金门大桥是如何建造的?

金门大桥是什么?

金门大桥是连接美国马林县和旧金山的一座吊桥。美国土木工程师协会宣布这座桥是现代世界的奇迹之一。这座桥是装饰艺术建筑的最佳典范之一。

大桥跨度1280米，高227米。Frommer's旅游指南将这座桥描述为“可能是世界上最美丽的桥，当然也是上镜最多的桥。”本文将探讨金门大桥的历史及其建筑。

金门大桥的历史

19世纪20年代早期，轮渡服务将马林县与旧金山连接起来。水运是最初的目标。为了支持旧金山的经济，需要有效的连接，因此建造一座桥梁是不可避免的。但由于强大的洋流和不断旋转的潮汐，建造一座桥将是极其困难的。

1916年，工程专业学生詹姆斯·威尔金斯在《旧金山公报》上发表了一篇关于这座耗资1亿美元大桥的文章。他还询问是否可以用更少的钱建造。一位名叫约瑟夫·施特劳斯的雄心勃勃的工程师兼诗人回答说，可以花1700万美元建造一座悬臂桥。

设计工程师的一些意见建议建造一座吊桥。最终，吊桥的概念得到了当局的批准。然而，由于渡轮服务的竞争，南太平洋铁路公司反对这座桥。此外，美国陆军部担心这座桥可能会阻碍船只的航行。美国海军认为，对撞桥事件的破坏可能会阻止人们进入其主要港口。

在解决了所有的不足之后，这座桥于1933年1月5日开始建造。约瑟夫·施特劳斯仍然是这个项目的负责人。这座桥于1937年5月27日开放。

悬索桥是什么?

悬索桥是一种桥面由缆索从两端的垂直塔上悬吊起来的桥。电缆应呈抛物线状。连接甲板和主电缆的大量电缆将从头到尾支撑桥梁。在桥的末端，主缆被锚定。

使用悬索桥可以在一个跨度内跨越很长的距离。对于两公里以上的路段，它们很有用。建于1915年的土耳其Çanakkale桥是世界上最长的悬索桥。

金门大桥建设的挑战与对策

平衡力量

在吊桥中，平衡重量是一项至关重要的挑战。设计塔的理想高度是第一位的。一个小塔会有一个低的凹陷，不能支撑像一个大塔一样多的重量。因此，有必要保持理想的塔高。

道路甲板需要平衡，以便在有车辆时也能承受重量。当对甲板施加额外的力时，塔就会弯曲。为了保证塔的安全，负荷必须平衡。

力是如何平衡的?

悬索桥的主缆承受着巨大的张力，导致塔身向内弯曲。主电缆应延伸并固定在地面上，以消除应力。250对垂直电缆将主电缆连接到甲板上。通过主缆绳，这些缆绳将甲板的压缩力传递给塔楼。

桥的高度对力的平衡起着重要作用。在高塔设计中缆绳张力低，承重简单。因此，建筑的理想高度为746米。为了保证桥上荷载的平衡，桥从两个方向均匀地建造。

悬索支撑甲板的重量，并在有交通时平衡整体重量。然而，这座桥在1987年作为50周年庆典的一部分对车辆关闭，只允许行人通行。由于不受控制的行人交通所造成的巨大重量，桥的中间跨度已经变平了。但这座桥的设计允许它在面对重物时弯曲。

连接

桥梁最薄弱的部分总是连接。钢吊带混凝土在桥上是不实用的。混凝土本质上易碎。在一段特定的时间后，连接将开始断裂。随着时间的推移，裂缝会使桥梁变得不那么坚固。这样的桥梁甚至无法支持零散的维修。

连接是如何安全的?

吊带上装有钢甲板。路面是用钢材铺成的。钢对钢联轴器始终可靠。因此，钢框架保证了桥梁的强度。铺路的钢桥面支撑着桥梁，确保其稳定性。

什么是热膨胀?

一个成功的结构必须克服一个叫做热膨胀的重大工程挑战。混凝土和钢框架将根据天气情况膨胀或收缩。混凝土和钢筋会在温暖、阳光充足的日子膨胀。这会增加桥上的张力，最终导致桥倒塌。

热膨胀是如何解决的?

工程面临着解决热膨胀的重大问题。金门大桥的设计使它能够承受热膨胀。为了制作一个完整的桥，甲板被切割成七部分并放在一起。在关节之间，有手指伸缩关节，允许伸缩。过桥时，我们可以看到连接处。在阳光明媚的日子里，手指关节可以移动近4英尺。

钢的热膨胀比混凝土大。但如果曲面很小，这就不重要了。所以，每隔50英尺，就会形成一个小小的伸缩缝。这些接头将确保伸缩空间。

太平洋洋流

强烈而汹涌的海流和潮汐是太平洋的特征。此外，太平洋的寒冷会导致体温过高。水的中心深372米。由于强风和大雾，建桥将很困难。

太平洋洋流是如何处理的?

太平洋有强大的洋流。南侧塔必须建在水中，以缩短无支撑甲板的长度。为了保证塔的稳定性，它必须建在坚硬的地层上。炸弹最初是由训练有素的潜水员在水下引爆的。残骸被清理干净，并建造了护舷墙，以保护工人免受太平洋洋流的冲击。

钢筋混凝土板被建造在他们内部，给挡泥板墙坚固。在挡泥板墙内，放置了一个工人井、一个材料井和爆破管。工人们挖开混凝土板，让挡泥板慢慢沉入水中。之后，钢筋混凝土被用于完成塔的建造。护舷墙保护塔免受危险的太平洋洋流的冲击。

他们还打算在太平洋多风多雾的条件下顺利分娩。桁架是提前建造的，用船运到现场，然后用吊杆一次组装一个。用铆钉固定了他们的连接。

金门大桥为我们提供了持久的证据，证明人类可以带着敬畏之心改变这个星球。

——凯文·斯塔尔

金融约束

詹姆斯·威尔金斯是第一个建议花1亿美元建造这座桥的人。但作为回应，约瑟夫·施特劳斯设计了一个建造悬臂桥的计划，花费不到1700万美元，相当于今天的4.23亿美元。然而，当时的情况需要一座吊桥。在经济衰退期间寻找资金是大桥建设的一个重大障碍。

大桥的资金来源是什么?

金门大桥和公路区是由加州议会于1928年通过的一项法律建立的。它作为一个合法的组织建造了这座桥。1929年的大萧条使政府筹集资金建造这座桥变得很有挑战性。结果，该地区发行了价值3000万美元的债券。但在美国银行创始人阿马迪奥•贾尼尼1932年购买这些债券之前，出售它们都是一项挑战。

1933年的建筑工程比预算提前完成了130万美元。以今天的美元计算，该项目将耗资约5.3亿美元。

让我们感谢参与金门大桥的人们

工程师们为改善他人的生活付出了很多努力。工程师的每一项新发明都会使人们的生活更方便。乘坐普通渡轮穿越太平洋最恶劣的部分是很困难的。一位工程系学生的提议和一位工程师的回应创造了一座将人们团结在一起的最令人惊叹的桥梁。

金门大桥确实连接了这两个县和这两个县的人民。11个人为建造这座桥献出了生命。让我们花一点时间向工程师和工人们表示感谢，他们付出了这么多努力，使我们的旅程与众不同。

参考文献

• 金门大桥，维基百科，2022年11月19日访问。
• 悬索桥，林维维，叶田光彦，《桥梁工程》，2007。2022年11月20日访问。
• 工程设计．金门大桥公路和交通网站。访问日期为2022年11月21日。
• 金门大桥全动力模型．Thomas game, Cameron Vos, Rafid Morshedi等人。访问日期为2022年11月25日。
• 南塔的浴缸．金门大桥公路和交通网站。2022年11月26日访问。
• 水下作业．金门大桥公路和交通网站。访问日期为2022年11月27日。
• 金门大桥的事实和历史．访问日期为2022年11月29日。
• 邦萨尔上面材料强度。

据作者所知，这些内容是准确和真实的，并不意味着要取代来自合格专业人士的正式和个性化的建议。

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