剑网3不二宠物吃什么:建一座地球震动时从一边慢慢向另一边倾斜的桥梁

   建一座地球震动时从一边慢慢向另一边倾斜的桥梁 

                                        作者：亨利?方坦

                                           译者：毛毛雨

摄影：米卡?O.?格朗德尔（Mika O. Grondahl）/纽约时报

旧金山湾的新东部跨海大桥的全长。新大桥竣工后，左边远处现存的东部大桥将被拆毁。

       旧金山——在旧金山的新高架公路内部深处探险之后，人们就清楚地知道该桥的工程师们已为此桥做了了长期打算。

       在高架路面的箱形梁内间隔里——如果潜水艇是由混凝土制造而成的，那么人们会有一种在潜水艇里的禁闭感觉——是被称为锚墩的固定墩浇铸而成此结构。这些固定墩打算要从现在开始被使用几十年，或许用到下个世纪。到那时，当混凝土大梁破旧的时候，他们将由于重力或压力而从中间开始下陷。通过从一个锚墩到另一个锚墩使用锚链并使它们绷紧，工人们将能使那些大梁恢复到原来的定线（或准线）。

       那些锚墩是新东部跨海大桥的一个标志，其中包括高架公路和一座独特的悬索桥（或吊桥）。预期2013年落成典礼后，这座跨海大桥打算要延续至少150年。（现仍在使用的东部大桥到那时将被拆毁。）

       但是，为了使其能延续到22世纪，新的跨海大桥必须在某一时刻经历一次大地震后幸免于难，像1906年破坏了大部分旧金山的那次地震或1989年部分切断跨海大桥的那次地震一样。因为附近的两个断层是能够产生如此巨大的地震的，该桥的幸免并不是一件简单的事情。

        说说你关于这个项目所希望的——而且由于此次建筑的最后期限已经在过去十年间延长了以及成本已经飙升到了60多亿美元，人们已经说了很多很多——保持该桥在地震中完好无损一直是那些桥梁工程师们的主要目标。

        而且，为了满足这个目标，他们将大桥设计成可以随波逐流的结构：设计可适应新环境的结构。在此结构内，任何潜在的损坏将被限制到各种具体要素。

        “我们想要让这座大桥能适应新环境，因而当地震到来时，该系统适应新环境的能力就如这座大桥基本上漂流在地震上一样，”这座大桥的主设计师马尔温·纳德（Marwan Nader）说。他是林同炎（T. Y. Lin）国际工程公司的副总裁。

       这与另一种潜在的方法形成了对比：把这座大桥造的足够大，而且足够刚硬以抵抗摇动。“当然，大型而且不易弯曲的结构看上去绝对丑陋，还非常非常昂贵，”加州大学在圣迭戈（或圣地要哥）分校的雅各布斯工程学院院长弗里德尔·赛布尔（Frieder Seible）说道。他负责测试这座大桥设计的许多要素。

       这座大桥的设计包括一座525英尺高的悬索桥塔。组成悬索桥塔的四根钢柱应该能在一次大地震中从一边慢慢移动到另一边，在其顶部移动幅度可达五英尺左右。但地震力的冲击将通过连接钢柱间的横木——被称为剪切连接梁——来吸收。

        这座大桥的各个混凝土桥墩还被设计成从一边慢慢移动到另一边，从而将损坏限制到那些额外钢筋加强区域。而且，沿着整座大桥的各个接合处有60英尺长被称作铰链管梁的滑动钢管以及较弱钢材的牺牲部分。当这座大桥在地震中运动时，较弱钢材的牺牲部分应该可以帮助该桥结构的其余部分。

       “我们预期的地震位移将会损坏掉，”纳德先生说。“但这种损坏是可以修复的，而且这座大桥能毫无问题地供大家使用。”

       至少，在工作人员检查结构和作出临时修复后，比如在一定接合处放置钢铁横木，紧急救援车辆和人员应该能够在一场大地震后数小时内使用这座桥梁。考虑到海湾地区两个主要机场预计在这样的一次灾难后即将报废，这座大桥和另外一座称为贝尼夏-马丁尼兹（Benicia-Martinez)大桥将成为“重要的交通线”道路体系。贝尼夏-马丁尼兹是新东部跨海大桥东北方向约20英里处的在地震中安全的大桥。加州交通局发言人巴特?内伊（Bart Ney）说，这两座大桥可将援助从一个内陆空军基地运送到受灾区域。

        一次地震使得旧金山湾中间的奥克兰和耶尔巴布埃纳岛（或意译为芳草岛）之间长2.2英里的替代大桥成了必须的了。自1906年灾难发生以来，1989年洛马?普列塔（The Loma Prieta）地震是首次沿着圣?安德烈斯断层带发生的地震，造成了现在的钢桁架大桥部分倒塌，导致一名开车人士死亡。这座大桥因此而关闭了一个月。那次震级为6.9的地震导致了延续大约15秒钟的强烈震动，而且远远超过这座20世纪30年代设计的老式桥梁所能承受的摇动。

       “1989年，当这座大桥遭受那些地震运动时，大桥可以说被拉长了，而且，其中一个跨基本上掉了下来，” 纳德先生说。大多数专家认为，沿东湾的圣?安德烈斯或黑沃德断层的更强的地震最有可能导致这座老桥完全倒塌。

        海湾地区发生一次大地震的可能性很大——根据美国地质调查局和其他机构的数据，2036年前，6.7级或级别更大的地震发生的可能性大约为三分之二的概率。但纳德先生及其同事们并不很关心震中测定的震级，因为他们与这座大桥桥址的地面运动一起。他们计划了一千五百年内预计将发生的最大运动。

      人们对新大桥路径的各种争吵而导致了延迟了计划。但海湾东部居民的愿望希望拥有一座标志性的大桥，而且还是单塔式的，这给桥梁设计师们上了一课。不过，纳德先生和他的同事们还是圆满地解决了这个问题。                            

1989年洛马?普列塔（The Loma Prieta）地震中倒塌海湾大桥的一部分。

      1989年地震后，工程师们决定这座大桥的西跨——一座位于旧金山和耶尔巴布埃纳岛（或意译为芳草岛）（Yerba Buena Island）的双悬索桥（或吊桥）——做些更改，使其能够在地震中安然无恙。但东部的桁架桥及公路最终将不得不倒塌下来。（金门大桥在此次地震中完好无损，但为了准备更大的地震已经改型翻新。）

      其中东跨的各种问题是各个桥墩的地基并没有坐落在岩石上，而是在淤泥里。当地震发生时，淤泥中的地基可能使桥墩像果冻一样摇摆，从而扩大这种运动。

      这座大桥的替换计划由于有关新大桥路径的多次争吵而推迟。因为东海湾的居民特别表述了他们的愿望，所以新大桥的路径将穿越这个海湾并能让他们看到这座大桥。

      “人们会说，他们感到所有吸引人的标志性大桥往往在该海湾的旧金山那边，而东海湾那边则总是简单而实用那种桥梁，”纳德先生说。他获得加州大学伯克利分校的博士学位，并亲身经历了1989年地震。“因而，他们想要一座标志性的大桥。”

      他们有一座标志性的大桥。不像那些更传统的悬索桥那样，并行的钢索被悬挂在两座铁塔上并被固定在两端的岩石或混凝土中，而这座2047英尺长的悬索桥却只有一个铁塔和一根钢索，而且这根钢索被固定在其本身的公路路面，固定方向为从东端到西端，之后再绕回来而形成圈。（由于传统设计，在该海湾中间的东端，这座桥将极端困难地创建一个两端系钢索的桥墩。）

      而新的大桥则是世界上最长的自锚式悬索桥，而且该桥并不对称，因为该桥跨度的一侧比另一侧要长。（纳德先生说，这座新桥看上去就像一座半传统式悬索桥。）选择这样的设计极大地提高了该项目的成本。一座传统的悬索桥里，桥面是最后添加的，并被悬挂在附着在主钢索上的各个吊索上。而自锚式设计里，桥面必须一开始就要铺好。

      “就像鸡和蛋的情况一样，” 纳德先生说。“我们需要桥面来进行压缩，因而钢索才能固定进去，但桥面本身不能进行压缩，直至钢索在那儿进行压缩。因而，我们必须建立一个临时系统。”

      那个临时系统，叫做脚手架。它基本上就像一座桥一样托住桥面，直至钢索放置在指定的位置——这项作业于十二月底开始，预计需要长达六个月的时间才能完成。这座脚手架也必须符合地震安全的标准，因而增加了成本。

      所有关于标志性大桥的讨论中，纳德尔先生说，人们对拥有只有一个单塔的大桥有着浓厚的兴趣。但这造成了各种设计问题。“在一个单塔中，就会缺乏冗余，”他说。“就像一根支杆一样。如果你有一根支杆，而这根支杆开始摇晃，支杆的底部会发生所有的损害。”

      解决方案在与这座桥梁的建筑师们的谈话中得到了充实完善。该方案就是将这座单塔分成四根钢柱，并和那些剪切连接梁接在一起。这种做法是纳德尔先生所熟悉的方式。在伯克利期间，他通过一位曾在某些建筑构架方面测试剪切连接梁的教授而熟悉了这种做法。

      那些剪切连接梁由一种比其它级别的钢更易变形的特级钢制造而成，而且这些连接梁沿着单塔从头至尾而被置放在各个特定点上，这将影响四根钢柱在地震中将如何运动。“以放置那些剪切连接梁的位置为基础，我们就能调整单塔的动态反应，” 加州大学圣地亚哥分校的赛布尔博士（Dr. Seible）说道。

在正常情况下，这些剪切链接梁有助于在抗风和其它负担方面稳定四根钢柱。“但当发生更大地震负载时，这些剪切连接梁开始容易变弯，” 纳德尔先生。“地震震动注入到单塔需要一定的能量。”

      纳德先生说，他已知道在一次大地震中， 这些剪切连接梁将大部分遭受到损毁——沿着单塔向上，大约三分之二的剪切连接梁会损毁。他说，但这座单塔在结构上仍将完好无损，而且这些剪切连接梁甚至没有必要立即更换。

      这就像小车祸后发生的情况一样，他说。“我们的车完全可以驾驶，而这座桥就是以那种方式设计的，因为一个减震物可以吸收地震。”

       “所以，我们停下来基本上只是为了确信，”他接着说。“我们看到一切正常，然后，我们可以在我们希望的任何时间来修复这个减震物。”