浅谈现代土木工程现状及未来发展趋势

2017-07-05徐小迟

中华建设 2017年6期

关键词：桥梁人类建筑

徐小迟

浅谈现代土木工程现状及未来发展趋势

徐小迟

现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。土木工程作为我国的重点产业，直接关系到我国发展建设速度。自改革开放以来，我国高层建筑的发展进入一个崭新的阶段，已成为地球村中一颗璀璨的新星。

一、土木工程的现状

土木工程和人类的关系非常密切，关系到人类赖以生存的基本要素，是人们生活必不可少的要素之一。土木工程从远古时期就已经存在，由原始的伐木采石，建造出模仿天然掩蔽物的人类居住场所，到新时期的超高层建筑、水利工程、超高长跨度桥梁，土木工程的发展与变化，代表了人类发展的历程。

自改革开放以来，随着各项土木工程技术的发展，各种高层建筑拔地而起，桥梁、水利工程、轨道交通使人们的生活更加便捷、惬意。因此，提高土木工程建设水平，完善土木工程发展体系，实现社会、环境、经济共同发展的根本性目标，是土木工程发展的重点。

土木工程是提高人类居住环境与交通的核心产业。随着科学技术的进步和工程实践的发展，土木工程已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。特别是改革开放以来，我国高层建筑的发展进入了一个崭新的阶段，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，举不胜举。据相关调查显示，我国目前高层建筑的数量已经超过20000多幢，而超过 100m 的高层也已经超过 1000多幢。这体现了我国土木工程行业在社会中的重要地位，其对人类社会的影响也是巨大的。

近年来，随着和谐社会概念的提出，交通运输越来越重视与社会各方面事业的和谐共生，因此，我国高速公路和高铁、大跨桥梁、大直径运输管道、长隧道建设也取得了惊人的成就。伴随着桥梁类型的不断翻新，我国桥梁主跨跨度一再突破，而斜拉桥的复兴更是桥梁工程的另一个辉煌。

更令人惊喜的是，土木工程突飞猛进的发展，全国各地特别是北上广深出现了更多现代化规模宏大的新兴战略产业园区、摩天大楼，同时，地下空间技术也得到了飞速的发展和提高。核电站、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港以及大型海洋工程……现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。

二、土木工程的发展趋势

随着人类社会的不断进步，人们对资源索取的程度越来越高，而地球上的资源是有限的。可以预见，人类的生产、生活方式将会发生重大变化：资源短缺，生态环境受到严重破坏，人类生存受到威胁。因此，如何利用有限的资源滋养更多的人口、获得更大的生存空间是尤为重要的。因此，土木工程未来的发展趋势应以集约型、低消耗型转变。

1.城市建设将向高、深方面延伸。社会经济水平不断提高，大型城市与超大型城市数量飞速增长，人们对生活空间提出了更多要求，寸土寸金已经成为城市居民的共识。根据相关资料显示，目前世界上人工最高的建筑是波兰的长波台钢塔，其高度为646m，作为世界上最高的人工建筑，其承载能力是十分巨大的。这将是未来土木工程建筑领域发展的趋势，高空的距离是无限的，因此，只要技术允许，建筑物不断向高空发展是切实可行的一种策略。这种高层建筑集工作、休闲、娱乐、商业、购物等一系列功能，大大节约了土地资源，为城市的发展节省了土地。当前，上海拟建一栋高达1250m的仿生大厦，居民可以达到十万人左右，这将是我国土木工程建筑史的一座里程碑，在世界人工建筑领域中堪称奇迹。

2.轨道交通将陆续向地下拓展。随着城市的发展，地面建设了大量的商场、超市、综合商务楼宇等大体量建筑，这些建筑基本隔绝了自然采光、自然通风、自然取景等地面建筑的固有优势。与此同时，地下空间的开发体量庞大、相互沟通联片，而且把环境生态化的材料、产品、技术和工艺集成应用到地下，甚至通过下沉式地下广场的建造，阳光、绿色植物等随处可见，地上、地下的空间、建筑、交通等就可以较好地融合到一起。

在高速公路方面，解决了城市土地供求矛盾，同时不仅要筑路，且有多座大桥或地下过海隧道等巨型工程需要采取大跨度桥梁与隧道工程建设；在轨道交通建设方面，我国正迈入地铁新时代，地下空间开发正拉开序幕。值得注意的是，我国开发地下空间的物质条件已经成熟，从拉动地下开发利用的动力来看，主要是成本因素，地下开发的土建成本一般是地面建筑的两至三倍。当在城市中仍可低价获取土地，就不会轻易开发地下空间。而在地下空间建设总成本相对较低时，向地下发展就成为必然。

3.港口航道工程项目将向海洋、荒漠地开拓。地球可以称作为一个“水球”，地球上有百分之七十的面积是海洋，而陆地面积仅占百分之三十。因此，在技术条件允许的前提下，充分利用海洋资源是非常必要的，是人类不断向外扩展过程中的一个创举。海洋比陆地情况更为复杂，但其巨大的潜力对人类具有较大诱惑力。随着科学技术的发展和时代的进步，在土木工程方面人类已经在海洋中取得了一些可喜的成绩。中国港口成为世界集装箱运输港口中发展最快、建设规模最大的港口群，港口码头专业化、大型化，航道深水化的发展更加迅猛。

4.信息和智能化技术将向土木工程全面渗透。一是信息化施工，即在施工过程中所涉及的各部分各阶段广泛应用计算机信息技术，对工期、人力、材料、机械、资金、进度等信息进行收集、存储、处理和交流，并加以科学地综合利用，为施工管理及时、准确地提供决策依据。二是智能化建筑，即一方面在房屋中装置先进的计算机系统监测与控制，并可通过自动化或人工干预来保证设备运行的安全、可靠、高效；另一方面是安装针对居住者的自动服务系统，对于办公室来说，智能化要求配备办公自动化设备，快速通信设备，楼宇自动管理和控制设备。三是智能化交通（先进的交通管理系统，交通信息服务系统，车辆控制系统，车辆调度系统，公共交通系统等）。它具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视化系统等功能。

从以上几种发展形式来看，未来土木工程将向高科技化、智能化方向发展，逐渐应用于高层建筑施工、水利工程建设、能源运输等工程之中，通过大跨度桥梁与超长隧洞，改变自然环境带来的阻碍，实现更加快速的经济发展。