唐金龙
河北工程大学 河北邯郸 056038
摘要：本文将对土木工程之中的铁道工程作为例子，来说明土木工程之中怎样具体应用工程力学的相关知识与原理，并分析工程力学知识以及原理在土木工程施工应用进程中的紧密关联，为通过整改优化力学知识来处理工程实际问题以及工程力学教学提供些许建议与思路。
关键词：土木工程；铁道工程；举例
引言
土木工程，是指为人们的生活、与生产所服务的各种与水、土与文化相关联的各种工程设施的计划、建设与维护。通常情况下包含房屋建筑、道路的交通、铁路工程、给水排水等。铁道作为我国的经济组成大动脉、国家的关键性基础设施建设以及基础的交通运输工具，在实际的生产与生活之中具有十分重要的作用与地位，铁道工程是内在支撑力量，其中的工程力学知识以及相关原理在铁道工程建设进程中具备着十分重要的作用。
1、概述
工程力学是一门具备较强的理论性质、抽象性质同时又与实际工程之间的联系十分紧密的技术性基础学科。工程力学的定理、相关定律以及结论十分普遍应用在土木工程技术之中，其是处理土木工程之中实际问题的关键性前提。
铁道工程是铁路之中的各式各样土木工程设施的科学技术总体概况，其包含着铁道工程所应用的各种各样材料以及机械设备等等。也包含着为人们日常生活、生产工作所服务的各种类型铁道工程的铁路线路、铁路车站、铁路桥梁以及相应的配套设备等所开展的规划、施工、安装以及维护等各项技术工作及其所完成的工程实体。
在现阶段社会经济迅猛发展以及科学技术的快速进步环境之中，信息技术发展速度十分之快，工程构造也出现了前所未见的大型化、复杂化，超高层建筑持续刷新着世界纪录，巨型的大坝、港珠澳大桥以及复杂繁乱的铁路体系等超级工程持续不断出现，满足了人们的日常生活需要。而这一切都无法离开作为其关键性支撑的工程力学知识以及相关原理，只有这样，土木工程的发展才可以不断向着更加深刻更加长远的方向前进，从而更好地为人们的社会做出十分重要的贡献。下文将结合具体的实际例子进行说明：
2、铁道工程规划阶段的工程力学
力学相关知识在铁路规划设计工作之中的意义与作用是十分显著的，铁道工程之中空间构造的受力分析，较为复杂的构造强度计算的应力以及次应力、铁路桥梁、挡水墙、支座以及基础性构造的规划设计与分析计算等等都与力学相关知识具有一定的紧密关联，力学理论知识、物理学知识、数学知识以及计算所需要应用的工具发展进步促使铁路规划设计以及铁道工程安全这一对相对来说比较矛盾的问题得到了最大程度的有效处理。
例如，为什么大部分铁路桥梁的桥墩设计规划成为圆端形截面？
这一问题在工程力学的角度进行分析与思考，圆端形截面桥具备一定的较为明显的截面模量，在有效规避应力集中方面具备十分显著的优点，经由开展试验回归分析探索，将剪跨比、轴压比、纵筋率与体积配箍率这四个因素进行相互比较，分析这四种因素对于延性性能的影响程度，各个因素规划设计科学完善可以极大程度提升桥墩的抗震动能力。
在流体力学方面出发进行探索与分析，在合理科学降低水流荷载、流冰压力以及风荷载等横向的外力作用这一方面来看，圆端形截面都具备着十分显著的优点，特别是在河流之中，圆端形截面桥墩可以促使水流平稳顺利通过桥孔，高效降低阻水的面积，极大程度降低了水流对于桥墩的局部冲刷以及水流造成的压力。与此同时，降低了对于铁路桥梁整体的侵蚀损害。具备矩形截面以及圆形截面二者的共同优势。
3、铁道工程中施工阶段工程力学应用
工程力学知识在铁路工程施工进程之中也是十分重要，不可分割的。
例如，为什么铁路工程施工模板的安装与拆卸这一工作的施工流程确定，模板的安装以及拆卸工作应该严格依照相应的标准来开展？因为拆卸模板工作的开展进程中，拆除支撑的时间是需要工作人员进行精确计算的，如若混凝土的强度无法实现相应的强度值，那么十分有可能因为支撑体系失去稳定性质而出现坍塌的状况。因此，应该保障钢筋混凝土可以有效满足相应的强度值来承受上部分的荷载压力，如若钢筋混凝土构造的强度值没有实现相应的规定值，就应该禁止拆除模板。
例如，为什么施工缝的留设位置应该设置在构造受剪力较为小并且方便开展施工工作的位置。受力较为繁乱的构造构件或者具备一定的防水抗渗透标准的结构构件，施工缝的留出设定部位应该经由设计单位认同。如若施工缝的预留设计位置不合理，将会在一定程度上影响着结构的合理性与使用时长，严重情况下甚至可以会引发安全事故的出现。
例如，为什么施工脚手架、塔吊的安装计算，预制构件堆放工作进行时垫木的位置以及吊装时对于起吊点位置的选择确定，都需要经由工程力学的知识来确定？铁路工程施工进程中的工作人员以及铁道工程施工监督管理工作技术人员，只有牢固把控了工程力学的基础性原理与知识、基本的定理以及知识结论，才可以切实明确铁道工程之中各式各样的构件实际受力状况、作用以及符合承载的传递渠道，以及其在各式各样外界的作用力之下会出现怎样的强度已经相应的刚度问题。这样才可以有效合理明确规划的意图并确保可以依照图纸进行施工，设定出合理科学的施工方案、安全措施以及质量保障方案，从而确保建筑施工进程中的绝对安全，有效保障施工的质量与成效，避免出现安全事故。
4、铁道工程事故分解阶段力学应用
工程力学的相关知识对于铁道工程之中的安全事故分析这一工作的作用是无法替代的。
例如，在二〇〇八年十一月十五日，杭州地铁一号线湘湖站施工进程中的工地出现了路面的坍塌事故，造成了二十一个工作人员遇难，重伤了四人、轻伤二十人，损失了将近五千万元。这一重大的安全事故出现的原因，在力学方面进行分析，就是因为设计单位没有考虑到一部分上部通行荷载的力学问题，也没有依据施工场地的软土性质实际情况选择合理的力学参数，基坑围护相应设计规划的参数选择应用不恰当，减少了基坑支撑围护系统的安全程度。其中，施工单位存在着一定的违反规定冒险进行施工作业；支撑结构体系也存在着一定的不足之处，钢管支撑体系构架设置不及时，立柱之间缺少相应的剪力支撑，一部分钢支撑的安全设定位置与实际标准不相符合，减少了支撑体系的整体稳定程度；严重超挖基坑，导致地下连续墙的底部出现了内力弯矩以及剪力过大，超出了上部分包围保护构造的承载能力。设计以及施工单位都存在着缺少科学有效应用力学知识的问题。
5、结束语
综上所述，土木工程是工程力学的外在显现，工程力学是土木工程的灵魂所在，这二者相互支撑成为不可分割的整体。本文通过工程力学知识以及原理在铁道工程之中的实际应用进行举例，为通过优化力学知识来处理工程实际问题以及工程力学的案例教学提供相应的参考。
参考文献：
[1]欧永健.结构力学求解器在中职《土木工程力学基础》课程中应用与思考[J].安徽建筑,2020,27(06):139-140.
[4]闫瑞亭.土木工程中工程力学知识的应用举例[J].科技风,2019(06):100.
[6]范涛,杨虹,高涌涛,明承林. 混凝土结构设计[M].重庆大学出版社:应用型本科院校土木工程专业系列教材, 201701..
[9]赵崇晖.“土木工程力学基础”模拟实验教学法应用[J].科教导刊(中旬刊),2015(05):106-108.
[10]卜建清. 列车动荷载作用下桥梁墩柱主动托换关键技术及其应用[M].重庆大学出版社:, 201408..
作者简介：唐金龙，2000.09.25，男，汉，河北省石家庄市，本科在读，工程力学专业。