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世界上最離譜的工程:美國花費800萬美元建橋,4個月後被風吹塌了

作者:許又史
本文所述内容,皆有官方可靠資訊來源,贅述于本文結尾。
世界上最離譜的工程:美國花費800萬美元建橋,4個月後被風吹塌了

現代化雄偉壯麗的建築

縱觀世界建築的發展史,凡是能夠在人類曆史上留下濃厚筆墨的建築,毫無疑問都是需要耗費大量的人力、巨額的資金以及設計嚴謹的圖紙等......

像中國的萬裡長城、北京故宮,埃及的金字塔,法國的埃菲爾鐵塔等,這些都是世界建築史上極具代表性的。

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但是有一些建築雖然也具備了人力、資金、圖紙這三個關鍵要素,最終卻被譽為了“世界最離譜”的工程。

今天我們所講的這兩大建築都是由美國所建造的,雖然最終都以失敗告終了,但在一些人的眼中卻有意料之外的收獲。

美國的搖擺大橋

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橋梁的出現無疑是建築史上最偉大的奇迹之一,在科技不發達的年代裡,它以最簡單的方式,幫助人類克服了空間上的障礙。

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趙州橋

在很長的一段時間裡,中國的橋梁技術一直是領先世界的水準,尤其是在宋朝時期,大陸湧現出了許多規模宏大的闆橋梁。

可以說中國橋梁的發展,對推動世界橋梁的發展起到了至關重要的作用。

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到了近代時期,在兩次工業革命的推動下,西方國家率先發明了鋼筋、混凝土等先進建築材料,并将此技術廣泛應用到了各大建築領域,其中便包括橋梁。

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金門大橋

1937年,美國舊金山的代表性建築“金門大橋”正式完工通車。

此後金門大橋便一直是懸索橋界的傑出代表,它不僅在大型懸索橋工程中一直扮演着領頭羊的角色,而且也是所有大工程建造和營運管理的一個标杆。

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于是在金門大橋建成一年後,華盛頓便決定也修建一座跨海大橋,也就是聞名世界的——塔科馬海峽大橋。

不過塔科馬海峽大橋的“聞名世界”的方式有些特别,它是以失敗而聞名的。

當時美國正處于經濟大蕭條時期,是以政府的财政撥款十分有限。

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萊昂·莫伊塞夫

于是負責該橋梁的工程師萊昂·莫伊塞夫,另辟蹊徑的将原本計劃修建的傳統吊橋,改成了更優雅,更具觀賞性橋梁。

當時政府計劃撥款1100萬美元,但是金門大橋的設計師萊昂·莫伊塞夫向政府送出了一份特立獨行的建造方案。

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萊昂·莫伊塞夫提議采用8英尺(2.4米)高的鋼闆梁替代傳統的方案。

他還提出了一套彈性理論,認為自己的設計能夠在保證安全的前提下,使鋼梁變窄,并且使大橋更優雅,更具觀賞性,同時也降低建造成本。

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最終萊昂·莫伊塞夫這個既有創新性、又經濟實惠的設計方案,從當時衆多的設計方案中脫穎而出。

就這樣在耗時3年後,塔科馬海峽大橋于1940年7月1日正式通車,最終的建造成本為800萬美元。

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這座流線型的懸索橋在還未完工時,就被施勞工員戲稱為“舞動的格蒂”,這是因為在建造過程中這座橋就經常出現異常的晃動。

但是按照設計塔科馬海峽大橋能夠抵禦時速高達180公裡的大風,并且為了保險起見工程師還在塔橋上安裝了4個緩沖裝置,能夠降低橋梁受到的震動。

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1940年7月11日,塔科馬海峽大橋按計劃正式開通通車,同時也順利成為了全世界排名第三的吊橋,僅次于紐約的喬治·華盛頓大橋和舊金山的金門大橋。

但是通車後沒多久,人們便發現塔科馬海峽大橋會在有風的天氣随風擺動,但是當時的衆人都沒有将其當做一回事。

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并且很多人還不遠千裡專程趕到塔科馬海峽大橋,隻會體會它随風搖擺的刺激感,在當時這座橋妥妥的就是人們眼中的“網紅橋”。

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但是就在同年的11月7日,也就是塔科馬海峽大橋開通後四個月時,随着一陣強風襲來,整個橋體竟然跟着一起大幅度的搖晃起來。

這在當時吓壞了橋上的衆多司機,人們紛紛開始猛踩油門,想要快點逃離這個是非之地。

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這個途中甚至有個慌亂司機,為了逃命不得不将自己的愛車和愛犬都丢在了橋上。

當天中午11點,塔科馬海峽大橋終于承受不住風力的拉扯,在衆人的注視下轟然倒塌。

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這座投資800萬美金,曆時多年建造完成的世界級的懸索橋,竟在通車僅4個月後,便坍塌了!

并且還是被風給吹塌的,要知道當天的風速才60Km/h,這在揚言能夠抵禦時速高達180公裡大風的塔科馬海峽大橋明前,不過也就是稍大些的“微風”罷了。

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好在據相關資料顯示,這次事故沒有造成任何人員的傷亡,這或許算是不幸中的萬幸了。

根據事後衆多專家的分析,人們才意識到塔科馬海峽大橋的倒塌并非意外,而是在設計時就命中注定會有倒塌的那天。

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其實在建造時工程師就發現了,塔科馬海峽大橋存在一定的隐患,但是出于各種原因,他們沒有采取任何的補救措施。

最終造成塔科馬海峽大橋倒塌的原因,其實是一種較為常見的實體現象——卡門渦街。

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大橋倒塌當天,風吹橋面時産生的渦流導緻橋身産生了共振現象,進而才造成了大橋倒塌。

雖然這種實體現象在現實生活中普遍存在,但卻是人們首次發現這種情況。

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于是有了塔科馬海峽大橋的教訓後,人們在建造橋梁前,都會将空氣動力學和共振實驗作為一個關鍵性因素進行考慮。

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并且之後所有的橋梁,無論是整體還是局部,都必須通過嚴格的數學分析和風洞測試,隻有合格後才能使用。

塔科馬海峽大橋本身無疑是件失敗的建築作品,但是它對于現代建築學的發展卻有着至關重要的作用。

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直到現在,塔科馬海峽大橋案例依舊被衆多教材認為是極其經典的素材,對學習工程學、建築學和實體學的學生起着警示的作用。

如果說塔科馬海峽大橋的失敗,是受限于那個時代空氣動力學和共振學的不完善,那麼接下來要講的這個工程,它的失敗或許是受限于人類整體的科技水準。

人造小地球——生物圈2号

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這個曾經出現在人教版七年級上冊《生物》課本中的——生物圈2号。

當時美國為了驗證人類可以在脫離地球的基礎上,建立一個可持續的生态系統。

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之是以這樣做的目的便是,為了将來人類能夠在外太空甚至是月球、火星等地外行星的生存做好準備。

于是美國的幾家财團共同出資,耗資1.5億美元,曆時8年之久,打造了一個人造的封閉生态系統生物圈2号,也被稱作人造“小地球”。

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生物圈2号可以說集齊了全球最頂尖的各項先進技術,在當時可是轟動全世界的壯舉。

1991年9月26日,4男4女一共8名科研人員首次進駐了生物圈2号,他們想要證明這座人造的生态系統能夠長時間的維持人類的正常生存活動。

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在這期間,這8名科研人員在生物圈2号這個完全密閉的環境中,進行了各項實驗,對大氣、水和廢物循環利用及食物生産進行了廣泛而系統的科學研究。

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在生物圈2号中,能夠利用機械系統模拟地球各種的自然環境,比如制造海洋波浪、瀑布以及按照季節要求控制風、雨、濕度等。

并且科研人員還能裡面實作氧氣循環、海水淡化以及有毒有害氣體淨化等。

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生物圈2号裡的人造海

但是随着8名科研人員呆的時間越來越長,生物圈2号也逐漸暴露出了各種問題。

其中最緻命的便是生物圈2号的氧氣與二氧化碳的大氣組成比例,無法自行達到平衡。

通俗點來說就是随着時間流逝,生物圈2号中将失去人類生存必需的——氧氣。

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于是在曆經21個月後,這8名科研人員于1993年6月26日攜手走出了,封閉将近兩年的生物圈2号。

同時這也意味着生物圈2号項目,最終還是以失敗告終了。

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經過多方面的分析後,專家認為是生物圈2号内的水泥建築物影響到了正常的碳循環。

同時因為生物圈2号中的物種多樣性相對單一,多數動植物無法正常生長或生殖,是以它們滅絕的速度比預期的還要快。

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對外開放的生物圈2号

經過衆多領域的專家廣泛的讨論後,一緻認為“生物圈2号”實驗未達到原先設計者的預定目标,是一個失敗的項目。

不過“生物圈2号”對于全人類來說,無疑是具有極為特殊的意義的。

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空間站中的宇航員

它證明了在已知的科學技術條件下,人類一旦離開了地球将難以長久的生存。

同時也證明了一個十分重要的觀點:目前地球仍是人類唯一能依賴的維生系統。

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不過生物圈2号無論從規模、技術難度和複雜程度,以及所取得的效果來看,都無愧于人類科學史最偉大的傑作。

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雖然生物圈2号最終失敗了,但是這同時也給人類上了很好的一課:我們需要更加珍惜人類賴以生存的地球。

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文章信源:世界新聞網(金門大橋重漆-75年來首次),人教版七年級上冊《生物》,國家科技圖書文獻中心("生物圈2号"難圓超越地球之夢),國家科技圖書文獻中心(“生物圈2号”沉浮錄)。

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