土木工程發(fā)展

土木工程的發(fā)展展摘要：在分析土木木工程定義義和重要性性的基礎(chǔ)上上，本文探探討了其發(fā)發(fā)展歷程，預(yù)預(yù)測(cè)了土木木工程未來(lái)來(lái)的發(fā)展方方向。

關(guān)鍵鍵詞：土木木工程；發(fā)展；建筑

Absttractt：BaseedonntheedeffinittionandimpoortannceoofCiivilEngiineerring,,theedevveloppmenttcouurseisddiscuussedd,anndthhedeeveloopmenntdiirecttionofccivillenggineeeringgisforeecastted.

KKeywwordss：Civiilenngineeerinng，deveelopmment，consstruccturee

1引言

土木工工程是指房房屋、公路路、鐵路、橋橋梁、水工工、港工、地地下等工程程的總稱。土土木工程對(duì)對(duì)HYPERLINK""國(guó)家的經(jīng)濟(jì)濟(jì)建設(shè)和人人民生活的的影響非常常明顯和重重要。土木木工程密切切關(guān)系到人人類賴以生生存和繁衍衍的四大基基本要素：：衣、食、住住、行，為為人類提供供住宅、賓賓館、公寓寓、衣料生生產(chǎn)貯藏基基地、食品品冷庫(kù)、公公路、機(jī)場(chǎng)場(chǎng)、鐵路、港港口、碼頭頭、廠房、實(shí)實(shí)驗(yàn)室等現(xiàn)現(xiàn)代人類生生活和發(fā)展展的必要場(chǎng)場(chǎng)所空間。

2土木工程程的HYPERLINK"/paper-125-1/"歷史

2.1中國(guó)土木木工程的歷歷史

遠(yuǎn)在上上古時(shí)期，中中國(guó)古人類類就在野處處穴居，為為了避免野野獸侵襲，有有巢氏（中中國(guó)的傳說(shuō)說(shuō)中的巢居居的發(fā)明者者），才教教古人離開(kāi)開(kāi)天然巖洞洞、構(gòu)木為為巢，居于于樹(shù)上。我我國(guó)古代土土木工程多多采用土、石石、木等材材料建造，建建造技術(shù)和和HYPERLINK"/paper-163-1/"藝術(shù)造型達(dá)達(dá)到當(dāng)時(shí)極極高的成就就。像長(zhǎng)城城（圖1）、趙州州橋（圖2）、都江江堰（圖3）等都是是具有代表表性的中國(guó)國(guó)古代土木木工程的杰杰作。

2..2世界土木木工程發(fā)展展歷史

在歐歐洲，大約約8000年前已開(kāi)開(kāi)始采用曬曬干的磚；；鑿琢自然然石的采用用，大約在在5000～6000年前；至至于在建筑筑中采用燒燒制的磚，亦亦有3000年的歷史史。世界古古代的偉大大建筑，以以公認(rèn)的七七大奇跡（圖4～圖10）最為引人注目，它們都建于公元前600年～公元前200年，且均為石材建造，大都用于HYPERLINK"/paper-139-1/"宗教、軍事和航海。且都是建于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)和科技非常發(fā)達(dá)的地區(qū)，說(shuō)明土木工程的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)繁榮和科技進(jìn)步是密不可分的。

3土木工程的現(xiàn)狀

3.1世界現(xiàn)狀

隨著19世紀(jì)中葉鋼材及混凝土在土木工程中的開(kāi)始使用，以及20世紀(jì)20年代后期預(yù)應(yīng)力混凝土的制造成功，建造摩天大樓、大跨度建筑和跨海峽1000m以上的大橋成為可能。目前，世界上最高建筑是中國(guó)臺(tái)北的101大廈（圖11），總高度為508m，世界前十大高層建筑見(jiàn)表1。近代HYPERLINK"/paper-154-1/"體育事業(yè)的蓬勃發(fā)展也使得大跨度房屋在世界各地如雨后春筍般涌現(xiàn)，圖15和圖16為比較典型的優(yōu)秀奧運(yùn)會(huì)體育場(chǎng)館。

目前世界跨度最大的懸索橋是日本的東線明石海峽懸索大橋（圖17），跨度為1990m；最長(zhǎng)的斜拉橋是日本的多多拉橋，橋主跨有890m（圖18），預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)中國(guó)的蘇通長(zhǎng)江公路大橋（圖19）將刷新這一世界紀(jì)錄。最大跨度的拱橋是中國(guó)上海的盧浦大橋（圖20），跨度為550m。世界十大懸索橋及斜拉橋分別見(jiàn)表2和表3。

世界高速公路總里程最長(zhǎng)的國(guó)家為美國(guó)，其總長(zhǎng)為81105公里。最高的大壩為高285m的瑞士大狄克桑斯壩。最高的電視塔為加拿大高549m的多倫多塔，其次為莫斯科塔，高537m。

3.2中國(guó)現(xiàn)狀

回顧20世紀(jì)特別是改革開(kāi)放20年來(lái)，我國(guó)建設(shè)取得舉世矚目的輝煌成就。下面介紹我國(guó)的房屋、橋梁、鐵路、公路、HYPERLINK"/paper-97-1/"水利、特種結(jié)構(gòu)等建設(shè)情況。

結(jié)構(gòu)工程：改革開(kāi)放后在我國(guó)大陸建造了許多高層建筑，目前我國(guó)最高的建筑是世界排名第4的上海金茂大廈（圖21）。其他具有代表性的高層建筑還有深圳的地王大廈（圖22）。在特種結(jié)構(gòu)方面，我國(guó)有4所電視塔排在世界前十位，其中1995年建成的上海東方明珠電視塔（圖23）以468m的高度排在世界第三位。為迎接2008年的奧運(yùn)會(huì)，北京將建設(shè)一大批大跨超長(zhǎng)建筑，像國(guó)家體育場(chǎng)“鳥(niǎo)巢”結(jié)構(gòu)（圖24）、國(guó)家游泳中心“水立方”（圖25）、國(guó)家大劇院（圖26）等。表1表明，無(wú)論在工程結(jié)構(gòu)的改革、建筑功能使用、新技術(shù)和新材料的采用上及合理組織施工方面，還是在抗震分析和計(jì)算機(jī)程序應(yīng)用上及有關(guān)抗震控制試驗(yàn)研究上，我國(guó)均達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。

橋梁工程：我國(guó)的橋梁建設(shè)發(fā)展迅速，取得了輝煌成就。表2及表3表明，我國(guó)已進(jìn)入橋梁工程發(fā)達(dá)國(guó)家之列，且有多座橋梁居世界同類型橋梁中跨度排名之首，廣州的丫髻沙大橋（圖27）為跨度最大的中承式鋼管混凝土拱橋。

鐵路工程：截至2000年底，我國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)路程已達(dá)6.87萬(wàn)公里，居世界第4位，亞洲之首。鐵路朝著城市輕軌和地鐵兩方面發(fā)展。同時(shí)，我國(guó)也在積極建造高速鐵路，武漢至廣州的高速鐵路運(yùn)營(yíng)時(shí)間僅需4小時(shí)。此外，磁懸浮列車（圖28）也在發(fā)展。

公路建設(shè)：到2000年底，公路通車總里程達(dá)140萬(wàn)公里，20年內(nèi)增加了35萬(wàn)多公里，其中高速公路24336公里，居世界第三，僅次于美國(guó)和加拿大。

水利建設(shè)：50年間全國(guó)興建大中小水庫(kù)8.6萬(wàn)座，水庫(kù)總蓄水量4580億m3，建設(shè)和整修大江大河堤防25萬(wàn)公里，目前防洪工程發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)7000多億元。在大壩建設(shè)方面，我國(guó)先后建成了青海龍羊峽大壩、貴州烏江渡大壩、四川二灘大壩等水利水電工程，在建的三峽水電站（圖29）總裝機(jī)容量達(dá)1820萬(wàn)千瓦，建成后將超過(guò)目前世界上發(fā)電量最大的伊泰普水電站50%而躍居世界第一。

4土木工程的未來(lái)

地球上可以居住、生活和耕種的土地和資源是有限的，而人口增長(zhǎng)的速度是不斷加快的。因此，人類為了爭(zhēng)取生存，土木工程的未來(lái)至少向五個(gè)方向發(fā)展（見(jiàn)圖30）。

4.1向高空延伸

現(xiàn)在人工建筑物最高的為646m的波蘭Gabin227kHz長(zhǎng)波臺(tái)鋼塔，由15根鋼纖繩錨拉。日本擬在東京建造800.7m高的千年塔（圖31），它在距海約1.25英里的大海中，將工作、休閑、娛樂(lè)、商業(yè)、購(gòu)物等融于一體的抗震豎向城市中，居民可達(dá)5萬(wàn)人。中國(guó)擬在上海附近的1.6公里寬，200m深的人工島上建造一棟高1250m的仿生大廈，居民可達(dá)10萬(wàn)。印度也提出將投資50億建造超級(jí)摩天大樓（圖32），其地上共202層，高達(dá)710m。

4.2向地下發(fā)展

1991年在東京召開(kāi)的城市地下空間國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議通過(guò)了《東方宣言》，提出了"21世紀(jì)是人類開(kāi)發(fā)利用地下空間的世紀(jì)"。建造地下建筑將有效改善城市擁擠、節(jié)能和減少噪聲污染等優(yōu)點(diǎn)。日本于20世紀(jì)50年代末至70年代大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用淺層地下空間，到80年代末已開(kāi)始研究50～100m深層地下空間的開(kāi)發(fā)利用問(wèn)題。日本1993年開(kāi)建的東京新豐州地下變電所，將深達(dá)地下70m。目前世界上共修建水電站地下廠房約350座，最大的為加拿大的格朗德高級(jí)水電站。我國(guó)城市地下空間的開(kāi)發(fā)尚處于初級(jí)階段，目前已有北京、上海、廣州等六個(gè)城市建有地鐵，已開(kāi)通的總長(zhǎng)度達(dá)215公里；設(shè)有140個(gè)地鐵站，北京地鐵長(zhǎng)度已達(dá)41.6公里。

土木工程的發(fā)展來(lái)自:HYPERLINK""書(shū)簽論文網(wǎng)

4.3向海洋拓寬

為了防止機(jī)場(chǎng)噪聲對(duì)城市居民的影響，也為了節(jié)約使用陸地，2000年8月4日，日本大阪利用18億立方圍海建造的1000m長(zhǎng)的關(guān)西國(guó)際機(jī)場(chǎng)（圖33）試飛成功。阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)首都迪拜的七星大酒店（圖34）也建在海上，洪都拉斯將建海上城市型游船，該船將長(zhǎng)804.5m，寬228.6m，有28層樓高，船上設(shè)有小型噴氣式飛機(jī)的跑道、醫(yī)院、旅館、超市、飯店、理發(fā)店和娛樂(lè)場(chǎng)等。近些年來(lái)，我國(guó)在這方面也已取得可喜的成績(jī)，如上海南匯灘圍墾成功和崇明東灘圍墾成功，最近又在建設(shè)黃浦江外灘的拓岸工程。圍墾、拓岸工程和建造人工島有異曲同工之處，為將來(lái)像上海這樣大的近海城市建造人工島積累了科技經(jīng)驗(yàn)和準(zhǔn)備力量。

4.4向沙漠進(jìn)軍

全世界約有1/3陸地為沙漠，每年約有600萬(wàn)公頃的耕地被侵蝕，這將影響上億人口的生活。世界未來(lái)學(xué)會(huì)對(duì)下世紀(jì)初世界十大工程設(shè)想之一是將西亞和非洲的沙漠改造成綠洲。改造沙漠首先必須有水，然后才能綠化和改造沙土?，F(xiàn)在利比亞沙漠地區(qū)已建成一條大型的輸水管道，并在班加西建成了一座直徑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區(qū)，國(guó)際上正在研究開(kāi)發(fā)使用沙漠地區(qū)太陽(yáng)能淡化海水的可行方案，該方案一旦實(shí)施，將會(huì)啟動(dòng)近海沙漠地區(qū)大規(guī)模的建設(shè)工程。我國(guó)沙漠輸水工程試驗(yàn)成功，自行修建的第一條長(zhǎng)途沙漠輸水工程已全線建成試水，順利地引黃河水入沙漠。我國(guó)首條沙漠高速公路——榆靖高速公路已全線動(dòng)工，其全長(zhǎng)116公里。

4.5向太空邁進(jìn)

由于近代天文學(xué)宇航事業(yè)的飛速發(fā)展和人類登月的成功實(shí)現(xiàn)，人們發(fā)現(xiàn)月球上擁有大量的鈦鐵礦，在800℃高溫下，鈦鐵礦與氫化物便合成鐵、鈦、氧和水氣，由此可以制造出人類生存必需的氧和水。美國(guó)政府已決定在月球上建造月球基地（圖35），并通過(guò)這個(gè)基地進(jìn)行登陸火星的行動(dòng)。美籍華裔林銅柱博士1985年發(fā)現(xiàn)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鋼筋混凝土配件裝配空間站。預(yù)計(jì)21世紀(jì)50年代以后，空間工業(yè)化、空間商業(yè)化、空間旅游、外層空間人類化等可能會(huì)得到較大的發(fā)展。

5結(jié)語(yǔ)

本文暫時(shí)只提及了土木工程未來(lái)的發(fā)展方向，對(duì)于土木工程的具體細(xì)節(jié)尚應(yīng)包括使用功能的發(fā)展、結(jié)構(gòu)性能的發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展等一系列內(nèi)容。例如在可持續(xù)發(fā)展方面，土木工程的使用材料在未來(lái)可能會(huì)采用污染少、更重復(fù)利用的材料，諸如纖維聚合物等；在結(jié)構(gòu)的使用功能上，智能化建筑、仿生建筑將比當(dāng)今的普通建筑會(huì)得到更大的發(fā)展空間，這兩種建筑都是功能上以人為本、使用上方面舒適、耗資上既節(jié)能又可提高工程利用率；近年來(lái)，由于災(zāi)害的頻繁發(fā)生，結(jié)構(gòu)抗災(zāi)性能的提高已成為結(jié)構(gòu)發(fā)展的首要課題，未來(lái)的土木工程可能不僅可以抗震、抗風(fēng)，甚至可以抗暴、抗海嘯、防火、防撞、防輻射等?？萍嫉倪M(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的繁榮將帶給土木工程發(fā)展的春天。

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