土木工程發(fā)展

盡土分木補(bǔ)工夢(mèng)程評(píng)的遙發(fā)藝展摘要：在分析土木工程定義和重要性的基礎(chǔ)上，本文探討了其發(fā)展歷程，預(yù)測(cè)了土木工程未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：土木工程；發(fā)展；建筑

Abstract：BasedonthedefinitionandimportanceofCivilEngineering,thedevelopmentcourseisdiscussed,andthedevelopmentdirectionofcivilengineeringisforecasted.

Keywords：Civilengineering，development，constructure

1引言

土木工程是指房屋、公路、鐵路、橋梁、水工、港工、地下等工程的總稱。土木工程對(duì)HYPERLINK""國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活的影響非常明顯和重要。土木工程密切關(guān)系到人類賴以生存和繁衍的四大基本要素：衣、食、住、行，為人類提供住宅、賓館、公寓、衣料生產(chǎn)貯藏基地、食品冷庫、公路、機(jī)場(chǎng)、鐵路、港口、碼頭、廠房、實(shí)驗(yàn)室等現(xiàn)代人類生活和發(fā)展的必要場(chǎng)所空間。

2土木工程的HYPERLINK"/paper-125-1/"歷史

2.1中國(guó)土木工程的歷史

遠(yuǎn)在上古時(shí)期，中國(guó)古人類就在野處穴居，為了避免野獸侵襲，有巢氏（中國(guó)的傳說中的巢居的發(fā)明者），才教古人離開天然巖洞、構(gòu)木為巢，居于樹上。我國(guó)古代土木工程多采用土、石、木等材料建造，建造技術(shù)和HYPERLINK"/paper-163-1/"藝術(shù)造型達(dá)到當(dāng)時(shí)極高的成就。像長(zhǎng)城（圖1）、趙州橋（圖2）、都江堰（圖3）等都是具有代表性的中國(guó)古代土木工程的杰作。

2.2世界土木工程發(fā)展歷史

在歐洲，大約8000年前已開始采用曬干的磚；鑿琢自然石的采用，大約在5000～6000年前；至于在建筑中采用燒制的磚，亦有3000年的歷史。世界古代的偉大建筑，以公認(rèn)的七大奇跡（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)特別是改革開放20年來，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)140萬公里，20年內(nèi)增加了35萬多公里，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8.6萬座，水庫總蓄水量4580億m3，建設(shè)和整修大江大河堤防25萬公里，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)1820萬千瓦，建成后將超過目前世界上發(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

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，土木工程的未來至少向五個(gè)方向發(fā)展（見圖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、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。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年在東京召開的城市地下空間國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議通過了《東方宣言》，提出了"21世紀(jì)是人類開發(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)模開發(fā)利用淺層地下空間，到80年代末已開始研究50～100m深層地下空間的開發(fā)利用問題。日本1993年開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)展來自:HYPERLINK""書簽論文網(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)店和娛樂場(chǎng)等。近些年來，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600萬公頃的耕地被侵蝕，這將影響上億人口的生活。世界未來學(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)際上正在研究開發(fā)使用沙漠地區(qū)太陽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

禁本確文傻暫炕時(shí)榴只據(jù)提抵及汪了焦土諷木赤工崗程謠未事來色的疲發(fā)轟展尿方蜻向稅，胞對(duì)繪于表土收木岡工侮程級(jí)的佛具箱體葉細(xì)語節(jié)生尚漏應(yīng)牙包伯括普使稻用悄功吼能巷的治發(fā)爺展住、政結(jié)黑構(gòu)廁性你能損的腎發(fā)蟻展廉、嶄可守持顯續(xù)塑發(fā)執(zhí)展傾等嫂一書系殺列夾內(nèi)盜容枯。申例戀如井在致可寫持暮續(xù)煉發(fā)絲展盯方夕面遼，汪土淺木推工竭程今的冊(cè)使祥用礦材于料衫在傷未劉來議可洋能成會(huì)壯采固用歸污濫染位少絕、戚更撿重趟復(fù)貨利騙用政的膊材榜料尚，塑諸訂如遙纖譯維個(gè)聚中合靈物邀等管；箭在練結(jié)雪構(gòu)經(jīng)的屯使犬用勺功鑒能手上水，港智鍵能己化訴建溜筑瀉、初仿挎生激建截筑融將辦比處當(dāng)爪今奏的革普宇通宇建辯筑損會(huì)各得乞到盯更叢大陽的自發(fā)顛展攀空已間膜，溝這臘兩皇種區(qū)建黎筑雁都妻是呆功且能況上桐以遠(yuǎn)人忍為孝本井、伐使頓用陵上姓方乏面踏舒譯適夢(mèng)、恰耗末資賞上展既巖節(jié)室能辯又掘可嗓提燒高懷工再程攀利拋用營(yíng)率第；樓近貸年蟲來鈔，娘由加于否災(zāi)喘害摘的柄頻望繁吐發(fā)家生鄙，扇結(jié)孝構(gòu)視抗集災(zāi)售性得能繡的消提謝高昏已班成醉為梯結(jié)挖構(gòu)訊發(fā)壓展界的煌首粗要莖課改題鏟，爭(zhēng)未符來狠的伸土惑木嘗工抱程巡可饅能神不資僅撿可句以凈抗住震是、母抗經(jīng)風(fēng)勻，似甚運(yùn)至拖可紅以湯抗例暴扎、刪抗辰海容嘯談、菌防改火某、騎防借撞域、懷防惰輻傳射猜等傍?；鹂蒲录疾┑漠呥M(jìn)世步是，爸經(jīng)稈濟(jì)邁的匪繁駛榮衰將惕帶冒給輝土廢木喘工外程熊發(fā)好展劣的作春站天現(xiàn)。

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