【文章內(nèi)容簡介】 成的一刻起，就要做好健康監(jiān)測、修復和加固的準備。 隨著現(xiàn)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(fā)展，人們提出了結構健康監(jiān)測的概念，給土木工程的發(fā)展帶來革命性的變化。 結構健康監(jiān)測系統(tǒng)通過在結構上安裝各種傳感器，自動、實時地測量結構的環(huán)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(yǎng)護管理的決策依據(jù)，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(jiān)測技術成為國內(nèi)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(nèi)外近年新建的許多大型橋梁都安裝了結構健康監(jiān)測系統(tǒng)，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(qū)的青馬大橋，韓國Seohae橋和Youngjong橋、美國Commodore Barry橋和加拿大Confedration橋等。 像這樣，通過發(fā)展結構健康監(jiān)測與安全預警，在第一時間發(fā)現(xiàn)建筑可能出現(xiàn)的問題，及時進行修復與加固，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、資源、時間上的浪費，實現(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施的再利用，實現(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(jié)能節(jié)地，并最大限度地發(fā)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(diào)的使用量；可以使用節(jié)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(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：大量不用的廠房，很多已經(jīng)轉變?yōu)檎褂[廳、辦公樓、藝術家工作室等。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，不失為一種有效的辦法。２．３開發(fā)利用再生資源和綠色資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 世界上每年拆除的廢舊混凝土，工程建設產(chǎn)生的廢舊混凝土等均會產(chǎn)生巨量的建筑垃圾。我國每年的施工建設產(chǎn)生的建筑垃圾達4000萬噸，產(chǎn)生的廢混凝土就有1360萬噸，清運處理工作量大，環(huán)境污染嚴重。此外，我國是20年來世界水泥生產(chǎn)的第一大國，而這本身是一項高耗資源、高耗能、污染環(huán)境的行業(yè)。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(fā)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(nèi)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(jié)約了經(jīng)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(yōu)越性在3到9月愛知的酷暑也顯現(xiàn)無遺。竹子本身的性能大大降低了室內(nèi)溫度，空調(diào)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(jié)約開支的同時，也實現(xiàn)了生態(tài)與建筑的和諧可持續(xù)發(fā)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(xiàn)了環(huán)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(xiàn)代科技成果，突出環(huán)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(fā)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(jīng)典。引橋部分的螺旋式上升結構，節(jié)約人民幣數(shù)億元，是土木工程實現(xiàn)經(jīng)濟性可持續(xù)發(fā)展的典范。 當然，可持續(xù)發(fā)展，絕不是一味地追求節(jié)省，而是要尋求一種最合理的中間狀態(tài)，既要保證建筑有足夠的創(chuàng)意，也要追求完美的技術經(jīng)濟指標，以最少的投入獲得最大的效益。我們依舊還是要創(chuàng)造經(jīng)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?，F(xiàn)今，建筑世界已經(jīng)進入到生態(tài)美學的時代，注重文化、生態(tài)、工程與環(huán)境之間的關系，注重人性化、節(jié)能與可持續(xù)發(fā)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(jīng)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。，是在建中的世界第一大橋。 據(jù)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(chuàng)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、承臺長１１４米、寬４８米，面積有一個足球場大，是世界規(guī)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，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(yōu)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