Documento de introducción a la ingeniería civil: ¿Tomará la ingeniería civil el camino del desarrollo sostenible?
1. Comprensión de la historia, situación actual y desarrollo futuro de la ingeniería civil
1.1.1 Ingeniería civil antigua
La ingeniería civil antigua tiene una larga trayectoria temporal. , que abarca aproximadamente desde el Neolítico en el año 5000 a. C. hasta mediados del siglo XVII, hace unos 7000 años. Se han logrado logros brillantes en la construcción de viviendas, proyectos de puentes, proyectos de conservación de agua, proyectos de torres, etc. Muchas obras maestras heredadas de civilizaciones antiguas siguen en pie hoy en día. Por ejemplo, la Gran Muralla de mi país, las Pirámides de Egipto, etc. El puente Zhaozhou, construido en el siglo VI d.C., es el puente de arco abierto más antiguo del mundo. En 1991, fue seleccionado como uno de los 12 hitos de ingeniería civil del mundo por la Sociedad Estadounidense de Ingeniería Civil.
1.1.2 Ingeniería civil moderna
El lapso de tiempo de la ingeniería civil moderna se extiende desde mediados del siglo XVII hasta mediados del siglo XX, que es de unos 300 años. Durante este período, los materiales de construcción pasaron de materiales principalmente naturales a materiales principalmente artificiales, y la teoría de la construcción también pasó de resumir principalmente la experiencia de construcción a largo plazo a enfatizar la ciencia y tener en cuenta la experiencia. En términos de tecnología de la construcción, la aparición de algunas maquinarias a gran escala con un rendimiento excelente y varios métodos de construcción extremadamente efectivos han permitido a las personas comenzar a construir proyectos de ingeniería civil con estructuras complejas o entornos hostiles. La Torre Eiffel, el Empire State Building y el puente colgante Golden Gate construidos durante este período siguen siendo grandes obras de ingeniería civil hasta el día de hoy.
1.1.3 Ingeniería Civil Moderna
La ingeniería civil moderna se inició a mediados del siglo XX. Desde su desarrollo, la ingeniería civil ha logrado enormes avances en materiales de construcción, teoría estructural y tecnología de la construcción.
En cuanto a los materiales de construcción, en los edificios se utilizan cada vez más el hormigón de alta resistencia, el acero de baja aleación de alta resistencia, los materiales poliméricos y el vidrio templado. En términos de teoría estructural, utilizando las potentes capacidades informáticas y de dibujo de las computadoras electrónicas, los resultados del análisis y los cálculos mecánicos son más consistentes con los resultados reales, lo que hace que el diseño estructural sea más confiable. Para la tecnología de la construcción, se ha desarrollado hasta la integración de maquinaria, electricidad y computadoras. Durante el proceso de construcción, ya sea hacia el cielo o hacia el suelo, escalando montañas o adentrándose en el mar, ya no es un obstáculo para la construcción. y el uso generalizado de la tecnología de soldadura también ha hecho que el desarrollo de la estructura del acero haya entrado en una nueva etapa.
Los edificios mundialmente famosos creados por la ingeniería civil moderna incluyen: el Centro Financiero Internacional en Taipei, mi país, la Torre Jin Mao en Shanghai, las Torres Gemelas del Petroleum Building en Kuala Lumpur, Malasia, y el Puente atirantado de Normandía en Francia.
1.2 Comprensión de la situación actual de la ingeniería civil
La ingeniería civil actual está cada vez más integrada con su función de uso o proceso de producción.
Los equipos técnicos modernos, como la arquitectura, la estructura, el suministro de agua y drenaje, la calefacción, la ventilación, el suministro de gas y el suministro de energía necesarios para los edificios públicos y residenciales, están cada vez más integrados en un todo.
Los edificios industriales requieren temperatura constante, humedad constante, antimicrovibración, anticorrosión, antirradiación, a prueba de fuego, a prueba de explosiones, antimagnético, a prueba de polvo y resistencia a altas (bajas) temperaturas. y resistencia a la humedad alta (baja). Y se está desarrollando hacia espacios de gran envergadura, súper pesados y flexibles.
Además, ha surgido una gran cantidad de edificios de gran altura, los proyectos subterráneos se han desarrollado rápidamente, han aparecido grandes cantidades de viaductos y pasos elevados urbanos, el transporte se ha vuelto más rápido y los proyectos de conservación del agua se han hecho más grandes.
Vale la pena mencionar que después de que mi país implementó la reforma y la apertura, su fortaleza nacional integral ha mejorado enormemente y tiene las condiciones para el desarrollo y la utilización a mayor escala de los recursos hídricos, como los Tres El Proyecto de Conservación de Agua Gorges y el Proyecto de Desvío de Agua de Sur a Norte, que se encuentran entre los proyectos de conservación de agua a gran escala y de primera clase más grandes del mundo.
1.3 Comprensión del desarrollo futuro de la ingeniería civil
Con la profundización de la reforma y apertura de mi país y el rápido desarrollo económico, China enfrentará un clímax de construcción a mayor escala. Se puede decir que estamos ante un gran período de gran desarrollo de la ingeniería civil acompañado del salto de la economía nacional. Además, un entorno de desarrollo tan excelente ha recibido y seguirá recibiendo atención urgente por parte de los países occidentales.
Como generación de varios siglos, esta buena situación nos brinda una oportunidad única y sin precedentes para mostrar nuestros talentos e impactar a nivel internacional. Al mismo tiempo, también sentimos profundamente que esta es una era en la que las "oportunidades" y los "desafíos" coexisten, la "cooperación" y la "competencia" se entrelazan y la "innovación" y la "conformidad" compiten. de la ingeniería civil en el cambio de siglo? La tendencia de desarrollo de la disciplina y la creación de una nueva era de la disciplina de la ingeniería civil con características chinas y un nivel internacional de primera clase son desafíos graves para nuestra generación de este siglo.
2. Mis sentimientos y comprensión: la ingeniería civil de China debe seguir el camino del desarrollo sostenible.
La ingeniería civil de mi país tiene sus propias particularidades.
“China es el país más poblado del mundo. Un gran recurso se vuelve insignificante cuando se divide por 1.300 millones, mientras que un pequeño problema se convierte en un gran problema cuando se multiplica por 1.300 millones. Esta frase es cierta”. expresa las dificultades de nuestro país. Las reservas totales de carbón, petróleo, gas natural, agua y bosques de mi país se encuentran entre las más altas del mundo, pero sus posesiones per cápita son todas inferiores al promedio mundial. Población, energía, educación y contaminación se han convertido en los cuatro graves problemas que enfrenta nuestro país. El desarrollo sostenible es urgente. La ingeniería civil también debe adoptar una visión a largo plazo y emprender un camino de desarrollo sostenible.
Mirando alrededor del mundo, el proceso de modernización de Estados Unidos puede describirse como avanzado, y los datos actuales muestran que Estados Unidos invertirá 1,6 billones de dólares estadounidenses en el futuro para resolver las condiciones inseguras de las construcciones existentes. proyectos, como la corrosión de edificios causada por iones de cloruro, etc. Como ingenieros civiles contemporáneos, si bien heredamos los gloriosos logros de nuestros predecesores, también debemos aprender de las lecciones de los accidentes y realizar innovaciones y mejoras en el trabajo futuro para lograr el desarrollo sostenible.
2.1 Desarrollar alta tecnología y aplicar monitoreo de la salud estructural para lograr el desarrollo sostenible
Durante el uso real de la ingeniería civil, habrá diversos grados de daño o degradación del rendimiento, lo que afectará la La capacidad de carga y la durabilidad pueden incluso provocar graves accidentes de ingeniería, que provocarían numerosas víctimas y pérdidas económicas, además de graves impactos sociales. Por lo tanto, desde el momento en que se construye un edificio, es necesario estar preparado para el control, reparación y refuerzo de la salud.
2.2 Hacer un uso racional de los recursos naturales, centrarse en la reutilización de las instalaciones de ingeniería civil existentes y lograr el desarrollo sostenible
“El desarrollo sostenible es la condición para satisfacer las necesidades de las generaciones futuras sin sacrificar sus capacidades para satisfacer las necesidades actuales”.
El uso racional de los recursos naturales requiere que los ingenieros civiles tomen la iniciativa para ahorrar energía y terreno durante la construcción, uso y mantenimiento de proyectos de ingeniería civil, y maximizar el papel de las instalaciones de ingeniería civil existentes.
Por ejemplo, podemos aprovechar al máximo la ecologización de los edificios para reducir eficazmente la temperatura de la superficie de las paredes de ladrillo gris en verano, reduciendo así el uso de aire acondicionado; podemos utilizar ladrillos porosos que ahorran energía y son aislantes térmicos; o paredes compuestas como materiales de pared puede lograr la función de aislamiento térmico en invierno. También puede utilizar nuevas fuentes de energía como la energía solar y la energía térmica subterránea para reducir el consumo de recursos no renovables.
Además, la reutilización de edificios existentes es también uno de los medios importantes para el desarrollo sostenible. En este sentido, Shanghai ha adquirido una gran experiencia exitosa: un gran número de fábricas en desuso, muchas de las cuales se han transformado en salas de exposiciones, edificios de oficinas, estudios de artistas, etc. Esta transformación y reutilización no sólo cumple con los requisitos del uso moderno, sino que también ahorra energía y evita el desperdicio, lo cual es un método eficaz.
2.3 Desarrollar y utilizar recursos renovables y recursos verdes para lograr el desarrollo sostenible
Los residuos de hormigón que se desmantelan cada año en el mundo y los residuos de hormigón generados a partir de la construcción de ingeniería generarán enormes cantidades de construcción. desperdiciar. . Los residuos de construcción de mi país generan 40 millones de toneladas cada año y se generan 13,6 millones de toneladas de residuos de hormigón. La carga de trabajo de eliminación y tratamiento es grande y la contaminación ambiental es grave. Además, nuestro país es desde hace 20 años el mayor productor de cemento del mundo, lo que a su vez es una industria que consume altos recursos, mucha energía y contamina el medio ambiente.
En comparación con otros materiales, el acero y el hormigón reciclado están más en consonancia con los estándares de los materiales de construcción ecológicos, y dichos materiales de construcción ecológicos deben desarrollarse vigorosamente.
En este sentido, la Exposición Mundial de Aichi en Japón nos enseñó una lección vívida: en términos de materiales, los distintos materiales de construcción en la Exposición Mundial parecen ser de alta gama, pero muchos de ellos son residuos reciclados. . Muchas de las tablas de madera están hechas de desechos de madera de construcción y las sillas colocadas por todas partes están hechas de carcasas de televisores trituradas. La pared interior del Pabellón Toyota está hecha de papel de desecho reciclado. La sede a largo plazo del Pabellón de Japón no sólo busca la armonía entre el hombre y la naturaleza, sino que también ahorra gastos económicos. La mayor parte del acero y la madera utilizados pueden reciclarse. Al mismo tiempo, la superioridad de la pared de bambú también queda plenamente demostrada en el calor abrasador de Aichi de marzo a septiembre. El rendimiento del bambú en sí reduce en gran medida la temperatura interior y el uso de aire acondicionado también se reduce significativamente.
Esto me hizo pensar mucho: en términos de materiales de construcción, el uso de recursos naturales renovables en lugares apropiados puede ahorrar costos y al mismo tiempo lograr un desarrollo armonioso y sostenible de la ecología y la arquitectura.
Además, en la sede de Nagakute de la Expo Aichi en Japón, el Pabellón de Japón en forma de capullo se realizó utilizando paredes verdes, materiales plásticos biodegradables y madera entrecortada (madera fina cortada en el bosque) para Reducir la carga de calor. La Exposición de Aichi con el tema "La sabiduría de la naturaleza" utiliza una gran cantidad de logros científicos y tecnológicos modernos en la construcción del pabellón, destacando la protección y funcionalidad del medio ambiente, lo que refleja la búsqueda diligente de la humanidad por la belleza natural. Y esta debería ser también la dirección que deben seguir los futuros ingenieros civiles para aprender y desarrollarse. Entre la arquitectura china, el Puente Yangpu diseñado por el profesor Li Guohao también es un clásico. La estructura en espiral ascendente de la sección del puente de acceso ahorra cientos de millones de yuanes y es un modelo para lograr un desarrollo económicamente sostenible en la ingeniería civil.
Por supuesto, el desarrollo sostenible no significa perseguir ciegamente el ahorro, sino buscar el estado intermedio más razonable, que no sólo asegure que el edificio sea lo suficientemente creativo, sino que también persiga unos indicadores técnicos y económicos perfectos para obtener los máximos beneficios. con mínima inversión. Todavía tenemos que crear clásicos, pero no debe basarse en despilfarrar dinero o consumir más recursos y energía. Hoy en día, el mundo de la arquitectura ha entrado en la era de la estética ecológica. Prestar atención a la relación entre cultura, ecología, ingeniería y medio ambiente, y centrarse en la humanización, el ahorro de energía y el desarrollo sostenible son el foco de los ingenieros contemporáneos.
3. Ejemplos de ingeniería civil a mi alrededor
He mencionado muchos ejemplos de ingeniería civil anteriormente y también describí algunos de mis conocimientos sobre ellos. A continuación, me gustaría centrarme en mi comprensión del puente Sutong.
El Puente Sutong conecta las dos antiguas ciudades de Suzhou y Nantong, y ahora muestra su majestuosidad. Este puente de 32,4 kilómetros de largo es el puente en construcción más grande del mundo.
Según He Ping, subcomandante en jefe de la construcción del puente Sutong, el puente Sutong consta de tres partes: el proyecto del puente que cruza el río y los proyectos de conexión de las orillas sur y norte. Toda la línea adopta el estándar de autopista de seis carriles y doble sentido. La inversión total del puente es de aproximadamente 6.450 millones de yuanes y se espera que esté terminado a finales de 2008. El proceso de construcción del Puente Sutong superará una serie de problemas mundiales y creará lo mejor en cuatro mundos.
Luz principal máxima. El puente Sutong es un puente atirantado. Se han construido puentes atirantados desde la década de 1950, y hay más de 200 puentes atirantados de diversos tipos construidos en el mundo. En la actualidad se ha construido el puente atirantado de mayor luz del mundo, el Puente Tatara en Japón con una luz principal de 890 metros. El Puente Stonecutters en Hong Kong en construcción tiene una luz principal de 1.018 metros y el Puente Sutong. Una vez terminado, se convertirá en el puente atirantado de mayor luz del mundo.
La base más profunda. La base del muelle principal del puente Sutong consta de 131 pilotes perforados de unos 120 metros de largo y de 2,5 a 2,8 metros de diámetro. La plataforma tiene 114 metros de largo y 48 metros de ancho y cubre un área tan grande como un campo de fútbol. El pilote enterrado más grande del mundo.
El puente de la torre más alto. La torre del puente más alta construida hasta ahora es la torre de acero del Puente Tatara de 224 metros. La torre del Puente Sutong es una torre de hormigón de 300,4 metros de altura, que es 6 metros más alta que la torre del Puente Stonecutters en Hong Kong en construcción. y es la torre del puente más alta del mundo.
El cable más largo. El cable atirantado más largo del puente Sutong tiene 577 metros y el peso máximo es 59 toneladas. Es 100 metros más largo que el cable atirantado del puente Tatodoro y es el cable atirantado más largo del mundo.
Feng Maorun, ingeniero jefe del Ministerio de Transporte, dijo que el puente Sutong es el puente atirantado de mayor luz del mundo y se convertirá en el primer edificio emblemático en la transformación de China de un gran país puente a un país puente fuerte.
4. Cualidades que deben tener los profesionales de la ingeniería civil
Para convertirse en un excelente ingeniero civil, debe tener "cuatro elementos", a saber, estructura de conocimientos, habilidades prácticas, estructura de habilidades y calidad integral. y Conciencia de innovación.
La estructura del conocimiento incluye: conocimiento público básico, conocimiento profesional básico y conocimiento profesional.
En primer lugar, un excelente ingeniero civil debe tener sólidos conocimientos básicos de los asuntos públicos y, sobre la base de la familiaridad y comprensión de las ciencias naturales, una buena calidad psicológica ideológica y moral y conocimientos básicos de humanidades y sociales. ciencias esenciales.
En segundo lugar, los ingenieros excelentes también deben tener excelentes conocimientos profesionales básicos. Debe tener una comprensión sólida y una gran capacidad de aplicación de matemáticas de ingeniería, mecánica de fluidos, ingeniería geotécnica, ingeniería estructural, etc.
En tercer lugar, debes tener un conocimiento profesional profundo.
Ya sea que se dedique a la ingeniería ferroviaria, la ingeniería de túneles, la ingeniería subterránea o la ingeniería de la construcción, todo ingeniero debe tener conocimientos profesionales avanzados en la industria en la que se centra. Sólo así la industria de la ingeniería civil de mi país podrá estar a la vanguardia del mundo.
La ingeniería civil es inseparable de la práctica. Por lo tanto, los ingenieros deben poseer excelentes habilidades prácticas. Por ejemplo: habilidades de dibujo, habilidades de aplicaciones informáticas, habilidades de topografía de ingeniería y habilidades de inspección estructural, etc.
Como estudiante de pregrado en la Escuela de Ingeniería Civil, me esforzaré por dominar el lenguaje informático y las habilidades de programación durante mis cuatro años de estudio en la universidad, aprovecharé cada oportunidad para realizar prácticas en informática y practicar en física universitaria. experimentos Dominar los métodos básicos de experimentos estructurales generales en experimentos de materiales y experimentos estructurales, poseer inicialmente las habilidades de inspección estructural, hacer un buen trabajo en prácticas técnicas y diseño de cursos, y esforzarse por ganar premios en concursos de diseño estructural.
Además, la diferencia entre ingenieros y científicos es que no sólo están restringidos por leyes naturales, sino también por leyes sociales. La realización de cada plan de proyecto por parte del personal técnico y de ingeniería es una especie de "actividad social" y nunca puede ser completada por una sola persona en una habitación. Por lo tanto, debemos tener la capacidad suficiente para tratar con la sociedad y seguir las leyes sociales.
En mi estudio y en mi vida, continuaré mejorando mi capacidad de autoestudio, mejoraré mi capacidad de ingeniería a través del aprendizaje, mejoraré mi capacidad de gestión en mi trabajo estudiantil, mejoraré gradualmente mi estructura de conocimientos y cultivaré ciencia y Capacidades de desarrollo tecnológico y Trabaja más en tus habilidades de presentación y relaciones públicas.
Sin embargo, estas habilidades no constituyen un ingeniero civil que realmente pueda contribuir al desarrollo sostenible de nuestro país. Porque lo más importante para un ingeniero es tener altas cualidades morales, culturales e ideológicas. Por el bien del país y de la nación, dedícate a la causa de la patria. Por el honor del país, tenga un fuerte sentido de competencia. Poseer un método de pensamiento dialéctico materialista y un estilo de trabajo pragmático, riguroso y trabajador. Sólo así se puede llegar a ser un ingeniero civil chino cualificado.
También deberíamos ver que todavía existe una cierta brecha entre la industria de ingeniería civil de mi país y el nivel de primera clase del mundo. Por ejemplo, en el caso de muchos edificios de gran altura en China (incluido el Centro Financiero Mundial de Shanghai), casi todo el diseño de ingeniería lo realizan países extranjeros, casi todos los materiales de acero se importan del extranjero y la mayor parte de la contratación general de proyectos Es realizado por países extranjeros. Sólo la producción e instalación de estructuras de acero son realizadas por unidades nacionales que son responsables de esto. ¡Obtener derechos de propiedad intelectual completamente independientes, lograr la localización de la construcción de ingeniería y ponerse al día con los estándares internacionales requiere que nuestra generación joven lo complete!
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