远足金门大桥

Grace Yan

金门大桥简介

金门大桥（Golden Gate Bridge）位于美国加利福尼亚州旧金山市，是一座连接旧金山和马林县的悬索桥，跨越金门海峡，是世界上最著名的桥梁之一。自1937年建成通车以来，这座桥不仅成为了美国西海岸的地标之一，也被誉为20世纪工程学的奇迹。

桥梁数据：

• 全长：约2,737米（8,981英尺）

• 主跨：约1,280米（4,200英尺）

• 高度：塔顶距离水面约227米（746英尺）

• 桥面距离水面：约67米（220英尺）

• 颜色：国际橙色（International Orange）

• 设计者：工程师约瑟夫·斯特劳斯（Joseph Strauss）

建造历史

1. 背景和构想

在20世纪初，旧金山作为美国西部的重要港口城市，交通需求迅速增长。金门海峡（Golden Gate Strait）是太平洋通向旧金山湾的唯一通道，因此在此处建设桥梁成为一个长期的设想。然而，由于金门海峡的地理条件复杂（潮汐强劲、风力大、水深且地质条件不稳），桥梁的设计和建造面临重重挑战。

1920年代：约瑟夫·斯特劳斯提出了修建桥梁的构想。最初的设计较为简单，是一座带有吊桥结构的混合桥梁。但斯特劳斯的设计被认为缺乏美感，因此由建筑师**欧文·莫罗（Irving Morrow）和工程师利昂·莫伊塞夫（Leon Moisseiff）**参与改进设计，最终选择了悬索桥结构。

2. 建设过程

金门大桥的建设始于1933年1月5日，竣工于1937年4月19日，历时约4年半时间。

• 桥塔建设：桥梁的两个主要塔柱使用钢结构，建造过程中需要克服极强的海风和潮汐。塔柱建在特别设计的沉箱基础上，这些沉箱需要在海床上挖掘和固定。

• 悬索铺设：金门大桥的悬索是由钢丝绳编织而成，使用了超过12.9万公里长的钢丝绳。这些钢缆通过”空中走钢丝”的方式安装，每一段钢索都需要通过两个桥塔并固定在桥两端的锚固基础上。

• 桥面建设：桥面是通过悬索悬挂的，并且为了应对强风，设计时考虑了空气动力学因素，使桥面具有一定的弹性，以承受风力和震动。

3. 完工和通车

1937年5月27日，金门大桥正式对行人开放，超过20万人步行穿过桥面。次日，5月28日，大桥正式对车辆开放。从那时起，金门大桥迅速成为加州乃至全世界的象征。

建造原理

金门大桥采用的是悬索桥结构，其设计原理基于力学、材料科学和空气动力学等多学科知识。

1. 悬索桥结构

悬索桥是一种桥面由悬索悬挂的桥梁结构。其主要构件包括：

• 桥塔（Towers）：支撑悬索的主要结构。金门大桥的桥塔采用钢结构，高度约227米，能够承受巨大的垂直和水平压力。

• 主缆（Main Cables）：两根巨大的钢缆跨越整个桥面，悬挂在桥塔上，承载着桥面的全部重量。金门大桥的主缆是由钢丝绳编织而成，直径约为92厘米，包含超过27,000根钢丝。

• 吊索（Hangers）：连接桥面和主缆的垂直钢索。吊索负责将桥面的重量传递到主缆上。

• 锚固基础（Anchorage）：主缆的两端固定在两岸的锚固基础上，这些基础需要埋入坚硬的地层，以承受巨大的拉力。

2. 空气动力学设计

金门大桥设计时考虑了强风、地震等自然因素。悬索桥结构具有一定的弹性，能够在强风作用下略微弯曲和扭动，以减轻风压对桥梁结构的破坏。此外，桥面板采用开放式设计，以减少风对桥面的冲击。

3. 材料选择

金门大桥使用了大量的高强度钢材，这在20世纪30年代是一项先进的技术。钢材不仅提供了桥梁结构所需的强度，同时还具备了一定的柔韧性，能够吸收地震和风力带来的震动。桥梁的国际橙色涂层不仅增加了美观度，还提高了抗腐蚀性能，使桥梁能够在海洋环境中长期使用。

持续维护与挑战

尽管金门大桥设计精良，但它始终面临海洋环境带来的腐蚀问题。自建成以来，大桥的维护工作从未停止，特别是防腐涂层的维护，需要不断重新涂刷。金门大桥的维护团队日常工作包括检查桥体结构、修补钢材、防腐涂层处理等，以保证桥梁的安全性和稳定性。

此外，随着交通流量的增加，桥梁的承载能力也成为了一个挑战。近年来，金门大桥进行了多次加固和升级工程，以应对现代交通的需求和地震风险。

金门大桥不仅是一项伟大的工程学成就，也是现代设计与自然和谐共存的典范。它象征着人类工程智慧的顶峰，连接了城市与自然，成为旧金山乃至整个加利福尼亚州最具代表性的景观之一。

金门大桥的建造涉及多位关键人物，尤其是设计师、工程师和建筑师之间的密切合作，共同创造了这座桥梁。以下是几位主要的参与者及其贡献：

1. 约瑟夫·斯特劳斯 (Joseph Strauss, 1870-1938)

• 角色：首席工程师（Chief Engineer）

• 贡献：

• 约瑟夫·斯特劳斯被认为是金门大桥的主要推动者。他是一位经验丰富的桥梁工程师，但主要经验在活动桥和混合桥结构方面，并非悬索桥。

• 1921年，斯特劳斯首次提出了在金门海峡建桥的设想，并且一直为这个项目努力争取支持。在他的最初设计中，大桥是一个带有中间吊桥结构的混合设计。然而，该设计被认为缺乏美感和结构效率。

• 为了改进设计，他邀请了多位著名工程师和建筑师加入团队，并采纳了他们的意见，最终决定采用全悬索桥结构。

• 在建造期间，斯特劳斯负责整体的工程管理、资金筹集和项目协调。他对桥梁安全性特别重视，引入了安全网等措施，这是当时施工中的创新，大大减少了工人的伤亡事故。

• 评价：尽管他并非桥梁设计的主要技术贡献者，但斯特劳斯作为首席工程师和项目推动者的角色不可忽视。他被称为金门大桥之父，因为他的坚持和领导力促成了这一项目的实现。

2. 利昂·莫伊塞夫 (Leon Moisseiff, 1872-1943)

• 角色：结构设计工程师（Structural Engineer）

• 贡献：

• 利昂·莫伊塞夫是一位著名的桥梁设计工程师，参与过多个悬索桥项目。他提出了**“柔性理论”（Deflection Theory）**，这种理论成为金门大桥设计的核心基础。

• 根据柔性理论，桥梁可以在风力和载荷下弯曲和扭动，这样可以有效地分散和减轻外力作用，使桥梁更加稳定和安全。金门大桥的悬索结构正是基于这一理论，具有一定的弹性和抗风能力。

• 莫伊塞夫的设计为桥梁提供了巨大的主跨（1,280米），当时是世界上最长的悬索桥之一。

3. 欧文·莫罗 (Irving Morrow, 1884-1952)

• 角色：建筑师（Architect）

• 贡献：

• 欧文·莫罗负责金门大桥的建筑美学设计，包括桥塔的形状、颜色选择和桥面装饰等。

• 他提出了采用**国际橙色（International Orange）**作为桥梁的涂装颜色。这种颜色不仅具有独特的美感，还能在雾天和低光条件下提供良好的可见性，增强安全性。

• 莫罗还设计了桥塔的装饰性细节，包括装饰性铆钉和简洁的线条设计，这些设计结合了装饰艺术风格（Art Deco），使大桥不仅是一项工程奇迹，也是一件美学杰作。

• 评价：欧文·莫罗的贡献使得金门大桥在功能性和美观性上达到了完美的平衡，他的设计赋予了大桥独特的视觉效果，使其成为世界著名的地标建筑。

4. 查尔斯·埃利斯 (Charles Alton Ellis, 1876-1949)

• 角色：高级设计工程师（Principal Designer and Engineer）

• 贡献：

• 查尔斯·埃利斯是金门大桥设计团队中的核心人物之一，负责桥梁的具体设计计算工作。他拥有深厚的数学和结构工程背景，对桥梁设计细节做出了重大贡献。

• 在设计过程中，埃利斯进行了数千项计算，确保桥梁能够承受巨大的风力和载荷。他为金门大桥的结构安全性提供了坚实的理论基础。

• 尽管他的工作极其重要，但由于与斯特劳斯发生了矛盾，他在大桥建成前被迫离开团队，因此他的贡献长期未被认可。直到近年来，埃利斯的角色才逐渐被历史学家重新审视和肯定。

• 评价：埃利斯是金门大桥的幕后英雄之一，他的数学计算和设计工作为桥梁的最终建成奠定了坚实基础。

金门大桥的成功并非由一人之力完成，而是多个领域的专家共同协作的结果。约瑟夫·斯特劳斯负责项目的总体推动和管理；利昂·莫伊塞夫提供了先进的结构设计理论；欧文·莫罗负责桥梁的美学设计，而查尔斯·埃利斯则承担了大量复杂的计算工作。他们的共同努力和创新精神，使金门大桥成为世界桥梁工程史上的一座丰碑。

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一次圆满的周日远足，离不开队友们的策划，离不开同行队友们相互协作，互相体谅。今日Enzo（狗狗）不允许上桥，雪莲队友帮助照看Enzo，让二宝哥和我能够安心的步行在金门大桥上。