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      一、公共土木工程的概念與特征

        土木工程是建造各類工程設施的科學技術的統稱。它既指所應用的材料、設備和所進行的勘測、設計、施工、保養維修等技術活動;也指工程建設的對象,即建造在地上或地下、陸上或水中 ,直接或間接為人類生活、生產、軍事、科研服務的各種工程設施,例如房屋、道路、鐵路、運輸管道、隧道、橋梁、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平臺、給水和排水以及防護工程等。

      建造工程設施的物質基礎是土地、建筑材料、建筑設備和施工機具。借助于這些物質條件,經濟而便捷地建成既能滿足人們使用要求和審美要求,又能安全承受各種荷載的工程設施,是土木工程學科的出發點和歸宿。

      土木工程歷史上的三次飛躍

      對土木工程的發展起關鍵作用的,首先是作為工程物質基礎的土木建筑材料,其次是隨之發展起來的設計理論和施工技術。每當出現新的優良的建筑材料時,土木工程就 會有飛躍式的發展。

      人們在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料從事營造活動,后來出現了磚和瓦這種人工建筑材料,使人類第一次沖破了天然建筑材料的束縛。中國在公元前十一世紀 的西周初期制造出瓦。最早的磚出現在公元前五世紀至公元前三世紀戰國時的墓室中。磚和瓦具有比土更優越的力學性能,可以就地取材,而又易于加工制作。

      磚和瓦的出現使人們開始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技術得到了飛速的發展。直至18~19世紀,在長達兩千多年時間里,磚和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,為人類文明作出了偉大的貢獻,甚至在目前還被廣泛采用。

      鋼材的大量應用是土木工程的第二次飛躍。 十七世紀70年代開始使用生鐵、十九世紀初開始使用熟鐵建造橋梁和房屋,這是鋼結構出現的前奏。

      從十九世紀中葉開始,冶金業冶煉并軋制出抗拉和抗壓強度都很高、延性好、質量均勻的建筑鋼材,隨后又生產出高強度鋼絲、鋼索 。于是適應發展需要的鋼結構得到蓬勃發展。除應用原有的梁、拱結構外,新興的桁架、框架、網架結構、懸索結構逐漸推廣,出現了結構形式百花爭艷的局面。

      建筑物跨徑從磚結構、石結構、木結構的幾米、幾十米發展到鋼結構的百米、幾百米,直到現代的千米以上。于是在大江、海峽上架起大橋,在地面上建造起摩天大樓和高聳鐵塔,甚至在地面下鋪設鐵路,創造出前所未有的奇跡。

      土木工程的特點

      建造一項工程設施一般要經過勘察、設計和施工三個階段,需要運用工程地質勘察、水文地質勘察、工程測量、土力學、工程力學、工程設計、建筑材料、建筑設備、工程機械、建筑經濟等學科和施工技術、施工組織等領域的知識 ,以及電子計算機和力學測試等技術。因而土木工程是一門范圍廣闊的綜合性學科。隨著科學技術的進步和工程實踐的發展,土木工程這個學科也已發展成為內涵廣泛、門類眾多、結構復雜的綜合體系。

      土木工程是伴隨著人類社會的發展而發展起來的。它所建造的工程設施反映出各個歷史時期社會經濟、文化、科學、技術發展的面貌,因而土木工程也就成為社會歷史發展的見證之一。

      遠古時代,人們就開始修筑簡陋的房舍、道路、橋梁和溝澶,以滿足簡單的生活和生產需要。后來,人們為了適應戰爭、生產和生活以及宗教傳播的需要,興建了城池、運河、宮殿、寺廟以及其他各種建筑物。

      許多著名的工程設施顯示出人類在這個歷史時期的創造力。例如,中國的長城、都江堰、大運河、趙州橋、應縣木塔,埃及的金字塔,希臘的巴臺農神廟,羅馬的給水工程、科洛西姆圓形競技場(羅馬大斗獸場),以及其他許多著名的教堂、宮殿等。

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