桥梁 —— 世界上最壮观的跨越史

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灾难 (Catastrophe)

1964 年阿拉斯加百万美元大桥倒塌

2007 年 10 月，数十名双子城居民聚集在一起讨论在明尼阿波利斯和圣保罗之间修建一座新桥。他们的反馈意见将帮助设计人员设计一座新桥来取代当年早些时候倒塌的那座桥；8 月 1 日，八车道 I-35W 大桥中央 1,000 英尺（305 米）跨度的桥发生灾难性倒塌，从 108 英尺高处坠入密西西比河。十三人死亡，数十人受伤。居民们心情低落但乐观，准备支持重建。然而，坐在一张桌子上的人却面色灰白，沉默不语。他们是明尼苏达州交通部的工程师，后来被免除责任，他们被委托负责倒塌大桥的维护。除了直接的悲剧性成本外，桥梁倒塌还会造成其他不太明显的损失。

不过，也有一线希望：I-35W 倒塌引发了一场关于美国基础设施腐朽的迟来的讨论。艾森豪威尔时代是公路和桥梁的鼎盛时期，1956 年《联邦公路援助法》颁布后，公路和桥梁的数量成倍增加，许多桥梁的结构寿命已到尽头；通常，一跨桥梁的预期寿命为 50 年。2013 年，美国土木工程师学会报告称，美国 607,380 座桥梁中，有九分之一存在结构缺陷，平均寿命为 42 年。

这座桥似乎是永恒的事物之一；它不可能倒塌。

——桑顿·怀尔德，《圣路易斯雷大桥》，1927 年

这并不是第一次调查。1889 年，工程师西奥多·库珀 (Theodore Cooper，1839-1919) 记录了火车施加的载荷。他呼吁仔细计算应力、进行材料测试和检查，但他补充说，桥梁的稳定性更多地取决于工程师的直觉，而不是“仅仅依靠应力理论”。十八年后，当他参与了一场臭名昭著的桥梁倒塌事件时，他的话又回来困扰他。

到十九世纪末，随着铁路的扩张，桥梁倒塌变得越来越频繁和令人恐慌。资深学者仍在争论有多少座桥梁倒塌——有人说四分之一；另一些人说四千分之一。许多倒塌都是由结构缺陷以外的原因造成的，包括火车脱轨、火灾和洪水。

伊蒂尔镇的口号是“按英里建造，按码切割”，描述了许多公司竞相建造更多更长的铁路桥的态度和方法。虽然这促进了经济实用的金属桁架桥的发展，但也充斥着腐败——在材料和桥梁技术设计审查上偷工减料的情况并不少见。然而，由备受尊敬的工程师设计的桥梁也倒塌了，这表明人为失误在桥梁倒塌中发挥了普遍作用。

罗伯特·斯蒂芬森 (Robert Stephenson) 于 1846 年建造的横跨英国迪河的迪河大桥是当时最长的金属桁架桥，是第一座金属桥倒塌的案例，如果当时已知的信息能够提供给工程师，这种倒塌或许可以避免。早期桁架桥的成功导致其跨度长度逐渐增加，而没有考虑额外长度带来的额外结构需求。桥梁大梁在这些未考虑的压力下弯曲并于 1847 年 5 月 24 日倒塌，造成五人死亡。

2007 年，明尼阿波利斯密西西比河上的 I-35W 大桥倒塌，引发了全国范围内关于桥梁基础设施老化的讨论。

1879 年，泰桥倒塌

1907 年魁北克大桥倒塌

2005 年飓风卡特里娜席卷密西西比湾沿岸地区后，密西西比州比洛克西与欧申斯普林斯之间的美国 90 号公路大桥只剩下了支撑柱。

2001 年 9 月 11 日，双子塔倒塌，摧毁了曼哈顿下城的几座桥梁，包括跨度 95 英尺（29 米）的北桥。它的孪生兄弟（如图所示）位于更南边，幸存了下来。

1879 年 12 月 28 日，托马斯·布奇 (Thomas Bouch) 设计的横跨苏格兰泰河的泰桥在一场大风中倒塌，造成 75 人丧生。这座铁路桥于 1878 年完工，被誉为“工程上的胜利”，布奇也因此获得爵士称号。后来人们发现，布奇过于自满，他依赖的是过时的数据，而忽略了猛烈阵风的动态力量。

1907 年，加拿大圣劳伦斯河上的魁北克大桥倒塌，技术错误、公司吝啬、沟通不畅和职业傲慢等因素共同导致了 75 名工人死亡。魁北克大桥公司聘请西奥多·库珀 (Theodore Cooper) 为凤凰大桥公司的悬臂设计提供咨询，库珀认为这是提交的所有设计中“最好、最便宜”的；魁北克通常希望尽可能少花钱。库珀将大桥主跨长度从 1,600 英尺（488 米）增加到 1,800 英尺（549 米），但并未重新计算应力。据 1907 年 11 月 28 日的《工程新闻》报道，当被问及他的工作是否合理时，库珀回答说：“没有人有资格批评我们。”

1907 年 8 月，大桥南臂悬挑约 600 英尺（183 米），发现大桥底部和顶部的桁架构件或弦杆弯曲后，人们进行了三周的争论，争论的焦点是它们何时弯曲，而不是弯曲的原因。库珀在大桥上部结构施工期间从未到现场，他于 8 月 27 日发了一封电报，要求停止施工，直到弦杆弯曲问题得到解决。电报被忽略，要么未送达，要么未读，施工一直持续到 8 月 29 日大桥倒塌。讽刺而可怕的是，它的替代桥也在 1916 年倒塌，造成 13 人死亡。

魁北克大桥灾难将影响长距离悬索桥的发展。然而，塔科马海峡上的悬索桥在 1940 年倒塌，因为设计师没有考虑空气动力（见此处）。1970 年，两座新型钢箱梁桥倒塌，一座在威尔士，另一座在澳大利亚，原因是设计和施工问题。

1977 年，保罗·西布利和阿拉斯泰尔·沃克注意到了三十年的桥梁倒塌周期及其共同特征。所涉及的每座桥梁都是一种新型桥梁（桁架梁、桁架、悬臂、悬索和箱梁），是为了应对早期桥梁倒塌而开发的。工程师兼作家亨利·佩特罗斯基将西布利和沃克的研究结果延续了三十年，并推测下一次倒塌可能涉及斜拉桥设计，这是最新类型的桥梁。

虽然人为错误永远是一个变量，但其他领域的改进——更可靠的材料、更好的施工方法、更广泛的测试，以及认识到失败最能说明成功的设计，应该被广泛记录和分享——已经消除了一些不确定性。桥梁仍然很脆弱。气候变化造成的极端天气造成了灾难性的损失，全球动荡也是如此。还有很多工作要做。每四年，美国的土木工程师都会评估国家的基础设施并发布一份老式的成绩单。2017 年，美国的桥梁获得了 C+。

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不列颠尼亚桥 (Britannia Bridge)

• 跨越：威尔士安格尔西岛梅奈海峡(Menai Strait, Anglesey, Wales)
• 设计：罗伯特·斯蒂文森 (Robert Stephenson)
• 建成：1850 年
• 桥长：中心跨度 459 英尺（140 米）；末端跨度 230 英尺（70 米）
• 材料：锻铁、石灰石 (Wrought iron, limestone)
• 桥型：铁梁 (Iron girder)

斯蒂芬森对锻铁的使用彻底改变了十九世纪的建筑方法。

19 世纪上半叶的“铁路热潮”使英国的桥梁数量从 30,000 座增加到 60,000 座，翻了一番。不列颠尼亚桥的巨型铁梁高 30 英尺（9.1 米），宽近 15 英尺（5 米）。

1838 年，托马斯·特尔福德在威尔士梅奈海峡上建造了革命性的悬索桥 12 年后，罗伯特·斯蒂芬森 (1803-1859) 设计了第二座梅奈海峡大桥。斯蒂芬森是“铁路之父”乔治·斯蒂芬森的儿子，他受命在特尔福德大桥以西一英里处建造一座专供铁路交通使用的桥梁。由于斯蒂芬森必须跨越海峡而不妨碍船只通行，因此拱桥（需要在狭窄的海峡中间设置临时支撑）不是一种选择。

斯蒂芬森与开创性的冶金学家、工程师和造船师威廉·费尔贝恩 (1789-1874) 一起，尝试使用合成材料铁。偶然的是，威尔士亲王号（一艘锻铁蒸汽船）在下水时意外悬空，但船体没有损坏。这次事故促使他们提出了用铆接锻铁管桥横跨海峡的新计划。 1847 年，不列颠尼亚号在航行途中，斯蒂芬森的迪桥（此处）倒塌，造成五人死亡，身为总工程师的斯蒂芬森承担了事故的责任，由此可见斯蒂芬森对这项未经试验的技术充满信心。尽管遭遇挫折，两人仍继续前进。他们的大胆尝试造就了里程碑式的结构，并推动了箱梁的发展，并引入了锻铁，这种材料将彻底改变十九世纪的建筑风格。

“这些管子塞满了我的脑袋。我上床睡觉时脑袋里全是管子，起床时脑袋里全是管子。”

——罗伯特·斯蒂芬森，1844 年 4 月 27 日写给托马斯·古奇的信

这座桥由两个独立的箱形隧道或管道组成，它们并排设置，总长度为 1,511 英尺（461 米），由三座巨大的石灰石塔支撑。中央塔高 221 英尺（67 米），锚定在布列塔尼亚岩上，这座小中游岛就是这座桥的名字的来源。最初，矩形管道由悬挂在塔上的链条支撑，但费尔贝恩意识到，如果用加强筋加固管道，它们可以在没有链条的情况下支撑自己的重量。为了保护铁管免受天气影响，一个木制屋顶覆盖了它们的长度。

斯蒂芬森于 1846 年 9 月 21 日奠基了第一块塔石。当第一根布列塔尼亚管道于 1849 年漂浮到位时，两位结构锻铁巨头，伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔（1806-1859 年）和约瑟夫·洛克（1805-1860 年）站在斯蒂芬森身边。 1850 年 3 月 18 日，第一列火车驶入这条开创性的地铁，第二条轨道也于同年 10 月开通。这三人都英年早逝，而且相隔不到一年，维多利亚工程史上一个重要的时代就此终结。

最大的难题是将重达 1,830 吨（1,660 公吨）的中央部分抬起。斯蒂芬森通过将大梁漂浮在浮桥上（这次海峡的极端潮汐是帮凶）并用液压升降机将它们抬到桥墩上解决了这个问题。

这座桥很稳定，承受着一个多世纪以来隆隆作响的重压。最终，两个男孩导致了它的毁灭。1970 年 5 月 23 日，在寻找蝙蝠栖息地时，男孩们爬上了桥的木质屋顶，离开时扔下了一颗火炬。屋顶和整座桥都着火了，管道损坏得无法修复。这座桥用拱门重建——具有讽刺意味的是，考虑到斯蒂芬森最初的参数——于 1972 年重新开放，八年后还增加了一条混凝土路面。

四只巨大的石狮，每侧各两只，长 25 英尺（7.6 米），高 12 英尺（3.7 米）。中心塔楼原本计划放置同样令人印象深刻的不列颠尼亚雕像，但成本过高。

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康沃尔-温莎廊桥 (Cornish-Windsor Covered Bridge)

• 跨越：新罕布什尔州康沃尔 - 佛蒙特州温莎 康涅狄格河(Connecticut River, Cornish, New Hampshire–Windsor, Vermont)
• 建造：詹姆斯·塔斯克和贝拉·弗莱彻 (James Tasker and Bela Fletcher)
• 建成：1866 年
• 桥长：长度 450 英尺（137 米）
• 材料：东部云杉 (Masonry)
• 桥型：城镇格构桁架 (Town lattice truss)

建造者很快意识到，如果没有屋顶，木桥就撑不了多久。

美国最长的廊桥

1989 年 12 月 8 日，新罕布什尔州康沃尔的天气很冷，气温远低于冰点，寒风阵阵，让人感觉更加寒冷。尽管如此，仍有一千多人前来庆祝康沃尔-温莎廊桥的重新开放，这是北美最长的双车道廊桥，也是世界上第二长的廊桥。

这座桥横跨康涅狄格河，由詹姆斯·塔斯克和贝拉·弗莱彻于 1866 年建造，这两个当地人虽然没有受过教育，却成功地利用他们实际的、往往是直觉的专业知识建造了一个持久的桁架结构。之前有三座桥横跨此处，但都被洪水冲毁了。新罕布什尔州历史学会的记录显示，要过塔斯克和弗莱彻的桥，至少最初，行人要支付 2 美分的过桥费，马和骑手要支付 6 美分，而“由四头牲口拉的马车”则支付最高的 25 美分过桥费。不久，业主就提高了通行费；在最初五年里，这座桥带来了 7,171 美元的收入，毛利润为 5,879 美元。新罕布什尔州于 1935 年购买了这座桥，并继续将其作为收费桥运营，直到 1943 年取消了通行费。

“我认为做出的最重要的决定是修复这座桥，加固这座桥，并以此加强这项美妙的工艺传统、美感和新英格兰的魅力。”

——佛蒙特州州长玛德琳·M·库宁，1989 年在康尼什-温莎廊桥重新开放仪式上

该结构为 Town 格构桁架，以其发明者 Ithiel Town 的名字命名（见此处）。Town 的 1820 年框架设计由两层木板组成，倾斜形成格构，这是一种重叠的三角形结构，可以分散负载，并且对于长跨度至关重要，可以赋予高刚度或刚性。最重要的是，Town 桁架可以由非熟练工人以低成本建造。Town 桁架一直使用到二十世纪。

木桥曾经在新英格兰很常见，该地区拥有丰富的森林和锯木厂。木材曾经是并且现在仍然被认为是桥梁建设的特别好的材料，因为它在倒塌之前很久就显示出损坏迹象。在这种情况下，1908 年的一份报告表明，这座桥的下垂为 9 英寸（23 厘米），到 1986 年，当每天有 2,500 辆汽车通过时，下垂度增加到 17 英寸（43 厘米）。然而，这座桥仍在继续使用。

立面图展示了康沃尔-温莎的砂浆石墩和桥台，以及 36 扇窗户中的 18 扇。它的总长度为 450 英尺（137 米），两个净跨度分别为 204 英尺（62.2 米）和 203 英尺（61.9 米）。内部道路宽近 20 英尺（6 米），垂直净空略低于 13 英尺（4 米）。

1812 年，德国移民刘易斯·沃恩瓦格 (Lewis Wernwag) 在斯库尔基尔河上修建了第二座大桥。这座桥跨度 340 英尺（104 米），被称为费城巨像。这座桥因其惊人的长度而被称为“世界奇迹”，并被无数版画永久铭刻，比如这幅。

修复工作需要进行，但由于修复过程的争论而被推迟。使用木材将桥梁恢复到 19 世纪的标准，虽然符合历史原貌，但会改变其风景如画的外观。包括全国廊桥保护协会在内的许多人都反对交通部门使用现代材料修复桥梁的决定。虽然这是一种妥协，但它保留了桥梁的历史外观并满足了现代公路的载重等级，使其能够继续使用。修复工作于 1988 年开始，一年后桥梁重新开放。

康沃尔-温莎桥是美国为数不多的幸存的有顶木桥之一。第一座廊桥，即费城斯库尔基尔河上的永久桥，于 1805 年开通。这座 550 英尺（168 米）跨度的桥是由马萨诸塞州纽伯里波特的蒂莫西·帕尔默设计的。他最初的设计没有屋顶，但他被鼓励加上屋顶；有顶的桥可以持续使用三十到四十年，是没有屋顶的桥的三倍。永久桥通车后，屹立了四十五年，而廊桥成为了常态，而非例外。

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惠普尔弓弦桁架桥 (Whipple Bowstring Truss Bridge)

• 跨越：诺曼斯基尔峡谷，纽约州奥尔巴尼(Normans Kill Ravine, Albany, New York)
• 设计：惠普尔 (Squire Whipple)
• 建造：西蒙.德格拉夫（Simon DeGraff）
• 建成：1867 年
• 桥长：长度 110 英尺（34 米）
• 材料：铸铁和锻铁 (Cast and wrought iron)
• 桥型：金属弓弦桁架 (Metal bowstring truss)

这座桥的出现，标志着桥梁建设的科学方法的诞生。

博尔曼桁架铁路桥 (1869 年) 位于马里兰州萨维奇市巴尔的摩和俄亥俄铁路的废弃支线上，是温德尔博尔曼于 1850 年发明的悬索和桁架混合结构唯一幸存的典范。

到十九世纪中叶，随着铁路交通量的增加，人们发现支撑铁路线的铁木桁架桥不够坚固，无法承受火车头突然集中的重量或由此引起的振动。许多桥梁倒塌。

1847 年，纽约自学成才的工程师和企业家斯奎尔·惠普尔 (Squire Whipple，1804-1888) 出版了《桥梁建设论》，对铁桥的制造产生了深远的影响。他的论文现在被认为是美国首次尝试提供计算桁架桥应力的理论方法，而不是当时使用的经验法则。一种科学的桥梁建设方法已经出现。

斯奎尔·惠普尔（斯奎尔是他的名字，不是头衔）在纽约州尤蒂卡附近的伊利运河上建造了他的第一座铁弓弦桁架桥，并于 1841 年为其设计申请了专利。他的桥梁经济实惠、重量轻、易于运输和现场重新组装，因此很快就被抄袭，尽管为了避免向惠普尔支付专利费，他们略作了改动。西蒙·德·格拉夫抄袭了惠普尔的设计，于 1867 年在纽约州锡拉丘兹建造了这座铸铁和锻铁桥。1899 年，这座桥被移到了奥尔巴尼郊外的一个农场入口。这座桥是惠普尔创新桁架的稀有现存实例，于 1971 年被列入国家史迹名录。

“惠普尔的著作和创新标志着桥梁设计从工艺传统向工程专业的根本转变。”
——埃里克·德洛尼，《美国地标桥梁》，1993 年

三角桁架桥的强度使其衍生出许多采用不同铸铁和熟铁组合的变体，其中最著名的变体以其发明者命名，包括温德尔·博尔曼 (Wendel Bollman，1814-1884 年)、阿尔伯特·芬克 (Albert Fink，1827-1897 年) 和托马斯·普拉特 (Thomas Pratt，1812-1875 年)。许多这种精致的铁结构都获得了专利，并由匿名企业家工匠大力推销，他们为年轻的美国提供了向西扩张所需的桥梁。

到 19 世纪 70 年代中期，内战前后推销的无数桁架设计演变成后来被称为美国标准的桁架。美国标准是普拉特 1850 年桁架的后代，在大西洋两岸都有使用，其特点是使用预制铸铁部分，可以由半熟练工人在现场快速组装。

在 1840 年至 1880 年间建造的数百座金属桁架中，只有极少数幸存下来；那些没有在内战中被摧毁的，也沦为世界大战期间废金属浪潮的牺牲品或被拆除。据美国历史工程记录（一个致力于通过图纸和照片保护美国建筑环境的组织）前负责人 Eric DeLony 称，早期金属桁架桥存留下来如此之少的另一个原因是“公众、保护主义者或工程界并不认为它们像更具纪念意义的布鲁克林或金门悬索桥，或古雅怀旧的石拱门或木质有盖桥那样重要。”内战时期的先驱金属桥是美国最稀有的文物，正濒临灭绝。

劳格里溪大桥 (1878 年) 由印第安纳州奥罗拉的锻铁桥公司建造，是一座罕见的三重交叉普拉特桁架桥，被亲切地称为“三重惠普尔”。该桥跨度为 298 英尺（91 米）。

约瑟夫·G·亨斯泽 (Joseph G. Henszey) 设计了位于宾夕法尼亚州坎伯兰县的亨斯泽铸铁拱桥 (1869 年)，这是预制金属桁架设计的罕见典范。

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欧洲宇航防务集团桥梁 (Eads Bridge)

第一座大型钢拱门

• 跨越：密西西比河，密苏里州圣路易斯(Crossing Mississippi River, St. Louis, Missouri)
• 设计：詹姆斯·布坎南·伊兹 (James Buchanan Eads)
• 建成：1874 年
• 桥长：长度 1524英尺（465米）
• 材料：钢 (Steel)
• 桥型：拱门 (Arch)

伊兹熟悉密西西比河，他曾在河底行走数英里。

蒸汽船在密西西比河上来回穿梭，给圣路易斯带来了巨大的繁荣。然而，到了 1860 年，这座城市的商业版图被芝加哥蚕食，芝加哥拥有 11 条铁路线，并“颠覆了河流的主权”。圣路易斯被这条让它名声大噪的河流所困，别无选择，只能在密西西比河上修建一座桥。

詹姆斯·布坎南·伊兹 (James Buchanan Eads，1820-1887) 最终以一项前所未有的桥梁提案获得了胜利：这座三拱桥将比美国当时建造的任何桥梁都高、更长。这座桥将由钢制成，这是一种从未按提议的规模使用过的新材料。最激进的是，伊兹从未建造过桥梁。

伊兹对变化无常的密西西比河的了解无人能及。他最初是在汽船上当职员时了解这条河的。蒸汽船和船上的货物经常沉没，要么是火灾，要么是锅炉爆炸，要么是河流碎屑。为了打捞这些沉没的宝藏，埃兹开始了打捞生意。埃兹带着一个临时搭建的潜水钟，继续从事这项危险的工作，在湍急的河底行走，有时甚至走上几英里。一路上，他积累了一笔财富，并作为河流的顶尖专家在全国享有盛誉。

“[埃兹的] 职业生涯中，他不断进行大胆创新，这些创新以技术上的大胆创新为标志，并以对密西西比河的独特而深入的了解为基础。”
—— 霍华德·米勒，《埃兹大桥》，1979 年

这座桥的修建始于 1867 年。它以罗马拱门为基础，而不是更常见的桁架或悬挂系统，其设计和建造具有革命性。桥跨的建造方法是将每个拱门的两半向外延伸，并用拉线支撑，直到它们在中间相遇。1873 年 9 月 19 日，第一座桥跨合拢，这笔贷款高达 50 万美元。

9 月的酷热使金属拱门膨胀到无法连接。惊慌失措的 Eads 首席助手 Henry Flad 试图用 60 吨（54 公吨）的冰块来收缩金属，但无济于事。但有远见的 Eads 已经开发出一种提升拱门的方法，这样就可以通过插入螺旋装置来关闭拱门。9 月 17 日，拱门合拢。卡尔文·伍德沃德的经典著作《圣路易斯大桥史》（1881 年）记载了艾兹的整个英勇事迹。

在 1874 年 7 月 4 日的庆典上，威廉·特库姆塞·谢尔曼将军打下了最后一根道钉，完成了大桥的修建，连接了密苏里州和伊利诺伊州。这是第一座大型密西西比河大桥，受到许多人的称赞，包括沃尔特·惠特曼，他说这是“无与伦比的完美和美丽”。桥上的一块牌匾上写着：密西西比河由马凯特发现，1673 年；由艾兹船长横跨，1874 年。

中央拱跨度 520 英尺（158 米），两个侧拱跨度各 502 英尺（153 米）；加上引桥，这座桥总长度为 6,442 英尺（1,964 米），高出水面 50 英尺（15 米）。

不到一年后，这座桥就破产了——资本过剩，利用率低下。1878 年，当埃兹的远见卓识之作被公开拍卖时，他并不在场。1974 年，最后一列火车穿过了这座桥的下层。它成了鸽子的栖息地，大多数司机都没有意识到他们正在穿过的是美国原装的桥梁。1993 年，MetroLink 轻轨在下层开通，它的命运得以重振。这座标志性桥梁的大规模修复工程于 2016 年完成。

聪明且不知疲倦的伊兹曾问过一句名言：“难道我们承认，因为某件事从未发生过，它就永远不会发生吗？”南北战争摄影师马修·布雷迪 (Mathew B. Brady) 于 1865 年拍摄了这幅肖像；此前，应林肯总统的要求，伊兹曾设计了一支装甲炮艇舰队，用于在南北战争期间保卫密西西比河。

埃兹使用气压沉箱将桥墩埋入水下。沉箱的开口底部像刀子一样切入河床。工人们在里面工作，用铲子将一桶桶的碎石运上来，然后用滑轮将碎石运出。其他人在沉箱封闭的顶部建造石头地基，使沉箱进一步下沉。沉箱内的极端气压使一些工人暂时瘫痪，另一些人弯下腰，无法站立。15 人死于“减压病”，即减压过快导致的减压病。

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布鲁克林大桥 (Brooklyn Bridge)

最长的悬索桥 1883–1903

• 跨越：纽约布鲁克林-曼哈顿东河(East River, Brooklyn–Manhattan, New York)
• 设计：詹姆斯·塔斯克和贝拉·弗莱彻 (John A. Roebling)
• 建成：1883年
• 桥长：长度 1595 英尺（486 米）
• 材料：钢、花岗岩 (Steel, granite)
• 桥型：悬挂 (Suspension)

艾米丽·沃伦·罗布林 (Emily Warren Roebling) 指导了那个时代最大的建设项目，为女性开辟了一条新的道路。

1883 年 5 月 24 日午夜钟声敲响后，在切斯特·亚瑟总统、格罗弗·克利夫兰州长及其曼哈顿随行人员走过布鲁克林大桥迎接布鲁克林代表团之后；在幸运的一万三千名手握蒂芙尼镌刻的开幕式邀请函的人们回家之后；在数小时的官方演讲、祈祷、炮声、钟声和欢呼声之后；在十四吨耀眼的烟花在港口的彩旗飘扬的舰队上空绽放之后；在十四年的辛劳和阴谋之后，一轮慈祥的月亮升起之后——任何有一分钱的人都可以通过布鲁克林大桥。

约翰·A·罗布林（John A. Roebling，1806-1869）是一位技艺精湛的工程师（见此处），他在 1855 年构思了这座大桥，后来被证明是他的杰作。他的技术著作表明，早在 1869 年 6 月大桥获批之前，他就已经设计好了大桥的各个方面，从两座巨大的花岗岩塔到四条悬挂的钢缆。1869 年 6 月 28 日，当他正在确定布鲁克林塔的选址时，具有讽刺意味的是，罗布林的脚被渡轮压伤了。三周后，在他遗产大桥破土动工之前，罗布林因破伤风去世。

“最有可能成为我们最持久的纪念碑并向最遥远的后世传达一些关于我们的知识的作品，是纯粹实用的作品；不是神殿，不是堡垒，不是宫殿，而是一座桥梁。”
——蒙哥马利·斯凯勒，《桥梁作为纪念碑》，《哈珀周刊》，1883 年。

完成大桥的任务落到了罗布林的儿子身上，他是一位金发碧眼、善于观察、勤奋工作的工程师华盛顿。他当时 32 岁。他如何执行父亲的设计的史诗故事已被讲述过很多次，最令人印象深刻的是大卫·麦卡洛在他的权威著作《大桥：布鲁克林大桥建设史诗》中讲述的故事。大桥的建造是一项艰巨的任务，无论是从其规模和结构创新、人力投入还是建造过程中的政治阴谋来衡量。

华盛顿·罗布林面临的最大挑战是建造两座塔，钢缆将通过这两座塔旋转。为此，他使用了巨大的气动沉箱，在布鲁克林沉入基岩 45 英尺（14 米），在曼哈顿沉入硬沙 78 英尺（24 米），历时三年，非常艰难。罗布林在指挥沉箱内外工程时，于 1872 年患上了“沉箱病”，几乎无法看、走或写。九年来，他一直通过他聪明而坚韧的妻子艾米莉·沃伦·罗布林的声音和双手监督着工程的进展。艾米莉一丝不苟地抄录丈夫的指示，将其送到工地，必要时进行解释，并在他不在时指责、威胁和羞辱不断增加时站在他身边。然而，华盛顿做了他决心要做的事。艾米莉很荣幸能第一次骑着车过桥，她怀里抱着一只象征胜利的公鸡。

布鲁克林大桥公园于 2010 年开放，不断展出各种艺术装置，例如黛博拉·卡斯 (Deborah Kass) 的标志性作品《OY/YO》（2015 年），这是一部多元文化的文字游戏。从曼哈顿看去，雕塑喊的是“Yo”，但从布鲁克林看去，它变成了“Oy”，就像这座桥一样，连接了东西两边。

这座桥厚重的哥特式门廊和飘逸的电缆网激发了一代又一代的诗人和艺术家的灵感。它的形象出现在棒球节目、墙纸、瓷器、邮票、股票证书和不少人的二头肌上。对于新移民来说，这座由移民设计和建造的大桥是他们对美国承诺的最初预感。自开通以来，布鲁克林大桥就牵动着人们的心，因为人们的心有多大，原因就有多大。

华盛顿·奥古斯都·罗布林 (1837–1926)

艾米丽·沃伦·罗布林 (1843–1903)

穿过长廊，人们会有一种奇妙的感觉，在观察大桥的同时，自己也成为了大桥外围结构的一部分。

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加拉比特高架桥 (Garabit Viaduct)

埃菲尔利用了风能，这一壮举至今仍激励着工程师们。

• 跨越：法国圣弗卢尔附近的特鲁耶尔河(Truyère River, near Saint-Flour, France)
• 设计：古斯塔夫·埃菲尔 (Gustave Eiffel)
• 建成：1884年
• 桥长：长度 541 英尺（165 米）
• 材料：钢 (Steel)
• 桥型：拱形高架桥 (Arched viaduct)

1古斯塔夫·埃菲尔最著名的作品——自由女神像的骨架、尼斯天文台的圆顶，以及他最终的作品——以他的名字命名的塔楼——都是如此的标志性建筑，以至于掩盖了他作为桥梁建造者的巨大成就。埃菲尔一生建造和完善了数百座桥梁——活动桥、军用桥、铁路桥和人行桥，这是他最后一座也是最重要的桥梁——加拉比特高架桥的前奏。

“因此，这对我来说是双重成功，首先是我的骄傲，其次是这项工作的重要性，正是这种工作让我跻身于不容小觑的公司之列，”1867 年，在赢得第一份在 Neuvial 和 Rouzat 建造两座高架桥的大合同后，自豪的埃菲尔给他的母亲写道。他继续修建了许多铁路高架桥，以满足法国南部铁矿丰富但地形恶劣的中央高原地区迅速发展的采矿业的需要。

“埃菲尔设计的铁路高架桥……在 1869 年至 1884 年间体现了一种方法和美学，而埃菲尔铁塔的设计则对这种方法和美学进行了极致的颂扬。”
——肯尼思·弗兰普顿，《现代建筑：批判史》，1980 年。

埃菲尔在穿越特鲁耶尔河上的深谷时面临的挑战是，尽管桥身很高，但要建造一座能够抵御中央高原陡峭峡谷中强风的结构。埃菲尔在法国各地设立了气象站来收集空气动力学数据，因此对风力有着丰富的经验知识。

在加拉比特桥，埃菲尔提出了一种抛物线拱形高架桥，类似于他于 1877 年在葡萄牙波尔图的杜罗河上建造的玛丽亚·皮亚桥 (Ponte Maria Pia)。最近廉价钢材的出现（到 19 世纪 70 年代，钢材价格已下跌 75%）使得两座高架桥的长跨度成为可能。与杜罗河一样，加拉比特桥横跨峡谷，有五个跨度。山谷两侧的两个短跨度由金属桥墩支撑，桥墩位于形似截头金字塔的砖石基座上；这些桥墩中最高的一个有 294 英尺（90 米）。 541 英尺（165 米）的中央跨度由新月形拱门支撑。拱门的每一半都由钢缆从桥面悬挂下来，而其各组件则固定在一起并建造到跨中。这座高架桥高出水面 400 英尺（122 米），多年来一直是世界上最高的桥梁。

空气动力学继续吸引着埃菲尔聪明而执着的头脑。五年后，在加拉比特学到的经验启发了埃菲尔铁塔的设计。1912 年，他在法国建造了第一个空气动力学实验室，并一直在那里工作，直到 1923 年去世。

古斯塔夫·埃菲尔 (Gustave Eiffel，1832-1923) 因对金属的精湛技艺而获得了“铁魔术师”的称号。埃菲尔与泰奥菲尔·赛里格于 1868 年共同创办了 Eiffel et cie 公司，主要提供金属结构，这家公司经营了一百年。到 1880 年，埃菲尔已在十几个国家开展项目。这张照片由纳达尔拍摄，他专门拍摄十九世纪法国知识分子的肖像。

埃菲尔铁塔是 1889 年巴黎世界博览会的核心建筑，它由一万两千块锻铁构成，令人眼花缭乱，每块锻铁都经过独立设计，以反映不同的倾斜度并承受不同的负荷。埃菲尔在加拉比特的成就对他不朽的铁塔的设计至关重要。

玛丽亚·皮亚桥的中央跨度为 525 英尺（160 米）。凭借广受好评的设计，埃菲尔赢得了 Garabit 桥的合同。

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福斯桥 (Forth Bridge)

世界上最长的钢悬臂 1890–1917

• 跨越：福斯湾，昆斯费里，苏格兰(Firth of Forth, Queensferry, Scotland)
• 设计师：詹姆斯·塔斯克和贝拉·弗莱彻 (James Tasker and Bela Fletcher)
• 建成：1890 年
• 桥长：长度 41710 英尺（521 米）
• 材料：钢 (Steel)
• 桥型：悬臂桁架 (Cantilever truss)

Forth 大胆而朴素，开创了对结构美的全新理解。

福斯桥是维多利亚时代的一座丰碑，横跨苏格兰东部的福斯河，是第一座全钢结构的大跨度桥梁。建成后，它打破了长度、高度和所用材料量的所有记录。它是最早的多跨悬臂桥，也是最长的桥梁之一，总长度为 1.6 英里（2.5 公里）。

这座桥由工程师本杰明·贝克爵士（1840-1907 年）和约翰·福勒爵士（1817-1898 年）共同设计。和詹姆斯·B·艾兹一样，贝克建造了许多类型的建筑，但只建造了一座桥，而这座桥是他的代表作。他职业生涯的亮点包括与福勒一起设计了伦敦第一条地下铁路；建造了一艘船，将埃及的方尖碑克娄巴特拉方尖碑从埃及运到伦敦；以及在阿斯旺筑坝拦截尼罗河。

贝克并不是第一个尝试在福斯湾架桥的人，福斯湾是爱丁堡至邓迪铁路线的关键桥梁。托马斯·布奇受命建造福斯湾大桥和另一座横跨泰河的大桥。第一座大桥建于 1878 年的泰河上；一年后，大桥在火车经过时因大风而倒塌，造成至少 60 人死亡（见此处）。布奇的职业生涯就此毁于一旦，他为福斯湾大桥设计的方案也毫不意外地被放弃了。

“福斯桥经常被批评为过度建设；但事实并非如此。它只是力量的本质。”

——大卫·普洛登，《桥梁：北美的跨度》，1974 年。

贝克和福勒决心不再犯导致泰河灾难的工程错误，他们将这座桥设计成能够承受每英尺 56 磅的风压，几乎是泰河阻力的五倍。他们决定使用钢材（英国新近合法的建筑材料），以增强其强度，并采用悬臂设计。此前，贝克在英国《工程学》杂志上发表了一系列关于大跨度铁路桥的文章，他得出结论，悬臂是大跨度桥梁最有效的结构。

在悬臂桥中，刚性梁从底座伸出，就像树干上的树枝一样，以支撑跨度。福斯桥由三座双悬臂塔组成，高出圆形花岗岩桥墩 361 英尺（110 米），两侧各有悬臂。每根横梁从塔楼伸出 679 英尺（207 米），它们由两个悬臂梁跨度连接在一起，每个跨度 351 英尺（107 米），形成三个跨度，每个跨度 1,710 英尺（521 米）。其中一座巨大的塔楼建在中游小岛 Inchgarvie 上；另外两座塔楼建在法夫和昆斯费里两岸。

为了缓解安全问题，贝克安排了一个悬臂桥的活体模型。为了向悬臂桥的古老亚洲起源致敬，贝克将他的日本助手渡边开一 (Kaichi Watanabe) 放在了中间。

公众对这一设计议论纷纷：它的安全性、成本（当时高达 1500 万美元），以及最重要的，它独特的工业美学，涂成大胆的红色。尽管维多利亚时代的时尚大师威廉·莫里斯认为福斯桥是“所有丑陋的终极典范”，但贝克和福勒都在桥竣工后被授予爵士称号。一个世纪后，联合国教科文组织确认了福斯桥的结构和美学价值，将其列入 2015 年世界遗产名录，成为“A 类”遗产，这使其受到最高级别的保护。 1890 年，威尔士亲王宣布大桥通车时，站在贝克身边的是古斯塔夫·埃菲尔，他在前一年完成了这座具有里程碑意义的巴黎铁塔。和埃菲尔铁塔一样，福斯桥是纯粹的结构——没有不必要的部分——它既是一件艺术品，也是人类控制风力的象征。

在这张 1888 年的施工照片中，精心设计、视觉上密集的拉杆和支柱支撑着直径 12 英尺（3.7 米）的巨型管道，这些管道高出水线。下面是当时的景象。

霍格巴克廊桥（1884 年），爱荷华州温特塞特

霍顿米尔桥 (1934 年)，阿拉巴马州布朗特县

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廊桥 (Covered Bridge)

难怪廊桥被称为“接吻桥”和“爱的隧道”。廊桥坐落在田园风光中，通常位于人迹罕至的地方，散发着浪漫隐秘的气息。然而，这种类型的廊桥纯粹是出于实用目的。为什么要用廊桥遮盖？据说，并不是为了让旅行者在为时已晚之前不知道前方是什么样的村庄，而是因为如果桥的木质支撑物不受雨雪侵袭，使用寿命会更长。

萨克斯廊桥（1852 年），宾夕法尼亚州亚当斯县

“我们通过一座木桥过河，木桥四周都有屋顶和覆盖物，长近一英里。桥上漆黑一片，迷茫不已，巨大的横梁从各个角度穿过又穿过；透过桥面宽阔的缝隙和裂缝，湍急的河水在远处闪闪发光，就像一群眼睛。”
——查尔斯·狄更斯，《穿越萨斯奎哈纳河》，1842 年萨克斯廊桥（1852 年），宾夕法尼亚州亚当斯县。

桥梁也有经济需求。蓬勃发展的年轻美国迫切需要跨越众多河流和溪流的方法；商品需要交易、邮件需要传递、政治和社会抱负需要实现。一些人认为联邦政府应该承担桥梁建设等“内部改进”工作，但华盛顿对此还不够熟悉。因此，这项任务落到了一群不拘一格的企业家身上，他们采用木材和一个基本的设计元素——三角形桁架——建造了一座真正的美国桥梁，与欧洲建造的桥梁不同。

19 世纪初出现的复杂桁架图案本身就很美，同时也解决了一个实际的工程问题：如何建造能够横跨河流而不阻塞下方水道的桥梁。这些图案以其聪明的发明者命名，包括伊蒂尔·汤恩、西奥多·伯尔、威廉·豪和斯蒂芬·H·朗。在大多数情况下，这些早期设计师不是专业建筑师，而是经验丰富的直觉工程师。

许多人是企业家，他们建造桥梁只是为了赚钱。上市公司成立，股票出售。投资者通过收取过桥费收回了资金。即使这些过桥费以今天的标准来看微不足道（步行乘客或牛两美分，单马拉雪橇八美分），但加起来也是一笔不小的数目。

一位这样的企业家，红头发、长鼻子的伊蒂尔·汤恩（1784-1844 年）是康涅狄格州的一名建筑师，他于 1820 年为同名的格构桁架系统申请了专利。汤恩格构桁架坚固耐用且价格低廉，深受建筑商的欢迎。汤恩在获得许可的情况下使用他的设计，每英尺收费一美元，未经许可则收取两美元。由于专利代理人积极推销他的设计，数百座汤恩格构桁架桥得以建造，其中许多位于新英格兰（见此处）。

据估计，1805 年至 1885 年间，美国修建了超过一万座廊桥。但这些桥中有许多几乎在修建的同时就倒塌了，它们的木制框架易受火灾、洪水和自然灾害的影响。那么，为什么这些桥是用木材而不是更耐用的石头建造的呢？因为木材丰富而便宜，在某些情况下甚至是免费的。

二十世纪，随着汽车取代马车，公路修建，廊桥开始以惊人的速度消失。到 1954 年，廊桥数量已不足两千座。但保护主义者和其他人士及时意识到了廊桥的魅力。那些留存下来的廊桥是历史的活生生的见证，也是宝贵的旅游景点。廊桥在散文、诗歌和歌曲中被人们颂扬，它们代表着一个更为纯真的时代，那时的男孩和女孩在夏日里在桥椽子上荡秋千，桥内的标语牌上宣传着一些流行的药物，如基卡普印第安油，一种“血液、胃、肾和肝脏调节剂”。

是的，有些廊桥被用来接吻。根据纽约历史学会的说法，曼哈顿曾经有三座名为“接吻桥”的桥，但它们早已不复存在，埋在城市的街道之下。

水槽桥（1871年），新罕布什尔州林肯。

尤蒂卡米尔斯廊桥（约 1850 年），马里兰州瑟蒙特。

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