土木工程發(fā)展范文
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篇1
傳統(tǒng)建筑材料既要改善性能,又要增加其品種:比如粘土實心磚向空心磚發(fā)展、粘土向非粘土制品發(fā)展、單一墻體向復合型墻體發(fā)展;混凝土向快硬、高強、輕質、復合和環(huán)保節(jié)能方向發(fā)展;鋼材的發(fā)展是采用低合金、熱處理方法提高其屈服點和綜合性能。組合材料要大力加以開發(fā),兩種或兩種以上的材料組合,利用各自的優(yōu)越性開發(fā)出高性能的便于使用的建筑產(chǎn)品,應該成為21世紀土木工程的一個重要特征。化學合成材料用于抗力結構是材料發(fā)展的嶄新領域,現(xiàn)階段化學合成材料一般只用于裝飾配件及部件。
2.土木工程向更高、更深、更快的方向發(fā)展
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為“臺北新地標”的101大樓,于1998年1月動工,樓高508米(含天線),主體工程于2003年10月完工。有世界最大且最重的“風阻尼器”,還有兩臺世界最高速的電梯,從一樓到89樓,只要39秒的時間。日本提出摩天城方案是400米見方,地下60米深,地上1000米高的六邊形建筑,總建筑面積800萬平方米,可居住3.5萬人。
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。磁懸浮列車的設計時速可達500Km/h,目前運行中的山海磁懸浮列車工程西起軌道交通二號線龍陽路站,東至浦東國際機場,它既是連接機場和市區(qū)的大運量高速交通線,也是一條觀光旅游線,是新世紀上海交通建設的重點項目。路線正線長30公里,設計時速為430公里/小時,總投資約89億元人民幣。
3.大力發(fā)展計算機技術在土木工程中的應用
目前狀況是計算機輔助設計、計算、造價計算、管理等,發(fā)展智能建筑是推廣計算機在土木工程中應用的一個方面。
4.土木工程的生產(chǎn)技術和生產(chǎn)方式將發(fā)生重大變化
人工向機械化、工業(yè)化轉變;企業(yè)管理模式改變,由原來的計劃經(jīng)濟體制向市場經(jīng)濟轉變,全面推廣“項目管理制”。
5.向沙漠和海洋進軍
(1)向海洋拓寬
為了防止機場噪音對城市居民的影響,也為了節(jié)約使用陸地,日本關西國際機場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lO00m的浮動機場已試飛成功。預計今后日本將會出現(xiàn)越來越多類似的人造陸地??尚行匝芯勘砻魃虾蚝R?,近海建設人工島。建成后,即可得到深水泊位,且四周水域全可剎用。如海上機場、海上垃圾場、港口等都適合建在離城市不遠的近海。
(2)向沙漠進軍
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,世界未來學會對下世紀初世界十大工程設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。光靠興修水利引進淡水還不夠,國際上正在研究開發(fā)使用太陽能淡化海水方案。
6.發(fā)展可持續(xù)性的土木工程
世界環(huán)境與發(fā)展委員會在1987年為可持續(xù)發(fā)展做出的定義是:“可持續(xù)是指資源的開發(fā)利用、投資的指導、技術發(fā)展的方向與制度變化相互協(xié)調,并使當前和未來滿足人類需要與渴望的潛在能力得以改善的一種變化過程;可持續(xù)發(fā)展可在不犧牲后代滿足其需要能力的條件下滿足當前的需要。”
篇2
【關鍵詞】土木工程;發(fā)展;展望
1. 引言
土木工程是建造各類工程設施的科學技術的統(tǒng)稱。它既指所應用的材料、設備和所進行的勘測、設計、施工、保養(yǎng)維修等技術活動;也指工程建設的對象,即建造在地上或地下、陸上或水中,直接或間接為人類生活、生產(chǎn)、軍事、科研服務的各種工程設施,例如房屋、道路、鐵路、運輸管道、隧道、橋梁、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平臺、給水和排水以及防護工程等。
2. 土木工程發(fā)展
作為一個重要的基礎學科,土木工程有其重要的屬性:綜合性,社會性,實踐性,技術經(jīng)濟與藝術統(tǒng)一性。隨著人類社會的進步而發(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,特種工程結構,給水排水工程,港口工程,水利工程,環(huán)境工程等學科。改革開放后,中國土木工程領域取得了巨大的進步與發(fā)展,不過在發(fā)展的過程中也暴露出一系列問題,現(xiàn)分別就各自發(fā)展對其進行闡述。
2.1高層建筑結構的發(fā)展。
改革開放以來,中國高層建筑取得的舉足輕重的進步。高層建筑越來越多,結構形式越來越復雜,由單純的框架結構剪力墻結構和框架-剪力墻結構以及框架-筒體結構等體系向巨型結構、轉換層結構、懸挑結構及高層大跨框架結構等體系發(fā)展。20世紀80年初建成的上海色織四廠工程是國內(nèi)最早、最有影響的大跨多層預應力混凝土結構工程,為6層,雙跨,每跨20m的預應力混凝土框架結構,柱距7.2m,解決了“布機上樓”問題,推動了紡織廠房向多層方向的發(fā)展?!∏皫啄?,中國建成了不少大跨度預應力混凝土馬鞍形殼板屋蓋單層建筑,跨度最大的達30m,并編制有國家標準圖。因為它是一種預制的薄壁空間結構,又是直線預應力筋,所以,理論上是很經(jīng)濟的。中國很大部分空間建筑采用了多種形式的鋼結構,尤其以網(wǎng)架結構和網(wǎng)殼結構最多。如,首都體育館、上海體育館都是大跨度網(wǎng)架結構;而天津體育館采用了雙層球形網(wǎng)殼結構,直徑達135m。最近幾年,隨著經(jīng)濟的發(fā)展和對外交流的需要,各地紛紛建造展覽中心等大型大跨建筑。從而,巨型空間曲線形鋼(桁架、拱)屋蓋得到了應用和發(fā)展。
2.2公路隧道工程發(fā)展。
我國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隧道。建國后,上20世紀50年代,我國僅有公路隧道30多座,總長2.5公里。60至70年代,我國在干線公路開始修建一些百米以上的隧道,但標準很低。80年代后期,我國才真正開始興建高速公路和高速公路隧道。90年代開通的成渝高速公路的中梁山隧道、縉云山隧道,把我國公路隧道單洞長度提高到 3 000 m 以上,并在處理通風、塌方、瓦斯、地下水和營運管理與交通監(jiān)控技術等方面取得了突破性進展,為我國今后修建山嶺長大公路隧道積累了一些寶貴經(jīng)驗;90 代末,通車的四川省川藏公路上二郎山隧道(長 4160m)、四川廣安地區(qū)華鎣山公路隧道(長 4634Km)、云南楚大高速公路的九頂山隧道(長3204m)開創(chuàng)了我國山嶺長大隧道的建設史;廣州珠江沙面水下公路隧道建成通車和上海穿越黃浦江江底隧道(長度超過 3000 m)標志著我國水下沉埋隧道修建技術達到了新的水平;重慶鐵山坪路隧道雙線(全長 5 424 m?。?、北京至八達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?。▉喼拮顚挼乃能嚨拦匪淼溃┑取?,應當說,目前我國公路隧道的施工技術水平已接近國際先進水平,部分已達到國際領先水平。
2.3巖土工程領域。
我國地域遼闊、巖土類別多、分布廣。以土為例,軟粘土、黃土、膨脹土、鹽漬土、紅粘土、有機質土等都有較大范圍的分布。如我國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存在較大差異。以往人們對巖土材料的共性、或者對某類土的共性比較重視,而對其個性深入系統(tǒng)的研究較少。巖土工程領域研究以地方為準,各地區(qū)土類別不同,研究方法各異。而在傳統(tǒng)的研究方面,如土體本構模型等方面也取得了一定發(fā)展。
3. 土木工程展望
隨著我國改革開放的不斷深入和經(jīng)濟的迅速發(fā)展,中國將面臨一個更大規(guī)模的建設??梢哉f,我們正面臨著一個伴隨著國民經(jīng)濟飛躍的土木工程大發(fā)展的大好時期。而且這樣一個優(yōu)良的發(fā)展環(huán)境已經(jīng)受到并將繼續(xù)受到西方國家的急切關注。作為跨世紀的一代,這一大好形勢為我們提供了空前難得的施展才干、向國際水平?jīng)_擊的良好機遇。同時,我們也深深感到,這是一個“機遇”與“挑戰(zhàn)”并存、“合作”與“競爭”交織、“創(chuàng)新”與“循舊”相爭的時代,如何把握世紀之交時土木工程學科的發(fā)展趨勢,開創(chuàng)具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元,是對我們跨世紀一代人的嚴峻挑戰(zhàn)。
4. 結論
本文在簡單回顧土木工程發(fā)展的基礎了,分別對高層建筑結構、公路隧道及巖土工程領域發(fā)展進行了闡述,并就土木工程發(fā)展進行了展望。
參考文獻
[1]《土木工程》?。ㄓⅲ┧箍铺兀⊿cott,J.S.)撰 中國建筑工業(yè)出版社.
篇3
關鍵詞:土木工程;現(xiàn)狀;發(fā)展
中圖分類號:S969.1 文獻標識碼:A文章編號:
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。土木工程對國家的經(jīng)濟建設和人民生活的影響非常明顯和重要。土木工程密切關系到人類賴以生存和繁衍的四大基本要素:衣、食、住、行,為人類提供住宅、賓館、公寓、衣料生產(chǎn)貯藏基地、食品冷庫、公路、機場、鐵路、港口、碼頭、廠房、實驗室等現(xiàn)代人類生活和發(fā)展的必要場所空間。
1、土木工程的特點
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)驗提出若干方案,從中選優(yōu)。由于土木工程設施的規(guī)模日益擴大,現(xiàn)在已有必要也有可能運用系統(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,這類工程的社會效果是有利也有弊。在規(guī)劃中,對于趨利避害要作全面的考慮。
1.2工程設計方面
人們努力使設計盡可能符合實際情況,達到適用、經(jīng)濟、安全、美觀的目的。為此,已開始采用概率統(tǒng)計來分析確定荷載值和材料強度值,研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統(tǒng)計規(guī)律,積極發(fā)展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態(tài)以及結構與巖同作用的分析,進一步研究和完善結構可靠度極限狀態(tài)設計法和結構優(yōu)化設計等理論;同時發(fā)展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。
1.3工程施工方面
隨著土木工程規(guī)模的擴大和由此產(chǎn)生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發(fā)展,施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統(tǒng)工程的理論和方法,日益走向科學化;有些工程設施的建設繼續(xù)趨向結構和構件標準化和生產(chǎn)工業(yè)化。這樣,不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產(chǎn)率,而且可以解決特殊條件下的施工作業(yè)問題,以建造過去難以施工的工程。
1.4建筑材料方面
高強輕質的新材料不斷出現(xiàn)。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)已開始應用。但是這些材料有些彈性模量偏低,有些價格過高,應用范圍受到限制,因而尚待作新的探索。另外,對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性,雖已取得顯著成果,仍繼續(xù)進展。
2、土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀
我國的土木工程建設從20世紀50年代起一直沒有停過,且發(fā)展很快,尤其在近年來,發(fā)展極為迅猛,幾乎整個中國成了一個大的建設工地。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各地如雨后春筍般地涌現(xiàn),新結構、新材料、新技術大力研究、開發(fā)和應用。發(fā)展之快,數(shù)量之巨,令世界各國驚嘆不已。
截止2000年底,我國鐵路運營路程已達6.78萬公里,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,我國也在積極建造高速鐵路,武漢至廣州的高速鐵路運營時間僅需4小時。此外,磁懸浮列車也在發(fā)展。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。楊浦大橋、南浦大橋、蕪湖長江大橋、南京長江二橋等大跨橋梁的建成都標志著我國的大跨結構達到了一個新的水平,己跨入世界水平先進行列。目前,我國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,重慶萬縣單孔跨度達420m的鋼筋混凝上拱橋更引起世界同行的莫大興趣。在水利建設方面,50年間全國興建大中小水庫8.6萬座,水庫總蓄水量4580億立方米。建設和整修大江大河堤防25萬公里,目前防洪工程發(fā)揮的經(jīng)濟效益達7000多億元。在大壩建設方面,我國先后建成了青海龍羊峽大壩、貴州鳥江渡大壩、四川二灘大壩等水利工程。
3、土木工程的發(fā)展趨勢
3.1向高空延伸
現(xiàn)在人工建筑物最高的為646m的波蘭Gabin227kHz長波臺鋼塔,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、商業(yè)、購物等融于一體的抗震豎向城市中,居民可達5萬人。中國擬在上海附近的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10萬。印度也提出將投資50億建造超級摩天大樓,其地上共202層,高達710m。
3.2向地下發(fā)展
1991年在東京召開的城市地下空間國際學術會議通過了《東方宣言》,提出了"21世紀是人類開發(fā)利用地下空間的世紀"。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。日本于20世紀50年代末至70年代大規(guī)模開發(fā)利用淺層地下空間,到80年代末已開始研究50~100m深層地下空間的開發(fā)利用問題。日本1993年開建的東京新豐州地下變電所,將深達地下70m。目前世界上共修建水電站地下廠房約350座,最大的為加拿大的格朗德高級水電站。我國城市地下空間的開發(fā)尚處于初級階段,目前已有北京、上海、廣州等六個城市建有地鐵,已開通的總長度達215公里;設有140個地鐵站,北京地鐵長度已達41.6公里。
3.3向海洋拓寬
為了防止機場噪聲對城市居民的影響,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長的關西國際機場試飛成功。阿拉伯聯(lián)合酋長國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804.5m,寬228.6m,有28層樓高,船上設有小型噴氣式飛機的跑道、醫(yī)院、旅館、超市、飯店、理發(fā)店和娛樂場等。近些年來,我國在這方面也已取得可喜的成績,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,為將來像上海這樣大的近海城市建造人工島積累了科技經(jīng)驗和準備力量。
3.4向沙漠進軍
全世界約有1/3陸地為沙漠,每年約有600萬公頃的耕地被侵蝕,這將影響上億人口的生活。世界未來學會對下世紀初世界十大工程設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?,F(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),國際上正在研究開發(fā)使用沙漠地區(qū)太陽能淡化海水的可行方案,該方案一旦實施,將會啟動近海沙漠地區(qū)大規(guī)模的建設工程。我國沙漠輸水工程試驗成功,自行修建的第一條長途沙漠輸水工程已全線建成試水,順利地引黃河水入沙漠。我國首條沙漠高速公路——榆靖高速公路已全線動工,其全長116公里。
3.5向太空邁進
由于近代天文學宇航事業(yè)的飛速發(fā)展和人類登月的成功實現(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生存必需的氧和水。美國政府已決定在月球上建造月球基地,并通過這個基地進行登陸火星的行動。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。預計21世紀50年代以后,空間工業(yè)化、空間商業(yè)化、空間旅游、外層空間人類化等可能會得到較大的發(fā)展。
4、結束語
本文暫時只提及了土木工程的現(xiàn)狀及發(fā)展,對于土木工程的具體細節(jié)應包括使用功能的發(fā)展、結構性能的發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展等一系列內(nèi)容。未來的土木工程可能不僅可以抗震、抗風,甚至可以抗暴、抗海嘯、防火、防撞、防輻射等??萍嫉倪M步,經(jīng)濟的繁榮將帶給土木工程發(fā)展的春天。
參考文獻:
[1]楊家福。中國土木工程指南[M]。1993:1-4。
[2]丁大均,蔣永生。土木工程概論[M]。北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003。
篇4
【關鍵詞】土木工程;現(xiàn)狀;未來的發(fā)展趨勢
土木工程是指所應用的建筑材料、相關的設備和所進行的勘測、設計、施工、保養(yǎng)維修等技術活動,也指工程建設的對象主要包括了建造在地上或地下、陸上或水中,直接或間接為人類生活、生產(chǎn)、科研等服務的各種工程設施。例如房屋、道路、鐵路、堤壩、管道、海洋平臺、給水排水以及防護工程等。土木工程作為一個國家建設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,土木工程作為一個古老行業(yè),真實的反應了各個時期的科技、經(jīng)濟及社會發(fā)展狀況,體現(xiàn)了一個國家的經(jīng)濟技術水平,例如長城、趙州橋、長江大橋、水立方、鳥巢、上海世博會中國館等。不僅僅彰顯的是大國風范和土木工程技術的成就,而且作為一種建筑藝術美展示大。現(xiàn)代社會的發(fā)展要求人們不斷從天空、地下和海洋開拓人類生存空間, 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)代土木工程建設的特點。土木工程在改革開放的刺激下迅猛發(fā)展,取得了不少成就,下面將介紹一下土木工程的現(xiàn)狀并對未來的發(fā)展前景進行展望。
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僅僅局限于泥土、木材以及石料等天然材料。18~19世紀,在長達兩千多年時間里,磚和瓦一直是土木工程的重要建筑材料。直到17世紀70年代生鐵應用、以及隨后熟鐵應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世紀中葉以后,出現(xiàn)了鋼筋混凝土這種新型的復合建筑材料,其中鋼筋承擔拉力,混凝土承擔壓力,發(fā)揮了各自的優(yōu)點。20世紀初以來,鋼筋混凝土廣泛應用于土木工程的各個領域。從30年代開始,出現(xiàn)了預應力混凝土。預應力混凝土結構的抗裂性能、剛度和承載能力,大大高于鋼筋混凝土結構,因而用途更為廣闊。
2.土木工程的技術發(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經(jīng)過不斷創(chuàng)新,從而能夠使得在土木工程中適應時代要求。例如土木工程力學的研究中,19 世紀,為適應當時土木工程建筑、機械制造和交通運輸?shù)陌l(fā)展,主要是材料力學、結構力學和流體力學得到了發(fā)展和完善;20 世紀前期建立理論體系的塑性力學和粘彈性力學促進了土木工程的技術創(chuàng)新,同時建立和開辟了彈性動力學、塑性動力學等新的領域。隨后的空氣動力學則推動流體力學在航空、航天事業(yè)下的發(fā)展。目前,信息技術的發(fā)展將推動軟件、嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡在土木工程中的廣泛應用, 從而改變土木工程的工作方式和思維方式。信息技術在土木工程的應用將大大提高工作效率。
3.土木工程的現(xiàn)狀
改革開放30年來我國的土木工程建設取得了非凡的成就。就高層建筑而言,我國大陸目前高層建筑的數(shù)量已經(jīng)超過20000幢,而超過100m的高層也已經(jīng)超過1000幢。例如:上海環(huán)球金融中心高492米,還有就是正在建設的上海中心大廈,它的主體建筑結構高度為580米,建成后將成為中國最高的摩天大樓。世界上,超過400米的14座超高層建筑中有8座在中國大陸,這個數(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、廣西沿海鐵路等多條鐵路同時開通運營,中國鐵路營運里程一天新增約2000公里,突破10萬公里大關。其中,高速鐵路營業(yè)里程突破1萬公里。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 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的高原鐵路, 是西部大開發(fā)的又一項標志性工程。水利工程方面,我國在50年間全國興建大中小水庫8萬多座,這不僅僅防洪抗旱,改善環(huán)境也給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了便利。還建成了舉世矚目的三峽大壩工程。在公路建設中我國近些年的公路發(fā)展迅速,四通八達的公路不僅僅帶來了生活的便捷更促進了我國經(jīng)濟的發(fā)展。
第二、土木工程前景展望
全球性的人口增長并向城市遷移的進程使可持續(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一步推動環(huán)境保護及基礎設施建設。所以,土木工程向著更高、更廣、更深的方向發(fā)展必將成為未來的一種潮流。
1.土木工程的高空開發(fā)
將來,人口增長膨脹,城市規(guī)模擴大,未來的城市將會面臨著一個嚴峻的問題:土地資源緊張。進而導致的生存空間擁擠、交通擁堵、環(huán)境惡化等一系列問題。因此我國的土木建設將向高空發(fā)展,以開拓更多的活動空間。高層建筑的開發(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、商業(yè)、購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拓。隨著地下基坑深度越來越大,能充分利用的空間就越來越多,這樣可以使得土地使用費用降低。所以地下空間的開發(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,最大的地下娛樂中心是蘇格蘭 Varissu 市地下娛樂中心, 戰(zhàn)時可掩蔽 1 . 1 萬人。
3.海洋空間的開發(fā)
當土地資源逐漸枯竭的時候,覆蓋地球達到70%的海洋空間漸漸引起人們的重視。圍海造田,不斷開墾出大片土地來滿足人們的需求。例如韓國的“新萬金”項目,是目前世界上最大的圍海造田工程,位于韓國西海岸全羅北道境內(nèi),大約可以開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雜,但隨著科學技術的發(fā)展,在土木工程方面人類已經(jīng)在海洋中取得了一些可喜的成就,所以海洋空間的開發(fā)前景廣闊。
4.沙漠的開發(fā)
每年約有600多萬公頃的耕地被侵蝕,可以被人類使用的土地空間進一步被擠壓,所以如果能將沙漠資源和海水資源結合起來,將海水灌溉沙漠創(chuàng)造綠洲將是非常好的想法。雖然現(xiàn)在技術手段仍無法實現(xiàn),但隨著時代的進步,相信人類一定能夠克服困難,最終將西亞和非洲的沙漠改造成綠洲。這需要土木工程來進行勘測、設計、施工,最終完成這一宏偉藍圖。
結束語:目前,我國在土木工程中一些領域已經(jīng)處于世界的領先地位了,但在土木工程的設計、施工和理論研究方面的總體水平與發(fā)達國家相比還有一定的差距。展望未來,不僅要在技術方面加強,更要在觀念方面提高,利用新型的技術和材料進行建設,更要加強理論和實踐的結合,在不斷發(fā)展的理論的同時,也要重視實踐。只有將先進的理論與實踐技術相結合,才能實現(xiàn)土木工程的更大突破,爭取邁入一個嶄新的臺階。
【參考文獻】
[1]趙永旗.土木工程的現(xiàn)狀與未來發(fā)展方向[J]科技向導2011(26)
[2]孫璐.土木工程信息化發(fā)展綜述[J]東南大學學報2013(2)
篇5
土木工程也是建造各類工程設施的科學技術的統(tǒng)稱,它既指工程建設的對象,即建在地上、地下、水中的各種工程設施,也指所應用的材料、設備和所進行的勘測設計、施工、保養(yǎng)、維修等技術。
作為一個重要的基礎學科,土木工程有其重要的屬性:綜合性,社會性,實踐性,技術經(jīng)濟與藝術統(tǒng)一性。隨著人類社會的進步而發(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,特種工程結構,給水排水工程,港口工程,水利工程,環(huán)境工程等學科。土木工程共有六個專業(yè):建筑學,城市規(guī)劃,土木工程,建筑環(huán)境與設備工程,給水排水工程和道路橋梁工程。
通過一個學期土木工程概論課的學習,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,也領悟了作為一名土木工程師的重大責任。當然,我們不能沉浸于現(xiàn)已取得的輝煌成就,止步不前。我們還應當與時俱進,去挖掘,去發(fā)現(xiàn),去思考,去想象,去創(chuàng)新。在此,作為一名中國未來的土木工程師,我想結合土木工程的歷史,結合我國的國情和世界形勢,談一談土木工程的可持續(xù)發(fā)展之路。
(EnglishSummary)
MyknowledgeaboutcivilengineeringhasbeenbroadenedsinceIbecameastudentofTongjiUniversity.
Civilengineeringisaformofhumanactivity.Humanbeingspursuedittochangethenaturalenvironmentfortheirownbenefit.Buildings,transportations,facilities,infrastructuresareallincludedincivilengineering.
Thedevelopmentofcivilengineeringhasalonghistory.Ourseniorshadleftalotofgreatconstructionstous.Forexample,ZhaoZhouBridgeistherepresentativeofourChinesecivilengineeringmasterpieces.Ithasahistoryofmorethan1300yearsandisstillserviceatpresent.
Civilengineeringhasbeensorapiddevelopmentoftheperiod.Alotofnewbridgeshavebeenconstructed,andmanygreaterplansareunderdiscussion.Chinaisalargecounty.Andsheisstillwelldeveloping.SothiserawillbebothexcitingandrewardingfortheChineseCivilEngineers.Andofcourse,civilengineering’sfutureispromising.
However,civilengineerswillbefacingmorecomplexproblems.Weshouldpayattentiontothegrowingpopulationandalotofdeterioratinginfrastructures.Weshouldprepareforthepossibilityofnaturaldisasters.Tomeetgrowneedsinthefuture;weshouldalsotrytoupdateallthetransportationsystems.
Todealwiththeseproblems,wewillhavetodevelopinnovativeandenterprisingskills.Andweshouldchooseawaythatwecangocontinuously.HazardMitigationmaybeagreatchoice.Notonlycanitsavemoneyinthelongrun,butalsoavoidgettingintoanembarrassingsituationinwhichwehavetorebuildallthebrokenbuildings.Andweshouldalsousemoreenvironmentallyfriendlymaterialswhendesigningorconstructingnewbuildings.
Well,tobeabrilliantcivilengineerisnoteasy.Today,engineeringisasyntheticsystem.Itnotonlydependsontraditionalmechanics,butalsocloselyrelatedtoadvancedscience.SoPhysics,Chemistry,MaterialScience,ComputerScienceandperhapsmoreareallinourcivilengineeringprogram.
Tobeagoodcivilengineer,weshouldhavetheabilitytoapplytheknowledge,todesignasystem,acomponent,oraprocedureofconstruction.Weshouldalsobeabletoconductexperimentsandexplaintheresults.Furthermore,anengineerneverworksalone,soweshallcooperatewithworkingteam,andtryourbesttocommunicateeffectively.
I’mverygladtobeastudentinthiswonderfulfield.AndIwilltrymybesttobeasuccessfulcivilengineer,tomakecontributionstoourmotherland.
1.對土木工程的歷史、現(xiàn)狀和未來發(fā)展的認識
1.1.1古代土木工程
古代土木工程具有很長的時間跨度,它大致從公元前5000年的新石器時代到17世紀中葉,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。一些文明古國的不少傳世杰作,至今巍然屹立。譬如我國的長城,埃及的金字塔等。公元6世紀建成的趙州橋,是世界上最早的敞肩式拱橋,于1991年被美國土木工程學會選為世界上地12個土木工程里程碑。
1.1.2近代土木工程
近代土木工程的時間跨度從17世紀中葉到20世紀中葉,前后約300年時間。在此期間,建筑材料從以天然材料為主轉向以人造材料為主,建造理論也從主要以總結長期建造經(jīng)驗向重視科學兼顧經(jīng)驗轉變。建造技術方面,一些性能優(yōu)異的大型機械伴隨著各種極為有效的施工方法的出現(xiàn),使得人們開始能建造結構復雜或所處環(huán)境惡劣的土木工程。期間建成的埃菲爾鐵塔、帝國大廈和金門懸索橋,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世紀中葉。發(fā)展至今,土木工程在建筑材料、結構理論和建造技術方面都取得了極其巨大的進步。
建筑材料方面,高強度混凝土、高強低合金鋼、高分子材料、鋼化玻璃越來越多地出現(xiàn)在建筑上。結構理論方面,利用電子計算機強大的運算和繪圖能力,力學分析和計算的結果更加符合結果的實際情況,使得在結構設計上更為可靠。對于建筑技術,已經(jīng)發(fā)展到機—電—計算機的一體化,施工過程中,不論是上天、入地還是翻山、下海,都已不是施工的障礙了;而焊接技術的普遍使用,也使得鋼結構的發(fā)展進入了一個新的階段。
現(xiàn)代土木工程造就的舉世矚目的建筑有:我國臺北的國際金融中心,上海金茂大廈,馬來西亞吉隆坡的石油大廈雙塔樓,法國的諾曼底斜拉橋等。
1.2對土木工程的現(xiàn)狀的認識
現(xiàn)今的土木工程,正日益同它的使用功能或生產(chǎn)工藝緊密結合。
公共和住宅建筑物要求的建筑、結構、給水排水、采暖、通風、供燃氣、供電等現(xiàn)代技術設備日益結合成為整體。
工業(yè)建筑物則要求恒溫、恒濕、防微振、防腐蝕、防輻射、防火、防爆、防磁、防塵、防高(低)溫、耐高(低)濕,并向大跨度、超重型、靈活空間方向發(fā)展。
另外,高層建筑大量興起,地下工程高速發(fā)展,城市高架公路、立交橋大量出現(xiàn),并逐步實現(xiàn)交通運輸高速化、水利工程大型化。
值得一提的是我國實行改革開放以后,綜合國力有了很大提高,已具備更大規(guī)模開發(fā)和利用水資源的條件,如三峽水利樞紐,南水北調工程等都是世界一流的大型水利工程。
1.3對土木工程未來發(fā)展的認識
隨著我國改革開放的不斷深入和經(jīng)濟的迅速發(fā)展,中國將面臨一個更大規(guī)模的建設??梢哉f,我們正面臨著一個伴隨著國民經(jīng)濟飛躍的土木工程大發(fā)展的大好時期。而且這樣一個優(yōu)良的發(fā)展環(huán)境已經(jīng)受到并將繼續(xù)受到西方國家的急切關注。
作為跨世紀的一代,這一大好形勢為我們提供了空前難得的施展才干、向國際水平?jīng)_擊的良好機遇。同時,我們也深深感到,這是一個“機遇”與“挑戰(zhàn)”并存、“合作”與“競爭”交織、“創(chuàng)新”與“循舊”相爭的時代,如何把握世紀之交時土木工程學科的發(fā)展趨勢,開創(chuàng)具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元,是對我們跨世紀一代人的嚴峻挑戰(zhàn)。
2.我的感受和認識:中國的土木工程要走可持續(xù)發(fā)展之路
我國的土木工程有自己的特殊性。
“中國是世界上人口最多的國家,一項大資源被13億一除即變得微不足道,而一個小問題乘以13億就成了大問題?!眲⑽骼淌诖苏Z切實道出了我國的困難之所在。我國的煤、石油、天然氣、水、森林總量均居于世界前列,而人均占有量卻全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染問題已經(jīng)成為我國所面臨的四大嚴酷問題。走可持續(xù)發(fā)展迫在眉睫。而土木工程,也必當立足長遠,走出一條可持續(xù)發(fā)展之路。
放眼世界,美國的現(xiàn)代化進程可謂先進,而現(xiàn)今資料表明:未來美國要投入16000億美元來解決已建工程的不安全狀態(tài),譬如,氯離子所引發(fā)的建筑銹蝕等等。作為當代土木工程師,在傳承前人輝煌成就的同時,也必須多多吸取已出事故的教訓,在今后的工作中進行創(chuàng)新改良,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
2.1發(fā)展高新技術,應用結構健康監(jiān)測,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展
土木工程在實際使用過程中,會出現(xiàn)不同程度的損傷或性能退化,這將影響起承載能力和耐久性,甚至引發(fā)嚴重的工程事故,帶來重大的人員傷亡和經(jīng)濟損失,產(chǎn)生嚴重的社會影響。因此,從建筑建成的一刻起,就要做好健康監(jiān)測、修復和加固的準備。
隨著現(xiàn)代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發(fā)展,人們提出了結構健康監(jiān)測的概念,給土木工程的發(fā)展帶來革命性的變化。
結構健康監(jiān)測系統(tǒng)通過在結構上安裝各種傳感器,自動、實時地測量結構的環(huán)境、荷載、響應等,對結構的健康狀況進行評估,科學有效地提供結構養(yǎng)護管理的決策依據(jù),確保結構安全運營,延長結構使用壽命。
近年來,大型土木工程特別是大跨度橋梁結構的健康監(jiān)測技術成為國內(nèi)外工程界和學術界關注的熱點,通過科研和工程技術人員的努力取得了卓有成效的研究成果。國內(nèi)外近年新建的許多大型橋梁都安裝了結構健康監(jiān)測系統(tǒng),如我國的上海徐浦大橋、江陰長江公路大橋、東海大橋、香港地區(qū)的青馬大橋,韓國Seohae橋和Youngjong橋、美國CommodoreBarry橋和加拿大Confedration橋等。
像這樣,通過發(fā)展結構健康監(jiān)測與安全預警,在第一時間發(fā)現(xiàn)建筑可能出現(xiàn)的問題,及時進行修復與加固,既避免了可能出現(xiàn)的建筑事故,也基本解決了建筑過快老化損壞,不得不拆去重修的尷尬局面,及由此造成的大量經(jīng)濟、資源、時間上的浪費,實現(xiàn)建筑使用的可持續(xù)發(fā)展。
2.2合理利用自然資源,注重既有土木工程設施的再利用,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展
“可持續(xù)發(fā)展是在不犧牲后代并滿足其需要能力的條件下,滿足當前的需要”。
合理利用自然資源,則要在土木工程的建設、使用和維護過程中,土木工程師主動做到節(jié)能節(jié)地,并最大限度地發(fā)揮既有土木工程設施的作用。
比如,我們可以充分利用建筑綠化,在夏季有效降低灰磚墻表面溫度,從而減少空調的使用量;可以使用節(jié)能保溫型的多孔磚或復合墻體作為墻體材料,達到冬季保溫隔熱的作用;還可以太陽能、地下熱能等新能源,減少不可再生資源用量的減少。
另外,對既有建筑的再利用也是可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一。這方面,上海已經(jīng)取得不少成功的經(jīng)驗:大量不用的廠房,很多已經(jīng)轉變?yōu)檎褂[廳、辦公樓、藝術家工作室等。這樣的改造再利用,既符合現(xiàn)代使用的要求,又節(jié)約了能源,避免了浪費,不失為一種有效的辦法。
2.3開發(fā)利用再生資源和綠色資源,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展
世界上每年拆除的廢舊混凝土,工程建設產(chǎn)生的廢舊混凝土等均會產(chǎn)生巨量的建筑垃圾。我國每年的施工建設產(chǎn)生的建筑垃圾達4000萬噸,產(chǎn)生的廢混凝土就有1360萬噸,清運處理工作量大,環(huán)境污染嚴重。此外,我國是20年來世界水泥生產(chǎn)的第一大國,而這本身是一項高耗資源、高耗能、污染環(huán)境的行業(yè)。
與其他材料相比,鋼材和再生混凝土較為符合綠色建材的標準,應當大力發(fā)展這樣的綠色建材。
對此,日本的愛知世博會,給我們上了生動的一課:材料方面,世博會的各種建筑材料表面上看很高檔,但是很多都是廢物利用。許多木版都是由建筑用木材廢料加工而成,到處擺放的坐椅,是電視機殼粉碎后制成。豐田展館內(nèi)壁由回收的廢紙加工而成,長久會場日本館,既追求了人與自然和諧,也節(jié)約了經(jīng)濟開支,所使用的大部分鋼材和木料,都可以回收利用。同時,竹壁的優(yōu)越性在3到9月愛知的酷暑也顯現(xiàn)無遺。竹子本身的性能大大降低了室內(nèi)溫度,空調的使用也明顯減少。這一點給了我眾多的思考:在建筑選材方面,在合適之處應用自然的可再生資源,節(jié)約開支的同時,也實現(xiàn)了生態(tài)與建筑的和諧可持續(xù)發(fā)展,何樂而不為呢?
另外,在日本愛知世博會長久手會場,繭狀日本館為減少熱負荷,利用墻面綠化、生物降解塑料材料和間伐木材(森林中被砍掉的細木材)實現(xiàn)了環(huán)保功能。以“自然的智慧”為主題的愛知世博會,展館建設大量應用現(xiàn)代科技成果,突出環(huán)保性和功能性,反映出人類對自然美的孜孜追求。而這,也應當是未來土木工程師要學習和發(fā)展的方向。
我國建筑中,李國豪教授設計的揚浦大橋也堪稱經(jīng)典。引橋部分的螺旋式上升結構,節(jié)約人民幣數(shù)億元,是土木工程實現(xiàn)經(jīng)濟性可持續(xù)發(fā)展的典范。
當然,可持續(xù)發(fā)展,絕不是一味地追求節(jié)省,而是要尋求一種最合理的中間狀態(tài),既要保證建筑有足夠的創(chuàng)意,也要追求完美的技術經(jīng)濟指標,以最少的投入獲得最大的效益。我們依舊還是要創(chuàng)造經(jīng)典,但是絕不能建立在揮霍金錢,建立在耗費更多的資源、能源的基礎之上?,F(xiàn)今,建筑世界已經(jīng)進入到生態(tài)美學的時代,注重文化、生態(tài)、工程與環(huán)境之間的關系,注重人性化、節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展,才是當代工程師的著眼方向。
3.身邊的土木工程實例
我已經(jīng)在上文中提及了許多土木工程實例,也述說了我對它們的一些認識。下面,我想注重談一下對蘇通大橋的了解。
蘇通大橋連接蘇州與南通兩座古城,如今正在顯露雄姿。這座全長32.4公里的大橋,是在建中的世界第一大橋。
據(jù)蘇通大橋建設副總指揮何平介紹,蘇通大橋由跨江大橋工程和南、北岸接線工程三部分組成。全線采用雙向六車道高速公路標準。大橋總投資約64.5億元,預計2008年底建成。蘇通大橋的建設過程將攻克一系列世界性難題,并創(chuàng)造四個世界之最。
最大主跨。蘇通大橋為斜拉橋。斜拉橋自上世紀50年代開始修建,世界上已建成的各類斜拉橋有200余座。目前世界上已建成的最大跨徑斜拉橋為主跨890米的日本多多羅大橋,在建的香港昂船洲大橋主跨1018米,蘇通大橋跨徑1088米,建成后將成為世界最大的跨徑斜拉橋。
最深基礎。蘇通大橋主墩基礎由131根長約120米、直徑2.5米至2.8米的鉆孔灌注樁組成,承臺長114米、寬48米,面積有一個足球場大,是世界規(guī)模最大、入土最深的橋梁樁基礎。
最高塔橋。目前已建最高橋塔為多多羅大橋224米鋼塔,蘇通大橋塔為高300.4米的混凝土塔,比在建的香港昂船洲大橋橋塔高6米,為世界最高的橋塔。
最長拉索。蘇通大橋最長拉索為577米,最大重量為59噸,比多多羅大橋斜拉索長100米,為世界上最長的斜拉索。
交通部總工程師鳳懋潤說,蘇通大橋是世界第一跨度斜拉橋,將成為中國由橋梁大國向橋梁強國轉變的第一個標志性建筑。
4.土木工程專門人才應具有的素質
成為優(yōu)秀的土木工程師,必須具備“四要素”,即知識結構、實踐技能、能力結構以及綜合素質與創(chuàng)新意識。
知識結構包括:公共基礎知識,專業(yè)基礎知識和專業(yè)知識。
首先,優(yōu)秀的土木工程師必定有扎實的公共基礎知識,并且,在熟悉了解自然科學的基礎之上,良好的思想道德心理素質和人文、社會科學基礎知識也必不可少。
其次,優(yōu)秀工程師還必須有過硬的專業(yè)基礎知識。對工程數(shù)學、流體力學、巖土工程、結構工程等都要有扎實的理解和較強的應用能力。
第三,還要有深入的專業(yè)知識。不論是從事鐵道工程、隧道工程、地下工程還是建筑工程,每一個工程師都要對所偏重行業(yè)有著先進的專業(yè)知識。只有這樣,才能使我國的土木工程事業(yè),走在世界的前列。
土木工程離不開實踐。因此,工程師要具備高超的實踐技能。譬如:制圖技能、計算機應用技能、工程測量技能和結構檢測技能等。
作為土木工程學院的本科學生,我會在大學四年的學習過程中,努力掌握好計算機語言與程序設計技能,珍惜每一個上機實習的機會,并在大學物理實驗、材料實驗和結構實驗中掌握一般結構實驗的基本方法,初步具備結構檢驗的技能,做好技術實習、課程設計,爭取在結構設計大賽中獲獎。
此外,工程師與科學家的不同在于不僅受到自然規(guī)律的制約,還會受到社會規(guī)律的約束。工程技術人員的的每個工程方案的完成都是某種“社會活動”,絕不可能靠一個人在房間里單獨完成。因此要有足夠的能力與社會打交道,遵循好社會規(guī)律。
在學習生活中,我將不斷提高自己的自學能力,從學習中提升工程能力,在學生工作中提升管理能力,逐步完善自己的知識結構,從中培養(yǎng)出科技開發(fā)能力并在表達能力和公關能力上多下工夫。
不過,這些技能還構不成一個真正有助于我國可持續(xù)發(fā)展的土木工程師。因為工程師最重要的是具備高尚的道德文化修養(yǎng)和思想品質。為了國家和民族的利益,獻身祖國的事業(yè)。為了國家的榮譽,能有強烈的競爭意識。具備唯物辨證的思想方法,有蹋實、嚴謹、苦干的工作作風。只有這樣,才能做一名合格的中國土木工程師。
我們還應看到,我國的土木工程事業(yè)與世界一流水平還有一定的差距。譬如國內(nèi)的不少高層建筑(包括上海的環(huán)球金融中心),其工程設計幾乎全部由國外承擔,鋼材幾乎全部從國外進口,工程總承包也大多由國外承擔,只有鋼結構制作與安裝等工作由國內(nèi)單位承擔。獲得完全自主的知識產(chǎn)權,實現(xiàn)工程建筑的國產(chǎn)化,趕超國際水平,需要我們青年一代去完成!
作為祖國未來的土木工作者,我將努力做到:
1.達好基礎,學好外語,承認不足,不甘落后,不斷在創(chuàng)新、質量和美學上下工夫。
2.提升自己的競爭意識,敢于參與國際大賽并獲得獎項;
3.工作結合我國國情,特別是考慮由于人口負擔過重造成的能源不足、水資源和耕地缺乏。特別注意不使西方發(fā)達國家在他們發(fā)展過程中由于當時對可持續(xù)發(fā)展認識不足造成的錯誤與嚴重后果在中國的大地上出現(xiàn)!
我將不斷提升能力,鼓足干勁,與其他同學一道,走出一條自主創(chuàng)新、可持續(xù)發(fā)展的有中國特色的土木工程發(fā)展之路,共同將我國的土木工程事業(yè)推向新的!
附錄:
參考資料:
《土木工程》(英)斯科特(Scott,J.S.)撰中國建筑工業(yè)出版社
《土木建筑文獻檢索與利用》肖友瑟主編大連理工大學出版社
《土木工程總論》丁大鈞,蔣永生編中國建筑工業(yè)出版社
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《土木工程學報》中國土木工程學會土木工程學報編輯部
《土木工程》中國土木工程學會科學出版社
《土木工程概論》上海交通出版社
《土木系統(tǒng)工程》機械工業(yè)出版社
《INTRODUCTIONOFCIVILENGINEERING》中國建筑工業(yè)出版社
聽課紀錄:
2007.09.19朱合華土木工程與土木工程師
2007.09.26劉西拉21世紀土木工程師的知識素質和能力
2007.10.10周順華鐵路的現(xiàn)狀與發(fā)展
2007.10.17陳以一建筑與結構
2007.10.24呂西林土木建筑工程中的高新技術
2007.11.07盧耀如地球、科學、人生
2007.11.14樓夢麟水利工程與水工結構
2007.11.21孫立軍交通運輸工程概況
2007.11.28范慶國現(xiàn)代施工技術
2007.12.05孫柏濤地震的研究與預防
2007.12.12項海帆國際橋梁與結構工程新進展
篇6
【關鍵詞】土木工程 高新技術 可持續(xù)發(fā)展
引言
工程材料的生產(chǎn)與使用、工程設計、工程施工、工程建成后的使用及報廢后的拆除等過程均要消耗大量的能源,并不斷產(chǎn)生廢棄物,這些問題都將對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大影響。因此,土木工程作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),我們既要大力發(fā)展,以滿足經(jīng)濟、社會發(fā)展的需要,又要注重環(huán)境保護、資源節(jié)約,推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
一、中國土木工程現(xiàn)狀
中國的土木工程建設從20世紀50 年代起一直沒有停過,且發(fā)展很快,尤其在改革開放20年間發(fā)展極為迅猛,幾乎整個中國成了一個大的建設工地。新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路及橋梁、港口航道及大型水利工程在中國各地如雨后春筍般地涌現(xiàn),新結構、新材料、新技術大力研究、 開發(fā)和應用。發(fā)展之快、數(shù)量之巨、令世界各國驚嘆不已。然而,工程材料的生產(chǎn)與使用、工程設計、工程施工、工程建成后的使用及報廢后的拆除等過程均要消耗大量的能源,并不斷產(chǎn)生廢棄物,這些問題都將對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大影響。整個地球生態(tài)系統(tǒng)是人類賴以生存與發(fā)展的最根本的物質基礎。人類唯有在整個地球這個巨大的生態(tài)系統(tǒng)的支持,才能得以生存與發(fā)展。在任何一個正常的生態(tài)系統(tǒng)中,能茸流動和物質循環(huán)總是不斷地進行著,但在特定時期內(nèi),生產(chǎn)者、消費者和還原者之間都保持著一種動態(tài)的平衡,這就是生態(tài)平衡。生態(tài)平衡主要源于生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部固有的自動調能力(即反饋機制),而這種能力是有限的。人類在地球上繁衍利從事著一切活動。當人類的繁衍與活動超越生態(tài)系統(tǒng)的調節(jié)能力時,生態(tài)系統(tǒng)將失去平衡而發(fā)生崩潰,結果,環(huán)境會逐漸破壞,資源和能源會逐漸枯竭,生物會逐漸絕種,最終將危害整個地球,威脅人類的生存于按展。因此,人類的繁衍與活動不能超越生態(tài)系統(tǒng)有限的調節(jié)能力,人類的生存與發(fā)展只能在整個地球這個巨人生態(tài)系統(tǒng)的承載力(環(huán)境、資淵、能源及物種等)范圍之內(nèi)。所以土木工程的發(fā)展必須要建立在可持續(xù)發(fā)展的基礎上,而不能只顧眼前利益一味去搞發(fā)展。
二、可持續(xù)發(fā)展的提出
可持續(xù)發(fā)展是一種全新的價值觀念,它既不是單純經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展或社會持續(xù)發(fā)展,也不是單純的自然生態(tài)持續(xù)發(fā)展,是以人為中心的“自然一社會一經(jīng)濟”復合系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展?!翱沙掷m(xù)發(fā)展”一詞在國際上最早出現(xiàn)于1980年國際自然與自然資源保護聯(lián)盟、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和世界野生生物基金聯(lián)合發(fā)表的《世界自然資源保護大綱》。1994年3月,中國政府編制了《中國2l世紀議程――中國2l世紀人口、資源、環(huán)境與發(fā)展白皮書》,首次把可持續(xù)發(fā)展列入我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的長遠規(guī)劃,標志著中國政府對可持續(xù)發(fā)展理論和戰(zhàn)略的確認和對全球可持續(xù)發(fā)展的參與。在近年的經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展中,不僅僅在自然資源的保護方面提出了可持續(xù)發(fā)展,在人才的培訓領域、使用領域可持續(xù)發(fā)展的綠色建筑在設計上更加追隨自然,提倡應用可促進生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán),不污染環(huán)境,高效、節(jié)能、節(jié)水的建筑技術和建筑材料。可持續(xù)發(fā)展不等同于持續(xù)增長(如生物種群數(shù)量的指數(shù)增長),因持續(xù)增艮會受到資源、空間等的限制,遲早會崩潰,這種持續(xù)增氏的發(fā)展是不可持續(xù)的??沙掷m(xù)發(fā)展也不等同于單一因子的發(fā)展(如所謂鋼產(chǎn)量或糧食產(chǎn)量的持續(xù)增長),而是謀求實現(xiàn)人口、社會、經(jīng)濟、環(huán)境和資源協(xié)調發(fā)展的一種新型發(fā)展模式。可持續(xù)發(fā)展對于發(fā)達國家和發(fā)展中國家同樣卻是必要的戰(zhàn)略選擇,但是對于像中國這樣的發(fā)展中國家,可持續(xù)發(fā)展的前提是發(fā)展。中國口前還在沿襲傳統(tǒng)的非持續(xù)性的發(fā)展模式,必須迅速地扭轉這種被動局面?!吨袊?1吐紀議群》構筑了一個綜合性的、長期的、漸進的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略框架和相應的對策,是中國走向21世紀和爭取美好朱來的新起點。盡管“可持續(xù)發(fā)展”一詞的精確定義目前尚術十分明朗,其概念與理論還有待進一步研究和發(fā)展,但這一詞語一經(jīng)捉山即在世界范罔內(nèi)得到認同,并引起了巨大的反響。這一現(xiàn)象充分說明了人類對自身走過的發(fā)展道路的懷疑平u否定,對今后發(fā)展道路和目標的憧憬和向往。從總體上看,人類還未真正走上可持續(xù)芨展之路,但應當深信,在可持續(xù)發(fā)展思想和觀念的指引下,人類必將逐漸從工業(yè)文明社會跨入一個新的、更高層次的文明社會。
三、土木工程與可持續(xù)發(fā)展
在土木工程的各項專業(yè)活動中都應考慮可持續(xù)發(fā)展??沙掷m(xù)發(fā)展的綠色建筑在設計上更加追隨自然,提倡應用可促進生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán),不污染環(huán)境,高效、節(jié)能、節(jié)水的建筑技術和建筑材料。它是節(jié)能環(huán)保型的,注意對垃圾、污水和油煙的無害化處理或再回收,充分考慮保護周邊環(huán)境,包括:施工中采用新的施工技術和無污染的建筑材料,盡量減少對建筑工地周圍樹木、植被、土地的破壞。當然,我們應特別注意工程建設中土地的節(jié)約。在建設工作中應重視,變廢為寶,如:粉煤灰利用,用廢橡膠筑路、碎玻璃制磚等等。土木工程人員在努力減少建筑垃圾和廢料產(chǎn)生的同時,還應重視廢建筑材料的利用,如:廢混凝土、廢磚石經(jīng)回收加工,可用作要求不高的地面材料或填充料,也可用于筑路或重新制磚。同時,在工程建設中應特別重視各項土木工程的使用壽命,使之盡量延長。在向海洋拓寬,建人工島 造海上城市時,也應注意可持續(xù)發(fā)展 要改進排污出口,不要把海洋當成垃圾桶,在土木工程活動中,一定要注意節(jié)約用水。水是一切生命之源。由于中國人口的持續(xù)增長,且人口基
數(shù)特大,加上工業(yè)的快速增長,經(jīng)濟的高速發(fā)展后,不少地區(qū)的淡水資源逐漸地遭受破壞,甚至污染加重缺水,水荒開始出現(xiàn)。因此,一方面,要節(jié)約用水,特別在大量用水的工程建設中,要努力減少水的消耗量;另一方面 要注意水的二次利用。以滿足人口增長和經(jīng)濟發(fā)展的需要。
3.1土木工程材料的可持續(xù)發(fā)展
簡述土木工程材料的發(fā)展現(xiàn)狀,指出生態(tài)建材是未來土木工程材料的發(fā)展方向:闡明生態(tài)建材的特性及研究意義;介紹生態(tài)建材的研究進展,即從采用高新技術研制與開發(fā)生態(tài)建材、采用傳統(tǒng)工藝利用固體廢棄物研制生態(tài)建材以及采用新工藝利用固體廢棄物開發(fā)生態(tài)建材;并單獨對土木工程中應用廣泛的鋼材和混凝土的生態(tài)化問題進行介紹,為土木工程設計、施工階段的材料合理選用提供參考。
3.2土木工程設計階段的可持續(xù)發(fā)展
分別從初步設計階段、技術設計階段以及施工圖設計階段三個方面對土木工程設計階段的可持續(xù)發(fā)展問題進行討論。初步設計階段,要根掘建設任務,進行全面的調查研究,協(xié)調好各種功能的要求,在一定的投資數(shù)額范圍內(nèi)將結構作的更好,在盡可能多得使用新型綠色高性能工程材料的前提下做到材料的供求平衡,詳細了解工程建設范圍內(nèi)所有可能涉及的環(huán)境及地質水文問題,預見后續(xù)工作可能發(fā)生的結構、設備、動力及施工等各方面的問題,最終確定擬建工程的具體方案;技術設計階段,要協(xié)調各有關工種之間的關系,使各工種之間能夠密切配合,協(xié)調編制出擬建工程所需的各有關工種的相關文件;施工圖設計階段,新型材料的采用以及研究方法的革新導致現(xiàn)有規(guī)范落后于時代的發(fā)展,要求我們及時對現(xiàn)行規(guī)范進行統(tǒng)籌修訂工作;研究開發(fā)優(yōu)化設計軟件并積極開展優(yōu)化設計工作,以使工程結構真正的達到“安全、經(jīng)濟”。
3.3土木工程施工階段的可持續(xù)發(fā)展
闡述土木工程施工階段可持續(xù)發(fā)展的五大原則,即減少場地干擾、尊重基地環(huán)境;施工結合氣候;節(jié)約資源(能源);減少環(huán)境污染,提高環(huán)境品質;實施科學管理、保證施工質量?;谠撛瓌t,描述我國施工階段可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)狀,并提出推進我國施工階段可持續(xù)發(fā)展的一系列具體做法。
3.4土木工程使用與拆除階段的可持續(xù)發(fā)展
討論土木工程使用與拆除階段存在的問題以及可采取的可持續(xù)發(fā)展對策,即降低人為的能源消耗、提高資源的利用率、創(chuàng)造良好的使用環(huán)境、應對自然因素影響的工程腐蝕現(xiàn)象、做好土木工程結構的健康監(jiān)測工作、加強結構的維護保養(yǎng),延長結構的生命周期、制定周密的拆除計劃、控制建筑拆除對環(huán)境的影響,對拆除廢棄物進行綜合利用等。上述對土木工程可持續(xù)發(fā)展問題的討論是建立在現(xiàn)有的理論研究和工程應用水平之上的,且由于作者水平有限,只能對該戰(zhàn)略問題提出一些概念性的看法,其中必定存在許多不足和有待改進的地方,因此,有待于在后續(xù)工作中的深入研究及應用。
四、結論
土木工程使用與拆除階段涉及到大量能源的消耗、大量廢棄物的產(chǎn)生、外界人為和自然因素對結構的性能不斷產(chǎn)生影響使結構的健康狀況不斷下降,拆除階段的噪聲污染和廢棄物的產(chǎn)生對結構周邊環(huán)境產(chǎn)生影響等多方面的問題,實施使用與拆除階段的可持續(xù)發(fā)展思想在工程使用階段的應用,對促進土木工程可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。降低人為的能源消耗、提高資源的利用率、創(chuàng)造良好的使用環(huán)境、應對自然因素影響的工程腐蝕現(xiàn)象、做好土木工程結構的健康監(jiān)測工作、加強結構的維護保養(yǎng),延長結構的使用年限、制定周密的拆除計劃、控制建筑拆除對環(huán)境的影響,對拆除廢棄物進行綜合利用,對于土木工程可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略來說,具有明顯而深遠的意義。
參考文獻:
[1]東南大學.土木工程結構創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展國際會議會議報告。
[2]呂志濤.新世紀我國土木工程活動與預應力技術的展望[J].東
篇7
【關鍵詞】土木工程 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢
引言
土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀中國的土木工程建設在近年來,發(fā)展極為迅猛,發(fā)展之快,數(shù)量之巨,令世界各國驚嘆不已,幾乎整個中國成了一個大的建設工地?,F(xiàn)代建筑技術不斷朝著規(guī)?;?、自動化、復雜化與多樣化的方向發(fā)展,各種新的設備、新的技術以及施工工藝不斷涌現(xiàn),土木工程在改革開放的刺激下迅猛發(fā)展,取得了不少成就,下面將介紹一下土木工程的現(xiàn)狀并對未來的發(fā)展前景進行展望。
1、土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1土木工程建設取得巨大發(fā)展成就
我國的土木工程建設從2O世紀5O年代起一直沒有停過,且發(fā)展很快,尤其在近年來,發(fā)展極為迅猛,幾乎整個中國成了一個大的建設工地。直到17世紀70年代生鐵應用、以及隨后熟鐵應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世紀中葉以后,出現(xiàn)了鋼筋混凝土這種新型的復合建筑材料,其中鋼筋承擔拉力,混凝土承擔壓力,發(fā)揮了各自的優(yōu)點。20世紀初以來,鋼筋混凝土廣泛應用于土木工程的各個領域。同時,發(fā)展高新技術對土木工程提出了更高的要求與標準,比如:海洋采、煉及貯油事業(yè)的發(fā)展需要建造多功能的海洋工程,核工業(yè)的發(fā)展需要建造安全度極高的核反應堆與核電站,微觀世界的研究需要建造技術要求極高的加速度工程。在土木工程的長期實踐中,人們不僅在房屋建筑藝術取得了卓越的成就;而且對其他工程設施,也通過選用不同的建筑材料,配合自然環(huán)境建造了許多在藝術上十分優(yōu)美、功能上又良好的工程。預應力混凝土結構的抗裂性能、剛度和承載能力,大大高于鋼筋混凝土結構,因而用途更為廣闊。
1.2新型建筑材料的開發(fā)與應用
隨著高標號的水泥大量生產(chǎn),各種高強度、快硬、復合以及節(jié)能輕質的混凝土不斷的進行開發(fā)研制,鋼化玻璃、涂層玻璃等都在土木工程領域得到長足發(fā)展,建筑業(yè)和建筑物本身正在成為許多新技術的復合載體。而超高層和超大跨度建筑、特大跨度橋梁及作為大型復雜結構核心的現(xiàn)代結構技術則成為代表一個國家建筑科學技術發(fā)展水平的重要標志。所有這一切都說明在土木工程中越來越體現(xiàn)了技術與創(chuàng)新的作用,誰能在世紀之交把握住土木工程學科的發(fā)展趨勢,作為土木工程領域的一個重要突破,目前已經(jīng)在鋼筋混凝土中的加固起到很大的作用,并且取得了非凡的成果,我國在這一領域取得了非常矚目的成就。
1.3預應力技術的應用
我國的預應力技術經(jīng)過三十幾年的發(fā)展已經(jīng)達到了一個新的高度,在跨度大、柱網(wǎng)大以及開間大的多層和高層建筑中,預應力技術得到廣泛的應用。在建筑大跨度公共建筑、會議展覽中心等結構中都需要預應力技術,對于各種新的建筑工程來說,預應力技術有其特有的優(yōu)勢。對于解決路面混凝土開裂、縮縫減少等方面,都有著非常良好的應用前景。作為海洋工程建造的重要材料,預應力混凝土具有較高的抗裂性以及較好的耐久性,在各項海洋工程中可以發(fā)揮其重要的效能。對于舊建筑的加固改造、拆除以及加層中都有著非常廣泛的應用。
1.4結構設計更加完善
當前土木工程設計中風荷載以及地震荷載正在成為主要的控制因素,更高、更長和更柔韌成為結構設計的發(fā)展趨勢,許多大型復雜結構體系的抗風抗震設計理念正在發(fā)生很大的轉變,對于特大跨度橋梁的結構體系設計逐漸成為熱點研究話題。城市地下空間是一個十分巨大而豐富的空間資源,如果得到合理開發(fā),其節(jié)省土地資源的效果是十分明顯的,另外工程實踐也表明.地下空間開發(fā)在我國一些大城市特別是沿海城市條件已基本成熟,而且是現(xiàn)代城市開發(fā)的必然趨勢。人們將會設計出更為優(yōu)化的方案進行土木工程建設, 以縮短工期、提高經(jīng)濟效益。環(huán)境工程。其次, 由計算機技術和力學的結合產(chǎn)生的新的計算理論和計算手段和新材料的結合。計算理論和計算手段的進步以及新材料新工藝的出現(xiàn),為結構形式的革新提供了有利條件。
2、土木工程未來發(fā)展趨勢
2.1空間上全方位開花
目前城市化進程不斷加快,人口急劇膨脹,城市規(guī)模不斷擴大,用地緊張、空間擁擠、交通堵塞等問題急劇惡化,城市病越演越烈,人們的居住環(huán)境產(chǎn)生了許多影響,對于社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展有著嚴重制約。因此土木工程未來的發(fā)展趨勢將逐漸向高空與地下發(fā)展,生存與生活的空間亟需拓展,作為城市發(fā)展的必然產(chǎn)物,高層建筑在數(shù)量上與高度上也逐漸加大,特別是地下空間近年來對于城市發(fā)展的作用越來越大,相比高層空間發(fā)展,對于地下基坑的開挖深度越來越大,而其發(fā)展也有著非常大的吸引力,由于城市地下空間的開發(fā)無需支付土地費用,并且作為資源非常豐富的空間,地下空間如果能夠合理的進行開發(fā),將會對土地資源起到非常顯著的節(jié)約作用。根據(jù)實踐證明,地下空間開發(fā)在沿海城市的技術發(fā)展已經(jīng)非常成熟,并且現(xiàn)代城市的發(fā)展已經(jīng)越來越重視地下空間的發(fā)展。
目前我國正開始向海洋拓展土木工程建造,如在黃埔江外灘的拓岸工程,人工島建造、圍墾以及拓岸工程都是有共通之處的,未來將會有許多像上海這樣的近海城市人工島出現(xiàn)。
2.2高性能材料的廣泛應用
高強性能、良好的塑性都是鋼材發(fā)展的方向,目前許多先進國家都已經(jīng)提高其屈服點,并且將其作為鋼材的規(guī)范,對于高強度鋼材的合理利用是未來土木工程發(fā)展的一個重要趨勢。高性能材料的開發(fā)利用以及各種材料的特性如何充分發(fā)揮,都需要采用復合技術以及多種特殊功能的復合材料。地方材料的充分利用、天然資源的合理保護,大量使用工業(yè)廢渣作為土木工程材料都是對于生態(tài)環(huán)境的一種有效保護措施。更加節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)技術被應用到建筑工程中來,各種對于人體有害的材料與顏料的使用率逐漸降低,產(chǎn)品可以不斷的進行循環(huán)與利用,減輕污染。
2.3建筑工業(yè)化
當前環(huán)境問題是一個全球矚目的熱點問題,而土木工程與環(huán)境工程也逐漸融為一體。城市綜合征、海水污染、水平線上升、沙漠化等都是與人類生存息息相關的話題,并且都與土木工程有著重要聯(lián)系。當前開發(fā)資源、民用建筑等人為作用的影響都會產(chǎn)生大量的耕地被破壞,人均占有土地的減少,許多工程建成以后都會對環(huán)境產(chǎn)生重大影響,為了有效的控制土木工程對人類生存環(huán)境的干擾,建筑也機械化的進程大大加快了步伐,在重點工程建設中建筑工業(yè)化已經(jīng)成為不可逆轉的趨勢。標準化與多樣化是當前建筑產(chǎn)品的一個重要趨勢,為了適應社會化大生產(chǎn)方式,采用更加專業(yè)、聯(lián)合的施工組織形式,推進新技術、新材料的應用,推廣新工藝的實施。
3、結束語
目前,我國在土木工程中一些領域已經(jīng)處于世界的領先地位了,但在土木工程的設計、施工和理論研究方面的總體水平與發(fā)達國家相比還有一定的差距。對我國土木工程建設的發(fā)展現(xiàn)狀.發(fā)展機遇和發(fā)展趨勢的分析,可以看出我國土木工程建設在未來的實踐中,將會取得更好 的發(fā)展。
參考文獻:
[1]丁苗苗,王軍.現(xiàn)代土木工程的特點與未來土木工程的發(fā)展[J/OL].城市建設理論研究(電子版),2015(03).
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土木工程是建造各類工程設施的科學技術的總稱,它既指工程建設的對象,即建在地上、地下、水中的各種工程設施,也指所應用的材料、設備和所進行的勘測設計、施工、保養(yǎng)、維修等技術,土木工程對對國民經(jīng)濟建設和人民生活具有重要影響,人類的一切活動都離不開土木工程。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、通訊、教育等各項事業(yè),都離不開土木工程。諸如工廠、礦井、鐵路、公路、橋梁、商店、住宅、醫(yī)院、學校、農(nóng)田水利等工程建設,統(tǒng)稱基本建設,都是土木工程的“用武之地”。是一門不斷發(fā)展的學科,土木工程的進步不僅為人類生產(chǎn)、生活提供了最基本的物質保障,而且大大地推進了相關科學和技術的進步。而土木工程施工是以各工種工程(如基礎工程、砌筑工程、鋼筋工程、模板工程、混凝土工程、結構安裝工程、防水工程、裝飾工程等)的施工技術為研究對象,研究主要工種工程的施工工藝和施工方法,以保證能夠選擇適合具體施工對象的施工方案和制定保證質量、安全的技術組織措施。
二、土木工程施工技術的特點
隨著經(jīng)濟和科學技術的發(fā)展,新材料、新結構不斷出現(xiàn),大規(guī)模、技術復雜的土木工程結構也越來越多,施工技術也相應隨之不斷發(fā)展。我國正處在經(jīng)濟高速發(fā)展時期,工程建設數(shù)量多,規(guī)模大,促進了我國施工技術的發(fā)展。由于土木工程的特點,決定了其生產(chǎn)組織與一般的工廠生產(chǎn)組織不同,每項工程都需要根據(jù)工程性質和特點,單獨進行施工組織,施工組織是否科學合理直接影響到工程項目的成敗,一般來說,土木工程施工具有如下特點:固定性和流動性:流動性包括施工隊伍的流動和在同一工程上工人在作業(yè)空間上的流動;多樣性和單件性:工程各不相同,完全一樣的工程幾乎沒有龐大性和協(xié)作性、綜合性:需要建設、設計、施工、監(jiān)理、材料供應商等多家不同單位配合協(xié)作完成;復雜性和易受干擾性:技術、管理復雜,易受氣候、周圍環(huán)境等外界因素干擾;投資大、生產(chǎn)周期長。
三、土木工程施工技術研究
3.1軟土地基施工與石方爆破施工
軟土地基施工特點:往往不能滿足承載力和變形能力的要求,施工時如果采取措施不當,往往會發(fā)生路基或建筑物地基失穩(wěn)或嚴重下沉,造成建筑物破壞或不能正常使用,需要進行加固,加固方法:換土墊層法、強夯法、振沖法、砂樁擠密法、深層攪拌法、堆載預壓法、化學法等;土石方爆破施工:適用環(huán)境:開挖時遇到巖石,施工現(xiàn)場地下障礙物的清除、舊建筑物和構筑物的拆除,施工的工序:打孔放藥、引爆、排渣;特點:施工費用低、效率高、有震動和粉塵危害,對舊建筑物、構筑物的拆除,還可以采用靜力破碎等配合施工工藝,是拆除在低震動、低粉塵、無公害的情況下進行。
3.2灌注樁施工與墩式基礎施工
1)灌注樁施工是在施工現(xiàn)場的樁位處用機械或人工成孔,然后在孔內(nèi)放入鋼筋籠、澆筑混凝土(或者直接澆筑混凝土)而成的一種施工方法,成孔工藝:干作業(yè)成孔、泥漿護壁成孔、套管成孔、人工成孔、爆擴成孔等。其特點:能適應地層的變化、施工時振動小、噪聲低、工藝要求較高、施工后混凝土需要養(yǎng)護且不能立即承受荷載。
3.3 工藝過程
2)墩式基礎是在人工或機械成孔的大直徑孔中澆筑混凝土(或者放鋼筋籠、澆筑混凝土)而成的大直徑基礎。目前,我國多用人工挖孔,故又稱為大直徑人工挖孔樁。墩式基礎特點:端部直接支撐在巖石或堅硬土層上,樁的強度和剛度都很大,有較大的承載能力。
3.4沉井基礎施工
沉井是由刃腳、井筒、內(nèi)隔墻等組成的呈圓形或矩形的筒狀鋼筋混凝土結構,多用于重型設備基礎、橋墩、水泵站、取水結構、超高層建筑物的基礎等,施工過程:施工時首先制作井筒,然后在井筒內(nèi)挖土,使井筒靠其自重沉入土中。井筒的最下端為刃腳,形狀如刀刃,在沉井下沉過程中使沉井切入土中。沉井的外壁為井筒,在下沉過程中起擋土作用,同時靠其自重可以克服筒壁與土之間的摩阻力和刃腳底部的土阻力,使沉井能在自重作用下逐步下沉。
3.5預應力混凝土工程施工
預應力混凝土結構的截面小、剛度大、抗裂性和耐久性好,能充分發(fā)揮鋼材和混凝土各自的性能,在土木工程中得到了廣泛的應用。其施工具體方法主要分為以下三種:1) 先張法施工:先張拉預應力鋼筋,然后再澆筑混凝土構件的一種施工方法主要施工過程是在澆筑混凝土構件之前,張拉預應力鋼筋并將其臨時錨固在臺座或鋼模上,然后澆筑混凝土構件,待混凝土到達一定強度、混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結力后,放松預應力鋼筋,借助混凝土與預應力鋼筋之間的粘結,使混凝土產(chǎn)生預壓應力。
2)后張法施工:是先制作混凝土構件后張拉預應力鋼筋的一種施工方法,要施工過程:先制作混凝土構件并預留孔道,待混凝土達到一定強度后,將預應力鋼筋傳入孔道,利用張拉機具張拉預應力鋼筋,然后用錨具將預應力鋼筋錨固在構件端部,最后進行孔道灌漿。
3)粘結預應力施工:是在后張法基礎上發(fā)展起來,要施工過程:采用表面有涂料、外面包有塑料套管的預應力筋,鋪設在模板內(nèi),然后澆筑混凝土,待混凝土到達設計要求的強度后,再進行預應力筋的張拉、錨固。
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關鍵詞:土木工程;發(fā)展趨勢;展望
中圖分類號: S969 文獻標識碼: A
1 引言
土木工程是一門將土木力學、工程地質學以及土力學基礎工程三者結合在一起,用于土木工程實踐的新學科。展望土木工程的發(fā)展,需要綜合考慮土木工程各個學科的特點,結合工程建設中對土木工程新的要求,以及其相關學科的發(fā)展對土木工程產(chǎn)生的影響。土木工程所研究的對象為土體和土木。土木在其形成的漫長歷史過程中,經(jīng)歷了各種各樣的地質作用,所以有著相當復雜的結構和力學性質。土體和巖體都存在著地域性的差異,所以不同地區(qū)的工程性質也存在著差異。土和土石的滲透特性、變形特性以及強度特性均需要通過試驗來測定。而由于在取樣和試驗過程中,都不可避免地改變了試樣的邊界條件、初始應力等,所以測試得到的結果難免存在誤差,因此不估計。土木與土的材料以及試驗特征,決定了土木工程這門學科的特殊性。土木工程學科是一門應用學科,在這門學科的運用中,想要得出滿意的結果,需要應用綜合的理論知識、室內(nèi)外試驗的檢測結果以及工程師的工程經(jīng)驗。土木工程學的發(fā)展是緊緊圍繞著土木工程中出現(xiàn)的巖土問題而發(fā)展的,國家建設的迅猛發(fā)展帶動了土木工程的大肆發(fā)展,進而推動了土木工程的的發(fā)展;同時由于計算機電子產(chǎn)業(yè)的興起,提高了土木工程的分析、計算、測試能力;新型材料和新型技術的出現(xiàn),推動了土木工程的技術革命。
2測試土木技術
在現(xiàn)代土木工程中,鉆探取樣是勘測巖土性狀的核心辦法,鉆探技術以及檢測技術隨著科技的進步已經(jīng)取得了長足的進步。在工程實踐中,運用高新科技實現(xiàn)鉆機以及試驗的智能化,盡可能節(jié)省時間、人力和物力,依然是土木工程施工的主要方向。
2.1 靜力觸探(CP T)
CPT 為一種電子的測試技術。試驗過程中先向土體內(nèi)壓入錐形探頭,分析土體對探頭反作用所引起的電阻率變化,進而求出側壁的摩阻以及錐尖的阻力,然后繪制出隨深度變化的相關曲線,根據(jù)此曲線精確地劃分出各地層,并計算各個地層的承載力和抗剪強度。這類試驗在計算樁的樁端反力和側阻力中精度很高。目前,靜力觸探向多功能發(fā)展,它不僅可以分層鑒別各土層,還可以測試土體的固結系數(shù),判斷砂土液化和震陷,估測土的抗剪強度、應力史、地基變形模量、單樁承載力。在新的 CPT 技術中,聲波遙感技術將會取代電阻應變,進而實現(xiàn)無電纜操作試驗。試驗的貫入深度將不會受到設備和地層的限制,并將目前的 4 大功能(貫入阻力、孔隙壓力、側壁摩阻和測斜)探頭變?yōu)椴煌δ艿奶筋^或者多功能探頭。
2.2 自鉆旁壓儀(P MT)
在原位試驗當中,邊界條件最為明確的一類試驗就是自鉆旁壓儀(PMT),但是其試驗成果卻很難應用于實踐。近年來,由于電腦自動化控制與微處理器的發(fā)展,以及臨界狀態(tài)土力學的漸漸成熟,使 PMT試驗的成果分析有了新的發(fā)展;自鉆旁壓儀和智能化鉆機組合,在試驗中克服了深度的限制;遙感技術的發(fā)展使得后期數(shù)據(jù)處理能夠自動完成。
2.3 標準貫入試驗(S P T)
目前,在國際上最常用、應用最廣的勘探及原位試驗仍是標準貫入試驗。到目前為止,SPT仍是在世界上地震和震陷液化發(fā)生地區(qū)積累最多經(jīng)驗的原位試驗,所以,評定液化和震陷最為權威的試驗是標準貫入試驗。標準貫入試驗中,采用智能化鉆機在標貫取樣和控制自由落錘的沖擊能方面得到更好的發(fā)展,使得試驗數(shù)據(jù)更加準確。
2.4側脹儀(DMT)側脹儀也稱為應力鏟或者扁鏟。側脹儀可以更加快捷、經(jīng)濟、準確地測定土力學的各個重要參數(shù),此方法已被列入歐洲、美國的規(guī)范。側脹儀可用在確定不排水剪切強度 CU(黏土)、約束模量 M(黏土和砂土)、確定土的分層、計算沉降量、控制壓實密度等試驗中,也可以測定黏土的側壓力系數(shù)和超固結比、模擬側向荷載下樁的荷載-位移曲線、判斷砂土液化程度,還可以得到黏土的滲透系數(shù)和固結系數(shù),確定黏土斜坡中滑移面的位置。
3 土木工程的研究方法
土木工程作為土木工程的分支,已經(jīng)廣泛涉及到了各行各業(yè),研究土木工程學的方法也是多種多樣的。
3.1 分析土木工程的可靠度
設計地基基礎時,一般設計方向是采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)的設計方法。而由于土木工程學本身的特殊性,此類設計在土木工程應用技術上還存在著許多未能解決的問題。目前,結合土木工程的自身特點,進行土木工程問題的可靠度分析的理論研究,實現(xiàn)了地基基礎設計方法與上部結構設計方向的統(tǒng)一。
3.2 沉降的設計理論
建(構)筑物的地基一般需要同時滿足其極限承載力和小于變形沉降量的要求。有時滿足承載力的要求后,可不驗算其沉降量和變形量,這基本有以下兩類情況:一類是對變形量沒有嚴格的要求;另一類是在滿足承載力之后,沉降量很小,可不驗算。建筑物若建造在深厚的軟黏土地基基礎上,控制沉降量與差異沉降量是設計的關鍵。軟土地基上的大部分工程事故都是由建筑物沉降所引起的,加固沉降需要加大投資,所以,合理的設計方案不僅可以控制建筑物的沉降,而且可以有效節(jié)約工程成本。
3.3 基坑工程中圍護體系的變形與穩(wěn)定
建筑技術不斷進步,使得對地下工程的要求逐步增高,深基坑工程量也隨之增加,在工程中,基坑穩(wěn)定性和變形非常重要。計算變形與穩(wěn)定性需要著重注意以下方面:圍護結構的優(yōu)化設計、土壓力的計算、圍護結構的變形、圍護體系的形式和基坑開挖時對周圍造成的影響等?;庸こ淌且粋€非常系統(tǒng)的工程,要同時考慮到土的變形、滲流和穩(wěn)定這3方面的問題,結合土體和結構的協(xié)同合作,作為一個綜合性問題來進行考慮。
3.4復合地基
復合地基是指在處理天然地基的過程中,置換或增強部分土體,又或在天然地基中加入一些材料,因此,加固區(qū)是增強體和天然地基兩部分共同組成的地基。科學技術的迅速發(fā)展,使得復合地基也得到了很多的技術支持,出現(xiàn)了各類型組合形式。根據(jù)增強體的方向,復合地基可分為豎向和水平兩大類,同時由于荷載的傳遞機理,豎向復合地基又可分為剛性樁復合地基、柔性樁復合地基和散體材料樁復合地基。
3.5 土木工程的發(fā)展
土木工程的發(fā)展基礎是技術創(chuàng)新,新技術的開發(fā)帶動工程施工工藝的改進,可以進一步提高施工的質量,拓寬土木工程的涉及范圍,土木工程學科的生命力也得到了加強。在不斷發(fā)展新技術的基礎上,應該特別重視以下幾個特殊土木工程問題的研究:越海越江地下隧道中巖土方面的工程問題;水庫區(qū)域由于水位的變化引起的山體邊坡上的問題;超高層建筑要求的超深基礎中的巖土問題;大型地下工程中土體變形、破壞問題等。
篇10
關鍵詞:土木工程;招標;投標;制度
1招標投標制度實施的必要性
招標投標制度實施有助于降低土木工程建設成本,有助于提高所投入資金的有效利用率,還有助于制約各式各樣的違法犯罪行為。實施土木工程的招標投標可縮減社會平均勞動消耗水平,實現(xiàn)對工程成本的有效控制,使土木工程建設成本進一步趨于合理化。嚴格落實土木工程招標投標制度,可促進土木工程建設市場中招標人與投標人的自由選擇,投標人的自由競爭,進一步促進形成良性競爭的局面,縮減成本,提高生產(chǎn)效率;嚴格落實土木工程招標投標制度還可促進規(guī)范價格行為,實施招標投標制度是反映土木工程市場定價的一項價格體制,而實施該制度最顯著的表現(xiàn)即為投標人相互間產(chǎn)生激烈且正當?shù)母偁幮袨椋摲N積極的市場競爭,其在價格競爭層面可得到直觀體現(xiàn),而在價格競爭過程中,形成良性的循環(huán),可進一步縮減工程價格,促進提高投資效益[1]。
2土木工程招標投標中存在的主要問題
2.1土木工程招標中的問題
其一,未制定科學完備的工程量清單及土木工程技術規(guī)范說明書。工程量清單是土木工程招標人提供在土木工程招標文件中,依據(jù)實際工程量計算方式對土木工程各個建設部分開展計算,并將各個分項工程量羅列出來的詳細清單。作為招標文件中必不可少的一部分,工程量清單不僅可為招標人在編制工程制價過程中提供有力依據(jù),還可通過對土木工程的全面劃分,為投標人在競價過程中提供有效參考,并促進專家人員開展評審?,F(xiàn)階段,我國工程量清單編制能力較為有限,受設計圖紙不詳細、標注不明確、項目特征描述不清等影響,往往會使中標人與業(yè)主相互間引發(fā)糾紛,使業(yè)主面臨極大的投資風險。其二,存在標底招標的不足。通常而言,在招標過程中標底嚴格保密,不對外公布,作為招標人對工程造價的期望值,標底并非招標文件的組成部分,而是提供給業(yè)主在評標過程中參考使用的。然而,標底的出現(xiàn)會使得大多數(shù)投標單位試圖獲取標底,以確保自身報價盡可能接近底價而中標,顯然這會助長“不正之風”。其三,招標文件評標辦法不合理。我國部分地區(qū)尚未構建起一套科學完備的評標辦法,僅僅是以招標人資格審查獲準后,然后以招標報價在評價基準值以上為前提,篩選投標報價相對低的若干名投標人,并由低到高逐一篩選出中標候選人。一些中小型城市存在專業(yè)化人才不足、評標專家?guī)鞂<揖C合素質偏低的問題,由此對評價質量造成不利影響,進而影響土木工程招投標工作的有序發(fā)展。
2.2土木工程投標中的問題
其一,投標人違法投標。投標人可得到土木工程項目與否,很大程度上影響著企業(yè)的生產(chǎn),因而受利益驅使,一些投標人會借助不當手段進行投標,對招投標市場有序運行造成不利影響,更有甚者會出現(xiàn)不法行為,諸如投標單位相互間事先串通,損害招標人利益,還有一些投標單位相互間達成協(xié)議,輪流中標或利用資質展開圍標、串標,使招標投標作用難以得到有效發(fā)揮,對招投標市場發(fā)展造成不利影響。其二,投標人投標缺乏目的性。一些投標單位在得到投標信息后,未制定科學合理的投標對策,缺乏對招標文件的深入分析,未透徹研究招標文件中涉及的資質條件、技術要求、質量要求、施工期限等內(nèi)容,投標行為不夠針對,導致難以中標。還有一些投標單位故意低價中標后,在土木工程施工中通過種種手段要求業(yè)主追加預算,或者故意拖延工期,以達到變更工程追加投資,加大利潤空間的目的。還有一些中標單位中標后擅自將工程項目轉包、分包給不具備資質的施工單位。
3完善土木工程招標投標制度的有效策略
3.1推行招標人終身負責制,解決虛假招標問題
當前招標人與工程項目不存在實際利益關系,因而在招標過程中工程質量的優(yōu)劣及建設價格均與招標人無關,招標人員僅負責招標該項工作,從而給施工方創(chuàng)造了進行不法行為的機會。招標可靠性不足,虛假招標屢見不鮮,而上述情況還存在進一步發(fā)展的趨勢。為了切實解決此方面問題,對于招標人、負責人而言,可嘗試對工程質量推行終身負責制。如此一來,可制約虛假招標的出現(xiàn),對于在設計使用年限中的土木工程,倘若在設計、結構設計等方面出現(xiàn)相關問題,則應追究設計方的責任;倘若土木工程質量方面出現(xiàn)相關問題,則應追究施工方、監(jiān)理方的責任,尤其是追究項目經(jīng)理及項目組相關人員的責任,如此必然可實現(xiàn)對招投標過程中虛假現(xiàn)象的有效控制,并切實杜絕土木工程中的腐敗現(xiàn)象,確保土木工程的質量[2]。
3.2構建健全招投標管理制度
為構建招投標規(guī)章制度,營造良好的招投標市場環(huán)境。首先,應完善評標方式方法?,F(xiàn)階段,我國在實際招標中評標方法不完善,未構建獨立的評標方法,在實際評標中太過關注價格,而缺乏對質量的有效重視。在實際評標中,不僅要關注價格的高低,還應提高對質量、安全等方面的關注度,促進土木工程項目的有序開展。其次,提高招標流程的規(guī)范性。提高進場交易的規(guī)范性,將各工程項目均納入有形建筑市場交易。依托打造有形市場,整治土木工程市場中的混亂現(xiàn)象,并促進形成良性競爭的局面,打破地域及行業(yè)保護格局,有效減少串標、陪標等現(xiàn)象。在實際招投標制度管理中,還應構建一套健全的監(jiān)管制度,針對招投標中存在的一系列問題,廣大企業(yè)、群眾可及時反映,開展針對整改,進一步促進土木工程招投標工作的有序開展[3]。
3.3有效發(fā)揮招標投標管理機構的宏觀管理職能
首先,嚴格依據(jù)法定職權及程序,對招標投標活動開展全面環(huán)節(jié)的監(jiān)督管理。與此同時,尤其要加大對招標公告公布、評標辦法制定等的監(jiān)督管理力度,堅決杜絕政府部門、個人對招標投標活動進行干預,防止腐敗現(xiàn)象的發(fā)生[4]。其次,配合相關執(zhí)法部門開展執(zhí)法檢查,加大執(zhí)法力度。推進市場主體不良行為與評標工作的有效結合,以實現(xiàn)對失信者的有效制約;同時,依托設置投訴舉報查處招標投標中違法不當行為,達到監(jiān)督管理的目的。通過執(zhí)法檢查對違反制度、破壞制度的行為予以及時發(fā)現(xiàn)與改進,督促主管部門加大管理力度,使土木工程招標投標活動越來越規(guī)范,真正意義上確保土木工程建設的綜合效益。