【文章內(nèi)容簡介】 大利的比薩大教堂建筑群、法國的巴黎圣母院大教堂，都是公元11～13世紀著名建筑。公元15～16世紀文藝復興時期的佛羅倫薩教堂和羅馬的圣彼得大教堂，堪稱世界優(yōu)秀建筑之精粹。公元前3世紀我國已有鐵索橋和跨度達68m——咸陽渭河橋。公元6世紀我國隋朝建成的趙州橋，，橋面寬約10m。該橋是世界上最早的敞肩式拱橋，無論在結構受力、藝術造型和經(jīng)濟上都達到了極高的成就，并于1991年被美國土木工程學會選為世界上第12個土木工程里程碑。公元前5世紀我國已修筑了引漳館鄴工程。公元前3世紀中葉，我國在四川建成的都江堰是世界歷史上最長的無壩引水工程，兼有灌溉、防洪、水運和供水等功能，使用至今，現(xiàn)在灌溉總面積已擴大到800萬余畝，成都平原因此沃野千里。該工程規(guī)模之大，規(guī)模之周密，技術之合理，已被譽為世界上最早的綜合性大型水利工程。公元7世紀之初我國隋朝開鑿了世界歷史上最長的大運河，共長2500km。高塔建筑可以說是我國古代土木工程的驕傲。公元11世紀建成的山西應縣佛宮寺釋迦塔（也稱應縣木塔）為9曾高66m的木塔結構，至今猶存。該塔具有抗防火和不受雷擊的功能，曾經(jīng)經(jīng)歷多次大地震而安然無損，也曾受戰(zhàn)爭炮火襲擊起火而很快自行熄滅，足以證明我國古代古代高塔建筑的輝煌成就。還必須提到人類的兩項偉大工程，一項是我國舉世聞名的長城，始建于公元前3世紀，高約12m，寬7～10m，翻山越嶺蜿蜒6700km，至今大部分仍是基本完好，堪稱世界杰作。另一項是始建于公元前2700年到2600年間的埃及及帝王陵墓建筑群名揚天下的吉薩金字塔群，其中最大的金字塔塔基呈方形，高約146m，不愧為人間奇跡。第二階段為近代土木工程，時間跨度從17世紀中葉到20世紀中葉，前后約300年間，這一階段土木工程的特征是：建造材料從天然材料為主轉為人造材料為主，如1824年波特蘭水泥的發(fā)明，和1856年轉爐煉鋼的成功使混凝土和鋼材成為土木工程的主要建造材料，推動了鋼筋混凝土結構和鋼結構在土木工程中的廣泛應用，從根本上改變了土木工程的結構形式。建造理論從主要以總結長期建造經(jīng)驗向重視科學理論兼顧經(jīng)驗轉變。這一轉換可以從1683年意大利的伽利略用公式表達了梁的設計理論和1660年英國的虎克提出虎克定律為起點，以后許多研究者從多個不同的領域相繼提出了開創(chuàng)性的新理論，如：1687年英國的牛頓提出了理學三大定律，為經(jīng)典理論力學的發(fā)展奠定了基礎；1744年瑞典的歐拉建立柱軸心受壓時的屈曲理論，為結構和構件的穩(wěn)定分析開辟了新天地；1733年法國的庫倫提出了材料強度的概念和擋土墻上的土壓力理論；1825年的維納建立了結構設計的容許應力分析法，為結構設計理論提供了通用的方法。19世紀末里特爾應用極限平衡概念提出了鋼筋混凝土設計理論，1866年美國的杰克遜提出了預應力混凝土的想法，后于1930年由法國的弗雷西內(nèi)研制成功；20世紀上半葉美國的克勞斯提出了力矩分配法，使鋼結構的分析簡便可行，促進了鋼架結構的應用；同時期奧地利的泰沙基提出了土的固結、側壓力、承載力等理論，奠定了土力學學科的基礎。在這些開創(chuàng)性研究的引領下，土木工程的建造理論發(fā)展成為一門完整的學科——結構工程。在科學理論的指導下，土木工程的結構體系發(fā)生了本質(zhì)性的變化，出現(xiàn)了許多受力合理、結構新穎、用料經(jīng)濟的前所未有的新結構。1863年美國采用的框架結構建造高層建筑，1889～1890年法國和美國分別采用空間桁架結構建造鐵塔和鐵路鐵橋，1825年在英國出現(xiàn)了懸索橋，同年美國建成了鐵路，1863年英國建成了地下鐵道，1921年德國建成了高速公路。一些現(xiàn)代結構也開始出現(xiàn)，如20世紀20年代的懸索屋蓋，20世紀30年代的高拱中立壩，20世紀40年代的近海石油鉆探平臺。建造技術從手工工具為主發(fā)展成為大規(guī)模使用施工機械，一些性能優(yōu)異的大型機械不斷出現(xiàn)，并創(chuàng)造出各種既有成效的施工方法，人們開始能使用大型施工機械建造結構復雜或所處環(huán)境惡劣的土木工程。在近代土木工程中，由于建造材料、建造理論和建造技術的進步，出現(xiàn)了不少舉世矚目的土木工程，如1889年在法國巴黎建成的埃菲爾鐵塔，高300m；1931年在美國紐約落成的帝國大廈，共102層，高381m；1937年在美國舊金山建造的金門懸索橋，跨度1280m；1936年美國建成的胡佛壩是當時最高的重力曲形壩，這些工程至今仍不失為偉大的土木工程。第三階段為現(xiàn)代土木工程，時間起點可定為20世紀中葉。這一階段土木工程的特征是土木工程與高新技術相結合。隨著化學工業(yè)和冶金技術的不斷發(fā)展，通過摻添加劑已能配置高性能和高強度的混凝土；用人造陶粒配置的混凝土是一種輕質(zhì)高強的材料，可以建造更為經(jīng)濟的高層建筑；先進的冶金和軋鋼技術已能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高強的低合金鋼，大規(guī)格寬翼緣工字鋼以及冷加工成型的高效冷彎型鋼，開創(chuàng)了現(xiàn)代鋼結構的一個嶄新的時代。高分子化學的發(fā)展，使高分子材料開始用于結構，出現(xiàn)了膜結構這一新結構形式。玻璃工業(yè)的發(fā)展，鋼化玻璃的生產(chǎn)，是新穎的玻璃結構開始出現(xiàn)。電子計算機的誕生，完全改變了理論的面貌。憑借電子計算機的強大運算和繪圖能力，分析理論已能超越線彈性而考慮材料非線性和幾何非線性；已能脫離解析解的束縛，采用數(shù)值解對結構的受力進行仿真；已不但能做靜力分析，也能做動力分析等等，使許應力設計方法進入到基于概率理論的可靠度設計方法。由于分析計算理論的進步，使結構設計更為自由，可以采取各種結構體系，各種結構形體。一些新穎的機構如任意曲面形式的網(wǎng)殼結構、各種形式的張拉結構、各種類型的斜拉橋、各種外形的索寞結構、各種不同深度的海洋石油鉆井平臺、各種不同巖土性質(zhì)的隧道、地下鐵道等，如雨后春筍辦的到處涌現(xiàn)。從單一的使用施工機械發(fā)展到機—電—計算機的一體化。對于復雜的施工，實現(xiàn)了全過程自動監(jiān)測和計算機控制，使施工質(zhì)量大大提高，施工進度大大加快，無論是施工過程中需要上天、入地還是翻山下海，都已不再成為施工的障礙。在鋼結構施工中，焊接技術的引入和普遍使用，大大簡化了鋼結構的構造和制作，同時焊連接又能最大限度地適應鋼結構多變體型的需要，從而使鋼結構的發(fā)展進入了一個新的階段。5土木工程的現(xiàn)狀在現(xiàn)代化土木工程中，體現(xiàn)時代特征的土木工程已不再是一些個體工程，它已于世界經(jīng)濟的高的發(fā)展聯(lián)系在一起。隨著經(jīng)濟發(fā)展，人口的增長和城市化進程的加速，出現(xiàn)了一大批高度超過100m的高層建筑，其中最為引人矚目的有：1974年美國芝加哥建成的西爾斯大廈，高433m；1996年馬來西亞吉隆坡建成的石油大廈雙塔樓，高452m；1998年我國上海建成的國際金融中心，高580m。為了適應經(jīng)濟的發(fā)展，各國都大量投資于基礎設施建設，建造了大量跨度超過1000m的懸索橋和跨度超過500m的斜拉橋，其中最為引人矚目的有：1998年日本建成的明石海峽懸索橋，主跨長1991m；1997年丹麥建成的大海帶鏈懸索橋，主跨長1624m；1999年我國建成的江陰懸索橋，主跨長1385m；2005年我國建成的潤揚懸索橋，主跨1490m；1995年法國建成的諾曼底斜拉橋，主跨長856m；1993年我國建成的山海楊浦斜拉橋，主跨長602m；1999年日本建成的多多羅斜拉橋，主跨長890m。由于日本和丹麥自20世紀60年代率先啟動的跨海工程，引發(fā)了世界各國海底隧道的興建熱潮，我國也有7個跨海工程正在興建或規(guī)劃中。日本已于1985年完成了穿越津輕海峽。埋深100m；，埋深45m。高速鐵路的出現(xiàn)使得時空距離不再遙遠，1964年日本建成了時速達210km的新干線高速鐵路；1981年法國建成巴黎到里昂的高速鐵路，時速高達270km；2004年中國在上海建成了時速達412km的磁懸浮高速列車。由于經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國建設了許多水電站，其中三峽水電站的發(fā)電容量高達1820萬kW，創(chuàng)世界記錄；在高度方面，后正在建設的雅礱江錦屏水電站，壩高305m，為世界之最；瀾滄江的小灣水電站壩高292m，也為世界矚目。也有許多極具現(xiàn)代氣息的建筑，如1998年英國建成的倫敦千年穹頂，為320m覆蓋跨度的索膜結構；2004年我國建成的南京奧林匹克體育中心，為與地面成45176。傾角的兩個