談土木工程現狀及發展

袁良

摘 要：建筑業是我國的支柱產業，土木工程的發展也是影響我國建設的基本行業。目前，我國土木工程雖然取得了一些成就，但總體水平與發達國家相比還有一定的差距，面對高新技術和信息化浪潮的沖擊， 如何迎接挑戰， 如何順應這一科技革命發展趨勢的潮流， 是我們從事土木工程專業的各界人士值得認真思考和必須回答的。

關鍵詞：土木工程；概念；現狀；發展趨勢

1 前言

我國是一個發展中國家，經濟還不發達，基礎設施還遠遠不能滿足人民生活和國民經濟可持續發展的要求，所以在基本建設方面還有許多工作要做。在未來的發展中需要正視其問題的存在，結合自身發展的實際情況，對其進行研究和探索，以實現我國土木工程建設的新突破，從而使其實現可持續發展。

2 土木工程的概念

土木工程是指建造各類工程設施的科學、技術和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產活動有關的各類工程設施，如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設施應用材料、工程設備在土地上所進行的勘察、設計、施工等工程技術活動。經過多年的發展，目前土木工程的實踐和研究己取得顯著成就，無論是結構的力學分析，還是結構設計的理論和方法以及結構的施工手段，都有了非常大的突破；特別是近若干年，在高層、大跨結構和鋼結構方面成績尤其驚人。但展望未來，土木工程領域中仍然有許多課題需要我們進一步探討。

3 土木工程現狀分析

3.1 土木工程建設所取得的成就

據有關統計，我國已建成的高層建筑，20層以上的多達10000多棟。其中，超過100m的有500多棟，200m以上的有50多棟，甚至有20多棟的高度超過300m。而我國目前最高的高層建筑是上海環球金融中心大廈，于2008年8月29日竣工，整體設計采用鋼筋混凝土結構（SRC 結構）和鋼結構（S結構），其建筑擁有95層，主體高度為492.5m。就公路和鐵路事業而言，已處于飛速發展的狀態。雖然我國的高速公路起步較晚，但是于2010年新建2.4萬公里，使全國高速公路的總里程約達7萬公里，穩居世界首位。而鐵路于2010年已達到8.5萬公里的營業里程，特別是青藏鐵路的開通對我國鐵路事業的發展來說具有劃時代的意義。目前，鐵路建設主要為城市輕軌和地鐵兩方面的建設，在北京、上海等城市已實現地鐵的開通，其開通的總長度為215公里。在橋梁建設方面，我國已建造過各種材料不同類型的橋梁，而其中的某些成果已達到了國際先進水平。就世界跨徑前十位的各類橋型中，在斜拉橋中我國占6座，在懸索橋中我國內地占2座，實現了我國由橋梁大國向橋梁強國的歷史性跨越，并使其成為展示我國綜合國力的窗口之一。

3.2 建筑材料與施工工藝的運用

建筑材料與施工工藝的運用，主要表現為混凝土及其技術的運用。由于混凝土所達到的強度已遠遠超出了相關工程所要求的范圍，在原材料方面，活化、球狀等新型水泥和高性能的減水劑，特別是粉煤、硅灰等超細摻合料等廣泛的使用；而在混凝土的施工技術方面，各種原材料的檢測及其檢測設備、攪拌設備、計算機的相關應用等高新技術的應用，使得混凝土技術的相關性能設計和控制得到了很大的提高和改善。

3.3 預應力技術的運用

預應力技術不僅在解決大、高等建筑工程的設計和建造難題中發揮著其特有的優勢，而且還推動了建筑結構的創新，如運用預應力拉桿可取代柱的懸掛建筑結構。

在公路建設中，運用預應力技術可有效解決路面混凝土開裂和減少伸縮縫，從而提高了公路的使用壽命；在橋梁工程中，對于任何類型的橋梁建造，都可以應用預應力技術解決其跨度問題；在水利工程或其他工程建設中，預應力結構也得到了廣泛的應用，如舊建筑的加固改造、加層和拆除等。

4 土木工程的發展趨勢

4.1 高性能材料的發展

鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發展。日本、美國、俄羅斯等國家已經把屈服點為700N/mm2 以上的鋼材列人了規范；如何合理利用高強度鋼也是一個重要的研究課題；高性能混凝土及其它復合材料也將向著輕質、高強、良好的韌性和工作性方面發展。

4.2 巖土錨固技術的發展應用

在土木工程建設中，需要對巖土錨固技術的應用進行不斷的擴展。巖土錨固技術不僅在土木工程中的邊坡、地下、深基坑和結構抗浮相關工程中保持良好的發展狀態，還需要在土木工程中的橋梁、重力壩加固、抗地震相關工程中要求具有長遠的進展。另外，巖土錨固技術領域中的錨桿錨固機理技術仍不成熟，其相關的研究仍是土木工程界的難點及熱點。

4.3 計算機應用

隨著計算機應用的普及和結構計算理論日益完善，計算結果將更能反映實際情況，從而更能充分發揮材料的性能并保證結構的安全。人們將會設計出更為優化的方案進行土木工程建設，以縮短工期、提高經濟效益。

4.4 環境工程

環境問題特別是氣候變異的影響將越來越受到重視，土木工程與環境工程融為一體。城市綜合癥、海水上升、水污染、沙漠化等問題與人類的生存發展密切相關，又無一不與土木工程有關。較大工程建成后對環境的影響乃至建設過程中的振動、噪聲等都將成為土木工程師必須考慮的問題。

4.5 建筑工業化

建筑長期以來停留在以手工操作為主的小生產方式上。解放后大規模的經濟建設推動了建筑業機械化的進程，特別是在重點工程建設和大城市中有一定程度的發展，但是總的來說落后于其他工業部門，所以建筑業的工業化是我國建筑業發展的必然趨勢。要正確理解建筑產品標準化和多樣化的關系，盡量實現標準化生產；要建立適應社會化大生產方式的科學管理體制，采用專業化、聯合化、區域化的施工組織形式，同時還要不斷推進新材料、新工藝的使用。

4.6 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個大膽的設想，即在月球上利用它上面的巖石生產水泥并預制混凝土構件來組裝太空試驗站。這也表明土木工程的活動場所在不久的將來可能超出地球的范圍。隨著地上空間的減少，人類把注意力也越來越多地轉移到地下空間，21 世紀的土木工程將包括海底的世界。實際上東京地鐵已達地下三層，除在青函海底隧道的中部設置了車站外，還建設了博物館。

4.7 結構形式

計算理論和計算手段的進步以及新材料新工藝的出現，為結構形式的革新提供了有利條件。空間結構將得到更廣泛的應用，不同受力形式的結構融為一體，結構形式將更趨于合理和安全。

參考文獻：

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