试论土木工程现状及未来发展.docx

试论土木工程现状和未来发展
郑爽
（中南大学土木工程学院1114班1208111420号）

内容提要：许多国家的经济起飞和现代科学技术的迅速发展为土木工程的进一步发展提供了强大的物质基础和技术手段，开始了以现代科学技术为后盾的土木工程新时代。本文分析了目前土木工程的建设成就和建筑材料、结构型式、设计理论等方面的研究与应用现状；对土木工程的发展方向和新材料、新技术的开发与应用等方面进行了讨论。提出应该加强土木工程各学科间讨论，促进土木工程的更大发展。

关键词：土木工程、现状、发展。

一． 我对土木工程的现状看法
刚开始进入大学的时候，我还不知道土木工程是什么，它包括哪些内容等等。我在高中的时候，我一直认为土木工程无非就是盖房子、修路修桥什么的。在大人们的谈话中总能听到一些关于建筑的东西，时间久了觉得盖房子是一件很有意思的事情。并且我知道，不论人们的衣、食、住、行，首先就是要建设，建设是一切的基础。所以在报志愿的时候，就选择了土木工程专业，原因很简单，土木工程是世界永远的主角，而且我喜欢。经过对土木工程概论的学习，我对土木工程有了初步的了解。土木工程是一门范围广阔的综合性学科。如今，土木工程主要包括基础工程、建筑工程、交通土建工程、桥梁工程、港口工程、地下工程、水利水电工程、给排水工程等。土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌，因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。
经过第二次世界大战以后，许多国家的经济得到了巨大的发展，现代科学技术也迅速发展着，从而也为土木工程的进一步发展提供了物质基础和技术手段，土模工程也开始了以现代科学技术为后盾的新时代。经过整理我得出了在这一时期的土木工程只要具有如下的特点：
1. 功能要求多样化
近代的土木建筑工程已经超越了原本意义上的挖土建房、架梁为桥的范围。公共建筑和住宅建筑要求周边环境、结构布置与水、电、煤气、供应相结合，室内温、湿度调节控制等与现代化设备相结合，而不满足于仅要土木工程提供“徒有四壁”、“风雨不侵”的房屋骨架。由于电子技术、精密机械、生物基因工程、航空航天等高技术工业的发展，许多工业建筑提出了恒温、恒湿、防微振、防腐蚀、防辐射、防磁、无微尘等要求，并向跨度大、分隔灵活、工厂花园化的方向发展。
2. 城市建设立体化
随着经济发展和人口增长，城市人口密度迅速加大，造成城市用地紧张，交通拥挤，地价昂贵，这就迫使房屋建筑向高层发展，使得高层建筑的兴建几乎成了城市现代化的标志。城市在解决交通问题方面，光靠传统的地面交通已无能为力，于是一方面建设地下交通网，另一方面又修建高架公路网或轨道交通。现代化城市建设在地面、空中、地下同时展开，形成了立体化发展的局面。
3. 交通工程快速化
由于市场经济的繁荣与发展，对运输系统提出了快速、高效的要求，而现代化技术的进步也为满足这种要求提供了条件。现在人们常说：“地球越来越小”，就是运输高速化的结果。据不完全统计，全世界50多个国家和地区拥有高速公路，总长超过170000KM。铁路运输在公路、航空运输的竞争中也开始向快速化和高速化发展。第二次世界大战以后飞机的容量越来越大，功能越来越多，对此许多国家和地区相继建设了先进的大型航空港。这种大型的空中交通设施，对机场的导航系统，客货出入分流系统，故障紧急救援系统均有很严格的要求，要完成这样巨大的航空港建设没有现代化土木工程技术是不能实现的。
4. 工程设施大型化
为了满足能源、交通、环保、及大众公共活动的需要，许多大型的土木工程在第二次世界大战以后陆续建成并投入使用。因为有了现代化的施工技术，跨江河甚至跨海湾的大桥陆续建成。在隧道方面，近代开凿了许多穿过大山或越过大江、海峡的通道。目前世界上最长的山区隧道是瑞士的勒奇山隧道，全长33.8KM。在高层建筑方面，目前我国最高的建筑为上海环球经融中心大厦，101层，高492米。在高耸结构方面，加拿大多伦多电视塔，横截面为Y形，高549米，为世界之冠。在大跨度建筑方面，主要是体育馆，展览馆和大型储罐。为了满足日益增长的能源要求，海上采油平台，核发电站等也加快了建设速度。水利工程筑坝蓄水，对灌溉、航行、发电有许多利益。
综观土木工程历史，中国在古代土木工程中拥有辉煌成就，至今仍有许多历史遗存，有的已列入世界文化遗产名录。在近代土木工程中，进展很慢，这与封建时代末期落后的制度有关。在现代土木工程中，我国在近二十年来取得了举世注目的成就。以往在列举世界有名的土木工程时，只有长城、故宫、赵州桥等古代建筑，而现在无论是高层建筑、大跨桥梁，还是宏伟机场、港口码头，中国在前十名中均有建树，有的已列前三名，甚至第一名，这些成就为改革开放以来取得的成就。土木工程的发展可以从一个侧面反映出我国经济的发展，显示中华民族正在开始复兴，这一进程仅仅是开始。

二.我对土木工程未来发展的看法
世界正精力工业革命以来的又一次重大改革，这便是工业的迅猛发展，可以预计人类的生产、生活方式将会发生重大变化。航空、航天事业等高科技事业的发展，月球上已经留下了人类的足迹。地球上居住人口激增，目前世界人口将达70亿，土地资源日益枯竭，生态环境受到严重破坏。人类为了争取生存，为了争取舒适的生活环境，我们可以预计土木工程必将会有重大的发展。土木工程的未来至少向七个方向发展。
　 （一）高性能材料的发展
钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700n/mm2以上的钢材列人了规范；如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。
（二）计算机应用
随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善，计算结果将更能反映实际情况，从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设，以缩短工期、提高经济效益。
（三）环境工程
环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视，土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关，又无一不与土木工程有关。较大工程建成后对环境的影响乃至建设过程中的振动、噪声等都将成为土木工程师必须考虑的问题。
（四）建筑工业化
建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程，特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展，但是总的来说落后于其他工业部门，所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系，尽量实现标准化生产；要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制，采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式，同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。
（五）空间站、海底建筑、地下建筑
早在1984年，美籍华裔林铜柱博士就提出了一个大胆的设想，即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站。这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围随着地上空间的减少，人类把注意力也越来越多地转移到地下空间，21世纪的土木工程将包括海底的世界。实际上东京地铁已达地下三层：除在青函海底隧道的中部设置了车站外，还建设了博物馆。
（六）结构形式
计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现，为结构形式的革新提供了有利条件。空间结构将得到更广泛的应用，不同受力形式的结构融为一体，结构形式将更趋于合理和安全。
（七）新能源和能源多极化
能源问题是当前世界各国极为关注的问题，寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题。这也对土木工程提出了新的要求，应当予以足够的重视。
  此外，由于我国是一个发展中国家，经济还不发达，基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求，所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中，都应考虑可持续发展。这些专业活动包括：建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设，海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。
总的来说，土木工程将会在未来一段时间内得到迅速的发展。

[参考文献]:
1.《土木工程概论》，高等教育出版社。
2.土木工程的未来发展趋势,慧典市场研究报告网。