土木工程的现状与未来发展趋势综述
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土木工程的现状与未来发展趋势综述

2022-05-30 16:30:02 投稿作者:网友投稿 点击:

摘要:随着社会经济的发展,房屋、桥梁以及涵洞建设等发展的愈加迅速,而当中牵扯到的土木工程也受到越来越多人的关注。土木工程的出现和发展为人类开辟出了一个全新的世界,在人类发展的过程当中发挥了重要的建设功能,构成了现代文明当中的重要部分,本篇文章对现代土木工程的现状及其未来的发展趋势做出了分析,仅供读者参考。

关键词:土木工程;应用现状;未来发展;趋势

前言

在人类社会的进程当中,土工工程的发展为人类提供了一个全新的观察世界的角度,而在我国的工程建筑当中,土木工程是各类工程设施的科学、技术以及工程的总称,其中包含桥梁、涵洞以及各种建筑设备,而在具体实施的过程当中,主要包括人类日常生活当中的各类型工程设施和相关设施材料、施工勘察和设计等各项工程活动。在土木工程发展的过程当中,经过一线劳动者和历史资料的积累等方面的原因,我国在土木工程已经取得了显著的成就,本文就土木工程的现状和今后的发展趋势做以下简要分析。

一、土木工程技术应用概述

1.高层建筑

改革开放以来,我国城市经济快速发展,随之而来的则是快速推进的城市化进程,与之相应的则是越来越多的高层建筑出现在人们的日常生活当中,而在这些高层建筑当中,也已经应用到了诸如新材料学、工程学等技术,除此之外,高层建筑在满足人们使用功能的同时也兼具了审美功效,在这一方面有突出代表性的是,上海的浦东金茂大厦以及金融中心,这两座建筑已经远远超出了普通高层建筑的概念范围,更是代表着一座城市的经济、文化发展水平,由此可见,我国在高层建筑方面已经取得了令人瞩目的成就。

2.结构设计

随着周围环境的变化以及各种相应的要求,在当前的土木工程设计当中,建筑结构的抗震能力和风荷载能力已经成为结构设计的核心,特别是在针对于一些大型建筑的结构设计,工程的抗风体系更是重中之重。因此,当前的土木工程当中,除了实现工程的基本要求之外,还要在此基础上实现工程的功能性,而在这种要求之下,现代振动的完善成为最具代表性的问题之一。众所周知,桥梁工程,特别是特大跨度的桥梁,对工程的结构体系有着严格的要求,如果振动问题得不到有效控制,很有可能会导致对整个工程整体的破坏,造成严重的经济损失和安全问题。我国在多座桥梁的施工建设当中积极解决振动问题,同时已经向适应控制、智能控制、吸震减震技术研究方向发展,并取得了一定的研究成果。

3.地下工程

我国作为一个占据地球人口六分之一的人口大国,现有的空间资源已经越来越紧张,而最好的应对方法之一,便是开发地下空间资源。与其他国家相比,我国的地下工程在发展的过程中,主要表现为地铁工程,据相关数据统计,我国在发展地下工程的过程中,已经有20多个城市进行了地铁项目及轻轨项目,这些项目在一定程度上推动了我国地下空间技术的发展。在当前我国地下工程建设施工中,其采用的施工方法,主要包括明挖法、暗挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等几个方面,这些技术在具体实施的过程中,已经达到了国际先进水平,在推动地下工程建设发展的同时,还有效的保证了地下工程的施工质量,为其今后的投入使用奠定了结实的基础。

二、土木工程的发展及趋势

1.高性能材料的发展

在现代土木工程发展日益迅速的今天,不断提高的科技发展水平为土木工程提供高性能的材料也成为了可能,以玻璃为例,在现代以及将来的发展过程中,大面积的玻璃应用将会成为可能,而随之带来的需求则是强度更高、可塑性更强、韧性更好以及可焊接程度更高,虽然外国发达国家已经正在着手研究这种高性能玻璃,但是在研究的同时,更需要考虑的是如何运用这种高强度的玻璃,只有让其在土木工程中发挥自己的作用,才能更好地促进土木工程的发展。

2.计算机技术运用

在现代科技的发展当中,计算机技术是始终绕不开、躲不过的一道门槛,而在土木工程当中,通过计算机技术,应用普及和结构计算将更加完善,所计算的结果也将能够更好地与实际相结合,从而能够充分发挥材料的高性能,确保土木工程的结构和安全,另一方面也会提高工程质量,缩短工期,从而进一步提高经济效益,而在另一方面,计算机的应用将会得到更大的作用,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背景,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。

3.环境工程的建设

几年来,随着经济的发展,环境的保护也逐渐走入了人们的视野,气候变暖、雾霾、环境污染等问题无时无刻不在影响着人们的生活。事实上,工程和环境工程是分不开的一部分,沙漠化、水污染等问题,与人类的生存发展始终密切关联,无一不与土木工程有关,因此,在工程建设当中,噪声、光污染等问题势必会成为土木工程师考虑的问题,而这将是未来土木工程在发展过程当中必须要面临的问题,如何解决此类问题的发生,将会是一项重大的考验。

4.空间站、海底建筑将成为主流

关于开发海洋的想法一直存在,然而受制于技术和多方面条件的限制一直未能成为现实,而随着地上空间的收缩,人类活动范围的增大,人类的注意力将转移到地下空间,随着土木工程技术的不断提高,包括海底在内的多维空间存在的潜力也势必会被挖掘出来。在现实生活当中,东京的地铁已经到达了地下三层,并且还建设了博物馆,这也在一定程度上证明了地下空间开发的可行性,事实上,对于海洋空间的利用,一方面有着巨大的潜力,然而,又必须考虑到对于生态平衡的保护和维系,至于相关的保护手段和开发计划,则与土木工程息息相关。

5.完善结构形式

随着现代化技术的提高,计算理论与手段也在不断地完善,新材料工艺的出现,为结构形式革新提供了有力条件。空间结构将得到更加广泛的应用,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。

6.能源的多元化

能源问题是世界性的问题,开发新能源替代传统能源是人类社会进步必须解决的难题,这对土木工程提出了新的要求,必须要引起足够的重视,在当今现有的资源当中,包括土地资源、水资源等,都已经出现了能源危机的信号,对于土木工程来说,这也势必将成为未来发展的一个巨大困境。

三、结语

我国属于发展中国家,与西方国家相比,我国的经济仍有较大进步空间,基础设施建设仍然无法满足人类社会生活的需求,这就要求不断地做好基础建设。在土木工程的各项专业活动中,必须要考虑到可持续发展的理念。这些专业活动包括:建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设,海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。唯有如此,才能更好地发挥土木工程的价值,更好地促进社会经济的进步,促进我国社会文明建设水平的提高。

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