桥梁工程中的奇迹！1933年的美国金门大桥是如何建造的？

  它是世界上知名度最高的大桥，也是世界上命运最悲惨的大桥，建成87年间被“摧毁”上百次。它就是美国旧金山市的象征，被誉为现代世界七大奇迹之一的金门大桥。它由约瑟夫·施特劳斯设计建造，于1937年投入使用。

  因为金门大桥独特的设计和极具标志性的外观，在许多著名的科幻片、灾难片里，它遭受无数次核打击，被鲨鱼咬过成两段，被流星雨穿透，被大地震摧毁。每次美国一发生大事，金门大桥总逃不掉被毁的命运。

  那么这样一座“饱经摧残”大桥,究竟是如何建造的呢？接下来就让我们大家一起探索其中的奥秘。

  作为一座跨海大桥，金门大桥是连接旧金山与加利福尼亚跨越金门海峡的通道。而金门海峡两岸宽2.7千米，水深将近100米。如果修建传统的梁桥，不仅阻碍大型船只航行，还需要建造大量的桥墩，而深海桥墩造价昂贵，成本极高，因此梁桥不是金门大桥合适的选择。

  要解决通航问题，拱桥是个很好的选择，但金门海峡两岸宽度太大，要想保证拱桥桥体稳固，就不可避免的需要在很大程度上加大拱形，建造难度以及建造成本也随之增加。并且当时的技术也没办法实现这种结构较为复杂的桥型。所以拱桥也不是金门大桥的最佳选择。

  经过多方面的考量与试验，设计师施特劳斯先生最终选择使用悬索设计来建造金门大桥。

  想要建造悬索桥，第一步是要在两岸建造起高高的索塔，索塔之间由缆索呈抛物线形状连接，从缆索垂下悬索把桥面吊住。

  但如果按照传统悬索设计建造金门大桥，将索塔建在两岸，会出现一个很严重的缺陷，金门海峡的宽度将会使缆索承受巨大的的拉伸载荷，长久以往会使两岸索塔向内弯曲甚至崩塌。

  为了解决这一个问题，设计师延长缆索，通过锚固系统将其固定在地面上，同时将两座索塔距离减少至1.2千米，这样就给索塔的反方向上施加了一个拉力，让索塔的受力达到了平衡。

  第一步要建造的就是深入海水的桥墩。为了给桥墩打好坚实的地基，工程师结合海底情况，决定使用爆炸管将炸弹直接送到海床地下引爆。清理过后形成一个完美的基坑，并在此基础上建造钢木框架，再向其中浇筑PCC混凝土。

  浇筑完成后拆除木质结构，将框架内的海水抽干，工人进入其中挖除底部石块和土壤，直至坚硬的岩层。最后向框架内部浇筑混凝土，浇筑完成后，一个桥墩就建造完成了。

  金门大桥索塔的建造也是别具匠心。工程师将空心钢以蜂窝状组合起来，让他们如同积木一样相互拼接堆叠形成索塔，建造简单又经济牢固。

  在索塔顶部安装缆索鞍座之后，就可以为桥体铺设缆索了。金门大桥的主缆由27000根较小的钢绞线组成。

  为了铺设缆索，工人们为自己建造了一座吊桥，同时在吊桥上方安装一条带有滑轮的钢索轨道。通过上面的滑轮，一条一条的牵引钢绞线，并将其固定在缆索鞍座上。最后用液压机将钢绞线压紧，再用镀锌钢丝将其捆扎在一起，固定在大桥两端的锚固装置上。

  然后就是建造金门大桥的桥体结构了，如果使用常规的混凝土桥体，那么钢制的悬索与混凝土桥面直接相连接，在连接处必然会产生裂缝危害桥体。为了避免这样的一个问题，工程师决定采用钢结构桥体，使悬索直接与钢结构桥体连接。

  考虑到现场施工建造的难度，工人们预制了桥体的每个构件，由船只运到现场，再由塔吊完成单个构架的组装。并在桥体下安装防护网以保证工人安全，同时同步完成悬索与桥体框架的组装，以便于为桥体提供支持。

  为了保证索塔受力平衡，工人们必须在每个索塔的两个方向上，同时且均匀的进行组装。

  最后就是铺设桥面，工人们先在桥面铺上一层木板，再在木板上铺架钢筋并将其焊接在下层钢结构上，然后在其上浇筑混凝土。但这并不代表桥体建设完毕可通行，还有一个工程难题需要克服。

  如果将桥面建造成一体，高温会导致桥面膨胀挤压桥体，低温则会导致桥面断裂。

  为了解决这一难题，施特劳斯先生又提出了指状膨胀节的解决方案，工程师将大桥分为七块，每块之间由指状膨胀节连接。每当气温变化时，块与块之间的指状膨胀节自由伸缩，完美解决了桥体因热胀冷缩遭到损伤的问题。