20张图告诉你，130年前建成的英国跨海大桥，为何与中国长城齐名
世界历史那点事儿2020-06-21 14:02
《1890年：可以与中国长城并驾齐驱的英国跨海大桥是如何建成的？》
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关键词01：地理位置
【图1】英国福斯湾地理位置图，福斯湾横跨在湾口之上。
在英国苏格兰地区，有一条福斯河。它发源于史特灵郡的山区，向东蜿蜒行进47公里，流入福斯湾，继而注入北海。在福斯湾的昆斯费里地区，湾口相对狭小，那座让英国人引以为傲的大桥——福斯桥，就横跨在那里。
关键词02：创建背景
【图2】福斯桥全景。
自从11世纪以来，要想在昆斯费里地区穿越福斯湾，只能通过轮渡。在福斯桥开通之前，那里有四艘小渡轮，每天从早上6点到晚上10点，每15分钟发出一班。每艘渡轮最多只能装载30辆汽车。如果不幸错过了最后一班渡船，就只能绕道15英里，去走上游的金卡丁大桥。随着铁路的飞速发展，在福斯湾建一座铁路桥的呼声日益高涨。
关键词03：设计插曲
【图3】由托马斯·布奇提出的悬索桥设计方案。
福斯桥最初曾交由英国铁路工程师托马斯·布奇设计。他是世界上第一个在港口设计引入了火车轮渡滚装线的人，还协助开发了建桥所用的沉箱。但在1979年，由他设计的横跨泰湾的泰桥开通刚一年有余，就突然在一场飓风暴雨中倒塌，事故造成一辆火车坠毁，73人死亡。这使得他丢掉了设计福斯桥的工作，他所提出的悬索桥设计方案也被遗弃。
关键词04：悬臂出世
【图4】上方是悬臂桥设计方案的初稿，下方是经修改之后最终确定实施的方案。
后来，福斯桥的设计工作又转交给了英国桥梁专家约翰·福勒和本杰明·贝克。两人创造性地提出了全新的悬臂桥设计方案。在该方案中，全桥共有三个形如钻石或纺锤的桥塔。桥塔高110米，被嵌入到直径21米的花岗岩桥墩上。每座桥塔有两个伸臂，各长207米。构成主跨的两个伸臂，中间还连接着一个桁架，这使得主跨的宽度达到了521米，这也是当时世界上主跨最长的悬臂桥。
关键词05：纯钢之躯
【图5】两位设计师和一名日本工程师（中）用自己的身体，共同展示悬臂桥原理。
1882年5月19日，两位设计师提交的悬臂桥设计方案终获批准，1883年正式开工建设。悬臂桥的桥身由钢材制成，这也是英国第一座大型钢铁建筑。整座桥总共耗费了5.5万吨钢，使用了大约650万个铆钉。当时英国的炼钢技术已经取得了突飞猛进的发展，使得这一切变成了可能。而同时期世界上其他国家的大型建筑，比如法国的埃菲尔铁塔，大都还是用锻铁建造的。
关键词06：悬臂桥塔
【图6】建设中的一个悬臂桥塔，看上去错综复杂，令人叹为观止。
【图7】每个悬臂桥塔，都由四个这样的花岗岩圆形桥墩支撑。
【图8】福斯桥最外侧伸臂和高架引桥连接处的锚点，是整座桥受力的关键。
悬臂桥技术在人类桥梁史上的应用，已经有几千年的历史。在两位设计师看来，这种桥梁结构，既能够抵御狂风暴雨的侵袭，也能够承受重型货运列车的重量，是在该地区建造跨海大桥的最佳选择。悬臂桥之所以如此坚固，关键在于两个外悬臂上的锚点，分别能够承受1000吨的负荷。悬臂能够通过上臂、下拱和格构梁来平衡桥梁本身及过往列车的重量。
关键词07：沉箱技术
【图9】建桥工人在海底沉箱内工作的示意图。
【图10】建桥工人在海底沉箱内工作的真实场景。
【图10】倾斜的沉箱，其中的一角深陷海底淤泥之中，需要重新调整扶正。
【图11】悬臂桥塔下硕大的圆形桥墩，就是用沉箱技术建造而成。
为了建造桥墩，需要在海底打造地基。为此，施工方建造了六个巨大的沉箱。沉箱被拖运到需要投放的地点，采用气动方式投放。待沉箱触达海底，还需要移至正确的位置。在涨潮的时候，沉箱有海水浮力支撑，工人们就会进入沉箱，开始挖掘海底淤泥。落潮的时候，沉箱会因内部气压降低而随之下沉，工人们就会借机开始新一轮的挖掘。
关键词08：艰苦工作
【图12】建设中的福斯桥，悬臂桥塔的塔身刚刚树立起来。
【图13】建设中的福斯桥，悬臂桥塔的伸臂已经建立起来。
【图14】建设福斯桥的工人们。
【图15】建设福斯桥的工人们。
福斯桥的建设不仅工程浩大，而且异常艰苦。它从1883年开工，到1890年完工，历时7年，耗资320万英镑。高峰时期，有4600多名建筑工人在同时施工。据统计，在建设过程中，总共有73名工人因各种原因而丧生。2005年，人们成立了福斯桥纪念委员会，并为死难者建立了纪念碑。
关键词09：胜利开通
【图16】建成通车后的福斯桥桥面景象。
【图17】这是穿越福斯桥的第一列火车。
【图18】福斯桥一侧的入口。
1890年3月4日，未来英国国王爱德华七世亲自宣布——福斯桥正式开通。这座全长2467米的铁路桥，连通了从阿伯丁到伦敦的铁路线，使全程534英里的旅程不再间断。在英国人看来，这座桥是如此之大，以至于油漆工把整座大桥都刷上油漆之后，前面刷的就又掉色了，不得不从头再刷。所以至今英国仍流传着一句谚语，Paint the Forth Bridge（给福斯桥刷漆），用来形容那是一项永无休止的工作。
关键词10：不朽传奇
【图19】一艘轮船正从福斯桥的桥下通过。
【图20】雄伟壮丽的福斯桥。
福斯桥是人类桥梁史上的一座里程碑，也是英国人民的骄傲。虽然100多年过去，世界交通业已经取得了巨大飞跃，但这座钢铁巨兽依然稳固，每天依然有大约200列火车从桥上驶过。2015年7月5日，在这座桥诞生125周年之际，它被联合国教科文组织列为了世界遗产，与中国长城、雅典卫城和印度泰姬陵等人类历史上最伟大的建筑并驾齐驱。你喜欢这座桥吗？（文/世界历史那点儿事）
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