土木工程概论认识论文
浅谈对土木工程的认识
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专业：工程管理
院系：交通运输工程学院二〇一二年十一月
浅谈对土木工程的认识
刘一嘉
摘要土木工程的范围非常广泛，它包括房屋建筑工程，公路与城市道路工程，铁路工程，桥梁工程，隧道工程，机场工程，地下工程，给谁排水工程，港口,码头工程等……
关键词土木工程结构跨度明石海峡大桥
On the awareness of civil engineering
LIU Yi-jia
Abstract: civil engineering is a very wide range, which includes housing construction, road and urban road projects, railway engineering, bridge engineering, tunnel engineering, airport engineering, underground engineering, to whom the drainage works, ports, docks engineering ... Keywords: civil engineering structures span of the Akashi Strait Bridge
土木工程的范围非常广泛，它包括房屋建筑工程，公路与城市道路工程，铁路工程，桥梁工程，隧道工程，机场工程，地下工程，给谁排水工程，港口,码头工程等。国际上，运河水库大坝水渠等水利工程也包括于土木工程之中。人民生活离不开衣食住行，其中“住”是与土木工程直接有关的;而“行”则需要建造铁路公路机场码头等交通土建工程，与土木工程关系也非常紧密；而“食”需要打井取水，筑渠灌溉，建水库蓄水建粮食加工厂，粮食储仓等；而“衣”的纺纱、织布、制衣，也必须在工厂内进行，这些也离不开土木工程。此外，各种工业生产必须要建工业厂房，即使食航天事业也需要建发射架和航天基地，这些都是土木工程人员可以施展才华的领域。正因为土木工程内容广泛，作用如此重要，所以国家将工厂、矿井、铁道、公路、桥梁、农田
水利、商店、住宅、医院、学校、给水排水、煤气输送等工程建设为基本建设。
土木工程主要四部分组成：一是包括铁路、公路、码头、机场等在内的交通设施工程；二是包括电站、厂房等在内读的工业设施工程；三是包括堤坝、给排水等在内的水利市政设施工程；四是包括剧院、体育场、图书馆、教学楼、办公楼、旅馆、住宅等公用和民用建筑工程。
土木工程的发展大体经历了古代、近代、现代三个阶段。
(1)古代土木工程的时间跨度大致从旧石器时代到17世纪中叶。在这一时期修建各种设施主要依靠经验，没有什么设计理论。所用材料主要取于自然，如石块、草筋、土培，在公元前一千年左右开始采用烧制的砖。所用工具也很简单，只有斧、锤、刀、铲和石夯等手工工具。尽管如此，古代还是留下了许多有历史价值的建筑，有些工程即使从现代的角度来看也是非常伟大的，有的甚至难以想象。
(2)近代土木工程的发展大致从17世纪中叶带第二次世界大战前后，历时300余年。在这一时期，土木工程逐步形成一门独立学科。1687年牛顿总结出力学三大定律，为土木工程奠定了力学分析的基础。随后，在材料力学、弹性力学、和材料强度理论的基础上，法国的纳维于1825年建立了土木工程中结构设计的容许应力法。从此，土木工程的结构设计有了比较系统的理论指导。
(3)二战以后，现代科学技术迅速发展，从而为土木工程的进一步发展提供了强大的物质基础和技术手段，开始了现代科学技术为后盾的土木工程新时代。这一时期的土木工程具有功能要求多样化、城市建设立体化、交通工程快速化、工程设施大型化等特点。
下面列举些现代土木工程的代表：
a上海金茂大厦，88层，420.5米。国内其他有代表性的高层建筑有：深圳地王大厦，高325米；广州中天广场，高321.9米；广东国际会议中心，高200米。1994年美国芝加哥建成的西尔斯大厦有110层，高443米。
b在高耸结构方面，加拿大多伦多多电视塔，横截面为Y形，高549米，为世界之冠。第二位是1967年建成的莫斯科电视塔，高537米，我国上海于1995年建成的上海东方明珠电视塔，高468，居世界第三。天津电视塔，高406米；北京电视塔，高380米。
c在大跨度建筑方面，主要是体育馆，展览厅。如美国西雅图体育馆为钢结构苍球丁，直径达202米。法国巴黎工业展览馆的屋盖跨度为218米×218米，由装配式薄壳组成。北京工人体育馆为悬索屋盖，直径为90米。
d在水利工程中为了减少坝体断面，减少工程量，二战后发展了钢筋混凝土拱坝。当今世界上最高的双曲拱坝是俄国的英古里坝，坝高272米；我国贵州乌江渡坝为拱形重力坝，坝高165米。在装机发电容量发面，我国在建的三峡水利枢纽，水电站主坝190米，总装机容量预计为1820×10000，建成后将列世界第一。
e在建桥方面，目前世界上跨度最大的悬索桥是1998年建成的日本明石海峡大桥，主跨1991米；居世界第二位的是丹麦的大贝尔特桥，跨度1642米；第三的是英国的恒伯尔桥，主跨1410米。值得自豪的是，中国位于1999年建成的江阴长江大桥，主跨1385米，香港位于1997年建成的青马大桥主跨1377米，分居世界第四第五位等。
下面就以明石海峡大桥为例详细谈谈：
海日本明石海峡大桥，位于本州岛与四国岛之间，它跨越日本本州岛—四国岛之间的明石海峡，最终实现了日本人一直想修建一系列桥梁把4个大岛连在一起的愿望，创造了本世纪世界建桥史的新纪录。
主跨1991米，全长3911米，为三跨二铰加劲桁梁式吊桥，钢桥283米，高出333米桥宽35.5米，双向六车道，加劲梁14米，抗震强度按1/150的频率，承受8.5级强烈地震和抗150
年一遇
的80m/s的暴风设计。大桥按可以承受里氏8.5级强烈地震和抗150年一遇的80m/s的暴风设计。1995年1月17日，日本坂神发生里氏7.2级大地震（震中距桥址才4公里），大桥附近的神户市内5000人丧失，10万幢房屋夷为平地，但该桥经受住了大自然的无情考验，只是南岸的岸墩和锚锭装置发生了轻微位移，使桥的长度增加了0.8m。明石海峡大桥是世界上第一座主跨超过1英里（为1609m）及l海里（合l852m）的桥梁。两边跨也很大，每跨达960m，是目前世界上最长的边跨。钢桥塔高为297m，是世界上最高的桥塔。用钢衍式加劲梁，横截面尺寸为35.5m×14.0m。其梁高比其它任何一座悬索桥都高。
日本明石海峡大桥加劲桁梁的架设具有以下特点：
(1)采用以平面衍架节段进行伸臂架设大跨度悬索桥加劲衍梁的架设方法可分为以平面衍架节段来作伸臂架设，以及在正下J将衍梁立体节段直接起吊来进行安装。本桥由于桥下船舶航行状况的关系，只能在桥塔附ii 的工程作业海域内以及海岸填土修筑的锚靛作业场岸壁前面可以长时间的使用海面；另外，d于采用起吊立体节段进行安装要增加别的起重设备来架设桥面系的钢桥面板和附加梁而不全济，因此采用平面衍架节段来进行伸臂架设。平面衍架节段的架设采用逐次刚性固接法，将架设前端的3个节点进行调整吊拉就位面采用无铰的施工方法。
(2)边跨的架设是从锚徒往桥塔方面进行
以前的采用平面衍架节段进行伸臂架设的悬索桥，边跨一般都是从桥塔往锚淀方向进广的。本桥由于在伸臂架设中能够上坡的关系，以及可以分散作业场地等理由，决定采用从锚1往桥塔的方向进行架设。
(3)在架设开始阶段先采用大的立体衍架节段
本桥加劲衍梁的架设，开始先在两个桥塔的两侧(边跨侧与主跨侧)以及两个锚淀的前面共4个地方进行大的立体衍架节段的架设。这样做的目的是可以在这些节段上先装载架设j的机具设备与材料，减轻现场作业、
确保安全与缩短工朗。先架设的这些大节段并可作为供7平面衍架节段的基地。
(4)在架设短吊索部分的节段时使用特殊的空中扁担梁
短吊索部分的主缆与加劲衍梁上弦杆之间的净高较小。以前的悬索桥在架设这部分的2劲梁时采用倒换吊装的方法(将加劲梁段从一个吊点倒换到另一吊点，逐步就位)，作业比较it杂。为了减少这种烦杂，并且提高安全程度与缩短工期，采用特殊的空中扁担梁。
(5)在桥上采用橡胶轮胎式(汽车轮胎式)运输平车运送构件过去都是采用钢制轨道式运输平车来运送架设平面衍架节段的构件。如采用轨道运输本桥则需铺设轨道4km多，工程量非常大，所以采用不需轨道的汽车轮胎式运输平车。这f运输平车不需作轨道的铺设与拆除，故还可带来缩短工朗的好处。
从此案例中得到的启示：
当我们总是在报纸上看到中国的大桥又一次以何种速度打破了何种记录时，我们却惊讶地看到，明石海峡大桥却用了30年的规划，10年的施工，是日本人的效率不行？技术不行？
当我们建设了十几年的桥梁出现了裂缝，距离设计年限还有几十年的桥梁发生垮塌，我们却看到明石海峡大桥在大地震中安然无恙，我们又该得到什么样的启示呢？
中国桥梁以巨大的建设规模和飞快的建设速度，使中国成为桥梁大国，但绝不是桥梁强国，因为我们拥有的桥梁自主创新和专利技术还不多，我国还缺少世界级的品牌设计公司、施工企业和知名学者，在国际桥梁建设市场上还缺乏信誉和竞争力。要改变现状，我们必须走出桥梁发展的误区。
目前，国内桥梁界追求规模和尺度的超越似乎越演越烈，只要跨度最大、数量最多、尺度最大就是“天下第一”，就是“桥梁之最”。桥梁建设应以技术突破论英雄，因为建桥是要用技术的，有时用落后的技术也能建成破纪录的大桥。只有遇到了真正的挑战，而且通过克服困难提出了新的工法，创造了相应的先进设备并获得了成功，或者发现了旧工
法和设备的缺陷，有了重大的改进，才是真正的技术创新。一般来讲，一座大桥所用的技术大部分还是沿用成熟的技术，能有一两个自主创新技术就是很了不起的事情了，不可能像媒体报道的那样，有那么多创新成果。
在欧洲工程届，遇有特殊需要，如抢修某一桥梁或赶建一座桥梁以尽快恢复交通时，他们的速度并不比中国人逊色，但正常情况下，用中国人的标准，他们的桥梁建设速度往往非常慢，为什么呢？，在欧洲工程界有一种说法：速度、质量和经济是工程的三个目标，这三个目标是相互制约的，而且三个目标只能追求两个，而不能同时实现。而中国的桥梁工程往往是既追求速度，又要尽量压低造价，结果必然是付出了牺牲质量和耐久性的代价。如果从全寿命经济性的观点来评价，中国桥梁的一次投资虽低，而全寿命的支出却很高，这也是极大的浪费。
因此，我们应该清楚地看到我们与国际先进桥梁水平的差距。首先，新闻报道不要过于强调桥梁尺度的突破，因为有几个“第一”，几个“之最”，并不代表建成了最难的桥梁，这是个误区，事实上，有些地方还会不顾经济性而盲目追求跨度第一；其次，媒体应多关注原始创新，应对原始创新技术进行详细的报道，对于因尺度突破造成的困难，也要如实说明为克服困难所采用的具体技术措施，以及最终的效果，这样才是一种符合科学发展观的正确态度；第三，国内媒体应多与国际刊物进行交流，争取通过国际刊物上中国桥梁工程师的一些有创意的文章，让国际同行对中国桥梁建设有所了解。
参考文献
《现代土木工程》主编付宏渊刘建华汪优
主审李宇峙
人民交通出版社