土木工程发展史与展望

土木工程发展史与展望
摘要：土木工程的发展必然会经历古代时期，近代时期和现代时期。

随着社会
和科技的发展，新材料、新技术、新理念的出现为土木工程注入了新鲜的血液，
使其逐渐展现出了全新的特点和模式。

尤其是现代的土木工程，更是体现出了功
能化、城市立体化以及交通运输高速化的新时代气象。

笔者通过对各个时期土木
工程材料选用，设计理论和工程施工技术的分析，对未来土木工程的发展方向进
行了合理的展望预测。

关键词：土木工程；发展史；未来预期
前言：土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。

（包括建在地上、
地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料设备和所进行的勘测、设计、施工、维修等专业技术）土木工程所处范围包括：房屋建设、道路桥梁、港口、码头、水利工程、（补充一点:现在水利工程已经从土木工程分了出去成为了独立的
水专业）排水工程等等
1土木工程各个发展时期
1.1古代土木工程
古代的土木工程还未形成一门独立的学科，也不存在相应的知识体系，工程
建设主要是依靠经验，采用的材料大多是自然的木材，石材及粘土，其结构主要
有木结构和砖拱券（拱券：一种建筑结构，具有良好的承重特性，外形多为圆弧形，也有马蹄形，三叶形，弓形等）我国的庙宇宫殿大多为木结构，木梁，木柱
支撑木楼盖或者屋盖，维护墙多采用木板，也有用砖墙的，西方教堂则主要采用
砖石拱券，其以巨大的的砖柱承托着拱券，可以得到跨度很大的空间。

西方砖石结构古建筑代表为埃及金字塔，其建于公元前2700年--公元前2600
年间，是古埃及法老们的陵墓，其中最大的一座是胡夫金字塔，该塔基底呈正方形，每边长230.5m，高140m，用230余万块巨石砌成，是古代世界七大奇迹中
最古老且唯一尚存的建筑物，也是世界上质量最大的单一古代建筑物体。

修建于532--537你那件的土耳其伊斯坦布尔的圣索菲亚大教堂为砖砌穹顶，直径30余米，穹顶高50多米，整体支承在用巨石砌成的大柱上。

也是一个非常宏伟的工程。

中国古代木结构建筑的代表是1056年建成的山西应县木塔（佛宫寺释迦塔），塔高67.3m，共9层，横截面呈八角形，底层直径达30.27m。

该塔经历了多次大
地震，历时近千年仍完整耸立，证明了我国古代木结构的高超技术。

中国古代的砖石结构建筑的代表就是世界著名的“万里长城”，长城原本是春
秋战国时期各国为了相互防御而各自修建在险要地势之上的城墙。

秦始皇统一全
国后，为抵御北方匈奴，修建了全场6350余公里的“万里长城”。

该工程是世界上最伟大的工程之一。

1.2近代土木工程
近代土木工程开始于17世纪中叶，直到20世纪中叶的第二次世界大战前后，历史300余年。

这一时期的土木工程与古代相比有了质的飞跃，有了力学与结构
理论的指导，发明了水泥，钢材等材料，施工技术进步，建造规模也日益扩大，
建造速度大大的提高。

理论，材料，设备的进步推动了近代土木工程的发展，一大批具有历史意义
的工程涌现出来。

例如：1875年，法国修建的第一座16m的钢筋混凝土桥，标
志着新的桥梁结构体系诞生了。

1883年，美国采用钢铁框架建造了一幢11层的
保险公司大楼，被誉为高层建筑的开端。

再就是1936年美国旧金山的金门大桥
和1931年美国纽约的帝国大厦。

而在这一时期的中国出于半殖民地半封建社会，由于当时的闭关锁国政策，土木工程技术在国内发展缓慢。

直到之后的洋务运动
才开始引进西方的先进技术，建造了一些有影响的土木工程。

例如：1909年我国
第一条自行设计修建的京张铁路；1934年，在上海建成的高24层的国际饭店；1937年，建造的钱塘江大桥等。

1.3现代土木工程
现代土木工程始于20世纪中叶。

第二次世界大战结束后，各国经济迅速崛起，现代科技的日益进步，为土木工程的发展提供了强大的动力和雄厚的物质基础。

土木工程将现代科学技术作为支撑，迎来了它发展的黄金时期。

在当时出现了例
如1974年在美国芝加哥建成的高443m的西尔斯大厦这样的“世界之最”工程。

中
国的土木工程在这一时期也得到了极大的发展。

1957年，建成的武汉长江大桥开
创了我国现代桥梁建设的新路。

之后便涌现了南京长江大桥，九江长江大桥等大
型桥梁工程建设。

现代土木工程所取得的成就，主要有以下原因：
①建造材料的轻质高强化，智能化。

②施工机械化，装配化，工业化。

③设计理论精确化，信息化。

2土木工程未来发展方向
2.1土木工程理论，材料，施工技术的发展状况
在科学理论方面，科学研究越来越精密化。

结构力学，结构动力学，网络理
论等研究成果的积累。

计算机的普及及其在土木工程领域的应用使高次超静定的
分析成为可能。

大跨度建筑的形式层出不穷，薄壳，悬索，网架和充气结构覆盖
大片面积，满了各种大型社会活动的要求。

从材料特性、结构分析、结构抗力计
算到极限状态理论，在土木工程各个分支中都也得到了充分发展。

理论研究的日
益深入，使现代土木工程取得了许多质的进展。

在工程材料方面，混凝土通过改善骨料，增加添加剂等途径，研制出了各种
各样的功能混凝土，如轻骨料混凝土，加气混凝土，高强混凝土等，在密度降低
的同时，强度也得到了提高。

钢材也在往高强度方向发展，一些新型的高强高分
子材料也得到应用，如碳纤维，玻璃钢，纳米材料等。

在施工技术方面，工业革命促进了施工机械设备的发展，使修建巨型工程成
为可能，如盾构机，大型吊车，挖掘机等，极大地提高了生产效率。

与此同时，
施工又在向装配化方向发展，各种结构的主要构件在工厂中进行预制，然后在现
场安装，这样的施工方式在保证工程质量的前提下，加快了施工速度。

2.2土木工程未来发展预测
经济的飞速发展，使大城市及超大城市的数量快速上升，人们对于空间的需
求日益提高。

因此，为了满足人们对日益发展的空间的需求，高层与超高层建筑
的建设引起了普遍的重视。

除此之外，地下空间也是非常具有利用价值的空间，地下空间如果能够合理
的进行开发，将会对土地资源起到非常显著的节约作用。

根据实践证明，地下空
间开发在沿海城市的技术发展已经非常成熟，并且现代城市建设已经越来越重视
地下空间的发展。

此外，高性能材料的开发利用，各种材料特性的充分发挥，复
合技术的使用以及多种特殊功能的复合材料的研发是未来土木工程材料的发展趋势。

在大量土木工程建设的同时还应注意环境保护，地方材料的充分利用、天然
资源的合理保护，大量使用工业废渣作为土木工程材料都是对于生态环境的一种
有效保护措施。

更加节能环保的生产技术被应用到建筑工程中来，各种对于人体
有害的材料与颜料的使用率逐渐降低，产品可以不断的进行循环与利用，减轻污染。

3结语
新型材料的使用、科学理论成果的累积、施工技术的提高为土木工程的未来
发展创造了无限的可能。

伴随着机械和工业的发展，土木工程发展将与环境保护、能源消耗、资源利用相协调。

土木工程施工中的基层劳动力将逐渐减少，取而代
之的是机械化的快速施工。

参考文献：
[1]孙志兰魏玉杰谈土木工程的发展历史林区教学2003（4）
[2]白绍琛关于土木工程发展新方向的探讨科技信息2011（11）
作者简介：郑鹏（1997-09），男，汉族，籍贯：四川省内江市，学历：本科
在读。