⑴ 论文:从我国当前土木工程领域重点项目建设成就看土木工程未来发展(3000字)
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。
⑵ 土木工程的近代史
人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪 的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能,可以就地取材,而又易于加工制作。
砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18~19世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了伟大的贡献,甚至在目前还被广泛采用。
钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。 十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋,这是钢结构出现的前奏。
从十九世纪中叶开始,冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材,随后又生产出高强度钢丝、钢索 。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的粱、拱结构外,新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广,出现了结构形式百花争艳的局面。
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。于是在大江、海峡上架起大桥,在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔,甚至在地面下铺设铁路,创造出前所未有的奇迹。
为适应钢结构工程发展的需要,在牛顿力学的基础上,材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展,土木工程从经验上升成为科学,在工程实践和基础理论方面都面貌一新,从而促成了土木工程更迅速的发展。
十九世纪20年代,波特兰水泥制成后,混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材,混凝土构件易于成型,但混凝土的抗拉强度很小,用途受到限制。 十九世纪中叶以后,钢铁产量激增,随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,其中钢筋承担拉力,混凝土承担压力,发挥了各自的优点。 二十世纪初以来,钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。
从三十年代开始,出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,大大高于钢筋混凝土结构,因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式,使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。
土木工程的特点
建造一项工程设施一般要经过勘察、设计和施工三个阶段,需要运用工程地质勘察、水文地质勘察、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、建筑材料、建筑设备、工程机械、建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识 ,以及电子计算机和力学测试等技术。因而土木工程是一门范围广阔的综合性学科。随着科学技术的进步和工程实践的发展,土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。
土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。
远古时代,人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟澶,以满足简单的生活和生产需要。后来,人们为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要,兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。
许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时期的创造力。例如,中国的长城、都江堰、大运河、赵州桥、应县木塔,埃及的金字塔,希腊的巴台农神庙,罗马的给水工程、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。
产业革命以后,特别是到了20世纪,一方面社会向土木工程提出了新的需求;另一方面,社会各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、摩天大厦,核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、大直径运输管道长隧道、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港以及海洋工程等等。现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境,成为人类社会现代文明的重要组成部分。
土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期,土木工程是通过工程实践,总结成功的经验,尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始,以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来,逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学,作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。
在土木工程的发展过程中,工程实践经验常先行于理论,工程事故常显示出未能预见的新因素,触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理,在很大程度上仍然依靠实践经验。
土木工程技术的发展之所以主要凭借工程实践而不是凭借科学试验和理论研究,有两个原因:一是有些客观情况过于复杂,难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析。例如,地基基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其随时间的变化,至今还需要参考工程经验进行分析判断。二是只有进行新的工程实践,才能揭示新的问题。例如,建造了高层建筑、高耸塔桅和大跨桥梁等,工程的抗风和抗震问题突出了,才能发展出这方面的新理论和技术。
在土木工程的长期实践中,人们不仅对房屋建筑艺术给予很大注意,取得了卓越的成就;而且对其他工程设施,也通过选用不同的建筑材料,例如采用石料、钢材和钢筋混凝土,配合自然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又十分良好的工程。古代中国的万里长城,现代世界上的许多电视塔和斜张桥,都是这方面的例子。
土木工程的发展趋势
现代土木工程的特点是:适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密、设备现代化的建筑物。既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科前进。
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。对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,已取得显著成果 ,而且还仍继续进展。
建设地区的工程地质和地基的构造 ,及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的为适应现代化大型建筑的需要,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。
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。
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。
⑶ 以现代土木工程为例,谈谈科学技术的主要成就
从房屋建筑来看,建筑物的样式和结构都有了很大的改变,出现了多元化;桥梁和隧道方面显示出来超强的现代建筑能力。 鸟巢,跨海大桥,高铁,跨海隧道,地铁等就是我们的伟大杰作
⑷ 现代土木工程的成就得益于哪些方面的进步与发展
理论方面得益于三大力学,理论力学、结构力学、材料力学,材料方面得益于钢筋混凝土、钢结构、预应力结构。
⑸ 近代土木工程时期有哪些主要成就
近代土木工程时期是从17世纪中叶到20世纪中叶,这期间土木工程发展迅猛,以下是近代土木工程发生了以下具有历史意义的重大成就:
瑞士数学家L.欧拉在1744年出版的《曲线的变分法》建立了柱的压屈公式, 算出了柱的临界压曲荷载,这个公式在分析工程构筑物的弹性稳定方面得到了广泛的应用。
伽利略,牛顿等所阐述的力学原理是近代土木工程发展的起点。意大利学者伽利略在1638年出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》中,论述了建筑材料的力学性质和梁的强度, 首次用公式表达了梁的设计理论。
1687年牛顿总结的力学运动三大定律是自然科学发展史的一个里程碑,直到现在还是土木工程设计理论的基础。
18世纪下半叶,J.瓦特对蒸汽机作了根本性的改进。蒸汽机的使用推进了产业革命。
1931~1942年,德国率先修筑了长达3860km的高速公路网。
(5)土木工程的成就扩展阅读
土木工程学是建造各类土地工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动,也指工程建设的对象。
即建造在地上或地下、陆上,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水排水以及防护工程等。
土木工程是指除房屋建筑以外,为新建、改建或扩建各类工程的建筑物、构筑物和相关配套设施等所进行的勘察、规划、设计、施工、安装和维护等各项技术工作及其完成的工程实体。
土木工程的发展历史源远流长,经历了古代,近代和现代三个历史阶段。
土木工程的古代时期大概是从公元前5000年的新时期到17世纪中叶,总共大约有7000多年的历史,主要的代表性建筑有雅典卫城、维琴察圆厅别墅、凡尔赛宫、金字塔、赵州桥、滕王阁、客家土楼、北京故宫等等
土木工程近代时期是从17世纪中叶到20世纪中叶,便是土木工程发展最迅猛的时期。
现代土木工程时期的起点为20世纪中叶,现代土木工程为了适应社会经济发展的需求,具备了一些特征,例如工程功能化、城市立体化、交通高速化、材料轻质高强化。
参考资料来源:网络-土木工程
⑹ 你是否了解我国古代土木工程的伟大成就
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。
我国古代土木工程多采用土、石、木等材料,建造建造技术和艺术造型达到当时世界极高的成就。像长城(今河北一带)、赵州桥(今河北赵县)、都江堰(现属四川成都)等都是具有代表性的中国古代土木工程的杰作。
⑺ 简述我国古代土木工程成就
秦朝的阿房宫、万里长城、隋朝的大明宫、明朝的永乐宫,清朝的圆明园。
⑻ 我国古代土木工程的杰出成就有哪些
1战国时期都江堰工程,科学。
2长城 世界奇迹
3灵渠
4阿房宫(被毁了)
5隋唐大运河
6秦国时期北上的“直道,驰道”
7李春 赵州桥
8洛阳龙门石窟(应该也算土木,当时龙门山是一片荒芜的大山区)
9圆明园 。故宫。颐和园
⑼ 土木工程对社会的贡献
土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动;也指工程建设的对象,即建造在地上或地下、陆上或水中 ,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。
建造工程设施的物质基础是土地、建筑材料、建筑设备和施工机具。借助于这些物质条件,经济而便捷地建成既能满足人们使用要求和审美要求,又能安全承受各种荷载的工程设施,是土木工程学科的出发点和归宿。 人们力求最经济地建造一项工程设施,用以满足使用者的预定需要,其中包括审美要求。而一项工程的经济性又是和各项技术活动密切相关的。工程的经济性首先表现在工程选址、总体规划上,其次表现在设计和施工技术上。工程建设的总投资,工程建成后的经济效益和使用期间的维修费用等,都是衡量工程经济性的重要方面。这些技术问题联系密切,需要综合考虑。
符合功能要求的土木工程设施作为一种空间艺术,首先是通过总体布局、本身的体形、各部分的尺寸比例、线条、色彩、明暗阴影与周围环境,包括它同自然景物的协调和谐表现出来的;其次是通过附加于工程设施的局部装饰反映出来的。工程设施的造型和装饰还能够表现出地方风格、民族风格以及时代风格。一个成功的、优美的工程设施,能够为周围的景物、城镇的容貌增美,给人以美的享受;反之,会使环境受到破坏。
在土木工程的长期实践中,人们不仅对房屋建筑艺术给予很大注意,取得了卓越的成就;而且对其他工程设施,也通过选用不同的建筑材料,例如采用石料、钢材和钢筋混凝土,配合自然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又十分良好的工程。古代中国的万里长城,现代世界上的许多电视塔和斜张桥,都是这方面的例子。