論土木工程的未來(lái)發(fā)展

郭來(lái)生

內(nèi)蒙古興安盟烏蘭浩特市房產(chǎn)局

論土木工程的未來(lái)發(fā)展

郭來(lái)生

內(nèi)蒙古興安盟烏蘭浩特市房產(chǎn)局

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的土木工程建設(shè)事業(yè)也隨之發(fā)展。就我國(guó)的國(guó)情而言，我國(guó)是世界人口大國(guó)，面對(duì)人口眾多的社會(huì)壓力，我國(guó)必須要從土木工程建設(shè)方面著手，在現(xiàn)有土地資源的基礎(chǔ)上，充分地運(yùn)用世界上先進(jìn)的建筑工藝和技術(shù)，建設(shè)出高質(zhì)量的建設(shè)工程，滿(mǎn)足我國(guó)人口的居住和使用。

土木工程；發(fā)展

一、土木工程的涵義

土木工程是指建造各類(lèi)工程設(shè)施的科學(xué)﹑技術(shù)和工程的總稱(chēng)，土木工程的含義可從兩方面去理解；一層含義是指與人類(lèi)生活﹑生產(chǎn)活動(dòng)有關(guān)的各類(lèi)工程設(shè)施：1﹑建筑工程；2﹑公路與城市道路工程；3﹑局壩水電和水利工程；4﹑鐵路工程；5﹑橋梁工程；6﹑隧道工程；7﹑地下空間開(kāi)發(fā)利用工程等。

另一層含義是指為了建造工程設(shè)施應(yīng)用材料﹑工程設(shè)備在土地上所進(jìn)行的勘察﹑設(shè)計(jì)﹑施工等工程技術(shù)活動(dòng)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前土木工程的實(shí)踐和研究己取得顯著成就，無(wú)論是結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析，還是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論和方法以及結(jié)構(gòu)的施工手段，都有了非常大的突破；特別是近若干年，在高層﹑大跨結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)方面成績(jī)尤其驚人。

二、土木工程發(fā)展的意義

土木工程是指建造各類(lèi)工程設(shè)施的科學(xué)﹑技術(shù)和工程的總稱(chēng)。土木工程的含義從兩個(gè)方面去理解。一層含義是指與人類(lèi)生活﹑生產(chǎn)活動(dòng)有關(guān)的各類(lèi)工程設(shè)施，如建筑工程﹑公路與城市道路工程和水利工程﹑鐵路工程﹑橋梁工程﹑隧道工程﹑地下開(kāi)發(fā)空間利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設(shè)施應(yīng)用材料﹑工程設(shè)備在土地上所進(jìn)行的勘察﹑設(shè)計(jì)﹑施工等工程活動(dòng)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前土木工程的實(shí)踐和研究已經(jīng)取得顯著成就，無(wú)論是結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析，還是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論和方法以及結(jié)構(gòu)的施工手段，都有了巨大的突破，展望未來(lái)，土木工程仍然有許多課題需要我們進(jìn)一步探討。

三、土木工程的現(xiàn)狀

1.土木工程建設(shè)成就巨大

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)高層建筑的發(fā)展進(jìn)人了一個(gè)嶄新的階段，高層建筑不僅在數(shù)量上越來(lái)越多，而且在高度上也越來(lái)越高。我國(guó)將有公路160萬(wàn)km，其中高速公路2.5萬(wàn)km，2010年，全國(guó)高速公路將達(dá)3萬(wàn)km。

2.新型建筑材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

近年來(lái)，隨著高標(biāo)號(hào)水泥的大量生產(chǎn)，鋼纖維和玻璃纖維混凝土﹑聚合物浸漬混凝土等快硬﹑高強(qiáng)﹑輕質(zhì)﹑復(fù)合和節(jié)能混凝土的研制，復(fù)合﹑新型墻體材料的開(kāi)發(fā)，鋼化玻璃﹑多功能涂層玻璃﹑雙層中空玻璃等建筑用平板玻璃等的發(fā)展，都帶來(lái)了土木工程的結(jié)構(gòu)形式﹑設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)等方面的新發(fā)展。而從20世紀(jì)80年代興起的碳纖維的應(yīng)用研究，更是土木工程在這一領(lǐng)域的又一重大突破。國(guó)內(nèi)由呂志濤院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組及其他研究機(jī)構(gòu)業(yè)已開(kāi)展利用碳纖維布對(duì)鋼筋混凝土梁﹑板﹑柱進(jìn)行加固的研究，已取得許多成果，標(biāo)志著我國(guó)在這一領(lǐng)域已處于較為領(lǐng)先的地位。目前，利用碳纖維材料加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)已在工程中獲得應(yīng)用，其前景非常廣闊。

3.預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

20世紀(jì)80年代，我國(guó)預(yù)應(yīng)力技術(shù)已從單個(gè)構(gòu)件發(fā)展到預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的新階段。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用已擴(kuò)大到大跨度﹑大柱網(wǎng)﹑大開(kāi)間的多層與高層建筑，連續(xù)橋﹑斜拉橋等橋梁結(jié)構(gòu)，核電站預(yù)應(yīng)力安全殼﹑大型預(yù)應(yīng)力儲(chǔ)倉(cāng)與儲(chǔ)液池，預(yù)應(yīng)力地錨與預(yù)應(yīng)力管樁等特種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。

預(yù)應(yīng)力技術(shù)也是建造大跨度公共建筑﹑大型會(huì)議展覽中心及大開(kāi)間住宅的重要技術(shù)，也是高層﹑超高層建筑和承受特重荷載的結(jié)構(gòu)中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在解決大﹑高﹑重﹑新建筑工程的設(shè)計(jì)和建造難題中發(fā)揮著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

4.土木工程的可靠度理論的研究應(yīng)用

長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直習(xí)慣于以安全系數(shù)作為土木工程的評(píng)價(jià)指標(biāo)。然而，安全系數(shù)只是一個(gè)由確定的信息得到的一個(gè)定值，它未能考慮設(shè)計(jì)變量中任何客觀(guān)存在的變異性，某一特定的安全系數(shù)值，對(duì)于不同的工程未必具有同樣的意義。

四、土木工程理論、材料及技術(shù)的發(fā)展

通過(guò)多年來(lái)實(shí)踐探索，土木工程的發(fā)展日臻完善。在科學(xué)理論方面，理論研究精密化，計(jì)算力學(xué)﹑結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)﹑動(dòng)態(tài)規(guī)劃法﹑網(wǎng)絡(luò)理論﹑隨機(jī)過(guò)程論﹑濾波理論的成果，隨著計(jì)算機(jī)探討土木工程發(fā)展趨勢(shì)的普及而滲進(jìn)了土木工程領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)也已發(fā)展完備，荷載不再是靜止的和確定性的，而被作為隨時(shí)間變化的隨機(jī)過(guò)程來(lái)處理。靜態(tài)的﹑確定的﹑線(xiàn)性的﹑單個(gè)的分析，逐步被動(dòng)態(tài)的﹑隨機(jī)的﹑非線(xiàn)性的﹑系統(tǒng)與空間的分析所代替。電子計(jì)算機(jī)使高次超靜定的分析成為可能，進(jìn)而使得高層建筑中框架 ﹑剪刀墻體系﹑筒中筒體系空間工作和大跨度的橋梁得以實(shí)現(xiàn)。大跨度建筑的形式層出不窮，薄殼﹑懸索﹑網(wǎng)架和充氣結(jié)構(gòu)覆蓋大片面積，滿(mǎn)足種種大型社會(huì)公共活動(dòng)的需要。從材料特性﹑結(jié)構(gòu)分析﹑結(jié)構(gòu)抗力計(jì)算到極限狀態(tài)理論，在土木工程各個(gè)分支中都也得到了充分發(fā)展。理論研究的日益深入，使現(xiàn)代土木工程取得了許多質(zhì)的進(jìn)展。在工程材料方面，標(biāo)號(hào)為500～600 號(hào)的混凝土已在工程中普遍應(yīng)用，而輕質(zhì)﹑高強(qiáng)化的混凝土成為大跨﹑高層﹑結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程的新要求。高強(qiáng)鋼材與高強(qiáng)混凝土的結(jié)合使預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)得到較大的發(fā)展，先張法和后張法的預(yù)應(yīng)力混凝土屋架﹑吊車(chē)梁和空心板在工業(yè)建筑和民用建筑中廣泛使用。同時(shí)鋁合金﹑鍍膜玻璃﹑石膏板﹑玻璃鋼等工程材料以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為背景發(fā)展迅速，為大跨﹑高層﹑結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程建設(shè)提供了全新的支持。在施工技術(shù)方面，種種現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化施工方法發(fā)展得特別快。同步液壓千斤頂，滑模，直升機(jī)安裝天線(xiàn)，用一群小提升機(jī)同步提升大面積平板的升板結(jié)構(gòu)等一系列施工方法廣泛應(yīng)用。此外，鋼制大型吊裝設(shè)備與混凝土自動(dòng)化攪拌樓﹑輸送泵等相結(jié)合，形成了一套現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化施工工藝，使傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)灌筑混凝土方法獲得了新生命，在高層﹑多層房屋和橋梁中部分地取代了裝配化，成為一種發(fā)展很快的方法。

結(jié)束語(yǔ)：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，當(dāng)今的土木工程建設(shè)也在日新月異的發(fā)展，面對(duì)人口數(shù)量龐大的局面，必需要對(duì)土木工程建設(shè)事業(yè)有新的要求，需不斷的探索與發(fā)現(xiàn)，理論結(jié)合實(shí)際的創(chuàng)造出一套先進(jìn)的技術(shù)與工藝來(lái)滿(mǎn)足社會(huì)所需，同時(shí)還要對(duì)土地資源以外的空間得以開(kāi)發(fā)利用，以便緩解目前土地資源緊缺的現(xiàn)狀

[1]黃禹.土木工程的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].江西建材.2010(02)

[2]魏毅宇.淺析土木工程的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技信息.2009(24)