土木工程的发展现状与未来论文_李云,魏昂

土木工程的发展现状与未来论文_李云,魏昂

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摘要:本论文阐述了土木工程的涵义,概述了土木工程从古至今的发展史以及未来的发展趋势。

关键词:土木工程,发展史,古代,近代,现在,发展趋势

前言:土木工程,便是建造各类工程设施的的科学、技术和工程的总称。土木工程专业包括:建筑工程、道路工程、铁路工程、桥梁工程、港口工程、海洋工程以及给排水工程等传统专业和土木工程管理、环境工程等涉及学科交叉的新兴热门专业。它是一门发展前景良好的热门专业,有着广泛的市场需求,同时也在不断地完善自身的系统理论,谋求更好的发展。

土木工程的发展贯通古今。从人类出现以来,为了满足住和行以及生产活动的需要,由构木为巢、掘土为穴的原始操作开始,到今天的摩天大厦、万米长桥,乃至移山填海的宏伟工程,经历了漫长而艰难的发展过程。为了便于叙述与理解,我们可以将土木工程发展史划为古代土木工程、近代土木工程、现代土木工程和土木工程发展趋势四个方面。

一、古代土木工程

早期人类开始尝试利用泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,这就是土木工程的萌芽时代。

中国在公元前十一世纪西周初期率先制造出瓦。公元前五世纪至公元前三世纪战国墓中最早发现砖的存在。瓦和砖具有比土更优越的力学性能。这两种人工建筑材料的出现,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚,开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等,使土木工程得到了第一次飞跃!

在中国,相传公元前21世纪的大禹治水,可能是人类历史上最早的水利工程。此后,中国历史上出现了诸多杰出的标志性建筑,如长城(世界七大奇迹之一)、都江堰、故宫、赵州桥、应县佛宫寺释迦木塔(其高67.3m,是现存最高的木结构之一)等,被誉为是中国数千年历史文化和劳动人民智慧的结晶。

同一时期的国外,也有着辉煌的人类文明,例如埃及的金字塔(世界上最大的帝王陵墓群,世界七大奇迹之一),印度的摩伯朱达罗城,希腊的巴台农神庙(由石料营造,世界七大奇迹之一),罗马的科洛西姆圆形竞技场(罗马大斗兽场)以及其他许多著名的教堂、宫殿等。它们,是各个时代的社会、经济、文化、科学、技术的见证,是所处时代毫无争议的巅峰之作!

不过,这一时期的土木工程,虽有所进步,但由于所处时代的局限性以及学术发展的不完整性,发展极为缓慢,无法形成一个完整的科学理论体系!

二、近代土木工程

15世纪以后,近代自然科学的诞生和发展,是近代土木工程在理论上的奠基时期。

17世纪,伽利略的结构定量分析,牛顿的力学定律等学术名著陆续出现,从此土木工程成为有理论基础的独立的学科。同时,也代表着近代土木工程发展的起点。

18世纪下半叶开始的产业革命,使以蒸汽和电力为动力的机械先后进入了土木工程领域,施工工艺和工具都发生了变革。

19世纪初,人们开始使用熟铁建造桥梁和房屋,这是钢结构出现的前奏。此后,新材料水泥也应运而生。在结构上,除原有的粱、拱结构外,新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广,出现了百花争艳的局面。钢材和钢筋混凝土在建筑营造中的应用,使近代土木工程发生了革命性的变化,实现了第二次飞跃。

这一时期,建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米,直到现代的千米以上。在大江、海峡上架起大桥,在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔,甚至在地下铺设铁路,创造出前所未有的奇迹。其中典型的代表建筑:法国的巴黎铁塔、加拿大的魁北可悬索桥、澳大利亚的悉尼港桥等,彰显着近代文明的璀璨光辉!

三、现代土木工程

第二次世界大战后,科学技术飞速发展。预应力混凝土的出现,也标志着土木工程进入了一个新时代——现代土木工程!

现代土木工程至今尽管只有短短几十年,但以计算机技术广泛应用为代表的现代科学技术的发展,使土木工程领域出现了崭新的面貌。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其具有工程功能化、城市立体化和交通高速化等新特征,同时材料轻质高强化、施工过程工业化和理论研究精密化也是新的发展趋势,结构形式更是种类繁多,不断创新。高质量、高效率、高环保、高安全与高审美价值成为了现代土木工程的要求。

现代土木工程,以计算机技术为基础,以自动化、信息化、智能化和精确化作为发展目标。其良好而庞大的市场前景吸引着无数的人员参与其中,在中国目前的国情与社会状况下,土木工程将是中国未来几十年内发展前景最好的领域之一。

现在土木工程,涵盖了诸多领域。大坝、水电站等水利工程,代表作有:中国的长江三峡大坝;铁路、公路、桥梁、港口等交通工程,代表作有:中国京沪高速公路、中国青藏铁路、日本多多罗斜拉大桥;城市化所带来的房屋工程,如中国政府所要求的经济适用房;以及其他功用建筑的市政工程,代表作有:上海浦东金茂大厦、美国帝国大厦、美国五角大楼、马来西亚吉隆坡石油双塔楼等。当然,除此之外,还有正在发展的海底工程,如铺设海底跨洋电缆、海底隧道;地下工程,如地铁、地下停车场、地下超市等。

四、土木工程发展趋势

随着地球环境的日益恶化,越来越庞大的人口数量与土地、空间等资源的数量的愈加稀少的矛盾将更加的尖锐,人们为了争取更舒适的生存环境与生存空间,必将更加重视土木工程。

在不久的将来,一些重大项目将会陆续兴建,插入云霄的摩天大楼,横跨大洋的桥梁,普及万家的航空飞船,这些都将不在是梦想。未来的土木工程,将会在人类的生产生活中占据更加重要的地位,将会有以下几种发展趋势:

1.土木工程领域的应用愈加普及。高度的智能化操作系统,机械化的大规模应用,施工过程的全面信息化与自动化,设计制图的精确化与细致化,这些,都将是计算机技术所带来的巨大效益,极大地刺激土木工程的发展。

2.高性能材料的发展。无论是有更好的强度、塑形、韧性和可焊性的钢材,还是现有的新型化学合成材料的升级,亦或者是还未问世的诸多能满足各领域更高需求的新型材料,都将在未来土木工程的舞台上展露它们的身姿!

3.新能源和能源多极化的发展。随着地球石油、天然气、煤等不可再生资源的大量消耗,即将面临枯竭的危险,太阳能、风能、核能、地热能等可再生能源都将迈入高速发展的道路,甚至天然雷电能量、外太空星辰能量等现在还处于理论阶段的能源也可能面向千家万户。

4.利用的最大化。在未来,随处可见超高层建筑将不在是梦想,地下建筑和海底建筑也将面临广阔的发展前景,甚至在外太空都可能修建适合人类生存的环境空间。

5.建筑的高安全化与多样式化。随着人类社会的快速发展,人们愈加重视自身的安全问题,未来的建筑,高性能的防震减灾抗风雨,为人类提供更加安全的保障。同时,各种新型的结构体系应运而生,未来的土木工程,将是百花齐放,百家争鸣的时代!

6.环境工程的重视。随着地球环境日益恶化,温室效应、土地沙漠化、水土流失等问题将被各国重点关注,立法保护。

总结:纵观人类文明史,土木工程在不断发展。从安半坡村的新石器时代房屋到高耸入云的马来西亚石油双塔大厦,从闻名遐迩的赵州古桥到主跨近两千米的日本明石海峡大桥,这古今中外的伟大建筑无不一笔一笔书写着“土木工程”光辉悠久的历史。正是这一切的一切把我们带入这拥有七千多年历史的广阔天空,土木工程紧随人类发展的脚步前行。

土木工程,这是一个需要细心、耐心、爱心、责任感和创新能力的行业,需要高素质、硬能力、好技术的人才。它以其独特的魅力和广阔的前景,在不断地腾飞!而我们,或许将成为未来的工程师、技术师、设计师等,则更需要以百分之两百的热情投身其中,在这个舞台上尽情绽放属于自己的光彩!

参考文献:

[1]罗福午主编,土木工程(专业)概论(第三版),武汉理工大学出版社。

[2]段树金,土木工程概论[M],北京:中国铁道出版社,2005

[3]杨家福,中国土木工程指南[M],1993

[4]刘西拉 等,关于我国工程建设技术发展的战略思考[J],土木工程学报版,2005.12

[5]孙世国,21世纪土木工程发展趋势刍议[J],北方工业大学学报,2002.9,14(3)

论文作者:李云,魏昂

论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期

论文发表时间:2018/9/18

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