结构创新与土木工程的可持续发展

结构创新与土木工程的可持续发展

张岩峰

河北省电力勘测设计研究院河北石家庄050031

摘要：土木工程项目的可持续发展，不仅需要从土木工程项目结构创新方面入手进行优化，提升其结构的可靠性，还需要着眼于土木工程项目的土地资源运用、能源消耗以及材料运用等各个方面进行有效研究，促使其能够具备理想的可持续发展效果。本文就结构创新与土木工程的可持续发展进行简单阐述。

关键词：结构创新；土木工程；可持续发展

我们的生活和社会的发展离不开土木工程的支持，而土木工程技术的发展方向也决定着我们社会的发展方向。随着自动化技术的普及与应用、新型材料的产生、新型结构的设计、新工艺的制作、新技术的开发，未来的土木工程的发展趋势必将是智能化的、信息化的、多元化的、多功能化的，并且更加的符合我们社会的需求。

1土木工程的内涵

土木工程是一门集“多个学科、多个部门、多个阶段”为一体的综合性学科：1）从涉及的学科方面，包括力学、管理学、经济学等多个学科门类；2）从涉及的部门方面，包括建设方、设计方、施工方、监理方等多个协同部门；3）从涉及的阶段方面，包括勘察、设计、施工、运营等多个工程阶段。

人类的生存与发展与土木建筑息息相关，衣、食、住、行都要有土木建筑的发展与支持。其中：“住”主要包括供给人类从事各类生产、生活活动的建筑物；“食”主要通过修筑水利工程、建造农田灌溉系统以及城市供水系统解决人类对水与食物的需求；“行”主要通过建造公路与铁路、桥梁来解决人类的出行问题，提高出行速度和舒适度。

由此看来，土木工程与人类社会的发展相互依存，通过不同时期、不同阶段的土木工程建筑，可以间接获取当前经济、文化、科技水平的现状。土木工程经过漫长时间的发展，已经取得了很多的具有历史代表性的建设，也取得了很多引以为傲的成就，这些不仅仅体现了人类生活水平的提高，更体现了我国基础设施近年来的不断的建设与完善。

2土木工程项目可持续发展面临的问题分析

2.1设计工程师设计有责任

这几年，我国一直在大力发展土木工程项目。其中设计工程师扮演着很重要的角色，桥梁的发展离不开设计工程师，在设计方面未尽到自己的责任。设计工程师在设计桥梁时，并没有加大对桥梁整体牢固性的重视力度。比如，在2008年发生汶川大地震，地震中的许多中小型的跨径桥梁，在没有车辆超载，没有负荷的时，桥梁却出现了比较严重的震害，桥面好像“浮”起来了。种种桥梁出现问题，桥梁的安全系数不够是根本原因。归根结底是前面提到的不重视桥梁牢固性，导致桥梁出现了安全隐患。

2.2耐久性差

很多的桥梁往往在建成还看不出问题，但随着时间的不断增加，却在使用不到20年，问题就浮现出来，究其原因是耐久性差导致的。例如某区的一座建成使用不到10年的钢桥，有很多严重的病害，如出现铁锈。其实钢桥更适合于在工厂中进行拼装等一系列工作，在施工的现场，在建设此桥时，却当场焊接，导致工厂涂装被损坏。对此要提高耐久性。

3土木工程可持续发展措施

3.1优化处理空间利用率

需要针对土木工程项目的空间利用率进行优化处理，这种空间利用率的提升其实也就能够较好节约土地资源，降低以往随意圈占滥用土地资源的行为，保障土木工程项目的土地资源同样也能够具备可持续发展效果，维系其长远效益。比如地下空间的运用以及高层建筑物的布置，都是当前比较常用的一些基本手段。

3.2节约化设计能源

对于能源进行节约化设计也是比较重要的一个可持续发展战略手段，其需要针对现阶段存在的各类能源消耗和浪费行为进行有效规避控制，降低其能源浪费数量，并且在此基础上较好提升其对于可再生能源的利用效率，如此也就能够保障相应能源方面得到可持续发展优化，有助于整个土木工程项目的良性发展。

4土木工程结构创新要点

4.1创新结构设计技术

高性能结构是我国建筑实现可持续发展的保证。结构创新是实现高性能结构的根本，未来的高性能结构需要把握安全、适用、经济、耐久、美观的原则。在我国桥梁建设越来越复杂，跨径越来越大，传统的技术已经不能保障所需。利用新技术，可以弥补缺陷。

如某桥梁原设计为正交异性钢桥面，用钢量达到548kg/m2，采用钢一混凝土组合桥形式后，用钢量是309kg/m2，用钢量不仅减少了，使施工过程变得不是那么繁琐。更重要的是安全系数得到提高，更符合桥梁高性能结构的条件。通过比较就可以得到，虽然跨度相似，由于设计方案不同，用钢量却存在着很大的差异。通过方案的优化，更加靠近了高性能结构的标准。在结构技术创新时，结构工程师要基于专业知识，要综合考虑，建立合理的结构体系，以助于激发设计上的灵感，设计出合理的建筑方案。有时候，设计工程师往往追求视觉上的良好，往往舍去了比较好的设计方案，选择不科学的结构体系，导致设计上的不合理。不是结构工程师没有能力，而是我们应该从社会责任感方面考虑—不应该这么做。合理的建筑设计，一定是受力合理、构造简单、施工方便、材料利用率高。

4.2土木工程结构材料创新

土木工程的结构优化，对材料进行创新是一项行之有效的措施。从高性能结构看，古人给我们做了很好的示范—赵州桥，就是高性能结构的典范，它用的材料非常好，都用到应该使用的地方去了。

从土木工程的材料创新上考虑，目前基本性能已经得到满足，未来的发展是要顺着绿色以及环保理念去创新。使人们对于室内环境基本要求得到满足，土木工程项目进展就会很顺利。对材料积极地创新是值得考虑的一个问题。

4.3充分利用材料性能

在未来桥梁工程发展中，高性能结构以及组合结构上的选择是主要的发展趋势。对此如何实现高性能结构？对材料性能上的把握以及使用是可以实现高性能结构的。对于每一项的工程，每种结构都有它的适用范围，要根据工程的自身特点进行结构形式上的选择。根据我国的工程结构发展，目前常见的结构形式主要有钢结构、混凝土结构、砖体结构、木结构以及组合结构。利用组合结构，它是一种新型的结构体系，不仅使结构更具有更高的功能，而且进一步解决了结构工程一些难题。钢一混凝土组合桥梁的方式就是一个例子，可以考虑一下，它大大提升了桥速度，桥梁可以为高性能桥梁发展做出重要贡献。例如，相比于混凝土桥梁的施工速度相对较慢，钢一混凝土组合桥梁的施工速度可以得到大幅提高。

5小结

在现阶段社会发展中土木工程行业的发展是比较重要的一个方面，土木工程也决定着很多行业的发展状况，需要切实保障土木工程具备较为理想的可用性效果。土木工程项目的设计构建中，结构是最需要引起高度关注的。切实保障土木工程结构的合理性和可靠性也就需要做好创新优化工作，尤其是需要围绕着现阶段存在的各类问题进行有效改进。从土木工程项目的发展中来看，关注于可持续发展理念是比较重要的，要在土木工程项目中，引起高度重视。

参考文献

[1]李亮.土木工程行业发展前景探析[J].赤峰学院学报(自然科学版),2015,04:39-41.