土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)淺析

費(fèi)燕燕

【摘要】本文簡(jiǎn)述了土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀，并從土木工程建筑物的結(jié)構(gòu)形式、新材料、新設(shè)備、新的結(jié)構(gòu)技術(shù)和施工技術(shù)的應(yīng)用、環(huán)境工程、信息、能源等方面論述了土木工程的發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】土木工程 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

縱觀人類文明史，土木工程建設(shè)在和自然斗爭(zhēng)中不斷地前進(jìn)和發(fā)展。在我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)中，土木工程業(yè)越來(lái)越成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，隨著社會(huì)和科技的發(fā)展，建筑物的規(guī)模、功能、造型和相應(yīng)的建筑技術(shù)越來(lái)越大型化、復(fù)雜化和多樣化。所采用的新材料、新設(shè)備、新的結(jié)構(gòu)技術(shù)和施工技術(shù)日新月異，節(jié)能技術(shù)、信息控制技術(shù)、生態(tài)技術(shù)等日益與建筑相結(jié)合。建筑業(yè)和建筑物本身正在成為許多新技術(shù)的復(fù)合載體。而超高層和超大跨度建筑、特大跨度橋梁及作 為大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)核心的現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù)則成為代表一個(gè)國(guó)家建筑科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。所有這一切都說(shuō)明在土木工程中越來(lái)越體現(xiàn)了技術(shù)與創(chuàng)新的作用，誰(shuí)能在世紀(jì)之交把握住土木工程學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)，誰(shuí)就能在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代開(kāi)創(chuàng) 土木工程學(xué)科的新紀(jì)元。

一、土木工程發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)的土木工程建設(shè)從 20 世紀(jì) 50 年代起一直沒(méi)有停過(guò)，且發(fā)展很快，尤其在近年來(lái)，發(fā)展極為迅猛，幾乎整個(gè)中國(guó)成了一個(gè)大的建設(shè)工地。新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路、橋梁、港口航道及大型水利工程在祖國(guó)各地如雨后春筍般地涌現(xiàn)，新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)大力研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。發(fā)展之快，數(shù)量之巨，令世界各國(guó)驚嘆不已。高層建筑不僅越建越多，越建越高，而且其結(jié)構(gòu)體系及布置形式也日趨多樣 化。框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架？―剪力墻結(jié)構(gòu)、框架―筒體結(jié)構(gòu)等體系、巨型結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)、懸挑結(jié)構(gòu)及高層大跨框架結(jié)構(gòu)等體系是目前常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)體系。大跨建筑、大空間建筑日益增多，多為混凝土結(jié)構(gòu)和空間鋼結(jié)構(gòu)。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，公路、鐵路運(yùn)輸事業(yè)突飛猛進(jìn)，高等級(jí)公路里程快速增長(zhǎng)。橋梁工程也取得了驚人的成就，伴隨著橋梁類型的不斷翻新，主 跨跨度一再突破；而斜拉橋的復(fù)興更是橋梁工程的另一個(gè)輝煌。日本的時(shí)石海峽大橋（1 991 m 懸索橋）、多多羅大橋（890m斜拉橋），丹麥的海帶橋（1624 m懸索橋），法國(guó)諾曼底橋（856 m 斜拉橋）被公認(rèn)為是20 世紀(jì)橋梁的代表作而載入史冊(cè)。而楊浦大橋、南浦大橋、蕪湖長(zhǎng)江大橋、南京長(zhǎng)江二橋等大跨橋梁的建成都標(biāo)志著我國(guó)的大跨結(jié)構(gòu)達(dá)到了一個(gè)新的水平，跨入世界先進(jìn)行列。

二、土木工程發(fā)展趨勢(shì)

1、超大型工程的修建

在21世紀(jì)，隨著新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新施工方法的出現(xiàn)，人類將有可能從事更大規(guī)模的土木工程建設(shè)，從事土木工程的人們將為改造世界做出新的貢獻(xiàn)，取得新的突破。西班牙與摩洛哥之間的直布羅陀海峽割斷了歐洲和非洲大 陸的交通，至今人們已經(jīng)提出了多種聯(lián)絡(luò)線方案。如全長(zhǎng)30km，最大主跨為2000m的吊橋方案；全線長(zhǎng)14km，最大主跨為5000m的吊橋方案；也有的提出 采用最大主跨為5000m 的海中浮游式橋梁方案等。對(duì)馬海峽的地下隧道工程、白令海峽的填筑等也是世界上醞釀中的超大型工程。2008 年的北京奧運(yùn)會(huì)，不僅需要修建大量的體育場(chǎng)館，也為北京及周邊地區(qū)的城市建設(shè)帶來(lái)了機(jī)遇。

2、高性能材料的發(fā)展

鋼材將朝著高強(qiáng)、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發(fā)展。日本、美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家已經(jīng)把屈服點(diǎn)為700N/mm2 以上的鋼材列入了規(guī)范；如何合理利用高強(qiáng)度鋼也是一個(gè)重要的研究課題。高性能混凝土及其他復(fù)合材料也將向著 輕質(zhì)、高強(qiáng)、良好的韌性和工作性方面發(fā)展。

3、計(jì)算機(jī)應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用普及和結(jié)構(gòu)計(jì)算理論日益完善，計(jì)算結(jié)果將更能反映世紀(jì)情況，從而更能充分發(fā)揮材料的性能并保證結(jié)構(gòu)的安全。人們將會(huì)設(shè)計(jì)出更為優(yōu)化的方案進(jìn)行土木工程建設(shè)，以縮短工期、提高經(jīng)濟(jì)效益。

4、環(huán)境工程

環(huán)境問(wèn)題特別是氣候變異的影響將越來(lái)越受到重視，土木工程與環(huán)境工程融為一體。城市綜合癥、海水上升、水污染、沙漠化等問(wèn)題與人類的生存發(fā)展密切相關(guān)，又無(wú)一不與土木工程有關(guān)。較大工程建成后對(duì)環(huán)境的影響乃至建設(shè)過(guò)程中的振動(dòng)、噪聲等都將成為土木工程師必須考慮的問(wèn)題。

5、建筑工業(yè)化

建筑也長(zhǎng)期以來(lái)停留在以手工操作為主的小生產(chǎn)方式上。解放后大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)推動(dòng)了建筑業(yè)機(jī)械化的進(jìn)程，特別是在重點(diǎn)工程建設(shè)和大城市中有一定程度的發(fā)展。但是總的來(lái)說(shuō)落后于其他工業(yè)部門。所以建筑業(yè)的工業(yè)化是我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。要正確理解建筑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化的關(guān)系，盡量實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn) 化生產(chǎn)。要建立適應(yīng)社會(huì)化大生產(chǎn)方式的科學(xué)管理體制，采用專業(yè)化、聯(lián)合化、區(qū)域化的施工組織形式。同時(shí)還要不斷推進(jìn)新材料、新工藝的使用。

6、空間站、海底建筑、地下建筑

早在1984 年，美籍華裔林銅柱博士就提出了一大膽設(shè)想，即在月球上利用 它上面的巖石生產(chǎn)水泥并預(yù)制混凝土構(gòu)件來(lái)組裝太空試驗(yàn)站，這也表明土木工程的活動(dòng)場(chǎng)所在不久的將來(lái)可能超出地球的范圍。21 世紀(jì)的土木工程將是地下包括海底的世界。實(shí)際上東京地鐵已達(dá)地下三層；在青函海底隧道的中部設(shè)置了車站外，還建設(shè)了博物館。

7、結(jié)構(gòu)形式

計(jì)算理論和計(jì)算手段的進(jìn)步以及新材料新工藝的出現(xiàn)，為結(jié)構(gòu)形式的革新提供了有利條件?？臻g結(jié)構(gòu)將得到更廣泛的應(yīng)用；不同受力形式的結(jié)構(gòu)融為一體，結(jié)構(gòu)形式將更趨于合理和安全。

8、新能源和能源多極化

能源問(wèn)題是當(dāng)前世界各國(guó)極為關(guān)注的問(wèn)題，尋找新的替代能源和能源多極化的要求是21世紀(jì)人類必須解決的重大課題，這也是對(duì)土木工程提出了新的要求，應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視。

結(jié)束語(yǔ)：隨著地上空間的減少，人類把注意力越來(lái)越多地轉(zhuǎn)移到地下空間。此外， 由于我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)還不發(fā)達(dá)， 基礎(chǔ)設(shè)施還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人民生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求，所以在基本建設(shè)方面還有許多工作要做。