何謂土木工程?維基百科對“土木工程”的概念解釋為:土木工程指一切和水、土、文化有關的基礎建設的計劃、建造和維修。現(xiàn)時一般的土木工作項目包括道路、水務、渠務、防洪工程及交通等。過去曾經(jīng)將一切非軍事用途的民用工程項目歸類為本類。但隨著工程科學日益廣闊,不少原來屬于土木工程范圍的內(nèi)容都已經(jīng)獨立成科。
土——積土成山
積土成山,積水成淵。土木工程源遠流長,經(jīng)過長久的沉淀過程,它已成為一個相當成熟而又不乏朝氣的行業(yè)。土木工程是一門具有很強的實踐性的學科。在早期,土木工程是通過工程實踐,總結(jié)成功的經(jīng)驗,尤其是在吸取失敗教訓的基礎上發(fā)展起來的。從17世紀開始,以伽利略和牛頓為先導的物理學家將近代力學同土木工程實踐結(jié)合起來,逐漸形成以材料力學、結(jié)構(gòu)力學、流體力學、巖體力學等作為基礎理論的土木工程學科。這樣,土木工程才逐漸從“實踐、經(jīng)驗”發(fā)展成為“學科、科學”。而上述的學科也是目前本科階段土木工程的專業(yè)基礎課。當然,像高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論、大學物理等工科基礎課程自是必不可少的。
19世紀20年代,波特蘭水泥發(fā)明后,混凝土問世。混凝土骨料可以就地取材,混凝土構(gòu)件易于成型,但混凝土的抗拉強度很小,用途受到限制。十九世紀中葉以后,冶金業(yè)能夠冶煉并軋制出抗拉和抗壓強度都很高、延性好、質(zhì)量均勻的建筑鋼材,隨后又能夠生產(chǎn)出高強度鋼絲、鋼索等材料。隨之出現(xiàn)了鋼筋混凝土這種新型的復合建筑材料,其中鋼筋承擔拉力,混凝土承擔壓力,發(fā)揮了各自的優(yōu)點。二十世紀以來,鋼筋混凝土被廣泛應用于土木工程的各個領域。除此之外,適應發(fā)展需要的鋼結(jié)構(gòu)也得到了蓬勃發(fā)展(鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是土木工程中最重要的兩種結(jié)構(gòu)形式)。除原有的梁、拱結(jié)構(gòu)外,新興的結(jié)構(gòu)像桁架、框架、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等逐漸推廣,并出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)形式百花齊放的局面。另一方面, 建筑物的跨徑從磚結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)的幾米或是幾十米發(fā)展到鋼結(jié)構(gòu)的百米、幾百米,直到現(xiàn)代的千米以上。為適應鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)展的需要,在牛頓力學的基礎上,彈性力學、空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)抗風理論、工程結(jié)構(gòu)設計理論等學科應運而生。施工機械、施工技術和施工組織設計的理論也隨之發(fā)展,土木工程從經(jīng)驗演化為科學,在工程實踐和基礎理論方面都面貌一新。隨后預應力混凝土的出現(xiàn)。使土木工程又一次飛躍發(fā)展。預應力混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能、剛度和承載能力,大大高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),因而用途更為廣闊。土木工程進入了鋼筋混凝土和預應力混凝土占統(tǒng)治地位的歷史時期。正因如此,像迪拜哈利法塔、明石海峽大橋、三峽大壩、英法海底隧道等舉世矚目的建筑才得以建成。
木——佳木成蔭
目前我國開設土木工程專業(yè)的院校有188所,其中清華大學、同濟大學、哈爾濱工業(yè)大學、浙江大學、湖南大學、中南大學等六所院校的土木工程為國家級重點學科,而在二級重點學科上,中國礦業(yè)大學、河海大學、重慶大學、四川大學擁有巖土工程重點學科;北京工業(yè)大學、天津大學、大連理工大學、東南大學、廣西大學、西安建筑科技大學擁有結(jié)構(gòu)工程重點學科;解放軍理工大學擁有防災減災工程及防護工程重點學科;北京交通大學、西南交通大學擁有橋梁與隧道工程重點學科。此外,像合肥工業(yè)大的結(jié)構(gòu)力學,鄭州大學的管理科學與工程,西安科技大學的供熱供燃氣通風與空調(diào)工程等專業(yè)也是各具特色的。
在就業(yè)方面主要有工民建、地下工程和路橋三個大方向。第一個是城市樓房建設,第二個是地鐵建設,第三個是高速公路建設。前兩個的工地基本都是在城市,第三個是野外。由于比較辛苦,在待遇方面,路橋掙的比較多,俗話說“金橋銀路”不是沒有道理的,尤其是專門修高速公路的公司。但不管你最后在哪個單位,從事的工作都離不開工程技術、設計、規(guī)劃及預算、質(zhì)量監(jiān)督及工程監(jiān)理、工程檢修、公務員、教學及科研這幾個方向。從市場的需求來說,目前中國的基礎建設正在興起,大跨度結(jié)構(gòu)、超高層的項目紛紛立項建設,在未來幾十年內(nèi)這種局面不會有太大變化。這就需要大量高素質(zhì)的建設人才參與其中。同時我國目前的建設管理水平非常落伍,急需一批能夠提高建設管理水平的人才。
從小到大,在我的印象中幾乎沒有看到過兩個完全相同的建筑物。有些建筑物雖然看似相同,但是建筑的場地條件(地基、風荷載、地震荷載等)都是不同的。像水壩、橋梁或隧道這樣的大型建筑物每一個都完全不同,因此,土木工程師隨時要準備應付新的復雜情況。同時工程要考慮的相關影響因素非常多,任何設計上的忽略都將導致一個工程的失敗。另一方面,土木工程建設中的計算工作,隨著計算機技術的完善,也變得越來越方便和快捷。
未——未來有約
“砼”一個世界,“砼”一個夢想。土木的世界,土木人的夢想。土木人,需要加班熬夜趕圖紙,需要充分學透材料力學、理論力學、彈性力學等各種力學的基本理論,需要有艱苦奮斗的精神和不怕苦不怕累的斗志。然而,在這些壓力面前,總會有不怕困難勇往直前的英雄好漢:我們可以在聞雞起舞的節(jié)奏里呼吸最新鮮的空氣,我們可以在汗水的折射中看到我們作品的靚影,我們的生活會很飽滿很緊湊,我們的工作會在世人面前展示我們的風采。
還記得大二暑假的暑期測量實習,每天就是不停地找碎步點,定點,找點,讀數(shù),計數(shù),畫圖,固定的工作有時真的很疲倦,而且還要擔心操作是否正確,因為即便是一點點錯誤都會使數(shù)據(jù)全部作廢。而大三暑期的施工實習,我們在驕陽下,感受著最基本的工程勞作帶給我們的痛苦。每天都過著“晨起動征鐸,帶月荷鋤歸”的日子。然而這些卻讓我們思考到了更多。作為土木人,我們所需要關心的不僅僅是工程本身,還有在現(xiàn)場辛勤勞作的工人們。他們應該得到更多的關心、培訓與服務。這一點,愿與有志之君一起努力。
未來是我們的舞臺;未,土木也。愿與大家在未來有約,一起為國家、為社會作出自己的貢獻。