地球是一个奇迹

历史｜加拿大

1907年8月29日，加拿大魁北克的新建桥梁(Quebec Bridge)部分发生坍塌，几十名造桥工人以及技工落入水中，经调查事故是由设计缺陷导致。| Alamy

“教科书上仔细的尺寸材料能够承受负荷、冲击力、压力。所以，当被压垮的大梁导致嘎吱嘎吱的大桥垮塌，失败、谋杀的指控将落在人身上，不是材料——是人！”

加拿大所有年轻工程师在从业前必须宣读这段《断裂应变之歌》，然后敲七次铁砧，象征着把铆钉敲到底。

而这场仪式的背后是88名建筑工人的死亡。

19000吨钢筋从天而降

1907年8月29日下午，加拿大圣劳伦斯河上，魁北克大桥正在施工。

按设计图，这座悬臂桥主跨长达548.6米，完成后将是世界最长的桥跨。当时大桥南北两端各自完工，就等中间的悬跨完成组装，震撼全球的大桥即将诞生。

坍塌前的魁北克桥。｜MCCORD MUSEUM

时至下午5点半，收工的哨声响起。工人们放下手头的工作三三两两有说有笑地向岸边走去。

突然一声巨响，南端锚跨处两根下弦杆突然被压弯，整个南端的结构都被牵动了。仅坚持15秒，南端整个完工部分连带着中间的悬吊跨一同垮了下来，19000吨的钢材落入河中。

巨大的声响传至十公里之外的市区，随之坠河的还有在桥上工作的86名工人。据《多伦多星报》报道，“只有16具尸体被用撬棍找到，所有人都被严重肢解，有些甚至被切成两半”。

最终只有11人生还。没能完成组装的大桥，依然实现了“震撼全球”的梦想。

坍塌后的魁北克桥。｜MCCORD MUSEUM

“巅峰之作”

早在1850年，加拿大人就想在圣劳伦斯河上修建一座大桥。但修桥难度很大，这里最窄处都有3.2千米，水深58米，河流常年保持14km/h的流速。

为了建造这座魁北克桥，当地政府专门成立了魁北克大桥公司，给予厚望。一开始打算让自家工程师爱德华·霍尔(Edward Hall)负责，但他没有90米以上桥梁设计的经验。

保险起见，他们高薪聘请了当时极富盛名的美国桥梁设计师——西奥多·库珀(Theodore Cooper)，担任总顾问。

年近60岁的库珀接过圣劳伦斯河及其两岸的地图，眼中闪过欣喜的光芒。当时全世界跨度最长的跨河大桥是英国福斯桥，眼前的这个项目无疑能够超越经典，也必将成为其职业生涯的“巅峰之作”。

库珀选择了桥梁公司提供的“悬臂桥”方案——悬臂结构形如一个天平，锚臂和伸出臂以中间支撑维持平衡。河两岸先建好“两个天平”，再连接上悬跨构成整体，全桥就能维持着巧妙的平衡。

该照片拍摄于1887年，展示了当时英国福斯桥的悬臂原理。｜The University of Glasgow

1899年6月，他在上报的结论中写道“桥梁公司的悬臂桥方案是最好并且最便宜的方案”。

狂妄的设计师

库珀上任后的第一件事就是将原先487.7m的主跨增加到548.6m，他认为这样可以避开主航道上春季的浮冰，不但可以降低成本，还可以将工期缩短至少一年。

当然这也会让该桥成为当时世界上跨度最大的桥。

事后调查认为，跨度增加就需要加强钢材使上部结构，成本也会增加。为了降低成本，库珀想到一个妙计：将技术规定中钢材的许可的应力提高——即钢材单位面积所承受的作用力。

10月份工程如期开工，但库珀本人却没有到场，他正坐在纽约的事务所里喝茶，现场情况都有年轻工程师马克鲁尔向他汇报。

在大桥修建的前三年，他总共只到过现场3次。

施工的第6年，材料监督员向库珀汇报了大桥所用的钢料超出了预计量，成本增加，但南部的组装早已进行了大半，无法重新来过。

库珀思量再三，决定给出“受力增加大致在7%到10%，能够承受”的结论。

如此随意改变结构受力，有限的钢筋自然无法承受，马克鲁尔连续四次发现，南部锚跨的下弦杆拼接时拼接面不吻合，只能借外力强行对齐。

随着伸长臂向河中间越伸越远，出现严重弯曲的钢材将会就越多。没多久，这座桥因为钢材弯曲变形，仿佛大桥想将手伸向河面。

因受力过重钢筋无法承受导致坍塌。｜MCCORD MUSEUM

得知消息的库珀十分后悔，决定停止工程，但为时已晚，就在消息从纽约传回施工现场的前一天，一身巨响带走了75人的生命。

事故调查结论认为，设计师没有算准结构的重量，整个工程迷信权威，高估了钢材的承受能力，实际承重增加高达20%。

二次坍塌

魁北克政府并不甘心这次失败，搁置6年后，项目重启。

这次不光吸取了上次经验，而且矫枉过正，新桥的上部结构重量是旧桥的两倍半。在南北合龙时，一个支点无法支撑上方的重量断裂，整跨重达5200吨的钢材就这样落入水中，连带着13名工作人员的生命。

1922年，在第三次重启的魁北克大桥竣工，加拿大的七大工程学院一起出钱将建桥过程中倒塌的残骸全部买下，把这些亲临过事故的钢材打造成一枚枚戒指，发给每年从工程系毕业的学生。

戒指上下各有12个平面，形成粗糙的表面。当工程师写字和画图时，粗糙的戒指表面会与纸互相磨擦，时刻提醒工程师在毕业时作出的承诺。

这一枚枚戒指就成为了后来在工程界闻名的工程师之戒(Iron Ring)。

撰文：Arvin

编辑：Arvin

版式设计：Arvin