梁端雄

摘要:本文就土木工程內(nèi)涵意義探討了其發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)建設(shè)趨勢(shì),對(duì)強(qiáng)化土木工程理論研究、實(shí)踐應(yīng)用,促進(jìn)其實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展有重要的實(shí)踐意義。

關(guān)鍵詞:土木工程現(xiàn)狀發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào):TU-1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)04(c)-0144-01

1土木工程內(nèi)涵意義

土木工程主要指建設(shè)各類(lèi)設(shè)施、工程的技術(shù)、科學(xué)與項(xiàng)目統(tǒng)稱(chēng),其自身包含顯著特征,即社會(huì)性屬性、綜合性特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)性、建筑藝術(shù)性與實(shí)踐性特征。理解土木工程內(nèi)涵可由兩方面入手,一方面為同社會(huì)人們生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)、日常生活密切相關(guān)的多元化設(shè)施工程建設(shè),例如公路、道路工程、建筑工程、水利工程、橋梁工程、鐵路工程、利用地下空間開(kāi)發(fā)工程與隧道工程等。另一方面內(nèi)涵則為各類(lèi)建設(shè)工程相關(guān)設(shè)施用到的機(jī)械設(shè)備、材料在土地上開(kāi)展的設(shè)計(jì)、勘查與施工等項(xiàng)目活動(dòng)。

2土木工程研究發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前,土木工程現(xiàn)實(shí)研究發(fā)展對(duì)象主體集中于高層建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)建設(shè)地下項(xiàng)目等工程中,令高層建筑邁入了嶄新的發(fā)展階段。伴隨各類(lèi)新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新施工方式、新工藝的層出不窮,尤其是自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用,人們更開(kāi)始從事的土木工程建造修建規(guī)模更大,高層建筑在數(shù)量上不僅更多,且在高度層面也持續(xù)提升,逐步令我國(guó)在建設(shè)高層建筑領(lǐng)域的土木工程發(fā)展水平向世界先進(jìn)水平靠近。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面則呈現(xiàn)出更高、更長(zhǎng)的柔性化實(shí)踐發(fā)展趨勢(shì)。在較多情況下地震荷載與風(fēng)荷載是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的影響控制因素,令各項(xiàng)大型工程的復(fù)雜體系結(jié)構(gòu)在抗震抗風(fēng)相關(guān)問(wèn)題與設(shè)計(jì)理念層面受到了人們的廣泛關(guān)注。目前常見(jiàn)的課題研究涵蓋風(fēng)荷載與地震設(shè)計(jì)機(jī)理作用、大跨度大規(guī)模橋梁工程抗震抗風(fēng)與體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。同時(shí),以柔性結(jié)構(gòu)對(duì)抗地震的以柔克剛思想進(jìn)一步在控制結(jié)構(gòu)震動(dòng)技術(shù)層面科學(xué)體現(xiàn),當(dāng)前現(xiàn)代震動(dòng)相關(guān)問(wèn)題正逐步向著智能化控制、自適應(yīng)、減震吸震相關(guān)技術(shù)方向逐步延伸,土木工程基礎(chǔ)性健康結(jié)構(gòu)的檢測(cè)、控制災(zāi)害結(jié)構(gòu)等研究工作也將繼續(xù)逐步強(qiáng)化。伴隨土木工程的現(xiàn)代化發(fā)展,社會(huì)人口數(shù)量的持續(xù)增多,各類(lèi)空間資源日趨緊張,為解決土地資源與空間資源的緊張問(wèn)題,土木工程逐步關(guān)注了地下工程的開(kāi)發(fā)與建設(shè),并令其成為有效解決上述問(wèn)題的科學(xué)途徑。當(dāng)前世界規(guī)模最大的地下街工程為東京地下街,深度約為100m,而我國(guó)較多一線城市也逐步建設(shè)開(kāi)發(fā)了地鐵服務(wù)系統(tǒng)并進(jìn)入到具體的項(xiàng)目實(shí)施階段。地下空間科學(xué)技術(shù)則實(shí)現(xiàn)了飛速的提升與發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)城市較多地下工程施工建設(shè)的主要方式包含暗挖、明挖、盾構(gòu)、蓋挖、注漿、凍結(jié)與沉管法等,該類(lèi)技術(shù)逐步躋身國(guó)際領(lǐng)域先進(jìn)行列,并為地下空間土木工程開(kāi)發(fā)提供了優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。土木工程的科學(xué)發(fā)展還進(jìn)一步推動(dòng)了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的廣泛應(yīng)用,令其逐步擴(kuò)大至大柱網(wǎng)、大跨度、大開(kāi)間的高層與多層、斜拉橋與連續(xù)橋等結(jié)構(gòu)、大型預(yù)應(yīng)力儲(chǔ)液池、儲(chǔ)倉(cāng)、管樁、預(yù)應(yīng)力地錨等多重預(yù)應(yīng)力應(yīng)用結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。同時(shí)預(yù)應(yīng)力技術(shù)也逐步成為大型公共建筑、開(kāi)間住宅的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù),有效解決了高、大、新、重建筑工程的建造設(shè)計(jì)難題,并發(fā)揮了獨(dú)特的作用。

一般來(lái)講,人們通常習(xí)慣于用安全系數(shù)進(jìn)行土木工程指標(biāo)的客觀評(píng)價(jià),實(shí)則其僅僅是由確定的相關(guān)信息實(shí)現(xiàn)的定值獲取,沒(méi)能全面考慮到相關(guān)設(shè)計(jì)變量之中包含的變異性,其特定的某一安全系數(shù)數(shù)值在不同的項(xiàng)目工程中也并不一定具有相同的作用意義。因此基于實(shí)際土木工程中包含的各類(lèi)不確定性,對(duì)其展開(kāi)隨機(jī)的可靠度衡量評(píng)估與力學(xué)分析也尤為重要,即土木工程應(yīng)繼續(xù)開(kāi)展可靠度相關(guān)理論的應(yīng)用研究。

3土木工程未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 三S系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展

三S系統(tǒng)由HS遙感技術(shù)、GIS地理信息技術(shù)系統(tǒng)與GPS全球定位技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成,可實(shí)時(shí)、整體、動(dòng)態(tài)的對(duì)地展開(kāi)判別觀測(cè)、應(yīng)用分析,因此在土木工程領(lǐng)域該系統(tǒng)發(fā)揮了顯著的優(yōu)勢(shì)作用,同時(shí)具備廣闊的發(fā)展提升前景。數(shù)字化城市發(fā)展理念的提出正是基于這一三S系統(tǒng)發(fā)展而來(lái),也就是說(shuō)其綜合了遙感、GIS、遙測(cè)、多媒體、網(wǎng)絡(luò)與仿真虛擬技術(shù)對(duì)城市各項(xiàng)功能機(jī)制、基礎(chǔ)設(shè)施展開(kāi)自動(dòng)采集、發(fā)揮決策輔助作用并實(shí)施動(dòng)態(tài)化管理監(jiān)測(cè),很明顯,當(dāng)前數(shù)字化城市便是以該類(lèi)數(shù)字化的處理信息技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為發(fā)展背景的科學(xué)服務(wù)技術(shù)系統(tǒng)。其逐步推廣與科學(xué)應(yīng)用勢(shì)必將我國(guó)城市運(yùn)營(yíng)與規(guī)劃建設(shè)推向嶄新的高度,促進(jìn)其發(fā)展水平的持續(xù)提升。

3.2 單機(jī)方式順序科學(xué)轉(zhuǎn)變至網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制與并行設(shè)計(jì)

就復(fù)雜大型的項(xiàng)目工程來(lái)說(shuō),其很有可能需要較多設(shè)計(jì)部門(mén)、眾多成員的共同參與,同時(shí)還需要良好的協(xié)同合作并提供在線咨詢服務(wù),還可由不同地域分布的分支設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)人員、協(xié)作部門(mén)單位應(yīng)用多樣化平臺(tái)軟硬件與設(shè)計(jì)方式在相應(yīng)規(guī)定時(shí)段內(nèi)良好完成。為有效解決該類(lèi)復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題應(yīng)良好的應(yīng)用開(kāi)發(fā)土木工程設(shè)計(jì)的協(xié)同并行技術(shù)。另外,智能化建筑工程與檢測(cè)結(jié)構(gòu)亦是土木工程基于信息化發(fā)展背景的未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。項(xiàng)目管理與電子數(shù)據(jù)同樣是土木工程實(shí)現(xiàn)信息化發(fā)展的趨勢(shì),工程建設(shè)施工是當(dāng)今土木工程應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要領(lǐng)域,基于系統(tǒng)復(fù)雜工程在施工階段中由報(bào)價(jià)投標(biāo)、預(yù)算到簽訂管理合同、評(píng)定分析質(zhì)量直至竣工驗(yàn)收各階段均需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)信息的處理,整體施工單位控制與輔助管理均會(huì)被納入至輔助計(jì)算機(jī)施工技術(shù)體系中。依據(jù)電子化數(shù)據(jù)查閱管理系統(tǒng)的應(yīng)用便利性,當(dāng)前國(guó)外開(kāi)發(fā)研究出了無(wú)線電雙向通訊設(shè)備并廣泛用于現(xiàn)場(chǎng)工地的互通聯(lián)絡(luò)與基于GPS科學(xué)技術(shù)創(chuàng)建人機(jī)通訊高效便利設(shè)備。當(dāng)前土木工程領(lǐng)域信息技術(shù)的跨越式發(fā)展已經(jīng)令國(guó)際承包商真正跨越了地域壁壘,實(shí)現(xiàn)了共享式、協(xié)同式、智能化的行業(yè)發(fā)展。

3.3 土木工程虛擬技術(shù)將實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用

傳統(tǒng)土木工程研究發(fā)展中人們只能應(yīng)用特定符號(hào)、平面圖紙進(jìn)行大量信息的傳遞,該類(lèi)方式受到接收信息者知識(shí)結(jié)構(gòu)、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)等的約束限制。伴隨土木工程項(xiàng)目新時(shí)期復(fù)雜程度的日益強(qiáng)化,令該類(lèi)交流方式變得越發(fā)困難,因此虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐步誕生,并為工程建設(shè)中的廣泛、交叉交流創(chuàng)造了新型實(shí)踐方式、拓寬了其發(fā)展前景。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要將多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合,將抽象的符號(hào)與圖紙合理轉(zhuǎn)化為人們的現(xiàn)實(shí)直觀體會(huì)與感受,可以說(shuō)是一類(lèi)人機(jī)交互新型科學(xué)技術(shù),可為人們創(chuàng)造貼近現(xiàn)實(shí)、身臨其境的仿真虛擬環(huán)境,人們則好似在現(xiàn)實(shí)世界之中。今后土木工程領(lǐng)域,該類(lèi)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與特征一方面會(huì)應(yīng)用于各類(lèi)項(xiàng)目工程的投標(biāo)招標(biāo)領(lǐng)域,基于仿真虛擬環(huán)境將施工方式與過(guò)程很好展現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)其在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的施工、計(jì)算等復(fù)雜過(guò)程的仿真模擬中更具有良好優(yōu)勢(shì)?？赏ㄟ^(guò)三維圖形計(jì)算機(jī)技術(shù)完成可視化計(jì)算,通過(guò)變化設(shè)計(jì)參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行直觀顯示,有利于縮短施工設(shè)計(jì)時(shí)空,選擇最佳方案并獲取最低費(fèi)用、最佳工期與最有效的資源,進(jìn)而科學(xué)準(zhǔn)確的控制土木工程整體建設(shè)水平與質(zhì)量。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述,隨著信息化社會(huì)的飛速發(fā)展土木工程實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,我們只有科學(xué)遵循其內(nèi)涵特征、發(fā)展現(xiàn)狀把握工程建設(shè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)動(dòng)向、制定科學(xué)實(shí)踐發(fā)展策略,才能真正推進(jìn)土木工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的全面發(fā)展。

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