針對土木工程發展的分析

21世紀，隨著市場經濟的加快，城市建設迅猛發展，隨著逐漸出現的鱗次櫛比的高樓大廈，日益規劃的高樓大廈，逐漸擴大的城市規模，城市人口隨之急劇膨脹，越來越多的發達城市不同程度上出現了土地資源緊張、生存空間不足、交通堵塞、生態平衡遭到破壞和環境逐步惡化、基礎設施落后等問題，這些稱之為“城市病”，嚴重影響了人類居住的舒適度，對社會和經濟的持續發展形成制約，成為現代城市發展的主要障礙。如何解決上述問題，提高居民的生活質量，使經濟與社會、環境的發展相協調，是目前亟待解決的難題。

古代土木工程具有很長的時間跨度，它大致從公元前5000年的新石器時代到17世紀中葉，前后約7000年。在房屋建筑、橋梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了輝煌的成就。一些文明古國的不少傳世杰作，至今巍然屹立。譬如我國的長城，埃及的金字塔等。公元6世紀建成的趙州橋，是世界上最早的敞肩式拱橋，于1991年被美國土木工程學會選為世界上地12個土木工程里程碑。

近代土木工程的時間跨度從17世紀中葉到20世紀中葉，前后約300年時間。在此期間，建筑材料從以天然材料為主轉向以人造材料為主，建造理論也從主要以總結長期建造經驗向重視科學兼顧經驗轉變。建造技術方面，一些性能優異的大型機械伴隨著各種極為有效的施工方法的出現，使得人們開始能建造結構復雜或所處環境惡劣的土木工程。這一時期產生了很多具有歷史意義的建筑，如1875年法國莫尼埃主持修建了一座長達16m的鋼筋混凝土橋、1883年美國芝加哥在世界上第一個采用了鋼鐵框架作為承重結構，建造了一幢11層的保險公司大樓，被譽為現代高層建筑的開端、1889年法國建成了高達300m的埃菲爾鐵塔，該塔已成為巴黎乃至法國的標志性建筑，被譽為現代高層建筑的開端。1886年美國首先采用了鋼筋混凝土樓板，1928年預應力混凝土發明。1825年英國修建了第一條鐵路、1863年英國倫敦建成了世界上第一條地下鐵道等。

現代土木工程起始于20世紀中葉。發展至今，土木工程在建筑材料、結構理論和建造技術方面都取得了極其巨大的進步。

建筑材料方面，高強度混凝土、高強低合金鋼、高分子材料、鋼化玻璃越來越多地出現在建筑上。結構理論方面，利用電子計算機強大的運算和繪圖能力，力學分析和計算的結果更加符合結果的實際情況，使得在結構設計上更為可靠。對于建筑技術，已經發展到機—電—計算機的一體化，施工過程中，不論是上天、入地還是翻山、下海，都已不是施工的障礙了；而焊接技術的普遍使用，也使得鋼結構的發展進入了一個新的階段。

現代土木工程造就的舉世矚目的建筑有：我國臺北的國際金融中心，上海金茂大廈，馬來西亞吉隆坡的石油大廈雙塔樓，法國的諾曼底斜拉橋等

隨著社會科學的突飛猛進，建筑行業的技術也隨之逐步換代。近幾年，我國的高層建筑猶如雨后春筍般拔地而起，而且高度越來越高。我國的民用建筑大部分都向百米高度發展，對于綜合性的大樓，更是達到五、六百米，由此可見，土木工程的發展勢頭之猛。我國6座有斜拉橋在跨徑前十位的世界各類橋型中占一席之地，懸索橋我國內地占了兩座，充分展示了我國在橋梁領域的先進水平。在05年，潤揚大橋正式建成通車，這是一座全部由中國人自己設計、施工、監理、管理，并且采用建筑材料和絕大部分設備也由我國自行制造或生產的。潤揚大橋被國際橋梁專家稱為\"中國奇跡\"，其建設條件之復雜，技術含量之高，施工難度之大由此可見。鐵路方面，我國也已建成了東起青海格爾木、西至西藏拉薩的青藏鐵路，其有相當一部分地段穿越高原常年凍土地帶，成為世界上海拔最高、里程最長的高原鐵路。

最早使用的建筑行業是一種新型材料--碳纖維，這種建筑材料的應用研究可謂是土木工程在這一領域的又一重大突破。隨之而產生的碳纖維鋼砼梁、板、柱進行加固的研究，目前也已取得了很大的進展，這一研究的突破性成果奠定了我國在該領域的世界領先水平。近幾年，工程中已普遍利用碳纖維材料加固修補混凝土結構，并取得良好的修補效果，該技術還會不斷發展。同時，近幾年出現的新型建筑材料還有多功能涂層玻璃、雙層中空玻璃、鋼化玻璃等建筑用平板玻璃，鋼纖維和玻璃纖維混凝土、聚合物浸漬混凝土等節能混凝土，這些新型建筑材料帶動了土木工程專業的革新，不管是結構形式、施工技術還是設計理念都取得了新發展。

我國人口眾多、城市擁擠、環境污染嚴重、人均土地資源占有量少，因此開發其它可利用空間勢在必行。

這一思路的由來是高層建筑的發展，隨著建筑材料以及施工工藝的發展，我國已經有建造超過500米的摩天大樓，這樣能很大的提高土地資源的利用率。這種方法也是目前使用最為普遍的解決人均土地占有率少的方法。現在世界各國都在考略建造超級高層建筑來解決本國的土地資源稀缺的問題。迄今為止，世界上最高的人工建筑為波蘭227Hz長波臺鋼塔。

我國城市地下空間的開發已初具規模，繼北京、上海、廣州等六大城市之后，越來越多的城市也步入了開發城市地下空間的行列。地鐵的建成和投入使用，對于構建城市現代化公共交通服務體系，提升城市綜合功能和競爭力，加快推進城市建設具有十分重要的意義。特別是目前對大多數城市而言，城市交通處于飽和狀態，公交車輛平均運營時速不足20公里，上下班高峰期時速不足15公里，市民越來越感覺到出行不便。地鐵的籌建就顯得尤其重要。

由于土地資源的稀缺，過度的開發地下空間，將不可避免的破壞地下原有植物的生態平衡。這主要是因為地下空間結構的建造改變了地下水文地質條件，表現為地下水的流向發生變化，進一步影響到地下植被的生長狀況。同時，開發地下空間，會破壞原有地層應力的分布，會對地上建筑產生不可補救的影響。因此地下空間生態環境與其對地上建筑的影響將是個很大的研究課題。

經過多年的發展，無論是結構的力學分析，還是結構的施工手段和方法以及結構設計的理論，土木工程專業無論是實踐還是研究都已取得顯著成就，并取得非常大的突破。尤其是近十年，在鋼結構、高層方面發展尤其迅速。但隨著城市化進程的加快，可用土地資源的進一步減少，必然對土木工程帶來新的挑戰，土木工程領域中仍然有許多課題值得我們探討。

參考文獻：

[1]金學鵬.淺議土木工程與可持續發展的關系[J].科技信息（學術研究）.