【正文】 完全被廢棄了?；炷嗤链髩蔚恼w形式在側(cè)面上有很多類。根據(jù)水壓程度利用結(jié)構(gòu)自重或采用橫跨山谷由倆邊峽谷支撐的水平橫拱來抵抗側(cè)向位移。 大壩設(shè)計的基本問題 大部分被分為兩個基本類型：masony和embankment，M壩是用來在峽谷的峽谷中橫跨河流，如在群山中這類壩可能非常高，但所需的總體材料受到限制。E壩用于寬的河流上建一座大壩需要足夠多的材料。選擇M或E壩和精確地設(shè)計都可依靠這一位置的地質(zhì)情況和構(gòu)造，大壩的基礎(chǔ)和成本因素。地質(zhì)的研究和試驗，壩址研究包括沉降試驗和地層的鉆孔測試。用豎井和坑道補充鉆孔試驗，因為它們的成本必須盡可能地節(jié)約。在豎井的坑道試驗中可以測出強度，彈力，滲透系數(shù)和地層的壓力分布，還必須重視那些更結(jié)實的基礎(chǔ)中的薄的分離或間隔地區(qū)的特性。存在的地下水對大壩的建筑材料的有害的化學(xué)溶解必須評定。建筑原料需要試驗。如果連續(xù)增加高度，基礎(chǔ)條件的研究也越來越重要。模型試驗在大壩的結(jié)構(gòu)抗震和水力設(shè)計中扮演一個主要角色。結(jié)構(gòu)模型在分析拱形大壩和檢驗分析壓力計算有特殊的用途。各種材料都將被用于模型試驗中，在Hoover大壩的一些早期試驗，常利用橡膠，這需要在復(fù)雜模型中準(zhǔn)確復(fù)制應(yīng)力樣本，模型要符合使用低彈型材料。從主觀上來看，大壩模型本身就是未來的設(shè)計，說明了建成模型用來記錄在荷載下的活動，建筑材料所受的拉力，溫度和壓力改變和基本安裝的其他因素，在研究成果下，結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的，但是它們的價值在于證實了設(shè)計的假設(shè)，這是重要的。數(shù)字電腦已經(jīng)允許考慮高級的分析方法設(shè)計，它處理大量的數(shù)據(jù)和解答多組包含許多變量的聯(lián)立方程的能力使得有限元分析是可行的。用這種方法，一個復(fù)雜結(jié)構(gòu)被分為許多單獨的平衡條件，而且所有拉力都具有兼容性，這樣可以對整個結(jié)構(gòu)的壓力的分布進行完整地分析。材料問題大壩的兩種基本材料：混凝土和泥域填石在大壩的正確設(shè)計中都有一個弱點需要被克服?；炷恋娜觞c，混凝土的弱點在于抗拉強度，因為它很容易被拉裂，混凝土大壩因此要被設(shè)計承受最小拉應(yīng)力和利用混凝土大的壓應(yīng)力或盡可能地承受垂直荷載。由于晶體結(jié)構(gòu)對水的吸收，水在空氣中的蒸發(fā)和從水泥水化過程中產(chǎn)生的高溫冷卻，混凝土的主要成分水泥，在凝固和硬化時要收縮。因為大量混凝土用于大壩上，收縮而出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫的危險。大量便利的方法被用于解決這個問題，混凝土常被分層限厚澆筑，裂口被用來散發(fā)熱量而被最后澆筑。低熱水泥也被使用。還有混合特殊添加劑而使散熱變得遲緩。在大壩內(nèi)部混凝土中的水泥要做到安全而量少。也就是能滿足強度，其次能抵抗氣候和化學(xué)侵蝕。能滿足用于大石塊中的水泥可以減少用量。另外一個好的辦法是用級配好的材料，如粉煤灰（研磨后的燃料）作為填料可以減少混凝土的水泥用量。另外就是使用增加添加劑。表面活性劑和加氣劑都被允許用于低水灰比的混凝土，用冰代替水的技巧增加了冷卻速度。////混合或用循環(huán)水通過埋入混凝土中的導(dǎo)管 而用利用直空抽出其表面過剩的水。土和巖塊的弱點。土和巖塊不具備混凝土的強度，可滲透性大，抗流水損壞和干擾的能力差，這些缺點可以由低成本和能用合適填入在大壩基礎(chǔ)因運動毀壞的地方。假如能得到足夠的土用于壩址的合攏在光山區(qū)域，它可能比堤壩更需要采石場的巖石和構(gòu)造巖石。土填當(dāng)然是最經(jīng)濟的，也常適合用于借土合攏壩址。土由固體物質(zhì)，水和空氣構(gòu)成，土受荷而壓縮，如出現(xiàn)在大壩建筑，排出水和空氣導(dǎo)致增加固體物質(zhì)間的壓力，當(dāng)有很高的滲透比時，土趨向于產(chǎn)生不同的壓力和達到臨界狀態(tài)，這時它的狀態(tài)如同液體。如果達不到這個條件，通常它的結(jié)構(gòu)會變?nèi)酰抑鸩竭M行計算結(jié)構(gòu)。地震問題。大部分大壩都建在世界上地震活動地帶，包括日本，美國西部，新西蘭，喜馬拉雅山和中東，在1968年，在HonShu的ToKachi大地震中毀壞了93座大壩，在日本主島，所有的堤壩高度都相對較小。盡管針對地震活動分布，強地震運動的量測水壩對這種運動的反應(yīng)做了大量工作，水壩的地震設(shè)計依然不夠精確，強的地質(zhì)運動特征給壩址帶來不少預(yù)料性。而且不完善的彈力分析和不嚴(yán)格的衰減分析使所有類型的大壩都具有一些自由度，不過，電腦計算和模型試驗都得到了相當(dāng)大的發(fā)展，現(xiàn)在還可以計算大壩在任何地質(zhì)運動下的反應(yīng)。在Tange Sdegman大壩和南非的HendriK Verwoerd大壩上使用過，也可以從理論估計中預(yù)先考慮地質(zhì)活動對堤壩的影響。第11課 高速公路工程。當(dāng)一項高速公路工程設(shè)計建設(shè)或是改造之前，必須大致地計劃考慮一下費用問題。作為概要計劃的一部分，該地區(qū)在可預(yù)見的時段內(nèi)（如20年）的交通流量，以及何種建設(shè)才能滿足這種需求將是決定因素。為了評估交通需求量，高速公路工程師通過采集分析現(xiàn)有設(shè)備提供的物理數(shù)據(jù)信息——包括車流量，分布，現(xiàn)有交通工具的特征以及蘊涵在這些因素中的可以預(yù)知的變化。通常情況下，一條初步的線路或選址和若干備選路線都會被拿來研究。細(xì)節(jié)方面設(shè)計通常在一個更佳的選址確定下來之后才開始。為了選擇最佳路線，需要仔細(xì)考慮的問題包括：交通需求，（路線）橫貫的地帶，可通行道路的土地價值以及各種方案的結(jié)構(gòu)開銷的預(yù)算。在一些大型項目中，利用了航拍技術(shù)的攝影測量法被廣泛用于顯示該地帶的特征，這也是一種最經(jīng)濟的方法。在那些小型工程中，地面繪圖法已經(jīng)很完美了。資金方面的考慮決定了一項工程是一次性實施還是是否必須分階段建設(shè)，每階段建設(shè)等資金到位后才開始。在決定最經(jīng)濟的實施方案時，工程師通過分析它的盈利性來定奪的。高速公路，街道（考慮）盈利性的三個優(yōu)先順序（依次）為：使用者，所有權(quán)上（最）鄰近的所有者，大眾。使用者通過降低運輸費用，提高旅行舒適度，增加安全性，節(jié)約時間來提高高速公路利潤。他們也獲得娛樂的和教育上的好處。所有權(quán)毗鄰的所有者可以通過更好的路線，提升所有權(quán)價值，更加高效的警察機關(guān)和消防保護，改善停車環(huán)境，為步行者提供更安全的交通環(huán)境，當(dāng)?shù)乜赏ㄐ械缆罚ㄑ鼐€）的公共設(shè)施，（諸如）水管和下水道的使用情況。對通過高速公路建設(shè)獲得的各種利益的評估通常是困難的，但對一個高速公路工程來講也是一個最重要的階段。有一些利益可以被精確計算出，另有一些就具有相當(dāng)?shù)耐稒C性。因此要使用許多種辦法來使（工程）建設(shè)（變的）更加經(jīng)濟，并且許多工程上的工作都會牽涉到最佳程序的選擇上。環(huán)境價值環(huán)境因素在高速公路建設(shè)中正被越來越重視，也突現(xiàn)出越來越高的重要性。由于環(huán)境問題導(dǎo)致工程被擱置甚至取消的事例，不勝枚舉。環(huán)境方面的研究或調(diào)查涉及許多因素，包括噪聲的產(chǎn)生，空氣污染，對橫貫地區(qū)的擾亂，對現(xiàn)有房屋以及可能的預(yù)備路線的破壞。可通行道路的獲得高速公路工程師也必須協(xié)助得到用于新高速公路設(shè)備的可通行道路。通向市區(qū)商業(yè)中心的高速公路建設(shè)的土地的獲得已被證明是非常困難的。公眾需要交通工程師和城市規(guī)劃者，建筑師，社會學(xué)家，以及所有對美化城市環(huán)境，提升城市功能感興趣的團體緊密合作以確保在協(xié)調(diào)好所有主要問題（方面）的利益后再（開始）建貫通首要區(qū)域的高速公路。主要問題包括以下幾點：（1）高速公路自身的美化問題是否給予了充分的注意？（2）是否為保護城市的自然風(fēng)光而改變選址？（3）在某些區(qū)段需要高架高速公路的有沒有一個邏輯上可以替換的降低設(shè)計被提出？（4）概略設(shè)計對降低由大流量的交通造成的噪音是否有幫助？（5）城市的一些部分是否因為這個提議選址而被獨立開來？細(xì)節(jié)設(shè)計高速公路工程的細(xì)節(jié)設(shè)計部分包括用于建設(shè)的圖紙或者藍圖的準(zhǔn)備工作。這些計劃展示了諸如選址，道路寬度等此類要素的尺寸，道路的最終剖面圖，排水設(shè)備的位置和種類，涉及的工程量，包括地下地表的工作。土質(zhì)研究在做分層開挖的計劃時，設(shè)計工程師要考慮在開挖過程中遇到的土的種類或者削平工程沿線的高地后如何處理余土才能把它們最佳地填到需要填土的地方，或是用于該工程穿越的其他地勢較低地段的筑堤工程。為此，工程師必須分析土質(zhì)的等級和物理特性，決定如何才能把路堤盡可能的壓實，并且計算要完成的土方工程量。電算程序如今常常被用于最后一個階段的計算。電子設(shè)備也加快了許多其他高速公路工程的計算。大功率，（具有）（工程）操作的實現(xiàn)。路面選擇要建設(shè)道路表面的類型和厚度是設(shè)計中的重要部分。類型的選擇取決于該類道路要承受的最大荷載，頻率以及其他因素。對一些路來講，交通量也許會如此之小以至于沒有哪類路面被證明是經(jīng)濟的，天然土壤就被用作道路。隨著交通量的增加，沙土，碎爐渣，碎石，鈉硝石，碎牡蠣殼，或是以上的混合物可以被用來做路面。如果使用砂礫，通常應(yīng)包含足夠的黏土和優(yōu)質(zhì)材料來協(xié)助提高路面穩(wěn)定性。氯化鈣的使用可以進一步加強砂礫路面的穩(wěn)定性，同時也有利于控制灰塵量。另一種路面由硅酸鹽水泥加水混入路基的上面幾英寸并由壓路機壓實。這一程序構(gòu)成了土混凝土復(fù)合路基并由瀝青質(zhì)材料做路面。用于大交通量的重型交通工具的道路必須仔細(xì)設(shè)計并要（設(shè)計具有）相當(dāng)大的厚度。排水結(jié)構(gòu)高速公路工程的許多部分是計劃和建設(shè)用于高速公路或街道排水設(shè)備的，以及使得小溪穿過高速公路的可通行段。將道路或是街道表面的水移走就是表面排水。它是通過建成一條路，中間有頂以及使路肩及其附屬區(qū)域傾斜，從而將水導(dǎo)向已有的天然溝渠，像敞開的壕溝，或是導(dǎo)向集水箱和地下管道的暴雨排水系統(tǒng)，（來實現(xiàn)表面排水）。如果使用了暴雨排水系統(tǒng)，由于它要和（城市）街道銜接，設(shè)計工程師必須考慮街道總的排水面積，期望的最大排水率，暴雨持續(xù)時間設(shè)計值，每一個集水箱的允許傾注量，以及計劃的集水箱沿街間距。通過這些信息，每一個集水箱的期望容量以及地下管網(wǎng)的尺寸才被計算出來。設(shè)計公路下的排水設(shè)施時，然后利用這些資料，推算所需排水結(jié)構(gòu)的負(fù)荷量。概略設(shè)計中要考慮充分，不僅要適合該地區(qū)已有記錄的最大流量，而且要考慮在給定年限內(nèi)在最不利條件下可能發(fā)生的最大流量。，管壁粗糙程度，入口和下游溝渠末端的形狀，入口處允許的最大水位高度以及出口處水位。休息設(shè)施許多工程和建設(shè)工作是完成提供主要高速公路沿線休息場所的，特別是（屬于）國家系統(tǒng)的州際高速公路。這些設(shè)施必須仔細(xì)布置以便能方便安全的出入高速公路。許多設(shè)施做成景觀模樣坐落于森林覆蓋區(qū)以便（行人）可以在地上野餐或是在森林中散步。這種休息區(qū)特別受到那些跑長途而又很少停車休息的司機的歡迎。噪聲屏障，特別是高速公路，沿線噪聲已經(jīng)變成高速公路工程中非常重要的一部分。在一些社區(qū)，人們沿高速公路兩側(cè)筑起了高墻。建造這些高墻會很花錢，但是提供了許多便利。隔音柵欄能減少全部噪聲量的超過50%。建設(shè)工作盡管前期要做大量的工程和計劃，但實際工程通常是建造高速公路以及街道改造中耗資最大的部分。立桿定線根據(jù)一份基于細(xì)節(jié)計劃準(zhǔn)備和規(guī)范的授權(quán)建設(shè)合同，工程師來到工地現(xiàn)場布置工程。作為立桿定線的一部分，（工程師）要指出土方工程量，排水溝結(jié)構(gòu)的位置，并建立剖面圖。壓實（路基）重型壓路機把道路下面的土壤和路基壓實為了消除以后的沉降。氣胎壓路機和羊腳壓路機（配有許多小輪齒和輪腳的鋼柱輪）常常被租來完成此類工作。近年來，振蕩壓路機已被開發(fā)出用于某些工程。有一種振蕩頻率高達3400/分的振蕩壓路機可以壓實到一個令人滿意的深度范圍內(nèi)的地下材料。維護和操作高速公路維護由路面路肩，橋梁排水設(shè)備，標(biāo)志，交通控制設(shè)備，防護圍欄，行人通道上的斑馬線，擋土墻以及邊坡的維護和維修等組成。附加工作包括控制結(jié)冰和移走積雪。因為搞清楚為什么有些高速公路的設(shè)計比另一些高速公路有更佳的功效和更少的用于維護的開銷是很值得的，所以負(fù)責(zé)監(jiān)理維護的工程師能提供很有價值的引導(dǎo)給設(shè)計工程師?？偠灾?，維護和施工都是高速公路工程的重要組成部分。第12課 交通管制交通管制通過在現(xiàn)有的街道和高速公路上疏導(dǎo)交通以及使用各種交通管制設(shè)備來改善車輛的運行情況。它還利用先進的技術(shù)設(shè)計規(guī)劃出新型的高速公路以滿足摩托車駕駛者，行人，特種車輛的需求喜好。在各個國家中，人們對乘坐汽車出行的信賴度的增加強化了改善高速公路運輸?shù)男枨?。人口向城區(qū)流動，在城市上班這一變化決定著設(shè)計交通容量。另外，對環(huán)境質(zhì)量越來越多的關(guān)注強化了充分利用現(xiàn)有街道和高速公路的需求。為了提高安全性和機動性，以及更加充分地利用城市空間，需要有不斷提高的更加精細(xì)的交通控制的方法。在工程上，交通控制的方法包括四個基本技術(shù)：（1）交通路徑選擇，包括單行道，直通大街，；（2）交通規(guī)則，包括停車和負(fù)載控制，轉(zhuǎn)向控制，速度限制以及高速公路運營。（3）交通管制設(shè)備諸如招牌，信號燈，標(biāo)記（4）實物上的改善，諸如交通渠化和十字路口再設(shè)計。交通路線 交通路線設(shè)計中最重要的一步是決定城市中每條街道的主要用途。這個決定將更進一步地導(dǎo)致建成能夠最好地適應(yīng)不同部分的交通流和不同種的交通工具的道路。這也是建設(shè)符合特殊標(biāo)準(zhǔn)道路的基礎(chǔ)。那樣也許會最終導(dǎo)致建成一條卡車專用道一條專供卡車通行的路，適合長途旅行，或者其他一些特殊交通需求的道路。高速公路系統(tǒng)極大地趨向于城際間的長途旅行代表了最明晰的實用性原則不同的道路系統(tǒng)應(yīng)該滿足不同種類的車輛需求。高速公路通過毗鄰？？？？？？？？。大多數(shù)高速公路同樣包括高標(biāo)準(zhǔn)的人行道寬度，曲率，照明以及標(biāo)志。在已建成的城市高速公路部分通?；蚴堑陀诘孛婊蚴潜桓呒芷饋?。降低或是高架的道路就允許其和當(dāng)?shù)亟值乐g有合適數(shù)目的十字路以及交互式立體交叉。許多早期的高速路通過環(huán)繞城市外圍的方式來避免車輛通過市區(qū)中心。在許多大城市，交叉通行的車輛只是很小的一部分，并且很多高速路都是為本地車輛使用。高速公路系統(tǒng)有望達到美國城市道路總英里數(shù)的5%并且控制半數(shù)交通量。直通大街促進了交通并提高其安全性。在大多數(shù)城市，道路系統(tǒng)通過交通信號燈或者禁行標(biāo)志給予機動車駕駛?cè)藛T直接通行的路權(quán)以及在起與其他街道交叉口出以明確的控制權(quán)來保障其通行。一個高效率的直通街道系統(tǒng)是將車輛集中在高質(zhì)量的街道上，減少在其他街道上的阻塞和事故。同時，一個好的直通街道系統(tǒng)將使直通車輛能夠更快地行駛以及提供通往市區(qū)的高速公路系統(tǒng)。單行道系統(tǒng)被廣泛用于緩解市中心的交通阻塞。這些系統(tǒng)也用于克服鄰近空間交通信號的時間問題。紐約市已在曼哈頓的幾乎所有街道和街區(qū)采納了這一方案。類似系統(tǒng)——盡管沒有如此廣泛，已在大部分的美國大城市中心以及一些小城市普遍采用。該技術(shù)已得到世界范圍的認(rèn)可，尤其對那些街道闊寬很困難的城市特別有幫助。單行道消除了道路交叉地段潛在的沖突并且普遍提高了交通安全，加快了行駛速度。可逆行道路