浅谈土木工程的发展现状与发展趋势

沈建娣

摘要：随着社会的进步，人类文明的发展，人们对于各种建筑要求标准也呈现了多样化的需求，不仅要求样式美观、大气，地缘环境、室内舒适度等也被纳入了考虑条件，这也在很大程度上推动了我国土木工程业的长足发展，经过了多年的总结、研究，无论是结构力学分析还是结构设计的理论和方法以及结构的施工工艺，都取得了非常大的突破，促进了我国土木工程行业的进一步发展和完善。本文根据作者多年工作经验就土木工程的发展现状与发展趋势进行了简单的阐述。

关键词：土木工程；发展现状；发展趋势

前言

在我国的现代化建设中，土木工程业越来越成为国民经济发展的支柱产业。同时，随着社会和科技的发展，建筑物的规模、功能、造型和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化，所采用的新材料、新设备、新的结构技术和施工技术日新月异，节能技术、信息控制技术、生态技术等日益与建筑相结合，建筑业和建筑物本身正在成为许多新技术的复合载体。而超高层和超大跨度建筑、特大跨度桥梁及作为大型复杂结构核心的现代结构技术则成为代表一个国家建筑科学技术发展水平的重要标志。

1.土木工程的发展现状

1.1巨大成就

自从我国社会主义市场经济得到快速提高，改革不断推进以来，我国建筑领域的发展已然达到了一个全新的高度。其中，我国的建筑领域不仅具备了数量多的特点，同时更具备了高度高的特点。据相关统计，我国建筑楼房中，光是达到20多层的建筑就有上万栋，而面积超过100m的更是达到500栋之多。当前，上海浦东的金贸大厦是我国最高的建筑，其度高已经达到了420.5m，其高度甚至在世界上也可以排进前五名。

1.2新材料的开发与利用

当前，随着我国生产单位对高标号水泥展开大批量的生产，以及对钢纤维生产材料，还有玻璃纤维混凝土等具备着硬速快、强度稳定、节能等复合型混凝土的成功研制，以及成功开发出复合型墙体材料等，这些手段为土木工程带来了全新的发展，特别是就其结构模式、设计，以及技术等环节都取得了较大的突破。当前，我国相关科研人员已提出了对碳纤维布等加固材料的全新利用方案，其中利用这些加固材料对梁、板、柱展开加固的实验已然取得较大的成果，而这无疑是说明了我国在这一领域已取得极为巨大的成就。

1.3.预应力技术

自从八十年代以来，随着我国单个构件施工方式的预应力技术发展到其结构模式的新时代，其预应力技术以被施工人员广泛应用到一些具备着跨度大、空间大 等特点的建筑工程中。随着全新型预应力技术的广泛发展，其以慢慢成为高层建筑施工、大开间居民区建设，以及会展中心施工建设中的一项极为重要的技术了。而同时，在开展一些建筑施工时，其环节中的转换层结构，还有重型传力大梁等都会应用到预应力技术，因此可以说预应力技术是特重载荷工作中不可或缺的一项重要技术。

2、土木工程的发展趋势

土木工程建设，是作为社会文明建设的重要组成部分，在科技技术高速发展的推动下，呈现强劲的发展势头。

2.1大跨度高层建筑的发展与空间的开发

地球的居住面积是有限的，而随着我国城市化建设的不断推进，城市人口急剧增多，城市的居住面积将面临新的问题，造成了生活空间的拥挤与空间资源的紧张，对我国经济与社会的发展也有一定的制约性，那么怎样解决这个问题呢？这就需要在空间上进行更好的开发与利用，逐渐向高空与地下发展土木工程建设，来拓展更大的生存生活空间。高层建筑的增多与高度的增加，就是体現了这个问题。

并且，随着土木工程的发展，地下空间的开发也逐渐被人们重视起来，然而地下空间作为空间开发的有效途径是否能够得到可持续的发展，还是一个值得思考与研究的问题。因为，地下空间的利用一定会对生态环境造成影响，比如对地下水的流径造成影响，从而影响地表植被，或者是对地面建筑造成影响。

太空、沙漠方向的发展，笔者认为也是一种空间的有效利用。社会在不断发展，人类在不断进步，人类的不光仅仅是放在传统的空间上，而是转向了其他的空间。太空探索一直是人类向往并且努力研究、发展的方向。而我国陆地面积的30%以上都是沙漠，怎样将这些面积的沙漠空间有效利用的问题也是相当的迫切。

2.2开发与利用新材料

新材料的开发与利用将是土木工程一个重要的发展趋势。一个好的工程质量的保证，建筑材料是一个重要的方面。目前我国主要的建筑材料是钢材，以后钢材将朝着高性能的方向发展。其他的比如质轻、高强，并且韧性良好的材料的研究。由于建筑材料要长时间经受风吹、日晒、雨淋等，那么才材料的合理选用是非常重要的，既要考虑安全问题，又要注意耐用性能。而且，建筑材料更是工程造价的直接影响因素，所以经济方面也是必须考虑的。

2.3防震抗风减灾

当前，随着一些具备着超高层、跨度大、空间大等特点的复杂结构建筑的广泛兴建，使得这些建筑在结构设计上慢慢呈现出变长、变高等特点，而这些特点更加作为一种发展趋势延续多日后的工程建设当中。现阶段，在土木工程建设施工中，其风险荷载，还有地震荷载等因素已经渐渐成为了最初模式设计中的一项重要控制因素。所以，对于一些大型建筑的模式体系展开抗风险设计，以及对其中存在的一些问题进行分析与处理，这几点已慢慢成为当前施工人员与技术人员给予严格关注的话题。

2.4预应力混凝土材料及技术

对于工程混凝土的研制，应该对其做到强度不断提高，性能不断加强的发展目标。其中，对于一些免震混凝土，还有复合型混凝土应该在其工程施工的结构中得到相应的试用。

2.5信息化发展

我国新时代的奋斗目标，是用信息带动工业化进程。信息化建设就是利用计算机网络技术、信息处理技术等这些现代化手段，提高工程建设的进程，降低成本。在土木工程中，信息技术的广泛利用，可以有助于更高难度项目的实现。比如，对大体积混凝土结构的质量上的控制，对于大型机器设备的起吊装载等等。在将来的土木工程建设中，信息化技术的应用领域将越来越宽广。

2.6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。

2.7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。

3.土木工程的未来发展

地球上可以居住、生活和耕种的土地和资源是有限的，而人口增长的速度是不断加快的。因此，人类为了争取生存，土木工程的未来至少向五个方向发展：

3.1 向高空延伸

现在人工建筑物最高的为646m的波兰Gabin227kHz长波台钢塔，由15根钢纤绳锚拉。日本拟在东京建造800.7m高的千年塔，它在距海约1.25英里的大海中，将工作、休闲、娱乐、商业、购物等融于一体的抗震竖向城市中，居民可达5万人。中国拟在上海附近的1.6公里宽，200m深的人工岛上建造一栋高1250m的仿生大厦，居民可达10万。印度也提出将投资50亿建造超级摩天大楼，其地上共202层，高达710m。

3.2 向地下发展

1991年在东京召开的城市地下空间国际学术会议通过了《东方宣言》，提出了"21世纪是人类开发利用地下空间的世纪"。建造地下建筑将有效改善城市拥挤、节能和减少噪声污染等优点。日本于20世纪50年代末至70年代大规模开发利用浅层地下空间，到80年代末已开始研究50～100m深层地下空间的开发利用问题。日本1993年开建的东京新丰州地下变电所，将深达地下70m。目前世界上共修建水电站地下厂房约350座，最大的为加拿大的格朗德高级水电站。我国城市地下空间的开发尚处于初级阶段，目前已有北京、上海、广州等六个城市建有地铁，已开通的总长度达215公里；设有140个地铁站，北京地铁长度已达41.6公里。

3.3 向海洋拓宽

為了防止机场噪声对城市居民的影响，也为了节约使用陆地，2000年8月4日，日本大阪利用18亿立方围海建造的1000m长的关西国际机场试飞成功。阿拉伯联合酋长国首都迪拜的七星大酒店也建在海上，洪都拉斯将建海上城市型游船，该船将长804.5m，宽228.6m，有28层楼高，船上设有小型喷气式飞机的跑道、医院、旅馆、超市、饭店、理发店和娱乐场等。近些年来，我国在这方面也已取得可喜的成绩，如上海南汇滩围垦成功和崇明东滩围垦成功，最近又在建设黄浦江外滩的拓岸工程。围垦、拓岸工程和建造人工岛有异曲同工之处，为将来像上海这样大的近海城市建造人工岛积累了科技经验和准备力量。

3.4 向沙漠进军

全世界约有1/3陆地为沙漠，每年约有600万公顷的耕地被侵蚀，这将影响上亿人口的生活。世界未来学会对下世纪初世界十大工程设想之一是将西亚和非洲的沙漠改造成绿洲。改造沙漠首先必须有水，然后才能绿化和改造沙土。现在利比亚沙漠地区已建成一条大型的输水管道，并在班加西建成了一座直径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区，国际上正在研究开发使用沙漠地区太阳能淡化海水的可行方案，该方案一旦实施，将会启动近海沙漠地区大规模的建设工程。我国沙漠输水工程试验成功，自行修建的第一条长途沙漠输水工程已全线建成试水，顺利地引黄河水入沙漠。我国首条沙漠高速公路——榆靖高速公路已全线动工，其全长116公里。

3.5 向太空迈进

由于近代天文学宇航事业的飞速发展和人类登月的成功实现，人们发现月球上拥有大量的钛铁矿，在800℃高温下，钛铁矿与氢化物便合成铁、钛、氧和水气，由此可以制造出人类生存必需的氧和水。美国政府已决定在月球上建造月球基地，并通过这个基地进行登陆火星的行动。美籍华裔林铜柱博士1985年发现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钢筋混凝土配件装配空间站。预计21世纪50年代以后，空间工业化、空间商业化、空间旅游、外层空间人类化等可能会得到较大的发展。

4.结束语

对于土木工程的具体细节尚应包括使用功能的发展、结构性能的发展、可持续发展等一系列内容。例如在可持续发展方面，土木工程的使用材料在未来可能会采用污染少、更重复利用的材料，诸如纤维聚合物等；在结构的使用功能上，智能化建筑、仿生建筑将比当今的普通建筑会得到更大的发展空间，这两种建筑都是功能上以人为本、使用上方面舒适、耗资上既节能又可提高工程利用率；近年来，由于灾害的频繁发生，结构抗灾性能的提高已成为结构发展的首要课题，未来的土木工程可能不仅可以抗震、抗风，甚至可以抗暴、抗海啸、防火、防撞、防辐射等。土木工程当今的发展是人类智慧的成果，土木工程是为了人类存在而存在。坚持可持续发展道路，努力创新，土木工程定会走向新的高峰！

参考文献：

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