土木工程发展现况与未来发展空间

　　从人类发展的过程我们可以了解到，土木工程建设就是人类同自然在进行斗争的过程，然而与此同时土木工程建筑也获得了长足的发展与进步，土木工程建设这个行业在我国社会主义现代化建设过程中成为了国民经济发展的支柱性产业.随着科技进步和社会需求的不断提升，对建筑物面积、功能、形状等方面的技术要求越来越规模化、多样化和复杂化，对所采用的建材、设备、建筑构造技术和施工技术也一直在不断提高，建筑行业的节能、信息控制、生态化等技术也逐渐与建筑技术相结合而寻求多元化发展，形成了建筑行业新技术与新能源的复合载体.在现代化建筑行业，特大跨度建筑、超高层和超大跨度桥梁是大型繁琐布局的主要形式，这样一来，这种大型繁琐布局核心的现代结构技术也就成为了衡量一个国家建筑科学技术水平的重要标志.综上所述，技术进步和创新应用在土木工程中的同步发展在建筑行业的发展过程中发挥了至关重要的作用，只有了解了土木工程行业的发展趋势,才能够在现代社会经济的发展中开创出土木工程学科的新篇章.

　　1 土木工程的必要性

　　土木工程科目很庞大，它与生活是紧密相连的，其意义很大，历史长久，提升较快.当今社会是信息社会，力学的提升，建材的不断更换，土木工程技术领域的进步也在更加完善，突飞猛进.土木工程是一项综合式的艺术，包含了很多方面，有着社会性、实践性、综合性多个属性，同人类社会的成长密切相关，形影不离，对人类的发展做出了极大的贡献.到现今为止，土木工程可划分成建筑类、铁路类、道路类、桥梁类、结构给水排水类、港口类、水渠类、环境类等工程，不计其数，提升空间十分宽广，有着十分可观的未来.

　　就拿桥梁工程举例来说，随着桥梁工程类型的不断创新,主跨跨度的一次次突破，桥梁工程的发展取得了长足的进步，尤其是斜拉挢的复兴成为了桥梁工程发展的又一个闪光点.20 世纪首屈一指的桥梁代表作主要有日本的时石海峡大桥(1991m 悬索桥)、丹麦的海带桥(1624m 悬索桥)、多多罗大桥(890m 斜拉桥)、法国诺曼底桥(856m 斜拉桥)等等.

　　国内一大批大跨桥梁的建成标志着我国大跨度结构建筑技术达到了新的高度，跻身世界先进行列，这批大跨结构桥梁主要有：杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等.迄今为止，国内已建1000 米以上大桥 3 座、800m 以上大桥 8 座、600m以上大桥 15 座、400m 以上大桥 40 座，这些都证明了我国的土木工程建筑行业得到了长足的发展.

　　2 土木工程发展现况

　　如今,土木工程领域的研究热点主要汇集在高层建筑、结构设计、研发建造地下项目等工程中,使高层建筑建设进入了一个崭新的阶段. 与此同时，伴随着各种新设备、新技术、新施工方式，以及新工艺的不断涌现和实践运用，尤其是多种跨学科和自动化技术的广泛运用，人类进行的土木工程建筑所创建的面积不断扩大，所创建的高层建筑数量也在迅速增多,并且在高度层面上也在不断地提高,从而使中国在建设高层建筑领域内的科技水平也在不断进步并跻身世界领先行列，同时国内土木建筑行业在结构设计方面也实现了土木工程的可持续发展.在大多数情况下地震荷载和风荷载是影响设计结构的控制性元素,每项大型工程的复杂体系结构在抗震抗风等有关问题和设计原理方面都获得了人们的广泛关注.现今最普遍的课题便是探讨风荷载与地震荷载设计原理作用、大跨度大面积桥梁工程抗震和抗风体系结构设计等等.与此同时,以柔性结构来防御地震，这种以柔克刚想法进一步体现在控制结构震动技术方面的科学中,与现代震动技术相联系的一系列问题正逐渐向智能控制、自主适应和减震吸震等方向的技术不断拓展和开发，土木建筑行业最基本的结构检验和灾害控制等调研工作也正在进行且逐渐地强化.随着土木工程的跨时性进步，社会人口数目的不断增多,不同种类的空间资源也越来越短缺，为处理土地资源和空间资源的短缺问题,土木工程慢慢开始发展地下工程，对其进行开发和建设,且逐渐使其成为科学处理以上问题的有效方法.如今世界规模最大的地下街工程便是东京地下街,其深度是 100m 左右，而中国大多数的一线城市也渐渐构建了地铁服务体系并步入了具体的项目动工阶段，地下空间的建筑技术取得了非常巨大的进步和发展.现今，国内绝大多数城市地下空间工程建设的重点方式包括暗挖、明挖、盾构、盖挖、注浆、冻结和沉管法等等，此类技术也渐渐地步入了国际领域的先进行列，地下空间的建筑工程开发实现了实践环节的不断进步.土木建筑行业的技术提升同时也促进了预应力技术的普遍应用，其影响已扩大到大型预应力储液池、高层和多层建筑、斜拉桥和连续桥结构、堆栈、管桩、预应力地锚等多项预应力应用构造方面.同时预应力技术也渐渐成了大型公共建筑、开间住宅的重点使用技术,很好地处理了高、大、新、重建筑工程的建造设计问题,且展现出了独有性的影响力.

　　目前，国际上排名前 10 位的最高建筑有高382.2m 的马来西亚 PlzazRakya, 高 381m 的美国纽约帝国大厦，高 417m 和 415m 的原美国纽约世界贸易中心,高 452m 的吉隆坡石油双塔楼，高 442m的芝加哥 Sears 塔楼, 高 374m 的香港中环广场大厦,高 368.5m 的香港中国银行大厦,高 347.5m 的高雄 T&C 塔楼,高 346.3m 的芝加哥 Amoco 大厦及上海浦东金茂大厦.

　　通常来说,人们总是习惯于使用安全系数作为土木工程标准的客观评价,实际上，其仅仅是由精准性信息实现的定值所获取的,并未综合性地考虑到相关设计变量之中所包含的变异性,其特定的某一安全系数数值在各种项目工程中所代表的意义不一定相同.所以根据现实土木工程中所包含的很多不确定性，对其进行随机的可靠度衡量评估和力学解析也十分关键，也就是说土木工程应继续进行可靠度有关原理的应用探讨.

　　3 土木工程在未来的发展空间

　　3.1 土木工程虚拟技术将被大面积的应用

　　传统土木工程探索过程中人们仅仅能使用特殊的符号、平面图纸进行更多信息的传送，此类方式常被接收信息者的知识结构、行业经验等所束缚和阻碍.随着土木工程项目在新时代中复杂程度日益强化，这样的沟通方式变得更加困难，所以虚拟现实技术渐渐出现，并通过在工程建设中的大量、交叉交流创建了新的实践方式且开拓了其应用前景.虚拟现实技术的重点是把多媒体技术、电脑技术、传感技术和网络技术结合在一起，将抽象的符号和图纸科学地转变成人们的直观立体感受，是一种人机交互的新型科技，这种技术为人们创建了贴近实际、身临其境的仿真性的虚拟环境，人们就如同在现实世界之中一样. 在日后的土木工程领域中，这项技术的优势和特点不但会被使用在各类项目工程的投标招标领域中，也会通过仿真虚拟环境把施工方式和过程都良好地体现出来.同时它在设计结构中对施工、核算等复杂过程的仿真模拟也具备了良好的优势.可通过三维图形计算机技术来将可视化计算做完，通过改变设计参数的结果进行直观地观察，有助于缩减施工设计空间，选取更好的策划方案来获取最好的工期和最有用的能源，从而有效且精准地掌握土木工程的整体建造水准和质量.

　　3.2 建筑工业化

　　在中国改革开放后，快速提升的新型技术改善了建筑业的机械化水平，特别是在重点工程建造中获得了很大程度的提升.但不能否认的是，相比于其他的工业部门仍然停留在较为落后的阶段.所以建筑业的工业化是中国建筑发展的必然走向.应不断的拓展新建材、新工艺和新技术.同时应创建科学的能满足于社会化大生产方式和新时代社会需求的管理制度和科学体制，来实现区域化、专业化、统一化和跨领域的施工组织模式.

　　3.3 环境工程的进步

　　走进新世纪后，环境问题已逐渐成为了社会生活的主题，气候条件的变化更是给人们的生活工作带来了更大的影响. 为了更好地创建和谐社会，走可持续发展路线，土木工程和环境工程需要不断磨合和交互影响，努力形成一体整合发展.另外，我们已无法忽视的城市综合症、冰川融化、气候变迁、土地沙漠化以及各种环境要素的污染等问题都已成为与人们的生活水平和生存质量密切相关的负面条件，这些问题自然也同土木工程建设紧密相连.土木工程建造当中特别是大型甚至超大型工程建造对环境的影响都将成为土木工程师首要考虑且亟待解决的难题.

　　3.4 空间的开发运用

　　随着城市的快速进步，城市规模在持续增大，城市人口也在持续增多，大多数城市都面临着不同程度的生存空间拥挤、交通密集、用地短缺等一系列严重的问题，对人们的居住生活产生了很大的影响，同时也是现代城市可持续发展的最大阻碍.所以，为了处理好这一系列难题，土木工程的提升趋势也在逐渐向高空与地下发展. 按照不完全统计，中国现已建造了高于 20 层的高层建筑 10000 多栋，高于 100m 的建筑 500 多栋.通过不断地营建高层建筑，大大地缓解了人们的居住问题，更大幅度地使用了空间.

　　人们可通过建造高层建筑来利用高空空间，那是否能通过某个渠道来利用更大的太空空间呢？实际上早在 1984 年，美籍华裔博士林铜柱就勇敢地提出了在月球上加工水泥并创建混凝土构件来构建太空实验站的想法.虽然这一想法在现今的条件下很难实现，但这并不表示在不久的的未来就不会实现.这就是说，土木工程在往后的活动场所也许会超过地球的范围拓展至太空.

　　相比于高空，地下空间也是土木工程发展的远景之一. 城市地下空间也具备了很好的发展空间，一旦取得合理地研发，对于节省土地能源乃至减缓城市交通压力都有着不可估量的影响.因此，地下空间的开掘和应用，是现今城市开发的必然趋势.在中国的一些大型城市如北京、上海、广州等，都创建了相对完整的地铁干线，大大地舒缓了交通压力.

　　地下空间项目的开发和实现已在如火如荼的进行，现今世界最大的地下街是日本东京八重洲地下街，共 3 层,建筑面积 70km²；最深的地下街是莫斯科切尔坦沃住宅小区地下商业街，深度在 70~100m；最大的地下娱乐中心是苏格兰 Varis-su 市地下娱乐中心，战时可掩蔽 1.1 万人.与此同时，国内也有大约 20 个城市进行了地铁系统的规划和施工建设.

　　海底建筑也在快速增长，实际上，中国的香港澳门一直在推进填海造地工程，以此来扩大城市建设与工业生产用地，而日本的青函海底隧道的中部不但建立了车站，也建造了博物馆.

　　3.5 高性能新型建材的开发与使用

　　毋庸置疑，钢结构将是以后大型建筑结构的主流模式.与此同时，钢结构在强度、可塑性、韧性以及可焊性等方面的发展也取得了进步.以美、日、俄为首的很多国家已着手把屈服点高于 700N/mm²的钢材划入范例.高性能混凝土以及其它新式复合建材也会向轻质量、高强度、较好韧性与工作性能方向提升.如铝合金和玻璃纤维增强塑料的产生和应用，便是现今土木建材进步的良好典范.

　　总体而言，中国现今仍是一个发展中国家，即使土木工程取得了较快的发展，可是经济、基础设备等各方面条件都不能完全满足于人们的需求，所以中国土木工程在基础建设方面还是有很多问题亟待解决.能够预想的是，通过对中国土木工程现况以及发展方向的解析，中国土木工程建设在日后必将获得更好的发展.

　　参考文献：

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