淺談21世紀(jì)土木工程的發(fā)展趨勢(shì)

淺談21世紀(jì)土木工程的發(fā)展趨勢(shì)

21世紀(jì)是高科技時(shí)代。有人說(shuō),21世紀(jì)是信息科學(xué)時(shí)代,也有人說(shuō),新世紀(jì)是生命科學(xué)時(shí)代。但是,工業(yè)要發(fā)展,人民生活要提高,要建廠房、造住宅,要挖隧道、架橋梁。因此,土木工程將繼續(xù)發(fā)展。那么,21世紀(jì)的土木工程將如何發(fā)展?土木工程在21世紀(jì)將引進(jìn)更多的高新技術(shù),促進(jìn)提高、創(chuàng)新和發(fā)展;同時(shí),它將保持其自身的特點(diǎn),不可能完全偏離已有的方向發(fā)展。因此,對(duì)中國(guó)土木工程發(fā)展現(xiàn)狀的了解是十分重要的,只有認(rèn)識(shí)現(xiàn)狀,才有可能預(yù)測(cè)未來(lái)。1年中國(guó)工程發(fā)展概況中國(guó)的土木工程建設(shè)從20世紀(jì)50年代起一直沒(méi)有停過(guò),且發(fā)展很快,尤其在改革開(kāi)放20年間,發(fā)展極為迅猛,幾乎整個(gè)中國(guó)成了一個(gè)大的建設(shè)工地。新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路及橋梁、港口航道及大型水利工程在中國(guó)各地如雨后春筍般地涌現(xiàn),新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)大力研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。發(fā)展之快,數(shù)量之巨,令世界各國(guó)驚嘆不已。1.1結(jié)構(gòu)體系及轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)應(yīng)用人們往往會(huì)把高樓大廈與現(xiàn)代化聯(lián)系在一起,這是自然的。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市化程度將越來(lái)越高,隨之,城市用地日趨緊張。因此,在城市中心區(qū),不得不大量建造高層建筑,并且越建越高。據(jù)不完全的統(tǒng)計(jì)數(shù)字,中國(guó)大陸已建成的20層及以上的高層建筑已超過(guò)10000幢,而超過(guò)100m的高樓已超過(guò)500幢,其中,上海金茂大廈,88層,高421m;上海環(huán)球金融中心大廈,95層,高460m,十分突出。最近20年,高層建筑不僅越建越多,越建越高,而且其結(jié)構(gòu)體系及布置形式也日趨多樣化。以往,多為框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)和框架—剪力墻結(jié)構(gòu)以及框架—筒體結(jié)構(gòu)等體系;近幾年,巨型結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)、懸挑結(jié)構(gòu)及高層大跨框架結(jié)構(gòu)等體系也相繼出現(xiàn)。如深圳香格里拉大酒店,33層,114m高,采用了巨型框架結(jié)構(gòu),每隔6層設(shè)置一道大梁,將6層的樓面荷載傳至巨柱上,巨柱由筒體形成。最近,正在設(shè)計(jì)建設(shè)中的南京多媒體通訊大樓,32層,140.5m高,也為巨型框架結(jié)構(gòu),四角的電梯井筒為其四根巨柱,整個(gè)大樓有4道大梁(實(shí)為鋼—混凝土組合桁架)。長(zhǎng)沙中心百貨大樓,則為懸挑結(jié)構(gòu),總高115m,共三道預(yù)應(yīng)力混凝土懸挑大梁,每道挑起6層樓面。重慶中建大廈也為懸挑結(jié)構(gòu),52層,高192m,中央電梯井筒作為承載柱,懸挑部分為預(yù)應(yīng)力混凝土桁架,每層懸挑結(jié)構(gòu)分別承托8層樓面。前幾年建成的蘇州八面風(fēng)商廈,為24層高樓。這是中國(guó)第一次在高層建筑中采用24m跨的大跨預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)體系,在國(guó)外也難見(jiàn)這種結(jié)構(gòu)體系。從抗震考慮,兩邊的巨柱采用了分體式柱,該高樓的基礎(chǔ)也采用預(yù)應(yīng)力技術(shù),為預(yù)應(yīng)力混凝土壁框結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)和使用表明,該結(jié)構(gòu)體系性能良好。連體高層建筑在深圳、上海、廣州和北京等地相繼建成。這類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)體系,體型復(fù)雜,改變了單一的方盒子體型格局,很有特色,但其計(jì)算分析和結(jié)構(gòu)構(gòu)造也較復(fù)雜。為滿足一幢高樓不同用途的需要,常常建造成上面是小開(kāi)間的住宅、客房,下層為大跨度的宴會(huì)廳或商業(yè)用房,為此,出現(xiàn)了轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。最近十多年,這種多用途的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑中得到了極廣泛的應(yīng)用。在南京夫子廟地區(qū)建成轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)體系高樓之后,這種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)體系在江蘇高樓建設(shè)中被廣泛采用,且轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式也多種多樣,江蘇省公安廳大樓、蘇州工業(yè)園區(qū)國(guó)際大廈、南京婁子巷高層商住樓以及南京山西路金山大廈等高樓中采用的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)體系,分別為預(yù)應(yīng)力混凝土曲梁轉(zhuǎn)換層、預(yù)應(yīng)力混凝土交叉梁系轉(zhuǎn)換層、預(yù)應(yīng)力混凝土厚板轉(zhuǎn)換層、預(yù)應(yīng)力鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。1.2組合鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)改革開(kāi)放以來(lái),中國(guó)建成了大量大跨建筑、大空間建筑,有單層的,也有多層的。它們大多采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、空間鋼結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)舉出部分工程實(shí)例。1.2.1跨也是18m20世紀(jì)80年初建成的上海色織四廠工程是國(guó)內(nèi)最早、最有影響的大跨多層預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)工程,為6層,雙跨,每跨20m的預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu),柱距7.2m,解決了“布機(jī)上樓”問(wèn)題,推動(dòng)了紡織廠房向多層方向的發(fā)展。珠海海關(guān)聯(lián)檢大樓,連接澳門(mén)特區(qū),為大柱網(wǎng)預(yù)應(yīng)力混凝土雙向框架結(jié)構(gòu),縱向7跨,每跨18m,橫向5跨,每跨也是18m,即(7×18m)×(5×18m),為三層建筑。這一建筑的另一特點(diǎn)是不設(shè)伸縮縫。珠海玻璃纖維廠主廠房,為單層廠房,平面的縱向和橫向尺寸都超過(guò)100m,采用了大跨度部分預(yù)應(yīng)力混凝土門(mén)式剛架結(jié)構(gòu),由4跨連續(xù)組成,31.5m+33.0m+31.5m+14.0m。并且對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的配置由常見(jiàn)的兩段交叉式改為連續(xù)的折線式,從而,節(jié)省了一半錨具和大量預(yù)應(yīng)力筋。上海閔行影劇院工程,為大空間建筑,平面為正六邊形,對(duì)角線長(zhǎng)28m,采用了預(yù)應(yīng)力混凝土平面交叉梁系屋蓋結(jié)構(gòu)。前幾年,中國(guó)建成了不少大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土馬鞍形殼板屋蓋單層建筑,跨度最大的達(dá)30m,并編制有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖。因?yàn)樗且环N預(yù)制的薄壁空間結(jié)構(gòu),又是直線預(yù)應(yīng)力筋,所以,理論上是很經(jīng)濟(jì)的,但因某些原因,目前已很少被采用。北京西客站主站房門(mén)樓跨度為45m,其大梁為45m跨的預(yù)應(yīng)力鋼桁架結(jié)構(gòu),其上弦、下弦和腹桿均采用焊接H型鋼斷面。根據(jù)吊裝階段和使用階段受力的不同,分別在下弦跨中區(qū)段、邊部受拉斜腹桿和上弦端部區(qū)設(shè)置了預(yù)應(yīng)力鋼索。從而大大減少了用鋼量,又改善了使用功能。1.2.2大跨空間結(jié)構(gòu)中國(guó)很大部分空間建筑采用了多種形式的鋼結(jié)構(gòu),尤其以網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)最多。如,首都體育館、上海體育館都是大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu);而天津體育館采用了雙層球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),直徑達(dá)135m;黑龍江速滑館的主體結(jié)構(gòu)也采用了雙層網(wǎng)殼,其平面輪廓尺寸為86.2m×191.2m采用了由中央圓柱面與兩端半圓球組成的雙層網(wǎng)殼。中國(guó)的大跨空間結(jié)構(gòu)中,懸索結(jié)構(gòu)體系也有一定的發(fā)展。如無(wú)錫體育館、吉林滑冰館都采用了空間雙層索系,且在國(guó)外索桁架體系基礎(chǔ)有所創(chuàng)新。最近幾年,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)外交流的需要,各地紛紛建造展覽中心等大型大跨建筑。從而,巨型空間曲線形鋼(桁架、拱)屋蓋得到了應(yīng)用和發(fā)展。如:正在建設(shè)中的南京國(guó)際展覽中心,建筑面積8.9×104m2,長(zhǎng)243m,寬110m,屋蓋采用了曲線形空間桁架式鋼管結(jié)構(gòu)。樓面則為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。1.3建設(shè)階段1999年—公路中國(guó)公路建設(shè)始于20世紀(jì)初,雖不算晚,但是,在1949年之前,發(fā)展緩慢。1949年,全國(guó)能通車(chē)的公路僅8.0×104km。中華人民共和國(guó)成立后,公路建設(shè)事業(yè)逐步發(fā)展,并邁入現(xiàn)代化建設(shè)時(shí)期。到1999年,全國(guó)公路通車(chē)總里程已達(dá)1.34×106km。中國(guó)的高速公路起步較晚。經(jīng)過(guò)20世紀(jì)70年的規(guī)劃論證,20世紀(jì)80年代中期實(shí)現(xiàn)零的突破之后,20世紀(jì)90年代得到了較大發(fā)展。到1996年底,高速公路通車(chē)?yán)锍逃?400多km,1999年已達(dá)1.3×104km。到2001年底,中國(guó)將建成高等級(jí)公路2.0×104多km。在已建成的高速公路中,瀝青路面占主導(dǎo)地位,水泥混凝土路面僅占一小部分。直到1997、1999年分別在南京和徐州出現(xiàn)了兩段預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)路。1.4中國(guó)地鐵現(xiàn)狀過(guò)去,穿越日本北海道和本州之間海峽的青函鐵路隧道(長(zhǎng)54km)和穿越阿爾卑斯山的瑞士圣奇達(dá)公路隧道長(zhǎng)16km)是世界上兩條最長(zhǎng)的隧道。然而,1999年中國(guó)建成了長(zhǎng)18.4km的西康鐵路秦嶺隧道。地下鐵道發(fā)展也很快。目前,中國(guó)已有4個(gè)城市(北京、天津、上海、廣州)擁有地鐵。最近,南京等城市也已經(jīng)國(guó)務(wù)院審批,第一期工程正在建設(shè)中。1.5中國(guó)橋橋的多元建造技術(shù)石橋、鋼筋混凝土橋和鋼橋的類(lèi)型是多種多樣的,中國(guó)對(duì)各類(lèi)橋都曾建造過(guò),有的達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平或創(chuàng)造了世界紀(jì)錄?，F(xiàn)對(duì)拱橋、剛架橋、斜拉橋和懸索橋作簡(jiǎn)單介紹。1.5.1川萬(wàn)縣橋中國(guó)已建成跨度100m及以上的石拱橋10座,它們都屬于世紀(jì)紀(jì)錄。湖南烏巢河雙肋石拱橋跨度為120m。在建的山西晉城—河南焦作高速公路上的石拱橋,跨度達(dá)146m?？梢?jiàn)中國(guó)石拱橋建設(shè)屢創(chuàng)輝煌。1997年建成通車(chē)的318國(guó)道上的四川萬(wàn)縣橋是用鋼筋混凝土作骨架澆成三室單箱截面的,鋼管不外露,橋總長(zhǎng)856m,其中主橋結(jié)構(gòu)為上承式、敞肩式拱橋。采用間距為3.8m的5榀鋼管混凝土拱架,鋼管(無(wú)縫鋼管)直徑為406mm,壁厚16mm,用作拱架的上下弦桿,垂直腹桿和斜腹桿采用型鋼。1990年中國(guó)建成的宜賓金沙江鋼筋混凝土拱橋,跨度為240m,創(chuàng)中承式拱橋世界紀(jì)錄。這一紀(jì)錄為1996年建成的廣西邕寧邕江橋所突破,其跨度達(dá)312m,創(chuàng)中承式混凝土拱橋新的世界紀(jì)錄。中國(guó)還建成多座鋼管混凝土作骨架的大跨拱橋,如四川雅礱江170m上承式肋拱橋,浙江金華雙龍168m中承式箱肋拱橋。可以認(rèn)為中國(guó)拱橋建造居世界領(lǐng)先地位。1.5.2預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋中國(guó)虎門(mén)大橋系由東引橋、主橋(跨度為880m的懸索橋)、中引橋、輔航道橋和西引橋組成,其中輔航道橋跨度達(dá)270m,為兩座單橋組成,都為單室單箱預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋,行車(chē)道寬14.25m,于1997年7月建成通車(chē),當(dāng)時(shí)創(chuàng)了預(yù)應(yīng)力混凝土剛架橋的世界紀(jì)錄。1.5.3重慶長(zhǎng)江二橋1993年1月建成通車(chē)的上海楊浦組合(混凝土面板與鋼架勁大梁共同工作)斜拉橋,世界注目。1995年1月18日通車(chē)前,楊浦橋?yàn)樾崩瓨蚴澜缂o(jì)錄。1996年中國(guó)建成的重慶長(zhǎng)江二橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋,主跨444m,雙向4車(chē)道,橋面寬24m,跨長(zhǎng)居世界預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋第2位。目前,中國(guó)鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋中,跨度最大的為1981年通車(chē)的廣西紅水河橋,主跨96m。在建的中國(guó)蕪湖長(zhǎng)江大橋主橋,主跨為312m,公鐵兩用鋼斜拉橋。2001年建成,它將改變中國(guó)大陸鐵路斜拉橋現(xiàn)狀。1.5.4日本明石橋已建成的主跨為1385m的江陰長(zhǎng)江公路懸索橋已于1999年9月28日通車(chē),按跨長(zhǎng),它僅居世界懸索橋的第4位(前三位為1991m的日本明石海峽橋,1624m的丹麥大海帶橋,1410m的英國(guó)恒伯爾橋),但其北岸混凝土錨碇的沉井為51m×69m×58m,體積達(dá)2.04×105m3,是當(dāng)今世界上最大的懸索錨碇沉井。正在設(shè)計(jì)中的鎮(zhèn)—揚(yáng)長(zhǎng)江大橋也采用了懸索和斜拉橋組合方案。1.6伊泰普:大型重力壩利用水力發(fā)電成本低,不污染環(huán)境,盡管其投資大,建設(shè)周期長(zhǎng),但仍是發(fā)展方向。中國(guó)水利資源豐富,亟待開(kāi)發(fā)。長(zhǎng)江三峽水利樞紐的大壩為重力壩,高度雖只有190m,但庫(kù)容大,故建成后的裝機(jī)容量將超過(guò)現(xiàn)今世界最大的巴西和巴拉圭所共有的伊泰普水電站的裝機(jī)容量(1.26×107kW)約1.5倍,達(dá)1.82×107kW。黃河小浪底水利樞紐是另一項(xiàng)巨大的水利工程。其大壩為斜墻堆石壩,最大壩高154m,總裝機(jī)容量為1.8×106kW。四川二灘雙曲拱壩于1998年建成投產(chǎn),壩高242m,裝機(jī)容量為3.3×106kW。1.7高400m以上的火炬限于篇幅,本文僅以混凝土電視塔為例來(lái)說(shuō)明。中國(guó)20世紀(jì)80年代中期陸續(xù)建成高度在300m以上的電視塔多座,而高318.5m的南京塔和高468m、居世界第3位的上海塔都是創(chuàng)新的空間框架結(jié)構(gòu)。南京塔則為世界第一座這種形式的電視塔。目前世界最高的電視塔為高553m的加拿大多倫多預(yù)應(yīng)力混凝土電視塔。2延續(xù)時(shí)間的延續(xù)性新世紀(jì),中國(guó)的經(jīng)濟(jì)將繼續(xù)快速發(fā)展,因此,土木工程建設(shè)將繼續(xù)增長(zhǎng),建設(shè)高潮不會(huì)突然停止,但會(huì)有起伏,也不會(huì)無(wú)限期地延續(xù)下去,不過(guò),還將延續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。譬如,為迎接西部大開(kāi)發(fā),甘肅省集中力量,全方位地加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),即大搞土木工程,近期全面加快公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)、水利、能源、天然氣管道、通訊、廣播等建設(shè),2000年固定資產(chǎn)投資將首次突破400億元。2.1新型高層建筑結(jié)構(gòu)體系的建設(shè)將有較大的發(fā)展空間21世紀(jì),隨著中國(guó)對(duì)外貿(mào)易的迅速發(fā)展,外商投資的迅猛增加,貿(mào)易中心、金融中心之類(lèi)的高層、超高層建筑將繼續(xù)興建。盡管一些城市(如南京)已作出規(guī)定,為保持歷史名城和古城風(fēng)貌,為改善市民的居住環(huán)境,不允許在城市中心區(qū)繼續(xù)興建高樓。但是,從節(jié)約土地考慮,高層建筑將繼續(xù)在城市中興建。并且,其結(jié)構(gòu)體系將會(huì)有新的發(fā)展。如:具有優(yōu)良的抗震、抗風(fēng)性能的預(yù)應(yīng)力懸掛結(jié)構(gòu)、采用H型鋼的鋼結(jié)構(gòu)以及鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)等新型高層建筑結(jié)構(gòu)體系將會(huì)出現(xiàn)。新世紀(jì)的建筑,仍將以混凝土結(jié)構(gòu)為主,但是,鋼結(jié)構(gòu),包括型鋼混凝土和鋼管混凝土等組合結(jié)構(gòu)在高層建筑中的應(yīng)用將獲得推廣?；炷粮邔咏ㄖ蚧炷羶?nèi)芯和周邊鋼框架組成的高層建筑或桁筒式高層建筑高度可能達(dá)到或超過(guò)500m。外伸結(jié)構(gòu)在中國(guó)的應(yīng)用將有所推廣。局部鋼管混凝土柱高層建筑高度可能達(dá)到或超過(guò)380m,全鋼管混凝土高層建筑可能達(dá)到或超過(guò)350m。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,國(guó)際化進(jìn)程的加快,各、省、市自治區(qū)的國(guó)際展覽中心等大跨度現(xiàn)代建筑將會(huì)大力興建。因此,滿足透明等現(xiàn)代要求的第三代玻璃幕墻結(jié)構(gòu)將有較大的發(fā)展和應(yīng)用。住宅建設(shè)將朝大開(kāi)間結(jié)構(gòu)及節(jié)能、節(jié)材、改善生態(tài)環(huán)境的綠色建筑的方向發(fā)展。運(yùn)用電子信息科技,加快建筑智能化。不論是高層建筑,大跨建筑還是住宅建筑,在設(shè)計(jì)和建造中都將更加重視結(jié)構(gòu)抗震及控制。同時(shí),既有建筑物的加固、改造任務(wù)將不斷增加。采用碳纖維作結(jié)構(gòu)加固材料的技術(shù)將被大力推廣、應(yīng)用。2.2中國(guó)公路的公路建設(shè)緩慢改革開(kāi)放以來(lái),公路建設(shè)盡管有了迅速的發(fā)展,但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,還有很大差距,尤其人均公路里程是最落后的,比巴西、印度都少。這意味著今后中國(guó)公路建設(shè)的任務(wù)還相當(dāng)繁重。譬如,甘肅省為適應(yīng)西部大開(kāi)發(fā),加強(qiáng)交通基礎(chǔ)建設(shè),僅1999年完成投資達(dá)41億元,其中公路重點(diǎn)建設(shè)完成投資30多億元?？梢?jiàn),公路建設(shè)大發(fā)展還將持續(xù)一段時(shí)期。2.3建設(shè)西南鐵路“五段”中國(guó)已有鐵道5×104多km。近幾年,運(yùn)輸任務(wù)日益繁重,列車(chē)載重量逐步提高,鐵路運(yùn)輸已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸之一。因此,中國(guó)鐵道建設(shè)任務(wù)還很艱巨。譬如,中國(guó)還將在世界屋脊建設(shè)青藏鐵路,全長(zhǎng)達(dá)1100km,在昆明至拉薩間建滇藏鐵路,全長(zhǎng)達(dá)1654km,橋隧總長(zhǎng)將達(dá)710km。同時(shí),提高列車(chē)運(yùn)行速度,也是中國(guó)鐵道部門(mén)的當(dāng)務(wù)之急。中國(guó)第一條150km/h的準(zhǔn)高速鐵路——廣深線1994年投入運(yùn)營(yíng)以來(lái),客運(yùn)量穩(wěn)步提高。鐵路列車(chē)提速很有競(jìng)爭(zhēng)力。因此,中國(guó)將會(huì)同日本、法國(guó)、德國(guó)、西班牙及意大利等國(guó)那樣修建高速鐵路。日本已把建設(shè)高速鐵路的目標(biāo)從“滿足運(yùn)輸需要”發(fā)展到“滿足國(guó)土開(kāi)發(fā)需要”。法國(guó)巴黎至里爾的北方線,速度已達(dá)300km/h。高速鐵路具有速度快、耗能少、安全好、污染小及占地少等優(yōu)勢(shì),也是現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。不過(guò),我認(rèn)為,中國(guó)應(yīng)接受德國(guó)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),他們搞了30多年的磁懸浮高速列車(chē)試驗(yàn),終因經(jīng)濟(jì)等原因下了馬。2.4結(jié)構(gòu)斜拉橋結(jié)構(gòu)中承式鋼管混凝土拱橋跨度可能達(dá)到或超過(guò)400m;用鋼管混凝土作支承骨架的上承式混凝土箱形截面拱橋跨度可能達(dá)到或超過(guò)450m;格式組合拱橋跨度將超過(guò)350m。剛架橋跨度可能達(dá)到或超過(guò)320m。鋼結(jié)構(gòu)斜拉橋跨度可能達(dá)到或接近1000m;預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋?qū)⒖赡苓_(dá)到或接近600m;獨(dú)塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋跨度可能超過(guò)250m。中國(guó)鐵路隧道將可能超過(guò)20km,公路隧道在現(xiàn)有基礎(chǔ)上將增大25%~50%。將可能有10多個(gè)城市開(kāi)通地鐵,而有些城市將發(fā)展輕軌?？绾虻慕ㄔ鞂⒃龆?中國(guó)也將是這樣。直布羅陀海峽橋?qū)⒖赡芘d建。新世紀(jì)可能建造3000m或以上的懸索和斜拉組合的鋼橋,但索可能采用抗拉強(qiáng)度高的碳纖維或芳綸纖維代替鋼材以大幅度減輕(與鋼索比較輕80%)其重量。中國(guó)也將建成纖維懸索橋。如同建筑物那樣,舊有橋梁結(jié)構(gòu)采用纖維加固的場(chǎng)合將越來(lái)越多。越江隧道將會(huì)在南京、武漢等地的長(zhǎng)江江面之下建成。2.5凝土拱壩壩壩區(qū)的劃分更多地開(kāi)發(fā)水力發(fā)電,中國(guó)將建設(shè)更多的薄拱壩(t/H=0.1~0.15)。混凝土拱壩高度將可能達(dá)到或超過(guò)300m。發(fā)展有混凝土面板的堆石壩(高度可能接近180~200m)和碾壓混凝土壩(高度超過(guò)155m)。在復(fù)雜地形上及震區(qū)建壩,壩基處理將更為完善;壩的計(jì)算更趨合理,非線性有限元的分析將更為普遍。2.6設(shè)計(jì)高度約合預(yù)應(yīng)力混凝土筒形電視塔高度將達(dá)到或超過(guò)560m,預(yù)應(yīng)力空間框架電視塔設(shè)計(jì)高度將達(dá)到或超過(guò)500m。預(yù)應(yīng)力混凝土地上儲(chǔ)罐的容量將超過(guò)2.0×105m3。2.7預(yù)應(yīng)力配筋應(yīng)用展望以上的工程發(fā)展將推動(dòng)新材料、新技術(shù)及新理論、新設(shè)計(jì)方法的不斷涌現(xiàn)?；炷寥允峭聊竟こ讨凶顬橹匾慕Y(jié)構(gòu)材料。混凝土將繼續(xù)朝高強(qiáng)、高性能方向發(fā)展。各國(guó)都在開(kāi)展這方面研究。C120強(qiáng)度的混凝土在工地上使用已不是新紀(jì)錄。稱為高強(qiáng)活性粉末混凝土的抗壓強(qiáng)度可達(dá)200MPa~800MPa,但在工程中實(shí)用只能期望150MPa或稍高些。免振混凝土、密筋混凝土可能在結(jié)構(gòu)中試用。纖維加強(qiáng)塑料筋將較多地獲得應(yīng)用,中國(guó)也將試用。人們通常稱的“RC”即為鋼筋混凝土。近年來(lái),人們開(kāi)始使用碳纖維加勁塑料(CFRP)、玻璃纖維加勁塑料(GFRP)、芳綸纖維加勁塑料(AFRP)。這時(shí),RC就不再單指鋼筋混凝土,它可以是碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維加勁塑料混凝土。預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋將分別獲得發(fā)展和廣泛的采用。新型無(wú)粘結(jié)CFRP預(yù)應(yīng)力筋將得到開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。在中國(guó)房屋建筑和橋梁中體外預(yù)應(yīng)力配筋將獲得較多應(yīng)用。同時(shí),新結(jié)構(gòu)的研究和開(kāi)發(fā)面將拓寬,房屋結(jié)構(gòu)與橋梁各種結(jié)構(gòu)之間的交叉、借鑒也將有所發(fā)展。由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展,結(jié)構(gòu)體系將更多地考慮空間作用和非線性。此外,建筑廢棄物也將在一定程度上得到處理及利用。3促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的原則在土木工程的各項(xiàng)專(zhuān)業(yè)活動(dòng)中,都應(yīng)考慮可持續(xù)發(fā)展。這些專(zhuān)業(yè)活動(dòng)包括:建筑物、公路、鐵路、橋梁、機(jī)場(chǎng)等工程的建設(shè),海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等等?，F(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,特別是城市化進(jìn)程的加快,以混凝土、鋼鐵和玻璃幕墻為代表的現(xiàn)代城市建筑正在無(wú)節(jié)制地?cái)U(kuò)張,造成了環(huán)境破壞和人與自然的不協(xié)調(diào)。因此,建筑師和土木工程師應(yīng)努力樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展的建筑觀,推行有效利用自然資源(如太陽(yáng)能、自然通風(fēng)、節(jié)能技術(shù)、材料循環(huán)利用等)的設(shè)計(jì)技術(shù),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代建筑的建設(shè)以保障生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)為原則,真正使綠色建筑走近人們的