期刊在線(xiàn)咨詢(xún)服務(wù),立即咨詢(xún)
時(shí)間:2023-07-19 16:56:17
導(dǎo)言:作為寫(xiě)作愛(ài)好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇土木工程發(fā)展,它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
為了拓展發(fā)展空間,土木工程向更高、更深的方向發(fā)展,現(xiàn)在高樓比比皆是,目前最高建筑是被稱(chēng)為“臺(tái)北新地標(biāo)”的101大樓,于1998年1月動(dòng)工,樓高508米(含天線(xiàn)),主體工程于2003年10月完工。有世界最大且最重的“風(fēng)阻尼器”,還有兩臺(tái)世界最高速的電梯,從一樓到89樓,只要39秒的時(shí)間。日本提出摩天城方案是400米見(jiàn)方,地下60米深,地上1000米高的六邊形建筑,總建筑面積800萬(wàn)平方米,可居住3.5萬(wàn)人。
土木工程向更快的方向發(fā)展,便出現(xiàn)了高速鐵路、公路和隧道。磁懸浮列車(chē)的設(shè)計(jì)時(shí)速可達(dá)500Km/h,目前運(yùn)行中的山海磁懸浮列車(chē)工程西起軌道交通二號(hào)線(xiàn)龍陽(yáng)路站,東至浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng),它既是連接機(jī)場(chǎng)和市區(qū)的大運(yùn)量高速交通線(xiàn),也是一條觀(guān)光旅游線(xiàn),是新世紀(jì)上海交通建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目。路線(xiàn)正線(xiàn)長(zhǎng)30公里,設(shè)計(jì)時(shí)速為430公里/小時(shí),總投資約89億元人民幣。
3.大力發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用
目前狀況是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算、造價(jià)計(jì)算、管理等,發(fā)展智能建筑是推廣計(jì)算機(jī)在土木工程中應(yīng)用的一個(gè)方面。
4.土木工程的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)方式將發(fā)生重大變化
人工向機(jī)械化、工業(yè)化轉(zhuǎn)變;企業(yè)管理模式改變,由原來(lái)的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變,全面推廣“項(xiàng)目管理制”。
5.向沙漠和海洋進(jìn)軍
(1)向海洋拓寬
為了防止機(jī)場(chǎng)噪音對(duì)城市居民的影響,也為了節(jié)約使用陸地,日本關(guān)西國(guó)際機(jī)場(chǎng)建造在位于大阪府泉州沖海域的人工島上。2000年7月5日,日本一座長(zhǎng)lO00m的浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)已試飛成功。預(yù)計(jì)今后日本將會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多類(lèi)似的人造陸地??尚行匝芯勘砻魃虾?yīng)向海要地,近海建設(shè)人工島。建成后,即可得到深水泊位,且四周水域全可剎用。如海上機(jī)場(chǎng)、海上垃圾場(chǎng)、港口等都適合建在離城市不遠(yuǎn)的近海。
(2)向沙漠進(jìn)軍
全世界約有1/3陸地為沙漠。世界最大撒哈拉沙漠是石漠,由許多山峰被侵蝕而成,世界未來(lái)學(xué)會(huì)對(duì)下世紀(jì)初世界十大工程設(shè)想之一是將西亞和非洲的沙漠改造成綠洲。如果沙漠大面積綠化,將同時(shí)改造了沙漠氣候。改造沙漠首先必需有水,然后才能綠化和改造砂土。光靠興修水利引進(jìn)淡水還不夠,國(guó)際上正在研究開(kāi)發(fā)使用太陽(yáng)能淡化海水方案。
6.發(fā)展可持續(xù)性的土木工程
1 現(xiàn)代土木工程的特點(diǎn)
適應(yīng)各類(lèi)工程建設(shè)高速發(fā)展的要求,人們需要建造大規(guī)模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設(shè)備現(xiàn)代化的建筑物,既要求高質(zhì)量和快速施工,又要求高經(jīng)濟(jì)效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動(dòng)土木工程這門(mén)學(xué)科前進(jìn)。它的發(fā)展趨向具體地表現(xiàn)在下述幾個(gè)方面。
1.1建筑材料方面。高強(qiáng)輕質(zhì)的新材料不斷出現(xiàn)。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)已開(kāi)始應(yīng)用。但是這些材料有些彈性模量偏低,有些價(jià)格過(guò)高,應(yīng)用范圍受到限制,因而尚待作新的探索。另外,對(duì)提高鋼材和混凝土的強(qiáng)度和耐久性,雖已取得顯著成果,仍繼續(xù)進(jìn)展。
1.2工程地質(zhì)和地基方面。建設(shè)地區(qū)的工程地質(zhì)和地基的構(gòu)造及其在天然狀態(tài)下的應(yīng)力情況和力學(xué)性能,不僅直接決定基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工,還常常關(guān)系到工程設(shè)施的選址、結(jié)構(gòu)體系和建筑材料的選擇,對(duì)于地下工程影響就更大了。工程地質(zhì)和地基的勘察技術(shù),目前主要仍然是現(xiàn)場(chǎng)鉆探取樣,室內(nèi)分析試驗(yàn),這是有一定局限性的。為適應(yīng)現(xiàn)代化大型建筑的需要,急待利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)來(lái)創(chuàng)造新的勘察方法。
1.3工程規(guī)劃方面。以往的總體規(guī)劃常是憑借工程經(jīng)驗(yàn)提出若干方案,從中選優(yōu)。由于土木工程設(shè)施的規(guī)模日益擴(kuò)大,現(xiàn)在已有必要也有可能運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法以提高規(guī)劃水平。特大的土木工程,例如高大水壩,會(huì)引起自然環(huán)境的改變,影響生態(tài)平衡和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等,這類(lèi)工程的社會(huì)效果是有利也有弊。在規(guī)劃中,對(duì)于趨利避害要作全面的考慮。
1.4工程設(shè)計(jì)方面。人們努力使設(shè)計(jì)盡可能符合實(shí)際情況,達(dá)到適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀(guān)的目的。為此,已開(kāi)始采用概率統(tǒng)計(jì)來(lái)分析確定荷載值和材料強(qiáng)度值,研究自然界的風(fēng)力、地震波、海浪等作用在時(shí)間、空間上的分布與統(tǒng)計(jì)規(guī)律,積極發(fā)展反映材料非彈性、結(jié)構(gòu)大變形、結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)以及結(jié)構(gòu)與巖同作用的分析,進(jìn)一步研究和完善結(jié)構(gòu)可靠度極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等理論;同時(shí)發(fā)展運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)的高效能的計(jì)算和設(shè)計(jì)方法等。
1.5工程施工方面。隨著土木工程規(guī)模的擴(kuò)大和由此產(chǎn)生的施工工具、設(shè)備、機(jī)械向多品種、自動(dòng)化、大型化發(fā)展,施工日益走向機(jī)械化和自動(dòng)化。同時(shí)組織管理開(kāi)始應(yīng)用系統(tǒng)工程的理論和方法,日益走向科學(xué)化;有些工程設(shè)施的建設(shè)繼續(xù)趨向結(jié)構(gòu)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)工業(yè)化。這樣,不僅可以降低造價(jià)、縮短工期、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,而且可以解決特殊條件下的施工作業(yè)問(wèn)題,以建造過(guò)去難以施工的工程。
2 未來(lái)土木工程的發(fā)展
2.1指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展。在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái),土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué),新的分析方法和新的數(shù)值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。在對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)、流體介質(zhì)等情況下的受力分析和近似上,現(xiàn)有的方法仍然具有很大的局限性。更加專(zhuān)門(mén)化的數(shù)學(xué)在將來(lái)也應(yīng)該有很大的發(fā)展,用以處理土木工程技術(shù)中復(fù)雜的數(shù)值問(wèn)題。更先進(jìn)的電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,使得對(duì)復(fù)雜的情況的模擬更有把握,更接近于現(xiàn)實(shí)。力學(xué)也會(huì)突破宏觀(guān)框架,向微觀(guān)發(fā)展,控制論,虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。
另一方面,土木工程學(xué)科將向周?chē)^續(xù)發(fā)散,與材料,環(huán)境,化學(xué),電子信息,機(jī)械。
城市規(guī)劃,建筑等相關(guān)學(xué)科進(jìn)一步的交叉,融合,互相支持,互相服務(wù)。土木工程內(nèi)部的次級(jí)學(xué)科也同時(shí)會(huì)在現(xiàn)實(shí)需要的推動(dòng)下產(chǎn)生出新的學(xué)科,如對(duì)城市地下空間的大規(guī)模利用就使得新的地下規(guī)劃學(xué)科有了產(chǎn)生和發(fā)展的必要。不同次級(jí)學(xué)科的理論也會(huì)相互滲透,比如現(xiàn)在就有一些大型體育場(chǎng)館采用了類(lèi)似橋梁的懸索結(jié)構(gòu)。
2.2工程實(shí)現(xiàn)的變化。土木建筑的最終目的是建設(shè)出合乎設(shè)計(jì)要求的工程構(gòu)造物,從設(shè)計(jì)到成果中間需要一個(gè)很長(zhǎng)的工程實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。這也是土木工程一個(gè)重要的組成部分。甚至可以說(shuō)是土木工程最重要的方面,有了好的理論和設(shè)計(jì),沒(méi)有好的工程實(shí)踐,一樣不會(huì)產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)秀的作品。
信息時(shí)代正在迎面走來(lái),其他學(xué)科和其他方面的新觀(guān)點(diǎn)新技術(shù),必然的也會(huì)影響到土木工程。并且為這一傳統(tǒng)學(xué)科注入新的活力。包括控制理論,施工技術(shù),新材料,環(huán)境工程,經(jīng)濟(jì)理論等等。
2.2.1全過(guò)程信息化。信息化的特點(diǎn)將更深的滲透到未來(lái)的土木工程中,重點(diǎn)不僅僅限于CAD方面,也包含對(duì)工程進(jìn)度的管理、運(yùn)行中數(shù)據(jù)資料的收集,分析,整理;對(duì)建筑物結(jié)構(gòu),強(qiáng)度,可靠性的分析和相應(yīng)對(duì)策的決策等。這些也是主動(dòng)控制和智能化實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。
全過(guò)程信息化對(duì)今后的土木建筑構(gòu)造物的維護(hù)有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑全方位的實(shí)時(shí)的監(jiān)控,及時(shí)掌握整個(gè)建筑物的狀態(tài)。我國(guó)現(xiàn)在正是基本建設(shè)的,20~30年后,現(xiàn)在這些建筑物逐漸進(jìn)入維護(hù)期。如果能在現(xiàn)在建造過(guò)程中就做好各種信息化準(zhǔn)備工作,對(duì)今后維護(hù)也大有幫助。
信息化也成為專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)。程序的解題能力不僅取決于它所采用的形式化體系和推理模式,而且取決于它所擁有的知識(shí)。要使一個(gè)程序具有智能,必須向它提供大量有關(guān)問(wèn)題領(lǐng)域的高質(zhì)量的信息輸入。
2.2.2可持續(xù)發(fā)展和人性化。這兩個(gè)要求是與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)的,社會(huì)的發(fā)展要求更加充分合理的利用資源,社會(huì)生活水平的提高也提高了對(duì)土木建筑設(shè)施人性化的要求。
整個(gè)土木工程過(guò)程是建立在對(duì)資源和能源的不斷消耗上的,在可持續(xù)發(fā)展成為整個(gè)社會(huì)的主題的時(shí)候,土木工程也必然的要面對(duì)這個(gè)問(wèn)題。對(duì)資源和能源的節(jié)約,包括在建設(shè)中的和使用過(guò)程中的,成為土木工程以后的一個(gè)方向,這要求有良好的設(shè)計(jì)和有效的運(yùn)作管理機(jī)制,土木工程構(gòu)筑物在它的整個(gè)壽命周期,從規(guī)劃,設(shè)計(jì),建造到建成后的使用,維護(hù),拆除都要盡量的將對(duì)環(huán)境的影響降到最小,同時(shí)盡可能大發(fā)揮它的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。這對(duì)土木工程提出了新的要求。具體的要求包括,資源的保護(hù),資源再利用,污染控制和全方位的質(zhì)量。我國(guó)正在施工中的青藏鐵路較好的體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的特性,從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開(kāi)始就注意了對(duì)青藏高原脆弱生態(tài)環(huán)境的保護(hù),全路設(shè)計(jì)為封閉構(gòu)造,杜絕了固體廢棄物的污染,也嚴(yán)格的控制了噪音污染。施工過(guò)程中也相當(dāng)注重對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。
2.3主動(dòng)控制技術(shù)。迄今,絕大部分的土木工程建筑都是被當(dāng)作一個(gè)靜態(tài)的,被動(dòng)的物體。對(duì)周?chē)h(huán)境的影響,如風(fēng)動(dòng),溫度變化,突發(fā)事件等只能依靠自身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行被動(dòng)的抵御。顯得缺少靈活性和應(yīng)變能力。今后土木建筑設(shè)施的一個(gè)發(fā)展方向之一就是主動(dòng)控制技術(shù)在建筑構(gòu)造物中的應(yīng)用。運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和模糊控制技術(shù),以及一些預(yù)設(shè)的控制結(jié)構(gòu)。使得建筑物能夠?qū)Ω鞣N環(huán)境因素做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
土木工程當(dāng)今的發(fā)展是人類(lèi)智慧的成果,土木工程是為了人類(lèi)存在而存在.堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路,努力創(chuàng)新,土木工程定會(huì)走向新的高峰!
參考文獻(xiàn)
作為一個(gè)重要的基礎(chǔ)學(xué)科,土木工程有其重要的屬性:綜合性,社會(huì)性,實(shí)踐性,技術(shù)經(jīng)濟(jì)與藝術(shù)統(tǒng)一性。隨著人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步而發(fā)展,土木工程至今已經(jīng)演變成為大型綜合性的學(xué)科,并已經(jīng)出許多分支,如:建筑工程,鐵路工程,道路工程,橋梁工程,特種工程結(jié)構(gòu),給水排水工程,港口工程,水利工程,環(huán)境工程等學(xué)科。土木工程共有六個(gè)專(zhuān)業(yè):建筑學(xué),城市規(guī)劃,土木工程,建筑環(huán)境與設(shè)備工程,給水排水工程和道路橋梁工程。
通過(guò)一個(gè)學(xué)期土木工程概論課的學(xué)習(xí),我已經(jīng)深深地感受到土木工程涵蓋的廣泛,體味了前人取得的成就,也領(lǐng)悟了作為一名土木工程師的重大責(zé)任。當(dāng)然,我們不能沉浸于現(xiàn)已取得的輝煌成就,止步不前。我們還應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn),去挖掘,去發(fā)現(xiàn),去思考,去想象,去創(chuàng)新。在此,作為一名中國(guó)未來(lái)的土木工程師,我想結(jié)合土木工程的歷史,結(jié)合我國(guó)的國(guó)情和世界形勢(shì),談一談土木工程的可持續(xù)發(fā)展之路。
My knowledge about civil engineering has been broadened since I became a student of Tongji University.
Civil engineering is a form of human activity. Human beings pursued it to change the natural environment for their own benefit. Buildings, transportations, facilities, infrastructures are all included in civil engineering.
The development of civil engineering has a long history. Our seniors had left a lot of great constructions to us. For example, Zhao Zhou Bridge is the representative of our Chinese civil engineering masterpieces. It has a history of more than 1300 years and is still service at present.
Civil engineering has been so rapid development of the period. A lot of new bridges have been constructed, and many greater plans are under discussion. China is a large county. And she is still well developing. So this era will be both exciting and rewarding for the Chinese Civil Engineers. And of course, civil engineering’s future is promising.
However, civil engineers will be facing more complex problems. We should pay attention to the growing population and a lot of deteriorating infrastructures. We should prepare for the possibility of natural disasters. To meet grow needs in the future; we should also try to update all the transportation systems.
To deal with these problems, we will have to develop innovative and enterprising skills. And we should choose a way that we can go continuously. Hazard Mitigation may be a great choice. Not only can it save money in the long run, but also avoid getting into an embarrassing situation in which we have to rebuild all the broken buildings. And we should also use more environmentally friendly materials when designing or constructing new buildings.
Well, to be a brilliant civil engineer is not easy. Today, engineering is a synthetic system. It not only depends on traditional mechanics, but also closely related to advanced science. So Physics, Chemistry, Material Science, Computer Science and perhaps more are all in our civil engineering program.
To be a good civil engineer, we should have the ability to apply the knowledge, to design a system, a component, or a procedure of construction. We should also be able to conduct experiments and explain the results. Furthermore, an engineer never works alone, so we shall cooperate with working team, and try our best to communicate effectively.
I’m very glad to be a student in this wonderful field. And I will try my best to be a successful civil engineer, to make contributions to our motherland.
1.對(duì)土木工程的歷史、現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展的認(rèn)識(shí)
1.1.1古代土木工程
古代土木工程具有很長(zhǎng)的時(shí)間跨度,它大致從公元前5000年的新石器時(shí)代到17世紀(jì)中葉,前后約7000年。在房屋建筑、橋梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了輝煌的成就。一些文明古國(guó)的不少傳世杰作,至今巍然屹立。譬如我國(guó)的長(zhǎng)城,埃及的金字塔等。公元6世紀(jì)建成的趙州橋,是世界上最早的敞肩式拱橋,于1991年被美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)選為世界上地12個(gè)土木工程里程碑。
1.1.2近代土木工程
近代土木工程的時(shí)間跨度從17世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉,前后約300年時(shí)間。在此期間,建筑材料從以天然材料為主轉(zhuǎn)向以人造材料為主,建造理論也從主要以總結(jié)長(zhǎng)期建造經(jīng)驗(yàn)向重視科學(xué)兼顧經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)變。建造技術(shù)方面,一些性能優(yōu)異的大型機(jī)械伴隨著各種極為有效的施工方法的出現(xiàn),使得人們開(kāi)始能建造結(jié)構(gòu)復(fù)雜或所處環(huán)境惡劣的土木工程。期間建成的埃菲爾鐵塔、帝國(guó)大廈和金門(mén)懸索橋,至今仍不失為偉大的土木工程。
1.1.3現(xiàn)代土木工程
現(xiàn)代土木工程起始于20世紀(jì)中葉。發(fā)展至今,土木工程在建筑材料、結(jié)構(gòu)理論和建造技術(shù)方面都取得了極其巨大的進(jìn)步。
建筑材料方面,高強(qiáng)度混凝土、高強(qiáng)低合金鋼、高分子材料、鋼化玻璃越來(lái)越多地出現(xiàn)在建筑上。結(jié)構(gòu)理論方面,利用電子計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算和繪圖能力,力學(xué)分析和計(jì)算的結(jié)果更加符合結(jié)果的實(shí)際情況,使得在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上更為可靠。對(duì)于建筑技術(shù),已經(jīng)發(fā)展到機(jī)—電—計(jì)算機(jī)的一體化,施工過(guò)程中,不論是上天、入地還是翻山、下海,都已不是施工的障礙了;而焊接技術(shù)的普遍使用,也使得鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。
現(xiàn)代土木工程造就的舉世矚目的建筑有:我國(guó)臺(tái)北的國(guó)際金融中心,上海金茂大廈,馬來(lái)西亞吉隆坡的石油大廈雙塔樓,法國(guó)的諾曼底斜拉橋等。
1.2對(duì)土木工程的現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí)
現(xiàn)今的土木工程,正日益同它的使用功能或生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合。
公共和住宅建筑物要求的建筑、結(jié)構(gòu)、給水排水、采暖、通風(fēng)、供燃?xì)?、供電等現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備日益結(jié)合成為整體。
1. 引言
土木工程是建造各類(lèi)工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)。它既指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)維修等技術(shù)活動(dòng);也指工程建設(shè)的對(duì)象,即建造在地上或地下、陸上或水中,直接或間接為人類(lèi)生活、生產(chǎn)、軍事、科研服務(wù)的各種工程設(shè)施,例如房屋、道路、鐵路、運(yùn)輸管道、隧道、橋梁、運(yùn)河、堤壩、港口、電站、飛機(jī)場(chǎng)、海洋平臺(tái)、給水和排水以及防護(hù)工程等。
2. 土木工程發(fā)展
作為一個(gè)重要的基礎(chǔ)學(xué)科,土木工程有其重要的屬性:綜合性,社會(huì)性,實(shí)踐性,技術(shù)經(jīng)濟(jì)與藝術(shù)統(tǒng)一性。隨著人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步而發(fā)展,土木工程至今已經(jīng)演變成為大型綜合性的學(xué)科,并已經(jīng)出許多分支,如:建筑工程,鐵路工程,道路工程,橋梁工程,特種工程結(jié)構(gòu),給水排水工程,港口工程,水利工程,環(huán)境工程等學(xué)科。改革開(kāi)放后,中國(guó)土木工程領(lǐng)域取得了巨大的進(jìn)步與發(fā)展,不過(guò)在發(fā)展的過(guò)程中也暴露出一系列問(wèn)題,現(xiàn)分別就各自發(fā)展對(duì)其進(jìn)行闡述。
2.1高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展。
改革開(kāi)放以來(lái),中國(guó)高層建筑取得的舉足輕重的進(jìn)步。高層建筑越來(lái)越多,結(jié)構(gòu)形式越來(lái)越復(fù)雜,由單純的框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)以及框架-筒體結(jié)構(gòu)等體系向巨型結(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)等體系發(fā)展。20世紀(jì)80年初建成的上海色織四廠(chǎng)工程是國(guó)內(nèi)最早、最有影響的大跨多層預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)工程,為6層,雙跨,每跨20m的預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu),柱距7.2m,解決了“布機(jī)上樓”問(wèn)題,推動(dòng)了紡織廠(chǎng)房向多層方向的發(fā)展?!∏皫啄?,中國(guó)建成了不少大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土馬鞍形殼板屋蓋單層建筑,跨度最大的達(dá)30m,并編制有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖。因?yàn)樗且环N預(yù)制的薄壁空間結(jié)構(gòu),又是直線(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋,所以,理論上是很經(jīng)濟(jì)的。中國(guó)很大部分空間建筑采用了多種形式的鋼結(jié)構(gòu),尤其以網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)最多。如,首都體育館、上海體育館都是大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu);而天津體育館采用了雙層球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),直徑達(dá)135m。最近幾年,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)外交流的需要,各地紛紛建造展覽中心等大型大跨建筑。從而,巨型空間曲線(xiàn)形鋼(桁架、拱)屋蓋得到了應(yīng)用和發(fā)展。
2.2公路隧道工程發(fā)展。
我國(guó)最早的交通隧道始于公元66年建成的陜西古褒斜道上的石門(mén)隧道。建國(guó)后,上20世紀(jì)50年代,我國(guó)僅有公路隧道30多座,總長(zhǎng)2.5公里。60至70年代,我國(guó)在干線(xiàn)公路開(kāi)始修建一些百米以上的隧道,但標(biāo)準(zhǔn)很低。80年代后期,我國(guó)才真正開(kāi)始興建高速公路和高速公路隧道。90年代開(kāi)通的成渝高速公路的中梁山隧道、縉云山隧道,把我國(guó)公路隧道單洞長(zhǎng)度提高到 3 000 m 以上,并在處理通風(fēng)、塌方、瓦斯、地下水和營(yíng)運(yùn)管理與交通監(jiān)控技術(shù)等方面取得了突破性進(jìn)展,為我國(guó)今后修建山嶺長(zhǎng)大公路隧道積累了一些寶貴經(jīng)驗(yàn);90 代末,通車(chē)的四川省川藏公路上二郎山隧道(長(zhǎng) 4160m)、四川廣安地區(qū)華鎣山公路隧道(長(zhǎng) 4634Km)、云南楚大高速公路的九頂山隧道(長(zhǎng)3204m)開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)山嶺長(zhǎng)大隧道的建設(shè)史;廣州珠江沙面水下公路隧道建成通車(chē)和上海穿越黃浦江江底隧道(長(zhǎng)度超過(guò) 3000 m)標(biāo)志著我國(guó)水下沉埋隧道修建技術(shù)達(dá)到了新的水平;重慶鐵山坪路隧道雙線(xiàn)(全長(zhǎng) 5 424 m )、北京至八達(dá)嶺高速公路的譚峪溝隧道、 重慶市川黔公路的真武山隧道;遼寧沈大高速公路韓家?guī)X隧道?。▉喼拮顚挼乃能?chē)道公路隧道)等 ,應(yīng)當(dāng)說(shuō),目前我國(guó)公路隧道的施工技術(shù)水平已接近國(guó)際先進(jìn)水平,部分已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
2.3巖土工程領(lǐng)域。
我國(guó)地域遼闊、巖土類(lèi)別多、分布廣。以土為例,軟粘土、黃土、膨脹土、鹽漬土、紅粘土、有機(jī)質(zhì)土等都有較大范圍的分布。如我國(guó)軟粘土廣泛分布在天津、連云港、上海、杭州、寧波、溫州、福州、湛江、廣州、深圳、南京、武漢、昆明等地。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上海粘土、湛江粘土和昆明粘土的工程性質(zhì)存在較大差異。以往人們對(duì)巖土材料的共性、或者對(duì)某類(lèi)土的共性比較重視,而對(duì)其個(gè)性深入系統(tǒng)的研究較少。巖土工程領(lǐng)域研究以地方為準(zhǔn),各地區(qū)土類(lèi)別不同,研究方法各異。而在傳統(tǒng)的研究方面,如土體本構(gòu)模型等方面也取得了一定發(fā)展。
3. 土木工程展望
隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,中國(guó)將面臨一個(gè)更大規(guī)模的建設(shè)??梢哉f(shuō),我們正面臨著一個(gè)伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛躍的土木工程大發(fā)展的大好時(shí)期。而且這樣一個(gè)優(yōu)良的發(fā)展環(huán)境已經(jīng)受到并將繼續(xù)受到西方國(guó)家的急切關(guān)注。作為跨世紀(jì)的一代,這一大好形勢(shì)為我們提供了空前難得的施展才干、向國(guó)際水平?jīng)_擊的良好機(jī)遇。同時(shí),我們也深深感到,這是一個(gè)“機(jī)遇”與“挑戰(zhàn)”并存、“合作”與“競(jìng)爭(zhēng)”交織、“創(chuàng)新”與“循舊”相爭(zhēng)的時(shí)代,如何把握世紀(jì)之交時(shí)土木工程學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì),開(kāi)創(chuàng)具有中國(guó)特色、具有國(guó)際一流水平的土木工程學(xué)科的新紀(jì)元,是對(duì)我們跨世紀(jì)一代人的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
4. 結(jié)論
本文在簡(jiǎn)單回顧土木工程發(fā)展的基礎(chǔ)了,分別對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)、公路隧道及巖土工程領(lǐng)域發(fā)展進(jìn)行了闡述,并就土木工程發(fā)展進(jìn)行了展望。
參考文獻(xiàn)
【Abstract】Adapt to the rapid development of various types of construction requirements, people need to build large-scale, large span, tall, light, large, sophisticated equipment, modern buildings, both with high quality and quick construction, but also for high economic efficiency. This raised new issues to the civil engineering and promote the civil engineering discipline forward.
【Key words】Civil engineering; project construction; building; Development
【中圖分類(lèi)號(hào)】TU998.52 【文章標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1326-3587(2011)06-0120-01
一、現(xiàn)代土木工程的特點(diǎn)
適應(yīng)各類(lèi)工程建設(shè)高速發(fā)展的要求,人們需要建造大規(guī)模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設(shè)備現(xiàn)代化的建筑物,既要求高質(zhì)量和快速施工,又要求高經(jīng)濟(jì)效益。這就向土木工程提出新的課題,并推動(dòng)土木工程這門(mén)學(xué)科前進(jìn)。它的發(fā)展趨向具體地表現(xiàn)在下述幾個(gè)方面。
1、建筑材料方面。高強(qiáng)輕質(zhì)的新材料不斷出現(xiàn)。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)已開(kāi)始應(yīng)用。
2、工程地質(zhì)和地基方面。建設(shè)地區(qū)的工程地質(zhì)和地基的構(gòu)造及其在天然狀態(tài)下的應(yīng)力情況和力學(xué)性能,不僅直接決定基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工,還常常關(guān)系到工程設(shè)施的選址、結(jié)構(gòu)體系和建筑材料的選擇,對(duì)于地下工程影響就更大了。
3、工程規(guī)劃方面。以往的總體規(guī)劃常是憑借工程經(jīng)驗(yàn)提出若干方案,從中選優(yōu)。
4、工程設(shè)計(jì)方面。人們努力使設(shè)計(jì)盡可能符合實(shí)際情況,達(dá)到適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀(guān)的目的。
5、工程施工方面。隨著土木工程規(guī)模的擴(kuò)大和由此產(chǎn)生的施工工具、設(shè)備、機(jī)械向多品種、自動(dòng)化、大型化發(fā)展,施工日益走向機(jī)械化和自動(dòng)化。同時(shí)組織管理開(kāi)始應(yīng)用系統(tǒng)工程的理論和方法,日益走向科學(xué)化;有些工程設(shè)施的建設(shè)繼續(xù)趨向結(jié)構(gòu)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)工業(yè)化。
二、未來(lái)土木工程的發(fā)展
1、指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展。在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái),土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué),新的分析方法和新的數(shù)值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。力學(xué)也會(huì)突破宏觀(guān)框架,向微觀(guān)發(fā)展,控制論,虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。
城市規(guī)劃,建筑等相關(guān)學(xué)科進(jìn)一步的交叉,融合,互相支持,互相服務(wù)。土木工程內(nèi)部的次級(jí)學(xué)科也同時(shí)會(huì)在現(xiàn)實(shí)需要的推動(dòng)下產(chǎn)生出新的學(xué)科,如對(duì)城市地下空間的大規(guī)模利用就使得新的地下規(guī)劃學(xué)科有了產(chǎn)生和發(fā)展的必要。不同次級(jí)學(xué)科的理論也會(huì)相互滲透,比如現(xiàn)在就有一些大型體育場(chǎng)館采用了類(lèi)似橋梁的懸索結(jié)構(gòu)。
2、工程實(shí)現(xiàn)的變化。土木建筑的最終目的是建設(shè)出合乎設(shè)計(jì)要求的工程構(gòu)造物,從設(shè)計(jì)到成果中間需要一個(gè)很長(zhǎng)的工程實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。這也是土木工程一個(gè)重要的組成部分。
信息時(shí)代正在迎面走來(lái),其他學(xué)科和其他方面的新觀(guān)點(diǎn)新技術(shù),必然的也會(huì)影響到土木工程。并且為這一傳統(tǒng)學(xué)科注入新的活力。包括控制理論,施工技術(shù),新材料,環(huán)境工程,經(jīng)濟(jì)理論等等。
a、全過(guò)程信息化。信息化的特點(diǎn)將更深的滲透到未來(lái)的土木工程中,重點(diǎn)不僅僅限于CAD方面,也包含對(duì)工程進(jìn)度的管理、運(yùn)行中數(shù)據(jù)資料的收集,分析,整理;對(duì)建筑物結(jié)構(gòu),強(qiáng)度,可靠性的分析和相應(yīng)對(duì)策的決策等。
全過(guò)程信息化對(duì)今后的土木建筑構(gòu)造物的維護(hù)有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑全方位的實(shí)時(shí)的監(jiān)控,及時(shí)掌握整個(gè)建筑物的狀態(tài)。我國(guó)現(xiàn)在正是基本建設(shè)的,20~30年后,現(xiàn)在這些建筑物逐漸進(jìn)入維護(hù)期。如果能在現(xiàn)在建造過(guò)程中就做好各種信息化準(zhǔn)備工作,對(duì)今后維護(hù)也大有幫助。
信息化也成為專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)。程序的解題能力不僅取決于它所采用的形式化體系和推理模式,而且取決于它所擁有的知識(shí)。要使一個(gè)程序具有智能,必須向它提供大量有關(guān)問(wèn)題領(lǐng)域的高質(zhì)量的信息輸入。
b、可持續(xù)發(fā)展和人性化。這兩個(gè)要求是與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)的,社會(huì)的發(fā)展要求更加充分合理的利用資源,社會(huì)生活水平的提高也提高了對(duì)土木建筑設(shè)施人性化的要求。
中圖分類(lèi)號(hào):E271文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
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,如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路、橋梁工程、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,但展望未來(lái),土木工程領(lǐng)域中仍然有許多課題需要我們進(jìn)一步去探索。
二、當(dāng)今我國(guó)土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀
1、在高層建筑方面
眾所周知,我國(guó)一個(gè)很大的特點(diǎn)就是人口是世界上最多的,這也就意味著我國(guó)要在有限的國(guó)土面積上滿(mǎn)足更多的人的生存需求。這就是當(dāng)今城市化進(jìn)程中面臨的棘手的問(wèn)題。這種矛盾的存在可以說(shuō)是影響我國(guó)社會(huì)和諧甚至影響國(guó)際形象的重要因素。解決這樣的問(wèn)題,唯一可行的辦法就是增加高層建筑的建設(shè)。城市用地的緊缺也大大促進(jìn)了高層建筑的建設(shè),可以說(shuō),高層建筑是我國(guó)未來(lái)發(fā)展所需的必要的改造方向,是解決日益增長(zhǎng)的人口與有限的土地資源矛盾的必然選擇。高層建筑利用其較少的占地,更多的人口容量成為未來(lái)城市發(fā)展的首選,當(dāng)然,高層建筑的建立也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的一種展示。人們很容易將發(fā)達(dá)的城市與高樓林立的景象聯(lián)系起來(lái),這也是需要十分巨大的資金支持的。
與此同時(shí),盡管高層建筑有這么多的優(yōu)勢(shì),但是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的今天仍然不能夠作為普及城市化的標(biāo)準(zhǔn)改造模式。高層建筑要講究實(shí)事求是的原則,與當(dāng)?shù)厝丝谝约碍h(huán)境容納量相互補(bǔ)充,辯證的分析當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?yīng)具備的最適合的建造模式。在當(dāng)前情況下,我國(guó)高層建筑在稍微大些的城市己經(jīng)不是鮮見(jiàn)之物,根據(jù)相關(guān)資料的調(diào)查顯示,我國(guó)大陸目前高層建筑的數(shù)量己經(jīng)超過(guò)20000幢,而超過(guò)100m的高層也己經(jīng)超過(guò)1000幢。這樣足以說(shuō)明土木工程對(duì)于我國(guó)社會(huì)建設(shè)的重要性,為緩解土地緊缺,滿(mǎn)足人們的生存需要做出了重大的貢獻(xiàn)。土木工程是人類(lèi)社會(huì)強(qiáng)大的建造力,是人類(lèi)文明的鮮明表現(xiàn),保障了我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的平穩(wěn)發(fā)展。
2、在公路建設(shè)方面
公路建設(shè)是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的必要手段,它是當(dāng)今物資等運(yùn)輸?shù)妮d體,沒(méi)有公路建設(shè),國(guó)家就會(huì)陷入癱瘓的狀態(tài)??梢哉f(shuō)公路是國(guó)家的血管,是生存發(fā)展的必要通路。同樣的,國(guó)家的繁榮昌盛離不開(kāi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,而經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)交通的輔助。有句老話(huà),要致富先修路,可見(jiàn)交通設(shè)施的完善對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是不可或缺的。我國(guó)是產(chǎn)業(yè)多樣化的大國(guó),工業(yè)農(nóng)業(yè)以及其他的各行各業(yè)的生存發(fā)展與公路都有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。公路時(shí)分擔(dān)地區(qū)資源的重要途徑,地區(qū)承載量及其分配也因?yàn)樗耐ò诉_(dá)的公路顯得更加有意義。
公路的運(yùn)輸功能為國(guó)家各個(gè)行業(yè)的商品流通提供了途徑,優(yōu)化各地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),同時(shí)也可以帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。盡管大多數(shù)地區(qū)的交通在改革開(kāi)放的今天都己經(jīng)不是制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要問(wèn)題,但是,其相對(duì)偏遠(yuǎn)的地區(qū)或者擁有復(fù)雜地形的地區(qū),交通依舊是經(jīng)濟(jì)提升的不可逾越的絆腳石。道路建設(shè)離不開(kāi)經(jīng)濟(jì)的支持,而經(jīng)濟(jì)的發(fā)展又離不開(kāi)道路的輔助,這樣的關(guān)系使得這個(gè)問(wèn)題并不容易解決。因此,這種不協(xié)調(diào)性的存在使得我國(guó)和諧環(huán)境下存在不和諧的因素,這樣是不利于我國(guó)建設(shè)社會(huì)主義和諧社會(huì)的。近年來(lái),經(jīng)濟(jì)的繼續(xù)發(fā)展,以及和諧社會(huì)的進(jìn)一步落實(shí),勢(shì)必會(huì)將重視偏遠(yuǎn)地區(qū)的戰(zhàn)略布局,大力發(fā)展交通運(yùn)輸事業(yè),為經(jīng)濟(jì)發(fā)展開(kāi)辟更多的潛力,使交通經(jīng)濟(jì)和協(xié)調(diào)發(fā)展,創(chuàng)造更加美好的未來(lái),為社會(huì)主義事業(yè)繼續(xù)努力。
三、現(xiàn)代土木工程技術(shù)的特點(diǎn)
1、綠色土木建筑。在土木工程中充分利用綠色土木技術(shù),可以通過(guò)利用自然資源、環(huán)境資源,盡量降低或避免土木對(duì)環(huán)境造成危害,維護(hù)生態(tài)平衡。發(fā)展綠色土木可以盡量降低土木對(duì)資源的消耗,有效節(jié)約能源與資源,避免土木物對(duì)環(huán)境造成污染,促進(jìn)土木行業(yè)的健康發(fā)展。目前,環(huán)境保護(hù)問(wèn)題已引起人們的高度關(guān)注,促進(jìn)土木物與自然的和諧發(fā)展也成為土木工程的重要發(fā)展方向,在土木工程中引用和推廣綠色土木技術(shù)可以為人們營(yíng)造一個(gè)更自然、環(huán)保、健康的土木空間,提高土木工程技術(shù)的生態(tài)效益。
2、生態(tài)土木建筑。生態(tài)土木技術(shù)也是一種新興的土木工程技術(shù),在土木工程項(xiàng)目中,生態(tài)技術(shù)可以在土木工程中充分利用現(xiàn)代高新科技,運(yùn)用土木物理、土木設(shè)計(jì)、材料科學(xué)、氣候?qū)W等一系列學(xué)科知識(shí)為土木工程服務(wù),增加土木工程的科技含量,使工程建設(shè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益得到同步提升。生態(tài)土木可以有效降低土木物的能源和資源消耗,避免對(duì)環(huán)境造成污染,在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上,為人們提供一個(gè)節(jié)能、舒適、健康的室內(nèi)環(huán)境。
3、智能土木建筑。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,很多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)已運(yùn)用于土木工程技術(shù)中來(lái),智能土木可以通過(guò)利用信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)技術(shù),增加土木物中的安全防盜、電力系統(tǒng)、通訊設(shè)備等系統(tǒng)的科技含量,提高土木工程的自動(dòng)化水平,使土木工程不斷與科學(xué)技術(shù)結(jié)合,共同為人們打造一個(gè)更舒適、高效、便捷的土木環(huán)境,使土木物的管理逐步朝著智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。
四、土木工程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
1、精細(xì)化的發(fā)展趨勢(shì)。隨著現(xiàn)代土木工程技術(shù)水平的逐步提高,土木工程技術(shù)也在朝著精細(xì)化的方向發(fā)展,對(duì)施工技術(shù)、設(shè)備安裝技術(shù)的要求也越來(lái)越高。例如,對(duì)于土木工程的鋼結(jié)構(gòu)焊接與安裝技術(shù)來(lái)說(shuō),精細(xì)化程度在不斷提高,新的焊接技術(shù)如焊接水平控制、材料控制、射線(xiàn)檢測(cè)焊縫等技術(shù)的發(fā)展水平越來(lái)越高,逐步形成了多功能的焊接管理技術(shù),如WMS技術(shù)等。在鋼結(jié)構(gòu)的安裝方面,工程質(zhì)量的監(jiān)控技術(shù)水平也在逐步提高,發(fā)展成為新型的工程質(zhì)量監(jiān)控吊裝技術(shù),并在鳥(niǎo)巢等大型工程建設(shè)項(xiàng)目中得到了應(yīng)用,提高了土木工程技術(shù)的精細(xì)化水平,發(fā)展了計(jì)算機(jī)控制的多吊點(diǎn)分散載荷吊裝技術(shù)等監(jiān)控吊裝技術(shù),使質(zhì)量控制的精度與準(zhǔn)度得到了很大的提升。
2、數(shù)字化和信息化的發(fā)展趨勢(shì)。隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)技術(shù)也在土木安裝等工程中得到了廣泛的使用,通過(guò)計(jì)算機(jī)可以對(duì)土木安裝過(guò)程進(jìn)行模擬和監(jiān)控,利用計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)土木安裝過(guò)程中存在的問(wèn)題,發(fā)揮實(shí)時(shí)校對(duì)、實(shí)時(shí)監(jiān)督、實(shí)時(shí)控制的作用,保證土木安裝工程的質(zhì)量達(dá)標(biāo)??傊?,數(shù)字化和信息化在土木安裝工程中的應(yīng)用,可以利用動(dòng)態(tài)模擬的方式對(duì)安裝過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控,使土木工程技術(shù)朝著信息化和數(shù)字化的方向發(fā)展,提高土木工程監(jiān)督和管理的水平與效率。
3、集成化的發(fā)展趨勢(shì)。集成化的土木工程技術(shù)可以將土木施工技術(shù)、土木安裝技術(shù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效銜接,將多種工程技術(shù)相結(jié)合,發(fā)揮土木工程技術(shù)的綜合效益,提高土木工程技術(shù)的水平,以滿(mǎn)足未來(lái)土木業(yè)的發(fā)展要求。
結(jié)束語(yǔ):
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(mǎn)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。并且在土木工程的各項(xiàng)專(zhuān)業(yè)活動(dòng)中,都應(yīng)考慮可持續(xù)發(fā)展。這些專(zhuān)業(yè)活動(dòng)包括:建筑物、公路、鐵路、橋梁、機(jī)場(chǎng)等工程的建設(shè),海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等。
中圖分類(lèi)號(hào):S969.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
引言
土木工程是指房屋、公路、鐵路、橋梁、水工、港工、地下等工程的總稱(chēng)。土木工程對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活的影響非常明顯和重要。土木工程密切關(guān)系到人類(lèi)賴(lài)以生存和繁衍的四大基本要素:衣、食、住、行,為人類(lèi)提供住宅、賓館、公寓、衣料生產(chǎn)貯藏基地、食品冷庫(kù)、公路、機(jī)場(chǎng)、鐵路、港口、碼頭、廠(chǎng)房、實(shí)驗(yàn)室等現(xiàn)代人類(lèi)生活和發(fā)展的必要場(chǎng)所空間。
1、土木工程的特點(diǎn)
1.1工程規(guī)劃方面
以往的總體規(guī)劃常是憑借工程經(jīng)驗(yàn)提出若干方案,從中選優(yōu)。由于土木工程設(shè)施的規(guī)模日益擴(kuò)大,現(xiàn)在已有必要也有可能運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法以提高規(guī)劃水平。特大的土木工程,例如高大水壩,會(huì)引起自然環(huán)境的改變,影響生態(tài)平衡和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等,這類(lèi)工程的社會(huì)效果是有利也有弊。在規(guī)劃中,對(duì)于趨利避害要作全面的考慮。
1.2工程設(shè)計(jì)方面
人們努力使設(shè)計(jì)盡可能符合實(shí)際情況,達(dá)到適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀(guān)的目的。為此,已開(kāi)始采用概率統(tǒng)計(jì)來(lái)分析確定荷載值和材料強(qiáng)度值,研究自然界的風(fēng)力、地震波、海浪等作用在時(shí)間、空間上的分布與統(tǒng)計(jì)規(guī)律,積極發(fā)展反映材料非彈性、結(jié)構(gòu)大變形、結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)以及結(jié)構(gòu)與巖同作用的分析,進(jìn)一步研究和完善結(jié)構(gòu)可靠度極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等理論;同時(shí)發(fā)展運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)的高效能的計(jì)算和設(shè)計(jì)方法等。
1.3工程施工方面
隨著土木工程規(guī)模的擴(kuò)大和由此產(chǎn)生的施工工具、設(shè)備、機(jī)械向多品種、自動(dòng)化、大型化發(fā)展,施工日益走向機(jī)械化和自動(dòng)化。同時(shí)組織管理開(kāi)始應(yīng)用系統(tǒng)工程的理論和方法,日益走向科學(xué)化;有些工程設(shè)施的建設(shè)繼續(xù)趨向結(jié)構(gòu)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)工業(yè)化。這樣,不僅可以降低造價(jià)、縮短工期、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,而且可以解決特殊條件下的施工作業(yè)問(wèn)題,以建造過(guò)去難以施工的工程。
1.4建筑材料方面
高強(qiáng)輕質(zhì)的新材料不斷出現(xiàn)。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)已開(kāi)始應(yīng)用。但是這些材料有些彈性模量偏低,有些價(jià)格過(guò)高,應(yīng)用范圍受到限制,因而尚待作新的探索。另外,對(duì)提高鋼材和混凝土的強(qiáng)度和耐久性,雖已取得顯著成果,仍繼續(xù)進(jìn)展。
2、土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(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。
截止2000年底,我國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)路程已達(dá)6.78萬(wàn)公里,居世界第4位,亞洲之首。鐵路朝著城市輕軌和地鐵兩方而發(fā)展。同時(shí),我國(guó)也在積極建造高速鐵路,武漢至廣州的高速鐵路運(yùn)營(yíng)時(shí)間僅需4小時(shí)。此外,磁懸浮列車(chē)也在發(fā)展。橋梁工程也取得了驚人的成就,伴隨著橋梁類(lèi)型的不斷翻新,主跨跨度一再突破。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,己跨入世界水平先進(jìn)行列。目前,我國(guó)己建成千米以上大橋3座、800m以上大橋8座、600m以上大橋15座、400m以上大橋40座,重慶萬(wàn)縣單孔跨度達(dá)420m的鋼筋混凝上拱橋更引起世界同行的莫大興趣。在水利建設(shè)方面,50年間全國(guó)興建大中小水庫(kù)8.6萬(wàn)座,水庫(kù)總蓄水量4580億立方米。建設(shè)和整修大江大河堤防25萬(wàn)公里,目前防洪工程發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)7000多億元。在大壩建設(shè)方面,我國(guó)先后建成了青海龍羊峽大壩、貴州鳥(niǎo)江渡大壩、四川二灘大壩等水利工程。
3、土木工程的發(fā)展趨勢(shì)
3.1向高空延伸
現(xiàn)在人工建筑物最高的為646m的波蘭Gabin227kHz長(zhǎng)波臺(tái)鋼塔,由15根鋼纖繩錨拉。日本擬在東京建造800.7m高的千年塔,它在距海約1.25英里的大海中,將工作、休閑、娛樂(lè)、商業(yè)、購(gòu)物等融于一體的抗震豎向城市中,居民可達(dá)5萬(wàn)人。中國(guó)擬在上海附近的1.6公里寬,200m深的人工島上建造一棟高1250m的仿生大廈,居民可達(dá)10萬(wàn)。印度也提出將投資50億建造超級(jí)摩天大樓,其地上共202層,高達(dá)710m。
3.2向地下發(fā)展
1991年在東京召開(kāi)的城市地下空間國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議通過(guò)了《東方宣言》,提出了"21世紀(jì)是人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用地下空間的世紀(jì)"。建造地下建筑將有效改善城市擁擠、節(jié)能和減少噪聲污染等優(yōu)點(diǎn)。日本于20世紀(jì)50年代末至70年代大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用淺層地下空間,到80年代末已開(kāi)始研究50~100m深層地下空間的開(kāi)發(fā)利用問(wèn)題。日本1993年開(kāi)建的東京新豐州地下變電所,將深達(dá)地下70m。目前世界上共修建水電站地下廠(chǎng)房約350座,最大的為加拿大的格朗德高級(jí)水電站。我國(guó)城市地下空間的開(kāi)發(fā)尚處于初級(jí)階段,目前已有北京、上海、廣州等六個(gè)城市建有地鐵,已開(kāi)通的總長(zhǎng)度達(dá)215公里;設(shè)有140個(gè)地鐵站,北京地鐵長(zhǎng)度已達(dá)41.6公里。
3.3向海洋拓寬
為了防止機(jī)場(chǎng)噪聲對(duì)城市居民的影響,也為了節(jié)約使用陸地,2000年8月4日,日本大阪利用18億立方圍海建造的1000m長(zhǎng)的關(guān)西國(guó)際機(jī)場(chǎng)試飛成功。阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)首都迪拜的七星大酒店也建在海上,洪都拉斯將建海上城市型游船,該船將長(zhǎng)804.5m,寬228.6m,有28層樓高,船上設(shè)有小型噴氣式飛機(jī)的跑道、醫(yī)院、旅館、超市、飯店、理發(fā)店和娛樂(lè)場(chǎng)等。近些年來(lái),我國(guó)在這方面也已取得可喜的成績(jī),如上海南匯灘圍墾成功和崇明東灘圍墾成功,最近又在建設(shè)黃浦江外灘的拓岸工程。圍墾、拓岸工程和建造人工島有異曲同工之處,為將來(lái)像上海這樣大的近海城市建造人工島積累了科技經(jīng)驗(yàn)和準(zhǔn)備力量。
3.4向沙漠進(jìn)軍
全世界約有1/3陸地為沙漠,每年約有600萬(wàn)公頃的耕地被侵蝕,這將影響上億人口的生活。世界未來(lái)學(xué)會(huì)對(duì)下世紀(jì)初世界十大工程設(shè)想之一是將西亞和非洲的沙漠改造成綠洲。改造沙漠首先必須有水,然后才能綠化和改造沙土。現(xiàn)在利比亞沙漠地區(qū)已建成一條大型的輸水管道,并在班加西建成了一座直徑1公里、深16公里的蓄水池用以沙漠灌溉。在缺乏地下水的沙漠地區(qū),國(guó)際上正在研究開(kāi)發(fā)使用沙漠地區(qū)太陽(yáng)能淡化海水的可行方案,該方案一旦實(shí)施,將會(huì)啟動(dòng)近海沙漠地區(qū)大規(guī)模的建設(shè)工程。我國(guó)沙漠輸水工程試驗(yàn)成功,自行修建的第一條長(zhǎng)途沙漠輸水工程已全線(xiàn)建成試水,順利地引黃河水入沙漠。我國(guó)首條沙漠高速公路——榆靖高速公路已全線(xiàn)動(dòng)工,其全長(zhǎng)116公里。
3.5向太空邁進(jìn)
由于近代天文學(xué)宇航事業(yè)的飛速發(fā)展和人類(lèi)登月的成功實(shí)現(xiàn),人們發(fā)現(xiàn)月球上擁有大量的鈦鐵礦,在800℃高溫下,鈦鐵礦與氫化物便合成鐵、鈦、氧和水氣,由此可以制造出人類(lèi)生存必需的氧和水。美國(guó)政府已決定在月球上建造月球基地,并通過(guò)這個(gè)基地進(jìn)行登陸火星的行動(dòng)。美籍華裔林銅柱博士1985年發(fā)現(xiàn)建造混凝土所需的材料月球上都有,因此可以在月球上制作鋼筋混凝土配件裝配空間站。預(yù)計(jì)21世紀(jì)50年代以后,空間工業(yè)化、空間商業(yè)化、空間旅游、外層空間人類(lèi)化等可能會(huì)得到較大的發(fā)展。
4、結(jié)束語(yǔ)
本文暫時(shí)只提及了土木工程的現(xiàn)狀及發(fā)展,對(duì)于土木工程的具體細(xì)節(jié)應(yīng)包括使用功能的發(fā)展、結(jié)構(gòu)性能的發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展等一系列內(nèi)容。未來(lái)的土木工程可能不僅可以抗震、抗風(fēng),甚至可以抗暴、抗海嘯、防火、防撞、防輻射等??萍嫉倪M(jìn)步,經(jīng)濟(jì)的繁榮將帶給土木工程發(fā)展的春天。
參考文獻(xiàn):
[1]楊家福。中國(guó)土木工程指南[M]。1993:1-4。
1土木工程的現(xiàn)狀
隨著全球科學(xué)技術(shù)以及生產(chǎn)力的提高,土木工程也有了一定的發(fā)展。建筑活動(dòng)在世界上也有著很長(zhǎng)遠(yuǎn)的歷史。各個(gè)國(guó)家都有著大量的建筑遺跡。這些建筑都充分體現(xiàn)出了人類(lèi)的智慧。從20世紀(jì)50年代之后,我國(guó)的土木工程有著快速的發(fā)展。在近些年來(lái),土木工程的發(fā)展速度更是常人所無(wú)法想象的。大量建筑的拔地而起完善了土木工程領(lǐng)域。而一些土木工程新型材料的應(yīng)用更是提高了人們的生活質(zhì)量,使人們的生活水平上升了一個(gè)層。在改革開(kāi)放之后,我國(guó)新的發(fā)展趨勢(shì)促進(jìn)了土木工程建設(shè)的快速發(fā)展。
2土木工程的發(fā)展趨勢(shì)
科技的發(fā)展促進(jìn)了土木工程的重大改革,也為土木工程的發(fā)展提供一定的技術(shù)和物質(zhì),從而使土木工程具有著一定的科學(xué)性和系統(tǒng)化。在今后的發(fā)展中,土木工程將具有著以下幾個(gè)特點(diǎn)。(1)智能化。智能化材料主要指的是材料本身能夠自行進(jìn)行調(diào)節(jié)、清潔以及修復(fù),從而能夠具有著自我監(jiān)控的作用,還可以反復(fù)被應(yīng)用。而土木工程材料智能化的發(fā)展可以使土木工程降低一定的成本。(2)高性能化。高性能化表明土木工程材料具有著較高的耐久性、保溫性、抗震性以及防水性等。因此,土木工程的高性能化可以使建筑物更加的安全和實(shí)用。同時(shí),這種高性能還能夠延長(zhǎng)建筑物的壽命。例如:目前建筑物中所應(yīng)用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)重量非常的大。這在很大程度上限制了建筑物的高度。因此,人們可以通過(guò)減輕此阿里的重量來(lái)提高建筑物的經(jīng)濟(jì)效益。在今后的發(fā)展中,人們可以通過(guò)發(fā)展加氣混凝土、空心磚等新型建筑材料來(lái)促進(jìn)土木工程的進(jìn)一步發(fā)展。(3)復(fù)合化和多功能化。建筑人員可以應(yīng)用一些復(fù)合技術(shù)來(lái)生產(chǎn)具有高性能的材料,從而使土木工程材料具有著復(fù)合化和多功能化。(4)生產(chǎn)工業(yè)化。工業(yè)化生產(chǎn)主要指的是在建筑中應(yīng)用一些具有先進(jìn)性的工業(yè)化生產(chǎn)激活素來(lái)保證土木工程的規(guī)范性和系列化,從而使建筑物能夠達(dá)到民眾的要求。(5)綠色化和節(jié)能化。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí),建筑材料的節(jié)能能力也在不斷提高。建筑的防水保溫能力也得到很大的改善。目前,人們對(duì)于建筑材料不僅僅只是數(shù)量上的要求,還有對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量以及更新?lián)Q代速度的要求。隨著人們對(duì)于建筑材料需求的提高,人們一方面要求材料具有著較高的性能,另一方面也要求材料要有著一定的綠色化和節(jié)能化。目前,能夠應(yīng)用的自然資源非常的匱乏。這主要是因?yàn)橐酝慕ㄖ牧洗蠖紒?lái)自于自然資源。因此,人們需要通過(guò)一定的措施來(lái)促進(jìn)建筑材料的可持續(xù)發(fā)展,從而降低對(duì)于自然資源的應(yīng)用,保證可再生資源能夠得到充分的利用。另外,人們可以采用無(wú)污染、低能耗的生產(chǎn)技術(shù)來(lái)生產(chǎn)新型材料。這可以保證新型材料可以得到再生和再利用,從而促進(jìn)了土木工程材料的可持續(xù)發(fā)展,體現(xiàn)出了土木工程材料的節(jié)能化和綠色化。
3發(fā)展注意事項(xiàng)
目前,土木工程面臨的最大問(wèn)題是可持續(xù)發(fā)展。土木工程的發(fā)展需要大量能源的支持。這在一定程度上導(dǎo)致自然資源具有一定的有限性。因此,土木工程必須通過(guò)一定的方法來(lái)保持自身的可持續(xù)發(fā)展。而當(dāng)前土木工程的進(jìn)一步發(fā)展需要建立在節(jié)約自然資源的基礎(chǔ)之上。這就要求設(shè)計(jì)師能夠?qū)ν聊竟こ陶麄€(gè)過(guò)程進(jìn)行一定的設(shè)計(jì)和規(guī)劃,從而使其能夠避免對(duì)自然環(huán)境造成更為嚴(yán)重的傷害,也要使其可以在一定程度上降低對(duì)于建筑資源的浪費(fèi),真正提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。例如:我國(guó)青藏鐵路的建設(shè)就能夠體現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展的思路。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的過(guò)程中就已經(jīng)考慮到青藏高原的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。因此,在建設(shè)的過(guò)程中,設(shè)計(jì)師們采用了封閉構(gòu)造方式來(lái)防止固體廢棄物對(duì)于青藏高原生態(tài)換幾個(gè)的污染。這也代表了土木工程的又一次發(fā)展。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述,工業(yè)革命目前已經(jīng)開(kāi)始發(fā)生變革產(chǎn)生了信息時(shí)代的變革。而信息時(shí)代的工業(yè)革命主要包含有通信工業(yè)、網(wǎng)絡(luò)工業(yè)以及計(jì)算機(jī)工業(yè)等。隨著這些具有信息技術(shù)的工業(yè)的發(fā)展,人類(lèi)的生產(chǎn)以及生活方式發(fā)生了很大的變化。而在生產(chǎn)力不斷發(fā)生變化的同時(shí),土木工程材料也有著不斷的發(fā)展和應(yīng)用。在這個(gè)過(guò)程中,工程技術(shù)的不斷進(jìn)步有著非常重要的作用。土木工程材料的變化代表著一個(gè)時(shí)代的不斷改變。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和改變,人們的生活水平有著很大的提升。而人們對(duì)于生活的品質(zhì)也有著更高的要求。因此,人們需要通過(guò)發(fā)展新的土木工程材料來(lái)促進(jìn)土木工程的進(jìn)一步發(fā)展。這就要求人類(lèi)能夠更加重視土木工程材料的開(kāi)發(fā)和作用,以及土木工程材料對(duì)于人類(lèi)和環(huán)境的影響。這樣才能夠使土木工程真正的造福于人類(lèi)。
參考文獻(xiàn)
[1]李宇坤.淺談土木工程材料的發(fā)展歷程[J].科技風(fēng),2016(12).
一.土木工程信息化的概述
(一)土木工程信息化的概述
土木工程指建造各類(lèi)工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)。而土木工程信息化則是指利用計(jì)算機(jī)、通信、自動(dòng)控制等信息匯集處理高新技術(shù),尤其是對(duì)傳統(tǒng)土木工程技術(shù)手段的改造與提升,從而實(shí)現(xiàn)效率的提高,以及成本的降低[1]。
(二)重要意義
土木工程信息對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)不局限于本身,其對(duì)土木工程市場(chǎng)化的發(fā)展有著重要意義,將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)引入物流、電商等相關(guān)概念,甚至可以向O2O平臺(tái)方面發(fā)展。另外,土木工程信息化也是推動(dòng)相關(guān)企業(yè)轉(zhuǎn)型的重要方法之一,尤其是對(duì)相關(guān)企業(yè)的理念方面,將會(huì)有一個(gè)質(zhì)的改變。
二.我國(guó)土木工程信息化發(fā)展的現(xiàn)狀
從目前來(lái)看,我國(guó)土木工程信息化主要包括三個(gè)方面,一是土木工程設(shè)計(jì)、施工的技術(shù)和控制信息方面;二是土木工程各項(xiàng)管理方面;三是土木工程商貿(mào)信息方面。
(一)土木工程設(shè)計(jì)、施工的技術(shù)和控制信息方面
作為一項(xiàng)古老的學(xué)科,土木工程的發(fā)展都一直受到時(shí)間、空間等相關(guān)因素的制約,尤其在地形地貌方面,往往成為土木工程項(xiàng)目最難攻克的一項(xiàng)技術(shù)難關(guān),也使得很多工程也因此而擱淺。但隨著信息技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)根本上改變了土木工程的設(shè)計(jì)、施工方法,能夠?qū)崿F(xiàn)很多藝術(shù)家大膽而極富創(chuàng)新的設(shè)計(jì),讓這些創(chuàng)新設(shè)計(jì)真正變成現(xiàn)實(shí),造福全人類(lèi)。
從具體的案例來(lái)看,像廣州的小蠻腰、央視大樓的褲衩、河北的天子酒店、廣西北海的北部灣1號(hào),等等。它們都是利用土木工程信息化,從而突破時(shí)間、空間等維度的限制,讓這些富有創(chuàng)新設(shè)計(jì)成為現(xiàn)實(shí)。
(二)土木工程各項(xiàng)管理方面
管理是一項(xiàng)難題,土木工程管理亦是如此。眾所周知,我國(guó)土木工程科目雖然有較長(zhǎng)的發(fā)展歷史,但受制于技術(shù)的落后,長(zhǎng)期以來(lái),土木工程各項(xiàng)管理一直存在大大小小的問(wèn)題,比如管理信息系統(tǒng)的混亂、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的不一致,以及相關(guān)應(yīng)有技術(shù)良莠不一,都在一定程度限制土木工程學(xué)科的發(fā)展。
但隨著信息技術(shù)的到來(lái),這些問(wèn)題似乎都不再是問(wèn)題,因?yàn)橥聊竟こ桃坏┻M(jìn)行信息化之后,相關(guān)管理的細(xì)則都會(huì)有一個(gè)明確的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),對(duì)于整個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō),信息化的發(fā)展,還可以打破行業(yè)間的信息壁壘,從而實(shí)現(xiàn)信息互通,做到相關(guān)管理標(biāo)準(zhǔn)的一致性。
(三)土木工程商貿(mào)信息方面
在今年兩會(huì)期間,總理在會(huì)議上肯定了“互聯(lián)網(wǎng)+”對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的積極意義,使得“互聯(lián)網(wǎng)+”成為各行各業(yè)發(fā)展的突破點(diǎn)之一。對(duì)于土木工程而言,同樣也是如此,互聯(lián)網(wǎng)基因已經(jīng)開(kāi)始切入到土木工程發(fā)展的方方面面。
比如在施工方案方面,目前已有很多O2O平臺(tái)都開(kāi)始提供土木工程施工方案的項(xiàng)目,這種與客戶(hù)直接對(duì)接的方式,將會(huì)大大縮減土木工程項(xiàng)目的成本,也能夠有效提高施工效率。
另外,在土木工程信息化之后,也同樣能夠在更短的時(shí)間內(nèi),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;б?,把整個(gè)行業(yè)從低端提升到中端領(lǐng)域,使之能在更廣的范圍內(nèi),帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)的進(jìn)步,從而促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
三.土木工程信息化的發(fā)展措施
從目前來(lái)看,土木工程信息化的發(fā)展措施,主要還是集中在信息技術(shù)方面,分別是3S技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及無(wú)線(xiàn)技術(shù)這三個(gè)方面??梢哉f(shuō),這三項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展,將是推動(dòng)土木工程信息化進(jìn)程的最關(guān)鍵因素。現(xiàn)在,筆者將結(jié)合具體案例,加以說(shuō)明,從技術(shù)的角度探討土木工程信息化的發(fā)展措施。
(一)3S技術(shù)
3S技術(shù)主要是指遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)。它們既是狹義的地理信息技術(shù),也是廣義地理信息技術(shù)的核心。而對(duì)于土木工程來(lái)說(shuō),這是其信息化進(jìn)程的重要一步。
眾所周知,土木工程項(xiàng)目離不開(kāi)地形地貌的勘察,以及準(zhǔn)確的定位系統(tǒng),這些都必須依靠3S技術(shù)的發(fā)展。在地形地貌的勘察方面,土木工程項(xiàng)目是遙感技術(shù)的進(jìn)步的最大得益者,通過(guò)遠(yuǎn)程遙感技術(shù),能夠把那些遠(yuǎn)距離且難以實(shí)地勘察的地形地貌,使之成像,最終得出詳細(xì)的地形地貌數(shù)據(jù)。
當(dāng)然,在這個(gè)過(guò)程中,全球定位系統(tǒng)的重要性也是不言而喻,它能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)具體地點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)記,便以對(duì)施工方案的設(shè)計(jì)。總而言之,全球定位系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于不存在誤差積累、精度高、 速度快、全天候、無(wú)需通視和點(diǎn)位不收限制,并可同時(shí)提供平面和高程的三維位置信息等方面。
具體案例如參考三峽工程的建設(shè),當(dāng)?shù)仉U(xiǎn)峻的地勢(shì)一直成為工程施工的難點(diǎn),但在引入3S技術(shù)之后,很多需要人工勘察的地方,都可以通過(guò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)來(lái)完成。
(二)計(jì)算機(jī)應(yīng)有技術(shù)
3S技術(shù)主要用于外部的勘察和成像方面,而計(jì)算機(jī)應(yīng)有技術(shù)則是在土木工程內(nèi)部的建模方面,兩者幾乎是擁有同等的重要性。在此之前,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的接入,我國(guó)土木工程建模主要是利用CAD軟件進(jìn)行操作,部分項(xiàng)目可能要涉及到3D MAX軟件,但無(wú)論是哪一種軟件,都存在一定的缺陷。
就未來(lái)而言,未來(lái)土木工程信息化的重要將是在CAE軟件建模,甚至是在VR軟件建模方面,尤其是虛擬與現(xiàn)實(shí)兩者的交叉,利用數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個(gè)信息技術(shù)分支,把抽象、復(fù)雜的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)空間轉(zhuǎn)化為直觀(guān)的、用戶(hù)熟悉的事物[2]。
當(dāng)然,這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)還不僅在于此,它還能夠具體到設(shè)計(jì)方案是否符合實(shí)際、以及查出存在哪些可優(yōu)化的方面,從而大大降低成本,減少不必要的工作內(nèi)容,提升效率。而在具體運(yùn)用方面,北京奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)多項(xiàng)場(chǎng)館的建設(shè),均利用了這些軟件技術(shù),比如鳥(niǎo)巢、水立方,等等。
(三)無(wú)線(xiàn)技術(shù)
有了3S技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)有技術(shù)之后,土木工程信息化仍缺少非常重要的一環(huán),那就是通訊連接技術(shù),也就是現(xiàn)在所說(shuō)的無(wú)線(xiàn)技術(shù)。無(wú)線(xiàn)技術(shù)的重要性主要存在于基站與P2機(jī)之間的聯(lián)系,它是一種數(shù)據(jù)傳輸工具,能夠把數(shù)據(jù)通過(guò)基站端口,傳輸?shù)接?jì)算機(jī)一端進(jìn)行永久性存儲(chǔ)。
在另一方面,無(wú)線(xiàn)技術(shù)還能對(duì)這些傳輸而來(lái)的數(shù)據(jù),進(jìn)行有效的分析,從而大大降低人工分析的時(shí)間,并且能夠保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
當(dāng)然,它的作用并不僅僅在于此,它還可以實(shí)現(xiàn)很多有效的功能,比如損傷檢測(cè)、報(bào)警,等等,從而使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更加完善,以及使用方便。
四.結(jié)語(yǔ)
總體而言,信息化對(duì)土木工程學(xué)科的發(fā)展具有重要意義,它能夠從根本上改變土木工程的傳統(tǒng)理念,使之與時(shí)下熱門(mén)互聯(lián)網(wǎng)概念接軌,讓互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶動(dòng)這個(gè)傳統(tǒng)學(xué)科在新時(shí)代的發(fā)展,并在發(fā)展的過(guò)程,不斷迎接新的挑戰(zhàn),不斷克服新的困難。至少在未來(lái)二十年、甚至三十年內(nèi),互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)土木工程學(xué)科的重要性都是不言而喻的。
當(dāng)然,從目前來(lái)看,土木工程信息化仍然遇到了很多困難,尤其是與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比較,我國(guó)土木工程信息化的程度仍然是比較低的,存在較大的差距。在未來(lái),土木工程信息化依舊還有很長(zhǎng)的路要走。
參考文獻(xiàn)
土木工程是指所應(yīng)用的建筑材料、相關(guān)的設(shè)備和所進(jìn)行的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)維修等技術(shù)活動(dòng),也指工程建設(shè)的對(duì)象主要包括了建造在地上或地下、陸上或水中,直接或間接為人類(lèi)生活、生產(chǎn)、科研等服務(wù)的各種工程設(shè)施。例如房屋、道路、鐵路、堤壩、管道、海洋平臺(tái)、給水排水以及防護(hù)工程等。土木工程作為一個(gè)國(guó)家建設(shè)的重要方面在人們的日常生活中有著舉足輕重的地位;另外,土木工程作為一個(gè)古老行業(yè),真實(shí)的反應(yīng)了各個(gè)時(shí)期的科技、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r,體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平,例如長(zhǎng)城、趙州橋、長(zhǎng)江大橋、水立方、鳥(niǎo)巢、上海世博會(huì)中國(guó)館等。不僅僅彰顯的是大國(guó)風(fēng)范和土木工程技術(shù)的成就,而且作為一種建筑藝術(shù)美展示大?,F(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展要求人們不斷從天空、地下和海洋開(kāi)拓人類(lèi)生存空間, 土木工程功能化、城市立交化、交通高速化, 以及改善綜合居住環(huán)境已成為現(xiàn)代土木工程建設(shè)的特點(diǎn)。土木工程在改革開(kāi)放的刺激下迅猛發(fā)展,取得了不少成就,下面將介紹一下土木工程的現(xiàn)狀并對(duì)未來(lái)的發(fā)展前景進(jìn)行展望。
第一、 土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀
1.土木工程材料的發(fā)展
眾所周知,土木工程的所用的材料要可以分為天然材料、磚瓦材料、鋼鐵材料以及混凝土材料等,早期人們的土木工程的研究?jī)H僅局限于泥土、木材以及石料等天然材料。18~19世紀(jì),在長(zhǎng)達(dá)兩千多年時(shí)間里,磚和瓦一直是土木工程的重要建筑材料。直到17世紀(jì)70年代生鐵應(yīng)用、以及隨后熟鐵應(yīng)用于建造橋梁和房屋,形成了土木工程發(fā)展的第二次飛躍。19世紀(jì)中葉以后,出現(xiàn)了鋼筋混凝土這種新型的復(fù)合建筑材料,其中鋼筋承擔(dān)拉力,混凝土承擔(dān)壓力,發(fā)揮了各自的優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)初以來(lái),鋼筋混凝土廣泛應(yīng)用于土木工程的各個(gè)領(lǐng)域。從30年代開(kāi)始,出現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能、剛度和承載能力,大大高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),因而用途更為廣闊。
2.土木工程的技術(shù)發(fā)展
不僅僅是工程建材發(fā)生了巨大的變化,在土木工程技術(shù)方面也發(fā)生了日新月異的變化。土木工程的研究方法和研究技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷創(chuàng)新,從而能夠使得在土木工程中適應(yīng)時(shí)代要求。例如土木工程力學(xué)的研究中,19 世紀(jì),為適應(yīng)當(dāng)時(shí)土木工程建筑、機(jī)械制造和交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,主要是材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和流體力學(xué)得到了發(fā)展和完善;20 世紀(jì)前期建立理論體系的塑性力學(xué)和粘彈性力學(xué)促進(jìn)了土木工程的技術(shù)創(chuàng)新,同時(shí)建立和開(kāi)辟了彈性動(dòng)力學(xué)、塑性動(dòng)力學(xué)等新的領(lǐng)域。隨后的空氣動(dòng)力學(xué)則推動(dòng)流體力學(xué)在航空、航天事業(yè)下的發(fā)展。目前,信息技術(shù)的發(fā)展將推動(dòng)軟件、嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)在土木工程中的廣泛應(yīng)用, 從而改變土木工程的工作方式和思維方式。信息技術(shù)在土木工程的應(yīng)用將大大提高工作效率。
3.土木工程的現(xiàn)狀
改革開(kāi)放30年來(lái)我國(guó)的土木工程建設(shè)取得了非凡的成就。就高層建筑而言,我國(guó)大陸目前高層建筑的數(shù)量已經(jīng)超過(guò)20000幢,而超過(guò)100m的高層也已經(jīng)超過(guò)1000幢。例如:上海環(huán)球金融中心高492米,還有就是正在建設(shè)的上海中心大廈,它的主體建筑結(jié)構(gòu)高度為580米,建成后將成為中國(guó)最高的摩天大樓。世界上,超過(guò)400米的14座超高層建筑中有8座在中國(guó)大陸,這個(gè)數(shù)量足以讓世人驚嘆。鐵路方面,截至2013年底,伴隨深夏高鐵、西寶高鐵、柳南客專(zhuān)、廣西沿海鐵路等多條鐵路同時(shí)開(kāi)通運(yùn)營(yíng),中國(guó)鐵路營(yíng)運(yùn)里程一天新增約2000公里,突破10萬(wàn)公里大關(guān)。其中,高速鐵路營(yíng)業(yè)里程突破1萬(wàn)公里。還有就是2006年建成的青藏鐵路, 東起青海格爾木, 西至拉薩,全長(zhǎng) 1 11 8 k m , 其中多年凍土地段約 600 k m, 海拔高于 4 000 m 的地段 96 0多 k m, 將成為世界上海拔最高和最長(zhǎng)的高原鐵路, 是西部大開(kāi)發(fā)的又一項(xiàng)標(biāo)志性工程。水利工程方面,我國(guó)在50年間全國(guó)興建大中小水庫(kù)8萬(wàn)多座,這不僅僅防洪抗旱,改善環(huán)境也給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了便利。還建成了舉世矚目的三峽大壩工程。在公路建設(shè)中我國(guó)近些年的公路發(fā)展迅速,四通八達(dá)的公路不僅僅帶來(lái)了生活的便捷更促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
第二、土木工程前景展望
全球性的人口增長(zhǎng)并向城市遷移的進(jìn)程使可持續(xù)發(fā)展理念被廣泛接受。能源、潔凈水、清潔空氣、廢物安全處理以及交通方面的需求將進(jìn)一步推動(dòng)環(huán)境保護(hù)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。所以,土木工程向著更高、更廣、更深的方向發(fā)展必將成為未來(lái)的一種潮流。
1.土木工程的高空開(kāi)發(fā)
將來(lái),人口增長(zhǎng)膨脹,城市規(guī)模擴(kuò)大,未來(lái)的城市將會(huì)面臨著一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題:土地資源緊張。進(jìn)而導(dǎo)致的生存空間擁擠、交通擁堵、環(huán)境惡化等一系列問(wèn)題。因此我國(guó)的土木建設(shè)將向高空發(fā)展,以開(kāi)拓更多的活動(dòng)空間。高層建筑的開(kāi)發(fā)與利用是現(xiàn)代城市發(fā)展的必然。例如:目前世界上人工最高的建筑是哈利法塔,其高度為828 m,作為世界上最高的人工建筑,其承載能力是十分巨大的。這種高層建筑可以集工作、休閑、娛樂(lè)、商業(yè)、購(gòu)物等一系列功能于一體,這就大大節(jié)約了土地資源。
2.地下空間的開(kāi)發(fā)
土木工程不僅僅可以將建筑想高空發(fā)展還可以向地下空間開(kāi)拓。隨著地下基坑深度越來(lái)越大,能充分利用的空間就越來(lái)越多,這樣可以使得土地使用費(fèi)用降低。所以地下空間的開(kāi)發(fā)有很大吸引力。例如:世界上最大的地下街是日本東京八重洲地下街,共3層, 建筑面積 70 k m2,最大的地下娛樂(lè)中心是蘇格蘭 Varissu 市地下娛樂(lè)中心, 戰(zhàn)時(shí)可掩蔽 1 . 1 萬(wàn)人。
3.海洋空間的開(kāi)發(fā)
當(dāng)土地資源逐漸枯竭的時(shí)候,覆蓋地球達(dá)到70%的海洋空間漸漸引起人們的重視。圍海造田,不斷開(kāi)墾出大片土地來(lái)滿(mǎn)足人們的需求。例如韓國(guó)的“新萬(wàn)金”項(xiàng)目,是目前世界上最大的圍海造田工程,位于韓國(guó)西海岸全羅北道境內(nèi),大約可以開(kāi)辟出首爾的面積的三分之二即33.9公里!它在2010年建成后成為世界最大防潮大堤內(nèi),圍墾出283平方公里土地。雖然海洋比陸地情況比較復(fù)雜,但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在土木工程方面人類(lèi)已經(jīng)在海洋中取得了一些可喜的成就,所以海洋空間的開(kāi)發(fā)前景廣闊。
4.沙漠的開(kāi)發(fā)
每年約有600多萬(wàn)公頃的耕地被侵蝕,可以被人類(lèi)使用的土地空間進(jìn)一步被擠壓,所以如果能將沙漠資源和海水資源結(jié)合起來(lái),將海水灌溉沙漠創(chuàng)造綠洲將是非常好的想法。雖然現(xiàn)在技術(shù)手段仍無(wú)法實(shí)現(xiàn),但隨著時(shí)代的進(jìn)步,相信人類(lèi)一定能夠克服困難,最終將西亞和非洲的沙漠改造成綠洲。這需要土木工程來(lái)進(jìn)行勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工,最終完成這一宏偉藍(lán)圖。
結(jié)束語(yǔ):目前,我國(guó)在土木工程中一些領(lǐng)域已經(jīng)處于世界的領(lǐng)先地位了,但在土木工程的設(shè)計(jì)、施工和理論研究方面的總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的差距。展望未來(lái),不僅要在技術(shù)方面加強(qiáng),更要在觀(guān)念方面提高,利用新型的技術(shù)和材料進(jìn)行建設(shè),更要加強(qiáng)理論和實(shí)踐的結(jié)合,在不斷發(fā)展的理論的同時(shí),也要重視實(shí)踐。只有將先進(jìn)的理論與實(shí)踐技術(shù)相結(jié)合,才能實(shí)現(xiàn)土木工程的更大突破,爭(zhēng)取邁入一個(gè)嶄新的臺(tái)階。
【參考文獻(xiàn)】
[1]趙永旗.土木工程的現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展方向[J]科技向?qū)?011(26)