肖恩·布雷迪发表了一篇由两部分组成的文章中的第一篇,探讨了布鲁克林大桥的建设以及艾米丽·沃伦·罗布林在实现这座桥的过程中所起的关键作用。
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作者:肖恩·布雷迪董事总经理,布雷迪海伍德法医和调查结构工程服务

1852年冬天,纽约市特别寒冷。几天,冰冻的东河曼哈顿和布鲁克林之间轮渡交通陷入瘫痪。在一艘渡船上,在严寒中搁浅了几个小时,雾霾,罗布林桥梁工程师,站在他15岁的儿子,华盛顿。盯着的船,罗布林会想象一座桥过河,许多人简单地认为无法穿越的河流。

他的愿景的实现最终在历史上最具标志性建筑工程成果之一,会考验罗布林家族的身心决心,并导致艾米丽·沃伦·罗布林,通过她的智慧和勇气,为结构工程专业作出历史性贡献,随着她的名字成为永远的代名词被称为布鲁克林大桥。

布鲁克林大桥建设约翰和华盛顿,罗布林


约翰·奥古斯都斯·罗布林1806年生于德国穆尔豪森,1826年毕业于土木工程专业,金宝博娱乐城而且,在1831年,移居到新大陆(2)。通过在东河那天,他在美国完成了许多桥梁工程,包括1845年匹兹堡的一座吊桥。一次渡船,他在特伦顿回到他的家里,新泽西和发达的概念连接曼哈顿和布鲁克林桥。它是世界上最长的悬索桥(2)。

这座桥在接下来的14年,仍然是一个概念通过内战和亚伯拉罕·林肯金宝博娱乐城被暗杀,1866年冬天之前,东河又结冰了。在这个时候,布鲁克林已经膨胀到400人口,000居民和河水保持了数周,防止超过1,每天000渡轮口岸(1)。有行动的呼声。罗柏林工作在他的著名的辛辛那提桥当他听到东河概念终于在考虑。

第二年,纽约桥公司成立是为了交付桥梁,它的董事们任命约翰·罗布林为总工程师。三个月后,他提出了他的吊桥计划。这将是真正的。这座桥是在长1800米,桥面是由四个石灰岩和花岗岩两塔之间的钢缆。在塔之间,它的跨度480米,超过两次,只要托马斯因梅奈海峡大桥(176米)在威尔士和完成的时间比旋转的破纪录的310米跨度桥梁在西弗吉尼亚州。许多工程师认为,罗布林提出的跨度是不可能的。

这座桥的塔高84米,大大高于其他结构在纽约天际线——看到我们,毫无疑问,努力想象今天。仅纽约塔就包含大约8万吨的石灰石和花岗岩。这些塔将被支撑在基岩上,据估计,在布鲁克林一侧的水线以下12米,但令人担忧的22米低于水线在纽约。从来没有在这么深的地方建造过桥。

大桥的悬索会革命——第一次他们将全部采用钢。甲板将超过24米宽,罗布林宣布了这种结构,”按我的设计建造时,不仅是最伟大的桥的存在,但这将是非洲大陆和这个时代最伟大的工程(2)。

悲剧,然而,将进行干预。1869年6月,在调查布鲁克林塔的位置时,罗布林在一次怪异的事故中受伤。他站在富尔顿船台渡轮时失去控制,坠毁在船台。他的脚被压碎。医生想把他的脚趾截掉。罗布林拒绝麻醉,手术在没有麻醉的情况下进行(2)。然后他被医生为了管理自己的治疗,但在接下来的几天里,他的病情恶化了。他于1869年7月22日死亡。随着罗布林的死,项目本身悬而未决。

罗布林的儿子,华盛顿,从东河渡轮上站在他父亲旁边的15岁男孩那里走了很长一段路。他已成为一名工程师,1857年毕业于纽约伦斯勒理工学院。他曾帮助他父亲在阿勒格尼渡槽的设计、施工和辛辛那提大桥,他于1861年入伍。他看到行动,在葛底斯堡打仗,1865年嫁给了艾米丽•沃伦一个受人尊敬但不特别富裕家庭的女儿(3)。

当他的父亲被任命为这座桥的总工程师时,他回去为他工作。他的首要任务之一就是与艾米丽在欧洲呆一年,检查使用沉箱技术在桥塔水线以下的建筑——他父亲打算利用技术在纽约。1869年他父亲去世时,他变得密切参与了桥。纽约桥梁公司受托人认为他是做这项工作的人,1869年8月,华盛顿罗布林,32岁,被任命为总工程师。

布鲁克林塔


布鲁克林大桥建设

图1:布鲁克林大桥正在建设之中

罗布林的第一个任务是建造桥塔(图1)。在布鲁克林塔1870年3月开始工作,当一个大沉箱下水并沉入东河时。可以形象地表现为沉箱50 m×30米的木盒子潜水钟这是降低河床(图2)。

气动压力被应用和维护驱动所有的水沉箱,基本上留下一个封装的“干燥”空间。在这个空间里,比四个网球场还大,超过100人会挖出河床(1)。材料被移除,沉箱向下进入公开的洞,直到它最终到达基岩。

沉箱厚木材的屋顶,它的壁在顶部有2.7米厚,在基部(1)逐渐变细到只有200毫米厚。这种“大幅”边缘允许沉箱穿过泥为材料里面是移除。向下推动沉箱石灰岩和花岗岩塔的重量被同时建造。这个过程一直持续到沉箱击打岩石,那时,沉箱的空隙被混凝土填满,成为结构的一部分。

那是一个地狱般的工作场所,可与但丁的火狱(1)相比。在潮湿的空气中,在钙的灯,温度超过25℃,工人,许多人赤身裸体,挖出泥土和石块被挖到等待驳船提取. .这些巨石的大小是一个重大问题——有些长达3米——当沉箱的周边遇到这些巨石时,它们必须用手拆开并拉开。工作是缓慢和沉箱在小于6。每星期。加快速度,罗布林将不得不求助于炸药的使用风险,考虑到狭小的环境——岩石地打开。每周工作和进步加速至18日在(1)。

工人们还不得不应付管道爆裂,在压缩空气会突然逃脱沿着沉箱允许在某种程度上,喷雾喷射的水和泥河上方150米高,只有雨下在这些上面的塔的建设工作。当这发生了沉箱将部分洪水,真正的风险,完全河将打破。

有一次,供应井门突然打开,沉箱内的压力急剧下降,突然对沉箱结构施加非常大的载荷,与损伤的风险。当这件事发生时,罗布林本人正在沉箱里。火灾也是一个不断的威胁,由于沉箱的木屋顶特别脆弱,但在1871年初,沉箱冲击岩石和混凝土注入室真空,在部分完工的塔上形成一个永久的基座。现在工作转向了纽约一侧的沉箱,更艰巨的任务由于预期的岩石22米的深度,几乎两倍的布鲁克林。

2

图2:沉箱图

纽约塔


这是来自欧洲,华盛顿,罗布林第一次听说“潜水员病”(2)。有报道称,工人在完成沉箱工作轮班后遭受剧烈疼痛。在某些情况下,导致瘫痪或死亡。这种疾病是知之甚少,但是它似乎更频繁地发生在更深的水域,在那里工人们需要劳动的空气压力更高。虽然在布鲁克林塔的建造过程中,只有少数病例出现这种疾病,罗布林更关心纽约塔及其更深的地基。

在沉箱工作开始于1871年9月,在15m深处,第一例沉箱病变得明显。有些男人,一旦离开沉箱,头痛,剧烈的疼痛和痉挛肢体。痛苦被有些工人觉得有肉从骨头(1)。他们形容头痛像被击中。这种疾病很快被昵称为“弯曲”,因为那些受折磨的人会突然在疼痛中弯曲。

罗布林压,沉箱深达18米,这种疾病开始折磨更多的工人,并加重其严重程度:男性开始遭受瘫痪。21米深人开始死亡。罗布林有安德鲁·史密斯博士协助并试图了解这种疾病,但它仍然难以捉摸,也没有明显的管理策略。他最好的建议是,男人应该花时间“减压”,因为他们离开了沉箱。

史密斯走对了路。潜水员病——正如我们现在所知道的是当氮引起的解决方案的形式在我们的血液中解放出来,变成气态时受到大气压力迅速下降。这种气体形成泡沫,可以阻止血液中氧气的含量。当它发生在四肢,导致剧烈疼痛;但是当它发生在脊髓或大脑时,后果是致命的。允许更多的减压时间使身体有更多的时间将氮气通过肺部排出,从而防止有害泡沫的形成。但是,这一切在当时并不为人所知,继续建设,损伤的发生率,麻痹,死亡在增加。

在深度为24米,工人们击中了一层几乎无法清除的压实砂砾。罗布林面临着一个艰难的决定。他按在基岩为他和他的父亲最初设想吗?还是他停止疏散,离开这里去纽约塔的最后休息处吗?如果继续推进,将会有进一步瘫痪和死亡的危险——罗布林估计可能有100条生命——但是现在停止需要他评估地面是否足够坚固来支撑塔楼(2)。如果不是,下沉将是一个真正的问题。

罗布林决定停下来,的智慧和时间会证实了他的决定。纽约的沉箱于1872年完工,两年后的毕业典礼建设和罗布林的死三年了。

灾难


三

图3:布鲁克林大桥的施工

的进步,然而,将代价高昂——不仅对工人,自己也到华盛顿,罗布林。在布鲁克林一侧建造第一个沉箱时,在1870年12月1日的晚上,沉箱13米深时,几乎在其最后的深度——沉箱的木材屋顶着火了。慢慢地,这个小火,最初的注意,开始工作在沉箱的屋顶。如果火蔓延得太远,将结构上妥协的基础塔-罗布林估计沉箱的屋顶是支持25 000 t的石灰岩和花岗岩。把火扑灭是最重要的,但这是一个非常困难的任务,因为在这个阶段,它已经卷入了木材中,并且不可能看到或确定它已经进入了屋顶多远。

罗布林全力以赴地解决这个问题。他在沉箱里几乎整日整夜地呆着。孔钻在木材检查火灾的发展,但他们只介绍了氧气和火上浇油。屋顶不断地喷水。最后火似乎。令人震惊的是,问题解决了,罗布林倒塌;他开始注意到他的四肢有些麻痹。他被带回家休息,但是三个小时后,他又被叫来了。火还在燃烧。更糟糕的是,现在它失控了。

他起身回到网站,他只有一个选择:洪水沉箱,希望不断上涨的水可以灭火前烧毁了。这是个危险的选择,没有保证沉箱注入的水可以以同样的速度,空气可以被释放——沉箱本身可以折叠或不可挽回的损害。用了7个小时消防车才把它淹没,救火船和拖船。一个筋疲力尽的罗布林留下来观看。他们等待着。

两天后,半他们把水抽出来去检查。水已经干完了。火熄了,然而,沉箱结构是合理的。在纽约一侧的第二个沉箱完工后,罗布林又会受到弯道的打击,但这一次比攻击而去救火。他崩溃了,麻痹,他卧床不起,一直很疼。医生们不相信他能熬过这一夜。

整个项目是现在岌岌可危,随着另一位总工程师的逝世。就在这里,然而,,真正的人类的故事开始。就是在这里,罗布林不顾一切地拼命看完这座桥。而且,重要的是,正是在这里,艾米丽·沃伦·罗布林真正进入了我们的故事。

肖恩·布雷迪是布雷迪·海伍德(Brady Heywood)的总经理。www.bradyheywood.com.au)位于布里斯班澳大利亚。该公司提供法医和调查性结构工程服务,并专门确定工程失败和不履行的原因。@ BradyHeywood

这篇文章最初发表在2015年3月结构工程师,93(3),28 - 30页

引用:

1)吉百利D。(2004)工业世界的七大奇迹,Londona,英国:哈珀柯林斯出版社

2)麦卡洛DG。(2001)伟大的桥:布鲁克林大桥建设的史诗故事,,纽约,美国:西蒙。舒斯特

3)Weingardt R。G。(2005)工程传说:伟大的美国土木工程师:32的灵感和成就金宝博娱乐城,莱斯顿美国:美国土木工程师协会金宝博娱乐城

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