魁北克大橋建造歷程

所跨越的河流叫做圣勞倫斯河。在該橋建成前，圣勞倫斯河是魁北克夏季的主要交通要道，但在冬季由于結(jié)冰這條河要到河面完全凍結(jié)后才能重新開通，因此早在1850s，當(dāng)?shù)鼐用窬捅憩F(xiàn)出極高的建橋欲望?？墒鞘趥愃购釉谄渥钫幰灿?.2km寬，且水深流急浪高，施工難度很大。因此直到1887年，該橋的建設(shè)才提上議事日程，當(dāng)年魁北克的一些商人和政治家成立了魁北克橋梁委員會，他們最終推動加拿大國會通過提案，將委員會并入魁北克橋梁公司(QBC)，提供1 000 000$的資金并允許該公司發(fā)行債券。

1903年QBC與鳳凰城橋梁公司達(dá)成意向，由鳳凰城橋梁公司免費(fèi)為該橋進(jìn)行可行性研究和前期準(zhǔn)備，作為交換，鳳凰城橋梁公司將得到Quebec Bridge的合同。

由于QBC的總工程師Edward Hoare以前從未負(fù)責(zé)過超過80m跨度的橋梁，因此QBC聘請了當(dāng)時著名的橋梁建筑師Theodore Cooper對工程的設(shè)計與施工實施監(jiān)督。

鳳凰城橋梁公司最初提交的設(shè)計方案中主跨的凈距為487.7 m，但是1900年5月，Cooper將其跨度延伸到了548.6 m，Cooper的理由是：

1、 降低深水中建造橋墩的不確定性；

2、 降低冰塞影響；

3、節(jié)省橋墩費(fèi)用。

當(dāng)工程建設(shè)進(jìn)入1907年時，Quebec Bridge的工人發(fā)該橋弦桿上已打好的鉚釘孔不再重合，部分受壓較大的桿件出現(xiàn)了彎曲，且變形在增加著。以其中編號A9L的桿件為例，該構(gòu)件6月15日檢查時初始撓度為19mm，至8月份，在兩周內(nèi)撓度發(fā)展到了57mm。Cooper的現(xiàn)場巡視員Norman McLure最早于6月份向他匯報了這一問題，但當(dāng)時并沒有提出警告，8月份，當(dāng)Cooper再次受到報告稱變形加劇的時候，他向鳳凰城橋梁公司發(fā)電報進(jìn)行了詢問，回函稱變形在材料買來時就存在了。對于這種解釋Cooper并不滿意，他說：“None of the explanationsfor the bent chord stand the test of logic. I have evolved another theory, which is a possible if not the probableone. These chords have been hit by thosesuspended beams used during the erection, while they were being put in place ortaken down. Examine if you cannot findevidence of the blow, and make inquiries of the men in charge.”但Norman McLure在排除各種原因后匯報Cooper，撓曲仍在繼續(xù)，可惜的是，他并沒有勇氣去說服Cooper。

8月27日，由于對結(jié)構(gòu)變形的擔(dān)心，工地領(lǐng)班停止了施工(圖 3為Quebec Bridge當(dāng)時的狀況)，而McLure則啟程去紐約找Cooper尋求解決方法。他走后不久，工地領(lǐng)班被Edward Hoare的保證說服，恢復(fù)了施工。與此同時Cooper在與McLure簡短討論后意識到變形問題的嚴(yán)重性，8月29日他給鳳凰城的總公司發(fā)電報要求：“Add no more load to thebridge until after due consideration of facts. McLure will be over at fiveo’clock.” Cooper沒有直接向工地發(fā)報， McLure答應(yīng)他給工地發(fā)電報，卻把這件事忘了。Cooper的電報下午1：50到達(dá)鳳凰城公司，可這封電報沒有引起重視，直到3:00左右該公司總工程師才看到電報，他馬上召開了會議，但是會議決定第二天再決定解決方案。而就在會議結(jié)束后不久Quebec Bridge倒塌了。

災(zāi)難發(fā)生于1907年8月29日，當(dāng)時正是下午五點半，收工哨聲已響過，工人們正在桁架上向岸邊走去，突然一聲巨響，猶如放炮一般，南端錨跨的下弦桿A9L首先在重壓下彎曲變形，荷載傳遞到對面的A9R，使A9R也被壓屈，并牽動了整個南端的結(jié)構(gòu)。其結(jié)果是南端的整個錨跨及懸臂跨，以及已部分完工的中間懸吊跨，共重一萬九千噸的鋼材垮了下來。倒塌發(fā)出的巨響傳至10km外的魁北克市依然清晰可聞。當(dāng)時共有86名工人在橋上作業(yè)，由于河水很深，工人們或是被彎曲的鋼筋壓死，或是落水淹死，共有75人罹難。

事后，當(dāng)時的加拿大總督成立了事故調(diào)查委員會，其官方文件總結(jié)事故原因如下：

1、Quebec Bridge倒塌是由于懸臂根部的下弦桿失效，這些桿件存在設(shè)計缺陷；

2、工程規(guī)范并不適合該橋的情況，使部分構(gòu)件的應(yīng)力超過以往的經(jīng)驗值；

3、 設(shè)計低估了結(jié)構(gòu)恒載，施工中又沒有進(jìn)行修正；

4、 QBC和鳳凰城橋梁公司都負(fù)有管理責(zé)任；

5、 工程的監(jiān)管工程師沒有有效的履行監(jiān)管責(zé)任；

6、 鳳凰城橋梁公司在計劃制定、施工以及構(gòu)件加工中均保證了良好的質(zhì)量，主要問題源于設(shè)計；

7、 當(dāng)前關(guān)于受壓桿的理論還不成熟，因此在設(shè)計時應(yīng)偏于保守。

事故后政府接手了施工工作，1913年，這座大橋的建設(shè)重新開始，新橋主要受壓構(gòu)件的截面積比原設(shè)計增加了一倍以上，然而不幸的是悲劇再次發(fā)生。1916年9月，由于懸臂安裝時一個錨固支撐構(gòu)件斷裂，橋梁中間段再次落入圣勞倫斯河中，并導(dǎo)致13名工人喪生。1917年，在經(jīng)歷了兩次慘痛的悲劇后，魁北克大橋終于竣工通車。

1922年，在魁北克大橋竣工不久，加拿大的七大工程學(xué)院（即后來的“The Corporation of the Seven Wardens”）一起出錢將建橋過程中倒塌的殘骸全部買下，并決定把這些親臨過事故的這些鋼材打造成一枚枚戒指，發(fā)給每年從工程系畢業(yè)的學(xué)生。然而由于當(dāng)時技術(shù)的限制，橋梁殘骸的鋼材無法被打造戒指。于是這些學(xué)院只好用其它鋼材代替。不過為了體現(xiàn)是代表橋坍塌的殘骸，戒指被設(shè)計成被扭曲的鋼條形狀，用來紀(jì)念這起事故和在事故中被奪去的生命。于是，這一枚枚戒指就成為了后來在工程界聞名的工程師之戒(Iron Ring)。這枚戒指要戴在小拇指上，作為對每個工程師的一種警示。2100433B