架與橋體之間曲直相交的中承式結構也會露出一定的拱架。
因此我決定使用下承式,也就是讓剛矽拱架整個位于橋梁上方,同時在它的兩邊建造樓房,這樣便可以把整個拱架擋住,使人們誤以為它無墩無拱——實際上是真無墩而假無拱。
”
“正蓋的那些樓房都是摩天大廈嗎?”對此我深表懷疑。
“那麼長的拱,隻要稍微有一點曲率拱高就相當巨大,能遮住嗎?”
“拱的曲率的确相當小,在中央地段你甚至會誤以為它與橋面平行。
”市長說這話時神情頗為淘氣。
“正在建設的樓房已經遮住它了,難道你沒注意到它在樓群中的生長?”
我這才明白校園建設為什麼要與橋梁建設同步。
但我感到這種掩蓋沒有任何意義,這種刻意追求形式的做法根本不符合工業文明的原則。
“還是那句話,隻是為了起到一種震撼效果。
”市長同意我的看法。
“數百年來,海峽為海上航行帶來了方便,卻也起着阻礙陸路交通的作用。
随着政治經濟文化交往的日益發展,在海峽上架設橋梁,實現海峽交通的主體布局,已成為一種迫切需要。
而現在——”市長稍做停頓。
“當公衆普遍認為美學意識在當前我們這個唯物質主義的時代裡正在逐漸衰退的時候,我唯一能夠說服他們的隻有一點,那就是——可以表現的強大的工業文明就是美的。
”
工業文明就是美的。
我同意。
但是這種美将付出代價。
“兩邊大廈中間路,這是一個獨特的造型。
從力學觀點來說無洩可擊,隻不過是舊瓶裝新酒,而從美學觀點上看則顯得格外出衆别具一格。
”市長的得意溢于言表。
“我計劃把這一造型叫做‘塔科馬峽谷’。
”
我不禁愕然得瞠目結舌。
“看來小夥子還真有不少橋梁史知識。
”市長為自己剛才最後一句話所起到的效果沾沾自喜,微笑着揮揮手表示我可以退場了。
“但我這個人從不迷信,甚至喜
【7】
每一名建築工程師都了解這樣一個事實:在上個世紀上半葉,橫跨于美國華盛頓州普吉特海峽塔科馬峽谷上的一座鋼結構大橋被風“刮”斷了。
我回到自己的寓所,再次觀看網絡中有關塔科馬大橋悲壯的史詩般鏡頭:
1940年7月1日,造型優美的塔科馬鋼鐵大橋建成通車。
大橋剛投入使用就出現上下起伏的振動,引得許多人驅車前往享受這種奇妙的感覺。
11月7日晨7:00,順峽谷刮來的8級大風帶着人耳不能聽到的振蕩,激起了大橋本身的諧振。
在持續3個小時的大波動中,整座大橋的上下起伏竟達1米之多。
10:00時振動變得更加強烈了,其幅度之大簡直令人難以置信。
數千噸重的鋼鐵大橋由剛性變成了柔性,像一條緞帶一樣以8.5米的振幅左右來回起伏飄蕩。
高達數米的長長波浪在沉重的結構上緩慢爬行,從側面看起來就像是一條正在發怒的巨蟒。
在整個過程中共振在不斷地逐漸加強,但是誰也想不到将會産生什麼樣的後果。
結局本來是設計師們應該預料到的,現在它馬上就要發生了。
11:10,正在橋上觀測的一位教授保證說:大橋絕對安全。
可他話音剛落,大橋就開始斷裂,教授沿着橋上的标志線安全地退了下來。
就在這一瞬之間,橋上那承受着大橋重量的鋼索在怪物般起伏的進攻下失去了束縛力,猝然而斷。
大橋的主體從天而降,整個拍落到萬丈深淵。
橋上的其他構件也難逃噩運,仿佛電影中的慢鏡頭一樣,各種構件像巨人手中的玩具一樣飛旋而去。
當時正在橋中央的一名記者趕忙鑽出汽車,拼命抓住橋邊的欄杆,用手和膝蓋爬行着脫了險。
整座大橋坍塌了!車裡的小狗和汽車一起從橋上掉落,成為這次事故的唯一犧牲者。
在觀看這些鏡頭的同時,由于近來對橋梁發展史的偏愛,我專門注意了塔科馬大橋的跨徑——853米。
網絡有關區域除了存有事故本身的資料,還張貼有許多有趣的轶聞,比如——
事故發生後人們才得知,大橋投保額達800萬美元的保險金早已被保險公司的一名外勤工作人員私吞,為此他當然锒铛入獄。
不過這名貪污犯譏诮地指出,假使此事再晚發生一周他就能逃脫幹系,因為那時大橋管理人員将取消所有的保險合同,他們堅信大橋安全可靠萬無一失。
當地銀行本來在橋邊立有一塊招牌,宣稱他們的銀行“像塔科馬大橋一樣可靠”,可大橋一塌他們慌忙把它拆除了。
再比如——
大橋坍塌後州長在演說中聲稱:“我們還要照以前那樣建造一個完全一樣的橋!”著名工程師馮·卡門聽說後馬上給州長拍發了一份電報,“如果你要照以前那樣修建一個完全一樣的橋,那它就會完全照以前那樣倒塌在完全一樣的那裡。
”
“塔科馬大橋毀于共振。
”在我的虛心請教下,郭威向我解釋了馮·卡門看似詛咒的警告。
“對于加勁鋼闆梁懸索橋來說,當橋面距離空曠水域的水面較高時,風力就會使它們發生振動。
因為當穩定的層流風吹向障礙物時,風力将分流繞過其斷面而形成交替周期性的渦流脫落,這又被稱為馮·卡門渦流街——懂嗎?”
“不懂。
”我誠實地搖頭。
“說的通俗一點,流動的空氣在繞過障礙物時會迫其産生振動,當振動達到一定程度時就會引起障礙物的共振,共振使振幅逐漸增大,橋沒有不塌的。
這懂嗎?”
“你一開始就該這麼講。
”我說。
“當時的風速好像才每秒鐘19米。
”
“不小了,時速快70千米了,馬路上的汽車跑出這個速度很容易。
再說共振對于建築物和構築物的危害程度并不僅僅取決于風速大小。
”郭威進一步闡述這一問題。
“英國也發生過一起類似事件,1831年一隊士兵通過曼徹思特附近的布勞頓吊橋時,整齊的正步使橋梁發生共振而倒塌。
從此以後軍隊規定,士兵在列隊過橋時應改走便步,以免共振毀橋。
”
明天将進行白令大橋的剪彩儀式。
是夜,我反複流覽塔科馬蒙難的鏡頭,每次重溫都有一種巨大的傷感襲上心頭。
我認為這種情感源于擔心文明被摧毀的一種恐懼。
我在觀看上個世紀那部恐龍影片時的感受可以印證這一點。
當我目睹中年科學家為救護險境中的三名同伴而被恐龍撕吃時,當我看到男主人公為掩護情人女兒挺身而出主動吸引恐龍注意力時,我沒有絲毫感動;但是,當我看到整個人類隊列被巨大的低等生物恐龍所驅趕着瘋狂奔跑的時候,當我看到兩雙本應操縱鍵盤的手不得不為生存而拼命挖掘泥土最後卻依舊未能如願逃生的時候,我禁不住熱淚盈眶。
個體的犧牲已很難喚起我的情感,隻有在文明被踐踏時才會使我感到深深的難過。
事實上,我感到自己正在一天天地被工業文明所詢喚,在它巨大的籠罩之下金屬般冰冷的邏輯已在我腦海中留下了深深的印刻。
在強大的工業文明面前,我一籌莫展;在強大的工業文明面前,我目光遊離;在強大的工業文明面前,我徘徊猶豫。
郭威告訴我,塔科馬悲劇使後來的懸索橋設計出現了以下的形式,美國工程師采取的解決辦法就是采用高達10到12米的加勁桁架,并在桁架的頂部和底部設置風撐,這樣産生的強大抗彎剛度和抗扭剛度可抵抗産生振動的風力影響。
後來重新建造的塔科馬大橋就采用了這種桁架形式。
但是,由于抗風穩定需要而産生的這種形式使懸索橋的美學質量受到很大的影響。
美學質量!這也就是市長為什麼不肯要橋墩、明拱和懸索的原因。
但是我認為他忘記了他所崇敬的萊昂哈特老師的一句話:“質量和美必須統一起來,質量居第一優先的地位。
”
在後來的半個多世紀,橋梁界引用航空工程的成果深入研究了有關橋梁的風振問題,而且取得了良好的效果。
但是早在事故發生後13年,這位萊昂哈特教授就曾就此向美國一些橋梁工程師提出了自己的想法。
他認為首先要避免産生造成橋梁危險性振動的風力,而不是通過增加桁架箱梁剛度的辦法來抵抗風力,增大桁架的做法甚至會增大風荷載。
這種設想可以通過選用具有良好主動性能的橋面來實現,這樣的橋面氣流不緻産生渦流,同時由于風力産生的反力也将大大減小;僅僅用一根纜索懸吊橋面就可以進一步防止振動産生的危險性扭轉,單索懸索橋就是在這個思路指引下産生的。
還是回到鏡頭中來,因為在這裡我得到的已不