试论土木工程的现状与前景

摘要： 本文分析了当前我国多年来在土木工程建设方面的成就并对当前行业内的建筑材料、结构型式、设计理论等各个方面进行深入研究。在此基础之上对土木工程行业未来发展趋势以及行业内新兴技术的开发与应用提出了自己的见解。土木工程是一门古老的学科，了解它的发展历程和现状可以让我们更好的学好土木工程专业。本文就土木工程的发展现状进行深入的了解，并大胆预想土木工程的未来发展趋势。

Abstract： This paper analyzes the achievements of current civil engineering construction over the years in China and makes in-depth study on the building materials， structure type， design theory and other aspects of current industry. On this basis， the author proposes the views on the future trends of the civil engineering industry as well as the development and application of emerging technologies. Civil Engineering is one of the oldest subjects， to understand its history and current development status allows us to better learn the civil engineering. This paper makes civil-depth understanding of the development status of civil engineering and expected the future development trend.

关键词： 土木工程；现状；发展趋势；新兴技术；开发；见解

Key words： civil engineering；situation；development trends；emerging technologies；development；views

中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）25-0077-02

0 引言

土木工程的英文是Civil Engineering，直译是民用工程，它是建造各种工程的统称。它既指建设的对象，即建造在地上，地下，水中的工程设施，也指应用的材料设备和进行的勘测、设计施工、保养维修等专业技术。

我国的土木工程行业经过了近几十年的发展，无论是在工程实践还是结构设计，理论方法方面都取得了非常显著的成就和突破。特别是最近几年在高层建筑，大跨度结构方面取得的成就尤为突出。在取得这些成就的同时，土木工程领域内还有着很多更新更高的课题等待进一步开发。

1 我国当前土木工程行业的发展现状

土木工程是人类作用于自然环境的重要生产活动。随着经济的迅猛发展，城市的高楼大厦拔地而起，四通八达的公路贯穿各个省市，各种桥梁、水利工程坚如堡垒，土木工程业已成为国民经济的重要发展支柱。但是，随着人口急剧膨胀，高楼逐渐增多，城市规模不断扩大，土木工程的建设和发展问题，成为我们当今工作的重中之重。

1.1 我国土木工程历年来的建设成就。改革开放以来，我国土木工程建设行业一直保持着日新月异的发展速度，随着我国现代科学技术的不断发展，以及与世界先进建筑水平的不断拉近，以往那些只有在发达国家才会存在高层建筑，在我国各大城市得以不断的涌现。据不完全统计，当前我国高度超过100m的高层建筑已达500栋以上，200m以上的高层建筑超过50多栋，高度超过300m的超高层建筑也有20多栋。

另外我国基础建设的发展速度也同样举世瞩目。我国至今建成的公路里程达160万公里，其中高速公路达3万公里；我国铁路里程已达7.5万公里，全长1千多公里青藏铁路更是创造了世界海拔之最，施工难度最大的世界施工奇迹，与日本的时石海峡大桥，丹麦的海带桥，法国的诺曼底大桥一道载入人类建筑史册。

1.2 当前新型建筑材料的研发及实际应用情况 高新建筑材料的运用引发了土木工程行业结构形式，设计理念以及施工技术的重大变革。其主要体现为钢纤维在高标号水泥的大量应用，玻璃纤维混凝土，高聚合物浸渍混凝土等为代表的高新建筑材料在实际施工中的应用。它们展现出了高新材料的快硬、高强、轻质、复合以及节能等传统建筑材料所不具备的优点。此外，在大型高层建筑经常使用到的玻璃材质墙体材料也不断出现高新产品，早期的有钢化玻璃，而现在更多被使用则是多功能涂层玻璃，双层中空玻璃等平板玻璃。从上世纪开始进入实用阶段的碳纤维材料也已经取得了重大的突破，利用碳纤维布对钢筋混凝土构件进行的多重加固方式，已从实验阶段进入了实际应用阶段。这些高科技材料的运用直接引发了传统的土木工程结构形式，设计理论与施工方式巨大变革。

1.3 预应力技术的应用发展情况 在高层建筑物，大跨度桥梁建筑甚至核电站预应力安全壳都必须用到的预应力技术，从上世纪80年展至今已进入了一个全新的阶段。如今的大跨度公共建筑物，大型会展中心以及超高层建筑中运用到的承受特重荷转换结构，重型传力大梁等核心结构都已经将预应力作为关键技术加以应用。预应力技术解决了大型建筑中的设计和建造难题。另外，在公路等基础建设方面预应力技术也得到了大力运用，该技术对解决公路路面混凝土开裂和减少伸缩缝以及提高公路使用寿命方面，都具有效果良好的应用前景。

在特种用途方面，预应力技术也得以大力发展。深海石油钻井平台，跨海大桥以及海岸防波堤中经常用到的预应力混凝土，具有比常规混凝土更抗裂，耐久性更好的优点，它们能够发挥出较常规混凝土所没有的效能。

1.4 土木工程技术在地下建设中的应用 我国的地下工程施工随着近十多年的发展，大大缩短了与国外的技术差距。目前在全国20多个大中城市展开了地铁系统的规划实施工作，通过这些项目的实施，我国的地下空间技术得到了飞速的发展和提升。当前我国的地下工程施工方法达到国际先进水平的主要有盖挖法、盾构法、沉管法、注浆法等，这些方法的运用为我国地下空间的开发和地下工程的实施提供了翔实的实践经验。

2 土木工程行业的前景及今后的发展趋势

纵观人类文明史，土木工程建设在和自然斗争中不断地前进和发展。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。所有这一切都说明在土木工程中越来越体现了技术与创新的作用，谁能在世纪之交把握住土木工程学科的发展趋势，谁就能在知识经济时代开创土木工程学科的新纪元。

2.1 超高层建筑，大跨度结构建筑将成为今后行业内的重要热点课题。大跨度结构以及相关技术的现代设计理念将会越来越受重视；另外各类空间结构体系和巨型风格结构体系也将成为新一代结构体系中的重点研究对象；而针对各类大跨度空间结构的新型实用分析方法，即结构临界荷载的分析方法也已处于理论成熟阶段；经常用于分析结构实用抗震的曲面风载体型系数计算等最新的分析计算方法也趋于成熟；再者专门应用于大跨度空间结构的施工方法也应运而生，其主要有高空悬挑安装法，地面安装法，顶升安装法等多种施工安装法。总之从设计理念到分析计算方法，再到全新安装方法，整个土木工程体系都在不断地革新与发展。

2.2 新兴高层建筑不仅要做到建筑技术先进，而且还必须要做到另外一个非常重要的方面，即抗震防风减灾。随着现代科学技术在土木工程行业中的不断发展，今后的建筑物必将向着越来越高、大、长的方向发展，对于这样的大型建筑，风荷载与地震荷载等以往传统建筑物不要求重点考虑的因素成为了现代建筑的重要控制因素。这一全新课题引起了世界范围内的广泛关注，新兴的设计理念也在不断地形成。比如以柔克刚的抗震理念下设计出的建筑结构，将会在地震中体现更加强大的自适应控制与智能控制能力，并且能够在地震中减震和吸收地震波以将地震对建筑物的影响降到最低水平，对于此项技术的研究及实验工作也日趋成熟。该技术的应用将对发展土木工程结构健康监测，灾害结构响应控制起到革命性的推动作用。

2.3 预应力混凝土的广泛应用。预应力技术在未来的土木工程行业的应用将会变得越来越重要和普遍，与之配套的新材料、新技术、新理论以及新施工设计方法等一整套完整的体系也将得到迅猛的发展并日趋完善。

2.4 随着人口的增多，资源短缺、环境破坏和水土、空气污染的发展难题也开始成为人们关注的焦点。土木工程的发展也必须肩负起人类可持续发展的重任。绿色发展成为了现代土木工程发展的一个重要发展方向。在中国北京的国家体育场“鸟巢”、国家游泳中心“水立方”和国家大剧院等现代建筑就是大量运用了绿色环保技术的杰出代表作。

3 结束语

总而言之，我国在土木工程的一些领域内虽然已经取得相当显著的成就，但就工程设计理念，施工方式以及理论研究方面，跟世界的先进水平还存在着相当的差距。在大力发展自身优势领域的同时，也要逐步将资源向研究新型结构，高新建筑材料，技术手段，施工方法以及理论研究等较为弱势的领域倾斜，只有整个行业体系得到了全面的发展，才能使该行业在国内国际得以完全的立足，并能够健康稳步地向前发展。

参考文献：

[1]吴刚，安琳，吕志涛.碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究[J].建筑结构，2000.

[2]赵彤，谢剑.碳纤维布约束混凝土应力-应变全曲线的试验研究[J].建筑结构，2000.

[3]陈瑜，李丽萍.工程结构评估与实荷堆载检验[J].建筑结构2000.

[4]戴国莹.建筑结构基于性能要求的抗震措施初探[J].建筑结构，2000.

[5]徐彤，周云，李良.结构减震控制技术在抗震加固改造中的应用[J].建筑结构，2000.