時間:2023-07-10 16:03:04
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇水利工程和土木工程范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:水利工程;護坡;生態化設計
護坡加固施工經常采用砌石或混凝土,這兩種材料雖然能滿足水利工程的建設需求,但是這些材料經過長時間的風吹日曬會導致護坡出現一系列的問題,從而嚴重影響護坡的耐久性和穩定性,無法達到護坡加固的目的,還會影響周邊環境的美觀性。應用生態護坡技術能有效保障護坡的堅固性和穩定性,保護生態環境。
1水利工程護坡生態化建設的重要性
1.1緩解水利工程與環境之間的矛盾
影響水利工程的因素非常多,如果不能對這些因素進行有效控制,就會使建設區域的表土層遭受嚴重的破壞,甚至會損壞建設區域的生態植被。如果長時間得不到改善,生態植被被損壞的區域就會出現一系列的地質問題,如水土流失等。水利工程護坡的生態化設計能夠最大程度降低不利因素的影響,滿足水利工程的施工要求,進一步發揮水利工程施工作用[1]。
1.2降低施工成本
水利工程項目的建設周期比較長且整個過程非常復雜,工程項目本身會受到設計形式的影響。施工過程中如果不重視水利工程的生態設計,就會增加水利工程的技術安全隱患,甚至可能導致施工風險,嚴重影響施工效率和施工質量。生態化設計能夠滿足水利工程設計的需求,大幅降低工程成本。植被能夠截留雨水,緩解雨水的沖刷作用。在施工的基礎上采用生態化設計,能夠最大程度地降低對施工區域周圍環境的損害,明顯減輕水流對邊坡的沖刷和侵蝕。植被的根系在生長發育過程中還能有效固定土體,所以在水利護坡工程施工過程中應用生態化設計,能夠減少資金的投入,使區域經濟發展得到有效提升。
2水利工程護坡生態化設計技術
2.1植被護坡技術
植物的根系非常發達,其固土、保砂作用良好,能夠有效遏制水土流失現象。近些年,在邊坡防護中,植被得到了廣泛應用。植被一方面能夠增強邊坡的穩定性,使水利工程的周邊環境得到明顯改善,另一方面,還能為水利工程添色,提升其觀賞價值。目前,該技術已在防洪工程中得到非常廣泛地應用,取得了比較明顯的成效。但是植被護坡技術的缺點也很突出,如經過長時間的雨水沖刷,邊坡上容易出現水溝,這會對邊坡工程的外觀造成影響,還會嚴重影響邊坡的穩定性。因此,在容易受到浸泡的迎水坡及重點防洪的邊坡中,不適合使用該技術[2]。
2.2土木工程材料固土種植基護坡技術
土木工程材料固土種植基技術在水利護坡工程中的應用有多種形式,經常使用的有土木單元固土種植基及土木網墊固土種植基等,不同方式的種植基其防護機制也各不相同。以土木網墊固土種植基為例,該方法的防護機制是通過有機融合實際現場的土體和聚丙烯以及其他高分子材料形成網墊,這種網墊強力有效,能夠起到良好的固土效果,同時還能拉伸,使其連接到其他位置的網墊及固定點,從而形成更大面積的空間網墊。在水利護坡生態化技術中,土木網墊固土種植基方法能夠提供柔韌、優良的生長空間,這對植被根系的生長發育非常有利,之后還可填充砂礫和土壤,進一步加快植被根系的生長,一段時間后,就能形成整體的草皮,還能有效結合網墊下的泥土,取得良好的固土效果。就目前實際的應用情況來看,土木工程材料固土種植基這種方法的固土護坡效果良好,具有較高的穩定性。但該技術的缺陷也比較明顯,如某些地區雨季洪水頻發或降水量較多,長時間浸泡種植基就會導致無法有效實現生態護坡的功能。想要在水利護坡工程中應用土木工程材料固土種植基技術,就要對施工地區的水文信息資料進行全面考察,以保證土木工程材料固土種植基技術的應用效果。
2.3多孔植物生長磚護坡技術
目前,很多護坡治理工程中都會用到多孔植物生長磚生態防護技術。該護坡技術應用的材料主要有高品質水泥、鋼渣粉及施工過程中天然形成的擊碎石,將這些材料混合在一起,就能制成帶孔隙的生態磚。在生態磚內部填充軟性護坡填充材料,填充材料主要是建設區的肥料、綠化工程使用的種子及天然土壤。充分利用生態磚與植物根系吸收營養和水分相互連接的作用,就可建立水利工程邊坡防護鏈,使工程邊坡的坍塌現象得到有效控制,發揮生態化邊坡防護技術的經濟效益、社會效益。
2.4植被型生態混凝土構件護坡技術
植被型生態混凝土構件護坡技術的主要硬件構件是一種復合結構,采用正六角形內無砂混凝土和外圍普通混凝土邊框。需要注意的是,在使用該技術的過程中,應嚴格按照國家相關標準和要求,對構件的尺寸和厚度進行計算和設計。一方面,要使護砌的安全性和可靠性得到充分的保障;另一方面,要對植被草根的穿透能力進行充分考慮,確保工程綠化護坡專用紗布及綠化混凝土構件內的無砂混凝土能夠被植被草根穿透,之后在被防護邊坡的土層中對其進行固定,從而使邊坡巖土的穩固性能得到有效的強化。在水利工程邊坡防護中,應用植被型生態混凝土構件護坡技術,能夠人為構建水和草共同組成的再生水環境,使水利工程建設區的水生態鏈得到有效維護,使江河等建設區的自我協調凈化能力得到顯著增強[3]。
3生態化護坡工程的施工流程
3.1平整坡面
如果不能有效處理邊坡基面的夯實和找平工作,就會對生態砌塊的鋪設質量及整個邊坡防護工程的施工速度產生影響。在鋪設砌塊之前,要按照設計坡度的要求對需要鋪設的基面進行相應的找平和夯實。通常情況下,一段為10~15m,找平工作需要借助掛線和水平儀進行上下找平。要按照邊坡防護設計坡度的要求夯實邊坡地基,并將地基上的突出物及樹根雜草等全部清理干凈。如果突出物比較大或地基表面出現深坑,應使用推土機將突出物推平或對深坑進行填埋,之后再用夯實機對邊坡表面進行夯實處理,使地基表面更加密實和平整。夯實之后的邊坡表面要按照邊坡坡度的設計要求進行嚴格檢查,如果在檢查過程中發現了問題,應立即進行相應的整改,并再次進行檢查,直到檢查沒有問題為止。
3.2鋪碎石和土工布
將濾水土工布鋪設在已經完成的邊坡基面上,兩個相鄰的土工布之間的搭接距離要在100mm以上,伸入兩端基面的深度要等于或大于1m。
3.3鋪裝生態護坡砌塊
在鋪設生態護坡砌塊前,要先對排放的位置進行詳細計算,之后將其從下到上排成兩列。需要注意的是,在這個過程中要嚴格按照設計次序工作。應對兩邊趾墻與生態砌塊的上下沿之間的間隙以及整個護坡工程需要用到的生態砌塊的數量等相關數據進行嚴格的計算。第一塊生態砌塊的具體安放位置要根據工程的特性要求確定,它的安放位置會對之后砌塊的鋪設質量產生直接的影響。
關鍵詞: 土木工程、現狀、發展趨勢
1、土木工程的定義與特點
土木工程是指建造各類工程設施的科學、技術和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產活動有關的各類工程設施,如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設施應用材料、工程設備在土地上所進行的勘察、設計、施工等工程技術活動。
經過多年的發展,目前土木工程的實踐和研究己取得顯著成就,無論是結構的力學分析,還是結構設計的理論和方法以及結構的施工手段,都有了非常大的突破;特別是近若干年,在高層、大跨結構和鋼結構方面成績尤其驚人。土木工程具有有社會性;綜合性;實踐性;技術、經濟和藝術的統一性。土木工程是為人類需要服務的,必然是每個歷史時期技術、經濟、藝術統一的見證。
2、土木工程的發展現狀
我國的土木丁程建設從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,幾乎整個中國成了一個大的建設工地。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后春筍般地涌現,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。
改革開放后在我國大陸建造了許多高層建筑,目前我國最高的建筑是世界排名第4的上海金茂大廈,其他具有代表性的高層建筑還有深圳的地王大廈。在特種結構方而,我國有4所電視塔排在世界前十位,其中1995年建成的上海東方明珠電視塔的高度排在世界第三位。以上表明,無論在工程結構的改革、建筑功能使用、新技術和新材料的采用上及合理組織施工方面,還是在抗震分析和計算機程序應用上及有關抗震控制試驗研究上,我國均達國際先進水平。
同樣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,磁懸浮列車也得到了巨大的發展。
橋梁工程也取得了驚人的成就,伴隨著橋梁類型的不斷翻新,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志著我國的大跨結構達到了一個新的水平,己跨入世界先進行列。目前,我國己建成千米以上大橋3座、800 米以上大橋8座、600 米以上大橋15座、400 米以上大橋40座,重慶萬縣單孔跨度達420 米的鋼筋混凝上拱橋更引起了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8.6萬余座,水庫總蓄水量4580億立方米。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,我國先后建成了青海龍羊峽大壩、貴州鳥江渡大壩、四川二灘大壩,以及正在建設的三峽大壩等水利設施。
3、土木工程的發展趨勢
3.1 可持續發展方式
隨著人類對環境的重視,傳統土木工程建設所產生的垃圾和對能源的損耗,已經得到了很多國家的重視,越來越多的國家改變了土木工程的傳統工藝,開始采用可持續發展的方式。將會在土木工程的設計、施工、以及后期的拆除過程都采用可持續發展的眼光進行。
3.2 高性能材料的發展
鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發展。如何合理利用高強度鋼也是一個重要的研究課題。高性能混凝土及其它復合材料也將向著輕質、高強、良好的韌性和工作性方面發展。
3.3 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性能并保證結構的安全。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。
3.4 環境工程
環境問題特別是氣候變異的影響將越來越受到重視,土木工程與環境工程融為一體。城市綜合癥、海水上升、水污染、沙漠化等間題與人類的生存發展密切相關,又無一不與土木工程有關。較大工程建成后對環境的影響乃至建設過程中的振動、噪聲等都將成為土木工程師必須考慮的問題。
綜上所述:向節約化發展和和諧發展將是我國土木工程建設發展的一重要的趨勢。通過對我國土木工程建設的發展現狀、發展機遇和發展趨勢的分析.可以看出我國土木工程建設在未來的實踐中,將會取得更好發展。
參 考 文 獻:
[1] 祝彩霞劉慧《淺析土禾工程的發展現狀與發展趨勢》
[2] 孫世國《21世紀土木工程發展趨勢芻議》
[3] 徐偉良,蔣菡等.淺談高職土建類專業的培養目標和課程體系構建.高等職業教育網
[4] 王鳳君,杜國城.試論高等職業教育建筑專業的培養目標高等職業教育
[5] 程宜康,魏宣燕.高等工程職業教育培養目標與教學體系探索 職業技術教育
關鍵詞:混凝土結構設計規范,設計方法,材料強度,受彎構件承載力
一、概述
近年來,我國高校中的土木工程專業已涵蓋建筑工程、水利工程、交通工程等不同的專業方向。在建筑工程和水利工程鋼筋混凝土結構的學習和設計中,構件的承載力計算是一個重點的內容。本文對建筑工程的《混凝土結構設計規范》(GB50010一2002)和水利工程的《水工混凝土結構設計規范》(SUT191一96)中關于受彎構件的結構設計方法、材料強度取值、正截面及斜截面承載力計算方法及需要注意的問題進行了說明比較,供結構設計人員和高等院校師生參考。
二、鋼筋混凝土承載能力極限狀態設計表達式
1極限狀態設計表達式的比較
建筑工程對于承載能力極限狀態,結構構件應按荷載效應的基本組合或偶然組合,采用以下
極限狀態設計表達式:
水利工程對于基本組合,應采用以下極限狀態設計表達式:
水利工程中對于偶然組合,極限狀態設計表達式應按下列原則確定:偶然作用分項系數可取為1.0;參與組合的某些可變作用,可根據各類水工建筑物設計規范的規定作適當折減;結構系數下d按規定取值。式中叭―結構重要性系數:建筑工程中規定對安全級別為一級或設計使用年限為100年及以上的結構構件,不應小于1.1;對安全級別為二級或設計使用年限為50年的結構構件,不應小于1.0;對安全級別為三級或設計使用年限為5年及以下的結構構件,不應小于0.9;在抗震設計中不考慮結構構件的重要性系數。水利工程中規定對結構安全級別分別為1,n,111級的結構及構件,可分別取1.1,1.0,0.9。
S―承載能力極限狀態的荷載效應組合設計值。
R―結構構件的承載力設計值,在抗震設計時,應除以承載力抗震調整系數下RE。
R(•)―結構構件的承載力函數。
―分別為混凝土、鋼筋的強度設計值。
ak―幾何參數的標準值。
為―分別為永久荷載和可變荷載分項系數。
―分別為永久荷載和可變荷載標準值。
―設計狀況系數,對應于持久狀況、短暫狀況、偶然狀況,可分別取1.0,0.95,
0.85;
―結構系數,對鋼筋混凝土及預應力混凝土結構均取1.2。
2荷載分項系數取值的比較
式(l)與式(2)的形式雖然相同,但荷載分項系數的取值有所區別:建筑工程的基本組合中,在永久荷載分項系數由可變荷載效應控制的組合時取1.2,在由永久荷載效應控制取1.35;可變荷載分項系數則在由可變荷載效應控制或由永久荷載效應控制的組合中都取1.4。水利工程的基本組合中,一般永久荷載分項系數取1.05,可變荷載分項系數則取1.2。
3受彎構件正截面承載力
計算表達式的比較對應的受彎構件正截面承載力計算表達式,建筑工程為M〔M。,而水利工程為叭.M簇M。。對于同一鋼筋混凝土構件,在結構安全級別相同時,假如在只有一個可變荷載作用下,當考慮各種系數后,按建筑工程表達式計算出來的M值一般都會略小于按水利工程表達式(持久狀況)計算出來的下dM,而兩者計算M。的方法基本一致,這樣可滿足水利工程的安全儲備略高于建筑工程的要求。對于兩種及兩種以上可變荷載作用下的受彎構件,建筑工程需對一種主要可變荷載以外的其他可變荷載均乘以小于1的可變荷載組合系數,而水利工程的可變荷載不區分主要可變荷載,可變荷載均不需乘以可變荷載組合系數。顯然,為M值比M值提高的幅度會比只有兩種可變荷載作用情況下更大些,也可滿足水利工程安全儲備稍高的要求。
三、材料強度的取值
我國規范將結構構件抗力分項系數7。分解為混凝土材料分項系數7。和鋼筋材料分項系數下,,由于兩種材料的力學性能和離散程度不同,兩種材料強度設計值的折減比例也不同,因此構件的實際受力性能變得不清楚。水利工程與建筑工程的混凝土結構中所用鋼筋和混凝土的材料性質相同,只是各自使用的環境不同,結構可靠度的要求不同,所以對鋼筋和混凝土的要求以及強度設計值的規定不同。兩種規范中的混凝土強度設計值比較見表1,鋼筋強度設計值比較見表2。
表1
表2
3.1混凝土強度設計值的比較從表1、表2的比較可以看出,對于強度等級小于等于C50的混凝土,建筑工程的混凝土抗壓及抗拉強度設計值均略小于水利工程的取值。這是由于二者的混凝土立方體抗壓強度的標準值fc.、k確定方法相同,對相同級別的混凝土其幾,k取值相同,在混凝土強度等級不超過C50時,軸心抗壓強度標準值與立方體抗壓強度的標準值存在 fcu.k的關系,而且材料強度標準值與設計值之間的換算公式為 ,但兩種規范規定的材料強度分項系數下。的取值不同,建筑工程中下。取1.4,水利工程的 則取1.35。但對于強度等級大于C50的混凝土,則是水利工程中的相同等級的混凝土強度設計值小于建筑工程中的取值,也就是水利工程更加注重構件破壞時的延
性與承載力儲備的協調,即延性差的構件,承載力儲備隨延性的降低而增大。
3.2鋼筋強度設計值的比較
對于我國現階段的普通鋼筋混凝土構件采用的HRB335,HRB4O()和RRB400級受力鋼筋,兩種規范中的y,取值都在1.10左右,根據同樣的材料強度標準值與設計值之間的換算公式大,因此其材料設計值基本相同,只有HRB335鋼筋在水利工程中的取值采用310N/mmZ,而建筑工程中是30()N/mmZ。
四、受彎構件承載力計算
4.1受彎構件正截面承載力計算比較
建筑工程與水利工程盡管各自承受荷載的性質、所處環境以及要求的設計使用年限等不同,但是關于受彎構件正截面承載能力計算中所采用的基本假定和計算方法卻基本相同,其主要不同之處有以下兩個方面。
(l)最小配筋率的取值不同。在建筑工程中,最小配筋率p。lin取0•2%和0•45關伏兩者中的較大值,而在水利工程中最小配筋率pmin的取值是0.20%(I級鋼筋),0.15%(11,111級鋼筋)。
(2)對混凝土強度等級影響的考慮。從規范公式可知,兩本規范中關于受彎承載力的計算公式類似,只是符號表示有所不同。在建筑工程中考慮了混凝土強度等級對承載力的影響,需考慮系數a,(受壓區混凝土矩形應力圖的應力值與混凝土軸心抗壓強度設計值的比值)和系數月,(矩形應力圖受壓區高度x與中和軸高度xC的比值),對于不超過CSO的混凝土,a,都取1.0,月,都取0.8,而C50以上的混凝土,這兩個系數取值都會隨混凝土強度等級的提高而減少。這種處理能適用混凝土強度進一步提高的要求,也是多數國家規范采用的方法。而水利工程中則沒有考慮系數a,和刀。的取值隨混凝土強度等級的提高而變化。
4.2受彎構件斜截面受剪承載力計算比較
建筑工程與水利工程的受彎構件斜截面受剪承載力計算公式比較如下。
建筑工程:
或
水利工程:
或
從公式的比較可以看出,兩種規范采用的公式主要區別如下:
(l)建筑工程的斜截面受剪計算公式里把混凝土的軸心抗壓強度設計值fc改成了軸心抗拉強度設計值關,以適應采用高強度等級混凝土構件斜截面計算的安全性;而水利工程的公式還是沿用建筑工程老規范的規定,采用混凝土軸心抗壓強度設計值,這對高強混凝土構件計算偏不安全。
(2)建筑工程對集中荷載作用下的受彎構件抗剪承載力計算公式適應范圍有所擴大,不再僅限于矩形截面獨立梁,而是適用于矩形、T形和I形截面的獨立梁,且箍筋項系數取為1.0;而水利工程對集中荷載作用下的受彎構件抗剪承載力計算公式還是只適用于矩形截面獨立梁,與其對應的箍筋項系數仍取1.25。
(3)建筑工程對彎起鋼筋的受剪承載力乘以0.8的系數,考慮了彎起鋼筋受剪承載力的折減,也就是考慮到彎起鋼筋與斜裂縫相交時,有可能已接近受壓區,鋼筋強度在斜截面受剪破壞時不可能全部發揮作用;而水利工程中則沒有考慮彎起鋼筋的受剪承載力系數。
(4)建筑工程采用的最小配箍率公式為O•24關伏v,考慮了混凝土的強度等級的影響,而水利工程的最小配箍率僅考慮與鋼筋級別有關,對于I級鋼筋取0.12%,11級鋼筋取0.08%。以采用C20混凝土為例,建筑工程對I,n級鋼筋計算出來的熱、,mi。分別為0.126%和0.088%,基本接近于水利工程中的最小配箍率;但當混凝土強度等級分別取C25,C3o,C35時其對應的I,11級鋼筋計算出來的幾v,。i,,分別為0.145%和0.010%,0.163%和0.011%,0.179%和0.013%。由此可見,隨著混凝土強度等級的提高,其最小配箍率的要求也得逐漸提高。
綜合上述原因,建筑工程的Vu值比水利工程計算出的硯值小20%左右,但由于水利工程中需要把剪力設計值乘以7。的系數,也就是把剪力設計值提高了20%,實際上二者的安全可靠性也就非常接近。
五、結論
土木工程也是建造各類工程設施的科學技術的統稱,它既指工程建設的對象,即建在地上、地下、水中的各種工程設施,也指所應用的材料、設備和所進行的勘測設計、施工、保養、維修等技術。
作為一個重要的基礎學科,土木工程有其重要的屬性:綜合性,社會性,實踐性,技術經濟與藝術統一性。隨著人類社會的進步而發展,土木工程至今已經演變成為大型綜合性的學科,并已經出許多分支,如:建筑工程,鐵路工程,道路工程,橋梁工程,特種工程結構,給水排水工程,港口工程,水利工程,環境工程等學科。土木工程共有六個專業:建筑學,城市規劃,土木工程,建筑環境與設備工程,給水排水工程和道路橋梁工程。
通過一個學期土木工程概論課的學習,我已經深深地感受到土木工程涵蓋的廣泛,體味了前人取得的成就,也領悟了作為一名土木工程師的重大責任。當然,我們不能沉浸于現已取得的輝煌成就,止步不前。我們還應當與時俱進,去挖掘,去發現,去思考,去想象,去創新。在此,作為一名中國未來的土木工程師,我想結合土木工程的歷史,結合我國的國情和世界形勢,談一談土木工程的可持續發展之路。
(EnglishSummary)
MyknowledgeaboutcivilengineeringhasbeenbroadenedsinceIbecameastudentofTongjiUniversity.
Civilengineeringisaformofhumanactivity.Humanbeingspursuedittochangethenaturalenvironmentfortheirownbenefit.Buildings,transportations,facilities,infrastructuresareallincludedincivilengineering.
Thedevelopmentofcivilengineeringhasalonghistory.Ourseniorshadleftalotofgreatconstructionstous.Forexample,ZhaoZhouBridgeistherepresentativeofourChinesecivilengineeringmasterpieces.Ithasahistoryofmorethan1300yearsandisstillserviceatpresent.
Civilengineeringhasbeensorapiddevelopmentoftheperiod.Alotofnewbridgeshavebeenconstructed,andmanygreaterplansareunderdiscussion.Chinaisalargecounty.Andsheisstillwelldeveloping.SothiserawillbebothexcitingandrewardingfortheChineseCivilEngineers.Andofcourse,civilengineering’sfutureispromising.
However,civilengineerswillbefacingmorecomplexproblems.Weshouldpayattentiontothegrowingpopulationandalotofdeterioratinginfrastructures.Weshouldprepareforthepossibilityofnaturaldisasters.Tomeetgrowneedsinthefuture;weshouldalsotrytoupdateallthetransportationsystems.
Todealwiththeseproblems,wewillhavetodevelopinnovativeandenterprisingskills.Andweshouldchooseawaythatwecangocontinuously.HazardMitigationmaybeagreatchoice.Notonlycanitsavemoneyinthelongrun,butalsoavoidgettingintoanembarrassingsituationinwhichwehavetorebuildallthebrokenbuildings.Andweshouldalsousemoreenvironmentallyfriendlymaterialswhendesigningorconstructingnewbuildings.
Well,tobeabrilliantcivilengineerisnoteasy.Today,engineeringisasyntheticsystem.Itnotonlydependsontraditionalmechanics,butalsocloselyrelatedtoadvancedscience.SoPhysics,Chemistry,MaterialScience,ComputerScienceandperhapsmoreareallinourcivilengineeringprogram.
Tobeagoodcivilengineer,weshouldhavetheabilitytoapplytheknowledge,todesignasystem,acomponent,oraprocedureofconstruction.Weshouldalsobeabletoconductexperimentsandexplaintheresults.Furthermore,anengineerneverworksalone,soweshallcooperatewithworkingteam,andtryourbesttocommunicateeffectively.
I’mverygladtobeastudentinthiswonderfulfield.AndIwilltrymybesttobeasuccessfulcivilengineer,tomakecontributionstoourmotherland.
1.對土木工程的歷史、現狀和未來發展的認識
1.1.1古代土木工程
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。
1.1.2近代土木工程
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。期間建成的埃菲爾鐵塔、帝國大廈和金門懸索橋,至今仍不失為偉大的土木工程。
1.1.3現代土木工程
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。
1.2對土木工程的現狀的認識
現今的土木工程,正日益同它的使用功能或生產工藝緊密結合。
公共和住宅建筑物要求的建筑、結構、給水排水、采暖、通風、供燃氣、供電等現代技術設備日益結合成為整體。
工業建筑物則要求恒溫、恒濕、防微振、防腐蝕、防輻射、防火、防爆、防磁、防塵、防高(低)溫、耐高(低)濕,并向大跨度、超重型、靈活空間方向發展。
另外,高層建筑大量興起,地下工程高速發展,城市高架公路、立交橋大量出現,并逐步實現交通運輸高速化、水利工程大型化。
值得一提的是我國實行改革開放以后,綜合國力有了很大提高,已具備更大規模開發和利用水資源的條件,如三峽水利樞紐,南水北調工程等都是世界一流的大型水利工程。
1.3對土木工程未來發展的認識
隨著我國改革開放的不斷深入和經濟的迅速發展,中國將面臨一個更大規模的建設??梢哉f,我們正面臨著一個伴隨著國民經濟飛躍的土木工程大發展的大好時期。而且這樣一個優良的發展環境已經受到并將繼續受到西方國家的急切關注。
作為跨世紀的一代,這一大好形勢為我們提供了空前難得的施展才干、向國際水平沖擊的良好機遇。同時,我們也深深感到,這是一個“機遇”與“挑戰”并存、“合作”與“競爭”交織、“創新”與“循舊”相爭的時代,如何把握世紀之交時土木工程學科的發展趨勢,開創具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元,是對我們跨世紀一代人的嚴峻挑戰。
2.我的感受和認識:中國的土木工程要走可持續發展之路
我國的土木工程有自己的特殊性。
“中國是世界上人口最多的國家,一項大資源被13億一除即變得微不足道,而一個小問題乘以13億就成了大問題?!眲⑽骼淌诖苏Z切實道出了我國的困難之所在。我國的煤、石油、天然氣、水、森林總量均居于世界前列,而人均占有量卻全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染問題已經成為我國所面臨的四大嚴酷問題。走可持續發展迫在眉睫。而土木工程,也必當立足長遠,走出一條可持續發展之路。
放眼世界,美國的現代化進程可謂先進,而現今資料表明:未來美國要投入16000億美元來解決已建工程的不安全狀態,譬如,氯離子所引發的建筑銹蝕等等。作為當代土木工程師,在傳承前人輝煌成就的同時,也必須多多吸取已出事故的教訓,在今后的工作中進行創新改良,實現可持續發展。
2.1發展高新技術,應用結構健康監測,實現可持續發展
土木工程在實際使用過程中,會出現不同程度的損傷或性能退化,這將影響起承載能力和耐久性,甚至引發嚴重的工程事故,帶來重大的人員傷亡和經濟損失,產生嚴重的社會影響。因此,從建筑建成的一刻起,就要做好健康監測、修復和加固的準備。
隨著現代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發展,人們提出了結構健康監測的概念,給土木工程的發展帶來革命性的變化。
結構健康監測系統通過在結構上安裝各種傳感器,自動、實時地測量結構的環境、荷載、響應等,對結構的健康狀況進行評估,科學有效地提供結構養護管理的決策依據,確保結構安全運營,延長結構使用壽命。
近年來,大型土木工程特別是大跨度橋梁結構的健康監測技術成為國內外工程界和學術界關注的熱點,通過科研和工程技術人員的努力取得了卓有成效的研究成果。國內外近年新建的許多大型橋梁都安裝了結構健康監測系統,如我國的上海徐浦大橋、江陰長江公路大橋、東海大橋、香港地區的青馬大橋,韓國Seohae橋和Youngjong橋、美國CommodoreBarry橋和加拿大Confedration橋等。
像這樣,通過發展結構健康監測與安全預警,在第一時間發現建筑可能出現的問題,及時進行修復與加固,既避免了可能出現的建筑事故,也基本解決了建筑過快老化損壞,不得不拆去重修的尷尬局面,及由此造成的大量經濟、資源、時間上的浪費,實現建筑使用的可持續發展。
2.2合理利用自然資源,注重既有土木工程設施的再利用,實現可持續發展
“可持續發展是在不犧牲后代并滿足其需要能力的條件下,滿足當前的需要”。
合理利用自然資源,則要在土木工程的建設、使用和維護過程中,土木工程師主動做到節能節地,并最大限度地發揮既有土木工程設施的作用。
比如,我們可以充分利用建筑綠化,在夏季有效降低灰磚墻表面溫度,從而減少空調的使用量;可以使用節能保溫型的多孔磚或復合墻體作為墻體材料,達到冬季保溫隔熱的作用;還可以太陽能、地下熱能等新能源,減少不可再生資源用量的減少。
另外,對既有建筑的再利用也是可持續發展的重要手段之一。這方面,上海已經取得不少成功的經驗:大量不用的廠房,很多已經轉變為展覽廳、辦公樓、藝術家工作室等。這樣的改造再利用,既符合現代使用的要求,又節約了能源,避免了浪費,不失為一種有效的辦法。
2.3開發利用再生資源和綠色資源,實現可持續發展
世界上每年拆除的廢舊混凝土,工程建設產生的廢舊混凝土等均會產生巨量的建筑垃圾。我國每年的施工建設產生的建筑垃圾達4000萬噸,產生的廢混凝土就有1360萬噸,清運處理工作量大,環境污染嚴重。此外,我國是20年來世界水泥生產的第一大國,而這本身是一項高耗資源、高耗能、污染環境的行業。
與其他材料相比,鋼材和再生混凝土較為符合綠色建材的標準,應當大力發展這樣的綠色建材。
對此,日本的愛知世博會,給我們上了生動的一課:材料方面,世博會的各種建筑材料表面上看很高檔,但是很多都是廢物利用。許多木版都是由建筑用木材廢料加工而成,到處擺放的坐椅,是電視機殼粉碎后制成。豐田展館內壁由回收的廢紙加工而成,長久會場日本館,既追求了人與自然和諧,也節約了經濟開支,所使用的大部分鋼材和木料,都可以回收利用。同時,竹壁的優越性在3到9月愛知的酷暑也顯現無遺。竹子本身的性能大大降低了室內溫度,空調的使用也明顯減少。這一點給了我眾多的思考:在建筑選材方面,在合適之處應用自然的可再生資源,節約開支的同時,也實現了生態與建筑的和諧可持續發展,何樂而不為呢?
另外,在日本愛知世博會長久手會場,繭狀日本館為減少熱負荷,利用墻面綠化、生物降解塑料材料和間伐木材(森林中被砍掉的細木材)實現了環保功能。以“自然的智慧”為主題的愛知世博會,展館建設大量應用現代科技成果,突出環保性和功能性,反映出人類對自然美的孜孜追求。而這,也應當是未來土木工程師要學習和發展的方向。
我國建筑中,李國豪教授設計的揚浦大橋也堪稱經典。引橋部分的螺旋式上升結構,節約人民幣數億元,是土木工程實現經濟性可持續發展的典范。
當然,可持續發展,絕不是一味地追求節省,而是要尋求一種最合理的中間狀態,既要保證建筑有足夠的創意,也要追求完美的技術經濟指標,以最少的投入獲得最大的效益。我們依舊還是要創造經典,但是絕不能建立在揮霍金錢,建立在耗費更多的資源、能源的基礎之上?,F今,建筑世界已經進入到生態美學的時代,注重文化、生態、工程與環境之間的關系,注重人性化、節能與可持續發展,才是當代工程師的著眼方向。
3.身邊的土木工程實例
我已經在上文中提及了許多土木工程實例,也述說了我對它們的一些認識。下面,我想注重談一下對蘇通大橋的了解。
蘇通大橋連接蘇州與南通兩座古城,如今正在顯露雄姿。這座全長32.4公里的大橋,是在建中的世界第一大橋。
據蘇通大橋建設副總指揮何平介紹,蘇通大橋由跨江大橋工程和南、北岸接線工程三部分組成。全線采用雙向六車道高速公路標準。大橋總投資約64.5億元,預計2008年底建成。蘇通大橋的建設過程將攻克一系列世界性難題,并創造四個世界之最。
最大主跨。蘇通大橋為斜拉橋。斜拉橋自上世紀50年代開始修建,世界上已建成的各類斜拉橋有200余座。目前世界上已建成的最大跨徑斜拉橋為主跨890米的日本多多羅大橋,在建的香港昂船洲大橋主跨1018米,蘇通大橋跨徑1088米,建成后將成為世界最大的跨徑斜拉橋。
最深基礎。蘇通大橋主墩基礎由131根長約120米、直徑2.5米至2.8米的鉆孔灌注樁組成,承臺長114米、寬48米,面積有一個足球場大,是世界規模最大、入土最深的橋梁樁基礎。
最高塔橋。目前已建最高橋塔為多多羅大橋224米鋼塔,蘇通大橋塔為高300.4米的混凝土塔,比在建的香港昂船洲大橋橋塔高6米,為世界最高的橋塔。
最長拉索。蘇通大橋最長拉索為577米,最大重量為59噸,比多多羅大橋斜拉索長100米,為世界上最長的斜拉索。
交通部總工程師鳳懋潤說,蘇通大橋是世界第一跨度斜拉橋,將成為中國由橋梁大國向橋梁強國轉變的第一個標志性建筑。
4.土木工程專門人才應具有的素質
成為優秀的土木工程師,必須具備“四要素”,即知識結構、實踐技能、能力結構以及綜合素質與創新意識。
知識結構包括:公共基礎知識,專業基礎知識和專業知識。
首先,優秀的土木工程師必定有扎實的公共基礎知識,并且,在熟悉了解自然科學的基礎之上,良好的思想道德心理素質和人文、社會科學基礎知識也必不可少。
其次,優秀工程師還必須有過硬的專業基礎知識。對工程數學、流體力學、巖土工程、結構工程等都要有扎實的理解和較強的應用能力。
第三,還要有深入的專業知識。不論是從事鐵道工程、隧道工程、地下工程還是建筑工程,每一個工程師都要對所偏重行業有著先進的專業知識。只有這樣,才能使我國的土木工程事業,走在世界的前列。
土木工程離不開實踐。因此,工程師要具備高超的實踐技能。譬如:制圖技能、計算機應用技能、工程測量技能和結構檢測技能等。
作為土木工程學院的本科學生,我會在大學四年的學習過程中,努力掌握好計算機語言與程序設計技能,珍惜每一個上機實習的機會,并在大學物理實驗、材料實驗和結構實驗中掌握一般結構實驗的基本方法,初步具備結構檢驗的技能,做好技術實習、課程設計,爭取在結構設計大賽中獲獎。
此外,工程師與科學家的不同在于不僅受到自然規律的制約,還會受到社會規律的約束。工程技術人員的的每個工程方案的完成都是某種“社會活動”,絕不可能靠一個人在房間里單獨完成。因此要有足夠的能力與社會打交道,遵循好社會規律。
在學習生活中,我將不斷提高自己的自學能力,從學習中提升工程能力,在學生工作中提升管理能力,逐步完善自己的知識結構,從中培養出科技開發能力并在表達能力和公關能力上多下工夫。
不過,這些技能還構不成一個真正有助于我國可持續發展的土木工程師。因為工程師最重要的是具備高尚的道德文化修養和思想品質。為了國家和民族的利益,獻身祖國的事業。為了國家的榮譽,能有強烈的競爭意識。具備唯物辨證的思想方法,有蹋實、嚴謹、苦干的工作作風。只有這樣,才能做一名合格的中國土木工程師。
我們還應看到,我國的土木工程事業與世界一流水平還有一定的差距。譬如國內的不少高層建筑(包括上海的環球金融中心),其工程設計幾乎全部由國外承擔,鋼材幾乎全部從國外進口,工程總承包也大多由國外承擔,只有鋼結構制作與安裝等工作由國內單位承擔。獲得完全自主的知識產權,實現工程建筑的國產化,趕超國際水平,需要我們青年一代去完成!
作為祖國未來的土木工作者,我將努力做到:
1.達好基礎,學好外語,承認不足,不甘落后,不斷在創新、質量和美學上下工夫。
2.提升自己的競爭意識,敢于參與國際大賽并獲得獎項;
關鍵詞:高職;水利行業;涉外復合型人才
高職院校應該在崗位分析的基礎上按需施教,重新整合教學資源,使學生具有綜合職業能力,以順應未來工作的需要。不斷發展的經濟全球化帶來新的水利行業需求,涉外復合型人才應運而生,并且供不應求。本文以浙江省為個案,提出水利行業涉外復合型人才的概念,并分析了水利行業涉外復合型人才培養的必要性和全國此類人才培養的現狀。
水利行業涉外復合型人才的概念
復合型人才是指既擁有核心職業技能,又具備了一種或一種以上輔助職業技能的管理型、技能型及應用型人才。核心職業技能體現了從業者職業發展的核心優勢,理論上能使其基本適應相應人才市場的需要。同時,根據個體自身的職業發展取向和人才市場的實際要求,從業者選擇掌握其他一種或幾種的“輔助技能”,這是提高其從業能力和從業范圍的有效手段,使其在瞬息萬變的市場中更具有競爭優勢。
水利行業涉外復合型人才是指在掌握水利相關核心職業技能的基礎上,又具備了一種或幾種輔助職業技能。特別是必須具有一定的專業外語技能的人才,具體是:能夠在一定程度上掌握水利領域所需要的英語知識,具有一定的口語、閱讀、翻譯及應用文寫作的能力,能夠理解實用交流材料。該類人才就業口徑較寬,能在水利、電力等建設投資部門、工程咨詢單位、涉外工程公司及其他企事業單位從事投資分析、工程監理及項目管理等工作。
水利行業人才涉外
應用能力培養的必要性
水利是基礎設施,水資源是不可或缺的資源。水利要發展,解決水利資金緊缺的問題是關鍵。在加大公共財政對水利投入的同時,社會化籌資要向市場化籌資轉變,把政府扶持與市場籌資結合起來,利用外資項目可以成為籌資的有效途徑。以浙江省為例,小水電是世界公認的清潔可再生能源。近幾年來,浙江省在開發小水電資源上取得了快速發展,無論在開發績效,還是制度創新上,都走在了全國前列。因此,我國和世界銀行選擇在浙江省開展CRESP小水電試點項目,這在很大程度上解決了浙江省水利資金緊缺的問題。
我國歷史水利工作中,涉外事務涉及面并不廣泛,雖涉及出國考察、國際學術交流、外資利用項目等很多方面,但主要由水利部的相關部門承擔,所占全國總水利工作的比重并不高。特別是地方水利工作,似乎并不需要涉外人才。因為,即使存在一定的外資引入項目,業主也被統一管理,他們只與上級管理協調部門產生直接工作聯系。例如,CRESP小水電試點項目,由發改委委托浙江省水電開發管理中心開展項目管理工作,子業主被統一培訓管理,并不與世行直接發生業務聯系。
但是,隨著改革開放和全球市場化進程不斷加速,國際交流的加深,涉外工程和工程咨詢業務日益繁榮,外資引入項目中,越來越多的子業主與世行發生直接的業務聯系,這就需要相應人才。以浙江省為例,桐柏抽水蓄能電站工程總投資約43億元,工程建設計劃工期約6年。電站利用外資引進先進的技術和設備,業主與世行發生直接的業務聯系。同時,浙江省致力于多方位開拓海外水電市場,從工程設計、咨詢到設備成套,海外小水電項目發展勢頭看好。例如,2007年3月,浙江省水電開發管理中心接待了越南項目考察團。8月,位于杭州的亞太地區小水電研究培訓中心和越南太安水電股份公司在河內正式簽訂了“越南太安水電站招標設計和施工圖設計”技術服務合同。
隨著涉外工程的逐漸增多,涉外復合型人才越來越供不應求。例如,中國水電集團在阿曼有馬斯喀特污水系統項目,在伯里茲有恰利洛水電站項目等。近日,由中國水電集團承建的埃塞俄比亞特克澤水電站項目進展良好,有望于今年8月實現蓄水發電。在項目承建過程中,中國水電集團充分展示其承接大型工程的能力和實力,為兩國下一步的水電合作打下良好基礎。加納政府也已經和中國政府進行談判,希望中國在建設小水電方面提供幫助,滿足加納電力需求。業務的配套需要大量相應人才,僅今年2月,中國水電集團就在其網站刊登了5則招聘通知,公開選拔人才。因此,人才培養工作是當務之急。
水利行業涉外復合型人才培養現狀
浙江省水利行業復合型人才培養初現成效浙江省水利人才培養途徑主要包括學歷教育和職后培訓,主要由浙江水利水電??茖W校和浙江同濟科技職業學院承擔。兩校開設的專業主要涉及水利水電工程、給排水工程技術、工程測量技術、水利水電建筑工程及水利工程等。兩校還設有水利行業特有工種職業技能鑒定站,進行行業崗位技能型人才開發等培養工作。他們培養了一大批基礎理論扎實、專業口徑寬、具有良好政治素質和業務素養的專業高級技術人才和動手能力強的高等應用型技術人才。他們所培養的人才,也能在一定程度上勝任土木工程、市政、環保及交通等行業的相關工作。
浙江省水利行業人才涉外應用能力培養工作有待提高培養水利行業人才涉外應用能力一般通過學歷教育的途徑實現。包括全日制和非全日制學歷教育。但是,通過對浙江水利水電??茖W校水利工程系、浙江同濟科技職業學院水利與農業系及兩院成人教育水利相關專業的英語教學的調查統計發現,其教學并不能滿足本課題所提的水利行業涉外復合型人才培養需求。所培養的畢業生并不具備涉外崗位所要求的語言專業技能,這在一定程度上阻礙了畢業生的靈活就業。
全國水利相關行業涉外復合型人才培養已初現端倪通過網上不完全統計發現,河海大學和重慶交通大學已就怎樣提高土木工程專業在校生英語能力和其他輔助技能開展了一系列工作。河海大學開設了土木工程綜合改革試點班。河海大學每年在新生入學時會組織考試,在工科專業的學生中選拔80~90名學生進入土木工程綜合改革試點班。該班英語授課的比例很高,所學內容相對也較多,60%以上的學生保研或考研。重慶交通大學外國語學院開設了涉外土木工程英語方向專業(理工科),培養“精英語,懂土木,知工程,會電腦”的高級復合型專門英語人才。該專業主要培養學生在涉外交通土建企事業單位、科研工程設計院所、大型跨國施工企業從事土木工程合同的口筆譯及文秘等工作。上述土木工程綜合改革試點班和涉外土木工程英語方向專業的畢業生可能具備在水利、電力等建設投資部門、工程咨詢單位、涉外工程公司及其他企事業單位從事投資分析、工程監理及項目管理等工作的潛質。但是,從崗位需求來看,河海大學的試點班英語能力培養主要以升學為目的,而重慶交通大學的工程英語專業,相對于專業知識和相關專業知識的學習,更強調語言專業技能的培養。因此,兩所高校所培養的人才并不完全符合水利行業復合型人才的培養要求。
高職院校應承擔培養水利
行業涉外復合型人才的責任
當前,水利行業涉外復合型人才的培養并不能滿足崗位需求。水利行業涉外復合型人才要能在水利、電力等建設投資部門、工程咨詢單位、涉外工程公司及其他企事業單位從事投資分析、工程監理及項目管理等工作,就需要上崗者具有一定的專業英語能力、核心職業技能及輔助技能,并能將各種能力融合成綜合職業技能。因此,我們把水利行業涉外復合型人才的培養目標定位為:培養具備基本核心職業技能和輔助技能、能夠運用基本專業英語完成工作任務的實用型人才,并使學生具有終身學習的能力和內驅動機。依托水利行業,高職院校具備培養滿足此類崗位需求人才的資源和優勢。高職院校可以通過改革三年全日制教育中相關專業的英語教學,并重新整合教學資源,提供水利領域所需要的英語知識、實用交流材料及多項訓練,培養學生實際從事涉外交際活動的能力,這些能力包括口語、閱讀、翻譯及應用文寫作等。
改革后的高職院校的水利人才培養既滿足了新生市場的需求,又拓寬了就業渠道。相較于本科院校,技術能力更強,崗位磨合期更少,適應性更好,同時,也節約了一年人才培養成本,合理而又高效。
浙江省高職培養水利
行業涉外復合型人才的方向
拓寬就業渠道隨著高校擴招引發的畢業生超常規的增長、地方水利相關崗位數量卻有限等問題的限制,如果不改變長期存在的培養目標,將使就業市場逐漸飽和,浙江省水利人才將面臨就業難的隱患。同時,繼續傳統人才的培養,也將不能滿足新生人才市場的需求。而涉外復合型人才不僅具有寬專業基礎,更順應了國際化的需求,因此,可以拓寬就業渠道,有利于人才靈活就業。
加速人才本地化自產自銷的人才運營模式在一定程度上推動了我省人才本地化工作。這可以穩定人才隊伍和降低人才使用成本。
滿足市場需求水利是一個長期存在、涉及民生的重要行業,必將在國際大背景下不斷發展繁榮。浙江省水利涉外工作已經具有一定基礎,并且必將前景廣闊,因此,本土化培養更有利于和浙江省的公司、企事業單位進行“訂單式”人才培養,滿足新生市場需求,也可以向全國水利行業輸送人才。
參考文獻:
[1]金忍冬.高職英語教學內涵建設探析[J].浙江同濟科技職業學院學報,2007,(1).
關鍵詞:可持續性發展土木工程生態材料
一、土木工程的含義
土木工程建設是人類作用于自然資源的最重要的活動之一,與人們的社會生活密不可分,隨處可見的高樓大廈、現代化的體育場館、宏偉的水利工程等都屬于土木工程。然而人類在改變自然的過程中也對自然環境造成了破壞,近年來災害性氣候頻發給人們的社會生活帶來極大的危害,本文對此展開論述,從土木工程建筑材料的選擇、工程的設計、具體的工程施工等環節提出了如何在其中貫穿可持續發展的理念,希望給廣大建筑工作者一些有益的參考。
土木工程就是指建造各類建筑設施的科學、技術和工程建筑的總稱。對于土木工程的概念可以從兩個方面去理解,一方面是從靜態角度來說,就是說土木工程是一種與人類生產、生活息息相關的各類工程設施的總稱。例如我們隨處可見的隧道鐵路工程、橋梁道路工程、水利設施以及各類民用建筑等。另一方面,我們可以把土木工程看做是一個動態活動,就是指在建造工程過程中,所進行的各類勘察、組織、設計、施工等技術活動。
可持續性發展理念是21世紀社會發展的主旋律,尤其是近年來伴隨著社會經濟的發展,環境遭到破壞,很多自然資源面臨枯竭的危險??偪沙掷m發展的道路已經成為人們的共識,越來越受到重視。伴隨著建筑行業的繁榮,土木工程在中國取得了巨大的發展,其理論也不斷延伸,尤其在結構力學中取得了巨大突破,由此興建了許多具有標志性意義的建筑。近年來一門新的研究領域正如火如荼的展開,就是可持續性理念在土木工程中的應用,這是一個動態的過程,本文接下來針對如何將這一理念應用于工程中進行簡單的探討。
二、土木工程材料可持續性發展
土木工程材料是所有土木工程的物質基礎,簡單說就是在土木工程施工過程中使用的各種原材料和制件。土木工程材料的選擇對于建筑的外觀、質量以及成本有著重要的影響,隨著自然資源被無節制的開發,資源面臨枯竭,如何提高資源的使用率,如何能在建材使用過程中減少或者避免對自然環境的破壞就成為一個現實的課題。于是“生態建材”應運而生,很好的協調了資源與環境的關系,達到了對資源的充分利用同時保護了自然環境。目前從生態建材的發展趨勢來看,主要有兩個方向。
1、利用新技術對現有建筑材料的革新
利用最新的科學技術對傳統的建筑材料進行革新,使其除了在保持原有的使用價值外還具有一些新的環保效果。而對傳統建筑材料所采用的技術主要有以下幾種:大氣凈化與光合作用技術、細菌優化技術、遠紅外以有害氣體防治技術、離子交換法、多層次復合材料制備技術等等。
2、開發新型生態建材
隨著人們生活水平的提高,人們對住房的居住條件的要求不再局限于簡單的生活居住要求,而是對其舒適度、健康性、安全性提出了新的要求,所以醫療方面的一些抗菌劑和建筑材料的結合就成為一個發展趨勢。對于傳統的建材,通過使用催化劑和抗菌劑使其具有凈化和抗菌的效果,成為一種生態建材。眼下市場中常見的生態建材主要有具有凈化功能的涂料、具有抗菌、防臭、防霉效果的裝飾材料、具有調光功能的玻璃窗、防紫外線輻射的玻璃窗、自我空氣凈化效果的衛生間材料等等。
三、土木工程設計階段可持續性發展
1、施工設計階段的可持續性發展
可持續性發展理念在施工設計階段的應用,主要體現在在設計過程中對周圍環境因素的考慮,工程設計要考慮到周圍的生態、地理等自然環境,以及周圍交通設施、能源系統等人文環境資源,做到與周圍環境的協調統一。貼近自然,最大限度提高資源的利用率,提高人們生活的舒適性。
2、施工組織階段的可持續性發展
由于土木工程一般都規模比較大,工程比較復雜,對配合度要求較高,這就要求在施工組織階段統籌規劃,科學設計安排,提高資源的利用率,必須在制定工期內完成工作,按順序施工,協調各個工序間的進度,避免出現工序間的等待,尤其是不能出現返工以及重復勞動現象。“可持續發展是在不犧牲后代并滿足其需要能力的條件下,滿足當前的需要”。合理利用自然資源,則要在土木工程的建設、使用和維護過程中,土木工程師主動做到節能節地,并最大限度地發揮既有土木工程設施的作用。比如,我們可以充分利用建筑綠化,在夏季有效降低灰磚墻表面溫度,從而減少空調的使用量;可以使用節能保溫型的多孔磚或復合墻體作為墻體材料,達到冬季保溫隔熱的作用;還可以太陽能、地下熱能等新能源,減少不可再生資源用量的減少。
另外,對既有建筑的再利用也是可持續發展的重要手段之一。這方面,上海已經取得不少成功的經驗:大量不用的廠房,很多已經轉變為展覽廳、辦公樓、藝術家工作室等。這樣的改造再利用,既符合現代使用的要求,又節約了能源,避免了浪費,不失為一種有效的辦法。
四、土木工程施工階段可持續發展
1、減少材料損耗,提高材料使用效率
為了提高材料的使用效率,首先在采購環節必須做好預算,盡量按計劃精確采購。其次是保管,在保管過程中要分類堆放,合理設置堆放位置,盡量減少搬運的次數。最后是完善工藝,減少材料在使用過程中的損耗,提高使用效率。
2、加強對廢料的回收利用
對于建筑施工中的一些廢磚塊、廢混凝土塊、廢石塊等要注意回收利用,可以用于作為一些要求不是很高的路面的填充料,也可以送往一些工廠作為制作特殊磚的材料。
3、盡可能多的利用可回收資源
在施工中盡量采用可回收的資源,尤其是加強多可再生材料的使用,減少對自然材料的使用,減少自然消耗。
4、節約水電
在土木工程中需要大量的水、電,而近年來全國各大城市都出現了水荒、電荒,所以必須在施工中減少對水、電的使用,嚴禁浪費。對于電量的節約要合理安排工時,減少照明時間,同時多采用節能燈具。而對施工用水的節約,最有效的方法就是在可能的工序中利用廢水,同時探討循環利用水的可能。
一、前言土木工程隨著人類的出現而誕生, 隨著人類的進步而發展。土木工程的歷史是一部科技發展的歷史, 更是一部色彩斑斕的文化歷史。土木工程作為最古老、曾長期處于前沿位置的科學技術, 在人類社會的各個歷史時期都對社會產生過重要的影響, 對人類文明的進步、文化的發展作出了巨大的貢獻, 是人類社會進步和發展的物質支撐。土木工程不但為人類社會不斷地創造嶄新的物質環境, 同時也對人類道德觀念的發展產生著積極的或消極的影響, 并由此引發了許多新的道德、倫理問題。
二、土木工程的倫理問題土木工程的發展使人們抵御自然力、自然災害作用的能力得到大大加強?,F代的大庫高壩水利工程, 使得江河湖泊的洪水危害大大地降低, 并使江河湖泊為人類服務并造福于人類。此外, 橋梁、隧道使人們能夠跨越江河、穿過高山峻嶺直接交往, 增進不同人群的了解, 這些當然具有很強的積極的倫理學意義。
但是我們還應看到, 土木工程的發展也給倫理學帶來了消極影響。首先, 在土木工程的歷史上, 工程事故確是不斷地發生, 并引發了許多災難性后果。其次, 土木工程需占據自然環境的空間( 地上與地下、水上與水下), 消耗自然資源, 污染自然環境, 甚至影響和破壞自然生態平衡。因而, 土木工程的可持續發展問題越來越引起人們的高度重視。土木工程是帶有特定目的的社會活動, 對人類的生產生活起著舉足輕重的作用。與人類其他行為一樣, 只要是行動,則勢必就要與一個關涉行為后果的“責任”的概念相聯系。
三、工程師的責任德國學者漢斯·倫克曾呼吁, 在歷史上人類從來沒有像現在這樣掌握如此巨大的力量和能量, 這都是技術及其技術進步的結果。技術不再是簡單的工具, 它已經成為改造世界、塑造世界、創造世界的因素, 因此對技術進行倫理反思十分重要。他特別指出, 在技術領域新出現的變化趨勢使責任倫理問題突出出來。漢斯·倫克把社會“責任”看作是技術倫理的核心。他指出, 除了傳統的行為責任外, 人類還應當承擔起保護與預防技術的責任, 這種責任不僅適用于現在, 也適用于人類的未來。倫克認為, 應對未來倫理挑戰的唯一可能就是提高人們的道德意識。H·Jonas 指出,當代技術的作用與性質的新變化對倫理學提出了新的挑戰。在技術時代, 借助技術的中介, 人類的力量空前增長,各種行為由于相互聯系耦合而成為社會化的集體行為, 其效果在空間上波及整個地球, 在時間上可以影響到遙遠的未來。所以, 行為者、行為以及行為后果已與以往近距離范圍內的所作所為有了本質上的區別, 從而將“責任”推到了倫理理論的中心。德國學者馬克斯·韋伯區分了“責任倫理”和“信念倫理”。“信念倫理”的信徒需要的僅僅是“去盯住信念之火, 不要讓它熄滅, 他的行動目標從可能的后果看毫無理性可言”。責任倫理的行為則必須顧及自己行為可能的后果。他強調在行動的領域里責任倫理優先。
美國著名橋梁學家 Gorge S·Morison 早在 1895 年擔任美國土木工程學會主席的就職演講中就曾指出, 工程師是技術變遷和人類進步的主要力量, 他們不受利益集團( 政治集團和商業集團) 偏見影響, 對確保技術變革最終造福人類負有廣泛責任; 軍事工程家 Henry Goslee Prout 于1906 年康奈爾土木工程工程協會一次會議上也指出, 工程師能夠指引人類進步, 并肩負人類面對的一切工程責任。
在這樣一種意識形態支配下, 自 19 世紀初期就逐步興起的職業工程學會在 20 世紀早期開始制定了正式的職業倫理規則, 其主要內容涉及工程師與客戶( 雇主) 、同事以及個人對工程專業的關系, 要求工程師在履行工程服務時對客戶利益忠誠、避免利益沖突、不能與同行搞競爭、保持技術知識和能力、促進工程專業的聲譽。這些準則側重的都是專業內部的事務, 對工程師與一般公眾、工程與社會之間的關系考慮很少。直到 20 世紀中期, 當核工程威脅、環境破壞和資源短缺等全球問題引起世人關注時, 歐美各國各類工程學會開始對原來限于工程專業內部事務的原有倫理準則進行修改, 強調工程師對社會的普遍責任。