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摘要：土木工程是人類歷史上年代最久遠的“技術科學”，作為一種系統的產業活動，土木工程的實質是生產的過程，是一種技術過程。

土木工程也是建造各類工程設施的科學技術的統稱，它既指工程建設的對象，即建在地上、地下、水中的各種工程設施，也指所應用的材料、設備和所進行的勘測設計、施工、保養、維修等技術。

作為一個重要的基礎學科，土木工程有其重要的屬性：綜合性，社會性，實踐性，技術經濟與藝術統一性。隨著人類社會的進步而發展，土木工程至今已經演變成為大型綜合性的學科，并已經出許多分支，如：建筑工程，鐵路工程，道路工程，橋梁工程，特種工程結構，給水排水工程，港口工程，水利工程，環境工程等學科。土木工程共有六個專業：建筑學，城市規劃，土木工程，建筑環境與設備工程，給水排水工程和道路橋梁工程。

通過一個學期土木工程概論課的學習，我已經深深地感受到土木工程涵蓋的廣泛，體味了前人取得的成就，也領悟了作為一名土木工程師的重大責任。當然，我們不能沉浸于現已取得的輝煌成就，止步不前。我們還應當與時俱進，去挖掘，去發現，去思考，去想象，去創新。在此，作為一名中國未來的土木工程師，我想結合土木工程的歷史，結合我國的國情和世界形勢，談一談土木工程的可持續發展之路。

(EnglishSummary)

MyknowledgeaboutcivilengineeringhasbeenbroadenedsinceIbecameastudentofTongjiUniversity.

Civilengineeringisaformofhumanactivity.Humanbeingspursuedittochangethenaturalenvironmentfortheirownbenefit.Buildings,transportations,facilities,infrastructuresareallincludedincivilengineering.

Thedevelopmentofcivilengineeringhasalonghistory.Ourseniorshadleftalotofgreatconstructionstous.Forexample,ZhaoZhouBridgeistherepresentativeofourChinesecivilengineeringmasterpieces.Ithasahistoryofmorethan1300yearsandisstillserviceatpresent.

Civilengineeringhasbeensorapiddevelopmentoftheperiod.Alotofnewbridgeshavebeenconstructed,andmanygreaterplansareunderdiscussion.Chinaisalargecounty.Andsheisstillwelldeveloping.SothiserawillbebothexcitingandrewardingfortheChineseCivilEngineers.Andofcourse,civilengineering’sfutureispromising.

However,civilengineerswillbefacingmorecomplexproblems.Weshouldpayattentiontothegrowingpopulationandalotofdeterioratinginfrastructures.Weshouldprepareforthepossibilityofnaturaldisasters.Tomeetgrowneedsinthefuture;weshouldalsotrytoupdateallthetransportationsystems.

Todealwiththeseproblems,wewillhavetodevelopinnovativeandenterprisingskills.Andweshouldchooseawaythatwecangocontinuously.HazardMitigationmaybeagreatchoice.Notonlycanitsavemoneyinthelongrun,butalsoavoidgettingintoanembarrassingsituationinwhichwehavetorebuildallthebrokenbuildings.Andweshouldalsousemoreenvironmentallyfriendlymaterialswhendesigningorconstructingnewbuildings.

Well,tobeabrilliantcivilengineerisnoteasy.Today,engineeringisasyntheticsystem.Itnotonlydependsontraditionalmechanics,butalsocloselyrelatedtoadvancedscience.SoPhysics,Chemistry,MaterialScience,ComputerScienceandperhapsmoreareallinourcivilengineeringprogram.

Tobeagoodcivilengineer,weshouldhavetheabilitytoapplytheknowledge,todesignasystem,acomponent,oraprocedureofconstruction.Weshouldalsobeabletoconductexperimentsandexplaintheresults.Furthermore,anengineerneverworksalone,soweshallcooperatewithworkingteam,andtryourbesttocommunicateeffectively.

I’mverygladtobeastudentinthiswonderfulfield.AndIwilltrymybesttobeasuccessfulcivilengineer,tomakecontributionstoourmotherland.

1．對土木工程的歷史、現狀和未來發展的認識

1．1．1古代土木工程

古代土木工程具有很長的時間跨度，它大致從公元前5000年的新石器時代到17世紀中葉，前后約7000年。在房屋建筑、橋梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了輝煌的成就。一些文明古國的不少傳世杰作，至今巍然屹立。譬如我國的長城，埃及的金字塔等。公元6世紀建成的趙州橋，是世界上最早的敞肩式拱橋，于1991年被美國土木工程學會選為世界上地12個土木工程里程碑。

1．1．2近代土木工程

近代土木工程的時間跨度從17世紀中葉到20世紀中葉，前后約300年時間。在此期間，建筑材料從以天然材料為主轉向以人造材料為主，建造理論也從主要以總結長期建造經驗向重視科學兼顧經驗轉變。建造技術方面，一些性能優異的大型機械伴隨著各種極為有效的施工方法的出現，使得人們開始能建造結構復雜或所處環境惡劣的土木工程。期間建成的埃菲爾鐵塔、帝國大廈和金門懸索橋，至今仍不失為偉大的土木工程。

1．1．3現代土木工程

現代土木工程起始于20世紀中葉。發展至今，土木工程在建筑材料、結構理論和建造技術方面都取得了極其巨大的進步。

建筑材料方面，高強度混凝土、高強低合金鋼、高分子材料、鋼化玻璃越來越多地出現在建筑上。結構理論方面，利用電子計算機強大的運算和繪圖能力，力學分析和計算的結果更加符合結果的實際情況，使得在結構設計上更為可靠。對于建筑技術，已經發展到機—電—計算機的一體化，施工過程中，不論是上天、入地還是翻山、下海，都已不是施工的障礙了；而焊接技術的普遍使用，也使得鋼結構的發展進入了一個新的階段。

現代土木工程造就的舉世矚目的建筑有：我國臺北的國際金融中心，上海金茂大廈，馬來西亞吉隆坡的石油大廈雙塔樓，法國的諾曼底斜拉橋等。

1．2對土木工程的現狀的認識

現今的土木工程，正日益同它的使用功能或生產工藝緊密結合。

公共和住宅建筑物要求的建筑、結構、給水排水、采暖、通風、供燃氣、供電等現代技術設備日益結合成為整體。

工業建筑物則要求恒溫、恒濕、防微振、防腐蝕、防輻射、防火、防爆、防磁、防塵、防高（低）溫、耐高（低）濕，并向大跨度、超重型、靈活空間方向發展。

另外，高層建筑大量興起，地下工程高速發展，城市高架公路、立交橋大量出現，并逐步實現交通運輸高速化、水利工程大型化。

值得一提的是我國實行改革開放以后，綜合國力有了很大提高，已具備更大規模開發和利用水資源的條件，如三峽水利樞紐，南水北調工程等都是世界一流的大型水利工程。

1．3對土木工程未來發展的認識

隨著我國改革開放的不斷深入和經濟的迅速發展，中國將面臨一個更大規模的建設高潮。可以說，我們正面臨著一個伴隨著國民經濟飛躍的土木工程大發展的大好時期。而且這樣一個優良的發展環境已經受到并將繼續受到西方國家的急切關注。

作為跨世紀的一代，這一大好形勢為我們提供了空前難得的施展才干、向國際水平沖擊的良好機遇。同時，我們也深深感到，這是一個“機遇”與“挑戰”并存、“合作”與“競爭”交織、“創新”與“循舊”相爭的時代，如何把握世紀之交時土木工程學科的發展趨勢，開創具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元，是對我們跨世紀一代人的嚴峻挑戰。

2．我的感受和認識：中國的土木工程要走可持續發展之路

我國的土木工程有自己的特殊性。

“中國是世界上人口最多的國家，一項大資源被13億一除即變得微不足道，而一個小問題乘以13億就成了大問題。”劉西拉教授此語切實道出了我國的困難之所在。我國的煤、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、污染問題已經成為我國所面臨的四大嚴酷問題。走可持續發展迫在眉睫。而土木工程，也必當立足長遠，走出一條可持續發展之路。

放眼世界，美國的現代化進程可謂先進，而現今資料表明：未來美國要投入16000億美元來解決已建工程的不安全狀態，譬如，氯離子所引發的建筑銹蝕等等。作為當代土木工程師，在傳承前人輝煌成就的同時，也必須多多吸取已出事故的教訓，在今后的工作中進行創新改良，實現可持續發展。

2．1發展高新技術，應用結構健康監測，實現可持續發展

土木工程在實際使用過程中，會出現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，甚至引發嚴重的工程事故，帶來重大的人員傷亡和經濟損失，產生嚴重的社會影響。因此，從建筑建成的一刻起，就要做好健康監測、修復和加固的準備。

隨著現代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發展，人們提出了結構健康監測的概念，給土木工程的發展帶來革命性的變化。

結構健康監測系統通過在結構上安裝各種傳感器，自動、實時地測量結構的環境、荷載、響應等，對結構的健康狀況進行評估，科學有效地提供結構養護管理的決策依據，確保結構安全運營，延長結構使用壽命。

近年來，大型土木工程特別是大跨度橋梁結構的健康監測技術成為國內外工程界和學術界關注的熱點，通過科研和工程技術人員的努力取得了卓有成效的研究成果。國內外近年新建的許多大型橋梁都安裝了結構健康監測系統，如我國的上海徐浦大橋、江陰長江公路大橋、東海大橋、香港地區的青馬大橋，韓國Seohae橋和Youngjong橋、美國CommodoreBarry橋和加拿大Confedration橋等。

像這樣，通過發展結構健康監測與安全預警，在第一時間發現建筑可能出現的問題，及時進行修復與加固，既避免了可能出現的建筑事故，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濟、資源、時間上的浪費，實現建筑使用的可持續發展。

2．2合理利用自然資源，注重既有土木工程設施的再利用，實現可持續發展

“可持續發展是在不犧牲后代并滿足其需要能力的條件下，滿足當前的需要”。

合理利用自然資源，則要在土木工程的建設、使用和維護過程中，土木工程師主動做到節能節地，并最大限度地發揮既有土木工程設施的作用。

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，從而減少空調的使用量；可以使用節能保溫型的多孔磚或復合墻體作為墻體材料，達到冬季保溫隔熱的作用；還可以太陽能、地下熱能等新能源，減少不可再生資源用量的減少。

另外，對既有建筑的再利用也是可持續發展的重要手段之一。這方面，上海已經取得不少成功的經驗：大量不用的廠房，很多已經轉變為展覽廳、辦公樓、藝術家工作室等。這樣的改造再利用，既符合現代使用的要求，又節約了能源，避免了浪費，不失為一種有效的辦法。

2．3開發利用再生資源和綠色資源，實現可持續發展

世界上每年拆除的廢舊混凝土，工程建設產生的廢舊混凝土等均會產生巨量的建筑垃圾。我國每年的施工建設產生的建筑垃圾達4000萬噸，產生的廢混凝土就有1360萬噸，清運處理工作量大，環境污染嚴重。此外，我國是20年來世界水泥生產的第一大國，而這本身是一項高耗資源、高耗能、污染環境的行業。

與其他材料相比，鋼材和再生混凝土較為符合綠色建材的標準，應當大力發展這樣的綠色建材。

對此，日本的愛知世博會，給我們上了生動的一課：材料方面，世博會的各種建筑材料表面上看很高檔，但是很多都是廢物利用。許多木版都是由建筑用木材廢料加工而成，到處擺放的坐椅，是電視機殼粉碎后制成。豐田展館內壁由回收的廢紙加工而成，長久會場日本館，既追求了人與自然和諧，也節約了經濟開支，所使用的大部分鋼材和木料，都可以回收利用。同時，竹壁的優越性在3到9月愛知的酷暑也顯現無遺。竹子本身的性能大大降低了室內溫度，空調的使用也明顯減少。這一點給了我眾多的思考：在建筑選材方面，在合適之處應用自然的可再生資源，節約開支的同時，也實現了生態與建筑的和諧可持續發展，何樂而不為呢？

另外，在日本愛知世博會長久手會場，繭狀日本館為減少熱負荷，利用墻面綠化、生物降解塑料材料和間伐木材(森林中被砍掉的細木材)實現了環保功能。以“自然的智慧”為主題的愛知世博會，展館建設大量應用現代科技成果，突出環保性和功能性，反映出人類對自然美的孜孜追求。而這，也應當是未來土木工程師要學習和發展的方向。

我國建筑中，李國豪教授設計的揚浦大橋也堪稱經典。引橋部分的螺旋式上升結構，節約人民幣數億元，是土木工程實現經濟性可持續發展的典范。

當然，可持續發展，絕不是一味地追求節省，而是要尋求一種最合理的中間狀態，既要保證建筑有足夠的創意，也要追求完美的技術經濟指標，以最少的投入獲得最大的效益。我們依舊還是要創造經典，但是絕不能建立在揮霍金錢，建立在耗費更多的資源、能源的基礎之上。現今，建筑世界已經進入到生態美學的時代，注重文化、生態、工程與環境之間的關系，注重人性化、節能與可持續發展，才是當代工程師的著眼方向。

3．身邊的土木工程實例

我已經在上文中提及了許多土木工程實例，也述說了我對它們的一些認識。下面，我想注重談一下對蘇通大橋的了解。

蘇通大橋連接蘇州與南通兩座古城，如今正在顯露雄姿。這座全長32.4公里的大橋，是在建中的世界第一大橋。

據蘇通大橋建設副總指揮何平介紹，蘇通大橋由跨江大橋工程和南、北岸接線工程三部分組成。全線采用雙向六車道高速公路標準。大橋總投資約64．5億元，預計2008年底建成。蘇通大橋的建設過程將攻克一系列世界性難題，并創造四個世界之最。

最大主跨。蘇通大橋為斜拉橋。斜拉橋自上世紀50年代開始修建，世界上已建成的各類斜拉橋有200余座。目前世界上已建成的最大跨徑斜拉橋為主跨890米的日本多多羅大橋，在建的香港昂船洲大橋主跨1018米，蘇通大橋跨徑1088米，建成后將成為世界最大的跨徑斜拉橋。

最深基礎。蘇通大橋主墩基礎由131根長約120米、直徑2.5米至2.8米的鉆孔灌注樁組成，承臺長114米、寬48米，面積有一個足球場大，是世界規模最大、入土最深的橋梁樁基礎。

最高塔橋。目前已建最高橋塔為多多羅大橋224米鋼塔，蘇通大橋塔為高300.4米的混凝土塔，比在建的香港昂船洲大橋橋塔高6米，為世界最高的橋塔。

最長拉索。蘇通大橋最長拉索為577米，最大重量為59噸，比多多羅大橋斜拉索長100米，為世界上最長的斜拉索。

交通部總工程師鳳懋潤說，蘇通大橋是世界第一跨度斜拉橋，將成為中國由橋梁大國向橋梁強國轉變的第一個標志性建筑。

4．土木工程專門人才應具有的素質

成為優秀的土木工程師，必須具備“四要素”，即知識結構、實踐技能、能力結構以及綜合素質與創新意識。

知識結構包括：公共基礎知識，專業基礎知識和專業知識。

首先，優秀的土木工程師必定有扎實的公共基礎知識，并且，在熟悉了解自然科學的基礎之上，良好的思想道德心理素質和人文、社會科學基礎知識也必不可少。

其次，優秀工程師還必須有過硬的專業基礎知識。對工程數學、流體力學、巖土工程、結構工程等都要有扎實的理解和較強的應用能力。

第三，還要有深入的專業知識。不論是從事鐵道工程、隧道工程、地下工程還是建筑工程，每一個工程師都要對所偏重行業有著先進的專業知識。只有這樣，才能使我國的土木工程事業，走在世界的前列。

土木工程離不開實踐。因此，工程師要具備高超的實踐技能。譬如：制圖技能、計算機應用技能、工程測量技能和結構檢測技能等。

作為土木工程學院的本科學生，我會在大學四年的學習過程中，努力掌握好計算機語言與程序設計技能，珍惜每一個上機實習的機會，并在大學物理實驗、材料實驗和結構實驗中掌握一般結構實驗的基本方法，初步具備結構檢驗的技能，做好技術實習、課程設計，爭取在結構設計大賽中獲獎。

此外，工程師與科學家的不同在于不僅受到自然規律的制約，還會受到社會規律的約束。工程技術人員的的每個工程方案的完成都是某種“社會活動”，絕不可能靠一個人在房間里單獨完成。因此要有足夠的能力與社會打交道，遵循好社會規律。

在學習生活中，我將不斷提高自己的自學能力，從學習中提升工程能力，在學生工作中提升管理能力，逐步完善自己的知識結構，從中培養出科技開發能力并在表達能力和公關能力上多下工夫。

不過，這些技能還構不成一個真正有助于我國可持續發展的土木工程師。因為工程師最重要的是具備高尚的道德文化修養和思想品質。為了國家和民族的利益，獻身祖國的事業。為了國家的榮譽，能有強烈的競爭意識。具備唯物辨證的思想方法，有蹋實、嚴謹、苦干的工作作風。只有這樣，才能做一名合格的中國土木工程師。

我們還應看到，我國的土木工程事業與世界一流水平還有一定的差距。譬如國內的不少高層建筑（包括上海的環球金融中心），其工程設計幾乎全部由國外承擔，鋼材幾乎全部從國外進口，工程總承包也大多由國外承擔，只有鋼結構制作與安裝等工作由國內單位承擔。獲得完全自主的知識產權，實現工程建筑的國產化，趕超國際水平，需要我們青年一代去完成！

作為祖國未來的土木工作者，我將努力做到：

1．達好基礎，學好外語，承認不足，不甘落后，不斷在創新、質量和美學上下工夫。

2．提升自己的競爭意識，敢于參與國際大賽并獲得獎項；

3．工作結合我國國情，特別是考慮由于人口負擔過重造成的能源不足、水資源和耕地缺乏。特別注意不使西方發達國家在他們發展過程中由于當時對可持續發展認識不足造成的錯誤與嚴重后果在中國的大地上出現！

我將不斷提升能力，鼓足干勁，與其他同學一道，走出一條自主創新、可持續發展的有中國特色的土木工程發展之路，共同將我國的土木工程事業推向新的高潮！

附錄：

參考資料：

《土木工程》(英)斯科特(Scott,J.S.)撰中國建筑工業出版社

《土木建筑文獻檢索與利用》肖友瑟主編大連理工大學出版社

《土木工程總論》丁大鈞，蔣永生編中國建筑工業出版社

《土木建筑工程概論》王繼明主編高等教育出版社

《土木工程學報》中國土木工程學會土木工程學報編輯部

《土木工程》中國土木工程學會科學出版社

《土木工程概論》上海交通出版社

《土木系統工程》機械工業出版社

《INTRODUCTIONOFCIVILENGINEERING》中國建筑工業出版社

聽課紀錄：

2007.09.19朱合華土木工程與土木工程師

2007.09.26劉西拉21世紀土木工程師的知識素質和能力

2007.10.10周順華鐵路的現狀與發展

2007.10.17陳以一建筑與結構

2007.10.24呂西林土木建筑工程中的高新技術

2007.11.07盧耀如地球、科學、人生

2007.11.14樓夢麟水利工程與水工結構

2007.11.21孫立軍交通運輸工程概況

2007.11.28范慶國現代施工技術

2007.12.05孫柏濤地震的研究與預防

2007.12.12項海帆國際橋梁與結構工程新進展

2007.12.26鄭時齡工程與美學

2008.01.02汪大綏土木及結構工程師的素養和能力