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中图分类号:S969.1 文献标识码:A文章编号:
引言
土木工程是指房屋、公路、铁路、桥梁、水工、港工、地下等工程的总称。土木工程对国家的经济建设和人民生活的影响非常明显和重要。土木工程密切关系到人类赖以生存和繁衍的四大基本要素:衣、食、住、行,为人类提供住宅、宾馆、公寓、衣料生产贮藏基地、食品冷库、公路、机场、铁路、港口、码头、厂房、实验室等现代人类生活和发展的必要场所空间。
1、土木工程的特点
1.1工程规划方面
以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝,会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。
1.2工程设计方面
人们努力使设计尽可能符合实际情况,达到适用、经济、安全、美观的目的。为此,已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值,研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律,积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩同作用的分析,进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论;同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。
1.3工程施工方面
随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样,不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率,而且可以解决特殊条件下的施工作业问题,以建造过去难以施工的工程。
1.4建筑材料方面
高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低,有些价格过高,应用范围受到限制,因而尚待作新的探索。另外,对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,虽已取得显著成果,仍继续进展。
2、土木工程的发展现状
我国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过,且发展很快,尤其在近年来,发展极为迅猛,几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快,数量之巨,令世界各国惊叹不已。
截止2000年底,我国铁路运营路程已达6.78万公里,居世界第4位,亚洲之首。铁路朝着城市轻轨和地铁两方而发展。同时,我国也在积极建造高速铁路,武汉至广州的高速铁路运营时间仅需4小时。此外,磁悬浮列车也在发展。桥梁工程也取得了惊人的成就,伴随着桥梁类型的不断翻新,主跨跨度一再突破。杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等大跨桥梁的建成都标志着我国的大跨结构达到了一个新的水平,己跨入世界水平先进行列。目前,我国己建成千米以上大桥3座、800m以上大桥8座、600m以上大桥15座、400m以上大桥40座,重庆万县单孔跨度达420m的钢筋混凝上拱桥更引起世界同行的莫大兴趣。在水利建设方面,50年间全国兴建大中小水库8.6万座,水库总蓄水量4580亿立方米。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。在大坝建设方面,我国先后建成了青海龙羊峡大坝、贵州鸟江渡大坝、四川二滩大坝等水利工程。
3、土木工程的发展趋势
3.1向高空延伸
现在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。日本拟在东京建造800.7m高的千年塔,它在距海约1.25英里的大海中,将工作、休闲、娱乐、商业、购物等融于一体的抗震竖向城市中,居民可达5万人。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。印度也提出将投资50亿建造超级摩天大楼,其地上共202层,高达710m。
3.2向地下发展
1991年在东京召开的城市地下空间国际学术会议通过了《东方宣言》,提出了"21世纪是人类开发利用地下空间的世纪"。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。日本于20世纪50年代末至70年代大规模开发利用浅层地下空间,到80年代末已开始研究50~100m深层地下空间的开发利用问题。日本1993年开建的东京新丰州地下变电所,将深达地下70m。目前世界上共修建水电站地下厂房约350座,最大的为加拿大的格朗德高级水电站。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;设有140个地铁站,北京地铁长度已达41.6公里。
3.3向海洋拓宽
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,2000年8月4日,日本大阪利用18亿立方围海建造的1000m长的关西国际机场试飞成功。阿拉伯联合酋长国首都迪拜的七星大酒店也建在海上,洪都拉斯将建海上城市型游船,该船将长804.5m,宽228.6m,有28层楼高,船上设有小型喷气式飞机的跑道、医院、旅馆、超市、饭店、理发店和娱乐场等。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,最近又在建设黄浦江外滩的拓岸工程。围垦、拓岸工程和建造人工岛有异曲同工之处,为将来像上海这样大的近海城市建造人工岛积累了科技经验和准备力量。
3.4向沙漠进军
全世界约有1/3陆地为沙漠,每年约有600万公顷的耕地被侵蚀,这将影响上亿人口的生活。世界未来学会对下世纪初世界十大工程设想之一是将西亚和非洲的沙漠改造成绿洲。改造沙漠首先必须有水,然后才能绿化和改造沙土。现在利比亚沙漠地区已建成一条大型的输水管道,并在班加西建成了一座直径1公里、深16公里的蓄水池用以沙漠灌溉。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,该方案一旦实施,将会启动近海沙漠地区大规模的建设工程。我国沙漠输水工程试验成功,自行修建的第一条长途沙漠输水工程已全线建成试水,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,其全长116公里。
3.5向太空迈进
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,在800℃高温下,钛铁矿与氢化物便合成铁、钛、氧和水气,由此可以制造出人类生存必需的氧和水。美国政府已决定在月球上建造月球基地,并通过这个基地进行登陆火星的行动。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。预计21世纪50年代以后,空间工业化、空间商业化、空间旅游、外层空间人类化等可能会得到较大的发展。
4、结束语
本文暂时只提及了土木工程的现状及发展,对于土木工程的具体细节应包括使用功能的发展、结构性能的发展、可持续发展等一系列内容。未来的土木工程可能不仅可以抗震、抗风,甚至可以抗暴、抗海啸、防火、防撞、防辐射等。科技的进步,经济的繁荣将带给土木工程发展的春天。
参考文献:
[1]杨家福。中国土木工程指南[M]。1993:1-4。
1 现代土木工程的特点
1.1 建筑材料方面
目前,玻璃纤维增强塑料、镁合金以及铝合金等比钢轻的材料获得较为广泛的应用,建筑材料不断向着高强度、轻质方向发展。然而目前采用这些材料存在着一些缺点,如价格偏高、弹性模量偏低等,致使材料的应用范围受限,还需进一步研究。在提高混凝土和钢材的耐久性和强度方面,已经取得一定研究成果,但是仍然还有很大的发展空间。
1.2 工程地质和地基方面
基础的设计和施工,在很大程度上受到施工地区的地基构造以及工程地质条件的影响,还与其在天然状态下的力学性能和应力情况有关。此外建筑材料的选择、结构体系和工程设施的选址,都受到工程地基和地质条件的影响,尤其是对于地下工程,其影响是非常巨大的。目前,所采用的地基和地质勘查技术,存在一定的局限性,以室内分析试验,现场钻探取样为主,因此急需创新勘察方法,积极运用现代科学技术,以满足现代化建设的需求。
1.3 工程规划方面
根据工程经验来制定工程规划的总体方案,并且从中选取优秀方案,这是以往土木工程规划中所采用的主要形式。然而随着土木工程建设规模的扩大,急需提高规划设计水平,并利用系统工程的理论和方法来完成规划,目前这一设想已经成为现实。土木工程的规模如果过大,必然会导致自然环境发生改变,这些改变有些是有利的,有些是有害的,对农业生产和生态平衡将造成影响,因此在进行土木工程规划时,必须综合考虑到这些影响因素。
1.4 工程设计方面
工程设计的目的是追求经济性、适用性、安全性和美观性,通过人的努力和创新思维,可以使设计更加地符合实际情况。目前,对于材料轻度值和载荷值的研究和分析,主要利用的是概率统计的方法。而对于结构与岩同作用、结构动态、结构大变形、材料非弹性等的研究,则需要分析海浪、地震波以及风力等作用的分布和统计规律,并体现在时间和空间两个维度。结构优化设计、结构可靠度极限状态设计法也同样是研究的主要内容,这其中也不乏利用计算机的高效设计和计算方法。
1.5 工程施工方面
自动化和机械化是现代化施工的主要特征,施工所采用的机械、设备和施工工具日益向着大型化、自动化和多品种方向发展,土木工程的规模逐渐扩大。在施工的组织管理方面,逐渐向着科学化的方向发展,现代化的管理理论和方法,如系统工程的方法,已经逐渐应用到土木工程的施工中。生产的工业化和结构、构件的标准化,由此而带来的是生产效率的提高,工期的缩短,施工成本降低。尤其是对于过于难以施工的工程,在现代化的施工条件下,也已成为可能。
2 未来土木工程的发展
2.1 指导理论的继续发展
不难预见的是,力学仍然是未来土木工程技术和理论和核心部分,而力学的突破方向则是以新的数值处理方法和新的分析方法为主。目前来看,现有的方法还是存在一定的局限性的,尤其是对流体介质、复杂结构等情况下的近似和受力分析上。在土木工程技术中,会涉及到很多的复杂数值问题,因此必然要求专门化数学的进一步发展。对复杂情况的模拟有赖于电子计算机技术的应用,使之更接近于现实。虚拟现实、控制论等技术必然在力学中加深影响,从宏观向着微观发展。
与其他学科的进一步融合和交叉,是土木工程学科未来的发展方向,同建筑、化学、城市规划、环境等学科共同发展、相互扶持,向周边学科发展。同时,在现实需要的推动和促进下,土木工程内部的次级学科会产生出新的学科,不同的次级学科之间彼此互相渗透,相互融合。
2.2 工程实现的变化
人们所建设的工程构造物,必须能够符合设计的要求,满足使用的需要,这是土木工程建筑的根本目标,需要一个比较漫长的工程实现的过程,从而实现从设计到成果的转化。这是土木工程建设的主要环节和重要内容。优秀的作品,除了要有良好的理论和设计,好的工程实践更是其中的关键。土木工程学是一个传统的学科,在信息时代的冲击和影响下,其他学科的新技术和新观点,对其带来的影响必将是深远而巨大的,为其注入了新的活力。
2.3 全过程信息化
在未来的土木工程发展中,信息化将成为其发展的主题,并不断渗透其中,除了在目前广为应用的CAD技术,在收集、整理和分析工程运行数据资料、工程进度管理资料方面,也将发挥重要的作用。智能化和主动控制的实现,有赖于全过程信息化的参与。目前,我国的土木工程建设的数量和规模都逐渐加大,在若干年后,这些建筑物将进入维护期,因此对于这些建筑物的各种信息的掌握就变得尤为重要,全过程信息化使土木工程建筑物的维护变得更加简单和高效。专家系统技术同样需要信息化作为支撑和基础。程序具有智能的关键,在于对其输入相关领域的高质量的信息。
3 土木工程未来发展趋势
3.1 三S系统应用发展
三S系统在土木工程领域该系统发挥了显著的优势作用,同时具备广阔的发展提升前景。数字化城市发展理念的提出正是基于这一三S系统发展而来,也就是说其综合了遥感、GIS、遥测、多媒体、网络与仿真虚拟技术对城市各项功能机制、基础设施展开自动采集、发挥决策辅助作用并实施动态化管理监测,很明显,当前数字化城市便是以该类数字化的处理信息技术、通信网络技术作为发展背景的科学服务技术系统。
3.2 单机方式顺序科学转变至网络协同控制与并行设计
就复杂大型的项目工程来说,其很有可能需要较多设计部门、众多成员的共同参与,同时还需要良好的协同合作并提供在线咨询服务。项目管理与电子数据同样是土木工程实现信息化发展的趋势,工程建设施工是当今土木工程应用计算机技术的重要领域,基于系统复杂工程在施工阶段中由报价投标、预算到签订管理合同、评定分析质量直至竣工验收各阶段均需要进行大量数据信息的处理,整体施工单位控制与辅助管理均会被纳入至辅助计算机施工技术体系中。
4 结束语
综上所述,随着信息化社会的飞速发展土木工程实现了质的飞跃,我们只有遵循其内涵特征、发展现状把握工程建设未来发展趋势动向、制定科学实践发展策略,才能真正推进土木工程实现可持续的全面发展。
参考文献
[1]王迪,张超.关于土木工程现状与发展趋势的探讨[J].建筑工程技术与设计,2016(7).
[2]玉海珑,刘春雷.土木工程现状与发展趋势探讨[J].城市建设,2012(22).
[3]谭义川.土木工程现状分析与未来趋势展望[J].城市建设理论研究(电子版),2013(4).
土木工程建设在和自然斗争一中不断地前进和发展。城市的高楼大厦拔地而起,各种桥梁、水利工程、四通八达的公路贯穿各个省市。土木工程是保证人类居住和交通的支柱产业,完善土木工程的建设和发展,实现经济、社会、环境统一协调发展,成为目前土木工程的关注热点。人类为了争一取生存,为了争一取舒适的生存环境,预计土木工程必将有重大的发展。
一、土木工程的发展现状
(一)土木工程理论的发展。
土木工程的发展包括两个部分,即土木工程理论和土木工程设计,理论是基础、设计是理论的体现,只有建立坚实的理论基础,才能让土木工程设计得到最大的进步。土木工程理论包括力学、统计学、计算机等学科,需要对每个学科综合加固,切实保证理论基础的可靠性。计算机技术的发展也给土木工程带来了极大的飞跃,针对建筑、道路、铁路、桥梁、隧道等专业开发了相应的计算软件,这给土木工程的设计带来了很大的突破。随着信息化进程的加快,土木工程发展的信息交流得到了很好的进步,对于国家各个建设项目、甚至国际项目的优势理论都可以与同行进行交流学习。
(二)土木工程设计的发展。
土木工程设计和规划改变了凭借经验设计的惯例,趋利避害地全面考虑土木工程的安全、环境、经济等所有因素。随着新材料、新结构、新工艺、新施工方法的出现,人类更有可能从事更大规模的土木工程修建,;高层建筑不仅在数量上越来越多,超高层、超大跨桥梁和大跨结构等大型复杂结构的兴建,结构设计呈现更长、更高、更柔的发展趋势。土木工程设计是建立在坚实的理论基础上的,随着对土建项目要求的增长,土木工程设计也更加向更复杂的方向发展,只有把握好新技术、新优势才能把土木工程设计想更加完善的方向发展。目前,土木工程设计发展取得了一定的成绩,在形式、受力等方面取得了进步。
(三)土木工程施工的发展。
土木工程施工的发展体现在施工材料、施工设备和施工工艺三个方面。施工材料出现了复合材料高强钢材等全新建筑材料,如碳纤维、玻璃纤维增强塑料、双层中空玻璃、镁合金、镀膜玻璃、铝合金、各种节能混凝土等,新型材料在工业和民用建筑中得到广泛使用,为复杂大型土木工程提供了重要物质基础。工程实施的设备、工具不断地向自动化、机械化、科学化发展,使得大规模复杂的土木工程不断发展并得以实现,推进了土木工程的科学快速发展。城市地下工程建设主要施工方法有明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等,也为地下空间开发提供了宝贵的经验。
二、土木工程的发展趋势
前文根据笔者的实际经验,已经阐述了土木工程的发展现状。经过论证得出,土木工程理论的发展,土木工程设计的发展及土木工程施工的发展三者是息息相关的,互补关系,在具体施工中起到非常重要的作用,并不断得到施工人员的喜爱。
(一)向信息化趋势发展。
加快信息化建设并带动工业化,这是我们的国家提出的新时代的奋斗目标。信息化建设是利用计算机技术、网络通信技术、智能信息处理技术、自动化控制技术等进行改造。通过信息化建设,使传统控制方式下一些较难实现的高难度项目成为可能,信息化技术将全面革新设计技术和施工技术,在土木工程界已发挥了巨大的作用。
(二)向虚拟现实技术发展。
沟通的虚拟现实技术在土木工程提供了一种新观点和方法,结合计算机技术、传感器技术、网络技术和多媒体技术等高新技术的综合。虚拟技术是一种新的人机交互技术,让人仿佛置身在现实世界中,一方面,将广泛应用于工程项目招标投标、施工过程和方法可以很好的进行清算,其计算在结构设计和施工过程仿真、复杂的计算过程更有其独特的优势。
(三)向超大型土木工程方向发展。
在21世纪,随着新材料、新结构、新技术的出现,新的施工方法将更大规模土木工程建设、实现新突破。近年来,随着大规模生产优质水泥、纤维和玻璃纤维混凝土和聚合物浸渍混凝土混凝土发达,带来了土木工程结构,新开发的设计理论和施工技术等。碳纤维的应用研究,土木工程领域中的另一个重大突破。如何合理使用高强度钢也是一个重要的研究课题,和其他高性能混凝土复合材料也将朝着轻、强、良好的韧性和使用能方面的开发,既从数量的高层建筑钢结构和用法的高性能材料需要进一步增加。
(四)向地下、太空、沙漠、海洋空间发展。
空间资源越来越紧张,开发地下、太空、沙漠和海洋空间是解决当前空间和土地资源紧张的一个有效途径。为了综合利用地下空间资源,地下空间开发逐步向深层发展,在地下空间开发中的应用将加强。
三、结语
综上所对土木工程发展的重要意义,土木工程的发展现状及米来趋势所述,土木工程行业是我国的支柱产业,影响我国基木建设的行业,高新技术对土木工程这一传统专业的改造及影响。因而我们对土木工程的研究和实践也更加重视。
参考文献:
关键词:
土木工程;管理;现状;对策
土木工程的管理现状:土木工程,就是各种高层建筑和公路等各种建造工程的总称,是运用现代的科学技术的建设工程,是我国建设项目中重要的方面。
一、土木工程中的高层建筑
我国人口众多,用有世界上最多的人口,人口的居住问题是我国发展中的一项重要问题,围绕人生存发展的因素很多,所以在考虑其居住问题的时候需要忠实的生活等问题也有很多。随着城市化进程的加快,我国的城市功能用地越来越紧缺,这就意味着,想要解决越来越多的人的居住问题,我们就需要建造越来越过得高层建筑,为了使众多的人在有限的国土面积上拥有生存空间,越来越多的高楼大厦被建造起来,高层建筑能够在节省城市面积的前提下容纳更多的人口,所以高层建筑是我国在城市化进程中建设最广泛的土木工程项目。我国扔处于社会主义初级阶段,经济发展水平还没有达到世界的先进水平,随意在建造高层建筑方面存在资金紧缺和技术不先进的问题,为了确保我国人民能够安居乐业,克服土地资源紧缺和资金不足的问题,必须大力发展建设高层建筑。
二、土木工程中的公路建设
交通的便捷程度是影响一个地区经济是否发展的重要因素,因此,要想发展经济就必须重视公路的建设。公路是我国现在最主要的交通路线,不仅人们出行时普遍利用公路,而且在运送物资是也大量的运用公路,一旦缺乏了公路这个重要的载体,各种物资便无法运输,经济也就无法正常发展,“要想富,先修路”说的就是这个道理。我国人口众多,为满足人们日益增长的物质文化需求,我国的产业发展呈现出多样化的状态,各个行业的发展之间都崔在这紧密的看戏,这些联系都需要公路来维持,因此,在经济的繁荣发展过程中,公路的建设发挥着举足轻重的作用。从土木工程的发展现状可以得出,土木工程在我国经济发展的过程中发挥着举足轻重的作用,因此,为了加快我国的城市化进程,促进国民经济又好又快发展,必须重视公路的建设与维护,必须确保其质量的安全性和可靠性,质量问题直接关系着物资是否能正常运输,各行业是否能正常保持联系,因此,加强土木工程建设中的质量管理是重中之重。
三、管理过程中的应对措施
(一)发挥人的主观能动性
人具有强大的主观能动性,在土木工程的质量安全控制点中,人可以发挥很大的作用,发挥人的主观能动性将质量控制在安全范围内,是最安全最可靠的提劲,具体可以从以下几个方面入手:
1.建立健全质量安全的监督与监管制度,在工程实施的过程中,规章制度是必不可少的,俗话说,“没有规矩不成方圆”,只有制定出规范工人操作的制度,才能使其严格暗战规章制度来完成任务,才能保证工程建造的质量与安全。
2.定期培训学习,完善工人自身的建筑知识。由于建造工程的多样性,许多工程在其建造过程中会面临各种不同的问题,同时,随着建造难度的增加,对公认的知识水平和工作经验也提出了更高的要求,因此,定期的对工人进行培训和学习是非常有必要的,在此过程中,工人可以不断更新自己的知识体系,对建筑知识得到更娴熟的掌握,同时,工人之间也可以互相进行交流和指导,增加自己的工作经验,有利于更好的完成工作任务。
3.分明赏罚制度,这是一种能有效调动工人积极性的方法,通过明确的赏罚制度对工人的施工行为进行规范,赏罚分明,使得他们为了完成既定的目标而规范自己的施工行为,进而真正的将质量和安全重视起来。
四、机械设备的质量问题
对于大的工程建造,机器设备起着非常重要的作用,仅仅依靠人力是非常有限的,因此,控制好极其的质量也是非常重要的,极其的精准度会影响整个土木工程的质量。要定期的对机器和设备进行维修和护理,定期的进行更新换代,经济的发展对工程建设提出了更高的要求,这就意味着机械设备也要更加的精准,确保工程质量的安全性。
五、建筑材料的质量
建筑材料是建筑工程的灵魂和个根本,建筑材料的质量直接影响整体工程的质量,施工过程中如果建筑材料不过关,整个工程的质量也就可想而知了,因此在选取建筑材料时必须严格的把握好质量的关卡,在第一步确保其质量的安全可靠性。
六、小结
土木工程是我国建设项目中重要的方面,随着我国科学技术和经济的发展,土木工程作为一种热门行业也不断发展繁荣,但就其发展的现状来看,在建筑过程中高层建筑的数量越来越多,施工的要求也越来越高,因此,随着施工难度的增加,其中存在的问题也越来越多,本文根据个人的工作经验以及对相关资料的查询,从土木工程的发展现状入手,客观的剖析了其管理过程中存在的问题,并提出了相应的应对方案,但由于本人工作经验不足以及知识水平有限,并未挖掘更深层次的问题,只希望通过本文能引起广大社会关注人士和专家学者的重视,对土木工程的积极健康发展贡献自己的微薄之力,如有不足,请予以指正。
作者:齐巍 单位:沈阳飞驰建筑工程有限责任公司
参考文献
中图分类号:R-1文献标识码: A 文章编号:
土木工程建设伴随人类文明史发展,是人类与自然界做斗争的产物,也是人类作用于自然环境的重要活动。随着现代化建设的不断深入,土木工程业已经成为我国国民经济中的支柱性产业[1]。经过多年实践研究,国内土木工程领域取得璀璨成果,在结构理论、力学分析、施工技术等诸多层面都有所突破。近年来,人们对土木工程要求大幅提升,趋向于高质量、大规模、大跨度、高层的建筑,。分析国内土木工程现状,我们也看到诸多弊端,如土地资源有限、固体垃圾大量产生、生态环境破坏严重、生存空间不足等。针对上述诸多难题,为进一步提升人们生活质量,与社会经济发展相适应,有必要关注土木工程建设,展望该产业的发展趋势。
一、土木工程现状分析
现阶段,土木工程发展既存在显著成果,又存在弊端。
(一)土木工程发展成果
近年来,土木工程理论不断完善,与建筑行业相关的学科也取得研究成果,这为土木工程发展提供了坚实的理论支撑与技术支持。在工程设计方面,改变了原有按照固有经验进行设计的惯例,而是采用现代化的系统工程理论方法,考虑到土木工程经济、环境、安全等诸多因素,实现整体设计的趋利避害。在工程施工方面,建筑材料上多采用复合材料高强钢材、环保型材料等新型建筑材料,彰显它们的优越性能,从而为现代化土木工程提供坚实的物质基础。除此之外,土木工程施工工艺也不断完善,土木工程向标准化、工业化方向发展,呈现出良好的发展势头。
(二)土木工程存在弊端
当今社会,存在人口剧增、环境破坏严重、交通拥挤等诸多不利因素,土木工程建设资源日益紧张。当下高层、大跨度、复杂结构的土木工程建设趋势需要建设的物资基础,但工程建材方面仍存在缺陷,如建材弹性模量偏低、建材应用成本高、应用范围有待拓宽等。
二、土木工程未来趋势展望
对土木工程领域做深入研究,总体上呈现出如下发展趋势:
(一)理论的日益精密化
土木工程行业理论的完善不是单向的、独立进行的,而是与数学、化学、物理、微机技术等有着紧密的联系,相关人员已然认识到土木工程与上述元素间的紧密联系,促进土木工程行业理论的完善,并呈现日益精密化的发展趋势,如采用信息化技术模拟复杂施工条件,探索土木工程施工中的复杂结构,采用专业化数学知识解决工程数值难题等。
(二)所用材料实现优化
土木工程所用施工材料对安全性能、材料质量、使用寿命等都有严格要求。在当下生态型建筑理念深入人心的大背景下,如何有效解决土木工程施工材料所造成的环境污染、资源浪费、资源配置等问题,是土木工程相关人员所应深入思索的问题[2]。土木工程施工所需要的建筑材料是新型的、高新技术的,并符合生态型建筑理念,由此更适应当下可持续发展的总体要求。土木工程材料的优化主要有如下几层:
1.应用智能化混凝土
近年来,混凝土因为其具有不可取代的优势而被广泛应用于土木工程建设中,这种工程材料不但稳定性好、强度高、耐久性好,且具有高抗冻性、抗腐蚀性和抗渗性优势,正因如此,混凝土有着长远的应用前景。新型的混凝土有100年,甚至是200年的使用寿命,未来的发展趋势是,随着科技水平的不断提升,土木工程领域将应用智能化混凝土。这种智能化混凝土,能够接收到使用环境信息,并自觉做出逻辑判断,做出智能化的反应。如为满足特定土木工程需要,此种混凝土能实现保水性、流动性和粘聚性等性质的调整,从而降低建筑所受侵害,实现对受破坏部位的修补,甚至能在危险状况时发出警报。智能化混凝土是未来土木工程建设领域的关键性技术,但受材料价格昂贵的影响,其研究及使用范围较窄,土木工程市场有待进一步拓宽。
2.应用新型生态建材
随着绿色生态理念的深入,在保障土木工程质量的前提下,应用新型生态建材已是实现生态建筑和绿色建筑的重要途径。新型生态建材的发明与应用,能减少材料浪费现象,减少建筑垃圾,降低环境破坏程度,大大提升人们的居住品质。不但如此,新型生态建材也具有节能减耗的功效,能推动人类和自然间的和谐与可持续发展。土木工程发展趋势表明,可再生材料、环保材料、循环应用型材料、净化材料等将得到更为广泛的应用。
3.应用抗震性好的钢材
因为土木工程的高层、大跨度结构发展趋势,现代化土木工程建设中多采用抗震性能好的钢材,具有极厚化、高强度、低屈服比和低屈服点的优势。通过改善热处理工艺、调整材料化学成分等举措,可以生产出抗震性能良好的钢材。因为这种钢材能节约资源,提供抗震安全保障,在土木工程钢材方面具有应用趋势。
(三)信息化程度的加深
随着现代信息化技术的普及与发展,我国工业逐渐实现信息化,而这也对土木工程领域形成重要影响,随着信息化技术的不断渗透,信息化技术逐渐涵盖土木工程的全过程,既存在于土木工程的设计和施工阶段,也存在于建筑交付使用后的物业管理、安全监控、设备维护等诸多方面。利用形式多样的信息技术,如微机技术、网络技术、自动化控制技术、信息智能化处理技术等,能够实现土木工程的信息化[3]。利用信息化技术,土木工程得以不断完善,如可以实现管道空间布线优化、大型设备整体吊装、高温高压焊接控制等。随着信息化技术实践性研究的深入,展望未来土木工程的发展,信息化技术将被得到更为全面的利用。
(四)实现向多空间发展
人均建筑面积在不断缩小,因此现代化的土木工程更注重对各类资源的有效利用,并呈现出向多空间发展之势,即向高空发展,向地下发展,向沙漠、海洋和太空发展。
1.实现向高空发展
土木工程向高空发展能实现土地资源的最大化利用,世界诸多国家的城市中不断涌现摩天大楼,如迪拜塔、上海环球金融中心、金茂大厦、国家石油公司双塔大楼等。而向高空发展也成为现代化土木工程的发展趋势。
2.实现向地下发展
除却地上高空外,地下空间也可以成为土木工程的可开发建筑资源,如大中城市地铁的建设与开通就是利用地下空间的良好例子,既充分利用了地下的土地资源,又大力缓解了地上交通堵塞现象。除了地铁外,还有地下隧道、地下停车场、地下商街等诸多地下空间利用形式,甚至实现了多种利用形式的综合应用。在地下空间开发与应用过程中,卫星全球定位系统、遥感系统和地理信息系统等先进技术得到广泛应用,这更大地扩大了地下空间利用的幅度。但地下空间应用中所存在的问题也不容小视,如生态环境破坏、地层应力变化、地震荷载变化等。
3.实现向沙漠、海洋和太空发展
现代化土木工程觉不会将建筑空间仅局限于陆地,而是开始向沙漠、海洋和太空拓展。(1)利用沙漠资源
近年来,地球沙漠化趋势明显,对于世界各国而言,开发与利用沙漠资源已经成为一种必然的趋势。通过人工河、植树造林、输水管道等诸多措施,能够实现沙漠工程改造,从而顺应在土木工程中有效利用沙漠资源的有益趋势。
(2)利用海洋空间
土木工程行业领域已经存在很多利用海洋空间的成功例子,如位于阿拉伯联合酋长国首都迪拜的迪拜大厦,这座建筑建造于海上,是一座七星级的大酒店,工程宏伟而奢华,而参观迪拜大厦也成为来迪拜的游客所必做的事情。再如中国上海外滩,拓岸工程也得到了深入运作和实施。
(3)利用太空空间
为了解决人类居住资源日益减少的难题,很多国家致力于向太空发展,发射卫星或宇宙飞船,建立太空试验站,获取外太空的资料,期望未来能开发利用太空空间。
三、结论
分析土木工程发展现状,有显著成果同时也存在不容忽视的弊端,展望土木工程发展趋势,将规避自身及社会环境弊端,实现工程建设的整体优化。土木工程的发展是人类智慧的结晶,我们必须坚信,在科学进步的推动下,在全体同仁的共同努力之下,土木工程建设将实现更新高度,真正步入可持续发展的道路。
参考文献:
中图分类号:S969.1 文献标识码:A 文章编号:
随着人们对建筑要求的不断提高,需要建构高层、大规模,甚至是大跨度的建筑,并且要求既要满足工程进度以及质量的要求,同时也需要保证成本的控制。
一、 土木工程发展现状
1.土木工程理论的发展
随着科学技术的不断发展和进步,与建筑相关的学科,包括:力学、结构动力学、统计学等等学科的不断发展和进步,为土木工程的发展提供了重要的理论基础和技术支持。信息化的不断普及和深入发展,大型计算机在土木工程上的充分应用,包括结构抗力计算到极限状态理论、材料特性结构分析等,使得土木工程在强大的理论基础之上快速、全面地提升和进步。
2. 建筑设计的发展
随着土木工程的不断发展和进步,使用概率统计来设计和分析各种数据,如: 荷载值、材料强度值。通过对风力、阳光、地震等不同自然情况的综合分析,结合工程的选址、结构体系等实际情况,进一步研究出可靠度极限状态的设计,得到工程的应力情况和力学性能等,以确保其满足现代土木工程的需要。随着土木工程理论的不断深入和技术的逐步发展,土木工程的设计和规划已经改变了以往凭借经验设计工程方案的惯例,特别是大规模的土木工程,运用了系统工程的理论和方法,趋利避害地全面考虑土木工程的安全、环境、经济等所有因素。
3.土木工程施工的发展
1) 建筑材料的发展。
复合材料高强钢材等全新建筑材料在土木工程中得到了不断发展和应用。如: 碳纤维、铝合金、镁合金、镀膜玻璃、双层中空玻璃、玻璃纤维增强塑料( 玻璃钢) 、各种节能混凝土等新型工程材料已在工业和民用建筑中得到广泛使用,它们在强度和耐久性上表现出优越性,为高层、大跨和结构复杂的大型土木工程建设提供了重要物质基础。但是,这些材料也有其缺陷,如: 有些弹性模量偏低,有些成本太高,应用范围比较窄,所以还需要进一步研究。
2) 土木工程实施工艺的发展。
工程实施的设备、工具不断地向自动化、机械化、科学化发展,如: 同步液压千斤顶、直升机安装技术、滑模等先进技术的出现,使得大规模的、高层的、复杂的土木工程不断发展并得以实现。预应力技术是施工工艺中最为突出的技术之一,可以应用在大跨度、大开间等多层和高层建筑,还可应用于核电站、预应力储仓、桥梁结构、公路工程等等。
二、 土木工程发展趋势
1.精密化的理论研究
未来土木工程的理论发展趋势集中在力学,利用物理、化学、计算机技术对土木工程的不断应用,重点为解决数学分析与处理。现阶段,有些领域还不够完善,比如: 对于结构复杂的、流体介质等受力分析,需要进一步精密研究。对于土木工程中复杂的数值问题,还需要专门化的数学来解决。土木工程的信息化,可以模拟更复杂的施工情况。
2.土木工程材料的发展
土木工程的施工材料不仅要求质量高、安全性高、使用寿命长,而且随着生态型建筑理念的发展,对建筑材料造成污染、资源浪费等问题上要求更高,需要发展新型的、高新技术、生态建筑材料,以适应人和自然环境的协调发展。
1) 生态建材的发展。
为了实现绿色建筑,在保证工程质量的前提下,选用生态建材是最首要和有效的途径。比如选用环保材料、净化材料、可再生材料、循环使用材料等等成为未来发展的趋势。生态建材的发明和使用,大大提高了人们居住品质,减少对环境的破坏,有效降低建筑垃圾的产生,避免建筑材料的浪费,实现用最少的资源实现最高的品质要求。新型生态材料的使用,在节水节电上进一步优化,节省资源,实现人与自然的可持续发展。
2) 抗震强度高的钢材。
随着高层建筑、大跨度结构建筑的不断增多,对抗震材料的要求也越来越高。因此,要求建筑结构使用的钢材逐渐向高强度化、极厚化、低屈服比、低屈服点等方向发展。日本的建筑抗震效果较好,值得借鉴。他们研究的具有高抗震设计的低屈服比和低屈服点的钢板,它们是采用调整化学成分和改建热处理工艺等方法制成。生产出来的低屈服点钢材可辅助结构和减震控震装置。当地震发生时,首先达到屈服点开始变形,吸收了地震能,从而防止主体结构的破坏。高强度的抗震材料的使用,不仅可以减少钢材的使用量,还为抗震提供了安全保障,是未来钢材发展的趋势。
3) 智能化的混凝土。
目前使用的高性能的混凝土,具有体积稳定性好、强度高、工作性强、耐久性好等等优点。这些混凝土,具有高抗渗性、抗腐蚀性、抗冻性等优势,所以它们能够在恶劣的环境下较长时间的使用。最新设计的混凝土甚至可以使用100 年或者200 年以上。随着科学的不断进步和发展,智能化的混凝土将成为未来发展的趋势。智能化混凝土工程材料是指混凝土工程材料能够接受某些环境信息,自觉地进行逻辑判断,同时做出能够相适应的混凝土相关材料。这种智能性的混凝土材料,可以根据工程的需要,维持和调整混凝土的性质,比如: 流动性、保水性、粘聚性等,这样可以防止建筑受到侵害,或者对破坏进行修补,或者当有危险时也可以警报。这种智能化的混凝土是未来建筑材料发展的关键技术,但目前还比较昂贵,研究的人也不多。相信随着信息科学、生命科学的不断进步,智能化材料也将逐渐进入到土木工程的市场。
3.土木工程信息化的发展
近年来,信息化已经普及,并且逐渐带动工业的信息化,必然也会对土木工程造成较大影响。土木工程的信息化包括智能信息处理技术、计算机技术、自动化控制技术、网络技术等等,这些信息化技术不断渗透到土木工程中,并且涵盖了土木工程的全过程,不仅限于设计和施工,还有工程的物业管理、物流管理、设备维护和建筑全方位的实时监控等等各个方面。也可以利用计算机模拟管道空间布线,也可以利用信息化技术实现大型设备的整体吊装、大型桥梁悬索受力的控制、高温高压的焊接控制、建筑物的爆破等等。
4.防震与减灾
随着当前超大跨桥梁、高层建筑和大跨结构建筑物的兴起,结构设计呈现更高、更长的发展趋势。在很多的情况下,地震荷载已经成为结构设计的控制因素。所以大型复杂的结构系的抗震设计及其相对应的问题也得到了进一步的关注。相关的研究包括地震动的作用机理,建筑结构的抗震机理等。
三、 结语
我国正处于土木工程大力兴建时期,而随后的30 年后,将进入建筑物的维护时期,这就需要我们将土木工程信息化做大做强,才能为今后的建筑物的维护、监控等耗费较大的工作做足准备,土木工程的全程信息化具有重要意义。相信土木工程在科学进步和人类智慧的共同发展下将会不断地前进,并将实现一个又一个飞跃,未来的土木工程将更好地为人类服务,再创高峰。
参考文献:
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中图分类号:TU-1 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0144-01
1 土木工程内涵意义
土木工程主要指建设各类设施、工程的技术、科学与项目统称,其自身包含显著特征,即社会性属性、综合性特点、经济技术性、建筑艺术性与实践性特征。理解土木工程内涵可由两方面入手,一方面为同社会人们生产实践活动、日常生活密切相关的多元化设施工程建设,例如公路、道路工程、建筑工程、水利工程、桥梁工程、铁路工程、利用地下空间开发工程与隧道工程等。另一方面内涵则为各类建设工程相关设施用到的机械设备、材料在土地上开展的设计、勘查与施工等项目活动。
2 土木工程研究发展现状
当前,土木工程现实研究发展对象主体集中于高层建筑、结构设计、开发建设地下项目等工程中,令高层建筑迈入了崭新的发展阶段。伴随各类新结构、新技术、新施工方式、新工艺的层出不穷,尤其是自动化技术的广泛应用,人们更开始从事的土木工程建造修建规模更大,高层建筑在数量上不仅更多,且在高度层面也持续提升,逐步令我国在建设高层建筑领域的土木工程发展水平向世界先进水平靠近。在结构设计层面则呈现出更高、更长的柔性化实践发展趋势。在较多情况下地震荷载与风荷载是设计结构的影响控制因素,令各项大型工程的复杂体系结构在抗震抗风相关问题与设计理念层面受到了人们的广泛关注。目前常见的课题研究涵盖风荷载与地震设计机理作用、大跨度大规模桥梁工程抗震抗风与体系结构设计等。同时,以柔性结构对抗地震的以柔克刚思想进一步在控制结构震动技术层面科学体现,当前现代震动相关问题正逐步向着智能化控制、自适应、减震吸震相关技术方向逐步延伸,土木工程基础性健康结构的检测、控制灾害结构等研究工作也将继续逐步强化。伴随土木工程的现代化发展,社会人口数量的持续增多,各类空间资源日趋紧张,为解决土地资源与空间资源的紧张问题,土木工程逐步关注了地下工程的开发与建设,并令其成为有效解决上述问题的科学途径。当前世界规模最大的地下街工程为东京地下街,深度约为100m,而我国较多一线城市也逐步建设开发了地铁服务系统并进入到具体的项目实施阶段。地下空间科学技术则实现了飞速的提升与发展。当前我国城市较多地下工程施工建设的主要方式包含暗挖、明挖、盾构、盖挖、注浆、冻结与沉管法等,该类技术逐步跻身国际领域先进行列,并为地下空间土木工程开发提供了优质优质宝贵的实践经验。土木工程的科学发展还进一步推动了预应力技术的广泛应用,令其逐步扩大至大柱网、大跨度、大开间的高层与多层、斜拉桥与连续桥等结构、大型预应力储液池、储仓、管桩、预应力地锚等多重预应力应用结构领域。同时预应力技术也逐步成为大型公共建筑、开间住宅的关键应用技术,有效解决了高、大、新、重建筑工程的建造设计难题,并发挥了独特的作用。
一般来讲,人们通常习惯于用安全系数进行土木工程指标的客观评价,实则其仅仅是由确定的相关信息实现的定值获取,没能全面考虑到相关设计变量之中包含的变异性,其特定的某一安全系数数值在不同的项目工程中也并不一定具有相同的作用意义。因此基于实际土木工程中包含的各类不确定性,对其展开随机的可靠度衡量评估与力学分析也尤为重要,即土木工程应继续开展可靠度相关理论的应用研究。
3 土木工程未来发展趋势
3.1 三S系统应用发展
三S系统由HS遥感技术、GIS地理信息技术系统与GPS全球定位技术系统构成,可实时、整体、动态的对地展开判别观测、应用分析,因此在土木工程领域该系统发挥了显著的优势作用,同时具备广阔的发展提升前景。数字化城市发展理念的提出正是基于这一三S系统发展而来,也就是说其综合了遥感、GIS、遥测、多媒体、网络与仿真虚拟技术对城市各项功能机制、基础设施展开自动采集、发挥决策辅助作用并实施动态化管理监测,很明显,当前数字化城市便是以该类数字化的处理信息技术、通信网络技术作为发展背景的科学服务技术系统。其逐步推广与科学应用势必将我国城市运营与规划建设推向崭新的高度,促进其发展水平的持续提升。
3.2 单机方式顺序科学转变至网络协同控制与并行设计
就复杂大型的项目工程来说,其很有可能需要较多设计部门、众多成员的共同参与,同时还需要良好的协同合作并提供在线咨询服务,还可由不同地域分布的分支设计机构、设计人员、协作部门单位应用多样化平台软硬件与设计方式在相应规定时段内良好完成。为有效解决该类复杂系统问题应良好的应用开发土木工程设计的协同并行技术。另外,智能化建筑工程与检测结构亦是土木工程基于信息化发展背景的未来发展的趋势。项目管理与电子数据同样是土木工程实现信息化发展的趋势,工程建设施工是当今土木工程应用计算机技术的重要领域,基于系统复杂工程在施工阶段中由报价投标、预算到签订管理合同、评定分析质量直至竣工验收各阶段均需要进行大量数据信息的处理,整体施工单位控制与辅助管理均会被纳入至辅助计算机施工技术体系中。依据电子化数据查阅管理系统的应用便利性,当前国外开发研究出了无线电双向通讯设备并广泛用于现场工地的互通联络与基于GPS科学技术创建人机通讯高效便利设备。当前土木工程领域信息技术的跨越式发展已经令国际承包商真正跨越了地域壁垒,实现了共享式、协同式、智能化的行业发展。
3.3 土木工程虚拟技术将实现广泛应用
传统土木工程研究发展中人们只能应用特定符号、平面图纸进行大量信息的传递,该类方式受到接收信息者知识结构、行业经验等的约束限制。伴随土木工程项目新时期复杂程度的日益强化,令该类交流方式变得越发困难,因此虚拟现实技术逐步诞生,并为工程建设中的广泛、交叉交流创造了新型实践方式、拓宽了其发展前景。虚拟现实技术主要将多媒体技术、计算机技术、传感技术与网络技术融合,将抽象的符号与图纸合理转化为人们的现实直观体会与感受,可以说是一类人机交互新型科学技术,可为人们创造贴近现实、身临其境的仿真虚拟环境,人们则好似在现实世界之中。今后土木工程领域,该类技术的优势与特征一方面会应用于各类项目工程的投标招标领域,基于仿真虚拟环境将施工方式与过程很好展现出来。同时其在设计结构中的施工、计算等复杂过程的仿真模拟中更具有良好优势。可通过三维图形计算机技术完成可视化计算,通过变化设计参数的结果进行直观显示,有利于缩短施工设计时空,选择最佳方案并获取最低费用、最佳工期与最有效的资源,进而科学准确的控制土木工程整体建设水平与质量。
4 结语
综上所述,随着信息化社会的飞速发展土木工程实现了质的飞跃,我们只有科学遵循其内涵特征、发展现状把握工程建设未来发展趋势动向、制定科学实践发展策略,才能真正推进土木工程实现可持续的全面发展。
Abstract: in this paper the characteristics of civil engineering and the current situation of the development of detail, with the development of the construction, civil engineering structure type, new building materials, design theory and the application of and improvement has become the development direction of civil engineering.
Keywords: civil engineering; Development present situation; trend
中图分类号:TU71文献标识码:A 文章编号:
随着社会的不断发展,土木工程的建设也取得了进一步的进展。在现代化建设中,已经成为了土木工程我国国民经济发展的支柱产业。在土木工程的不断发展中,土木工程在研究和实践方面都取得了较好的成绩,无论是结构设计理论、结构施工方法、还是结构力学分析方面,尤其是钢结构和大跨结构方面,都已取得了惊人的成绩。
一、土木工程的巨大成就
改革开放以来,我国高层建筑的发展步入了一个新的阶段,不仅高层建筑的数量变的越来越多,高度也变的越来越高。据相关数据表明,我国20层以上高楼建筑已经建成了10000多栋,超过500多栋的高层建筑都在100m的高度以上,超过300m的则有20多栋。目前,上海浦东金茂大厦是我国最高的高层建筑,其高420.5m,地上拥有88层,地下拥有3层,这样的高度在世界最高建筑物中排在第3位,具备钢构架混合和钢筋混凝土结构。下表列举了高度在世界前四位的高层建筑物。
排序 建筑物名称 高度(m) 建筑类型
1 台北101大楼 508 钢结构
2 吉隆坡是由双塔大楼 452 钢结构
3 芝加哥西尔斯大厦 442 钢结构
4 上海金茂大厦 420.5 钢结构
随着铁路和公路的飞速发展,在我国已建成约为160万km的公路,其中2.5万km的公路为高速公路。在2010年,高速公路的长度在我国已经达成了3万km。我国的青藏铁路,从青海格尔木起,至的拉萨就长达1118km,其中有600km的冻土地段,海拔在4000m的路段也有960km,已成为世界上最长、海拔最高的的高原铁路。此外,在桥梁工程方面,也得到了比较优异的成绩,在桥梁类型不断翻新的情况下,实现了主跨跨度的进一步突破;桥梁工程中的斜拉挢工程也有着比较辉煌的成绩,其中在世界上被公认的桥梁代表建筑有:1991m的日本的时石海峡大桥(悬索桥)、1624m的丹麦海带桥(悬索桥)、890m的多多罗大桥(斜拉桥)、856m的法国诺曼底桥(斜拉桥)等。我国的标志性大跨桥梁建筑有南京长江大桥、芜湖长江大桥、南浦大桥、杨浦大桥等,而这些桥梁建筑在水平上都取得了突出的成绩,已逐步的跨入了世界先进的行列。
二、土木工程的发展趋势
(一)指导理论的发展
对土木工程而言,力学仍是它的技术理论核心,而其中的新数值处理方法和新分析方法都会给土木工程的力学带来巨大的突破。在进行流体介质、复杂结构的受力和分析中,现存的方法还是具有一定的局限性。因此,就应该不断地进行专门化的数学的研究,来解决土木工程技术中遇到的一些复杂数值问题的处理。此外,电子计算机的逐步应用,就更容易让人们对复杂情况的模拟进行处理和把握。这样一来,也可以得到力学宏观框架的突破向微观进行逐渐的发展,虚拟现实、控制论等先进技术也会对土木工程的力学造成良好的影响。另外,土木工程学科将得到广泛的发散,使之与城市规划、机械、电子信息、化学、环境、材料、建筑等相关学科的交叉和融合,形成相互的服务与支持。在土木工程内部中,次级学科也将得到新学科的发展,如城市地下空间的应用和发展。其中还会实现不同次级学科之间的相互渗透,如类似桥梁的悬索结构在大型体育场馆中的应用。
(二)工程的实现
建设出合乎设计要求的建筑物是土木建筑的最终目的,其中从设计到成果的实现,就需要一个长期的过程,这也是土木工程中的重要组成。也可以说是土木工程的发展中最为重要的方面,如果只有好的设计和理论,但没有一个良好的工程实践,建筑物的建设也就得不到突破性的进展。随着信息时代的发展,一些新的观念和技术都会对土木工程造成必然的影响。并未这一传学科注入新的血液和活力,其中包括:经济理论、环境工程、新材料、施工技术、控制理论等。
(三)信息技术在土木工程中的应用
作为我国新时期的奋斗目标,进行信息化建设,并带动工业化的发展已成为重要的内容。信息化建设,即应用自动化控制技术、智能信息处理技术、网络通信技术、计算机技术进行对土木工程施工的改造和创新,其能够有效地对土木工程的施工效率进行提高,并降低施工的成本。,也是一个通过工程保养和维护、设备维护、物流监控、物业管理、勘测、设计施工、信息化覆盖规划实现土木工程施工建设的一个全过程。在土木工程中,信息化技术的应用,能够实现对一些传统手段不能解决处理的问题进行新的解决和处理,如三维空间管线布局、数据采集和沉降观测、建筑物的爆破、整体模具的爬升、高层建筑垂直度的控制、混凝土结构的质量控制、大型脚手架的安装和提升、幕墙的加工和生产等。
(四)地下空间的利用
目前,位于日本东京的八重洲地下街是世界上最大的地下街。在我国,地铁系统的规划和实施也得到了相应的发展。在我国的城市地下工程建设中,所采用的方法主要有注浆法、冻结法、沉管法、盾构法、盖挖法、暗挖法、明挖法等多种方法,随着这些技术的发展,已经逐步接近了国际的先进水平,也促进了地下空间的有效开发。随着社会的发展,人口的增长也越来越快,空间资源也就变得紧张起来,而地下空间的开发,则为土地资源紧张和当前空间的利用率提供了科学合理的平台和依据。在21世纪,地下空间的开发在城市发展中主要呈现以下一些趋势:1.综合化,这是国外地下空间的主要发展趋势,是一种地下综合体的具体实现,也是大城市拥有现代化象征建筑类型的实现途径。综合化一般主要表现在地下交通换乘枢纽、地下综合体、高速道路系统、地下快速轨道系统、步行道系统之间的结合,也表现了地下空间功能的区分和协调发展。2.深层化与分层化、逐步进行地下空间的深层开发,才能实现地下空间资源的综合利用。如加拿大的地下车库,总面积为72324平方米,深度拥有多达14层的深度。3.城市交通之间的地下化以及盾构和掘进机的联合对地下隧道的快速开挖。4.微型隧道工程的发展。其直径为25-30cm,应用遥控进行开挖,在名胜古迹、高层建筑、高速公路等管道的安装中能够得到充分的应用。目前,用此技术修建的微型隧道长达5000公里。5.应用数字化掘进加强钻爆法的掘进趋势。6.市政公用隧道的广泛应用及其发展。7.地铁隧道呈现低成本、小截面的现象。8.地理信息系统、遥感技术、卫星全球定位系统也会逐渐的应用到地下空间的开发中。
结束语
相比国外的建筑发展而言,我国土木工程的理论研究、施工设计等方面还是有着相对的滞后性,因此,只有加强新型材料和新技术的应用研究和理论探索,才能够更好地展望未来,实现土木工程的进一步发展。
参考文献:
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中图分类号:TU5 文献标识码:A 文章编号:1672-3198(2009)24-0029-01
1 土木工程的发展现状
目前土木工程研究的对象主要集中在以下几个方面:
首先是高层建筑的发展进入了一个崭新的阶段,随着新材料、新结构、新工艺、新施工方法的出现,特别是自动化程度的不断提高,人类更有可能从事更大规模的土木工程修建,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。中国上海的浦东金茂大厦和上海金融中心高度已经排列在世界前列,标志着我国在高层建筑方面的水平已经达到世界较前进水平。
另外,随着超高层、超大跨桥梁和大跨结构等大型复杂结构的兴建,结构设计显现更长、更高、更柔的发展趋势。许多情况下风荷载和地震荷载已成为结构设计的控制因素,因此大型复杂结构体系抗风抗震的设计理论及其相关问题正在被极大的关注。相关的研究课题将包括设计地震动及灾害性风荷载的作用机理,特大跨度桥梁的结构体系及抗风抗震。同时,“以柔克刚”的抗震思想在结构振动控制技术中将进一步得到体现,现代振动问题正在向着自适应控制、智能控制、吸震减震技术研究方向发展,土木工程结构健康检测、灾害结构相应控制等基础性的研究将会进一步加强。
地下工程的建设与开发也是土木工程当前关注的一个重点,随着人口的增长。空间资源越来越紧张,开发地下空间是解决当前空间和土地资源紧张的一个有效途径,目前世界上最大的地下街是日本东京八重洲地下街,建筑面积70km2,最深的地下街是莫斯科切尔坦沃住宅小区地下商业街,深度在100米左右,我国也已有约20个城市进行了地铁系统的规划和具体实施阶段,先后提出了25项地铁和轻轨项目,同时地下空间技术也得到了飞速的发展和提高。目前我国城市地下工程建设主要施工方法有明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等,这些技术已经达到了国际先进水平,这也为地下空间开发提供了宝贵的经验。
2 土木工程的发展趋势――信息化发展
加快信息化建设,用信息化带动工业化,这是我们的国家提出的新时代的奋斗目标。信息化建设是利用计算机技术、网络通信技术、智能信息处理技术、自动化控制技术等现代化手段对土木工程的施工过程和手段进行改造,改造的目的是有效提高土木工程施工过程效率,降低施工成本。通过信息化建设,使信息化覆盖规划、勘测、设计、施工、企业和物业管理、物流监控、设备维护、工程维护和保养等土木工程的全过程。在土木工程中的信息化技术的应用,使的传统控制方式下一些较难实现的高难度项目成为可能,比如高层建筑垂直度的控制,大体积大质量的混凝土结构的质量控制,对于大型构件和设备的整体同步吊装,整体大型脚手架的提升和安装控制,整体模具的爬升,大型桥梁悬索受力的控制,幕墙的生产和加工控制,高温高压的焊接质量控制,建筑物的爆破,整体搬迁,以及沉降观测和数据采集,大型工业设施的三维空间管线布局的计算机模拟等等。信息化技术将全面革新设计技术和施工技术,其应用领域将越来越广,应用程度将越来越广。
首先,“三S”系统,即遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)的集成综合,构成整体,实时,动态的对地观测,判别,分析应用,在土木工程界已发挥了巨大的作用,并具有广阔的前景。近年来提出的“数字城市”的要领就是在“三S”系统的基础上发展起来的。即综合应用GIS、遥感、遥测、网络、多媒体、及虚拟仿真对城市的基础设施、功能机制进行自动采集,动态监测管理和辅助决策服务,显然,“数字城市”是以数字化信息处理技术的网络通信技术为背景的技术服务系统。这一系统的使用和全国推广,必将把我国的城市规划建设与运营提升到一个新的水平。
另外,随着计算机技术的及网络技术的发展,工程设计的传统的单机顺序方式逐渐过渡到基于网络的并行设计和协同控制。对于一个大型的复杂工程项目,可能需要多个成员甚至多个设计部门的参与,也需要其他的在线咨询与协同工作,或由分布在不同的地域的设计人员,设计分支机构,协作单位或部门使用不同的软硬件平台和不同的设计手段在同一规定的时间段完成。解决这一复杂设计系统的管理与协调需要开发和应用工程设计的并行协同技术。
智能建筑与结构检测也是信息化背景下土木工程发展的一个倾向,信息化的社会背景为只能建筑的兴起提供了更为广阔的空间,只能建筑把现代最新技术――智能型计算机、多媒体、现代通讯、智能保安、环境监控等和建筑艺术融汇在一起,通过对设备的自动监控,对信息资源和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合。使人们获得投资合理,适合信息社会需要的且具有安全、高效、舒适、便利、灵活的建筑空间。
电子数据与项目管理也是土木工程信息化发展的一个方向。工程施工是土木工程中计算机技术应用的一个重要领域,由于施工时一项复杂的系统工程,从投标报价、工程预算到合同签定、合同管理、质量评定与分析、竣工验收等都需要处理大量的信息、数据,整个施工企业管理和辅助施工项目管理,都将被纳入计算机辅助施工技术系统之中。针对电子数据与数据管理系统的方便应用,目前国外以开发出系列化的双向无线电通讯设备,用于工地的联络,以及利用GPS技术的人机通讯设备。信息技术的发展,已使得国际承包商可以克服地域的壁垒。
另外,随着土木工程环境和工程的复杂性日益提高,虚拟现实技术也必将在土木工程中得到广泛的应用,在传统的土木工程中,人们不得不用一些平面图纸,用特定的符号传递大量的信息,这种方法受到信息接收者的行业、知识结构和经验等的限制,而且随着新时代土木工程的复杂程度的不断提高,使得使用这种方法交流起来比较困难。
中图分类号:C93文献标识码: A
引言
当土木行业正在迅速的发展,施工质量的要求越来越严格。在工程建设过程中,施工监理是一项必不可少的工作,对于确保土木工程质量具有重要的实际意义、但目前我国土木工程施工质量监理还存在着较多的问题,必须采取有效的措施对其加以解决。
1、浅谈土木工程施工质量监理工作的重要性
随着社会的发展,建筑行业得到很大的发展,人们对于建筑工程质量也是越来越关注,所以需要我们土木工程施工工作者一定要严抓工程质量,确保质量监理工作的地位不动摇。土木工程工作质量直接影响着工程的适用性和人们的生命财产安全,所以在土木工程中加强质量监理工作的力度时非常有必要的,从而为土木工程的质量提供一定的保障。强化质量监理工作力度,保证土木工程质量对国家、承包商及监理机构都是大有裨益的。就目前的情况,国家已经执行出了相关的管理制度,在很大程度上提高质量监理,但是还是存在着很多不足,需要采取措施解决。
综上,提高质量监理工作力度能够使得我国的建设投资效益及建设水平得到很大提升,为社会主义土木市场建立起新秩序。
2、土木工程施工质量监理现状
2.1、监理水平及能力有待提高
在土木工程建设中工程监理人员的整体素质是非常重要的部分,其直接影响着工程质量,就目前的情况来看,很多的监理人员都是一些从事该土木行业多年且经验丰富的老员工,年龄普遍偏大,所以没有足够的精力进行工作。但是对于年轻的监理人员进行实践过程中接收能力非常的慢,从而使得工程监理的过程中不能有效的开展和落实各项工作任务。
2.2、法律法规有待完善
随着社会的不断发展,土木工程得到很大的发展,加上国家基础设施建设数量不断增多,国家加大了对土木工程建设的质量重视度,所以在工程监理方面制定和颁布了相关制度法规,,同时对于工程监理的工作目标做了相关的规划。工程监理在进行施工的时候,需要做好以下工作:工程投资、施工进度、施工质量、施工安全等。但是其也存在着一些不足,因为这些方面都是针对施工阶段,所以大大的缩小了施工监理的职权范围。因为相关的法律法规不太健全,所以导致了监理工作在前期投资、设计等方面缺乏相关法律法规,所以会出现很多的不规范行为。所以为了能够更好的发挥工程监理的作用,就必须进一步完善和加强工程监理的相关法律法规建设。
2.3、缺乏规范性指导
施工监理人员在施工指导上匮乏正确性和规范性,往往使土木施工人员对自己的不足无法意识到;并且在施工监督过程中,施工监理不能做到恰当的处理施工现场事故,及时的落实造成人员伤亡重大事故的责任,运用法律制裁造成施工事故的个人过失行为;整改对土木工程施工顺利进行无法保障的行为,相应处罚没有严格遵守有效规章制度的行为,以致不能高度重视土木施工中各项基础建设,为施工建设提供保障。
2.4、管理机制不健全
监理行业管理机制还处于不健全状态,一方面,监理单位在收取监理费用时,竞相压价等不良竞争行为现象时有发生,形成施工监理收取过低费用的情况,使监理单位的生存陷入非常艰难的境地,这是土木监理行业不能进入良性发展的最大制约因素;同时,在市场经济下,监理单位具有不同的监理形式,出租资质等不法行为依然存在其中,造成土木监理单位诚信守信匮乏基础,使业主不相信监理单位,从而不把对建设队伍等管理权责交给监理单位,因此,监理行业要想获得长足发展必须建立健全管理机制,并对其进行不断的完善。
3、土木工程质量监理工作的改进措施
3.1、提高监理人员的素质
土木工程质量监督是一项综合性的执法工作,对监理人员的要求比较高,为了更好的履行监督的职责,必须保证监督队伍的整体素质。施工企业要加强对土木工程施工质量的控制,必须从提高监理人员素质抓起,在工作中应加强对监理人员专业知识及技能培训,不断提高监理人员专业知识和专业技能,同时还要具备良好的道德品质和高度的责任心。
3.2、加强监理市场规范管理
在有关法制建设建筑工程监理市场方面,国家已经出台了很多的法律规定,这些法律规定成为规范监理市场秩序的有力保障,但在实际中还需要有关部门重视其真正的贯彻与落实,使其在实际之中真正的发挥效力。因此,有关主管部门应该加大监理法律法规执行力度,为建筑监理工作法制化进程的推进而积极的努力。同时,政府主管部门应把规范各地方市场主体当做重点来抓。政府监管部门应加强审查与备案相关材料工作,监管部门应坚决不予验收备案与相关程序建筑工程监理不符的项目。
3.3、注重人才的引进和行为管理
人才是行业发展的灵魂,要想提高监理工作的效果,就必须加大人才引进和培养力度,建设一支具有真正实力的专业管理团队。监理企业要划拨专门的人才培养和引进资金,并做到知人善用;在引进人才的同时,也要防止人才的流失,要积极创造优良和工作环境,提高员工的待遇,并创造更为广阔大发展前景,使监理团队对于人员有更大的吸引力;对于人员的监理行为和操作要进行科学的监管,并进行必要的改进。
3.4、健全和加强法律法规
随着社会的发展,需要不断的健全工程监理的相关法律法规,补充和修改现有的法律条款,从而为工程监理提供完善有效的法律依据,使得监理人员的工作认识得多很大的提高。另外,需要建立公正、公平的招投标制度,从而使得工程监理机能够有更好的市场竞争环境。使得监理企业的竞争意识得到很大的提高,促进工程监理发展驶入正常稳定的轨道。
3.5、加强施工单位自检人员与工程监理的合作
由于施工单位内部会组织相应的工程质量自检机构,配合工程监理对工程质量实施全面、有效的管控。然而,当前很多施工单位内部质量自检人员对工程监理的认识存在一定的偏差,致使工程监理人员出现抵触情绪。对此,施工单位工程质量自检人员应转变以往的错误认识,消除工程监理带来的抵触情绪。自检人员和工程监理应将所有精力集中于工程进度、质量及成本控制方面,通过相互配合、相互协调、相互合作,减少工程质量自检与管理工作中的压力,提高工程质量自检与管理水平,从而随时随地的了解和掌握施工现场工程的具体情况,确保工程质量得到有效保障。
3.6、加大监管力度
加大监管力度首先要明确质量监理的职责,充分发挥质量监督的作用。加大对施工单位、设计单位和监理力度,既要规范建筑市场秩序以及建筑企业法人行为,完善建筑企业法人监理责任制,杜绝各种不规范的行为。监理人员在管理上,应该要实行动态管理,监理人员必须时时刻刻关注工程的进展情况,对各个工程部分的建设进行跟踪检查。同时应该建立首个安全监理账簿,有专人负责,对每次的巡检和检查发现的问题进行记录,不能放过一个安全隐患。
结束语
土木产品具有一次性的特点,所以在土木过程中需要监理人员对质量进行严格的控制,避免发生质量失控的行为,而且对于可能发生的质量风险要具有预见性,制定切实可行的预防性措施来对质量风险进行防范。同时对人、物、技术和环境等可能对质量产生影响的因素在施工的全过程中进行有效的控制,避免在任务一个环节存在质量隐患,充分的发挥监理的职能作用,确保打造出精品的土木工程。
参考文献