第一章緒論(土木工程的歷史、現(xiàn)狀和未來(lái)-2)

3）交通運(yùn)輸高速化（A）高速公路的大規(guī)模修建（B）電氣化鐵路形成和發(fā)展（C）長(zhǎng)距離海底隧道的出現(xiàn)（A）高速公路的大規(guī)模修建：

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至1993年底，全世界有50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有高速公路，其中有近20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有1000公里以上，如美國(guó)有約8.4萬(wàn)公里，德國(guó)約9000公里。我國(guó)臺(tái)灣也有373公里。高速公路已在一定程度上取代了鐵路的職能。

北京的公路建設(shè)

（B）鐵路電氣化的形成和大量發(fā)展：

1964年10月世界鐵路運(yùn)營(yíng)史上第一塊高速金牌在日本東京至大阪的“新干線”上誕生，它的行車時(shí)速達(dá)310公里，為普通鐵路的三倍。1983年建成的法國(guó)巴黎到里昂的高速鐵路運(yùn)行時(shí)速高達(dá)270公里，把高速鐵路的發(fā)展推向新階段。（C）長(zhǎng)距離海底隧道的出現(xiàn)：

如日本越過津輕海峽連接本川與北海道的青函海底鐵路隧道長(zhǎng)達(dá)53.85公里，是世界上最長(zhǎng)的海底鐵路隧道，它的埋深為140米。1990年貫通的英法海峽隧道長(zhǎng)

50.5公里，它的最淺處埋深45米，海水深度60米。我國(guó)1970年建成通車的第一條水底隧道(上海黃埔江隧道)全長(zhǎng)2.76公里。

英法海底隧道

4）水利工程大型化

20世界中葉以來(lái)，由于設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)的提高，水利工程建筑速度加快,規(guī)模增大，200米以上的高壩不斷出現(xiàn)。最高的重力壩是瑞士的大狄克遜壩，壩高285米；最高的拱壩是前蘇聯(lián)于1981年建成的英古里壩，壩高為271.5米；最高的土石壩是塔吉克共和國(guó)的羅貢壩，壩高325米。我國(guó)建國(guó)以來(lái)對(duì)水利工程的建設(shè)非常重視，經(jīng)過50多年的努力，已取得輝煌的成績(jī)，興建了86000多座水庫(kù)，是世界上水庫(kù)最多的國(guó)家之一；已建成的高重力壩有劉家峽實(shí)體重力壩，高147米；烏江渡拱形重力壩，高165米；已建成的拱壩有青海龍羊峽拱壩，壩高178米；湖北省清江隔河巖拱壩，壩高151；已建成的高土石壩為陜西省石頭河壩，壩高105米。值得一提的是我國(guó)實(shí)行改革開放以后，國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展很快，綜合國(guó)力有了很大提高，已具備更大規(guī)模開發(fā)和利用水資源的條件，如正在興建的三峽水利樞紐；正在研究的南水北調(diào)工程等都是世界一流的大型水利工程。2）現(xiàn)代土木工程的發(fā)展趨勢(shì)

（A）建筑材料的輕質(zhì)、高強(qiáng)化

（B）施工過程的工業(yè)、裝配化

（C）設(shè)計(jì)理論的精確、科學(xué)化（A）建筑材料的輕質(zhì)、高強(qiáng)化

其中尤其發(fā)展迅速的是普通混凝土向輕骨料混凝土、加氣混凝土和高性能混凝土方向發(fā)展，使混凝土的容量由24.0KN/M3降至6.0-10.0KN/M3,抗壓強(qiáng)度從20-40N/MM2提高到60-100N/MM2。其它結(jié)構(gòu)性能也得到很大改善。此外，鋼材也向低合金、高強(qiáng)度方向發(fā)展；一批輕質(zhì)高強(qiáng)度材料，如鋁合金、建筑塑料、玻璃鋼也得到迅速發(fā)展。

（B）施工過程的工業(yè)、裝配化

也即土木工程的施工出現(xiàn)了在工廠里成批生產(chǎn)房屋、橋梁的各種構(gòu)配件、組合體，再將它們運(yùn)到建設(shè)場(chǎng)地進(jìn)行拼裝的方式。此外，各種先進(jìn)的施工手段，如大型吊裝設(shè)備、混凝土自動(dòng)攪拌輸送設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制模板、土石方工程中的定向爆破也得到很大發(fā)展。（C）設(shè)計(jì)理論的精確、科學(xué)化它表現(xiàn)為理論分析由線性分析到非線性分析，由平面分析到空間分析，由單個(gè)分析到系統(tǒng)的綜合整體分析，由靜態(tài)分析到動(dòng)態(tài)分析，由經(jīng)驗(yàn)定值分析到隨機(jī)分析乃至隨機(jī)過程分析，由數(shù)值分析到模擬試驗(yàn)分析，由人工手算、人工做方案比較、人工制圖到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)制圖。此外，土木工程各理論，如可靠度理論、土力學(xué)和巖體力學(xué)理論、結(jié)構(gòu)抗震理論、動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論、網(wǎng)絡(luò)理論等也得到迅速發(fā)展。世界最高建筑：ChicagoWorldTradeCenter(芝加哥)待建----2,300英尺

-701米

Miglin-Beitler

Skyneedle(芝加哥)待建------2,000英尺

-610米

上海環(huán)球金融中心(上海)(在建)---------------1,507英尺

-460米

佩重納斯大廈(俗稱“國(guó)營(yíng)石油雙塔”)(馬來(lái)西亞)----------1,483英尺

/452米

西爾斯塔樓(芝加哥)------------------------1,454英尺

/443米

金茂大廈(上海)----------------------------1,379英尺

-420米

紐約世界貿(mào)易中心(美國(guó))---------------------1,368英尺

/417米

&1,362英尺

/415米

帝國(guó)大廈(紐約)----------------------------1,250英尺

/381米

香港中環(huán)廣場(chǎng)

(香港)-----------------------1,227英尺

-374米

中國(guó)銀行大廈

(香港)----------------------1,209英尺

-369米

阿莫柯大廈(芝加哥)-----------------------1,136英尺

-346米

約翰漢考克中心大廈

(芝加哥)---------------1,127英尺

-344米

世界第一懸索橋－日本明石海峽大橋世界第一斜拉橋－日本多多羅大橋世界第一電視塔－加拿大多倫多電視塔世界第一高壩－瑞士大迪克桑斯壩世界第一電視塔－加拿大多倫多電視塔世界第一高壩－瑞士大迪克桑斯壩1、ChicagoWorldTradeCenter

芝加哥：待建，建筑物高701m2、Miglin-BeitlerSkyneedle待建，高610m，位于美國(guó)芝加哥3、上海環(huán)球金融中心

中國(guó)上海（建設(shè)中）。共95層，高460m，建成后將成為世界最高建筑。總投資逾750億日元，由日本森大廈株式會(huì)社的全額子公司森海外株式會(huì)社及日本具有代表性的銀行、保險(xiǎn)公司、商社等36家企業(yè)，偕同政府系統(tǒng)機(jī)構(gòu)日本海外經(jīng)濟(jì)協(xié)力基金OECF聯(lián)合投資。1997年8月27日，上海環(huán)球金融中心正式奠基。

4、佩重納斯大廈（俗稱“國(guó)營(yíng)石油雙塔”）

馬來(lái)西亞吉隆坡，建成于1998年，世界最高建筑，總高度達(dá)452m,共88層，由兩座完全相似的塔樓組成，其第42層的人行天橋更顯其特色。

5、西爾斯塔樓

美國(guó)芝加哥，建于1971年-1974年，成束筒結(jié)構(gòu)體系，共110層，總高443m，建筑面積約40萬(wàn)平方米。其外形為逐漸上收的。1～50層為9個(gè)方形筒組成，51～66層截去一對(duì)對(duì)角單元，67～90層再截另一對(duì)角單元，形成十字形，91～100層由兩個(gè)方筒單元直升到頂。

6、金茂大廈

中國(guó)上海

建成于1998年

總高度達(dá)420.6m，共88層，現(xiàn)高度世界排名第三，亞洲第一。

7、紐約世界貿(mào)易中心大廈

紐約世界貿(mào)易中心由紐約和新澤西州港務(wù)局集資興建、原籍日本的總建筑師山崎實(shí)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。大樓于1966年開工，歷時(shí)7年，1973年竣工以后，以110層、411米的高度作為摩天巨人而載入史冊(cè)。它是由5幢建筑物組成的綜合體。其主樓呈雙塔形，塔柱邊寬63.5米。大樓采用鋼架結(jié)構(gòu)，用鋼7萬(wàn)8千噸，樓的外圍有密置的鋼柱，墻面由鋁板和玻璃窗組成，有“世界之窗”之稱。大樓有84萬(wàn)平方米的辦公面積，可容納5萬(wàn)名工作人員，同時(shí)可容納2萬(wàn)人就餐。其樓層分租給世界各國(guó)800多個(gè)廠商，還設(shè)有為這些單位服務(wù)的貿(mào)易中心、情報(bào)中心和研究中心。在底層大廳及44、78兩層高空門廳中，有種類齊全的商業(yè)性服務(wù)。樓中共有電梯104部，地下有可供停車2,000輛的車庫(kù)，并有地鐵在此經(jīng)過、設(shè)站。第107層是瞭望廳，極目遠(yuǎn)眺，方圓可及72公里。一切機(jī)器設(shè)備全由電腦控制，被譽(yù)為“現(xiàn)代技術(shù)精華的匯集”。美國(guó)2001年9月11日8點(diǎn)45分，一架從波士頓飛往紐約的美國(guó)航空公司的波音767飛機(jī)遭挾持，撞到了紐約曼哈頓世界貿(mào)易中心南側(cè)大樓，飛機(jī)“撕開”了大樓，在大約距地面20層造成滾滾濃煙，并發(fā)生爆炸。

9點(diǎn)03分：又一架小型飛機(jī)以極快的速度沖向世貿(mào)中心北側(cè)大樓。飛機(jī)從大樓的一側(cè)撞入，由另一側(cè)穿出，并引起巨大爆炸。兩起爆炸可能造成了數(shù)千人傷亡。

10點(diǎn)：世界貿(mào)易中心南塔在爆炸中轟然倒塌；

10點(diǎn)29分：紐約世界貿(mào)易中心北塔坍塌，這標(biāo)志著聞名世界的紐約世界貿(mào)易中心兩座摩天大樓不復(fù)存在。

8、帝國(guó)大廈

美國(guó)紐約，建于1929年－1931年，鋼框架結(jié)構(gòu)，共102層，連同塔樓高378m。1951年－1952年加裝電視天線后，總高度達(dá)到449m。是第一個(gè)超過埃菲爾鐵塔的建筑。自1931年建成至1971年，保持世界最高記錄達(dá)40年。

9、香港中環(huán)廣場(chǎng)

中國(guó)香港，建成于1992年，世界最高混凝土結(jié)構(gòu)，高374m，共78層。10、中國(guó)銀行大廈

中國(guó)香港，建成于1989年，混合結(jié)構(gòu)，高368.5m，共70層，大廈于中國(guó)傳統(tǒng)中認(rèn)為的本世紀(jì)最

幸運(yùn)的一天-1988年8月8日封頂。

11、阿莫柯大廈

美國(guó)芝加哥，建成于1973年，鋼結(jié)構(gòu)，高346.3m，共80層，大廈平面為邊長(zhǎng)59.17m的正方形，四角均有一個(gè)4.575m深的缺角，原表面為意大利卡拉拉大理石，后因其熱脹冷縮變形過劇而成碟形，1990-1991年全部換為艾瑞山花崗石。

12、約翰漢考克中心大廈

美國(guó)芝加哥

建成于1969年俗稱“大約翰”，鋼結(jié)構(gòu)，

高343.5m，共100層。明石海峽大橋

明石海峽大橋是于1998年4月建成的世界上跨度最大的懸索橋。這座大橋架設(shè)在神戶市和淡路島北端之間的明石海峽上，大橋全長(zhǎng)3,910米，中央支距長(zhǎng)1,990米。在設(shè)計(jì)上，這座大橋既可抗震，又可抗風(fēng)。這座大橋可以抗8.5級(jí)地震，而且在每秒風(fēng)速為80米的暴風(fēng)下仍然可以確保安全。由于大橋的建成，神戶與德島之間的所需時(shí)間由原來(lái)的3個(gè)小時(shí)縮短到了1小時(shí)40分鐘。人們期望這座大橋能夠?qū)Ρ局?、淡路島、四國(guó)經(jīng)濟(jì)一體化的廣范圍經(jīng)濟(jì)圈的形成和發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

日本多多羅橋

日本多多羅橋是目前世界上主跨最大的斜拉橋。該橋是日本本州—四國(guó)聯(lián)絡(luò)線上的一座重要橋梁，主跨890m，邊跨分別為270m和320m，橋?qū)?車道；主跨采用帶正交異性板及空氣減阻裝置的鋼箱梁，梁寬25.3m，高2.5m，邊跨采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁；塔高216.6m，為菱型。全橋共設(shè)168道斜拉索，每根斜拉索由168-394根直徑為7mm的鍍鋅鋼絲組成。

加拿大多倫多電視塔

加拿大多倫多電視塔（CNTower，也稱作加拿大國(guó)家電視塔）是世界第一高的建筑物，建于1976年，位于加拿大第一大城市多倫多市中心，高553.33米。

瑞士大迪克桑斯壩

世界上最高的混凝土重力壩﹐高285m，位于瑞士羅羅納河支流迪克桑斯河上。請(qǐng)查閱中國(guó)三峽大壩：

五、未來(lái)土木工程

1）未來(lái)房屋向更高發(fā)展：未來(lái)的房屋將再也找不到磚、瓦等古老的材料，而是用各種各樣的塑料、玻璃、輕金屬以及許多新型輕金屬材料建造的。蓋房子將是一件十分簡(jiǎn)單的事情，因?yàn)榻ㄖ牧洗蠖际穷A(yù)制的，用機(jī)器人蓋房子就象小孩子搭積木一樣。另外，一些驚人的革新成果是：打不碎并不沾塵的玻璃；根據(jù)溫度差改變色彩的墻壁；接通室外拉圾箱的中央吸塵裝置；具有通氣性能的微孔地面，可自動(dòng)開啟便于采光通風(fēng)的屋頂?shù)?。日本擬建的SKYCITY未來(lái)房屋，高2000m,可容納100萬(wàn)人居住。2）海上城市十多年前，國(guó)際海洋博覽會(huì)在日本沖繩開幕，中心會(huì)場(chǎng)不是設(shè)在內(nèi)陸，而是設(shè)在一座漂浮在海面上的大型海洋建筑物內(nèi)。目前，美國(guó)擬在離夏威夷群島不遠(yuǎn)的太平洋上修建一座海上城市，它將建在高70米，直徑27米的鋼筋混凝土“浮船”上。這座海上城市竣工以后，將有10萬(wàn)居民喬遷“新居”目前，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑學(xué)家和海洋專家，正在制定很多宏偉、新奇的海上城市規(guī)劃。有人預(yù)計(jì)，到二十一世紀(jì)中葉，世界人口將有1/10住在海上建筑物中。3）月球工廠美國(guó)航天局制定了一系列的太空開發(fā)計(jì)劃，其中一項(xiàng)是在月球建立一個(gè)可住人的永久性基地，并打算于二十一世紀(jì)中期實(shí)現(xiàn)。到2010年，月球基地初步建成之后，除了設(shè)有宇航員的的工作和實(shí)驗(yàn)艙之外，還計(jì)劃建立水泥廠和冶煉廠。地質(zhì)學(xué)家將會(huì)坐著火箭到月球上去上班。未來(lái)