土木工程在國民經濟發展中的地位和作用

2021-08-01 04:55:36 字數 3543 閱讀 6122

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civil engineering;history;development

1.土木工程歷史沿革

對土木工程的發展起關鍵作用的,首先是作為工程物質基礎的土木建築材料,其次是隨之發展起來的設計理論和施工技術。每當出現新的優良的建築材料時,土木工程就會有飛躍式的發展。

人們在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料從事營造活動,後來出現了磚和瓦這種人工建築材料,使人類第一次衝破了天然建築材料的束縛。中國在西元前十一世紀的西周初期製造出瓦。最早的磚出現在西元前五世紀至西元前三世紀戰國時的墓室中。

磚和瓦具有比土更優越的力學效能,可以就地取材,而又易於加工製作。

磚和瓦的出現使人們開始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技術得到了飛速的發展。直至18~19世紀,在長達兩千多年時間裡,磚和瓦一直是土木工程的重要建築材料,為人類文明作出了偉大的貢獻,甚至在目前還被廣泛採用。

鋼材的大量應用是土木工程的第二次飛躍。 十七世紀70年代開始使用生鐵、十九世紀初開始使用熟鐵建造橋梁和房屋,這是鋼結構出現的前奏。

從十九世紀中葉開始,冶金業冶煉並軋制出抗拉和抗壓強度都很高、延性好、質量均勻的建築鋼材,隨後又生產出高強度鋼絲、鋼索 。於是適應發展需要的鋼結構得到蓬勃發展。除應用原有的梁、拱結構外,新興的桁架、框架、網架結構、懸索結構逐漸推廣,出現了結構形式百花爭艷的局面。

建築物跨徑從磚結構、石結構、木結構的幾公尺、幾十公尺發展到鋼結構的百公尺、幾百公尺,直到現代的千公尺以上。於是在大江、海峽上架起大橋,在地面上建造起摩天大樓和高聳鐵塔,甚至在地面下鋪設鐵路,創造出前所未有的奇蹟。

為適應鋼結構工程發展的需要,在牛頓力學的基礎上,材料力學、結構力學、工程結構設計理論等就應運而生。施工機械、施工技術和施工組織設計的理論也隨之發展,土木工程從經驗上公升成為科學,在工程實踐和基礎理論方面都面貌一新,從而促成了土木工程更迅速的發展。

十九世紀20年代,波特蘭水泥製成後,混凝土問世了。混凝土骨料可以就地取材,混凝土構件易於成型,但混凝土的抗拉強度很小,用途受到限制。 十九世紀中葉以後,鋼鐵產量激增,隨之出現了鋼筋混凝土這種新型的復合建築材料,其中鋼筋承擔拉力,混凝土承擔壓力,發揮了各自的優點。

二十世紀初以來,鋼筋混凝土廣泛應用於土木工程的各個領域。

從三十年代開始,出現了預應力混凝土。預應力混凝土結構的抗裂效能、剛度和承載能力,大大高於鋼筋混凝土結構,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佔統治地位的歷史時期。

混凝土的出現給建築物帶來了新的經濟、美觀的工程結構形式,使土木工程產生了新的施工技術和工程結構設計理論。這是土木工程的又一次飛躍發展。

伴隨土木的發展,可以看到人類社會的發展是乙個探求真理的過程,人們追求的是對客觀事物及其規律的正確認識,並用真理指導實踐,在實踐中檢驗真理的準確性。對於真理,最根本的特徵就在於對客觀事物的本質和規律的揭示。時間作為檢驗真理的唯一標準,凡是能夠經得起實踐的檢驗,得到實踐證實、主管同客觀相符合,這才稱之為真理。

在土木歷史發展長河中,唯有堅持真理,才能促進其更好的發展,所以我們必須堅持真理的客觀性原理—這是唯物主義認識論及反映論的一般原理問題上的貫徹。在認識真理思想能容客觀性的同時,還必須正確認識真理形式的主觀性。在這個程序中,我們有反對實用主義鼓吹的「有用就是真理」的錯誤思想。

從其發展的程序中,我們可以發現,真理只有乙個,雖然人們認識角度和立場、觀點、方法等方面的差異,其對於同一事物會有不同認識,有時甚至截然相反。但不是人人都是真理的代言人。對於土木這個行業來說,這裡只有一種認識與特定的物件的規律、狀態、本質相一致,此乃真理也。

就像牛頓的力學理論體系,在此之前眾說紛紜,各自都認為自己說的是真理,但他們的認識沒經得起實踐的檢驗,而真正的真理只有乙個且是經得起考驗的。真理是乙個永恆和無限的東西。人類認識按其本性來說,能夠正確認識無限發展的物質世界,認識每前進一步,都是對無限發展著的物質世界的接近,這一點是絕對無條件的。

同時真理有其相對性,即真理是有條件限制的。在特定條件下才算真理,如牛頓的理論只在巨集觀低速條件下成立,在微觀高速領域的問題他解釋不了,這還要靠愛因斯坦相對論來解釋。具有絕對真理和具有相對真理是相互滲透和相互包含的同時又是辯證轉化的。

土木專業的發展啟示我們,人類的思維,按其本性、能力和可能性來說,是能夠認識無限發展的物質世界的。每乙個乃至每一代人,由於受到客觀事物及其本質的顯露程度,社會歷史的實踐水平,主觀條件以及生命的有限性等各方面的限制,其思維是有限和相對的,但人類終究是會發現真理的。雖然這條道路上會產生許多謬誤。

往往錯誤是正確的先導,失敗乃成功之母。吃一塹,長一智。對自己錯誤認真總結,才是發現真理的好辦法。

2.土木工程發展現狀

我國的土木工程建設從20世紀50年代起一直沒有停過,且發展很快,尤其在近年來,發展極為迅猛,幾乎整個中國成了乙個大的建設工地。新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路、橋梁、港口航道及大型水利工程在祖國各地如雨後春筍般地湧現,新結構、新材料、新技術大力研究、開發和應用。發展之快,數量之巨,令世界各國驚嘆不已。

截止2023年底,我國鐵路運營路程已達6.78萬公里,居世界第4位,亞洲之首。鐵路朝著城市輕軌和地鐵兩方而發展。同時,我國也在積極建造高速鐵路,武漢至廣州的高速鐵路運營時間僅需4小時。

此外,磁懸浮列車也在發展。橋梁工程也取得了驚人的成就,伴隨著橋梁型別的不斷翻新,主跨跨度一再突破。楊浦大橋、南浦大橋、蕪湖長江大橋、南京長江二橋等大跨橋梁的建成都標誌著我國的大跨結構達到了乙個新的水平,己跨入世界水平先進行列。

目前,我國己建成千公尺以上大橋3座、800m以上大橋8座、600m以上大橋15座、400m以上大橋40座,重慶萬縣單孔跨度達420m的鋼筋混凝上拱橋更引起世界同行的莫大興趣。在水利建設方面,50年間全國興建大中小水庫8.6萬座,水庫總蓄水量4580億立方公尺。建設和整修大江大河堤防25萬公里,目前防洪工程發揮的經濟效益達7000多億元。

在大壩建設方面,我國先後建成了青海龍羊峽大壩、貴州鳥江渡大壩、四川二灘大壩等水利工程。

當今土木行業迅猛發展,高樓大廈基礎設施雨後春筍般湧現,這正是在通過實踐來檢驗特定領域內的真理。實踐對真理的檢驗不能一次完成。實踐是社會歷史的實踐,總是具體的表現無數個別的、歷史性的實踐活動。

任何具體的實踐活動對於真理的檢驗作用,都會由於歷史條件的種種限制而表現出某種相對性、有限性和不確定性的特點。發散看來,我們必須把實踐對真理的檢驗,看做是全部人類的實踐即無數個別的、歷史發展著的、真個社會的實踐對真理的檢驗。實踐檢驗和證明真理是乙個過程,這個過程永遠不會完結。

今天我們的勞動,為了就是創造我們需要的東西。即創造價值。哪些是好的,哪些是壞的,這有待於我們將價值進行評價。

評價主客體之間關係,以認識其善為目的。價值評價在實踐中起著激勵、制約和導向作用。是推動實踐不斷實現價值的精神驅動力量。

正確的價值評價,有利於實踐活動朝著更充分、更全面、更可持續性地滿足人們日益增長的物質文化需要的方向發展。

3.土木工程的發展趨勢

(一)高效能材料的發展

鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發展。日本、美國、俄羅斯等國家已經把屈服點為700n/mm2以上的鋼材列人了規範;如何合理利用高強度鋼也是乙個重要的研究課題。高效能混凝土及其它複合材料也將向著輕質、高強、良好的韌性和工作性方面發展。

(二)計算機應用

隨著計算機的應用普及和結構計算理論日益完善,計算結果將更能反映實際情況,從而更能充分發揮材料的效能並保證結構的安全。人們將會設計出更為優化的方案進行土木工程建設,以縮短工期、提高經濟效益。

(三)環境工程

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