时间:2023-07-19 16:56:17
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇土木工程发展,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
为了拓展发展空间,土木工程向更高、更深的方向发展,现在高楼比比皆是,目前最高建筑是被称为“台北新地标”的101大楼,于1998年1月动工,楼高508米(含天线),主体工程于2003年10月完工。有世界最大且最重的“风阻尼器”,还有两台世界最高速的电梯,从一楼到89楼,只要39秒的时间。日本提出摩天城方案是400米见方,地下60米深,地上1000米高的六边形建筑,总建筑面积800万平方米,可居住3.5万人。
土木工程向更快的方向发展,便出现了高速铁路、公路和隧道。磁悬浮列车的设计时速可达500Km/h,目前运行中的山海磁悬浮列车工程西起轨道交通二号线龙阳路站,东至浦东国际机场,它既是连接机场和市区的大运量高速交通线,也是一条观光旅游线,是新世纪上海交通建设的重点项目。路线正线长30公里,设计时速为430公里/小时,总投资约89亿元人民币。
3.大力发展计算机技术在土木工程中的应用
目前状况是计算机辅助设计、计算、造价计算、管理等,发展智能建筑是推广计算机在土木工程中应用的一个方面。
4.土木工程的生产技术和生产方式将发生重大变化
人工向机械化、工业化转变;企业管理模式改变,由原来的计划经济体制向市场经济转变,全面推广“项目管理制”。
5.向沙漠和海洋进军
(1)向海洋拓宽
为了防止机场噪音对城市居民的影响,也为了节约使用陆地,日本关西国际机场建造在位于大阪府泉州冲海域的人工岛上。2000年7月5日,日本一座长lO00m的浮动机场已试飞成功。预计今后日本将会出现越来越多类似的人造陆地。可行性研究表明上海应向海要地,近海建设人工岛。建成后,即可得到深水泊位,且四周水域全可刹用。如海上机场、海上垃圾场、港口等都适合建在离城市不远的近海。
(2)向沙漠进军
全世界约有1/3陆地为沙漠。世界最大撒哈拉沙漠是石漠,由许多山峰被侵蚀而成,世界未来学会对下世纪初世界十大工程设想之一是将西亚和非洲的沙漠改造成绿洲。如果沙漠大面积绿化,将同时改造了沙漠气候。改造沙漠首先必需有水,然后才能绿化和改造砂土。光靠兴修水利引进淡水还不够,国际上正在研究开发使用太阳能淡化海水方案。
6.发展可持续性的土木工程
1 现代土木工程的特点
适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物,既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科前进。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。
1.1建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低,有些价格过高,应用范围受到限制,因而尚待作新的探索。另外,对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,虽已取得显著成果,仍继续进展。
1.2工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。
1.3工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝,会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。
1.4工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况,达到适用、经济、安全、美观的目的。为此,已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值,研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律,积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩同作用的分析,进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论;同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。
1.5工程施工方面。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样,不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率,而且可以解决特殊条件下的施工作业问题,以建造过去难以施工的工程。
2 未来土木工程的发展
2.1指导理论的继续发展。在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上,现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展,用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用,使得对复杂的情况的模拟更有把握,更接近于现实。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论,虚拟现实等技术也在力学中加深影响。
另一方面,土木工程学科将向周围继续发散,与材料,环境,化学,电子信息,机械。
城市规划,建筑等相关学科进一步的交叉,融合,互相支持,互相服务。土木工程内部的次级学科也同时会在现实需要的推动下产生出新的学科,如对城市地下空间的大规模利用就使得新的地下规划学科有了产生和发展的必要。不同次级学科的理论也会相互渗透,比如现在就有一些大型体育场馆采用了类似桥梁的悬索结构。
2.2工程实现的变化。土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物,从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面,有了好的理论和设计,没有好的工程实践,一样不会产生一个优秀的作品。
信息时代正在迎面走来,其他学科和其他方面的新观点新技术,必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论,施工技术,新材料,环境工程,经济理论等等。
2.2.1全过程信息化。信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中,重点不仅仅限于CAD方面,也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集,分析,整理;对建筑物结构,强度,可靠性的分析和相应对策的决策等。这些也是主动控制和智能化实现的基础。
全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。比如可以使用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控,及时掌握整个建筑物的状态。我国现在正是基本建设的,20~30年后,现在这些建筑物逐渐进入维护期。如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作,对今后维护也大有帮助。
信息化也成为专家系统技术的基础。程序的解题能力不仅取决于它所采用的形式化体系和推理模式,而且取决于它所拥有的知识。要使一个程序具有智能,必须向它提供大量有关问题领域的高质量的信息输入。
2.2.2可持续发展和人性化。这两个要求是与社会经济的发展相适应的,社会的发展要求更加充分合理的利用资源,社会生活水平的提高也提高了对土木建筑设施人性化的要求。
整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的,在可持续发展成为整个社会的主题的时候,土木工程也必然的要面对这个问题。对资源和能源的节约,包括在建设中的和使用过程中的,成为土木工程以后的一个方向,这要求有良好的设计和有效的运作管理机制,土木工程构筑物在它的整个寿命周期,从规划,设计,建造到建成后的使用,维护,拆除都要尽量的将对环境的影响降到最小,同时尽可能大发挥它的社会经济效应。这对土木工程提出了新的要求。具体的要求包括,资源的保护,资源再利用,污染控制和全方位的质量。我国正在施工中的青藏铁路较好的体现了可持续发展的特性,从设计环节开始就注意了对青藏高原脆弱生态环境的保护,全路设计为封闭构造,杜绝了固体废弃物的污染,也严格的控制了噪音污染。施工过程中也相当注重对周围环境的影响。
2.3主动控制技术。迄今,绝大部分的土木工程建筑都是被当作一个静态的,被动的物体。对周围环境的影响,如风动,温度变化,突发事件等只能依靠自身的结构进行被动的抵御。显得缺少灵活性和应变能力。今后土木建筑设施的一个发展方向之一就是主动控制技术在建筑构造物中的应用。运用计算机技术和模糊控制技术,以及一些预设的控制结构。使得建筑物能够对各种环境因素做出适当的反应。
土木工程当今的发展是人类智慧的成果,土木工程是为了人类存在而存在.坚持可持续发展道路,努力创新,土木工程定会走向新的高峰!
参考文献
作为一个重要的基础学科,土木工程有其重要的属性:综合性,社会性,实践性,技术经济与艺术统一性。随着人类社会的进步而发展,土木工程至今已经演变成为大型综合性的学科,并已经出许多分支,如:建筑工程,铁路工程,道路工程,桥梁工程,特种工程结构,给水排水工程,港口工程,水利工程,环境工程等学科。土木工程共有六个专业:建筑学,城市规划,土木工程,建筑环境与设备工程,给水排水工程和道路桥梁工程。
通过一个学期土木工程概论课的学习,我已经深深地感受到土木工程涵盖的广泛,体味了前人取得的成就,也领悟了作为一名土木工程师的重大责任。当然,我们不能沉浸于现已取得的辉煌成就,止步不前。我们还应当与时俱进,去挖掘,去发现,去思考,去想象,去创新。在此,作为一名中国未来的土木工程师,我想结合土木工程的历史,结合我国的国情和世界形势,谈一谈土木工程的可持续发展之路。
My knowledge about civil engineering has been broadened since I became a student of Tongji University.
Civil engineering is a form of human activity. Human beings pursued it to change the natural environment for their own benefit. Buildings, transportations, facilities, infrastructures are all included in civil engineering.
The development of civil engineering has a long history. Our seniors had left a lot of great constructions to us. For example, Zhao Zhou Bridge is the representative of our Chinese civil engineering masterpieces. It has a history of more than 1300 years and is still service at present.
Civil engineering has been so rapid development of the period. A lot of new bridges have been constructed, and many greater plans are under discussion. China is a large county. And she is still well developing. So this era will be both exciting and rewarding for the Chinese Civil Engineers. And of course, civil engineering’s future is promising.
However, civil engineers will be facing more complex problems. We should pay attention to the growing population and a lot of deteriorating infrastructures. We should prepare for the possibility of natural disasters. To meet grow needs in the future; we should also try to update all the transportation systems.
To deal with these problems, we will have to develop innovative and enterprising skills. And we should choose a way that we can go continuously. Hazard Mitigation may be a great choice. Not only can it save money in the long run, but also avoid getting into an embarrassing situation in which we have to rebuild all the broken buildings. And we should also use more environmentally friendly materials when designing or constructing new buildings.
Well, to be a brilliant civil engineer is not easy. Today, engineering is a synthetic system. It not only depends on traditional mechanics, but also closely related to advanced science. So Physics, Chemistry, Material Science, Computer Science and perhaps more are all in our civil engineering program.
To be a good civil engineer, we should have the ability to apply the knowledge, to design a system, a component, or a procedure of construction. We should also be able to conduct experiments and explain the results. Furthermore, an engineer never works alone, so we shall cooperate with working team, and try our best to communicate effectively.
I’m very glad to be a student in this wonderful field. And I will try my best to be a successful civil engineer, to make contributions to our motherland.
1.对土木工程的历史、现状和未来发展的认识
1.1.1古代土木工程
古代土木工程具有很长的时间跨度,它大致从公元前5000年的新石器时代到17世纪中叶,前后约7000年。在房屋建筑、桥梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了辉煌的成就。一些文明古国的不少传世杰作,至今巍然屹立。譬如我国的长城,埃及的金字塔等。公元6世纪建成的赵州桥,是世界上最早的敞肩式拱桥,于1991年被美国土木工程学会选为世界上地12个土木工程里程碑。
1.1.2近代土木工程
近代土木工程的时间跨度从17世纪中叶到20世纪中叶,前后约300年时间。在此期间,建筑材料从以天然材料为主转向以人造材料为主,建造理论也从主要以总结长期建造经验向重视科学兼顾经验转变。建造技术方面,一些性能优异的大型机械伴随着各种极为有效的施工方法的出现,使得人们开始能建造结构复杂或所处环境恶劣的土木工程。期间建成的埃菲尔铁塔、帝国大厦和金门悬索桥,至今仍不失为伟大的土木工程。
1.1.3现代土木工程
现代土木工程起始于20世纪中叶。发展至今,土木工程在建筑材料、结构理论和建造技术方面都取得了极其巨大的进步。
建筑材料方面,高强度混凝土、高强低合金钢、高分子材料、钢化玻璃越来越多地出现在建筑上。结构理论方面,利用电子计算机强大的运算和绘图能力,力学分析和计算的结果更加符合结果的实际情况,使得在结构设计上更为可靠。对于建筑技术,已经发展到机—电—计算机的一体化,施工过程中,不论是上天、入地还是翻山、下海,都已不是施工的障碍了;而焊接技术的普遍使用,也使得钢结构的发展进入了一个新的阶段。
现代土木工程造就的举世瞩目的建筑有:我国台北的国际金融中心,上海金茂大厦,马来西亚吉隆坡的石油大厦双塔楼,法国的诺曼底斜拉桥等。
1.2对土木工程的现状的认识
现今的土木工程,正日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合。
公共和住宅建筑物要求的建筑、结构、给水排水、采暖、通风、供燃气、供电等现代技术设备日益结合成为整体。
1. 引言
土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动;也指工程建设的对象,即建造在地上或地下、陆上或水中,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。
2. 土木工程发展
作为一个重要的基础学科,土木工程有其重要的属性:综合性,社会性,实践性,技术经济与艺术统一性。随着人类社会的进步而发展,土木工程至今已经演变成为大型综合性的学科,并已经出许多分支,如:建筑工程,铁路工程,道路工程,桥梁工程,特种工程结构,给水排水工程,港口工程,水利工程,环境工程等学科。改革开放后,中国土木工程领域取得了巨大的进步与发展,不过在发展的过程中也暴露出一系列问题,现分别就各自发展对其进行阐述。
2.1高层建筑结构的发展。
改革开放以来,中国高层建筑取得的举足轻重的进步。高层建筑越来越多,结构形式越来越复杂,由单纯的框架结构剪力墙结构和框架-剪力墙结构以及框架-筒体结构等体系向巨型结构、转换层结构、悬挑结构及高层大跨框架结构等体系发展。20世纪80年初建成的上海色织四厂工程是国内最早、最有影响的大跨多层预应力混凝土结构工程,为6层,双跨,每跨20m的预应力混凝土框架结构,柱距7.2m,解决了“布机上楼”问题,推动了纺织厂房向多层方向的发展。 前几年,中国建成了不少大跨度预应力混凝土马鞍形壳板屋盖单层建筑,跨度最大的达30m,并编制有国家标准图。因为它是一种预制的薄壁空间结构,又是直线预应力筋,所以,理论上是很经济的。中国很大部分空间建筑采用了多种形式的钢结构,尤其以网架结构和网壳结构最多。如,首都体育馆、上海体育馆都是大跨度网架结构;而天津体育馆采用了双层球形网壳结构,直径达135m。最近几年,随着经济的发展和对外交流的需要,各地纷纷建造展览中心等大型大跨建筑。从而,巨型空间曲线形钢(桁架、拱)屋盖得到了应用和发展。
2.2公路隧道工程发展。
我国最早的交通隧道始于公元66年建成的陕西古褒斜道上的石门隧道。建国后,上20世纪50年代,我国仅有公路隧道30多座,总长2.5公里。60至70年代,我国在干线公路开始修建一些百米以上的隧道,但标准很低。80年代后期,我国才真正开始兴建高速公路和高速公路隧道。90年代开通的成渝高速公路的中梁山隧道、缙云山隧道,把我国公路隧道单洞长度提高到 3 000 m 以上,并在处理通风、塌方、瓦斯、地下水和营运管理与交通监控技术等方面取得了突破性进展,为我国今后修建山岭长大公路隧道积累了一些宝贵经验;90 代末,通车的四川省川藏公路上二郎山隧道(长 4160m)、四川广安地区华蓥山公路隧道(长 4634Km)、云南楚大高速公路的九顶山隧道(长3204m)开创了我国山岭长大隧道的建设史;广州珠江沙面水下公路隧道建成通车和上海穿越黄浦江江底隧道(长度超过 3000 m)标志着我国水下沉埋隧道修建技术达到了新的水平;重庆铁山坪路隧道双线(全长 5 424 m )、北京至八达岭高速公路的谭峪沟隧道、 重庆市川黔公路的真武山隧道;辽宁沈大高速公路韩家岭隧道 (亚洲最宽的四车道公路隧道)等 ,应当说,目前我国公路隧道的施工技术水平已接近国际先进水平,部分已达到国际领先水平。
2.3岩土工程领域。
我国地域辽阔、岩土类别多、分布广。以土为例,软粘土、黄土、膨胀土、盐渍土、红粘土、有机质土等都有较大范围的分布。如我国软粘土广泛分布在天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、湛江、广州、深圳、南京、武汉、昆明等地。人们已经发现上海粘土、湛江粘土和昆明粘土的工程性质存在较大差异。以往人们对岩土材料的共性、或者对某类土的共性比较重视,而对其个性深入系统的研究较少。岩土工程领域研究以地方为准,各地区土类别不同,研究方法各异。而在传统的研究方面,如土体本构模型等方面也取得了一定发展。
3. 土木工程展望
随着我国改革开放的不断深入和经济的迅速发展,中国将面临一个更大规模的建设。可以说,我们正面临着一个伴随着国民经济飞跃的土木工程大发展的大好时期。而且这样一个优良的发展环境已经受到并将继续受到西方国家的急切关注。作为跨世纪的一代,这一大好形势为我们提供了空前难得的施展才干、向国际水平冲击的良好机遇。同时,我们也深深感到,这是一个“机遇”与“挑战”并存、“合作”与“竞争”交织、“创新”与“循旧”相争的时代,如何把握世纪之交时土木工程学科的发展趋势,开创具有中国特色、具有国际一流水平的土木工程学科的新纪元,是对我们跨世纪一代人的严峻挑战。
4. 结论
本文在简单回顾土木工程发展的基础了,分别对高层建筑结构、公路隧道及岩土工程领域发展进行了阐述,并就土木工程发展进行了展望。
参考文献
【Abstract】Adapt to the rapid development of various types of construction requirements, people need to build large-scale, large span, tall, light, large, sophisticated equipment, modern buildings, both with high quality and quick construction, but also for high economic efficiency. This raised new issues to the civil engineering and promote the civil engineering discipline forward.
【Key words】Civil engineering; project construction; building; Development
【中图分类号】TU998.52 【文章标识码】A 【文章编号】1326-3587(2011)06-0120-01
一、现代土木工程的特点
适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物,既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科前进。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。
1、建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。
2、工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。
3、工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。
4、工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况,达到适用、经济、安全、美观的目的。
5、工程施工方面。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。
二、未来土木工程的发展
1、指导理论的继续发展。在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论,虚拟现实等技术也在力学中加深影响。
城市规划,建筑等相关学科进一步的交叉,融合,互相支持,互相服务。土木工程内部的次级学科也同时会在现实需要的推动下产生出新的学科,如对城市地下空间的大规模利用就使得新的地下规划学科有了产生和发展的必要。不同次级学科的理论也会相互渗透,比如现在就有一些大型体育场馆采用了类似桥梁的悬索结构。
2、工程实现的变化。土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物,从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。
信息时代正在迎面走来,其他学科和其他方面的新观点新技术,必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论,施工技术,新材料,环境工程,经济理论等等。
a、全过程信息化。信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中,重点不仅仅限于CAD方面,也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集,分析,整理;对建筑物结构,强度,可靠性的分析和相应对策的决策等。
全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。比如可以使用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控,及时掌握整个建筑物的状态。我国现在正是基本建设的,20~30年后,现在这些建筑物逐渐进入维护期。如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作,对今后维护也大有帮助。
信息化也成为专家系统技术的基础。程序的解题能力不仅取决于它所采用的形式化体系和推理模式,而且取决于它所拥有的知识。要使一个程序具有智能,必须向它提供大量有关问题领域的高质量的信息输入。
b、可持续发展和人性化。这两个要求是与社会经济的发展相适应的,社会的发展要求更加充分合理的利用资源,社会生活水平的提高也提高了对土木建筑设施人性化的要求。
中图分类号:E271文献标识码: A
一、土木工程的涵义
土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路、桥梁工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展,目前土木工程的实践和研究己取得显著成就,但展望未来,土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步去探索。
二、当今我国土木工程的发展现状
1、在高层建筑方面
众所周知,我国一个很大的特点就是人口是世界上最多的,这也就意味着我国要在有限的国土面积上满足更多的人的生存需求。这就是当今城市化进程中面临的棘手的问题。这种矛盾的存在可以说是影响我国社会和谐甚至影响国际形象的重要因素。解决这样的问题,唯一可行的办法就是增加高层建筑的建设。城市用地的紧缺也大大促进了高层建筑的建设,可以说,高层建筑是我国未来发展所需的必要的改造方向,是解决日益增长的人口与有限的土地资源矛盾的必然选择。高层建筑利用其较少的占地,更多的人口容量成为未来城市发展的首选,当然,高层建筑的建立也是我国经济发展水平的一种展示。人们很容易将发达的城市与高楼林立的景象联系起来,这也是需要十分巨大的资金支持的。
与此同时,尽管高层建筑有这么多的优势,但是在经济发展的今天仍然不能够作为普及城市化的标准改造模式。高层建筑要讲究实事求是的原则,与当地人口以及环境容纳量相互补充,辩证的分析当地的建筑应具备的最适合的建造模式。在当前情况下,我国高层建筑在稍微大些的城市己经不是鲜见之物,根据相关资料的调查显示,我国大陆目前高层建筑的数量己经超过20000幢,而超过100m的高层也己经超过1000幢。这样足以说明土木工程对于我国社会建设的重要性,为缓解土地紧缺,满足人们的生存需要做出了重大的贡献。土木工程是人类社会强大的建造力,是人类文明的鲜明表现,保障了我国现代化进程的平稳发展。
2、在公路建设方面
公路建设是发展经济的必要手段,它是当今物资等运输的载体,没有公路建设,国家就会陷入瘫痪的状态。可以说公路是国家的血管,是生存发展的必要通路。同样的,国家的繁荣昌盛离不开经济的发展,而经济的发展离不开交通的辅助。有句老话,要致富先修路,可见交通设施的完善对经济的发展是不可或缺的。我国是产业多样化的大国,工业农业以及其他的各行各业的生存发展与公路都有着千丝万缕的联系。公路时分担地区资源的重要途径,地区承载量及其分配也因为四通八达的公路显得更加有意义。
公路的运输功能为国家各个行业的商品流通提供了途径,优化各地区的产业结构,同时也可以带动地区经济的发展。尽管大多数地区的交通在改革开放的今天都己经不是制约经济发展的首要问题,但是,其相对偏远的地区或者拥有复杂地形的地区,交通依旧是经济提升的不可逾越的绊脚石。道路建设离不开经济的支持,而经济的发展又离不开道路的辅助,这样的关系使得这个问题并不容易解决。因此,这种不协调性的存在使得我国和谐环境下存在不和谐的因素,这样是不利于我国建设社会主义和谐社会的。近年来,经济的继续发展,以及和谐社会的进一步落实,势必会将重视偏远地区的战略布局,大力发展交通运输事业,为经济发展开辟更多的潜力,使交通经济和协调发展,创造更加美好的未来,为社会主义事业继续努力。
三、现代土木工程技术的特点
1、绿色土木建筑。在土木工程中充分利用绿色土木技术,可以通过利用自然资源、环境资源,尽量降低或避免土木对环境造成危害,维护生态平衡。发展绿色土木可以尽量降低土木对资源的消耗,有效节约能源与资源,避免土木物对环境造成污染,促进土木行业的健康发展。目前,环境保护问题已引起人们的高度关注,促进土木物与自然的和谐发展也成为土木工程的重要发展方向,在土木工程中引用和推广绿色土木技术可以为人们营造一个更自然、环保、健康的土木空间,提高土木工程技术的生态效益。
2、生态土木建筑。生态土木技术也是一种新兴的土木工程技术,在土木工程项目中,生态技术可以在土木工程中充分利用现代高新科技,运用土木物理、土木设计、材料科学、气候学等一系列学科知识为土木工程服务,增加土木工程的科技含量,使工程建设项目的经济效益、社会效益和生态效益得到同步提升。生态土木可以有效降低土木物的能源和资源消耗,避免对环境造成污染,在保护生态环境的基础上,为人们提供一个节能、舒适、健康的室内环境。
3、智能土木建筑。随着科学技术水平的不断提高,很多先进的科学技术已运用于土木工程技术中来,智能土木可以通过利用信息技术、计算机技术等科学技术,增加土木物中的安全防盗、电力系统、通讯设备等系统的科技含量,提高土木工程的自动化水平,使土木工程不断与科学技术结合,共同为人们打造一个更舒适、高效、便捷的土木环境,使土木物的管理逐步朝着智能化、自动化的方向发展。
四、土木工程技术的发展趋势
1、精细化的发展趋势。随着现代土木工程技术水平的逐步提高,土木工程技术也在朝着精细化的方向发展,对施工技术、设备安装技术的要求也越来越高。例如,对于土木工程的钢结构焊接与安装技术来说,精细化程度在不断提高,新的焊接技术如焊接水平控制、材料控制、射线检测焊缝等技术的发展水平越来越高,逐步形成了多功能的焊接管理技术,如WMS技术等。在钢结构的安装方面,工程质量的监控技术水平也在逐步提高,发展成为新型的工程质量监控吊装技术,并在鸟巢等大型工程建设项目中得到了应用,提高了土木工程技术的精细化水平,发展了计算机控制的多吊点分散载荷吊装技术等监控吊装技术,使质量控制的精度与准度得到了很大的提升。
2、数字化和信息化的发展趋势。随着信息技术和计算机技术的发展,计算机技术也在土木安装等工程中得到了广泛的使用,通过计算机可以对土木安装过程进行模拟和监控,利用计算机操作系统及时发现土木安装过程中存在的问题,发挥实时校对、实时监督、实时控制的作用,保证土木安装工程的质量达标。总之,数字化和信息化在土木安装工程中的应用,可以利用动态模拟的方式对安装过程进行监控,使土木工程技术朝着信息化和数字化的方向发展,提高土木工程监督和管理的水平与效率。
3、集成化的发展趋势。集成化的土木工程技术可以将土木施工技术、土木安装技术等技术实现有效衔接,将多种工程技术相结合,发挥土木工程技术的综合效益,提高土木工程技术的水平,以满足未来土木业的发展要求。
结束语:
由于我国是一个发展中国家,经济还不发达,基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求,所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中,都应考虑可持续发展。这些专业活动包括:建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设,海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。
中图分类号:S969.1 文献标识码:A文章编号:
引言
土木工程是指房屋、公路、铁路、桥梁、水工、港工、地下等工程的总称。土木工程对国家的经济建设和人民生活的影响非常明显和重要。土木工程密切关系到人类赖以生存和繁衍的四大基本要素:衣、食、住、行,为人类提供住宅、宾馆、公寓、衣料生产贮藏基地、食品冷库、公路、机场、铁路、港口、码头、厂房、实验室等现代人类生活和发展的必要场所空间。
1、土木工程的特点
1.1工程规划方面
以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝,会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。
1.2工程设计方面
人们努力使设计尽可能符合实际情况,达到适用、经济、安全、美观的目的。为此,已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值,研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律,积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩同作用的分析,进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论;同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。
1.3工程施工方面
随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样,不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率,而且可以解决特殊条件下的施工作业问题,以建造过去难以施工的工程。
1.4建筑材料方面
高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低,有些价格过高,应用范围受到限制,因而尚待作新的探索。另外,对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,虽已取得显著成果,仍继续进展。
2、土木工程的发展现状
我国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过,且发展很快,尤其在近年来,发展极为迅猛,几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快,数量之巨,令世界各国惊叹不已。
截止2000年底,我国铁路运营路程已达6.78万公里,居世界第4位,亚洲之首。铁路朝着城市轻轨和地铁两方而发展。同时,我国也在积极建造高速铁路,武汉至广州的高速铁路运营时间仅需4小时。此外,磁悬浮列车也在发展。桥梁工程也取得了惊人的成就,伴随着桥梁类型的不断翻新,主跨跨度一再突破。杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等大跨桥梁的建成都标志着我国的大跨结构达到了一个新的水平,己跨入世界水平先进行列。目前,我国己建成千米以上大桥3座、800m以上大桥8座、600m以上大桥15座、400m以上大桥40座,重庆万县单孔跨度达420m的钢筋混凝上拱桥更引起世界同行的莫大兴趣。在水利建设方面,50年间全国兴建大中小水库8.6万座,水库总蓄水量4580亿立方米。建设和整修大江大河堤防25万公里,目前防洪工程发挥的经济效益达7000多亿元。在大坝建设方面,我国先后建成了青海龙羊峡大坝、贵州鸟江渡大坝、四川二滩大坝等水利工程。
3、土木工程的发展趋势
3.1向高空延伸
现在人工建筑物最高的为646m的波兰Gabin227kHz长波台钢塔,由15根钢纤绳锚拉。日本拟在东京建造800.7m高的千年塔,它在距海约1.25英里的大海中,将工作、休闲、娱乐、商业、购物等融于一体的抗震竖向城市中,居民可达5万人。中国拟在上海附近的1.6公里宽,200m深的人工岛上建造一栋高1250m的仿生大厦,居民可达10万。印度也提出将投资50亿建造超级摩天大楼,其地上共202层,高达710m。
3.2向地下发展
1991年在东京召开的城市地下空间国际学术会议通过了《东方宣言》,提出了"21世纪是人类开发利用地下空间的世纪"。建造地下建筑将有效改善城市拥挤、节能和减少噪声污染等优点。日本于20世纪50年代末至70年代大规模开发利用浅层地下空间,到80年代末已开始研究50~100m深层地下空间的开发利用问题。日本1993年开建的东京新丰州地下变电所,将深达地下70m。目前世界上共修建水电站地下厂房约350座,最大的为加拿大的格朗德高级水电站。我国城市地下空间的开发尚处于初级阶段,目前已有北京、上海、广州等六个城市建有地铁,已开通的总长度达215公里;设有140个地铁站,北京地铁长度已达41.6公里。
3.3向海洋拓宽
为了防止机场噪声对城市居民的影响,也为了节约使用陆地,2000年8月4日,日本大阪利用18亿立方围海建造的1000m长的关西国际机场试飞成功。阿拉伯联合酋长国首都迪拜的七星大酒店也建在海上,洪都拉斯将建海上城市型游船,该船将长804.5m,宽228.6m,有28层楼高,船上设有小型喷气式飞机的跑道、医院、旅馆、超市、饭店、理发店和娱乐场等。近些年来,我国在这方面也已取得可喜的成绩,如上海南汇滩围垦成功和崇明东滩围垦成功,最近又在建设黄浦江外滩的拓岸工程。围垦、拓岸工程和建造人工岛有异曲同工之处,为将来像上海这样大的近海城市建造人工岛积累了科技经验和准备力量。
3.4向沙漠进军
全世界约有1/3陆地为沙漠,每年约有600万公顷的耕地被侵蚀,这将影响上亿人口的生活。世界未来学会对下世纪初世界十大工程设想之一是将西亚和非洲的沙漠改造成绿洲。改造沙漠首先必须有水,然后才能绿化和改造沙土。现在利比亚沙漠地区已建成一条大型的输水管道,并在班加西建成了一座直径1公里、深16公里的蓄水池用以沙漠灌溉。在缺乏地下水的沙漠地区,国际上正在研究开发使用沙漠地区太阳能淡化海水的可行方案,该方案一旦实施,将会启动近海沙漠地区大规模的建设工程。我国沙漠输水工程试验成功,自行修建的第一条长途沙漠输水工程已全线建成试水,顺利地引黄河水入沙漠。我国首条沙漠高速公路——榆靖高速公路已全线动工,其全长116公里。
3.5向太空迈进
由于近代天文学宇航事业的飞速发展和人类登月的成功实现,人们发现月球上拥有大量的钛铁矿,在800℃高温下,钛铁矿与氢化物便合成铁、钛、氧和水气,由此可以制造出人类生存必需的氧和水。美国政府已决定在月球上建造月球基地,并通过这个基地进行登陆火星的行动。美籍华裔林铜柱博士1985年发现建造混凝土所需的材料月球上都有,因此可以在月球上制作钢筋混凝土配件装配空间站。预计21世纪50年代以后,空间工业化、空间商业化、空间旅游、外层空间人类化等可能会得到较大的发展。
4、结束语
本文暂时只提及了土木工程的现状及发展,对于土木工程的具体细节应包括使用功能的发展、结构性能的发展、可持续发展等一系列内容。未来的土木工程可能不仅可以抗震、抗风,甚至可以抗暴、抗海啸、防火、防撞、防辐射等。科技的进步,经济的繁荣将带给土木工程发展的春天。
参考文献:
[1]杨家福。中国土木工程指南[M]。1993:1-4。
1土木工程的现状
随着全球科学技术以及生产力的提高,土木工程也有了一定的发展。建筑活动在世界上也有着很长远的历史。各个国家都有着大量的建筑遗迹。这些建筑都充分体现出了人类的智慧。从20世纪50年代之后,我国的土木工程有着快速的发展。在近些年来,土木工程的发展速度更是常人所无法想象的。大量建筑的拔地而起完善了土木工程领域。而一些土木工程新型材料的应用更是提高了人们的生活质量,使人们的生活水平上升了一个层。在改革开放之后,我国新的发展趋势促进了土木工程建设的快速发展。
2土木工程的发展趋势
科技的发展促进了土木工程的重大改革,也为土木工程的发展提供一定的技术和物质,从而使土木工程具有着一定的科学性和系统化。在今后的发展中,土木工程将具有着以下几个特点。(1)智能化。智能化材料主要指的是材料本身能够自行进行调节、清洁以及修复,从而能够具有着自我监控的作用,还可以反复被应用。而土木工程材料智能化的发展可以使土木工程降低一定的成本。(2)高性能化。高性能化表明土木工程材料具有着较高的耐久性、保温性、抗震性以及防水性等。因此,土木工程的高性能化可以使建筑物更加的安全和实用。同时,这种高性能还能够延长建筑物的寿命。例如:目前建筑物中所应用的钢筋混凝土结构重量非常的大。这在很大程度上限制了建筑物的高度。因此,人们可以通过减轻此阿里的重量来提高建筑物的经济效益。在今后的发展中,人们可以通过发展加气混凝土、空心砖等新型建筑材料来促进土木工程的进一步发展。(3)复合化和多功能化。建筑人员可以应用一些复合技术来生产具有高性能的材料,从而使土木工程材料具有着复合化和多功能化。(4)生产工业化。工业化生产主要指的是在建筑中应用一些具有先进性的工业化生产激活素来保证土木工程的规范性和系列化,从而使建筑物能够达到民众的要求。(5)绿色化和节能化。在科学技术不断发展的同时,建筑材料的节能能力也在不断提高。建筑的防水保温能力也得到很大的改善。目前,人们对于建筑材料不仅仅只是数量上的要求,还有对于产品的质量以及更新换代速度的要求。随着人们对于建筑材料需求的提高,人们一方面要求材料具有着较高的性能,另一方面也要求材料要有着一定的绿色化和节能化。目前,能够应用的自然资源非常的匮乏。这主要是因为以往的建筑材料大都来自于自然资源。因此,人们需要通过一定的措施来促进建筑材料的可持续发展,从而降低对于自然资源的应用,保证可再生资源能够得到充分的利用。另外,人们可以采用无污染、低能耗的生产技术来生产新型材料。这可以保证新型材料可以得到再生和再利用,从而促进了土木工程材料的可持续发展,体现出了土木工程材料的节能化和绿色化。
3发展注意事项
目前,土木工程面临的最大问题是可持续发展。土木工程的发展需要大量能源的支持。这在一定程度上导致自然资源具有一定的有限性。因此,土木工程必须通过一定的方法来保持自身的可持续发展。而当前土木工程的进一步发展需要建立在节约自然资源的基础之上。这就要求设计师能够对土木工程整个过程进行一定的设计和规划,从而使其能够避免对自然环境造成更为严重的伤害,也要使其可以在一定程度上降低对于建筑资源的浪费,真正提高社会经济的发展。例如:我国青藏铁路的建设就能够体现出可持续发展的思路。设计师在设计的过程中就已经考虑到青藏高原的环境保护问题。因此,在建设的过程中,设计师们采用了封闭构造方式来防止固体废弃物对于青藏高原生态换几个的污染。这也代表了土木工程的又一次发展。
4结语
综上所述,工业革命目前已经开始发生变革产生了信息时代的变革。而信息时代的工业革命主要包含有通信工业、网络工业以及计算机工业等。随着这些具有信息技术的工业的发展,人类的生产以及生活方式发生了很大的变化。而在生产力不断发生变化的同时,土木工程材料也有着不断的发展和应用。在这个过程中,工程技术的不断进步有着非常重要的作用。土木工程材料的变化代表着一个时代的不断改变。随着社会的不断发展和改变,人们的生活水平有着很大的提升。而人们对于生活的品质也有着更高的要求。因此,人们需要通过发展新的土木工程材料来促进土木工程的进一步发展。这就要求人类能够更加重视土木工程材料的开发和作用,以及土木工程材料对于人类和环境的影响。这样才能够使土木工程真正的造福于人类。
参考文献
[1]李宇坤.浅谈土木工程材料的发展历程[J].科技风,2016(12).
一.土木工程信息化的概述
(一)土木工程信息化的概述
土木工程指建造各类工程设施的科学技术的统称。而土木工程信息化则是指利用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术,尤其是对传统土木工程技术手段的改造与提升,从而实现效率的提高,以及成本的降低[1]。
(二)重要意义
土木工程信息对社会经济发展带来的意义远远不局限于本身,其对土木工程市场化的发展有着重要意义,将会在短时间内引入物流、电商等相关概念,甚至可以向O2O平台方面发展。另外,土木工程信息化也是推动相关企业转型的重要方法之一,尤其是对相关企业的理念方面,将会有一个质的改变。
二.我国土木工程信息化发展的现状
从目前来看,我国土木工程信息化主要包括三个方面,一是土木工程设计、施工的技术和控制信息方面;二是土木工程各项管理方面;三是土木工程商贸信息方面。
(一)土木工程设计、施工的技术和控制信息方面
作为一项古老的学科,土木工程的发展都一直受到时间、空间等相关因素的制约,尤其在地形地貌方面,往往成为土木工程项目最难攻克的一项技术难关,也使得很多工程也因此而搁浅。但随着信息技术的发展,已经根本上改变了土木工程的设计、施工方法,能够实现很多艺术家大胆而极富创新的设计,让这些创新设计真正变成现实,造福全人类。
从具体的案例来看,像广州的小蛮腰、央视大楼的裤衩、河北的天子酒店、广西北海的北部湾1号,等等。它们都是利用土木工程信息化,从而突破时间、空间等维度的限制,让这些富有创新设计成为现实。
(二)土木工程各项管理方面
管理是一项难题,土木工程管理亦是如此。众所周知,我国土木工程科目虽然有较长的发展历史,但受制于技术的落后,长期以来,土木工程各项管理一直存在大大小小的问题,比如管理信息系统的混乱、验收标准的不一致,以及相关应有技术良莠不一,都在一定程度限制土木工程学科的发展。
但随着信息技术的到来,这些问题似乎都不再是问题,因为土木工程一旦进行信息化之后,相关管理的细则都会有一个明确的标准。同时,对于整个行业来说,信息化的发展,还可以打破行业间的信息壁垒,从而实现信息互通,做到相关管理标准的一致性。
(三)土木工程商贸信息方面
在今年两会期间,总理在会议上肯定了“互联网+”对社会经济发展的积极意义,使得“互联网+”成为各行各业发展的突破点之一。对于土木工程而言,同样也是如此,互联网基因已经开始切入到土木工程发展的方方面面。
比如在施工方案方面,目前已有很多O2O平台都开始提供土木工程施工方案的项目,这种与客户直接对接的方式,将会大大缩减土木工程项目的成本,也能够有效提高施工效率。
另外,在土木工程信息化之后,也同样能够在更短的时间内,实现产业的规模化效益,把整个行业从低端提升到中端领域,使之能在更广的范围内,带动相关行业的进步,从而促进社会经济的发展。
三.土木工程信息化的发展措施
从目前来看,土木工程信息化的发展措施,主要还是集中在信息技术方面,分别是3S技术、计算机应用技术以及无线技术这三个方面。可以说,这三项技术的发展,将是推动土木工程信息化进程的最关键因素。现在,笔者将结合具体案例,加以说明,从技术的角度探讨土木工程信息化的发展措施。
(一)3S技术
3S技术主要是指遥感技术、地理信息系统、全球定位系统。它们既是狭义的地理信息技术,也是广义地理信息技术的核心。而对于土木工程来说,这是其信息化进程的重要一步。
众所周知,土木工程项目离不开地形地貌的勘察,以及准确的定位系统,这些都必须依靠3S技术的发展。在地形地貌的勘察方面,土木工程项目是遥感技术的进步的最大得益者,通过远程遥感技术,能够把那些远距离且难以实地勘察的地形地貌,使之成像,最终得出详细的地形地貌数据。
当然,在这个过程中,全球定位系统的重要性也是不言而喻,它能够在短时间内对具体地点进行准确标记,便以对施工方案的设计。总而言之,全球定位系统的优点在于不存在误差积累、精度高、 速度快、全天候、无需通视和点位不收限制,并可同时提供平面和高程的三维位置信息等方面。
具体案例如参考三峡工程的建设,当地险峻的地势一直成为工程施工的难点,但在引入3S技术之后,很多需要人工勘察的地方,都可以通过远程计算机来完成。
(二)计算机应有技术
3S技术主要用于外部的勘察和成像方面,而计算机应有技术则是在土木工程内部的建模方面,两者几乎是拥有同等的重要性。在此之前,随着互联网技术的接入,我国土木工程建模主要是利用CAD软件进行操作,部分项目可能要涉及到3D MAX软件,但无论是哪一种软件,都存在一定的缺陷。
就未来而言,未来土木工程信息化的重要将是在CAE软件建模,甚至是在VR软件建模方面,尤其是虚拟与现实两者的交叉,利用数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支,把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物[2]。
当然,这项技术的优势还不仅在于此,它还能够具体到设计方案是否符合实际、以及查出存在哪些可优化的方面,从而大大降低成本,减少不必要的工作内容,提升效率。而在具体运用方面,北京奥林匹克运动会多项场馆的建设,均利用了这些软件技术,比如鸟巢、水立方,等等。
(三)无线技术
有了3S技术和计算机应有技术之后,土木工程信息化仍缺少非常重要的一环,那就是通讯连接技术,也就是现在所说的无线技术。无线技术的重要性主要存在于基站与P2机之间的联系,它是一种数据传输工具,能够把数据通过基站端口,传输到计算机一端进行永久性存储。
在另一方面,无线技术还能对这些传输而来的数据,进行有效的分析,从而大大降低人工分析的时间,并且能够保证分析结果的准确性。
当然,它的作用并不仅仅在于此,它还可以实现很多有效的功能,比如损伤检测、报警,等等,从而使监测系统更加完善,以及使用方便。
四.结语
总体而言,信息化对土木工程学科的发展具有重要意义,它能够从根本上改变土木工程的传统理念,使之与时下热门互联网概念接轨,让互联网技术带动这个传统学科在新时代的发展,并在发展的过程,不断迎接新的挑战,不断克服新的困难。至少在未来二十年、甚至三十年内,互联网技术对土木工程学科的重要性都是不言而喻的。
当然,从目前来看,土木工程信息化仍然遇到了很多困难,尤其是与欧美发达国家相比较,我国土木工程信息化的程度仍然是比较低的,存在较大的差距。在未来,土木工程信息化依旧还有很长的路要走。
参考文献
土木工程是指所应用的建筑材料、相关的设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动,也指工程建设的对象主要包括了建造在地上或地下、陆上或水中,直接或间接为人类生活、生产、科研等服务的各种工程设施。例如房屋、道路、铁路、堤坝、管道、海洋平台、给水排水以及防护工程等。土木工程作为一个国家建设的重要方面在人们的日常生活中有着举足轻重的地位;另外,土木工程作为一个古老行业,真实的反应了各个时期的科技、经济及社会发展状况,体现了一个国家的经济技术水平,例如长城、赵州桥、长江大桥、水立方、鸟巢、上海世博会中国馆等。不仅仅彰显的是大国风范和土木工程技术的成就,而且作为一种建筑艺术美展示大。现代社会的发展要求人们不断从天空、地下和海洋开拓人类生存空间, 土木工程功能化、城市立交化、交通高速化, 以及改善综合居住环境已成为现代土木工程建设的特点。土木工程在改革开放的刺激下迅猛发展,取得了不少成就,下面将介绍一下土木工程的现状并对未来的发展前景进行展望。
第一、 土木工程的发展现状
1.土木工程材料的发展
众所周知,土木工程的所用的材料要可以分为天然材料、砖瓦材料、钢铁材料以及混凝土材料等,早期人们的土木工程的研究仅仅局限于泥土、木材以及石料等天然材料。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。直到17世纪70年代生铁应用、以及随后熟铁应用于建造桥梁和房屋,形成了土木工程发展的第二次飞跃。19世纪中叶以后,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。20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30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,大大高于钢筋混凝土结构,因而用途更为广阔。
2.土木工程的技术发展
不仅仅是工程建材发生了巨大的变化,在土木工程技术方面也发生了日新月异的变化。土木工程的研究方法和研究技术经过不断创新,从而能够使得在土木工程中适应时代要求。例如土木工程力学的研究中,19 世纪,为适应当时土木工程建筑、机械制造和交通运输的发展,主要是材料力学、结构力学和流体力学得到了发展和完善;20 世纪前期建立理论体系的塑性力学和粘弹性力学促进了土木工程的技术创新,同时建立和开辟了弹性动力学、塑性动力学等新的领域。随后的空气动力学则推动流体力学在航空、航天事业下的发展。目前,信息技术的发展将推动软件、嵌入式系统和网络在土木工程中的广泛应用, 从而改变土木工程的工作方式和思维方式。信息技术在土木工程的应用将大大提高工作效率。
3.土木工程的现状
改革开放30年来我国的土木工程建设取得了非凡的成就。就高层建筑而言,我国大陆目前高层建筑的数量已经超过20000幢,而超过100m的高层也已经超过1000幢。例如:上海环球金融中心高492米,还有就是正在建设的上海中心大厦,它的主体建筑结构高度为580米,建成后将成为中国最高的摩天大楼。世界上,超过400米的14座超高层建筑中有8座在中国大陆,这个数量足以让世人惊叹。铁路方面,截至2013年底,伴随深夏高铁、西宝高铁、柳南客专、广西沿海铁路等多条铁路同时开通运营,中国铁路营运里程一天新增约2000公里,突破10万公里大关。其中,高速铁路营业里程突破1万公里。还有就是2006年建成的青藏铁路, 东起青海格尔木, 西至拉萨,全长 1 11 8 k m , 其中多年冻土地段约 600 k m, 海拔高于 4 000 m 的地段 96 0多 k m, 将成为世界上海拔最高和最长的高原铁路, 是西部大开发的又一项标志性工程。水利工程方面,我国在50年间全国兴建大中小水库8万多座,这不仅仅防洪抗旱,改善环境也给农业生产带来了便利。还建成了举世瞩目的三峡大坝工程。在公路建设中我国近些年的公路发展迅速,四通八达的公路不仅仅带来了生活的便捷更促进了我国经济的发展。
第二、土木工程前景展望
全球性的人口增长并向城市迁移的进程使可持续发展理念被广泛接受。能源、洁净水、清洁空气、废物安全处理以及交通方面的需求将进一步推动环境保护及基础设施建设。所以,土木工程向着更高、更广、更深的方向发展必将成为未来的一种潮流。
1.土木工程的高空开发
将来,人口增长膨胀,城市规模扩大,未来的城市将会面临着一个严峻的问题:土地资源紧张。进而导致的生存空间拥挤、交通拥堵、环境恶化等一系列问题。因此我国的土木建设将向高空发展,以开拓更多的活动空间。高层建筑的开发与利用是现代城市发展的必然。例如:目前世界上人工最高的建筑是哈利法塔,其高度为828 m,作为世界上最高的人工建筑,其承载能力是十分巨大的。这种高层建筑可以集工作、休闲、娱乐、商业、购物等一系列功能于一体,这就大大节约了土地资源。
2.地下空间的开发
土木工程不仅仅可以将建筑想高空发展还可以向地下空间开拓。随着地下基坑深度越来越大,能充分利用的空间就越来越多,这样可以使得土地使用费用降低。所以地下空间的开发有很大吸引力。例如:世界上最大的地下街是日本东京八重洲地下街,共3层, 建筑面积 70 k m2,最大的地下娱乐中心是苏格兰 Varissu 市地下娱乐中心, 战时可掩蔽 1 . 1 万人。
3.海洋空间的开发
当土地资源逐渐枯竭的时候,覆盖地球达到70%的海洋空间渐渐引起人们的重视。围海造田,不断开垦出大片土地来满足人们的需求。例如韩国的“新万金”项目,是目前世界上最大的围海造田工程,位于韩国西海岸全罗北道境内,大约可以开辟出首尔的面积的三分之二即33.9公里!它在2010年建成后成为世界最大防潮大堤内,围垦出283平方公里土地。虽然海洋比陆地情况比较复杂,但随着科学技术的发展,在土木工程方面人类已经在海洋中取得了一些可喜的成就,所以海洋空间的开发前景广阔。
4.沙漠的开发
每年约有600多万公顷的耕地被侵蚀,可以被人类使用的土地空间进一步被挤压,所以如果能将沙漠资源和海水资源结合起来,将海水灌溉沙漠创造绿洲将是非常好的想法。虽然现在技术手段仍无法实现,但随着时代的进步,相信人类一定能够克服困难,最终将西亚和非洲的沙漠改造成绿洲。这需要土木工程来进行勘测、设计、施工,最终完成这一宏伟蓝图。
结束语:目前,我国在土木工程中一些领域已经处于世界的领先地位了,但在土木工程的设计、施工和理论研究方面的总体水平与发达国家相比还有一定的差距。展望未来,不仅要在技术方面加强,更要在观念方面提高,利用新型的技术和材料进行建设,更要加强理论和实践的结合,在不断发展的理论的同时,也要重视实践。只有将先进的理论与实践技术相结合,才能实现土木工程的更大突破,争取迈入一个崭新的台阶。
【参考文献】
[1]赵永旗.土木工程的现状与未来发展方向[J]科技向导2011(26)