土木工程現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢探討

梁端雄

摘要:本文就土木工程內(nèi)涵意義探討了其發(fā)展現(xiàn)狀及未來建設(shè)趨勢,對強化土木工程理論研究、實踐應(yīng)用,促進其實現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展有重要的實踐意義。

關(guān)鍵詞:土木工程現(xiàn)狀發(fā)展趨勢

中圖分類號:TU-1 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0144-01

1土木工程內(nèi)涵意義

土木工程主要指建設(shè)各類設(shè)施、工程的技術(shù)、科學(xué)與項目統(tǒng)稱,其自身包含顯著特征,即社會性屬性、綜合性特點、經(jīng)濟技術(shù)性、建筑藝術(shù)性與實踐性特征。理解土木工程內(nèi)涵可由兩方面入手,一方面為同社會人們生產(chǎn)實踐活動、日常生活密切相關(guān)的多元化設(shè)施工程建設(shè),例如公路、道路工程、建筑工程、水利工程、橋梁工程、鐵路工程、利用地下空間開發(fā)工程與隧道工程等。另一方面內(nèi)涵則為各類建設(shè)工程相關(guān)設(shè)施用到的機械設(shè)備、材料在土地上開展的設(shè)計、勘查與施工等項目活動。

2土木工程研究發(fā)展現(xiàn)狀

當前,土木工程現(xiàn)實研究發(fā)展對象主體集中于高層建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計、開發(fā)建設(shè)地下項目等工程中,令高層建筑邁入了嶄新的發(fā)展階段。伴隨各類新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新施工方式、新工藝的層出不窮,尤其是自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用,人們更開始從事的土木工程建造修建規(guī)模更大,高層建筑在數(shù)量上不僅更多,且在高度層面也持續(xù)提升,逐步令我國在建設(shè)高層建筑領(lǐng)域的土木工程發(fā)展水平向世界先進水平靠近。在結(jié)構(gòu)設(shè)計層面則呈現(xiàn)出更高、更長的柔性化實踐發(fā)展趨勢。在較多情況下地震荷載與風(fēng)荷載是設(shè)計結(jié)構(gòu)的影響控制因素,令各項大型工程的復(fù)雜體系結(jié)構(gòu)在抗震抗風(fēng)相關(guān)問題與設(shè)計理念層面受到了人們的廣泛關(guān)注。目前常見的課題研究涵蓋風(fēng)荷載與地震設(shè)計機理作用、大跨度大規(guī)模橋梁工程抗震抗風(fēng)與體系結(jié)構(gòu)設(shè)計等。同時,以柔性結(jié)構(gòu)對抗地震的以柔克剛思想進一步在控制結(jié)構(gòu)震動技術(shù)層面科學(xué)體現(xiàn),當前現(xiàn)代震動相關(guān)問題正逐步向著智能化控制、自適應(yīng)、減震吸震相關(guān)技術(shù)方向逐步延伸,土木工程基礎(chǔ)性健康結(jié)構(gòu)的檢測、控制災(zāi)害結(jié)構(gòu)等研究工作也將繼續(xù)逐步強化。伴隨土木工程的現(xiàn)代化發(fā)展,社會人口數(shù)量的持續(xù)增多,各類空間資源日趨緊張,為解決土地資源與空間資源的緊張問題,土木工程逐步關(guān)注了地下工程的開發(fā)與建設(shè),并令其成為有效解決上述問題的科學(xué)途徑。當前世界規(guī)模最大的地下街工程為東京地下街,深度約為100m,而我國較多一線城市也逐步建設(shè)開發(fā)了地鐵服務(wù)系統(tǒng)并進入到具體的項目實施階段。地下空間科學(xué)技術(shù)則實現(xiàn)了飛速的提升與發(fā)展。當前我國城市較多地下工程施工建設(shè)的主要方式包含暗挖、明挖、盾構(gòu)、蓋挖、注漿、凍結(jié)與沉管法等,該類技術(shù)逐步躋身國際領(lǐng)域先進行列,并為地下空間土木工程開發(fā)提供了優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)寶貴的實踐經(jīng)驗。土木工程的科學(xué)發(fā)展還進一步推動了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的廣泛應(yīng)用,令其逐步擴大至大柱網(wǎng)、大跨度、大開間的高層與多層、斜拉橋與連續(xù)橋等結(jié)構(gòu)、大型預(yù)應(yīng)力儲液池、儲倉、管樁、預(yù)應(yīng)力地錨等多重預(yù)應(yīng)力應(yīng)用結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。同時預(yù)應(yīng)力技術(shù)也逐步成為大型公共建筑、開間住宅的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù),有效解決了高、大、新、重建筑工程的建造設(shè)計難題,并發(fā)揮了獨特的作用。

一般來講,人們通常習(xí)慣于用安全系數(shù)進行土木工程指標的客觀評價,實則其僅僅是由確定的相關(guān)信息實現(xiàn)的定值獲取,沒能全面考慮到相關(guān)設(shè)計變量之中包含的變異性,其特定的某一安全系數(shù)數(shù)值在不同的項目工程中也并不一定具有相同的作用意義。因此基于實際土木工程中包含的各類不確定性,對其展開隨機的可靠度衡量評估與力學(xué)分析也尤為重要,即土木工程應(yīng)繼續(xù)開展可靠度相關(guān)理論的應(yīng)用研究。

3土木工程未來發(fā)展趨勢

3.1 三S系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展

三S系統(tǒng)由HS遙感技術(shù)、GIS地理信息技術(shù)系統(tǒng)與GPS全球定位技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成,可實時、整體、動態(tài)的對地展開判別觀測、應(yīng)用分析,因此在土木工程領(lǐng)域該系統(tǒng)發(fā)揮了顯著的優(yōu)勢作用,同時具備廣闊的發(fā)展提升前景。數(shù)字化城市發(fā)展理念的提出正是基于這一三S系統(tǒng)發(fā)展而來,也就是說其綜合了遙感、GIS、遙測、多媒體、網(wǎng)絡(luò)與仿真虛擬技術(shù)對城市各項功能機制、基礎(chǔ)設(shè)施展開自動采集、發(fā)揮決策輔助作用并實施動態(tài)化管理監(jiān)測,很明顯,當前數(shù)字化城市便是以該類數(shù)字化的處理信息技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為發(fā)展背景的科學(xué)服務(wù)技術(shù)系統(tǒng)。其逐步推廣與科學(xué)應(yīng)用勢必將我國城市運營與規(guī)劃建設(shè)推向嶄新的高度,促進其發(fā)展水平的持續(xù)提升。

3.2 單機方式順序科學(xué)轉(zhuǎn)變至網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制與并行設(shè)計

就復(fù)雜大型的項目工程來說,其很有可能需要較多設(shè)計部門、眾多成員的共同參與,同時還需要良好的協(xié)同合作并提供在線咨詢服務(wù),還可由不同地域分布的分支設(shè)計機構(gòu)、設(shè)計人員、協(xié)作部門單位應(yīng)用多樣化平臺軟硬件與設(shè)計方式在相應(yīng)規(guī)定時段內(nèi)良好完成。為有效解決該類復(fù)雜系統(tǒng)問題應(yīng)良好的應(yīng)用開發(fā)土木工程設(shè)計的協(xié)同并行技術(shù)。另外,智能化建筑工程與檢測結(jié)構(gòu)亦是土木工程基于信息化發(fā)展背景的未來發(fā)展的趨勢。項目管理與電子數(shù)據(jù)同樣是土木工程實現(xiàn)信息化發(fā)展的趨勢,工程建設(shè)施工是當今土木工程應(yīng)用計算機技術(shù)的重要領(lǐng)域,基于系統(tǒng)復(fù)雜工程在施工階段中由報價投標、預(yù)算到簽訂管理合同、評定分析質(zhì)量直至竣工驗收各階段均需要進行大量數(shù)據(jù)信息的處理,整體施工單位控制與輔助管理均會被納入至輔助計算機施工技術(shù)體系中。依據(jù)電子化數(shù)據(jù)查閱管理系統(tǒng)的應(yīng)用便利性,當前國外開發(fā)研究出了無線電雙向通訊設(shè)備并廣泛用于現(xiàn)場工地的互通聯(lián)絡(luò)與基于GPS科學(xué)技術(shù)創(chuàng)建人機通訊高效便利設(shè)備。當前土木工程領(lǐng)域信息技術(shù)的跨越式發(fā)展已經(jīng)令國際承包商真正跨越了地域壁壘,實現(xiàn)了共享式、協(xié)同式、智能化的行業(yè)發(fā)展。

3.3 土木工程虛擬技術(shù)將實現(xiàn)廣泛應(yīng)用

傳統(tǒng)土木工程研究發(fā)展中人們只能應(yīng)用特定符號、平面圖紙進行大量信息的傳遞,該類方式受到接收信息者知識結(jié)構(gòu)、行業(yè)經(jīng)驗等的約束限制。伴隨土木工程項目新時期復(fù)雜程度的日益強化,令該類交流方式變得越發(fā)困難,因此虛擬現(xiàn)實技術(shù)逐步誕生,并為工程建設(shè)中的廣泛、交叉交流創(chuàng)造了新型實踐方式、拓寬了其發(fā)展前景。虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要將多媒體技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合,將抽象的符號與圖紙合理轉(zhuǎn)化為人們的現(xiàn)實直觀體會與感受,可以說是一類人機交互新型科學(xué)技術(shù),可為人們創(chuàng)造貼近現(xiàn)實、身臨其境的仿真虛擬環(huán)境,人們則好似在現(xiàn)實世界之中。今后土木工程領(lǐng)域,該類技術(shù)的優(yōu)勢與特征一方面會應(yīng)用于各類項目工程的投標招標領(lǐng)域,基于仿真虛擬環(huán)境將施工方式與過程很好展現(xiàn)出來。同時其在設(shè)計結(jié)構(gòu)中的施工、計算等復(fù)雜過程的仿真模擬中更具有良好優(yōu)勢?？赏ㄟ^三維圖形計算機技術(shù)完成可視化計算,通過變化設(shè)計參數(shù)的結(jié)果進行直觀顯示,有利于縮短施工設(shè)計時空,選擇最佳方案并獲取最低費用、最佳工期與最有效的資源,進而科學(xué)準確的控制土木工程整體建設(shè)水平與質(zhì)量。

4結(jié)語

綜上所述,隨著信息化社會的飛速發(fā)展土木工程實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,我們只有科學(xué)遵循其內(nèi)涵特征、發(fā)展現(xiàn)狀把握工程建設(shè)未來發(fā)展趨勢動向、制定科學(xué)實踐發(fā)展策略,才能真正推進土木工程實現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。

參考文獻

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