1.對(duì)土木工程未來發(fā)展的認(rèn)識(shí)
隨著我國(guó)改革開放的不斷深入和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,中國(guó)將面臨一個(gè)更大規(guī)模的建設(shè)高潮?梢哉f,我們正面臨著一個(gè)伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛躍的土木工程大發(fā)展的大好時(shí)期。而且這樣一個(gè)優(yōu)良的發(fā)展環(huán)境已經(jīng)受到并將繼續(xù)受到西方國(guó)家的急切關(guān)注。
作為跨世紀(jì)的一代,這一大好形勢(shì)為我們提供了空前難得的施展才干、向國(guó)際水平?jīng)_擊的良好機(jī)遇。同時(shí),我們也深深感到,這是一個(gè)“機(jī)遇”與“挑戰(zhàn)”并存、“合作”與“競(jìng)爭(zhēng)”交織、“創(chuàng)新”與“循舊”相爭(zhēng)的時(shí)代,如何把握世紀(jì)之交時(shí)土木工程學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì),開創(chuàng)具有中國(guó)特色、具有國(guó)際一流水平的土木工程學(xué)科的新紀(jì)元,是對(duì)我們跨世紀(jì)一代人的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
2.我的感受和認(rèn)識(shí):中國(guó)的土木工程要走可持續(xù)發(fā)展之路
我國(guó)的土木工程有自己的特殊性。
“中國(guó)是世界上人口最多的國(guó)家,一項(xiàng)大資源被13億一除即變得微不足道,而一個(gè)小問題乘以13億就成了大問題。”劉西拉教授此語(yǔ)切實(shí)道出了我國(guó)的困難之所在。我國(guó)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(jīng)成為我國(guó)所面臨的四大嚴(yán)酷問題。走可持續(xù)發(fā)展迫在眉睫。而土木工程,也必當(dāng)立足長(zhǎng)遠(yuǎn),走出一條可持續(xù)發(fā)展之路。
放眼世界,美國(guó)的現(xiàn)代化進(jìn)程可謂先進(jìn),而現(xiàn)今資料表明:未來美國(guó)要投入16000億美元來解決已建工程的不安全狀態(tài),譬如,氯離子所引發(fā)的建筑銹蝕等等。作為當(dāng)代土木工程師,在傳承前人輝煌成就的同時(shí),也必須多多吸取已出事故的教訓(xùn),在今后的工作中進(jìn)行創(chuàng)新改良,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
2.1發(fā)展高新技術(shù),應(yīng)用結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展
土木工程在實(shí)際使用過程中,會(huì)出現(xiàn)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(fā)嚴(yán)重的工程事故,帶來重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,產(chǎn)生嚴(yán)重的社會(huì)影響。因此,從建筑建成的一刻起,就要做好健康監(jiān)測(cè)、修復(fù)和加固的準(zhǔn)備。
隨著現(xiàn)代傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)與通訊技術(shù)、信號(hào)分析與處理技術(shù)及結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析理論的迅速發(fā)展,人們提出了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的概念,給土木工程的發(fā)展帶來革命性的變化。
結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過在結(jié)構(gòu)上安裝各種傳感器,自動(dòng)、實(shí)時(shí)地測(cè)量結(jié)構(gòu)的環(huán)境、荷載、響應(yīng)等,對(duì)結(jié)構(gòu)的健康狀況進(jìn)行評(píng)估,科學(xué)有效地提供結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)管理的決策依據(jù),確保結(jié)構(gòu)安全運(yùn)營(yíng),延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命。
近年來,大型土木工程特別是大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)技術(shù)成為國(guó)內(nèi)外工程界和學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn),通過科研和工程技術(shù)人員的努力取得了卓有成效的研究成果。國(guó)內(nèi)外近年新建的許多大型橋梁都安裝了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng),如我國(guó)的上海徐浦大橋、江陰長(zhǎng)江公路大橋、東海大橋、香港地區(qū)的青馬大橋,韓國(guó)Seohae橋和Youngjong橋、美國(guó)CommodoreBarry橋和加拿大Confedration橋等。
像這樣,通過發(fā)展結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與安全預(yù)警,在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)建筑可能出現(xiàn)的問題,及時(shí)進(jìn)行修復(fù)與加固,既避免了可能出現(xiàn)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(jīng)濟(jì)、資源、時(shí)間上的浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)建筑使用的可持續(xù)發(fā)展。
2.2合理利用自然資源,注重既有土木工程設(shè)施的再利用,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展
“可持續(xù)發(fā)展是在不犧牲后代并滿足其需要能力的條件下,滿足當(dāng)前的需要”。
合理利用自然資源,則要在土木工程的建設(shè)、使用和維護(hù)過程中,土木工程師主動(dòng)做到節(jié)能節(jié)地,并最大限度地發(fā)揮既有土木工程設(shè)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(diào)的使用量;可以使用節(jié)能保溫型的多孔磚或復(fù)合墻體作為墻體材料,達(dá)到冬季保溫隔熱的作用;還可以太陽(yáng)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(duì)既有建筑的再利用也是可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一。這方面,上海已經(jīng)取得不少成功的經(jīng)驗(yàn):大量不用的廠房,很多已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)檎褂[廳、辦公樓、藝術(shù)家工作室等。這樣的改造再利用,既符合現(xiàn)代使用的要求,又節(jié)約了能源,避免了浪費(fèi),不失為一種有效的辦法。