论土木工程现状及趋势

郭宁

摘 要：建筑业是我国的支柱产业，土木工程的发展也是影响我国建设的基本行业。目前，我国土木工程虽然取得了一些成就，但总体水平与发达国家相比还有一定的差距，面对高新技术和信息化浪潮的冲击，如何迎接挑战，如何顺应这一科技革命发展趋势的潮流，是我们从事土木工程专业的各界人士值得认真思考和必须回答的。

关键词：土木工程；现状；趋势

1 前言

我国是一个发展中国家，经济还不发达，基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求，所以在基本建设方面还有许多工作要做。在未来的发展中需要正视其问题的存在，结合自身发展的实际情况，对其进行研究和探索，以实现我国土木工程建设的新突破，从而使其实现可持续发展。

2 土木工程的概念

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，如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、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。但展望未来，土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。

3 土木工程现状分析

3.1 土木工程建设所取得的成就

据有关统计，我国已建成的高层建筑，20层以上的多达10000多栋。其中，超过100m的有500多栋，200m以上的有50多栋，甚至有20多栋的高度超过300m。而我国目前最高的高层建筑是上海环球金融中心大厦，于2008年8月29日竣工，整体设计采用钢筋混凝土结构（SRC结构）和钢结构（S结构），其建筑拥有95层，主体高度为492.5m。就公路和铁路事业而言，已处于飞速发展的状态。虽然我国的高速公路起步较晚，但是于2010年新建2.4万公里，使全国高速公路的总里程约达7万公里，稳居世界首位。而铁路于2010年已达到8.5万公里的营业里程，特别是青藏铁路的开通对我国铁路事业的发展来说具有划时代的意义。目前，铁路建设主要为城市轻轨和地铁两方面的建设，在北京、上海等城市已实现地铁的开通，其开通的总长度为215公里。在桥梁建设方面，我国已建造过各种材料不同类型的桥梁，而其中的某些成果已达到了国际先进水平。就世界跨径前十位的各类桥型中，在斜拉桥中我国占6座，在悬索桥中我国内地占2座，实现了我国由桥梁大国向桥梁强国的历史性跨越，并使其成为展示我国综合国力的窗口之一。

3.2 建筑材料与施工工艺的运用

建筑材料与施工工艺的运用，主要表现为混凝土及其技术的运用。由于混凝土所达到的强度已远远超出了相关工程所要求的范围，在原材料方面，活化、球状等新型水泥和高性能的减水剂，特别是粉煤、硅灰等超细掺合料等广泛的使用；而在混凝土的施工技术方面，各种原材料的检测及其检测设备、搅拌设备、计算机的相关应用等高新技术的应用，使得混凝土技术的相关性能设计和控制得到了很大的提高和改善。

3.3 预应力技术的运用

预应力技术不仅在解决大、高等建筑工程的设计和建造难题中发挥着其特有的优势，而且还推动了建筑结构的创新，如运用预应力拉杆可取代柱的悬挂建筑结构。

在公路建设中，运用预应力技术可有效解决路面混凝土开裂和减少伸缩缝，从而提高了公路的使用寿命；在桥梁工程中，对于任何类型的桥梁建造，都可以应用预应力技术解决其跨度问题；在水利工程或其他工程建设中，预应力结构也得到了广泛的应用，如旧建筑的加固改造、加层和拆除等。

4 土木工程的发展趋势

4.1 高性能材料的发展

钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服點为700N/mm2以上的钢材列人了规范；如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题；高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。

4.2 岩土锚固技术的发展应用

在土木工程建设中，需要对岩土锚固技术的应用进行不断的扩展。岩土锚固技术不仅在土木工程中的边坡、地下、深基坑和结构抗浮相关工程中保持良好的发展状态，还需要在土木工程中的桥梁、重力坝加固、抗地震相关工程中要求具有长远的进展。另外，岩土锚固技术领域中的锚杆锚固机理技术仍不成熟，其相关的研究仍是土木工程界的难点及热点。

4.3 计算机应用

随着计算机应用的普及和结构计算理论日益完善，计算结果将更能反映实际情况，从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设，以缩短工期、提高经济效益。

4.4 环境工程

环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视，土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关，又无一不与土木工程有关。较大工程建成后对环境的影响乃至建设过程中的振动、噪声等都将成为土木工程师必须考虑的问题。

4.5 建筑工业化

建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程，特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展，但是总的来说落后于其他工业部门，所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系，尽量实现标准化生产；要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制，采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式，同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。

4.6 空间站、海底建筑、地下建筑

早在1984年，美籍华裔林铜柱博士就提出了一个大胆的设想，即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站。这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。随着地上空间的减少，人类把注意力也越来越多地转移到地下空间，21世纪的土木工程将包括海底的世界。实际上东京地铁已达地下三层，除在青函海底隧道的中部设置了车站外，还建设了博物馆。

4.7 结构形式

计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现，为结构形式的革新提供了有利条件。空间结构将得到更广泛的应用，不同受力形式的结构融为一体，结构形式将更趋于合理和安全。

参考文献：

[1] 吕志涛.新世纪我国土木工程活动与预应力技术的展望[J].东南大学学报（自然科学版），2002（3）.

[2] 杨茹，周波，秦振涛.土木工程的可持续发展研究[J].生态经济，2010（8）.