土木工程的發(fā)展歷史與前景展望

1、 土木工程的發(fā)展歷史與前景展望 （專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論論文） 班級(jí) 土木工程（1）班 姓名 邱偉明 學(xué)號(hào) 23031101040 指導(dǎo)老師 陳新元 日期 2011-11-26 土木工程的發(fā)展歷史與前景展望 摘要：土木工程是人類(lèi)歷史上年代最久遠(yuǎn)的“技術(shù)科學(xué)”，作為一種系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)活動(dòng)，土木工程的實(shí)質(zhì)是生產(chǎn)的過(guò)程，是一種技術(shù)過(guò)程。土木工程也是建造各類(lèi)工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)，它既指工程建設(shè)的對(duì)象，即建在地上、地下、水中的各種工程設(shè)施，也指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)、維修等技術(shù)。作為一個(gè)重要的基礎(chǔ)學(xué)科，土木工程有其重要的屬性：綜合性，社會(huì)性，實(shí)踐性，技術(shù)經(jīng)濟(jì)與藝術(shù)統(tǒng)一性。隨著人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步而

2、發(fā)展，土木工程至今已經(jīng)演變成為大型綜合性的學(xué)科，并已經(jīng)出許多分支，如：建筑工程，鐵路工程，橋梁工程，特種工程結(jié)構(gòu)，給水排水工程，港口工程，水利工程，環(huán)境工程等學(xué)科。土木工程共有六個(gè)專(zhuān)業(yè)：建筑學(xué)，城市規(guī)劃，土木工程，建筑環(huán)境與設(shè)備工程，給水排水工程和道路橋梁工程。關(guān)鍵詞：土木工程（civil engineering） 建筑工程(building engineering) 鐵路工程 （railway engineering） 橋梁工程（bridge engineering） 給排水工程（water supply and drainage engineering） 港口工程 （harbor engi

3、neering） 水利工程（water conservancy project） 環(huán)境工程（environmental engineering） 綜合性（comprehensiveness）社會(huì)性（sociality）實(shí)踐性(practicality) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)與藝術(shù)統(tǒng)一性(Technology economy and the art of unity)引言 人類(lèi)出現(xiàn)以來(lái)，為了滿(mǎn)足住和行以及生產(chǎn)活動(dòng)的需要，從構(gòu)木為巢。掘土為穴的原始操作開(kāi)始，到今天能造摩天大樓、萬(wàn)米長(zhǎng)橋，以至移山填海的宏偉工程，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。 土木工程的發(fā)展貫通古今，它同社會(huì)、經(jīng)濟(jì)，特別是與科學(xué)、技術(shù)的發(fā)展有密切聯(lián)系。

4、土木工程內(nèi)涵豐富，而就其本身而言，則主要是圍繞著材料、施工、理論三個(gè)方面的演變而不斷發(fā)展的。為便于敘述，權(quán)且將土木工程發(fā)展史劃分為古代土木工程、近代土木工程和現(xiàn)代土木工程三個(gè)時(shí)代。以17世紀(jì)工程結(jié)構(gòu)開(kāi)始有定量分析，作為近代土木工程時(shí)代的開(kāi)端，把第二次世界大戰(zhàn)后科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，作為現(xiàn)代土木工程的起點(diǎn)人類(lèi)最初居無(wú)定所，利用天然掩蔽物作為居處，自農(nóng)業(yè)出現(xiàn)，人們需要定居來(lái)處理農(nóng)務(wù)，出現(xiàn)了原始村落，土木工程開(kāi)始了它的萌芽時(shí)期，隨著古代文明的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，古代土木工程經(jīng)歷了它的形成時(shí)期和發(fā)達(dá)時(shí)期，不過(guò)因受到社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件的制約，發(fā)展頗不平衡。古代的無(wú)數(shù)偉大工程建設(shè)，是燦爛古代文明的重要組成部分。古代土

5、木工程最初完全采用天然材料，后來(lái)出現(xiàn)人工燒制得瓦和磚，這是土木工程發(fā)展史上的一件大事。古代的土木工程實(shí)踐應(yīng)用簡(jiǎn)單的工具，依靠手工勞動(dòng)，并沒(méi)有系統(tǒng)的理論，但通過(guò)經(jīng)驗(yàn)積累，逐步形成了指導(dǎo)工程實(shí)踐的成規(guī)。15世紀(jì)以后，近代自然科學(xué)的誕生和發(fā)展，是近代土木工程出現(xiàn)的先聲，是它開(kāi)始在理論上的奠基時(shí)期。17世紀(jì)中葉，伽利略開(kāi)始對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量分析，被認(rèn)為是土木工程進(jìn)入近代的標(biāo)志。從此土木工程成為有理論基礎(chǔ)的獨(dú)立的學(xué)科。18世紀(jì)下半葉開(kāi)始的產(chǎn)業(yè)革命，使以蒸汽和電力為動(dòng)力的機(jī)械先后進(jìn)入了土木工程領(lǐng)域，施工工藝和工具都發(fā)生變革。近代工業(yè)生產(chǎn)出新的工程材料鋼鐵和水泥，土木工程發(fā)生了深刻的變化，使鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混泥土結(jié)

6、構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相繼在土木工程中廣泛應(yīng)用。第一次世界大戰(zhàn)后，近代土木工程在理論和實(shí)踐上都臻于成熟，可稱(chēng)為成熟時(shí)期。近代土木工程幾百年的發(fā)展，在規(guī)模和速度上都大大超過(guò)了古代第二次世界大戰(zhàn)后，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，土木工程也進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代?，F(xiàn)代土木工程所經(jīng)歷的時(shí)間盡管只有幾十年，但以計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用為代表的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使土木工程領(lǐng)域出現(xiàn)了嶄新的面貌?，F(xiàn)代土木工程的新特征是工程功能化、城市立體化和交通高速化等。土木工程在材料、施工、理論三個(gè)方面也出現(xiàn)了新趨勢(shì)，即材料輕質(zhì)高強(qiáng)化、施工過(guò)程工業(yè)化和理論研究精密化。土木工程具有綜合性、實(shí)踐性、社會(huì)性等屬性，牽涉面十分廣闊，這個(gè)簡(jiǎn)史只是就發(fā)展

7、的某些側(cè)面作概略的描述。下面將分別介紹各個(gè)時(shí)期土木工程的歷史發(fā)展：一、 古代土木工程土木工程的古代時(shí)期是從新石器時(shí)代開(kāi)始的。隨著人類(lèi)文明的進(jìn)步和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積累，古代土木工程的發(fā)展大體上可分為萌芽時(shí)期、形成時(shí)期和發(fā)達(dá)時(shí)期。1. 萌芽時(shí)期大致在新石器時(shí)代，原始人為避風(fēng)雨、防獸害，利用天然打掩蓋物，例如山洞和森林作為住處。當(dāng)人們學(xué)會(huì)播種收獲、馴養(yǎng)動(dòng)物以后，天然的山洞和森林已經(jīng)不能滿(mǎn)足需要，于是使用簡(jiǎn)單的木、石、骨制工具，伐木采石，以粘土、木材和石頭等，模仿天然掩蔽物建造居住場(chǎng)所，開(kāi)始了人類(lèi)最早的土木工程活動(dòng)。初期建造的住所因地理、氣候等自然條件的差異，僅有“窟穴”和“橧巢”兩種類(lèi)型。在北方氣候寒冷干

8、燥地區(qū)多為穴居，在山坡上挖造橫穴，在平地則挖造袋穴。后來(lái)穴的面積逐漸擴(kuò)大，深度逐漸減少。在中國(guó)黃河流域的仰韶文化遺址（約公元前5000前3000年）中，遺存有淺穴和地面建筑，建筑平面有圓形、方形和多室聯(lián)排的矩形。西安半坡村遺址（約公元前4800前3600年）有很多圓形房屋，直徑為56米，室內(nèi)豎有木樁，以支頂上部屋頂，四周密排一圈小木樁，既起承托屋檐的結(jié)構(gòu)作用，又是維護(hù)結(jié)構(gòu)的龍骨；還有的是方形房屋，其承重方式完全依靠骨架，柱子縱橫排列，這是木骨架的雛形。當(dāng)時(shí)的柱腳均埋在土中，木桿件之間用綁扎結(jié)合，墻壁抹草泥，屋頂鋪蓋茅草或抹泥。在西伯利亞發(fā)現(xiàn)用獸骨、北方鹿角架起的半地穴式住所。隨著氏族群體日益繁

9、衍，人們聚居在一起，共同勞動(dòng)和生活。從中貢獻(xiàn)半坡村遺址還可以看到有條不紊的聚落布局，在浐河?xùn)|岸的臺(tái)地上遺存有密集排列的40-50座住房，在其中心部分有一座規(guī)模相當(dāng)大的（平面約12.5*14米）房屋，可能是會(huì)堂。各房屋之間筑有道路，居住區(qū)周?chē)谟猩睢捀魑迕椎姆酪u擊的大壕溝，上架獨(dú)木橋。這時(shí)期的土木工程還只是使用石斧、石刀、石鑿等簡(jiǎn)單工具，所用材料都是天然材料，如茅草、竹、蘆葦、樹(shù)枝、樹(shù)皮和樹(shù)葉、礫石、泥土等。掌握了伐木技術(shù)以后，就使用較大的樹(shù)干做骨架；有了煅燒加工技術(shù)，就使用紅燒土、白灰粉、土坯等，并逐漸懂得使用草根泥、混合土等復(fù)合材料。人們開(kāi)始使用簡(jiǎn)單的工具和天然材料建房、筑路、挖渠、造橋，

10、土木工程完成了從無(wú)到有的萌芽階段。 2.形成階段 隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，農(nóng)業(yè)、手工業(yè)開(kāi)始分工。大約自公元前3千年，在材料方面，開(kāi)始出現(xiàn)經(jīng)過(guò)燒制加工的磚瓦；在構(gòu)造方面，形成木構(gòu)架、石梁柱、券拱等結(jié)構(gòu)體系；在工程內(nèi)容方面，有宮室、陵墓、廟堂還有許多較大型的道路、橋梁、水利等工程；在工具方面開(kāi)始使用青銅制造的斧、鑿、鉆、鋸、刀、鏟等工具。后來(lái)鐵制工具逐步推廣，并有簡(jiǎn)單的施工機(jī)械，也有了經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及形象描述的土木工程著作。如公元前5世紀(jì)成書(shū)的考工記記述了木工金工等工藝，以及城市、宮殿、房屋建筑規(guī)范，對(duì)后來(lái)的土木工程發(fā)展有很大影響。在一些國(guó)家或地區(qū)已形成早期土木工程，如公元前5-前4世紀(jì)，西門(mén)豹主修的引漳灌鄴

11、，公元前3世紀(jì)中葉，李冰父子主持修建的都江堰，是世界上最早的綜合性大型水利工程。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，舉世聞名的萬(wàn)里長(zhǎng)城修筑并存留至今。埃及人在公元前3千年進(jìn)行大規(guī)模水利工程以及神廟和金字塔的修建。這些修建中，積累和運(yùn)用了幾何學(xué)，測(cè)量學(xué)方面的知識(shí)，組織了大規(guī)模協(xié)作勞動(dòng)。使得土木工程更深一層的發(fā)展。3.發(fā)達(dá)時(shí)期 由于鐵制工具的普遍使用，提高了工效；工程材料中逐漸添加復(fù)合材料；工程內(nèi)容則根據(jù)社會(huì)的發(fā)展，道路、橋梁、水利、排水等工程日益增加，大規(guī)模營(yíng)建了宮殿、寺廟，因而專(zhuān)業(yè)分工日益細(xì)致，技術(shù)日益精湛，從設(shè)計(jì)到施工已有一套成熟的經(jīng)驗(yàn):1運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化的配件方法加速了設(shè)計(jì)進(jìn)度，多數(shù)構(gòu)建都可以按“材”或“斗口”、“柱

12、徑”的模數(shù)進(jìn)行加工；2用預(yù)制構(gòu)件，現(xiàn)場(chǎng)安裝，以縮短工期；3統(tǒng)一籌劃，提高效益，如我國(guó)北宋的汴京宮殿，施工時(shí)先挖河引水，為施工運(yùn)料和供水提供方便，竣工時(shí)用渣土填河；4改進(jìn)當(dāng)時(shí)的吊裝方法，用木材制成起重工具，可以吊起300多噸的巨材，如北京故宮三臺(tái)的雕龍御路石以及羅馬圣彼得大教堂前的方尖碑等 早在公元前4世紀(jì)，羅馬采用券拱技是砌筑下水道、隧道、渡槽等土木工程，在建筑工程方面繼承和發(fā)展了古希臘的傳統(tǒng)柱式。公元前2世紀(jì)，西方人應(yīng)用火山灰和石灰混合物作膠凝材料制成天然混凝土，有力地推動(dòng)古羅馬的券拱結(jié)構(gòu)大發(fā)展。公元前1世紀(jì)在券拱技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展了十字供和穹頂。公元2世紀(jì)時(shí)，陵墓、城墻、水道、橋梁等工程大量應(yīng)

13、用發(fā)券。天然混凝土與券拱的并用是的建筑的跨越距離和覆蓋空間比梁柱結(jié)構(gòu)要大得多，并且使得古羅馬建筑類(lèi)型多，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，施工水平等大幅度提高。并初步建立了土木建筑科學(xué)理論，如建筑十書(shū)奠定了歐洲土木建筑科學(xué)的體系，系統(tǒng)的總結(jié)古希臘、羅馬的建筑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。古羅馬的建筑技術(shù)成就對(duì)歐洲土木建筑的發(fā)展有深遠(yuǎn)影響。進(jìn)入中世紀(jì)以后，形成了多種獨(dú)立體系，如羅馬結(jié)構(gòu)風(fēng)格的建筑，哥特式建筑風(fēng)格(巴黎圣母院教堂)。15-16世紀(jì)，標(biāo)志意大利文藝復(fù)興建筑開(kāi)始的佛羅倫薩教堂穹頂是世界最大的穹頂，在結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)上均達(dá)到很高技術(shù)水平。 意大利文藝復(fù)興時(shí)期的土木工程內(nèi)容廣泛，除了教堂建筑，還有各種公共建筑、廣場(chǎng)建筑群。在這個(gè)時(shí)期，

14、施工技術(shù)和工具都有很大進(jìn)步，工具除了打樁機(jī)還有塔式起重設(shè)備以及其他新工具。發(fā)達(dá)時(shí)期的其他土木工程也有很多重大成就，如秦朝的咸陽(yáng)宮和苑囿的大道，羅馬城的羅馬大道網(wǎng)，漢代的千里棧道，秦朝的渭河橋，是秦漢史記載中最大的一座木橋。還有隋代的單孔弧弓形敞肩石拱橋趙州橋。同時(shí)這時(shí)期的水利工程也有新成就，如廣西興寧的總長(zhǎng)34公里，落差32米，溝通湘江、漓江，聯(lián)系長(zhǎng)江、珠江水系的使“湘漓分流”的靈渠；古羅馬采用券拱技術(shù)建隧道，石砌渡槽等城市輸水道11條，總長(zhǎng)530公里。七世紀(jì)隋朝開(kāi)鑿世界歷史最長(zhǎng)大運(yùn)河，全長(zhǎng)2500公里，13世紀(jì)元代郭守敬進(jìn)行元大都水系規(guī)劃，由北部山中引水，匯合西山泉水匯成湖泊，通入惠河，這樣

15、可以截留大量水源，既解決都城的用水，有接通都城向南直達(dá)杭州的南北大運(yùn)河。二近代土木工程 從17世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉的三百年間，是土木工程發(fā)展史中迅猛前進(jìn)的階段。這個(gè)時(shí)期土木工程的主要特征是：在材料方面，由木材、石料磚瓦為主，到開(kāi)始并日益廣泛地使用鑄鐵、鋼材、混泥土、鋼筋混泥土，直至早期的預(yù)應(yīng)力混泥土；在理論方面，材料力學(xué)、理論力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論等學(xué)科逐步形成，設(shè)計(jì)理論的發(fā)展保證了工程結(jié)構(gòu)的安全和人力物力的節(jié)約，在施工方面，由于不斷出現(xiàn)新的工藝和新的機(jī)械，施工技術(shù)進(jìn)步，建造規(guī)模擴(kuò)大，建造速度加快了。土木工程逐漸發(fā)展到包括房屋、道路、橋梁、鐵路、隧道、港口、市政、衛(wèi)生等工程

16、建筑和工程設(shè)施，不僅能在地面而且有些能在地下或水域內(nèi)修建。這個(gè)時(shí)期土木工程可分奠基，進(jìn)步和成熟三個(gè)階段。 1.奠基時(shí)期 17世紀(jì)到18世紀(jì)下半葉是近代科學(xué)的奠基時(shí)期，也是近代土木工程的奠基時(shí)期。牛頓的力學(xué)原理是近代土木工程發(fā)展的起點(diǎn)。意大利的伽利略在1638年出版關(guān)于兩門(mén)新科學(xué)的談話(huà)和數(shù)學(xué)證明中，論述了建筑材料的力學(xué)性質(zhì)和梁的強(qiáng)度，首次用公式表達(dá)梁的設(shè)計(jì)理論。這本書(shū)是材料力學(xué)領(lǐng)域中的第一本著作，也是彈性體力學(xué)史的開(kāi)端。1687年牛頓總結(jié)的力學(xué)運(yùn)動(dòng)三大定律是自然科學(xué)發(fā)展史的一個(gè)里程碑，直到現(xiàn)在還是土木工程設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)。瑞士科學(xué)家L.歐拉建立壓屈公式，算出柱的臨界壓曲荷載，在分析工程構(gòu)筑物的彈性

17、穩(wěn)性方面得到了廣泛應(yīng)用。法國(guó)工程師C.-A.de庫(kù)倫1733年寫(xiě)的論文建筑靜力學(xué)各種問(wèn)題極大極小法則的應(yīng)用，說(shuō)明了材料的強(qiáng)度理論、梁的彎曲理論、擋土墻的土壓力理論及拱的計(jì)算理論。這些近代科學(xué)奠基人突破了以現(xiàn)象描述、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)為主的古代科學(xué)的框框，創(chuàng)造出比較嚴(yán)密的邏輯理論體系，加之對(duì)工程實(shí)踐有指導(dǎo)意義的復(fù)形理論、振動(dòng)理論、彈性穩(wěn)定理論等在18世紀(jì)相繼產(chǎn)生，這促使土木工程向深度和廣度發(fā)展。2. 進(jìn)步時(shí)期18世紀(jì)下半葉，J瓦特對(duì)蒸汽機(jī)做了改進(jìn)。蒸汽機(jī)的使用推進(jìn)了產(chǎn)業(yè)革命。規(guī)模宏大的產(chǎn)業(yè)革命，為土木工程提供了多種性能優(yōu)良的建筑材料及施工機(jī)器，也對(duì)土木工程提出新要求，從而促使土木工程以空前的速度向前邁進(jìn)。

18、土木工程的新材料、新設(shè)備接連問(wèn)世，新型建筑紛紛出現(xiàn)。1842年英國(guó)的J.阿斯普丁取得一鐘新型水硬性膠結(jié)材料波特蘭水泥的專(zhuān)利，1850年左右開(kāi)始生產(chǎn)。1856年貝塞麥轉(zhuǎn)爐煉鋼法發(fā)明，鋼材越來(lái)越多地應(yīng)用于土木工程。1851年英國(guó)倫敦建成水晶宮，采用鑄鐵梁柱，玻璃覆蓋。1867年法國(guó)人J.莫尼埃用鐵絲加固混凝土制成花盆，并把這方法推廣到工程中，建造了一座貯水池，這是干凈混凝土的開(kāi)端。1875年，他主持建造第一座16米剛勁混凝土橋，并采用鋼梁，被認(rèn)為是現(xiàn)代高層的開(kāi)端。1889年法國(guó)巴黎建成高300沫的埃菲爾鐵塔，使用熟鐵近8000噸。土木工程此時(shí)的施工方法已開(kāi)始機(jī)械化和電氣化。如蒸汽機(jī)用于抽水、打樁、

19、挖土、壓路起重等作業(yè)；19世紀(jì)60年代內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)出現(xiàn)后，很快創(chuàng)造出各種的起重、加工、現(xiàn)場(chǎng)施工的專(zhuān)用機(jī)械和配套機(jī)械。近代工業(yè)的發(fā)展，人民生活水平的提高，人類(lèi)需求不斷增長(zhǎng)，還反映在房屋建筑及市政工程方面。電力的應(yīng)用，電梯等附屬設(shè)施的出現(xiàn)，使高層建造實(shí)用化成為可能；電氣照明、給排水、供熱通風(fēng)、道路橋梁等市政設(shè)施與房屋建筑結(jié)合配套，開(kāi)始了市政建設(shè)和居住條件的近代化；在結(jié)構(gòu)上要求安全和經(jīng)濟(jì)，在建筑上要求美觀和適用。3. 成熟時(shí)期 第一次世界大戰(zhàn)以后，近代土木工程發(fā)展到成熟階段。這個(gè)時(shí)期的標(biāo)志是道路、橋梁、房屋大規(guī)模建設(shè)的出現(xiàn)。在交通運(yùn)輸方面，由于汽車(chē)在交通中友快速和林活的特點(diǎn)，道理工程的地位日益提升。

20、1931-1942年德國(guó)首先修建了長(zhǎng)達(dá)3860千米的高速公路網(wǎng)，美國(guó)和歐洲其他各國(guó)也跟著投入建造。20世紀(jì)出初出現(xiàn)了飛機(jī)，飛機(jī)場(chǎng)工程迅速發(fā)展起來(lái)。鋼鐵質(zhì)量和產(chǎn)量上升，使建造大跨橋梁成為現(xiàn)實(shí)。1918年加拿大建成魁北克懸臂橋，跨度548.6米；1937年美國(guó)舊金山建成金門(mén)懸索橋，跨度1280米，全長(zhǎng)2825米，是公路橋的代表工程；1932年澳大利亞建成悉尼港橋，為雙鉸拱結(jié)構(gòu)，跨度503米。近代土木工程發(fā)展到成熟的另一個(gè)標(biāo)志是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的廣泛應(yīng)用。1886年美國(guó)人P.H.杰克孫首次應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土制作建造構(gòu)件，后用于制作樓板。1930年法國(guó)工程師E.佛雷斯內(nèi)把高強(qiáng)鋼絲用于預(yù)應(yīng)力混凝土，把土木

21、工程技術(shù)推向現(xiàn)代化。在這時(shí)期，由于中國(guó)實(shí)行閉關(guān)鎖國(guó)政策，使得我國(guó)近代土木工程發(fā)展緩慢，直到清末出現(xiàn)洋務(wù)運(yùn)動(dòng)，才引進(jìn)些西方技術(shù)，陸續(xù)建成些典型工程，如京張鐵路，其中包含隧道工程，全長(zhǎng)200KM達(dá)到當(dāng)時(shí)的世界領(lǐng)先水平；1984年應(yīng)用氣壓沉箱法建成的灤河大橋，1937年建成的公路鐵路兩用的鋼架橋錢(qián)塘江橋。全長(zhǎng)1453米，采用的是沉箱法和水泥材料建成。三現(xiàn)代土木工程 現(xiàn)代土木工程以社會(huì)生產(chǎn)力的現(xiàn)代發(fā)展為動(dòng)力，以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為背景，以現(xiàn)代工程材料為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代工藝與機(jī)具為手段高速地向前發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，社會(huì)生產(chǎn)力出現(xiàn)了新飛躍?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，土木工程進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代，在近40年中，前20年

22、土木工程的特點(diǎn)是進(jìn)一步大規(guī)模工業(yè)化，后20年的特點(diǎn)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)土木工程的進(jìn)一步滲透。土木工程從有到無(wú)發(fā)展到現(xiàn)在，技術(shù)不斷提高，不斷先進(jìn)的技術(shù)使得工程更加高速發(fā)展。從世界范圍來(lái)看，現(xiàn)代土木工程為了適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，具有以下特征：1工程功能化；其體現(xiàn)在工程設(shè)施同他的使用功能或生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合。2城市立體化；由于人口劇增，城市用地緊張，交通擁擠加劇，這要求房屋建筑和道路交通向高空和地下發(fā)展。高層建筑成了現(xiàn)代化城市的象征。現(xiàn)代高層建筑由于設(shè)計(jì)理論的進(jìn)步和材料的改進(jìn)，出現(xiàn)了新的結(jié)構(gòu)體系，如剪力墻、筒中筒結(jié)構(gòu)等。目前城市道路和鐵路很多都體現(xiàn)了立體概念，地鐵，高鐵等等不斷發(fā)展，并且還出現(xiàn)地下商業(yè)街

23、，城市道路下面密布電纜、給排水、供熱、供氣的管道，構(gòu)成城市脈絡(luò)。現(xiàn)代城市建設(shè)已經(jīng)成為一個(gè)立體、有機(jī)的系統(tǒng)，對(duì)土木工程各個(gè)分支以及他們之間的協(xié)作提出了更高要求。3交通高速化。才公程角度看，高鐵，高速公路在坡度，曲徑路基質(zhì)量和精度方面都有嚴(yán)格限制。交通高速化直接促進(jìn)橋梁、隧道技術(shù)發(fā)展，不僅穿山越江的隧道日益增多，而且出現(xiàn)長(zhǎng)距離海底隧道。4材料輕質(zhì)高強(qiáng)化；輕質(zhì)材料不僅僅減少結(jié)構(gòu)的壓力，而且大大減少材料的資金開(kāi)支，如錳硅系列和其他低合金鋼，輕集材料混凝土和加氣混凝土。高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線(xiàn)和粗鋼筋的大量生產(chǎn)使預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在過(guò)程中得以廣泛推廣。5施工過(guò)程工業(yè)化。在大規(guī)?，F(xiàn)代化建設(shè)中人們力求推行工業(yè)化生產(chǎn)方

24、式，在工廠中成批生產(chǎn)房屋、橋梁的種種構(gòu)配件、組合體等。使得施工快速，精密完工。6理論研究精密化?，F(xiàn)代科學(xué)信息傳遞速度大大加快，一些新理論與方法，如計(jì)算力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、網(wǎng)絡(luò)理論、隨機(jī)過(guò)程論、濾波理論等成果隨著計(jì)算機(jī)的普及而滲進(jìn)了土木工程領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)已發(fā)展完備。荷載不再是靜止的和確定性的，而將被作為隨時(shí)間變化的隨機(jī)過(guò)程來(lái)處理。這些應(yīng)用在地震預(yù)測(cè)中起到巨大作用。同時(shí)可以應(yīng)用到材料的測(cè)算，結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)抗力等領(lǐng)域。50年代美蘇兩國(guó)開(kāi)始將可靠性理論引入土木工程領(lǐng)域；土木工程的可靠性理論建立在作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力的概率分析基礎(chǔ)上。工程地質(zhì)、土力學(xué)和巖石力學(xué)的發(fā)展為研究地基、基礎(chǔ)和開(kāi)拓地下、

25、水下工程創(chuàng)造條件。計(jì)算機(jī)不僅用以輔助設(shè)計(jì)，更作為優(yōu)化手段；不但運(yùn)用與結(jié)構(gòu)分析，而且擴(kuò)展到建筑、規(guī)劃領(lǐng)域。理論研究的日益深入，使現(xiàn)代土木工程取得許多質(zhì)的進(jìn)展，并使工程實(shí)踐更離不開(kāi)理論指導(dǎo)。此外，現(xiàn)代土木工程與環(huán)境緊密相扣，在功能上考慮他造福人類(lèi)的同時(shí)，還要注意它和環(huán)境的和諧問(wèn)題。現(xiàn)代生產(chǎn)和生活時(shí)刻排放大量廢水、廢氣、廢渣和噪聲，污染著環(huán)境。環(huán)境工程，如廢水處理工程等又為土木工程增加新內(nèi)容。核電站和海洋工程的快速發(fā)展又產(chǎn)生新的令人關(guān)心的環(huán)境問(wèn)題。隨著大規(guī)模現(xiàn)代土木工程的建設(shè)，對(duì)環(huán)境的影響越來(lái)越大。四土木工程的前景展望 經(jīng)過(guò)一系列的演變到現(xiàn)在的土木工程，已經(jīng)成為人類(lèi)不可缺或的一項(xiàng)事業(yè)。關(guān)于土木工程的

26、展望可分為三個(gè)方向：建筑材料方面、建造理論方面和建造技術(shù)。關(guān)于建筑材料的展望：建筑材料將大力開(kāi)展“綠色材料”的研制，金屬材料向高強(qiáng)度發(fā)展并提高耐腐蝕和耐火性能；其他新型材料如納米建筑材料，高分子復(fù)合材料、化學(xué)合成材料等等將在不久的獎(jiǎng)來(lái)出現(xiàn)客觀的發(fā)展。建造理論的展望：土木工程的計(jì)算機(jī)仿真分析和虛擬技術(shù)的應(yīng)用將是今后需要重點(diǎn)研究和加以應(yīng)用的課題；對(duì)重大土木工程設(shè)置“健康”檢測(cè)系統(tǒng)，建立“健康”檔案，以便及時(shí)根據(jù)土木工程在使用過(guò)程中的不正常現(xiàn)象找出問(wèn)題所在，及時(shí)維修和解決確保土木工程使用安全，延長(zhǎng)其壽命；開(kāi)展對(duì)各種災(zāi)害作用的研究，由于結(jié)構(gòu)工程學(xué)科的發(fā)展，結(jié)構(gòu)分析理論將會(huì)日益完善，可以通過(guò)精細(xì)分析，對(duì)結(jié)構(gòu)性態(tài)的描述達(dá)到相當(dāng)準(zhǔn)確的結(jié)果；開(kāi)展對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)體系可靠度的研究。關(guān)于建造技術(shù)的展望：計(jì)算機(jī)技術(shù)在建造過(guò)程中的應(yīng)用將是今后發(fā)展重點(diǎn)，包括鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算機(jī)輔助制造；建造機(jī)器人的考法將提到議事日程上來(lái)，其應(yīng)用也將日益