港口平面布置

港口平面布置是港口工程設(shè)計(jì)的首要工作。將港口各個(gè)作業(yè)區(qū)和港口水域及陸域的各個(gè)組成部分和工程設(shè)施進(jìn)行合理的平面布置，使各裝卸作業(yè)和運(yùn)輸作業(yè)系統(tǒng)、生產(chǎn)建筑和輔助建筑系統(tǒng)等相互配合和協(xié)調(diào)，以提高港口的綜合通過能力，降低運(yùn)輸成本。

（4）港口水工建筑物的設(shè)計(jì)

港口水工建筑物的設(shè)計(jì)，除應(yīng)滿足一般的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和沉陷方面的要求外，還應(yīng)注意波浪、水流、泥沙、冰凌、地震等動(dòng)力因素對(duì)港口水工建筑物的作用及環(huán)境水（主要是海水）對(duì)建筑物的腐蝕作用，并采取相應(yīng)的防沖、防淤、防滲、抗磨、防腐等措施。

（5）港口工程施工

港口工程施工與一般土木工程相似。港口工程往往在水深、浪大的海上或水位變幅大的河流上施工，水上工程量大，施工周期短、環(huán)境差（一些海港常受臺(tái)風(fēng)或其他風(fēng)暴的襲擊）、施工安全風(fēng)險(xiǎn)大，因此，要求盡可能采用裝配化程度高，施工速度快的工程施工方案，盡量縮短水上作業(yè)時(shí)間，并采取切實(shí)可行的措施保證建筑物在施工期間的穩(wěn)定性，防止滑坡或其他形式的破壞。

6.3.6　碼頭的組成與分類

1）碼頭的基本組成

碼頭是供船舶系靠停泊用的建筑物，供貨物裝卸、旅客上下或其他專業(yè)性作業(yè)，是港口的主要水工建筑物之一。

碼頭由主體結(jié)構(gòu)和碼頭設(shè)備兩部分組成（見圖6.30）。主體結(jié)構(gòu)包括上部結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)。

圖6.30　碼頭的基本組成示意圖

（1）上部結(jié)構(gòu)

碼頭主體結(jié)構(gòu)中的上部結(jié)構(gòu)包括：重力式碼頭的胸墻、板樁碼頭的帽梁或胸墻和高樁碼頭的承臺(tái)或梁板及靠船構(gòu)件等。上部結(jié)構(gòu)的作用是直接承受船舶荷載和地面使用荷載，并將這些荷載傳給下部結(jié)構(gòu)，同時(shí)還起著將下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件形成整體的作用；另外，也是設(shè)置防沖設(shè)施、系船柱、軌道、管溝的基礎(chǔ)。上部結(jié)構(gòu)大部分位于水位變化區(qū)，直接受波浪沖擊、冰凌撞擊、凍融和船舶撞擊磨損等作用，要求有足夠的整體性和耐久性。

（2）下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)

下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)主要指重力式碼頭的墻身和拋石基床，有些碼頭下部結(jié)構(gòu)本身也是基礎(chǔ)，如高樁碼頭的樁基、板樁碼頭的板樁墻等，其作用是支承上部結(jié)構(gòu)，形成直立岸壁，并將作用在上部結(jié)構(gòu)和本身的荷載傳給地基。

此外，有些碼頭為了擋土或者穩(wěn)定需要，主體結(jié)構(gòu)還包括獨(dú)立的擋土結(jié)構(gòu)（如高樁碼頭后面的擋土墻）和錨碇結(jié)構(gòu)（如板樁碼頭的拉桿及錨碇結(jié)構(gòu)）。

（3）碼頭設(shè)備

碼頭設(shè)備是指為船舶系靠和裝卸作業(yè)需要在碼頭上安裝的固定設(shè)備，包括系船設(shè)施（系船柱、系船環(huán)等）、防沖設(shè)施（護(hù)木、橡膠護(hù)舷、靠船樁等）、安全設(shè)施（系網(wǎng)環(huán)、護(hù)輪檻等）、工藝設(shè)施（工藝管溝、起重機(jī)和火車軌道等）和路面等。

2）碼頭的分類

（1）按用途分

按用途分有貨碼頭、客碼頭、工作船碼頭、漁碼頭、軍用碼頭、船渡碼頭、修船碼頭及舾裝碼頭等。按貨種的不同，貨碼頭又有件雜貨碼頭、散貨碼頭（煤碼頭、礦石碼頭、礦建材料碼頭等）、油碼頭和其他專業(yè)碼頭（集裝箱碼頭、鋼鐵碼頭、糧食碼頭及木材碼頭等）之分。

（2）按平面布置分

按平面布置分，碼頭分為順岸式、突堤式、墩式、棧橋式及島式等（見圖6.31）。突堤式碼頭又分為窄突堤式和寬突堤式兩種。窄突堤式碼頭沿寬度為一整體結(jié)構(gòu)，寬突堤式沿寬度兩側(cè)為碼頭結(jié)構(gòu)，中部填土以構(gòu)成碼頭地面。墩式碼頭一般由靠船墩、工作平臺(tái)、系纜墩、連系墩子的工作橋或人行橋和與岸連接的引橋等組成。棧橋式碼頭是透空的，并且沿碼頭長度方向是連續(xù)的結(jié)構(gòu)，它由橋墩和橋梁兩部分組成，高樁碼頭也屬于棧橋式。島式碼頭是遠(yuǎn)離海岸的一種碼頭，一般只在油碼頭中采用，與陸岸用海底油管聯(lián)系。

圖6.31　碼頭的平面布置形式

（3）按斷面形式分

按斷面形式分，碼頭有直立式、斜坡式、半斜坡式和半直立式（見圖6.32）。直立式多用于水位變化幅度不大的港口，如海港、下游河港、河口港或運(yùn)河港等。斜坡式適用于水位變化較大的情況，如天然河流的中、上游港口；通常設(shè)有供船舶?？坑玫能O船，躉船與岸用引橋或纜車、皮帶機(jī)等聯(lián)系。當(dāng)躉船隨水位變化而沿垂直岸線方向移泊船，則稱為斜坡碼頭，纜車碼頭就是其中一種；當(dāng)躉船只隨水位變化而上、下浮動(dòng)，則稱為浮碼頭（見圖6.33）。半斜坡式碼頭適用于枯水時(shí)間較長而洪水時(shí)間較短的山區(qū)河港。半直立式適用于高水位時(shí)間較長而低水位時(shí)間較短的情況，如水庫港。后兩種形式碼頭應(yīng)用較少。

圖6.32　碼頭的斷面形式示意圖

圖6.33　浮碼頭示意圖

不同的碼頭也有多種結(jié)構(gòu)形式可供采用。以直立式碼頭為例，其結(jié)構(gòu)形式包括重力式、板樁式、高樁式等。

①重力式碼頭。重力式碼頭（見圖6.34a）是靠自重力（包括結(jié)構(gòu)及其范圍內(nèi)填料的質(zhì)量）來抵抗建筑物滑動(dòng)和傾覆，可見，自重力越大越好。但隨著自重力增大，地基將受到很大的壓力，可能喪失穩(wěn)定性或產(chǎn)生過大的沉降。為此，需要設(shè)置基礎(chǔ)，將外力傳到較大范圍的地基上（減小地基應(yīng)力）或下臥硬土層上。重力式碼頭，按墻身結(jié)構(gòu)形式又可分為：方塊碼頭、沉箱碼頭、扶壁碼頭、大直徑圓筒碼頭、格形鋼板樁碼頭、干地施工的現(xiàn)澆混凝土和漿砌石碼頭及混合式結(jié)構(gòu)等。

②板樁式碼頭。板樁式碼頭（見圖6.34b）由板樁墻和錨碇設(shè)施組成，并借助板樁和錨碇設(shè)施承受地面使用荷載和墻后填土產(chǎn)生的側(cè)壓力。為了減小板樁墻上部的位移和跨中彎矩，上部一般用拉桿和錨碇結(jié)構(gòu)錨碇。由于板樁為一薄壁構(gòu)件，而且又受有較大的土壓力，所以它一般適用于萬噸級(jí)以下的碼頭。目前國內(nèi)外正在探索可用于大碼頭的新型板樁碼頭結(jié)構(gòu)。板樁碼頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工速度快，除特別堅(jiān)硬或過于軟弱的地基外，均可采用，但結(jié)構(gòu)整體性和耐久性較差。按錨碇系統(tǒng)分類，板樁式碼頭包括無錨板樁和有錨板樁兩種。有錨板樁又可分為單錨板樁、雙錨（或多錨）板樁和斜拉板樁等結(jié)構(gòu)形式。

圖6.34　碼頭的結(jié)構(gòu)形式

③高樁式碼頭。高樁式碼頭（見圖6.34c）主要由上部結(jié)構(gòu)和樁基兩部分組成。上部結(jié)構(gòu)構(gòu)成碼頭地面并把樁基連成整體，它直接承受作用在碼頭上的荷載和外力，然后通過樁基將這些荷載和外力傳至地基。高樁式碼頭一般適應(yīng)于軟土地基，它的耐久性和對(duì)超載以及工藝變化的適應(yīng)能力較差。近年來廣泛采用長樁、大跨結(jié)構(gòu)，并逐步用大型預(yù)應(yīng)力混凝土管柱或鋼管柱代替斷面較小的樁，形成管柱碼頭。高樁式碼頭按上部結(jié)構(gòu)形式又分為承臺(tái)式、無梁板式、梁板式和桁架（或框架）式4種。

除上述三種主要結(jié)構(gòu)形式之外，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡鼗⑺?、材料、碼頭使用要求和施工條件等因素，可采用各種不同形式的混合結(jié)構(gòu)。例如：基礎(chǔ)為重力墩、上部為梁板結(jié)構(gòu)的重力墩式碼頭；后面用獨(dú)立的板樁結(jié)構(gòu)擋土的高樁碼頭（見圖6.34d））；由基礎(chǔ)板、立板和錨碇結(jié)構(gòu)組成的碼頭結(jié)構(gòu)（見圖6.34e）。

天津某寬樁臺(tái)梁板式碼頭斷面如圖6.35所示；重慶寸灘大水位差框架式碼頭如圖6.36所示。

圖6.35　天津某寬樁臺(tái)梁板式碼頭斷面圖

圖6.36　重慶寸灘大水位差框架式碼頭

對(duì)于斜坡碼頭，根據(jù)斜坡道的結(jié)構(gòu)形式、上下坡運(yùn)輸作業(yè)方式和碼頭平面布置形式可分實(shí)體式、架空式（見圖6.37）和混合式斜坡道（見圖6.38）等。

圖6.37　某架空斜坡道碼頭（標(biāo)高單位：m，其余：cm）

圖6.38　某混合斜坡道碼頭（標(biāo)高單位：m，其余：cm）

（4）按地理位置分

碼頭有海港碼頭、河口港碼頭和河港碼頭、湖泊水庫碼頭等。海港碼頭，根據(jù)掩護(hù)條件，又分為有掩護(hù)的碼頭和無掩護(hù)的碼頭（也稱為開敞式碼頭）。由于這些地點(diǎn)的水文、使用和施工的條件各有特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)構(gòu)造差別很大。

6.4　機(jī)場(chǎng)工程

6.4.1　航空運(yùn)輸與機(jī)場(chǎng)工程

航空運(yùn)輸是指使用飛機(jī)及其他航空器運(yùn)送人員、貨物、郵件等的一種運(yùn)輸方式。1871年，普法戰(zhàn)爭(zhēng)中的法國人用氣球把政府官員和物資、郵件等運(yùn)出被普軍圍困的巴黎，被認(rèn)為是航空運(yùn)輸?shù)拈_始。1918年，飛機(jī)運(yùn)輸首次出現(xiàn)在紐約—華盛頓—芝加哥航線。20世紀(jì)30年代出現(xiàn)了民用運(yùn)輸機(jī)。隨著航空工業(yè)的發(fā)展，航空運(yùn)輸?shù)玫搅搜该桶l(fā)展。由于航空運(yùn)輸具有快速、機(jī)動(dòng)的特點(diǎn)，已經(jīng)成為遠(yuǎn)程旅客運(yùn)輸?shù)闹饕绞剑约皣H貿(mào)易中的貴重物品、鮮活貨物和精密儀器等不可或缺的運(yùn)輸手段，在現(xiàn)代綜合運(yùn)輸體系建設(shè)與發(fā)展起著十分重要的作用。

機(jī)場(chǎng)，亦稱飛機(jī)場(chǎng)、空港或航空站，系專供飛機(jī)起降的場(chǎng)地，在航空運(yùn)輸中起著與陸路、水路運(yùn)輸中的火車站、碼頭等同等重要的作用。

機(jī)場(chǎng)工程包括機(jī)場(chǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管養(yǎng)等。機(jī)場(chǎng)工程由場(chǎng)道工程、導(dǎo)航工程、通訊工程、旅客航站、指揮樓工程、地面道路工程及其他輔助工程等組成。

6.4.2　民用機(jī)場(chǎng)的分類與等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

1）民航飛機(jī)的種類

民航飛機(jī)分為干線飛機(jī)和支線飛機(jī)兩大類。干線飛機(jī)是指載客量在100人以上、航程超過3000 km的大型運(yùn)輸機(jī)。以美國波音公司的Boeing757（簡(jiǎn)稱B757）、B767、B747、B777、歐洲空中客車公司的A380等為代表。支線飛機(jī)則是指載客量在100人以下，主要用于承擔(dān)局部地區(qū)短距離、小城市之間、大城市與小城市之間的旅客運(yùn)輸。以美國的DC3、英國宇航公司的SH330 和BAEl46、中國與美國聯(lián)合制造的MD82、MD90等為代表。

2）機(jī)場(chǎng)的分類

機(jī)場(chǎng)一般分為軍用機(jī)場(chǎng)、民用機(jī)場(chǎng)以及直升機(jī)場(chǎng)。軍用機(jī)場(chǎng)是指供軍用飛機(jī)起飛、著陸、停放和組織、保障飛行活動(dòng)的場(chǎng)所。民用機(jī)場(chǎng)是指專供民用航空器起飛、降落、滑行、停放以及進(jìn)行其他活動(dòng)使用的劃定區(qū)域，包括附屬的建筑物、裝置和設(shè)施。直升機(jī)場(chǎng)則是供直升機(jī)起落，并設(shè)有必要設(shè)施的規(guī)定場(chǎng)地（按物理特性分為三種類型：地面直升機(jī)場(chǎng)、高架直升機(jī)場(chǎng)和直升機(jī)甲板）。

對(duì)于民用機(jī)場(chǎng)，根據(jù)航線性質(zhì)不同分為國際機(jī)場(chǎng)與國內(nèi)機(jī)場(chǎng)。國際機(jī)場(chǎng)是指供國際航線用，并設(shè)有海關(guān)、邊防檢查、衛(wèi)生檢疫、動(dòng)植物檢疫、商品檢驗(yàn)等聯(lián)檢機(jī)構(gòu)的機(jī)場(chǎng)，如北京首都機(jī)場(chǎng)。國內(nèi)機(jī)場(chǎng)按航線的布局不同則分為樞紐機(jī)場(chǎng)、干線機(jī)場(chǎng)和分線機(jī)場(chǎng)，干線機(jī)場(chǎng)是指省會(huì)、自治區(qū)首府及重要旅游、開發(fā)城市的機(jī)場(chǎng)，支（分）線機(jī)場(chǎng)是指各?。ㄊ校⒆灾螀^(qū)內(nèi)地面交通不便的地方所建的小規(guī)模機(jī)場(chǎng)（如重慶黔江舟白機(jī)場(chǎng)）。

3）機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)通常按指數(shù)Ⅰ和指數(shù)Ⅱ進(jìn)行分級(jí)，以使機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)的各種設(shè)施的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)能與在機(jī)場(chǎng)上運(yùn)行的飛機(jī)性能相適應(yīng)。

圖6.39　機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)的組成

飛行區(qū)指標(biāo)Ⅰ：根據(jù)使用機(jī)場(chǎng)跑道的各類飛機(jī)中最長的基準(zhǔn)飛行場(chǎng)地長度，分為1、2、3、4 共4個(gè)等級(jí)，如表6.8所示。

表6.8　飛行區(qū)指標(biāo)Ⅰ

飛行區(qū)指標(biāo)Ⅱ：根據(jù)使用機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)的各類飛機(jī)中的最大翼展或最大主起落架外側(cè)邊的間距，分為A、B、C、D、E、F 6個(gè)等級(jí)，兩者中取其較高等級(jí)，如表6.9所示。

表6.10給出了兩種典型大型客機(jī)的機(jī)身尺寸。

表6.9　飛行區(qū)指標(biāo)Ⅱ

表6.10　飛機(jī)機(jī)身尺寸范例

注：1ft（英尺）=0.3048m；1lb（磅）=0.45359237kg。

機(jī)場(chǎng)總體規(guī)劃需以航空業(yè)務(wù)量預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)。航空業(yè)務(wù)量預(yù)測(cè)年限有近期和遠(yuǎn)期之分，近期為10年，遠(yuǎn)期為30年。

6.4.3　民用機(jī)場(chǎng)的構(gòu)成

民用機(jī)場(chǎng)由空側(cè)和陸側(cè)兩個(gè)區(qū)域組成。空側(cè)主要由飛行區(qū)、旅客航站區(qū)、貨運(yùn)區(qū)、機(jī)務(wù)維修設(shè)施、供油設(shè)施、空中交通管制設(shè)施、安全保衛(wèi)設(shè)施、救援和消防設(shè)施。陸側(cè)由行政辦公區(qū)、生活區(qū)、輔助設(shè)施、后勤保障設(shè)施、地面交通設(shè)施、機(jī)場(chǎng)空域組成。航站樓則是兩個(gè)區(qū)域的分界線。

機(jī)場(chǎng)主要構(gòu)筑物包括跑道、滑行道與停機(jī)坪、旅客航站樓、機(jī)場(chǎng)停車場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)維護(hù)區(qū)等。

1）跑道

跑道是機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)的主體設(shè)施，直接供飛機(jī)起跑、起飛滑跑和著陸滑跑。

（1）跑道布置

跑道的布置包括跑道數(shù)量、位置、方向和使用方式，取決于交通量需求，還受氣象條件、地形、周圍環(huán)境等影響。一般來說，跑道方位和條數(shù)應(yīng)能使機(jī)場(chǎng)利用率不少于95%。一般跑道布置有5種（見圖6.40），包括：

圖6.40　機(jī)場(chǎng)的跑道布置

圖6.41和圖6.42分別是美國休士頓國際機(jī)場(chǎng)和廣州白云機(jī)場(chǎng)的跑道布置情況。

（2）跑道分類

按其作用不同，跑道分為主要跑道、輔助跑道、起飛跑道等三種。主要跑道是指在條件許可時(shí)比其他跑道優(yōu)先使用的跑道，按最大機(jī)型的要求修建，長度較長，承載力也較高。輔助跑道也稱次要跑道，是指因受側(cè)風(fēng)影響，飛機(jī)不能在主跑道上起飛著陸時(shí)起降用的跑道，由于飛機(jī)在輔助跑道上起降都有逆風(fēng)影響，所以其長度比主要跑道短。起飛跑道是指僅供起飛用的跑道。

圖6.41　美國休士頓國際機(jī)場(chǎng)

圖6.42　廣州白云機(jī)場(chǎng)鳥瞰圖

（3）跑道長度

主跑道的長度需滿足主要設(shè)計(jì)機(jī)型的運(yùn)行要求，按預(yù)測(cè)航程計(jì)算的最大起飛質(zhì)量、機(jī)場(chǎng)海拔高程、機(jī)場(chǎng)基準(zhǔn)溫度與風(fēng)速、跑道坡度與跑道表面特性等數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，選擇最長的跑道長度。

決定機(jī)場(chǎng)跑道長度的條件還有（見圖6.43）：a.全發(fā)正常起飛距離；b.一發(fā)失效起飛距離；c.加速-停止距離；d.著陸距離。

圖6.43　機(jī)場(chǎng)跑道長度的限制條件

（4）機(jī)場(chǎng)跑道寬度

機(jī)場(chǎng)跑道寬度須不小于表6.11中規(guī)定的值。

表6.11　跑道寬度　　　單位：m

（5）跑道強(qiáng)度

跑道強(qiáng)度需符合飛機(jī)的運(yùn)行要求。飛機(jī)質(zhì)量、輪胎與地面壓強(qiáng)和跑道強(qiáng)度之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，國際上使用飛機(jī)等級(jí)序號(hào)（AirCraft Classfication Number——ACN）和道面等級(jí)序號(hào)（Pavement Classfication Number——PCN）方法來決定飛機(jī)是否可以在指定的跑道上起降。ACN等于或小于PCN時(shí)，能在規(guī)定胎壓和飛機(jī)的最大起飛質(zhì)量的條件下使用道面。當(dāng)飛ACN大于PCN時(shí)，可在滿足下述條件下有限制地運(yùn)行：

①道面沒有呈現(xiàn)破壞跡象，土基強(qiáng)度未顯著減弱期間。

②對(duì)柔性道面，飛機(jī)的CAN不超過道面ACN的10%；對(duì)剛性道面或以剛性道面為主的組合道面，飛機(jī)的ACN不超過道面PCN的5%。

③年超載運(yùn)行的次數(shù)不超過年總的運(yùn)行次數(shù)的5%。

（6）跑道的表面特性

跑道表面必須具有良好的摩阻特性，其平均紋理深度需不小于0.8 mm。跑道表面應(yīng)具有良好的平坦度，用3 m直尺測(cè)量時(shí)的最大空隙須小于3mm。

（7）輔助用的道路設(shè)施

①跑道道肩。它是作為跑道和土質(zhì)地面之間過渡用，以減少飛機(jī)一旦沖出或偏離跑道時(shí)損壞的危險(xiǎn)，也減少雨水從鄰近土質(zhì)地面滲入跑道下的土基基礎(chǔ)的作用，確保土基強(qiáng)度。道肩一般用水泥混凝土或?yàn)r青混凝土筑成，由于飛機(jī)一般不在道肩上滑行，所以道肩的厚度比跑道要薄一些。

②停止道。停止道設(shè)在跑道端部，供飛機(jī)中斷起飛時(shí)安全停住用。設(shè)置停止道可以縮短跑道長度。

③機(jī)場(chǎng)升降帶土質(zhì)地區(qū)。跑道兩側(cè)的升降帶土質(zhì)地區(qū)，主要保障飛機(jī)在起飛著陸滑跑過程中一旦偏出跑道時(shí)的安全，不允許有危及飛機(jī)安全的障礙物。

④跑道端的安全區(qū)。設(shè)置在升降區(qū)兩端，用來保障起飛著陸的飛機(jī)偶爾沖出跑道以及提前接地時(shí)的安全。

⑤凈空道。機(jī)場(chǎng)設(shè)置凈空道，確保飛機(jī)完成初始爬升高度。凈空道設(shè)在跑道兩端，其土地由機(jī)場(chǎng)當(dāng)局管理，以確保不會(huì)出現(xiàn)危及飛機(jī)安全的障礙物。

2）滑行道與停機(jī)坪

（1）滑行道

供飛機(jī)從飛行區(qū)的一部分通往其他部分用。滑行道的種類有5種：包括進(jìn)口滑行道、旁通滑行道、出口滑行道、平行滑行道、聯(lián)絡(luò)滑行道。

（2）停機(jī)坪

停機(jī)坪是設(shè)在航站樓前的機(jī)坪。供客機(jī)停放、上下旅客、完成起飛前的準(zhǔn)備和到達(dá)后各項(xiàng)作業(yè)用。飛機(jī)場(chǎng)的機(jī)坪主要有等待坪和掉頭坪。前者供飛機(jī)等待起飛或讓路而臨時(shí)停放用，通常設(shè)在跑道端附近的平行滑行道旁邊。后者則供飛機(jī)掉頭用，當(dāng)飛行區(qū)不設(shè)平行滑道時(shí)，應(yīng)在跑道端部設(shè)掉頭坪。

3）旅客航站樓、機(jī)場(chǎng)停車場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)維護(hù)區(qū)

航站樓供旅客完成從地面到空中或從空中到地面轉(zhuǎn)換交通方式使用，是機(jī)場(chǎng)的主要建筑，圖6.44所示為上海浦東國際機(jī)場(chǎng)航站樓。圖6.45給出了航站樓的旅客和行李主要流程。

圖6.44　上海浦東國際機(jī)場(chǎng)航站樓

機(jī)場(chǎng)停車場(chǎng)設(shè)在機(jī)場(chǎng)的航站樓附近，停放車輛很多且土地緊張時(shí)宜用多層車庫。

機(jī)場(chǎng)維護(hù)區(qū)是飛機(jī)維修，供油設(shè)施、空中交通管制設(shè)施、安全保衛(wèi)設(shè)施、救援和消防設(shè)施、行政辦公區(qū)等設(shè)置的地方。

6.4.4　民用機(jī)場(chǎng)凈空要求

為保障飛機(jī)的起降安全，規(guī)定了幾種障礙物限制面（見圖6.46和圖6.47），用以限制機(jī)場(chǎng)及其周圍地區(qū)障礙物的高度。其中：進(jìn)近面是為確定和保護(hù)飛機(jī)在進(jìn)近時(shí)的機(jī)場(chǎng)凈空，對(duì)跑道始端一定范圍內(nèi)規(guī)定地面物體的高度限制區(qū)域。起飛爬升面是為確定和保護(hù)飛機(jī)在起飛爬升時(shí)的機(jī)場(chǎng)凈空，對(duì)跑道端部一定范圍內(nèi)規(guī)定地面物體的高度限制區(qū)域。

圖6.45　航站樓的旅客和行李流程

圖6.46　障礙物限制面示意圖

圖6.47　內(nèi)進(jìn)近面、內(nèi)過渡面、復(fù)飛面的障礙物限制面

思考討論題

1.簡(jiǎn)述運(yùn)輸業(yè)在國家生活中的地位和作用。

2.運(yùn)輸系統(tǒng)由哪幾部分組成？

3.軌道結(jié)構(gòu)由哪幾部分組成？

4.我國將道路分幾個(gè)等級(jí)，道路幾何設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容？

5.道路由哪些結(jié)構(gòu)層次組成？簡(jiǎn)述路基的兩種常見形式？

6.簡(jiǎn)述港口的地位、作用、功能及其分類和基本組成。

7.簡(jiǎn)述港口工程內(nèi)涵及技術(shù)特征。

8.碼頭包括哪些結(jié)構(gòu)形式，并分述其特點(diǎn)。

9.簡(jiǎn)述機(jī)場(chǎng)的構(gòu)成和各部分的功能。