土木工程的现状与未来趋势综述

摘 要：作为一门古老的科学,土木工程指的是各种工程建造,其对象包括在地上、地下以及水中的各项工程设施,还涉及到工程建造中的各种材料设备应用,以及专业保养维修等技术.文章将对土木工程的现状以及其未来发展趋势进行分析.

关 键 词：土木工程；现状；发展趋势

1.前言

从人类工程建筑史来看,在与自然界不断的斗争中,土木工程得到了长足的发展,特别是现代建筑逐渐演变成国民经济发展的支柱产业,随着经济社会的高速发展,现代建筑技术不断朝着规模化、自动化、复杂化与多样化的方向发展,各种新的设备、新的技术以及施工工艺不断涌现,包括生态技术、信息控制技术以及节能技术,目前建筑物正在成为多种新技术的复合载体.当前许多超高层和超大型建筑、桥梁以及结构复杂的现代结构技术逐渐成为衡量一个国家科技发展水平的重要指标,土木工程中技术与创新的应用逐渐加深,在新的形势下如何把握土木工程的发展趋势,将会对土木工程的发展有着重要作用.

2.土木工程的发展现状

2.1土木工程建设取得巨大发展成就

我国土木工程建设自改革开放以来取得了巨大的成就,不仅在高层建筑上的数量逐渐增长,并且高度也得到很大的突破,而且公路、铁路等也得到飞速发展.各种新的材料、结构、工艺以及施工方法在高层建筑中得到广泛应用,自动化程度不断提高,大规模的土木工程修建在我国开展的如火如荼.我国上海的浦东金茂大厦和金融中心的高度已经排列世界前茅,我国的高层建筑水平已经处于世界领先领域.

在桥梁工程领域也取得了巨大的成功,随着各种桥梁类型得到不断翻新,并且一再突破主跨跨度,桥梁工程出现了另一个辉煌,斜拉桥的复兴,如南京长江二桥、南浦大桥都是我国大跨结构迈向一个新的水平的标志,晋身世界先进行列.

2.2新型建筑材料的开发与应用

随着高标号的水泥大量生产,各种高强度、快硬、复合以及节能轻质的混凝土不断的进行开发研制,钢化玻璃、涂层玻璃等都在土木工程领域得到长足发展,从上世纪80年代以来碳纤维技术得到广泛应用,作为土木工程领域的一个重要突破,目前已经在钢筋混凝土中的加固起到很大的作用,并且取得了非凡的成果,我国在这一领域取得了非常瞩目的成就.

2.3预应力技术的应用

我国的预应力技术经过三十几年的发展已经达到了一个新的高度,在跨度大、柱网大以及开间大的多层和高层建筑中,预应力技术得到广泛的应用.在建筑大跨度公共建筑、会议展览中心等结构中都需要预应力技术,对于各种新的建筑工程来说,预应力技术有其特有的优势.对于解决路面混凝土开裂、缩缝减少等方面,都有着非常良好的应用前景.作为海洋工程建造的重要材料,预应力混凝土具有较高的抗裂性以及较好的耐久性,在各项海洋工程中可以发挥其重要的效能.对于旧建筑的加固改造、拆除以及加层中都有着非常广泛的应用.

2.4地下空间的建设与发展

我国目前已经有了20几个正在规划与建设地铁系统的城市,我国的地下空间技术得到飞速的发展,当前地下空间建设的主要施工方法包括明挖法、暗挖法、盖挖法、沉管法等,这些技术都属于国际先进技术,在地下空间的发展中都有着举足轻重的作用.

2.5结构设计更加完善

当前土木工程设计中风荷载以及地震荷载正在成为主要的控制因素,更高、更长和更柔韧成为结构设计的发展趋势,许多大型复杂结构体系的抗风抗震设计理念正在发生很大的转变,对于特大跨度桥梁的结构体系设计逐渐成为热点研究话题.

3.土木工程未来发展趋势

3.1空间上全方位开花

目前城市化进程不断加快,人口急剧膨胀,城市规模不断扩大,用地紧张、空间拥挤、交通堵塞等问题急剧恶化,城市病越演越烈,人们的居住环境产生了许多影响,对于社会经济的进一步发展有着严重制约.因此土木工程未来的发展趋势将逐渐向高空与地下发展,生存与生活的空间亟需拓展,作为城市发展的必然产物,高层建筑在数量上与高度上也逐渐加大,特别是地下空间近年来对于城市发展的作用越来越大,相比高层空间发展,对于地下基坑的开挖深度越来越大,而其发展也有着非常大的吸引力,由于城市地下空间的开发无需支付土地费用,并且作为资源非常丰富的空间,地下空间如果能够合理的进行开发,将会对土地资源起到非常显著的节约作用.根据实践证明,地下空间开发在沿海城市的技术发展已经非常成熟,并且现代城市的发展已经越来越重视地下空间的发展.

目前我国正开始向海洋拓展土木工程建造,如在黄埔江外滩的拓岸工程,人工岛建造、围垦以及拓岸工程都是有共通之处的,未来将会有许多像上海这样的近海城市人工岛出现.

3.2高性能材料的广泛应用

高强性能、良好的塑性都是钢材发展的方向,目前许多先进国家都已经提高其屈服点,并且将其作为钢材的规范,对于高强度钢材的合理利用是未来土木工程发展的一个重要趋势.高性能材料的开发利用以及各种材料的特性如何充分发挥,都需要采用复合技术以及多种特殊功能的复合材料.地方材料的充分利用、天然资源的合理保护,大量使用工业废渣作为土木工程材料都是对于生态环境的一种有效保护措施.更加节能环保的生产技术被应用到建筑工程中来,各种对于人体有害的材料与颜料的使用率逐渐降低,产品可以不断的进行循环与利用,减轻污染.

3.3建筑工业化

当前环境问题是一个全球瞩目的热点问题,而土木工程与环境工程也逐渐融为一体.城市综合征、海水污染、水平线上升、沙漠化等都是与人类生存息息相关的话题,并且都与土木工程有着重要联系.当前开发资源、民用建筑等人为作用的影响都会产生大量的耕地被破坏,人均占有土地的减少,许多工程建成以后都会对环境产生重大影响,为了有效的控制土木工程对人类生存环境的干扰,建筑也机械化的进程大大加快了步伐,在重点工程建设中建筑工业化已经成为不可逆转的趋势.标准化与多样化是当前建筑产品的一个重要趋势,为了适应社会化大生产方式,采用更加专业、联合的施工组织形式,推进新技术、新材料的应用,推广新工艺的实施.

结语：土木工程的不断发展为人类社会创造新的物质环境,作为人类文明不可分离的重要成分,在当前形势下,土木工程的发展日新月异,许多新的技术、材料、施工工艺不断涌现,为土木工程的发展提供了一扇不可预知的大门.文章对土木工程的现状及未来发展趋势进行综述,希望对土木工程的发展有所帮助.