土木工程行業(yè)發(fā)展前景探析

李亮（延安大學　西安創(chuàng)新學院，陜西　西安　710100）

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土木工程行業(yè)發(fā)展前景探析

李亮
（延安大學西安創(chuàng)新學院，陜西西安710100）

摘要:在邁入21世紀以后，伴隨科學技術的快速發(fā)展，土木工程獲得了極大的進步和提高，為人類社會營造了非常優(yōu)越的物質條件.本文探討了土木工程行業(yè)的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢.

關鍵詞:土木工程；空間開發(fā)；進步；方向

從人類發(fā)展的過程我們可以了解到，土木工程建設就是人類同自然在進行斗爭的過程，然而與此同時土木工程建筑也獲得了長足的發(fā)展與進步，土木工程建設這個行業(yè)在我國社會主義現(xiàn)代化建設過程中成為了國民經濟發(fā)展的支柱性產業(yè).隨著科技進步和社會需求的不斷提升，對建筑物面積、功能、形狀等方面的技術要求越來越規(guī)?；?、多樣化和復雜化，對所采用的建材、設備、建筑構造技術和施工技術也一直在不斷提高，建筑行業(yè)的節(jié)能、信息控制、生態(tài)化等技術也逐漸與建筑技術相結合而尋求多元化發(fā)展，形成了建筑行業(yè)新技術與新能源的復合載體.在現(xiàn)代化建筑行業(yè)，特大跨度建筑、超高層和超大跨度橋梁是大型繁瑣布局的主要形式，這樣一來，這種大型繁瑣布局核心的現(xiàn)代結構技術也就成為了衡量一個國家建筑科學技術水平的重要標志.綜上所述，技術進步和創(chuàng)新應用在土木工程中的同步發(fā)展在建筑行業(yè)的發(fā)展過程中發(fā)揮了至關重要的作用，只有了解了土木工程行業(yè)的發(fā)展趨勢,才能夠在現(xiàn)代社會經濟的發(fā)展中開創(chuàng)出土木工程學科的新篇章.

1　土木工程的必要性

土木工程科目很龐大，它與生活是緊密相連的，其意義很大，歷史長久，提升較快.當今社會是信息社會，力學的提升，建材的不斷更換，土木工程技術領域的進步也在更加完善，突飛猛進.土木工程是一項綜合式的藝術，包含了很多方面，有著社會性、實踐性、綜合性多個屬性，同人類社會的成長密切相關，形影不離，對人類的發(fā)展做出了極大的貢獻.到現(xiàn)今為止，土木工程可劃分成建筑類、鐵路類、道路類、橋梁類、結構給水排水類、港口類、水渠類、環(huán)境類等工程，不計其數(shù)，提升空間十分寬廣，有著十分可觀的未來.

就拿橋梁工程舉例來說，隨著橋梁工程類型的不斷創(chuàng)新,主跨跨度的一次次突破，橋梁工程的發(fā)展取得了長足的進步，尤其是斜拉撟的復興成為了橋梁工程發(fā)展的又一個閃光點.20世紀首屈一指的橋梁代表作主要有日本的時石海峽大橋(1991m懸索橋)、丹麥的海帶橋(1624m懸索橋)、多多羅大橋(890m斜拉橋)、法國諾曼底橋(856m斜拉橋)等等.國內一大批大跨橋梁的建成標志著我國大跨度結構建筑技術達到了新的高度，躋身世界先進行列，這批大跨結構橋梁主要有：楊浦大橋、南浦大橋、蕪湖長江大橋、南京長江二橋等.迄今為止，國內已建1000米以上大橋3座、800m以上大橋8座、600m以上大橋15座、400m以上大橋40座，這些都證明了我國的土木工程建筑行業(yè)得到了長足的發(fā)展.

2　土木工程發(fā)展現(xiàn)況

如今,土木工程領域的研究熱點主要匯集在高層建筑、結構設計、研發(fā)建造地下項目等工程中,使高層建筑建設進入了一個嶄新的階段.與此同時，伴隨著各種新設備、新技術、新施工方式，以及新工藝的不斷涌現(xiàn)和實踐運用，尤其是多種跨學科和自動化技術的廣泛運用，人類進行的土木工程建筑所創(chuàng)建的面積不斷擴大，所創(chuàng)建的高層建筑數(shù)量也在迅速增多,并且在高度層面上也在不斷地提高,從而使中國在建設高層建筑領域內的科技水平也在不斷進步并躋身世界領先行列，同時國內土木建筑行業(yè)在結構設計方面也實現(xiàn)了土木工程的可持續(xù)發(fā)

展.在大多數(shù)情況下地震荷載和風荷載是影響設計結構的控制性元素,每項大型工程的復雜體系結構在抗震抗風等有關問題和設計原理方面都獲得了人們的廣泛關注.現(xiàn)今最普遍的課題便是探討風荷載與地震荷載設計原理作用、大跨度大面積橋梁工程抗震和抗風體系結構設計等等.與此同時,以柔性結構來防御地震，這種以柔克剛想法進一步體現(xiàn)在控制結構震動技術方面的科學中,與現(xiàn)代震動技術相聯(lián)系的一系列問題正逐漸向智能控制、自主適應和減震吸震等方向的技術不斷拓展和開發(fā)，土木建筑行業(yè)最基本的結構檢驗和災害控制等調研工作也正在進行且逐漸地強化.隨著土木工程的跨時性進步，社會人口數(shù)目的不斷增多,不同種類的空間資源也越來越短缺，為處理土地資源和空間資源的短缺問題,土木工程慢慢開始發(fā)展地下工程，對其進行開發(fā)和建設,且逐漸使其成為科學處理以上問題的有效方法.如今世界規(guī)模最大的地下街工程便是東京地下街,其深度是100m左右，而中國大多數(shù)的一線城市也漸漸構建了地鐵服務體系并步入了具體的項目動工階段，地下空間的建筑技術取得了非常巨大的進步和發(fā)展.現(xiàn)今，國內絕大多數(shù)城市地下空間工程建設的重點方式包括暗挖、明挖、盾構、蓋挖、注漿、凍結和沉管法等等，此類技術也漸漸地步入了國際領域的先進行列，地下空間的建筑工程開發(fā)實現(xiàn)了實踐環(huán)節(jié)的不斷進步.土木建筑行業(yè)的技術提升同時也促進了預應力技術的普遍應用，其影響已擴大到大型預應力儲液池、高層和多層建筑、斜拉橋和連續(xù)橋結構、堆棧、管樁、預應力地錨等多項預應力應用構造方面.同時預應力技術也漸漸成了大型公共建筑、開間住宅的重點使用技術,很好地處理了高、大、新、重建筑工程的建造設計問題,且展現(xiàn)出了獨有性的影響力.

目前，國際上排名前10位的最高建筑有高382.2m的馬來西亞PlzazRakya,高381m的美國紐約帝國大廈，高417m和415m的原美國紐約世界貿易中心,高452m的吉隆坡石油雙塔樓，高442m的芝加哥Sears塔樓,高374m的香港中環(huán)廣場大廈,高368.5m的香港中國銀行大廈,高347.5m的高雄T&C塔樓,高346.3m的芝加哥Amoco大廈及上海浦東金茂大廈.

通常來說,人們總是習慣于使用安全系數(shù)作為土木工程標準的客觀評價,實際上，其僅僅是由精準性信息實現(xiàn)的定值所獲取的,并未綜合性地考慮到相關設計變量之中所包含的變異性,其特定的某一安全系數(shù)數(shù)值在各種項目工程中所代表的意義不一定相同.所以根據(jù)現(xiàn)實土木工程中所包含的很多不確定性，對其進行隨機的可靠度衡量評估和力學解析也十分關鍵，也就是說土木工程應繼續(xù)進行可靠度有關原理的應用探討.

3　土木工程在未來的發(fā)展空間

3.1土木工程虛擬技術將被大面積的應用

傳統(tǒng)土木工程探索過程中人們僅僅能使用特殊的符號、平面圖紙進行更多信息的傳送，此類方式常被接收信息者的知識結構、行業(yè)經驗等所束縛和阻礙.隨著土木工程項目在新時代中復雜程度日益強化，這樣的溝通方式變得更加困難，所以虛擬現(xiàn)實技術漸漸出現(xiàn)，并通過在工程建設中的大量、交叉交流創(chuàng)建了新的實踐方式且開拓了其應用前景.虛擬現(xiàn)實技術的重點是把多媒體技術、電腦技術、傳感技術和網絡技術結合在一起，將抽象的符號和圖紙科學地轉變成人們的直觀立體感受，是一種人機交互的新型科技，這種技術為人們創(chuàng)建了貼近實際、身臨其境的仿真性的虛擬環(huán)境，人們就如同在現(xiàn)實世界之中一樣.在日后的土木工程領域中，這項技術的優(yōu)勢和特點不但會被使用在各類項目工程的投標招標領域中，也會通過仿真虛擬環(huán)境把施工方式和過程都良好地體現(xiàn)出來.同時它在設計結構中對施工、核算等復雜過程的仿真模擬也具備了良好的優(yōu)勢.可通過三維圖形計算機技術來將可視化計算做完，通過改變設計參數(shù)的結果進行直觀地觀察，有助于縮減施工設計空間，選取更好的策劃方案來獲取最好的工期和最有用的能源，從而有效且精準地掌握土木工程的整體建造水準和質量.

3.2建筑工業(yè)化

在中國改革開放后，快速提升的新型技術改善了建筑業(yè)的機械化水平，特別是在重點工程建造中獲得了很大程度的提升.但不能否認的是，相比于其他的工業(yè)部門仍然停留在較為落后的階段.所以建筑業(yè)的工業(yè)化是中國建筑發(fā)展的必然走向.應不斷的拓展新建材、新工藝和新技術.同時應創(chuàng)建科學的能滿足于社會化大生產方式和新時代社會需求的管理制度和科學體制，來實現(xiàn)區(qū)域化、專業(yè)化、統(tǒng)一化和跨領域的施工組織模式.

3.3環(huán)境工程的進步

走進新世紀后，環(huán)境問題已逐漸成為了社會生活的主題，氣候條件的變化更是給人們的生活工作帶來了更大的影響.為了更好地創(chuàng)建和諧社會，走可持續(xù)發(fā)展路線，土木工程和環(huán)境工程需要不斷磨合和交互影響，努力形成一體整合發(fā)展.另外，我們已無法忽視的城市綜合癥、冰川融化、氣候變遷、土地沙漠化以及各種環(huán)境要素的污染等問題都已成為與人們的生活水平和生存質量密切相關的負面條件，這些問題自然也同土木工程建設緊密相連.土木工程建造當中特別是大型甚至超大型工程建造對環(huán)境的影響都將成為土木工程師首要考慮且亟待解決的難題.

3.4空間的開發(fā)運用

隨著城市的快速進步，城市規(guī)模在持續(xù)增大，城市人口也在持續(xù)增多，大多數(shù)城市都面臨著不同程度的生存空間擁擠、交通密集、用地短缺等一系列嚴重的問題，對人們的居住生活產生了很大的影響，同時也是現(xiàn)代城市可持續(xù)發(fā)展的最大阻礙.所以，為了處理好這一系列難題，土木工程的提升趨勢也在逐漸向高空與地下發(fā)展.按照不完全統(tǒng)計，中國現(xiàn)已建造了高于20層的高層建筑10000多棟，高于100m的建筑500多棟.通過不斷地營建高層建筑，大大地緩解了人們的居住問題，更大幅度地使用了空間.

人們可通過建造高層建筑來利用高空空間，那是否能通過某個渠道來利用更大的太空空間呢？實際上早在1984年，美籍華裔博士林銅柱就勇敢地提出了在月球上加工水泥并創(chuàng)建混凝土構件來構建太空實驗站的想法.雖然這一想法在現(xiàn)今的條件下很難實現(xiàn)，但這并不表示在不久的的未來就不會實現(xiàn).這就是說，土木工程在往后的活動場所也許會超過地球的范圍拓展至太空.

相比于高空，地下空間也是土木工程發(fā)展的遠景之一.城市地下空間也具備了很好的發(fā)展空間，一旦取得合理地研發(fā)，對于節(jié)省土地能源乃至減緩城市交通壓力都有著不可估量的影響.因此，地下空間的開掘和應用，是現(xiàn)今城市開發(fā)的必然趨勢.在中國的一些大型城市如北京、上海、廣州等，都創(chuàng)建了相對完整的地鐵干線，大大地舒緩了交通壓力.

地下空間項目的開發(fā)和實現(xiàn)已在如火如荼的進行，現(xiàn)今世界最大的地下街是日本東京八重洲地下街，共3層,建筑面積70km2；最深的地下街是莫斯科切爾坦沃住宅小區(qū)地下商業(yè)街，深度在70～ 100m；最大的地下娛樂中心是蘇格蘭Varis- su市地下娛樂中心，戰(zhàn)時可掩蔽1.1萬人.與此同時，國內也有大約20個城市進行了地鐵系統(tǒng)的規(guī)劃和施工建設.

海底建筑也在快速增長，實際上，中國的香港澳門一直在推進填海造地工程，以此來擴大城市建設與工業(yè)生產用地，而日本的青函海底隧道的中部不但建立了車站，也建造了博物館.

3.5高性能新型建材的開發(fā)與使用

毋庸置疑，鋼結構將是以后大型建筑結構的主流模式.與此同時，鋼結構在強度、可塑性、韌性以及可焊性等方面的發(fā)展也取得了進步.以美、日、俄為首的很多國家已著手把屈服點高于700N/mm2的鋼材劃入范例.高性能混凝土以及其它新式復合建材也會向輕質量、高強度、較好韌性與工作性能方向提升.如鋁合金和玻璃纖維增強塑料的產生和應用，便是現(xiàn)今土木建材進步的良好典范.

總體而言，中國現(xiàn)今仍是一個發(fā)展中國家，即使土木工程取得了較快的發(fā)展，可是經濟、基礎設備等各方面條件都不能完全滿足于人們的需求，所以中國土木工程在基礎建設方面還是有很多問題亟待解決.能夠預想的是，通過對中國土木工程現(xiàn)況以及發(fā)展方向的解析，中國土木工程建設在日后必將獲得更好的發(fā)展.

參考文獻：

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中圖分類號:TU7

文獻標識碼：A

文章編號：1673- 260X（2015）02- 0039- 03