论土木工程的未来发展

2016-03-16郭来生

环球市场 2016年25期

关键词：预应力理论混凝土

郭来生

内蒙古兴安盟乌兰浩特市房产局

论土木工程的未来发展

郭来生

内蒙古兴安盟乌兰浩特市房产局

随着社会经济的不断发展，我国的土木工程建设事业也随之发展。就我国的国情而言，我国是世界人口大国，面对人口众多的社会压力，我国必须要从土木工程建设方面着手，在现有土地资源的基础上，充分地运用世界上先进的建筑工艺和技术，建设出高质量的建设工程，满足我国人口的居住和使用。

土木工程；发展

一、土木工程的涵义

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，土木工程的含义可从两方面去理解；一层含义是指与人类生活﹑生产活动有关的各类工程设施：1﹑建筑工程；2﹑公路与城市道路工程；3﹑局坝水电和水利工程；4﹑铁路工程；5﹑桥梁工程；6﹑隧道工程；7﹑地下空间开发利用工程等。

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﹑施工等工程技术活动。经过多年的发展，目前土木工程的实践和研究己取得显著成就，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，都有了非常大的突破；特别是近若干年，在高层﹑大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。

二、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。

三、土木工程的现状

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.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。

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。

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。

四、土木工程理论、材料及技术的发展

通过多年来实践探索，土木工程的发展日臻完善。在科学理论方面，理论研究精密化，计算力学﹑结构动力学﹑动态规划法﹑网络理论﹑随机过程论﹑滤波理论的成果，随着计算机探讨土木工程发展趋势的普及而渗进了土木工程领域。结构动力学也已发展完备，荷载不再是静止的和确定性的，而被作为随时间变化的随机过程来处理。静态的﹑确定的﹑线性的﹑单个的分析，逐步被动态的﹑随机的﹑非线性的﹑系统与空间的分析所代替。电子计算机使高次超静定的分析成为可能，进而使得高层建筑中框架 ﹑剪刀墙体系﹑筒中筒体系空间工作和大跨度的桥梁得以实现。大跨度建筑的形式层出不穷，薄壳﹑悬索﹑网架和充气结构覆盖大片面积，满足种种大型社会公共活动的需要。从材料特性﹑结构分析﹑结构抗力计算到极限状态理论，在土木工程各个分支中都也得到了充分发展。理论研究的日益深入，使现代土木工程取得了许多质的进展。在工程材料方面，标号为500～600 号的混凝土已在工程中普遍应用，而轻质﹑高强化的混凝土成为大跨﹑高层﹑结构复杂的工程的新要求。高强钢材与高强混凝土的结合使预应力结构得到较大的发展，先张法和后张法的预应力混凝土屋架﹑吊车梁和空心板在工业建筑和民用建筑中广泛使用。同时铝合金﹑镀膜玻璃﹑石膏板﹑玻璃钢等工程材料以现代科学技术的进步为背景发展迅速，为大跨﹑高层﹑结构复杂的工程建设提供了全新的支持。在施工技术方面，种种现场机械化施工方法发展得特别快。同步液压千斤顶，滑模，直升机安装天线，用一群小提升机同步提升大面积平板的升板结构等一系列施工方法广泛应用。此外，钢制大型吊装设备与混凝土自动化搅拌楼﹑输送泵等相结合，形成了一套现场机械化施工工艺，使传统的现场灌筑混凝土方法获得了新生命，在高层﹑多层房屋和桥梁中部分地取代了装配化，成为一种发展很快的方法。