1、展望土木工程，世界正在從工業(yè)社會(huì)向信息社會(huì)轉(zhuǎn)變。土木工程面臨的新情況是：(1)高新技術(shù)的快速發(fā)展和大規(guī)模集成；高速交通和通信技術(shù)的迅速發(fā)展；新信息經(jīng)濟(jì)的出現(xiàn)(指新生產(chǎn)過程的市場(chǎng)形式)；生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，必須優(yōu)先考慮其平衡；人類的生活、工作和分配方式將發(fā)生巨大變化；土木工程應(yīng)在材料、設(shè)計(jì)、施工技術(shù)和管理方面進(jìn)一步發(fā)展，以適應(yīng)世界各地的進(jìn)步步伐！土木工程是最古老的工程技術(shù)之一。14.1建筑材料正朝著高性能、多品種、綜合利用的方向發(fā)展。1.傳統(tǒng)材料不僅要提高性能，還要增加品種。改進(jìn)傳統(tǒng)墻體材料，限制粘土磚的使用。途徑：大力發(fā)展混凝土砌塊、空心砌塊和各種地方材料、工業(yè)廢料和環(huán)保材料制成的砌塊。大力

2、發(fā)展高強(qiáng)高性能混凝土，有很大的挖掘潛力。目前，我國高層建筑常用的混凝土可達(dá)C50C60和C80C100特殊項(xiàng)目。在美國，標(biāo)準(zhǔn)是C135，C400已用于特殊項(xiàng)目。低合金和熱處理鋼筋用于提高屈服點(diǎn)和綜合性能。德國對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的要求可以達(dá)到690兆帕。熱處理后的鋼筋可達(dá)800-1450兆帕，鋼絞線可達(dá)1500-1800兆帕。未來可以達(dá)到13500兆帕。2.復(fù)合材料應(yīng)大力發(fā)展。利用各自的優(yōu)勢(shì)開發(fā)高性能、易用的建筑產(chǎn)品應(yīng)該是21世紀(jì)土木工程的一個(gè)重要特征。目前，鋼與混凝土板、組合梁和組合柱已廣泛應(yīng)用于高層建筑和大跨度橋梁中。將傳統(tǒng)材料與建筑裝飾、應(yīng)力、熱工、隔音等結(jié)合起來，形成各種多功能復(fù)合材料，是未來

3、建筑業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域。化學(xué)合成材料在電阻結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用是材料發(fā)展的一個(gè)新領(lǐng)域。目前，化學(xué)合成材料廣泛用于管道、門窗、裝飾配件、粘合劑和添加劑。未來的發(fā)展方向：擴(kuò)大建筑中使用的外圍構(gòu)件，如替代傳統(tǒng)材料如鋼、銅、木材和陶瓷；提高建筑產(chǎn)品的性能包括新的要求，如保溫、隔熱、隔音、耐高溫、耐高壓、耐磨和耐火；廣泛用于電阻結(jié)構(gòu)。國外有聚合物處理的碳纖維鋼筋和碳纖維絞線，可用于混凝土結(jié)構(gòu)。14.2項(xiàng)目將朝著更高、更深、更快的方向發(fā)展。1.更高：由于城市用地或商業(yè)集聚效應(yīng)的需要，建設(shè)項(xiàng)目將向更高、更深的方向發(fā)展。密林-拜特勒大廈計(jì)劃在美國芝加哥建造，高609.7米，125層。建筑主體結(jié)構(gòu)由一個(gè)十字形圓筒和位于建筑

4、兩端的兩組8個(gè)巨型翼形鋼筋混凝土組合扶壁組成(扶壁截面為底部2m*10m)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C70C100。這座集居住和購物于一體的綜合建筑至少有700/900米高，擁有1000套豪華公寓。大約4000名工人和100臺(tái)起重機(jī)被用來建造這家旅館。該建筑的確切高度仍是保密的，一方面是因?yàn)橥顿Y者擔(dān)心競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手會(huì)奪走“最高獨(dú)立建筑”的稱號(hào)。計(jì)劃于2008年底完工，并于2009年9月正式向公眾開放。迪拜最大的房地產(chǎn)開發(fā)公司艾馬爾房地產(chǎn)公司(Aimar Real Estate)表示，當(dāng)該建筑建在700米以上的某處時(shí)，它將會(huì)停止建造，據(jù)說它的最終高度將達(dá)到818米。2.東京八重子地下街更深處。它分為三層，上一

5、層的左側(cè)和右側(cè)是一個(gè)購物中心，中間一層是一個(gè)車庫，底層是一個(gè)計(jì)算機(jī)房，中間部分是一條地下鐵路。埋土地下街北京天外天地下商場(chǎng)主要采用五拱多跨結(jié)構(gòu)信息社會(huì)的發(fā)展依賴于交通和信息工具，高速交通的出現(xiàn)促進(jìn)了鐵路、公路和隧道工程的快速發(fā)展。關(guān)于高速列車，鐵路的發(fā)展趨勢(shì)是高速、重載和多式聯(lián)運(yùn)。鐵路作為一種經(jīng)濟(jì)、大容量的交通工具，為各國的經(jīng)濟(jì)生活做出了巨大貢獻(xiàn)。近年來，隨著各國鐵路運(yùn)輸方式的內(nèi)部體制改革和技術(shù)創(chuàng)新，高速鐵路應(yīng)運(yùn)而生。人們普遍認(rèn)為，時(shí)速超過200公里的鐵路稱為高速鐵路。20世紀(jì)90年代初，第一條準(zhǔn)高速鐵路建成。1997年和1998年，現(xiàn)有鐵路大規(guī)模提速。目前，京滬高速鐵路正在建設(shè)中。1964年

6、10月，日本東京東海道新干線(Tokaido Shinkansen)以210公里/小時(shí)的最高運(yùn)行速度開始商業(yè)運(yùn)營，成為世界上第一個(gè)高速鐵路系統(tǒng)，創(chuàng)造了卓越的運(yùn)營業(yè)績和經(jīng)驗(yàn)，扭轉(zhuǎn)了鐵路運(yùn)輸走向夕陽產(chǎn)業(yè)的命運(yùn)。此后，從1972年到1985年，日本完成了新干線如三洋、東北和日本的建設(shè)，最高運(yùn)行速度提高到每小時(shí)275公里。1997年，秋田線和鶴咀線的部分路段竣工并投入運(yùn)營。最新的500系列汽車于1997年3月22日通車，最高時(shí)速為300公里。密集的新干線已經(jīng)成為日本城際交通網(wǎng)絡(luò)的主干。繼日本之后，法國積極開展高速鐵路技術(shù)的開發(fā)，并于1981年9月完成了巴黎至里昂的東南高速鐵路，成為歐洲第一條高速鐵路，

7、最高時(shí)速可達(dá)270公里。此后，三峽大西洋線、北方線和網(wǎng)絡(luò)連接線相繼建成，最大運(yùn)行速度在1989年提高到每小時(shí)300公里。目前，正在規(guī)劃和建設(shè)新的線路，包括地中海線、東線和西南線。基于高速鐵路的成功運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，高速鐵路已經(jīng)成為世界交通建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)。法國高鐵(TGV)是一種法國高速電力列車，創(chuàng)下了高速列車的世界紀(jì)錄，其平均速度為317.5公里(Train a Grande Vitesse)，這意味著法國的超高速列車意味著中國將建造第一條高速鐵路，而已經(jīng)準(zhǔn)備了幾年的京滬高速鐵路也準(zhǔn)備在下一個(gè)五年計(jì)劃中開工建設(shè)。到那時(shí)，從北京到上海坐火車只需要四個(gè)小時(shí)。據(jù)報(bào)道，京滬高速鐵路將成為中國第一條高速鐵路，全

8、長約1300公里，全封閉、完全互換，是一條客運(yùn)專線。鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速為300公里，基礎(chǔ)設(shè)施可滿足時(shí)速350公里。據(jù)估計(jì)，如果該計(jì)劃采用磁懸浮技術(shù)，成本可能達(dá)到150多億美元，這將成為繼三峽大壩之后中國第二大基礎(chǔ)設(shè)施。第一條高速鐵路將在中國修建。京滬高速鐵路的方案決策是京滬鐵路長1300多公里，采用磁懸浮穿越河流存在一定的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。兩種方案比較：輪軌技術(shù)，時(shí)速250-300公里，總投資約1300億元；磁懸浮技術(shù)，時(shí)速超過450公里，全程3小時(shí)，將耗資高達(dá)4000億元。目前，世界上還沒有同長度磁懸浮鐵路商業(yè)化成功的例子。京滬高速鐵路采用輪軌技術(shù)。法國、德國和日本之間的競(jìng)爭(zhēng)。上海電纜觸點(diǎn)的燃燒給磁懸浮技

9、術(shù)帶來了巨大的打擊，這導(dǎo)致了德國的首次退出。法國阿爾斯通公司最終成為法國、德國和日本的最大贏家，贏得了1000億份大訂單。作為這一決定的結(jié)果，1983年法國開通的高鐵列車以每小時(shí)270公里的速度運(yùn)行在巴黎-里昂高速鐵路的高鐵列車上。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)距離約30公里，設(shè)計(jì)速度為430公里/小時(shí)，單向運(yùn)行8分鐘，年最大客流量為150毫經(jīng)濟(jì)效應(yīng)：假設(shè)年廣告收入等于年設(shè)備折舊費(fèi)、人員編制費(fèi)、管理費(fèi)用和其他運(yùn)營費(fèi)用，上海磁懸浮列車的年收入不足以支付利息。從投入和產(chǎn)出的效果來看，上海磁懸浮項(xiàng)目是一個(gè)失敗的項(xiàng)目！從經(jīng)濟(jì)角度來看，上海磁懸浮列車項(xiàng)目是一種新型的交通方式，它利用了電磁學(xué)中磁極間的吸引和排斥原理，以直線電機(jī)

10、為驅(qū)動(dòng)力。磁懸浮列車運(yùn)行時(shí)，懸浮在軌道上并保持一定的間隙，因此不存在輪軌摩擦和附著極限速度等問題。其優(yōu)點(diǎn)是不接觸軌道，無摩擦，操作安全，穩(wěn)定舒適，無噪音，全自動(dòng)操作。它可以在啟動(dòng)后39秒內(nèi)達(dá)到最高速度，最高速度為每小時(shí)552公里。根據(jù)德國科學(xué)家的預(yù)測(cè)，到2014年，采用新技術(shù)后，磁懸浮列車的速度將達(dá)到每小時(shí)1000公里。此外，由于使用電力驅(qū)動(dòng)，磁懸浮列車的速度最終可以與飛機(jī)競(jìng)爭(zhēng)，但其單位能耗只有飛機(jī)的一半；此外，磁懸浮列車的發(fā)展不受能源結(jié)構(gòu)(尤其是燃料供應(yīng))的限制，也沒有有害氣體排放。對(duì)于城市輕軌來說，輕軌交通具有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、成本低、線路占用少等優(yōu)點(diǎn)。輕軌在國外發(fā)展很快。中國的優(yōu)勢(shì)和劣

11、勢(shì)。輕軌交通成本低，符合中國國情；2.中國的有軌電車線和鐵路樞紐線可以改造成輕軌鐵路；3.中國大中城市的現(xiàn)代化為輕軌交通的發(fā)展創(chuàng)造了良好的機(jī)遇。4.城市輕軌將與地鐵、市郊(城市)鐵路等軌道交通形成快速的城市軌道交通系統(tǒng)。軌道交通完成的交通量可達(dá)到城市公共交通交通量的5080%。北京首條城市輕軌于2000年10月12日開工。北京首條城市輕軌西線工程近日全面開工建設(shè)。北京的城市輕軌計(jì)劃時(shí)速為80公里，從上地、回龍觀、北苑和望京到市區(qū)只需10分鐘。京滬高速鐵路第一隧道群南京段4號(hào)隧道是隧道的黃金世紀(jì)。聯(lián)合國戰(zhàn)略專家曾斷言，在土木工程領(lǐng)域，19世紀(jì)是橋梁的世紀(jì)，20世紀(jì)是高層建筑的世紀(jì)，21世紀(jì)將是人

12、類利用地下空間和開發(fā)地下資源的世紀(jì)。長期以來，隧道工程一直與鐵路工程、公路工程和大型管道工程密不可分，如世界上的南水北調(diào)黃河穿越工程，大型盾構(gòu)機(jī)將穿越黃河。隨著地下空間的發(fā)展，我國的隧道建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)跨越河流和海洋的時(shí)代。長江隧道和長江隧道：武漢長江隧道和上海長江隧道。武漢長江公路隧道是中國修建的第一條長江公路隧道，全長3.63公里，預(yù)計(jì)投資為。十億元。這是一條雙車道和雙車道公路，設(shè)計(jì)速度為每小時(shí)100公里。也是我國地質(zhì)條件最復(fù)雜、工程技術(shù)含量最高、施工難度最大的河流隧道工程。上海長江隧道大橋全長25.5公里，投資數(shù)百億元，由世界上最大的隧道8.95公里和世界上最大的斜拉橋16.5公里組成

13、。它從上海浦東通過隧道到達(dá)長江口長興島，然后通過大橋到達(dá)崇明島。南京、杭州、重慶等長江沿岸城市正在加緊規(guī)劃跨江交通的發(fā)展，以建立一條區(qū)域性快速通道。在建海底隧道：廈門東通道翔安隧道(總投資32.8億元，全長9公里)；從青島到黃島的海底隧道長5.5公里。擬建隧道：近20-30年來，中國正在考慮建設(shè)大連至煙臺(tái)的渤海灣跨海隧道，該項(xiàng)目已納入臺(tái)灣海峽海底隧道也有一個(gè)初步的計(jì)劃。14.3在開發(fā)可持續(xù)土木工程時(shí)，如何理解可持續(xù)性？是一種具有環(huán)保和生態(tài)意識(shí)的綠色建筑，是指具有能源意識(shí)并能促進(jìn)自然資源保護(hù)的建筑。是指綜合考慮資源和能源效應(yīng)，以及綜合考慮建筑使用、材料選擇、生態(tài)平衡、自然景觀和社會(huì)發(fā)展。應(yīng)用高科技手段解決能源保護(hù)和環(huán)境問題。如利用風(fēng)力和水力(潮汐)發(fā)電，儲(chǔ)存太陽能和地?zé)崮芄岬?。以便土木工程可以設(shè)計(jì)成使用盡可能少的資源，盡可能多地使用可再生資源，更有效地使用能源，以及在更大的循環(huán)中使用合成材料。使現(xiàn)有的土木工程獲得新的生命，如重建新的功能和使舊建筑現(xiàn)代化。節(jié)能建筑、生態(tài)建筑、節(jié)地建筑、工程實(shí)例，右圖為1992年在馬來西亞建造的梅納拉梅西尼亞加/國際商用機(jī)器公司大樓。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)為一個(gè)彎曲、凹進(jìn)和遮陽的窗戶，一個(gè)有自然陽光的樓梯和一個(gè)電視廳，一個(gè)在外墻上有高推拉門的陽臺(tái)用于自然通風(fēng)，一個(gè)空中庭院和一個(gè)遮陽屋頂，它們不僅在熱帶烈日下保護(hù)塔，而且提供自然通風(fēng)氣