关于土木工程建设的

摘 要：系统分析了土木工程的建设成就和建筑材料、结构型式、设计理论等方面的研究与应用现状；对土木工程的未来发展方向从复杂结构型式的研究,新材料、新技术开发与应用,岩土锚固技术,基于可靠度的设计理论等方面进行了探讨.提出应加强土木工程各学科间的交流,促进土木工程的更大发展.

关 键 词：土木工程；现状；发展

1土木工程发展的意义

土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称.土木工程的含义从两个方面去理解.一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施,如建筑工程、公路与城市道路工程和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、地下开发空间利用工程等.另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程活动.经过多年的发展,目前土木工程的实践和研究已经取得显著成就,无论是结构的力学分析,还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段,都有了巨大的突破,展望未来,土木工程仍然有许多课题需要我们进一步探讨.

2土木工程的现状

2.1土木工程建设成就巨大

自改革开放以来,我国高层建筑的发展进人了一个崭新的阶段,高层建筑不仅在数量上越来越多,而且在高度上也越来越高.我国将有公路160万km,其中高速公路2.5万km,2010年,全国高速公路将达3万km.

2.2新型建筑材料的开发与应用

近年来,随着高标号水泥的大量生产,钢纤维和玻璃纤维混凝土、聚合物浸渍混凝土等快硬、高强、轻质、复合和节能混凝土的研制,复合、新型墙体材料的开发,钢化玻璃、多功能涂层玻璃、双层中空玻璃等建筑用平板玻璃等的发展,都带来了土木工程的结构形式、设计理论和施工技术等方面的新发展.而从20世纪80年代兴起的碳纤维的应用研究,更是土木工程在这一领域的又一重大突破.国内由吕志涛院士领导的课题组及其他研究机构业已开展利用碳纤维布对钢筋混凝土梁、板、柱进行加固的研究,已取得许多成果,标志着我国在这一领域已处于较为领先的地位.目前,利用碳纤维材料加固修补混凝土结构的技术已在工程中获得应用,其前景非常广阔.

2.3预应力技术的应用

20世纪80年代,我国预应力技术已从单个构件发展到预应力结构的新阶段.预应力技术的应用已扩大到大跨度、大柱网、大开间的多层与高层建筑,连续桥、斜拉桥等桥梁结构,核电站预应力安全壳、大型预应力储仓与储液池,预应力地锚与预应力管桩等特种预应力结构.

预应力技术也是建造大跨度公共建筑、大型会议展览中心及大开间住宅的重要技术,也是高层、超高层建筑和承受特重荷载的结构中不可缺少的关键技术.预应力技术在解决大、高、重、新建筑工程的设计和建造难题中发挥着其独特的优势.

此外,预应力技术还将推动建筑结构的创新,如预应力拉杆替代柱的悬挂建筑结构将获得一定的发展.在公路工程中,预应力技术对解决路面混凝土开裂和减少伸缩缝,提高使用寿命具有良好的应用前景.

2.4土木工程的可靠度理论的研究应用

长期以来,人们一直习惯于以安全系数作为土木工程的评价指标.然而,安全系数只是一个由确定的信息得到的一个定值,它未能考虑设计变量中任何客观存在的变异性,某一特定的安全系数值,对于不同的工程未必具有同样的意义.

考虑实际工程中的不确定因素,对工程进行随机力学分析和可靠度评估具有十分重要的意义.

3土木工程未来的发展趋势

3.1向地下发展

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.现在正在开发地铁的城市,如哈尔滨市、沈阳市等.

3.2防震抗风与减灾

随着超高层、超大跨桥梁和大跨结构等大型复杂结构的兴建,结构设计呈现更长、更高、更柔的发展趋势.许多情况下风荷载和地震荷载已成为结构设计的控制因素.因此大型复杂结构体系抗风抗震的设计理论及其相关问题将被进一步关注.相关的研究课题将包括设计地震动及灾害性风荷载的作用机理；超高层建筑结构体系的抗风与抗震,特大跨度桥梁的结构体系及抗风抗震.

3.3向高空延伸

现在人工建筑物最高的为646m的波兰Gal〕in227kHz长波台钢塔,由巧根钢纤绳锚拉.日本拟在建造soo.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,Zoom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.

3.4大力发展高性能混凝土

美国混凝土学会将高性能混凝土定义为具有易灌实、易密实,不离析,能长期保持优越的力学性质,早期强度高、韧性好,体积稳定、在恶劣环境下使用寿命长等所要求性能的匀质混凝土.

1992年里约热内卢召开的地球峰会将”可持续发展’‘定义为‘,与地球生态系统相协调的经济活动”.指出对环境无害的混凝土技术的基础赖以建立的3个主要支柱是对混凝土原材料的节约、混凝土耐久性的提高以及混凝土技术从简约法到整体法的转变.因此发展高性能混凝土必须采用可持续发展的、对环境无害的混凝土技术,在研制各种外加剂和凝胶材料的同时,更应大力研究骨料替代、水泥替代和矿物掺料的使用等利用废弃材料来改善混凝土的性能,提高其耐久性的方法.

3.5基于可靠度的结构优化方法的应用研

究将成为土木工程中的一个热门结构优化理论是20世纪60年代建立起来的,目前已在飞机、船舶、机械等制造行业和重要的大型土木工程中得到应用,取得显著的经济和社会效益.但这种优化方法尚未在土木工程中得到普遍应用,优化的要求也未能在规范中得到体现.

4结束语

土木工程未来的发展方向,结构性能的发展、可持续发展等一系列内容.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.科技的进步,经济的繁荣将带给土木工程发展的春天.