土木工程的发展现状与未来发展趋势

2009-2010年第一学期

《土木工程概论》科目考查卷

专业：土木工程 班级：土木09-1 任课教师：***

姓名：*** 学号：09044040*** 成 绩：

土木工程的发展现状与未来发展趋势

［摘要］土木工程是一门古老的学科，了解它的发展历程和现状可以让我们更好的学好土木工程专业。本文就土木工程的发展现状进行深入的了解，并大胆预想土木工程的未来发展趋势。

［关键词］ 土木工程 发展现状 未来趋势

一． 引言

土木工程的英文是Civil Engineering ,直译是民用工程，它是建造各种工程的统称。它既指建设的对象，即建造在地上，地下，水中的工程设施，也指应用的材料设备和进行的勘测、设计施工、保养维修等专业技术。

从土木工程发展的历程来看，每次新的建筑材料的使用、设计理论的发展和施工技术提升都会给土木工程带来飞跃式的发展。因此，从伴随人类出现到今天21世纪，凭借着新的建筑材料的使用、设计理论的发展和施工技术提升，今天的土木工程已发生了重要性的质变。

二．土木工程的发展现状

1. 世界现状

19世纪中叶水泥的发明，转炉炼钢法的成功，使得土木工程的建筑材料发生了革命性的发展。混凝土在土木工程中开始使用，钢材得以大量的生产并应用于房屋和桥梁的建筑。20世纪20年代后期预应力混凝土的制造成功，新的施工机械的发明和施工理论的提升等使得建造摩天大楼、大跨度建筑和跨海峡1000m以上的大桥成为可能。目前，世界上最高建筑是中国台北的101大厦，总高度为508m。目前世界跨度最大的悬索桥是日本的东线明石海峡悬索大桥，跨度为1990m；最长的斜拉桥是日本的多多拉桥，桥主跨有890m。世界高速公路总里程最长的国家为美国，其总长为81105公里。最高的大坝为高285m的瑞士大狄克桑斯坝。最高的电视塔为加拿大高549m的多伦多塔，其次为莫斯科塔，高537m。

土木工程具有明显的社会性，它是伴随着人类社会的发展而发展起来的。 近代大型歌舞剧的流行举办、世界性或地区性的体育事业的发展也使得大跨度建筑在世界各

地快速涌现。

2. 中国现状

我国土木工程的发展历史已久。在古代，我国的就有了不少的杰出建筑代表，如长城、赵州桥、都江堰水利工程等。自新中国成立和改革开放以来，凭借经济的发展和城市化的脚步的加快，我国的土木工程开始了新一轮的发展并取得举世瞩目的辉煌成就。目前我国最高的建筑是世界排名第4的上海金茂大厦。。在特种结构方面，我国有4所电视塔排在世界前十位，其中1995年建成的上海东方明珠电视塔以468m的高度排在世界第三位。

随着人口的增多，资源短缺、环境破坏和水土、空气污染的发展难题也开始成为人们关注的焦点。土木工程的发展也必须肩负起人类可持续发展的重任。绿色发展成为了现代土木工程发展的一个重要发展方向。在中国北京的国家体育场“鸟巢”、国家游泳中心“水立方”和国家大剧院等现代建筑就是大量运用了绿色环保技术的杰出代表作。

在桥梁工程发面，我国的桥梁建设发展迅速，并取得了可喜得成就。在宽阔的长江、黄河、珠江上相继建设起了多座跨江大桥。如 有多座桥梁居世界同类型桥梁中跨度排名之首，广州的丫髻沙大桥为跨度最大的中承式钢。除此外，我国的海底隧道工程也加快了发展的步伐。粤、港、澳海底隧道现也正建设中。

在公路和铁路建设工程方面，截至2000年底，公路通车总里程达140万公里，20年内增加了35万多公里，其中高速公路24336公里，居世界第三，仅次于美国和加拿大。我国铁路运营路程已达6.87万公里，居世界第4位，亚洲之首。我国的交通建设除了在数量上的提升外，在工程技术和施工质量上也有了较大的提升，青藏铁路的建成使用就是最好的例子之一。

在水利建设方面：新中国成立以来，全国兴建大中小水库8.6万座，水库总蓄水量4580亿m3，建设和整修大江大河堤防25万公里，目前防洪工程发挥的经济效益达7000多亿元。我国先后建成了青海龙羊峡大坝、四川二滩大坝等水利水电工程，特别是现已建成并投入使用的三峡水电站总装机容量达1820万千瓦，超过了伊泰普水电站而跃居世界第一。

3. 建筑材料及技术理念的现状

18世纪后，科学技术的发展促使建筑材料进入了一个新的发展阶段。从19世纪初，钢材开始被用于建造桥梁和房屋。到19世纪中叶，钢材的品种、规格、生产规模大幅度增长，强度不断提高，钢材的切割和链接等也大为发展，为建筑结构向大跨度重载

方向发展打下了重要的基础。到今天，土木工程用的钢材的类型已发展到了圆钢、角钢、工字钢、钢板、管材和用于混凝土的各种钢丝、钢筋等。在技术方面，现在已可以对钢材按要求进行多种加工，可以铸造、锻压、焊接、切割等。与石材、混凝土等材料相比，钢材强度高，构件的尺寸更小。金属材料具有光泽，外表华美，质地坚实的优点，以钢结构为主体的建筑已在高层楼房中比比皆是，如香港中银大厦等。所以，钢材的发明和使用对土木工程的发展过程中具有重要意义。

水泥从诞生至今已有170多年的历史。水泥按其用途及性能可以分为三类：通用水泥、专用水泥和特性水泥。水泥多和沙、石及钢材等一起以混凝土的形式使用。混凝土的种类很多。以前使用的混凝土主要有沥青混凝土、石膏混凝土和聚合物混凝土等。发展到今天，混凝土的种类又可以分为高强度混凝土、高性能混凝土、纤维混凝土。高强度混凝土中加进了超细活性掺合料，可以大大提高混凝土的强度。高性能混凝土具有超高的强度、低参透性、良好的结构性能、优越的耐久性、可观的经济效益、环保性等优异性质。纤维混凝土是在混凝土中加入合成材料纤维或钢纤维，是由纤维和水泥基料组成的复合材料的统称。纤维混凝土能增强塑性混凝土的抗拉能力，显著降低其塑性流动和收缩微裂。这种减少或消除塑性微裂可以使混凝土获得最佳的长期整体性。

“ 绿色建材’有称生态建材、环保建材。它是指采用建材卫生生产技术生产的无毒害、无污染、无放射性、和有利于环境保护和人体健康、按安全的建筑材料和装饰材料。”绿色建材”在今天的土木工程建筑材料中越来越受到人们的重视。绿色建材已开始越来越多的应用到了房屋建筑等方面，世界上的多个国家已开展了对“ 绿色建材“的研制、认证和标准的制定。

三． 土木工程的未来

地球上的人口将会越来越多，而可以供人类居住、生活和耕种的土地和资源是有限的。随着人口增长的速度是不断加快的，人类的继续发展与大自然资源的有限性的矛盾将越来越明显，人类将必须为争取生存而作出许多的努力。同样，人们生活水平的不断提高也将要求更加舒适的生活空间。所以未来土木工程的发展将肩负起这一系类的重任。回顾土木工程的发展历史和结合土木工程今天的发展现状，可以预计土木工程的未来将至少向这个方向发展。

1 .向兴建更多的重大工程项目方向发展

为了解决城市土地供求矛盾，城市建设将向高、深方向发展。例如高层建筑，目前人工建筑物最高的为646m的波兰Gabin227kHz长波台钢塔，由15根钢纤绳锚拉。

中国台北的101大厦，高508m。上海的最高建筑为环球大厦，高492m。美国拟在芝加哥建Mglin-Beitler大厦，地上141层，高610m。。中国拟在上海附近的1.6公里宽，200m深的人工岛上建造一栋高1250m的仿生大厦，居民可达10万。 在交通方面，中国将建成以“五纵、七横为骨干的全国公路网。航空港和内河航运码头等的建设也将有巨大的发展。

2 .向海洋、地下、荒漠、太空发展

地球上的海洋面积占整个地球表面积思的70%左右，而剩下的30%地球表面积中，其中又有很大部分荒漠等是人类目前还没有使用的。所以将来土木工程的发展将会向地下、海洋、荒漠、太空发展。

向海洋进军。将来人类的交通必将会更加的繁忙为了防止机场噪声对城市居民的影响，也为了节约使用陆地，许多机场已开始填海造地。如中国澳门机场、日本关西国际机场等都修筑了海上人工岛，在岛上建跑道和候机楼。阿拉伯联合酋长国首都迪拜的七星大酒店也建在海上，近些年来，我国在这方面也已取得可喜的成绩，如上海南汇滩围垦成功和崇明东滩围垦成功．

向地下进军。建造地下建筑将有效改善城市拥挤、节能和减少噪声污染等优点。日本1993年开建的东京新丰州地下变电所，将深达地下70m电站。我国城市地下空间的开发尚处于初级阶段，目前已有北京、上海、广州等六个城市建有地铁，已开通的总长度达215公里。

向沙漠进军。全世界约有1/3陆地为沙漠，目前还很少有开发。沙漠难以利用主要是缺水，生态环境恶劣，日夜温差太大，不适合人类居住。改造沙漠首先必须有水，然后才能绿化和改造沙土。在缺乏地下水的沙漠地区，国际上正在研究开发使用沙漠地区太阳能淡化海水的可行方案。我国沙漠输水工程试验成功，顺利地引黄河水入沙漠。我国首条沙漠高速公路——榆靖高速公路已全线动工。

向太空迈进。向太空发展使人类长期的梦想，在21世纪这一梦想已变为现实。由于近代天文学宇航事业的飞速发展和人类登月的成功实现，人们发现月球上拥有大量的钛铁矿，由此可以制造出人类生存必需的氧和水。美籍华裔林铜柱博士1985年发现建造混凝土所需的材料月球上都有，因此可以在月球上制作钢筋混凝土配件装配空间站。

除此外，土木工程材料将会更加轻质、高强、多功能化，设计方法将更加精确化，设计工作将自动化。同时，信息化施工、智能化建筑、智能化建筑、智能化交通、土木工程分析的仿真系统等将会在未来的土木工程发展中运用。

四．总结

土木工程是一门古老的学科，从原始时代的天然岩洞到今天的摩天大厦，由其发展历史和影响作用就可知无论在过去、现在，还是在未来，土木工程都是人类文明发展过程中不可或缺的一门学科，它将肩负起未来人类更好的发展重任。

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