改革开放以来,我国大规模基础设施建设对结构工程产生巨大需求。随着一大批标志性重大土木工程在我国建成、结构规模以及复杂程度不断刷新,我国结构工程在材料、结构体系、结构设计与分析以及施工等各个方面的科技水平取得了突飞猛进的发展,达到了前所未有的高度。随着中央城镇化工作会议将新型城镇化建设作为中国未来发展的重要战略,城镇与基础设施建设将成为中国未来经济社会发展的重要引擎,这必将有力推动我国结构工程新一轮的飞速发展,并为我国结构工程学科水平跻身国际前列提供前所未有的契机。
然而,我国土木工程建设虽然取得了巨大的成就,但在资源能源消耗、环境保护、使用寿命、安全可靠、抗灾能力等方面仍存在很多亟待解决的迫切问题,已成为我国结构工程领域当前面临的重大挑战。2009年,中国工程院战略咨询项目“土木学科发展现状及前沿发展方向研究”综合报告指出:“我国的建筑能耗占国家全部能耗的32%,已经成为国家单项能耗最大的行业;每年我国消耗全球一半的钢铁和水泥用于建筑业,而水泥和钢铁的碳排放量占到总排放量的30%以上;我国大规模的基础设施建设产生了大量的建筑垃圾,我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30% ~40%”。我国存在大量建筑、桥梁等基础设施远未达到设计使用年限就严重劣化,耐久性堪忧。浙江大学于2004年开展的结构耐久性调查表明,我国东南沿海地区兴建的大量公路桥梁存在严重的耐久性问题,兼顾不同的建成年份、结构型式和规模选择的37 座代表性桥梁中基本完好的仅2 座。我国土木工程事故频发,桥梁垮塌、脚手架坍塌等时有发生,表明安全可靠这一最基本的结构性能要求仍未完全解决。作为世界上自然灾害多发的国家之一,我国面临的灾害风险日趋严重,其中土木工程作为灾害的主要载体,负有难以推卸的责任。(www.daowen.com)
近年来,结构工程暴露出来的上述种种问题,和当今世界可持续发展的大潮流是不相称的,不仅难以保持结构工程本身的长期协调发展,而且还将损害子孙后代的长远利益。可持续发展战略是人类社会经历近半个世纪的教训与争论所逐渐形成的共识。1962年,雷切尔·卡逊发表《寂静的春天》第一次唤起人类对环境保护的关注。随着1968年罗马俱乐部发表《增长的极限》和1987年世界资源与环境委员会发表《我们共同的未来》,可持续发展逐渐成了人类世界发展的新纲领。1992年的联合国大会正式描绘了可持续发展战略的目标蓝图,把“可持续发展”定义为:既符合当代人类的需求,又不致损害后代人满足其需求能力的发展。随即1996年国际桥梁与结构工程协会发出了国际工程界的第一声“可持续发展宣言”。但是,2002年联合国大会的宣言中却明确指出:“1992年联合国会议所确定的目标没有实现”,并且直到今天,环境污染、资源短缺等问题仍非常严峻,这其中土木工程师责任重大,因为土木工程是对自然界影响最大的一项人类活动。结构工程师创造的每一项土木工程作品究竟会对我们的子孙后代产生怎样的影响,值得我们认真反思。
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