西班牙东部沿海地区正经历自2021年以来的最大洪水,至当地时间10月31日晚,至少有158人遇难,死亡人数还会随着搜索工作推进持续上升。暴雨袭击巴伦西亚市区,冲走桥梁和建筑,道路封闭,铁路停运。作为香橙主产区的巴伦西亚农业也受灾严重,部分地区8小时内的降雨量达到了491毫米,这一个数字几乎相当于当地一年的降雨量。政府已出动军队和直升机救援。
中美洲伯利兹的平旋桥The Swing Bridge是一座极具特色的桥梁。该桥横跨豪洛弗溪河口。桥梁于1922年在英国利物浦建造完成,1923年运至伯利兹城,是中美洲最老的平旋桥,也是世界上极少数仍在使用的手摇平旋桥之一。
建造平转桥是为了让带有高桅杆的渔船通过。最初由四人手摇操作,每天固定开合两次。然而,这座桥历经多次飓风破坏,每次破坏后都进行了修复,2009年也进行过修复。
现在,伯利兹政府正与日本机构联络,商谈桥梁翻新事宜,提升桥梁韧性与城市抗洪能力,据悉,桥梁不会进行自动化改造,以保留这个景点的历史价值。
今年美国多地桥梁遭受气候平均状态随时间的变化冲击。大到飓风入境阿巴拉契亚山脉,多个州的桥梁被洪水冲垮;小到高温使纽约第三大道平转桥过度膨胀,被迫关闭。美国建于1960年之前的桥梁本就需要维修,如今的极端高温和洪水将使其以集群形式加速劣化,令交通部门难以应对。
研究显示,到2050年极端温度或致四分之一钢桥倒塌,2040年出现高温则将引发大规模桥梁维修与道路封闭,强降水也将加剧冲刷效应。有结构问题的桥梁将影响供应链与商品成本,如加州和亚利桑那州边境10号州际公路桥被冲毁后,导致卡车运输成本大增和区域性的通货膨胀。
中西部的科罗拉多州则担心极端高温对钢桥接头的影响,美国虽有联邦政府拨款用于桥梁维修和加强桥梁的气候适应能力,但乡村及特定区域的小桥依然脆弱,更易被忽略。
同时,据白宫新闻,再度要求企业使用清洁能源和低碳建材,并降低建造过程的能源排放并签署备忘录。
该桥由托马斯·特尔福德 (Thomas Telford) 设计,1826年通车,是不列颠岛和安格尔西岛之间横跨梅奈海峡的重要纽带。
本次维修更换了桥梁全部的168个吊索,桥面翻新,桥墩检查,全面开放后将取消7.5吨的车辆限重,大大缓解了隔壁布列塔尼大桥的交通压力。
下一阶段工作将于2025年2月开始,包括重新粉刷桥体,添加检测装置等,但不会封闭交通。翻新工程预计将于2025年底完成,保障2026年1月大桥建成200周年的庆祝活动。
梅奈悬索桥(Menai Suspension Bridge)是一座位于英国威尔士的标志性悬索桥,英国一类保护建筑。桥梁跨越梅奈海峡(Menai Strait),连接安格尔西岛(Anglesey)与大不列颠岛的威尔士。
Menai Strait(梅奈海峡)位于英国主岛西部,全长24公里,枯水期最窄处180米,原为山谷,大冰期之后发生冲刷和沉降,成为今天的海峡地貌。梅奈海峡山峻峡险、水流湍急,是阻隔大不列颠岛与安格尔西岛的天然屏障。
梅奈悬索桥的设计采用了当时较为先进的技术,包括使用熟铁和石料建造的桥塔,以及由多根链条组成的主缆,桥面也有特别设计,以减小风阻。桥梁的主跨长达176米,是当时世界上最大的跨度的桥梁。
大桥于1819年开始施工建造,工期历时八年,1826年建成通车。桥塔和引桥石拱用石灰石建造,桥面用木板铺设,其余用铸铁材料。为避免生锈,熟铁链条都用煮过的亚麻籽油进行了处理;1942年,又被钢链取代,1999年进行了一次大修,然后是2022-2024年这次大修。
梅奈悬索桥不仅是英国工程技术的杰作,也是世界桥梁发展史上的一个重要里程碑。它的设计和建造展示了人类智慧和创造力在克服自然挑战方面的巨大潜力。尽管桥梁已经历了多次维修和现代化改造,但它仍然屹立在梅奈海峡之上,见证着该地区的变迁和发展。
▲ 1850年代的炻盘(Stoneware),背景是威尔士的梅奈悬索桥。炻器是欧洲的仿瓷的陶器,性质介于陶器与瓷器之间。
▲ 1880年的桥梁照片,可看到桥梁悬索数量和排布方式,中跨共4组16根链索,每根链索都是眼杆+销铰组成的链索。
1810年,时年53岁的托马斯·特尔福德在设计梅奈悬索桥时,首先就面临地理环境的挑战:梅奈海峡风浪较大,这对于桥梁的稳定性要求极高,需要桥梁可承受强风和船只撞击。还有材料与设计限制挑战:工业革命后,虽然有了铸铁和锻铁等材料,但在桥梁设计上仍存在诸多极限。特尔福德最初考虑用铸铁盖一座拱桥,但施工中用到脚手架支撑桥拱会阻碍往来船只,这一方案没有通过。对于悬索桥而言,还要解决桥面下挠的问题,传统的绳桥、吊桥虽然提供了一些灵感,但梅奈海峡的特殊地理环境需要更完善的解决方案。他采用石塔吊桥,寻找合适的锚固点,将桥面拉平,修建桁架增加刚度,这是在悬索桥设计上都是创新举措。
现代意义上的悬索桥,其发展的起步阶段始于19世纪的第一个30年内。人们很早就懂得用草、藤、竹等材料修建溜索、吊桥等“简易悬索桥”,如中国的安澜桥、泸定桥;随后,人们把单个铁环串成铁环链索用于吊桥,作揽、作桥面,就出现了铁索桥。
▲ 西藏的传奇僧人桥圣——唐东杰布Thangtong Gyalpo建造的,他在前藏(、山南地区)和不丹建造了58多座铁链悬索桥,仍有南木林铁索桥尚存。
最有名的是甲桑桥Chushul Chakzam(藏语意为“铁桥”),是最早同时使用吊杆和桥塔的铁索桥,跨度也达到惊人的137米,已能算是现代悬索桥的鼻祖了,目前仅存立面布置图和模糊的照片,实体桥梁于1950年毁于昌都战役,原地建有新的曲水大桥。
此外,还有印加人的绳索桥,第一座印加绳索桥建于何时已不可考,至17世纪才有文字记载。秘鲁的“克舒瓦恰卡(Queshuachaca)”绳索桥被认为是最后一座印加绳索桥,年年都会重修一次。
而西方直到1734年,才有使用金属做吊索的桥梁记载,由普鲁士军队修建,位于今日的波兰格利维采附近;而有学者论述了西藏的悬链桥技术或许是通过“西藏-印度-英国”这条贸易线年的英国的温奇人行桥Wynch Bridge,它同样使用小铁环制成铁链做为吊索,主跨18米,还加入了四根锚索,这两座桥应该是欧洲最早的人行悬链桥。
1801年,从苏格兰移民到美国宾夕法尼亚州的詹姆斯·芬利(James Finley)建造了一座熟铁链式悬索桥(Jacobs Creek Bridge),1825年损毁,1833年被一座木桥代替,现只剩痕迹。。桥梁主跨长21m,两根主缆由眼杆组成,并锚于地面。1808年,芬利用同样桥式建造了斯古吉尔河瀑布桥(Bridge at Falls of Schuylkill)。设计人詹姆斯·芬利于1808年为它的设计申请了专利,并于1810年在费城杂志《The Port Folio》上发表了该设计。这座桥被美国人视为第一座现代悬索桥,其理由是:有桥塔、有锚碇、桥面通过吊索与主缆相连、刚性水平桥面利于行车。
随后,芬利的设计又被应用在若干座桥梁,原本预计常规使用的寿命为50年,但实际效果都不理想。
1810年代开始,该技术已传入欧洲,当时的英、法、德、比、奥、瑞士、沙俄都出现了悬链人行桥、悬链车行桥的记载,小铁环链索也逐步升级加长为眼杆,并使用销铰串连在一起。其中最知名的当属英国的联合链桥Union Chain Bridge,桥梁从1819年开始建设,1820建成 ,主跨137米,是现存最古老的车用悬索链桥。第199期《海外桥讯》中详细的介绍过该桥。实际上,特尔福德也于同期开始设计挑战更大的梅奈悬索桥了。
似乎只有法国人没有沿着英美工程师的眼杆铁链的思路前进,而是选择用铁丝束作为主缆,较为成功地修了几座法国版的初代悬索桥。
关于铁链到钢绞线的演进的过程也十分精彩曲折,历史上试错不断。咱们篇幅有限,只能需开新坑详述了。
1826年,位于威尔士境内的,主跨176米的梅奈悬索桥的建成通车,是悬索桥发展史上的重要里程碑,也被部分工程师定义为“世界上第一座现代悬索桥。” 同年,同样位于威尔士的,形制与梅奈桥基本一致的英国康威城堡悬索桥Conwy Castle Chain suspension bridge也建成了,主跨99米,可马车通行。
英国在早期悬链桥方面一直是领跑者,30年代有著名的克利夫顿悬索桥,它设计于1831 年,1864 年完工,主跨达到214米。有桁架加固的刚性桥面也成为19世纪大型悬索桥的标配,桁架悬索桥也被沿用至今。
最后,笔者想简述一下同期(19世纪初)斜拉桥的发展状况。其实早在1810年代,桥梁工程师慢慢的开始利用铁链索尝试斜拉桥式的建设了,典型的就是1817年建成的英国Dryburgh Abbey Bridge,起初的设计是一座主跨79米的人行斜拉桥,但建成后不到一年就倒塌了,于是1818年又换成了悬索链桥。
1818年的这次斜拉桥坍塌,以及发生在1824年德国萨勒河的一座小型斜拉桥倒塌,导致斜拉桥的声誉迅速下降,甚至几乎被放弃了一个多世纪,而悬索桥则迅速成为大跨径桥梁的不二选择。
后来,经过1930年代积累的研究,以及二战后桥梁重建的新实践,证明只要有合理的设计和过硬的材料,斜拉桥也有自己的优势。于是,第一座现代斜拉桥——瑞典的斯特伦松德大桥于1955年完工。