未来的土木工程模板(10篇)

时间:2024-01-26 15:48:39

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇未来的土木工程,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。

未来的土木工程

篇1

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)

篇2

随着我国建筑的现代化发展,土木工程在我国国民经济中的地位日益突出。社会科技的不断发展,使建筑的造型、功能、规模以及技术逐渐多样化、复杂化、大型化,与之相关的设备、材料、技术也不断更新。此外,生态技术、信息控制技术、节能技术等新技术也不断应用于建筑领域。超高层建筑、超大跨度建筑、特大跨度桥梁建筑、大型复杂结构建筑等,在国家建筑水平方面,已成为重要的衡量标准。而土木工程的现代化发展,主要体现在创新与技术方面。

一、土木工程概述

所谓土木工程,是建造公路、桥梁等各类工程设施的一种科学技术总称。土木工程包括建造工程中的施工材料和施工设备,此外,地质的勘察、图纸的设计、工程的施工、建筑的保养与维护都是土木工程的内容。土木工程作为一门学科,内容丰富多样,结构比较复杂,门类也比较多。

土木工程是国家建设中的重要组成部分,在一定程度上影响着经济以及社会的发展。土木工程作为国家建设的一种,与人们的日常生活也有密切联系,如办公楼、公路、桥梁,无论是工作还是生活,都与土木工程有一定的关联[1]。农田管理中所使用的灌溉设施、城市废弃物的排放管道等,都离不开土木工程,因此,土木工程为人们的生活和工作,提供了一定的保障。另外,土木工程也具有一定的艺术价值。北京奥运时期所建造的鸟巢和水立方等体育场所,都是土木工程建筑的巅峰代表,同时也是一种艺术成果。土木工程的时代特征比较鲜明,在不同的时代,有不同的建筑特色。

二、土木工程的现状

我国土木工程,在高层建筑方面,20层以上的建筑已超过10000栋。其中,100m以上的建筑超过500栋,200m以上的建筑超过50栋,而300m以上的建筑超过20栋。处于上海的环球金融中心大厦,是土木工程中的最高层建筑,建筑整体高度达到492.5m,建筑楼层为95层。而公路、铁路事业方面,发展速度也比较快。我国高速公路在2010年完成2.4万公里的路程建设,总里程可达7万公里,在世界上稳居首位[2]。我国铁路在2010年,也完成了8.5万公里的路程建设,其中,青藏铁路的建设与开通,是我国铁路发展史中的里程碑,意义重大。地铁和轻轨作为我国城市铁路建设的主要内容,发展规模正在不断扩大。另外,桥梁建设方面,我国已建成的桥梁,有各种类型,所使用的材料也不尽相同,部分桥梁建筑可与达到国际水平的桥梁相提并论。在前十位世界跨径桥型中,我国有6座斜拉桥和2座悬索桥,是我国实现由桥梁大国转变为桥梁强国目标的重要表现,这在一定程度上也显示了我国的综合国力。

在建筑材料以及施工工艺方面,主要采用混凝土及其相关技术。建筑原材料多采用球状、活化等新型水泥以及性能比较高的减水剂,硅灰、粉煤等超细掺合料的使用也比较广泛。在混凝土施工技术方面,计算机技术、检测设备、搅拌设备等新工艺的使用,有效改善和提高了混凝土技术在性能控制和性能设计方面的水平。而预应力技术的应用,一方面为解决建筑难题提供了技术支持,另一方面也创新了建筑结构。预应力技术在公路建设中的应用,可以有效解决伸缩缝和混凝土开裂方面的问题,延长公路的使用期限。预应力技术在桥梁建设中的应用,可以解决不同类型桥梁的跨度问题[3]。而预应力技术在水利以及其他工程建设中的应用也比较广泛,如旧建筑的拆除、加固、改造等。

在城市人口持续增长的同时,城市建设规模也不断扩大,随之而来的用地紧张以及交通拥堵等问题也日益突出,在很大程度上影响了人们的正常生活。土木工程建设需要不断扩展建筑空间,主要方式有地下和高空两种。高空扩展,主要是增加建筑高度或是建筑楼层,而地下扩展,主要是城市地铁建设。这两者建筑空间的扩展方式,都会在一定程度上缓解用地紧张、交通拥堵等城市问题,有效节约资源,促进土木工程的现代化发展。

三、土木工程的未来

(一)建筑功能更全面

在土木工程取得发展的同时,相应的要求也不断增加,因此,土木工程的发展,需要使其功能更全面。住宅建筑、商用建筑和公共建筑,在建筑功能要求方面,主要强调建筑与环境的协调与融合,在布局结构方面,充分考虑天然气和水电装置,利用现代化设备调节室温。转变传统土木建筑理念,与社会现代化发展相适应。

(二)建筑类型更多样

随着建筑力学与材料学的深入发展,建筑工程在建筑类型方面的要求逐渐多样化。建筑类型的制约因素比较多,包括建筑材料、建筑结构、建筑工艺等。在保护环境、节约能源、减轻交通压力的基础上,满足大众开展公共活动的需求,推广新兴的大跨度以及网架结构建筑类型,使建筑类型日益多样化。

(三)道路交通更快捷

社会经济以及城市现代化的发展,使城市人口不断增加,相应的交通需求也日益增加。其在道路交通方面的要求,主要体现在高效和快速上[4]。土木工程的现代化发展,在一定程度上,为道路交通的快速化发展提供了有利条件。要实现航空、铁路以及公路运输的高速、快速发展,就需要采用新的建筑理念和建筑技术。

(四)城市建筑更立体

城市人口的持续快速增长,使城市密度不断上升,用地紧张、交通拥堵等问题日益频繁。土木工程的现代化发展,需要有效解决这些城市问题,使城市建设向立体化方向发展。而城市建设的立体化,主要是通过多层或是高层建筑来实现,因此,高层建筑在一定程度上,已成为城市现代化发展的重要标志。

结语

就目前情况而言,我国土木工程在部分领域已处于世界领先水平,但在相关的设计和技术方面,还存在一系列问题。我国土木工程未来的发展,需要转变建筑理念,不断加强施工技术,广泛使用新材料和新技术。有效结合建筑理论与实践,在运用理论进行指导的同时,需要充分考虑其实践作用。利用先进的建筑理论指导实践,在实践过程中将理论转换为实际的操作手段,以此实现理论与实践的有效结合。我国土木工程的现代化发展,主要体现在功能的全面化、类型的多样化、交通的快捷化以及建筑的立体化方面。

参考文献

[1]王洪磊. 浅谈土木工程的现状与未来发展趋势[J]. 数字化用户,2013,08:28.

[2]吕威,孙越. 土木工程的现状与发展趋势的探究[J]. 黑龙江科技信息,2014,30:242.

[3]丁伟. 分析土木工程的现状及其未来发展趋势[J]. 科技创新与应用,2013,20:240.

篇3

中图分类号:TU-0 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2014)10-

土木工程从远古时期就已经存在,由原始的伐木采石,建造出模仿天然掩蔽物的人类居住场所,到新时期的超高层建筑、水利工程、超高长跨度桥梁,土木工程的发展与变化,代表了人类发展的历程。在历史的发展过程中,土木工程的理论、分析手段、施工技术、地基处理都有了更多的发展与突破。21世纪人们生活水平不断提高,而经济飞速发展为土木工程带来了更多的要求,所以根据土木工程发展现状,分析未来土木工程发展方向,是非常重要的工作。

1.土木工程发展意义

土木工程的根本含义是征服大自然,通过人力实现自然界带来的效果。随着各项土木工程技术的发展,各种高层建筑拔地而起,桥梁、水利工程、公路使人们的生活更加便利。土木工程是提高人类居住环境与交通的核心产业,提高土木工程建设水平,完善土木工程发展体系,实现社会、环境、经济共同发展的根本性目标,是土木工程发展的重点。人类需要良好的生存空间,舒适的生活环境,为了获得更好的居住环境,更加优秀的土木工程技术将不断出现。

2.土木工程发展现状

为了明确土木工程未来发展趋势,必须明确土木工程发展现状,通过现状分析出土木工程的特点。

2.1土木工程理论发展

土木工程发展由两方面组成,分为土木工程理论与设计,理论是土木工程的基础,设计是通过实际证明理论的过程,只有成熟的理论作为基础,才能使土木工程设计真正的得到进步。土木工程理论由力学、计算机、统计学等多种学科组成,必须通过多个学科的综合知识体系,确保土木工程理论的可靠性。近年来计算机技术不断成熟,土木工程也进行了飞越式的提升,根据道路、桥梁、建筑等土木工程,分别开发了多种模拟施工计算软件,这些软件为土木工程设计的突破带来了很大支持。信息化进行不断加速,而土木工程的相关资料与技术可以快速传播与交流,我国土木工程通过网络吸收每个国家优势的理论与技术,并且在网络上交流先进的土木工程理论。

2.2土木工程设计发展

土木工程设计摆脱了传统设计的缺陷,全面分析了土木工程的环境、经济、安全等因素。新型材料、结构、工艺、施工方法不断出现,人类可以将土木工程的规模扩大化,高层建筑也在不断增长,超高层、超跨度复合结构体施工技术也在不断成熟,土木工程设计逐渐向长、高、柔方向发展。土木工程设计建立在基础理论上,随着土建项目要求更加复杂,土木工程设计也需要更加多样化,只有及时吸收新技术,把握住新优势,才能使土木工程设计更加优秀。目前,土木工程设计已经得到了很好的发展,在受力、形式方面比较成熟。

2.3土木工程施工发展

施工发展主要体现在材料、设备、工艺这三个方向,其中材料中发明了复合高强钢材、碳纤维、玻璃纤维、双层玻璃、镁合金、镀膜玻璃、铝合金、节能混凝土等新型建筑材料,新型材料在许多建筑中得到应用,也为大型土木工程建设提供物质基础。工程实施设备更加自动化、科学化、机械化,通过新型施工机械,可以使大规模土木工程得以实现,有效提高土木工程建设发展速度。在城市地下工程中,也出现了各种不同的施工工艺,例如明挖、暗挖、盖挖、盾构、沉管、冻结、注浆等工艺技术,为地下空间开发打下了坚实的基础。

虽然我国土木工程在理论、设计、施工中得到了很好的发展,但是技术水平与发达国家相比还存在一定不足,为了提高我国土木工程发展水平,必须加强新型结构、新型材料、新型技术的研究与应用,将土木工程理论与技术完美结合,帮助土木工程收获更大的成果。

3.土木工程未来发展趋势

社会经济水平不断提高,大型城市与超大型城市数量飞速增长,人们对生活空间的作用提出了许多要求,寸土寸金已经成为城市居民的共识。为了应对日益增长的人口基数,高层、超高层建筑数量不断增加,有限的城市空间得到了极大的应用,已经成为城市发展的主要建筑体系,受到社会各界的重视。城市飞速扩张的同时,不仅仅对生存空间提出了要求,也对电力、能源提出了许多要求。大型水利工程建设、矿产资源开发、石油、天然气的运输,都是城市经济发展的重要影响因素。所以在我国建设大型公共土木工程,是非常重要的国家建设项目。我国能源分布较广,一般在西南地区存在较多的能源储备,所处地区地形特征较为复杂,并且山区、高原、丘陵等环境较多,导致资源开发较为困难。为了提高大型土木工程建设速度,实现水利工程建设、矿产资源开发等工程项目,采取大跨度桥梁与隧道是工程建设的关键因素。

从以上几种发展形式来看,未来的土木工程将逐渐应用于高层建筑施工、水利工程建设、矿产资源开发、能源运输等工程之中,通过大跨度桥梁与超长隧洞,改变自然环境带来的阻碍,实现更加快速的经济发展。通过精密的理论研究、新型工程材料、先进施工工艺,实现大跨、复杂结构、高层的土木工程建设,逐渐将大型土木工程普及到工程建设中,这就是未来土木工程的发展方向。

4.结语:

我国土木工程部分领域已经在世界中名列前茅,但是土木工程理论、设计、施工中还存在一些问题。为了提高我国土木工程建设水平,需要积极学习发达国家土木工程技术,合理运用土木工程技术,实现经济腾飞发展。在未来的土木工程研究中,需要加强结构形式、建筑材料、施工工艺等探索与研究,也需要加强土木工程理论与技术的融合,实现更大的突破。

参考文献:

[1] 任秋荣,叶龙,李向召.土木工程发展现状及趋势[J].制造业自动化,2011(12):150-152.

篇4

土木工程建设在我国已经有超过两千多年的发展历史了,在漫长的岁月里,我们的先辈用他们的智慧与勤劳为我们积累下了丰富多样的土木工程施工技术。自上世纪五十年代开始,我国的土木工程现代化建设开始进入飞速发展的时期,众多新结构、新技术以及新材料在土木工程建设中的运用,使得土木工程更加能够满足现代社会发展的需求。在我国城市化不断发展的当前,城市的规模、生态以及发展理念的变化开始对土木工程不断提出新的要求,在这种时代背景下,我们对其施工技术的未来发展趋势进行分析是非常有必要的和有意义的。

一、我国土木工程施工技术的现状

土木工程施工是将设计者的创意、理念以及构思转化为工程实体的过程,无论是乡村的民居民宅还是都是的高楼大厦都需要通过“施工”这一过程来塑造。目前,我国已经运用现代化的土木工程施工技术建成了一大批标志性的土木工程,比如说长江三峡水利工程、广州电视塔、北京“鸟巢”体育馆、青岛跨海大桥等等。当前的土木工程施工技术主要表现在以下几个方面:

(一)施工方法以及施工工艺方面

目前我国在深基础施工方面的主要施工技术包括:降水与回灌、土壁支护、地基加固以及逆作法施工、托换技术等;在钢筋混凝土结构浇筑方面的施工技术主要有大模、滑模、爬模以及粗钢筋连接、混凝土真空吸水等技术;而在钢结构施工方面的技术主要有:框架整体提升以及网架安装两大类。

(二)新材料使用方面

在混凝土方面高性能混凝土、防水混凝土的使用,混凝土外加剂以及轻骨料的使用等等;在装饰材料方面高档金属以及薄型石材的使用、复合材料、新型涂料的使用等;在防水材料方面高聚物改性沥青卷材、合成高分子卷材的发明与使用、涂膜的发明与使用以及堵漏技术的改进与创新等等。

(三)施工机械化、高科技化以及工业化方面

当前施工机械化所包含的技术主要有自动化搅拌站、混凝土输送泵、新型塔吊以及钢筋连接等技术;在高科技化方面的额主要施工技术有计算机的使用、激光技术的使用以及自动控制和卫星定位技术的使用等等;建筑工业化方面的施工技术主要有建筑体系化、设计标准化、构建生产的专业化以及现场施工的机械化等众多方面。

二、土木工程施工技术的未来发展分析

从上面我们对土木工程施工技术现状进行的分析与论述中不难看出,随着人们科学技术的进步以及人们工程建设理论的不断发展,未来工程施工的机械化、高科技化、智能化以及低碳化将会成为施工技术最主要的发展方向。

(二)高层建筑施工技术在未来很长一段时间内将成为施工技术发展的重点方向

我国城市化进程的不断加快、旧城改造的大力实施以及国内建筑土地资源的日益匮乏,使得高层建筑正在成为建筑工程事业发展的主要方向。高层建筑施工技术的发展需要深基坑支护技术、高强度混凝土技术以及消防工程安装技术、电气设备安装技术等多方面技术的综合性发展做支撑。此外,高层建筑工程施工在施工设计方案、施工技术方案以及施工人员的专业素养、机械设备的性能方面也提出了更高的要求,这将促使建筑工程各环节、各要素向着高、精、尖的方向发展,这同时也表明了目前的土木工程施工技术开始向着综合性的方向上发展。

(二)绿色施工技术将会是未来土木工程施工技术的主要发展方向

土木工程作为人类较为复杂、大型的劳动创造活动,其对于资源的需求和环境的危害也是非常明显的,随着人类低碳环保理念的增强以及人类可持续发展的呼声越来越高,土木工程环保节能技术的发展与创新就显得尤为重要,更为重要的是当前世界低碳经济的发展已经成为社会经济发展的主流趋势,土木工程建设事业只有与社会及经济的发展保持一致才能确保发展的正确性、科学性。当前工程节能环保技术在世界与我国的发展已经取得了一定的成果,比如说保温技术、空心砖(如图1)、加气硂以及各种节能板材、保温建材等在建筑工程建设中的广泛应用。在此需要我们注意的是,土木工程环保节能技术的推广与创新还有待于全社会人类的共同努力。

(三)钢结构施工技术预示着施工技术正在不断地融合发展

自北京奥运会成功举办以后,“鸟巢”以及“水立方”等标志性建筑向人们展示了现代建筑的魅力以及现代工程建设技术的先进性,同时这也掀起了国内的钢结构工程建设热潮。如果将钢结构施工技术进行细分,我们会发现其并非是一种单纯的工程建筑技术,它是融合了生物工程技术、建筑力学技术以及计算机虚拟建设技术之后的综合性产物。虽然工程施工本身就是人类多种智慧以及多样技术的综合体现,但是近年来随着计算机网络技术、信息科学技术的迅猛发展,建筑工程施工技术与其他先进技术进行融合发展的速度明显正在不断加快,这不仅在钢结构工程中能得到体现,在许多大跨度、超高层的工程建设中也体现的淋漓尽致,这无不都说明工程施工技术正在向着与其他技术融合发展的道路上大步向前。

总结:关于建筑施工技术未来的发展分析,本文主要从以上几个方面进行简要的论述,具体的内容可能因为我们分析问题的角度不同而存在一定的差异。总的来说,土木工程施工技术的现代化发展既是社会发展的必然,同时也是人类共同努力的客观结果,在具体的操作上,却是需要我们从工程建设的各细分环节以及各要素综合性的入手,同时还要充分结合当前的各项相关先进技术,才能不断科学、高效地促进其稳定的发展。

参考文献:

[1]徐伟强.试析建筑混凝土的施工技术[J]. 科技资讯. 2010(30).

[2]吴磊,沈建强,李俊.土木工程施工技术及创新[J]. 科技资讯. 2012(08).

篇5

1.前言

从人类工程建筑史来看,在与自然界不断的斗争中,土木工程得到了长足的发展,特别是现代建筑逐渐演变成国民经济发展的支柱产业,随着经济社会的高速发展,现代建筑技术不断朝着规模化、自动化、复杂化与多样化的方向发展,各种新的设备、新的技术以及施工工艺不断涌现,包括生态技术、信息控制技术以及节能技术,目前建筑物正在成为多种新技术的复合载体。当前许多超高层和超大型建筑、桥梁以及结构复杂的现代结构技术逐渐成为衡量一个国家科技发展水平的重要指标,土木工程中技术与创新的应用逐渐加深,在新的形势下如何把握土木工程的发展趋势,将会对土木工程的发展有着重要作用。

2.土木工程的发展现状

2.1土木工程建设取得巨大发展成就

我国土木工程建设自改革开放以来取得了巨大的成就,不仅在高层建筑上的数量逐渐增长,并且高度也得到很大的突破,而且公路、铁路等也得到飞速发展。各种新的材料、结构、工艺以及施工方法在高层建筑中得到广泛应用,自动化程度不断提高,大规模的土木工程修建在我国开展的如火如荼。我国上海的浦东金茂大厦和金融中心的高度已经排列世界前茅,我国的高层建筑水平已经处于世界领先领域。

在桥梁工程领域也取得了巨大的成功,随着各种桥梁类型得到不断翻新,并且一再突破主跨跨度,桥梁工程出现了另一个辉煌,斜拉桥的复兴,如南京长江二桥、南浦大桥都是我国大跨结构迈向一个新的水平的标志,晋身世界先进行列。

2.2新型建筑材料的开发与应用

随着高标号的水泥大量生产,各种高强度、快硬、复合以及节能轻质的混凝土不断的进行开发研制,钢化玻璃、涂层玻璃等都在土木工程领域得到长足发展,从上世纪80年代以来碳纤维技术得到广泛应用,作为土木工程领域的一个重要突破,目前已经在钢筋混凝土中的加固起到很大的作用,并且取得了非凡的成果,我国在这一领域取得了非常瞩目的成就。

2.3预应力技术的应用

我国的预应力技术经过三十几年的发展已经达到了一个新的高度,在跨度大、柱网大以及开间大的多层和高层建筑中,预应力技术得到广泛的应用。在建筑大跨度公共建筑、会议展览中心等结构中都需要预应力技术,对于各种新的建筑工程来说,预应力技术有其特有的优势。对于解决路面混凝土开裂、缩缝减少等方面,都有着非常良好的应用前景。作为海洋工程建造的重要材料,预应力混凝土具有较高的抗裂性以及较好的耐久性,在各项海洋工程中可以发挥其重要的效能。对于旧建筑的加固改造、拆除以及加层中都有着非常广泛的应用。

2.4地下空间的建设与发展

我国目前已经有了20几个正在规划与建设地铁系统的城市,我国的地下空间技术得到飞速的发展,当前地下空间建设的主要施工方法包括明挖法、暗挖法、盖挖法、沉管法等,这些技术都属于国际先进技术,在地下空间的发展中都有着举足轻重的作用。

2.5结构设计更加完善

当前土木工程设计中风荷载以及地震荷载正在成为主要的控制因素,更高、更长和更柔韧成为结构设计的发展趋势,许多大型复杂结构体系的抗风抗震设计理念正在发生很大的转变,对于特大跨度桥梁的结构体系设计逐渐成为热点研究话题。

3.土木工程未来发展趋势

3.1空间上全方位开花

目前城市化进程不断加快,人口急剧膨胀,城市规模不断扩大,用地紧张、空间拥挤、交通堵塞等问题急剧恶化,城市病越演越烈,人们的居住环境产生了许多影响,对于社会经济的进一步发展有着严重制约。因此土木工程未来的发展趋势将逐渐向高空与地下发展,生存与生活的空间亟需拓展,作为城市发展的必然产物,高层建筑在数量上与高度上也逐渐加大,特别是地下空间近年来对于城市发展的作用越来越大,相比高层空间发展,对于地下基坑的开挖深度越来越大,而其发展也有着非常大的吸引力,由于城市地下空间的开发无需支付土地费用,并且作为资源非常丰富的空间,地下空间如果能够合理的进行开发,将会对土地资源起到非常显著的节约作用。根据实践证明,地下空间开发在沿海城市的技术发展已经非常成熟,并且现代城市的发展已经越来越重视地下空间的发展。

目前我国正开始向海洋拓展土木工程建造,如在黄埔江外滩的拓岸工程,人工岛建造、围垦以及拓岸工程都是有共通之处的,未来将会有许多像上海这样的近海城市人工岛出现。

3.2高性能材料的广泛应用

高强性能、良好的塑性都是钢材发展的方向,目前许多先进国家都已经提高其屈服点,并且将其作为钢材的规范,对于高强度钢材的合理利用是未来土木工程发展的一个重要趋势。高性能材料的开发利用以及各种材料的特性如何充分发挥,都需要采用复合技术以及多种特殊功能的复合材料。地方材料的充分利用、天然资源的合理保护,大量使用工业废渣作为土木工程材料都是对于生态环境的一种有效保护措施。更加节能环保的生产技术被应用到建筑工程中来,各种对于人体有害的材料与颜料的使用率逐渐降低,产品可以不断的进行循环与利用,减轻污染。

3.3建筑工业化

当前环境问题是一个全球瞩目的热点问题,而土木工程与环境工程也逐渐融为一体。城市综合征、海水污染、水平线上升、沙漠化等都是与人类生存息息相关的话题,并且都与土木工程有着重要联系。当前开发资源、民用建筑等人为作用的影响都会产生大量的耕地被破坏,人均占有土地的减少,许多工程建成以后都会对环境产生重大影响,为了有效的控制土木工程对人类生存环境的干扰,建筑也机械化的进程大大加快了步伐,在重点工程建设中建筑工业化已经成为不可逆转的趋势。标准化与多样化是当前建筑产品的一个重要趋势,为了适应社会化大生产方式,采用更加专业、联合的施工组织形式,推进新技术、新材料的应用,推广新工艺的实施。

结语:土木工程的不断发展为人类社会创造新的物质环境,作为人类文明不可分离的重要成分,在当前形势下,土木工程的发展日新月异,许多新的技术、材料、施工工艺不断涌现,为土木工程的发展提供了一扇不可预知的大门。文章对土木工程的现状及未来发展趋势进行综述,希望对土木工程的发展有所帮助。

参考文献:

[1] 吕志涛. 新世纪我国土木工程活动与预应力技术的展望[J]. 东南大学学报(自然科学版). 2002(03)

[2] 韩雪琴,万铜岭. 信息系统在土木工程中的运用――前景与对策[J]. 中国科技信息. 2005(16)

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中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:

引言

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、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。在我国的现代化建设中,土木工程业越来越成为国民经济发展的支柱产业。

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、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、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。

土木工程的发展现状

回顾20世纪特别是改革开放20年来,我国建设取得举世瞩目的辉煌成就。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。

结构工程方面:改革开放后在我国大陆建造了许多高层建筑,目前我国最高的建筑是世界排名第4的上海金茂大厦。在特种结构方面,我国有4所电视塔排在世界前十位。另外还有鸟巢、水立方等。我国结构工程目前已达世界先进水平。桥梁工程方面: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。铁路工程方面:截至2000年底,我国铁路运营路程已达6.87万公里,居世界第4位,亚洲之首。铁路朝着城市轻轨和地铁两方面发展。此外,磁悬浮列车也在发展。公路建设方面:到2000年底,公路通车总里程达140万公里,20年内增加了35万多公里,其中高速公路24336公里,居世界第三,仅次于美国和加拿大。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m3,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。我国还先后建成了青海龙羊峡大坝、贵州乌江渡大坝、四川二滩大坝等水利水电工程,三峡水电站总装机容量达1820万千瓦,已超过目前世界上发电量最大的伊泰普水电站50%而跃居世界第一。

三、土木工程的发展趋势

(一)高性能材料的发展 钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。 (二)计算机应用 随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善,计算结果将更能反映实际情况,从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设,以缩短工期、提高经济效益。 (三)环境工程 环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视,土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关,又无一不与土木工程有关。

(四)建筑工业化 解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程,特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展,但是总的来说落后于其他工业部门,所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。

(五)结构形式 计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现,为结构形式的革新提供了有利条件。空间结构将得到更广泛的应用,不同受力形式的结构融为一体,结构形式将更趋于合理和安全。 (六)新能源和能源多极化 能源问题是当前世界各国极为关注的问题,寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题。这也对土木工程提出了新的要求,应当予以足够的重视。

四、土木工程未来可利用的资源

地球上可以居住、生活和耕种的土地和资源是有限的,而人口增长的速度是不断加快的。因此,人类为了争取生存,土木工程要开创新的未来。1、高空资源

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。

2、 地下资源

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。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。3、 海洋资源

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。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。4、沙漠资源 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。

5、太空资源

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Abstract: since the reform and open policy, our country social undertakings of various fields have achieved remarkable success. In recent years, with the development of economy and the progress of The Times, our country civil engineering business also has achieved great development, civil engineering industry after years of research and related staff hard work, now, civil engineering practice and the research has made remarkable achievement, whether structure mechanics analysis and structural design theory and method of the structure and the construction technology, has very big breakthrough, especially in recent years, with the development of science and technology, top big span structure in achievement is outstanding, the paper will be according to the present situation of the civil engineering and its future development trend is discussed, aims to promote our country's civil engineering industry further improvement.

Keywords: civil engineering, the current situation, development trend

中图分类号: S969文献标识码:A 文章编号

自改革开放以来,我国高层建筑的发展进入了一个崭新的阶段,高层建筑不仅在数量上急剧增多,施工水平要求的质量也越来越高,本文主要根据我国和世界该领域中的发展现状及特点进行剖析,对土木工程这一行业在二十一世纪的发展做出了展望,希望可以为我国此领域的发展提供合理化建议。

一、土木工程的涵义

土木工程是房屋、公路、铁路、桥梁、水工等工程的总称,土木工程对国家经济建设和发展都具有非常大的影响,完善土木工程建设能够促进经济的发展和社会的进步。土木工程和人类的关系也是非常密切的,其关系到人类赖以生存的基本要素,是人们生活必不可少的要素之一。

二、我国土木工程的发展现状

1. 高层建筑

随着经济的发展和城市化进程的加速,我国城市发展的脚步越来越快,城市的用地也越来越紧张,过量的人口和城市有限的用地形成了强烈的矛盾,因此,近年来,高层建筑获得了长足发展,高层建筑这种占地面积相对较小,而承载量大的建筑在我国城市化的过程中迅速发展起来。高层建筑的发展一方面是我国经济建设取得成就的体现,另一方面也增加我国经济发展的负担。提到高层建筑和高楼大厦,人们一般都和现代化、经济发展联系起来,当然,这是没有错的,而城市高层的发展必须要进行辨证的分析,虽然众多高层的建立体现了我国经济的发展状况,但随着城市化程度的越来越高,城市用地的紧张程度也在日益加剧。根据相关调查显示,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。这体现了我国土木工程行业在社会中的重要地位,其对人类社会的影响也是非常巨大的,是我国进行社会现代化建设的重要保障之一。

2. 公路建设

公路建设和经济的发展是相互制约的关系,因此,土木工程领域中公路的建设是尤为重要的。经济的发展是一个国家的基础,国家各方面事业的进步可以说都是得益于经济的发展,因此,经济的发展能够带动社会的进步。经济的发展必然会带动商业、工业、以及服务业的发展,从而提高这一地区或国家的商业往来和地区承载量,促进道路运输的发展。道路交通的发展具体表现为能够带动产业结构的改善,带动相关产业的发展,从而提高人口质量,改善城乡结构,缩小城乡差距,提高城市化水平,能够全面推动人们生活质量更快的进入高层次阶段。

相比以前来讲,我国目前的交通状况和经济发展都有了质的提高,但一部分地区仍然存在运输设施及设备满足不了国民经济高速发展的需要,也有一部分地区由于经济发展欠佳,道路建设也相对滞后,因此,我国经济建设和交通运输的发展存在不协调性,这种现象会对我国人口质量产生影响不利于我国社会主义和谐社会的建设和发展。近年来,随着和谐社会概念的提出,人们越来越重视社会各方面事业的和谐建设了,因此需要从体系、结构、布局等方面综合考虑,大力发展绿色交通事业,促进经济、交通的协调发展,全面推动我国经济建设的发展。

三、土木工程未来的发展趋势

随着人类社会的不断进步,人们对资源索取的程度越来越大,地球上的资源是有限的,因此,如何利用有限的资源养活更多的人口、获得更大的发展是尤为重要的。土木工程未来的发展趋势要向集约型、低消耗型转变,为建立可持续发展的和谐社会而努力。

1. 向高空延伸

根据相关资料现实,目前世界上人工最高的建筑是波兰的长波台钢塔,其高度为646m,作为世界上最高的人工建筑,其承载能力是十分巨大的。这将是未来土木工程建筑领域发展的趋势,高空的距离是无限的,因此,只要技术允许的条件下,建筑物不断向高空发展是切实可行的一种策略。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,这就大大节约了土地资源,为城市的发展节省了土地。而我国在此方面的展望是,在上海附近拟建一栋高达1250m的仿生大厦,居民可以达到十万人左右,这将是我国土木工程建筑史的一块里程碑,将在世界人工建筑领域中堪称奇迹。

2. 向海洋拓展

地球可以称作为一个“水球”,地球上有百分之七十的面积是海洋,而陆地面积仅占百分之三十,因此,在技术条件允许的前提下,充分利用海洋资源是非常必要的,是人类不断向外扩展过程中的一个创举。海洋比陆地情况更为复杂,但其巨大的潜力对人类一直是比较具有诱惑力的。随着科学技术的发展和时代的进步,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。例如,为了减小机场噪音对城市居民的影响,也为了节约陆地资源,2000年时,日本围海建造的1000m长的关西国际机场试飞成功,这标志着人类在土木工程方面迈出了向海洋进军的重要一步。近年来,我国在此领域中也获得了相当的成就。上海南汇滩的围垦成功和黄浦江的拓岸成功都是我国在近年来取得的成就。这些成就的取得都为土木工程在将来向海洋的发展积累了科技经验,奠定了坚实的基础。

结束语:

目前,我国土木工程中一些领域已经处于世界的领先地位了,但我国土木工程在技术和设计方面仍然存在很多问题,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,也要重视实践的作用,先进的理论能够指导实践,而实践是将理论转化为现实的手段,因此,只要遵循客观发展规律,在我党的正确领导下,我国土木工程的发展一定会成为世界该领域中一颗璀璨的新星。

参考文献:

[1] 丁大钧.我国土木工程的新进展[J].淮阴工学院学报,2009(05).

[2] 吕志涛.新世纪我国土木工程活动与预应力技术的进展[J].东南大学学报(自然科学版),2010(08).

[3] 孙世国.21世纪我国土木工程发展趋势刍议[J].北方工业大学学报,2008(06).

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一、我国木土工程建设的现状

我国的土木工程建设从2O世纪5O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:但是,自改革开放以来,我国城市发展进入了一个崭新的阶段,城市的数量、规模和人口数量都有了飞速的发展。这就要求更多的建筑来满足城市发展的需求.单是不难看出,目前,我国的城市建筑尤其是房屋建筑,并不能满足人们的需求。不难看-出. 我国的土木工程建设面临的现状是. 虽然发展较快.但尚不能满足社会的需求。在这样的发展现状下.我国的土木工程建设.又面临怎样的机遇呢?

二、我国土木工程建设发展的机遇和趋势

在我国的现代化建设中.土木工程业越来越成为国民经济发展的支柱产业。同时.随着社会和科技的发展,建筑物的规模、功能、造型和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化。所采用的新材料、新设备、新的结构技术和施工技术日新月异,节能技术、信息控制技术、生态技术等日益与建筑相结合。建筑业和建筑物本身正在成为许多新技术的复合载体。而超高层和超大跨度建筑、特大跨度桥梁及作为大型复杂结构核心的现代结构技术则成为代表一个国家建筑科学技术发展水平的重要标志。所有这一切都说明在土木工程中越来越体现了技术与创新的作用,谁能在世纪之交把握住土木工程学科的发展趋势,谁就能在知识经济时代开创土木工程学科的新纪元。”不难看出,我国科技和经济快速发展的形势,为我国土木工程建设的发展.创造了良好的环境和机遇。为了更好的解决.我国木土工程建设过程中的问题和抓住良好的发展机遇。我国木土工程建设,在不断,采用新技术,开发新材料并积极开拓新的开发空间。在这种情形下,我国的木土工程建设也呈现出新的发展趋势。具体以下几个方面

1:空间上的开发。

伴随着我国城市化进程的加快。城市建设快速发展,城市规模不断扩大.城市人口急剧膨胀,许多城市不同程度上出现了用地紧张、生存空间拥挤、交通堵塞、基础设施落后、生态失衡和环境恶化等问题,被称之为“城市病”,给人类居住带来了很大的影响,也制约了经济和社会的进一步发展,成为现代城市可持续发展的障碍.。为解决这些为题,我国的木土工程建设逐渐向高空和地下发展,以开拓更大的生存和生活空间。作为城市发展的产物之一,高层建筑物不仅在数量上越来越多,而且在高度上也越来越高,与地面高空发展相对应。地面下基坑开挖的深度越来越大。据初步统计,我国已建成2O层以上高层建筑物10 0oo多栋,超过lOOm 的高楼有500多栋,20Om以上的高层建筑5O多栋,有2O多栋超过300m。地下空间的开发也有着巨大的吸引力。原因在于目前我国城市地下空间开发不需要支付或支付很少土地费用。城市地下空间是一个十分巨大而丰富的空间资源,如果得到合理开发,其节省土地资源的效果是十分明显的,另外工程实践也表明.地下空间开发在我国一些大城市特别是沿海城市条件已基本成熟,而且是现代城市开发的必然趋势。

2:新材料的使用。

钢材将朝着高强、具有良好的塑性,韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700N/mm:以上的钢材列入了规范;如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其他复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。高轻质材料的出现,比如比钢质量更轻但是性能却更好的铝合金的使用以及镁合金和玻璃纤维增强塑料的使用等,为现代土木工程建设的新趋势提供了材料基础。

3:新技术的应用。

首先,是计算机应用。随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善,计算结果将更能反映世纪情况.从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设, 以缩短工期、提高经济效益。环境工程。其次, 由计算机技术和力学的结合产生的新的计算理论和计算手段和新材料的结合。计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现,为结构形式的革新提供了有利条件。

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中图分类号: S969.1 文献标识码: A 文章编号:

纵观人类文明史,土木工程建设在和自然斗争中不断地前进和发展。在我国的现代化建设中,土木工程业越来越成为国民经济发展的支柱产业。经过多年的发展,目前土木工程的实践和研究已取得显著成就,无论是结构的力学分析,还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段,都有了非常大的突破; 特别是近若干年,在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人[1]

一 土木工程建设取得的巨大成就

自改革开放以来我国高层建筑的发展进入了一个崭新的阶段,高层建筑不仅在数量上越来越多,而且在高度上也越来越高。据初步统计我国已建成20 层以上高层建筑物10 000 多栋,超过100 m 的高楼有500 多栋, 200 m 以上的高层建筑50 多栋,有20 多栋超过300 m。目前我国最高的高层建筑为上海浦东金茂大厦,地上88 层,高度420. 5 m,地下3 层,其高度在世界已有建筑物中排第3 位,为钢筋混凝土和钢构架混合结构。即将动工兴建的上海金融中心大厦地面94 层、地下3层,高466 m,建成后,其高度将超过目前世界最高的吉隆坡佩重纳斯大厦而成为世界第一高度[2]

公路、铁路飞速发展,“十五”期间, 我国将有公路160 万km, 其中高速公路2. 5 万km2010年,全国高速公路将达3 万km。到2005 年,全国铁路营业里程约达7. 5 万km,首条跨海的粤海铁路通道,全长542. 6 km;国务院批准建设的青藏铁路, 东起青海格尔木,西至拉萨全长1118 km,其中多年冻土地段约600 km,海拔高于4 000 m 的地段960 多km,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。

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;而斜拉挢的复兴更是桥梁工程的另一个辉煌。日本的时石海峡大桥(1 991 m 悬索桥)、多多罗大桥(890 m斜拉桥),丹麦的海带桥(1 624 m 悬索桥),法国诺曼底桥(856 m 斜拉桥)被公认为是20 世纪桥梁的代表作而载入史册。而杨浦大桥、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,已跨入世界先进行列。目前,我国已建成千米以上大桥3 座(尚有2 座正在兴建中)、800 m 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420 m 的钢筋混凝土拱桥更引起世界同行的莫大兴趣[3]

二 土木工程的发展趋势

地球上可以居住、生活和耕种的土地和资源是有限的,而人口增长的速度是不断加快的。据联合国有关机构的报告预测, 到20005 年世界人口将超过85 亿。另据澳大利亚的科学家分析,2080 年世界人口将达到顶峰(106 亿),而后有所降低。人类为了生存,决定了土木工程未来的五个发展方向。

2.1 修建超大型工程

在21 世纪,随着新材料、新结构、新工艺、新施工方法的出现,人类将有可能从事更大规模的土木工程建设,从事土木工程的人们将为改造世界做出新的贡献,取得新的突破。

西班牙与摩洛哥之间的直布罗陀海峡割断了欧洲和非洲大陆的交通,至今人们已经提出了多种联络线方案。如全长30km,最大主跨为2000m 的吊桥方案; 全线长14km,最大主跨为5000m 的吊桥方案; 也有的提出采用最大主跨为5000m 的海中浮游式桥梁方案等。对马海峡的地下隧道工程、白令海峡的填筑等也是世界上酝酿中的超大型工程。

现在人工建筑物最高的为646 米的波兰Cabin长波台钢塔,由15 根钢丝绳锚拉。日本拟在美国芝加哥或纽约建造700 层(高约1950 米)的赤板城楼,内设商店、办公用房、剧院及至球场,工作人员30 万,住户l4 万。另外,日本还提出建造一座超整体结构,高4000 米(高过富士山,海拨3776 米),实为“空中城市”。

2.2 高性能材料的使用

近年来,随着高标号水泥的大量生产,钢纤维和玻璃纤维混凝土、聚合物浸渍混凝土等快硬、高强、轻质、复合和节能混凝土的研制,复合、新型墙体材料的开发,钢化玻璃、多功能涂层玻璃、双层中空玻璃等建筑用平板玻璃等的发展,都带来了土木工程的结构形式、设计理论和施工技术等方面的新发展。而从20 世纪80 年代兴起的碳纤维的应用研究,更是土木工程在这一领域的又一重大突破。

钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700N/mm2 以上的钢材列入了规范;如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其他复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展[4]

2.3 充分利用地下空间

目前世界上最大的地下街是日本东京八重洲地下街,建筑面积70 千米深的地下街是莫斯科切尔坦沃住宅小区地下商业街,深度在100 米左右,我国也已有约20 个城市进行了地铁系统的规划和具体实施阶段,先后提出了25 项地铁和轻轨项目,同时地下空间技术也得到了飞速的发展和提高[5]

目前我国城市地下工程建设主要施工方法有明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等,这些技术已经达到了国际先进水平,这也为地下空间开发提供了宝贵的经验。随着人口的增长,空间资源越来越紧张,开发地下空间是解决当前空间和土地资源紧张的一个有效途径[6,7]

21世纪城市地下空间发展有以下几个趋势:1)综合化。国外地下空间发展的主要趋势是综合化,首先是地下综合体的出现,成为具有大城市现代化象征的建筑类型之一。其次综合化表现在地下步行道系统和地下快速轨道系统、地下高速道路系统的结合,以及地下综合体和地下交通换乘枢纽的结合。第三综合化表现在地上、地下空间功能既区分,又协调发展。2)分层化与深层化。为了综合利用地下空间资源,地下空间开发逐步向深层发展。

3 结束语

本文总结了当今建筑发展的现状,并阐述了一些新工艺、新技术、新型材料的应用,同时指出了未来建筑空间的必然趋势,目前我国在这方面已取得了一些成绩,积累了一定的经验,但我国土木工程的设计、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,不仅要加强新型结构型式、新型建筑材料、新的技术手段的理论探索和应用研究,更要加强土木工程二级学科间理论和技术的融合与渗透,实现土木工程的更大突破。

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中图分类号: F552 文献标识码: A

一、前言

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。

二、土木工程发展现状

1.土木工程理论的发展

随着科学技术的不断发展和进步,与建筑相关的学科,包括:力学、结构动力学、统计学等等学科的不断发展和进步,为土木工程的发展提供了重要的理论基础和技术支持。信息化的不断普及和深入发展,大型计算机在土木工程上的充分应用,包括结构抗力计算到极限状态理论、材料特性结构分析等,使得土木工程在强大的理论基础之上快速、全面地提升和进步。

2.建筑设计的发展

随着土木工程的不断发展和进步,使用概率统计来设计和分析各种数据,如: 荷载值、材料强度值。通过对风力、阳光、地震等不同自然情况的综合分析,结合工程的选址、结构体系等实际情况,进一步研究出可靠度极限状态的设计,得到工程的应力情况和力学性能等,以确保其满足现代土木工程的需要。随着土木工程理论的不断深入和技术的逐步发展,土木工程的设计和规划已经改变了以往凭借经验设计工程方案的惯例,特别是大规模的土木工程,运用了系统工程的理论和方法,趋利避害地全面考虑土木工程的安全、环境、经济等所有因素。

3.土木工程施工的发展

(一)建筑材料的发展

复合材料高强钢材等全新建筑材料在土木工程中得到了不断发展和应用。如: 碳纤维、铝合金、镁合金、镀膜玻璃、双层中空玻璃、玻璃纤维增强塑料( 玻璃钢) 、各种节能混凝土等新型工程材料已在工业和民用建筑中得到广泛使用,它们在强度和耐久性上表现出优越性,为高层、大跨和结构复杂的大型土木工程建设提供了重要物质基础。

(二)土木工程实施工艺的发展

工程实施的设备、工具不断地向自动化、机械化、科学化发展,如: 同步液压千斤顶、直升机安装技术、滑模等先进技术的出现,使得大规模的、高层的、复杂的土木工程不断发展并得以实现。预应力技术是施工工艺中最为突出的技术之一,可以应用在大跨度、大开间等多层和高层建筑,还可应用于核电站、预应力储仓、桥梁结构、公路工程等等。

随着应用系统工程的理论和方法不断应用于组织管理中,推进了土木工程的科学快速发展。并且,工程逐步趋向结构和构件标准化和生产工业化,使得土木工程的发展逐步实现节约成本、提高工程效率等需求,对于以往不能实现的施工工程,现在也可以实现。

鉴于以上土木工程的发展,虽然有了很大的进步,但是在这个人口剧增、交通拥挤、生态环境破坏严重的社会发展趋势之下,可以用来建筑的土地越来越少,促使土木工程不得不快速、科学地发展,才能满足社会发展需要。

三、土木工程发展趋势

1.精密化的理论研究

未来土木工程的理论发展趋势集中在力学,利用物理、化学、计算机技术对土木工程的不断应用,重点为解决数学分析与处理。现阶段,有些领域还不够完善,比如: 对于结构复杂的、流体介质等受力分析,需要进一步精密研究。对于土木工程中复杂的数值问题,还需要专门化的数学来解决。土木工程的信息化,可以模拟更复杂的施工情况。

2.土木工程材料的发展

土木工程的施工材料不仅要求质量高、安全性高、使用寿命长,而且随着生态型建筑理念的发展,对建筑材料造成污染、资源浪费等问题上要求更高,需要发展新型的、高新技术、生态建筑材料,以适应人和自然环境的协调发展。

(一)生态建材的发展

为了实现绿色建筑,在保证工程质量的前提下,选用生态建材是最首要和有效的途径。比如选用环保材料、净化材料、可再生材料、循环使用材料等等成为未来发展的趋势。生态建材的发明和使用,大大提高了人们居住品质,减少对环境的破坏,有效降低建筑垃圾的产生,避免建筑材料的浪费,实现用最少的资源实现最高的品质要求。新型生态材料的使用,在节水节电上进一步优化,节省资源,实现人与自然的可持续发展。

(二)抗震强度高的钢材

随着高层建筑、大跨度结构建筑的不断增多,对抗震材料的要求也越来越高。因此,要求建筑结构使用的钢材逐渐向高强度化、极厚化、低屈服比、低屈服点等方向发展。日本的建筑抗震效果较好,值得借鉴。他们研究的具有高抗震设计的低屈服比和低屈服点的钢板,它们是采用调整化学成分和改建热处理工艺等方法制成。生产出来的低屈服点钢材可辅助结构和减震控震装置。当地震发生时,首先达到屈服点开始变形,吸收了地震能,从而防止主体结构的破坏。高强度的抗震材料的使用,不仅可以减少钢材的使用量,还为抗震提供了安全保障,是未来钢材发展的趋势。

(三)智能化的混凝土

目前使用的高性能的混凝土,具有体积稳定性好、强度高、工作性强、耐久性好等等优点。这些混凝土,具有高抗渗性、抗腐蚀性、抗冻性等优势,所以它们能够在恶劣的环境下较长时间的使用。最新设计的混凝土甚至可以使用100 年或者200 年以上。随着科学的不断进步和发展,智能化的混凝土将成为未来发展的趋势。智能化混凝土工程材料是指混凝土工程材料能够接受某些环境信息,自觉地进行逻辑判断,同时做出能够相适应的混凝土相关材料。这种智能性的混凝土材料,可以根据工程的需要,维持和调整混凝土的性质,比如: 流动性、保水性、粘聚性等,这样可以防止建筑受到侵害,或者对破坏进行修补,或者当有危险时也可以警报。这种智能化的混凝土是未来建筑材料发展的关键技术,但目前还比较昂贵,研究的人也不多。相信随着信息科学、生命科学的不断进步,智能化材料也将逐渐进入到土木工程的市场。

3.土木工程信息化的发展

近年来,信息化已经普及,并且逐渐带动工业的信息化,必然也会对土木工程造成较大影响。土木工程的信息化包括智能信息处理技术、计算机技术、自动化控制技术、网络技术等等,这些信息化技术不断渗透到土木工程中,并且涵盖了土木工程的全过程,不仅限于设计和施工,还有工程的物业管理、物流管理、设备维护和建筑全方位的实时监控等等各个方面。也可以利用计算机模拟管道空间布线,也可以利用信息化技术实现大型设备的整体吊装、大型桥梁悬索受力的控制、高温高压的焊接控制、建筑物的爆破等等。

4.防震与减灾

随着当前超大跨桥梁、高层建筑和大跨结构建筑物的兴起,结构设计呈现更高、更长的发展趋势。在很多的情况下,地震荷载已经成为结构设计的控制因素。所以大型复杂的结构系的抗震设计及其相对应的问题也得到了进一步的关注。相关的研究包括地震动的作用机理,建筑结构的抗震机理等。

5.扩大对岩土锚固技术的应用

岩土锚固技术的应用领域要不断的进行扩展。岩土锚固技术除了在边坡工程、地下工程、深基坑工程、结构抗浮工程中保持着良好的发展状态外,在桥梁工程、重力坝加固工程、抗地震工程中则有着长远的进展;同时,锚杆锚固机理的技术仍然不成熟,仍然是土木工程界的难点。

四、结束语

综上所述,我国目前的土木工程建设已经达到了一个比较成熟的阶段,取得了比较显著的成绩,甚至在某些方面已经达到世界先进水平。但纵观世界土木工程发展现状,我们仍需寻求土木工程建设理论和应用上的加强、创新与发展。

参考文献: