土木工程现状与发展趋势探讨

梁端雄

摘要:本文就土木工程内涵意义探讨了其发展现状及未来建设趋势,对强化土木工程理论研究、实践应用,促进其实现可持续的全面发展有重要的实践意义。

关键词:土木工程现状发展趋势

中图分类号:TU-1 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0144-01

1土木工程内涵意义

土木工程主要指建设各类设施、工程的技术、科学与项目统称,其自身包含显著特征,即社会性属性、综合性特点、经济技术性、建筑艺术性与实践性特征。理解土木工程内涵可由两方面入手,一方面为同社会人们生产实践活动、日常生活密切相关的多元化设施工程建设,例如公路、道路工程、建筑工程、水利工程、桥梁工程、铁路工程、利用地下空间开发工程与隧道工程等。另一方面内涵则为各类建设工程相关设施用到的机械设备、材料在土地上开展的设计、勘查与施工等项目活动。

2土木工程研究發展现状

当前,土木工程现实研究发展对象主体集中于高层建筑、结构设计、开发建设地下项目等工程中,令高层建筑迈入了崭新的发展阶段。伴随各类新结构、新技术、新施工方式、新工艺的层出不穷,尤其是自动化技术的广泛应用,人们更开始从事的土木工程建造修建规模更大,高层建筑在数量上不仅更多,且在高度层面也持续提升,逐步令我国在建设高层建筑领域的土木工程发展水平向世界先进水平靠近。在结构设计层面则呈现出更高、更长的柔性化实践发展趋势。在较多情况下地震荷载与风荷载是设计结构的影响控制因素,令各项大型工程的复杂体系结构在抗震抗风相关问题与设计理念层面受到了人们的广泛关注。目前常见的课题研究涵盖风荷载与地震设计机理作用、大跨度大规模桥梁工程抗震抗风与体系结构设计等。同时,以柔性结构对抗地震的以柔克刚思想进一步在控制结构震动技术层面科学体现,当前现代震动相关问题正逐步向着智能化控制、自适应、减震吸震相关技术方向逐步延伸,土木工程基础性健康结构的检测、控制灾害结构等研究工作也将继续逐步强化。伴随土木工程的现代化发展,社会人口数量的持续增多,各类空间资源日趋紧张,为解决土地资源与空间资源的紧张问题,土木工程逐步关注了地下工程的开发与建设,并令其成为有效解决上述问题的科学途径。当前世界规模最大的地下街工程为东京地下街,深度约为100m,而我国较多一线城市也逐步建设开发了地铁服务系统并进入到具体的项目实施阶段。地下空间科学技术则实现了飞速的提升与发展。当前我国城市较多地下工程施工建设的主要方式包含暗挖、明挖、盾构、盖挖、注浆、冻结与沉管法等,该类技术逐步跻身国际领域先进行列,并为地下空间土木工程开发提供了优质优质宝贵的实践经验。土木工程的科学发展还进一步推动了预应力技术的广泛应用,令其逐步扩大至大柱网、大跨度、大开间的高层与多层、斜拉桥与连续桥等结构、大型预应力储液池、储仓、管桩、预应力地锚等多重预应力应用结构领域。同时预应力技术也逐步成为大型公共建筑、开间住宅的关键应用技术,有效解决了高、大、新、重建筑工程的建造设计难题,并发挥了独特的作用。

一般来讲,人们通常习惯于用安全系数进行土木工程指标的客观评价,实则其仅仅是由确定的相关信息实现的定值获取,没能全面考虑到相关设计变量之中包含的变异性,其特定的某一安全系数数值在不同的项目工程中也并不一定具有相同的作用意义。因此基于实际土木工程中包含的各类不确定性,对其展开随机的可靠度衡量评估与力学分析也尤为重要,即土木工程应继续开展可靠度相关理论的应用研究。

3土木工程未来发展趋势

3.1 三S系统应用发展

三S系统由HS遥感技术、GIS地理信息技术系统与GPS全球定位技术系统构成,可实时、整体、动态的对地展开判别观测、应用分析,因此在土木工程领域该系统发挥了显著的优势作用,同时具备广阔的发展提升前景。数字化城市发展理念的提出正是基于这一三S系统发展而来,也就是说其综合了遥感、GIS、遥测、多媒体、网络与仿真虚拟技术对城市各项功能机制、基础设施展开自动采集、发挥决策辅助作用并实施动态化管理监测,很明显,当前数字化城市便是以该类数字化的处理信息技术、通信网络技术作为发展背景的科学服务技术系统。其逐步推广与科学应用势必将我国城市运营与规划建设推向崭新的高度,促进其发展水平的持续提升。

3.2 单机方式顺序科学转变至网络协同控制与并行设计

就复杂大型的项目工程来说,其很有可能需要较多设计部门、众多成员的共同参与,同时还需要良好的协同合作并提供在线咨询服务,还可由不同地域分布的分支设计机构、设计人员、协作部门单位应用多样化平台软硬件与设计方式在相应规定时段内良好完成。为有效解决该类复杂系统问题应良好的应用开发土木工程设计的协同并行技术。另外,智能化建筑工程与检测结构亦是土木工程基于信息化发展背景的未来发展的趋势。项目管理与电子数据同样是土木工程实现信息化发展的趋势,工程建设施工是当今土木工程应用计算机技术的重要领域,基于系统复杂工程在施工阶段中由报价投标、预算到签订管理合同、评定分析质量直至竣工验收各阶段均需要进行大量数据信息的处理,整体施工单位控制与辅助管理均会被纳入至辅助计算机施工技术体系中。依据电子化数据查阅管理系统的应用便利性,当前国外开发研究出了无线电双向通讯设备并广泛用于现场工地的互通联络与基于GPS科学技术创建人机通讯高效便利设备。当前土木工程领域信息技术的跨越式发展已经令国际承包商真正跨越了地域壁垒,实现了共享式、协同式、智能化的行业发展。

3.3 土木工程虚拟技术将实现广泛应用

传统土木工程研究发展中人们只能应用特定符号、平面图纸进行大量信息的传递,该类方式受到接收信息者知识结构、行业经验等的约束限制。伴随土木工程项目新时期复杂程度的日益强化,令该类交流方式变得越发困难,因此虚拟现实技术逐步诞生,并为工程建设中的广泛、交叉交流创造了新型实践方式、拓宽了其发展前景。虚拟现实技术主要将多媒体技术、计算机技术、传感技术与网络技术融合,将抽象的符号与图纸合理转化为人们的现实直观体会与感受,可以说是一类人机交互新型科学技术,可为人们创造贴近现实、身临其境的仿真虚拟环境,人们则好似在现实世界之中。今后土木工程领域,该类技术的优势与特征一方面会应用于各类项目工程的投标招标领域,基于仿真虚拟环境将施工方式与过程很好展现出来。同时其在设计结构中的施工、计算等复杂过程的仿真模拟中更具有良好优势。可通过三维图形计算机技术完成可视化计算,通过变化设计参数的结果进行直观显示,有利于缩短施工设计时空,选择最佳方案并获取最低费用、最佳工期与最有效的资源,进而科学准确的控制土木工程整体建设水平与质量。

4结语

综上所述,随着信息化社会的飞速发展土木工程实现了质的飞跃,我们只有科学遵循其内涵特征、发展现状把握工程建设未来发展趋势动向、制定科学实践发展策略,才能真正推进土木工程实现可持续的全面发展。

参考文献

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[2] 孙立美.对土木工程建设发展的探讨[J].中国新技术新产品,2010(24).