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本文所述内容,皆有官方可靠信息来源,赘述于本文结尾。
现代化雄伟壮丽的建筑
纵观世界建筑的发展史,凡是能够在人类历史上留下浓厚笔墨的建筑,毫无疑问都是需要耗费大量的人力、巨额的资金以及设计严谨的图纸等......
像中国的万里长城、北京故宫,埃及的金字塔,法国的埃菲尔铁塔等,这些都是世界建筑史上极具代表性的。
但是有一些建筑虽然也具备了人力、资金、图纸这三个关键要素,最终却被誉为了“世界最离谱”的工程。
今天我们所讲的这两大建筑都是由美国所建造的,虽然最终都以失败告终了,但在一些人的眼中却有意料之外的收获。
美国的摇摆大桥
桥梁的出现无疑是建筑史上最伟大的奇迹之一,在科技不发达的年代里,它以最简单的方式,帮助人类克服了空间上的障碍。
赵州桥
在很长的一段时间里,中国的桥梁技术一直是领先世界的水平,尤其是在宋朝时期,我国涌现出了许多规模宏大的板桥梁。
可以说中国桥梁的发展,对推动世界桥梁的发展起到了至关重要的作用。
到了近代时期,在两次工业革命的推动下,西方国家率先发明了钢筋、混凝土等先进建筑材料,并将此技术广泛应用到了各大建筑领域,其中便包括桥梁。
金门大桥
1937年,美国旧金山的代表性建筑“金门大桥”正式完工通车。
此后金门大桥便一直是悬索桥界的杰出代表,它不仅在大型悬索桥工程中一直扮演着领头羊的角色,而且也是所有大工程建造和运营管理的一个标杆。
于是在金门大桥建成一年后,华盛顿便决定也修建一座跨海大桥,也就是闻名世界的——塔科马海峡大桥。
不过塔科马海峡大桥的“闻名世界”的方式有些特别,它是以失败而闻名的。
当时美国正处于经济大萧条时期,所以政府的财政拨款十分有限。
莱昂·莫伊塞夫
于是负责该桥梁的工程师莱昂·莫伊塞夫,另辟蹊径的将原本计划修建的传统吊桥,改成了更优雅,更具观赏性桥梁。
当时政府计划拨款1100万美元,但是金门大桥的设计师莱昂·莫伊塞夫向政府提交了一份特立独行的建造方案。
莱昂·莫伊塞夫提议采用8英尺(2.4米)高的钢板梁替代传统的方案。
他还提出了一套弹性理论,认为自己的设计能够在保证安全的前提下,使钢梁变窄,并且使大桥更优雅,更具观赏性,同时也降低建造成本。
最终莱昂·莫伊塞夫这个既有创新性、又经济实惠的设计方案,从当时众多的设计方案中脱颖而出。
就这样在耗时3年后,塔科马海峡大桥于1940年7月1日正式通车,最终的建造成本为800万美元。
这座流线型的悬索桥在还未完工时,就被施工人员戏称为“舞动的格蒂”,这是因为在建造过程中这座桥就经常出现异常的晃动。
但是按照设计塔科马海峡大桥能够抵御时速高达180公里的大风,并且为了保险起见工程师还在塔桥上安装了4个缓冲装置,能够降低桥梁受到的震动。
1940年7月11日,塔科马海峡大桥按计划正式开通通车,同时也顺利成为了全世界排名第三的吊桥,仅次于纽约的乔治·华盛顿大桥和旧金山的金门大桥。
但是通车后没多久,人们便发现塔科马海峡大桥会在有风的天气随风摆动,但是当时的众人都没有将其当做一回事。
并且很多人还不远千里专程赶到塔科马海峡大桥,只会体会它随风摇摆的刺激感,在当时这座桥妥妥的就是人们眼中的“网红桥”。
但是就在同年的11月7日,也就是塔科马海峡大桥开通后四个月时,随着一阵强风袭来,整个桥体竟然跟着一起大幅度的摇晃起来。
这在当时吓坏了桥上的众多司机,人们纷纷开始猛踩油门,想要快点逃离这个是非之地。
这个途中甚至有个慌乱司机,为了逃命不得不将自己的爱车和爱犬都丢在了桥上。
当天中午11点,塔科马海峡大桥终于承受不住风力的拉扯,在众人的注视下轰然倒塌。
这座投资800万美金,历时多年建造完成的世界级的悬索桥,竟在通车仅4个月后,便坍塌了!
并且还是被风给吹塌的,要知道当天的风速才60Km/h,这在扬言能够抵御时速高达180公里大风的塔科马海峡大桥明前,不过也就是稍大些的“微风”罢了。
好在据相关数据显示,这次事故没有造成任何人员的伤亡,这或许算是不幸中的万幸了。
根据事后众多专家的分析,人们才意识到塔科马海峡大桥的倒塌并非意外,而是在设计时就命中注定会有倒塌的那天。
其实在建造时工程师就发现了,塔科马海峡大桥存在一定的隐患,但是出于各种原因,他们没有采取任何的补救措施。
最终造成塔科马海峡大桥倒塌的原因,其实是一种较为常见的物理现象——卡门涡街。
大桥倒塌当天,风吹桥面时产生的涡流导致桥身产生了共振现象,从而才造成了大桥倒塌。
虽然这种物理现象在现实生活中普遍存在,但却是人们首次发现这种情况。
于是有了塔科马海峡大桥的教训后,人们在建造桥梁前,都会将空气动力学和共振实验作为一个关键性因素进行考虑。
并且之后所有的桥梁,无论是整体还是局部,都必须通过严格的数学分析和风洞测试,只有合格后才能使用。
塔科马海峡大桥本身无疑是件失败的建筑作品,但是它对于现代建筑学的发展却有着至关重要的作用。
直到现在,塔科马海峡大桥案例依旧被众多教材认为是极其经典的素材,对学习工程学、建筑学和物理学的学生起着警示的作用。
如果说塔科马海峡大桥的失败,是受限于那个时代空气动力学和共振学的不完善,那么接下来要讲的这个工程,它的失败或许是受限于人类整体的科技水平。
人造小地球——生物圈2号
这个曾经出现在人教版七年级上册《生物》课本中的——生物圈2号。
当时美国为了验证人类可以在脱离地球的基础上,创建一个可持续的生态系统。
之所以这样做的目的便是,为了将来人类能够在外太空甚至是月球、火星等地外行星的生存做好准备。
于是美国的几家财团共同出资,耗资1.5亿美元,历时8年之久,打造了一个人造的封闭生态系统生物圈2号,也被称作人造“小地球”。
生物圈2号可以说集齐了全球最顶尖的各项先进技术,在当时可是轰动全世界的壮举。
1991年9月26日,4男4女一共8名科研人员首次进驻了生物圈2号,他们想要证明这座人造的生态系统能够长时间的维持人类的正常生存活动。
在这期间,这8名科研人员在生物圈2号这个完全密闭的环境中,进行了各项实验,对大气、水和废物循环利用及食物生产进行了广泛而系统的科学研究。
在生物圈2号中,能够利用机械系统模拟地球各种的自然环境,比如制造海洋波浪、瀑布以及按照季节要求控制风、雨、湿度等。
并且科研人员还能里面实现氧气循环、海水淡化以及有毒有害气体净化等。
生物圈2号里的人造海
但是随着8名科研人员呆的时间越来越长,生物圈2号也逐渐暴露出了各种问题。
其中最致命的便是生物圈2号的氧气与二氧化碳的大气组成比例,无法自行达到平衡。
通俗点来说就是随着时间流逝,生物圈2号中将失去人类生存必需的——氧气。
于是在历经21个月后,这8名科研人员于1993年6月26日携手走出了,封闭将近两年的生物圈2号。
同时这也意味着生物圈2号项目,最终还是以失败告终了。
经过多方面的分析后,专家认为是生物圈2号内的水泥建筑物影响到了正常的碳循环。
同时因为生物圈2号中的物种多样性相对单一,多数动植物无法正常生长或生殖,因此它们灭绝的速度比预期的还要快。
对外开放的生物圈2号
经过众多领域的专家广泛的讨论后,一致认为“生物圈2号”实验未达到原先设计者的预定目标,是一个失败的项目。
不过“生物圈2号”对于全人类来说,无疑是具有极为特殊的意义的。
空间站中的宇航员
它证明了在已知的科学技术条件下,人类一旦离开了地球将难以长久的生存。
同时也证明了一个十分重要的观点:目前地球仍是人类唯一能依赖的维生系统。
不过生物圈2号无论从规模、技术难度和复杂程度,以及所取得的效果来看,都无愧于人类科学史最伟大的杰作。
虽然生物圈2号最终失败了,但是这同时也给人类上了很好的一课:我们需要更加珍惜人类赖以生存的地球。
文章信源:世界新闻网(金门大桥重漆-75年来首次),人教版七年级上册《生物》,国家科技图书文献中心("生物圈2号"难圆超越地球之梦),国家科技图书文献中心(“生物圈2号”沉浮录)。 |
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