把海峡两岸接入公路

金门大桥横跨美国加利福尼亚州旧金山湾入口的金门海峡,连接旧金山与北面的马林县。此前轮渡承担跨水交通,而汽车运输的扩大,使固定公路通道更具吸引力。1916年,记者詹姆斯·威尔金斯再次推动跨海峡建桥的讨论。战后,旧金山市工程师迈克尔·奥肖内西根据海峡调查资料,向桥梁工程师征询可行方案和费用。

这里既是海上航道,两岸又有军方土地,桥梁不能只按道路需求决定。1928年成立的金门桥与公路区负责组织设计、筹资和建设;工程以3500万美元债券取得主要资金,今后以通行费偿付。1930年战争部批准方案时,对4200英尺的主跨和跨中220英尺的净空作出要求,交通、航运与融资由此进入同一工程计划。

参考:[1] [2] [3]

不是一位工程师的作品

总工程师约瑟夫·施特劳斯长期推动项目,最初主张把悬臂结构与悬索结构结合。咨询工程师莱昂·莫伊塞夫于1925年提出另一种悬索桥比较方案,最终建成的桥采用纯悬索体系。工程史研究记载,1929年工程师会议已经讨论并选择4200英尺主跨的悬索方案;设计形成是方案比较与团队协作的过程。

查尔斯·埃利斯承担结构计算、桥塔与加劲桁架设计,以及规范和工程文件的编制,并与莫伊塞夫及奥特马尔·阿曼等顾问协作。他在1931年底被施特劳斯要求移交文件、无限期无薪休假,其重要贡献没有在落成时获得相应承认。因而,理解金门大桥需要区分项目倡导、总工程管理、结构计算和施工组织,不能把集体工作压缩成单一“发明者”的故事。

参考:[1]

怎样把路面悬在海上

大桥的主跨长4200英尺,约1280米,落成时是世界最长的悬索桥主跨;两座主塔高出水面746英尺,约227米。桥面荷载经竖向吊索传给两根主缆,再由塔架和两岸锚碇共同承担。这样的受力方式容许中央航道不设桥墩,却要求主缆、塔基和锚固系统密切配合。

每根主缆包含27572根平行钢丝,不能先在岸边做好,再整根吊过海峡。罗布林父子公司采用空中纺缆法,把钢丝从一端混凝土锚碇拉过两座塔顶,送往另一端,再反复往返;钢丝先组成索股,随后压紧为主缆。桥塔及主跨钢结构由伯利恒钢铁公司的麦克林蒂克—马歇尔公司承担,桥墩等工程则由其他承包商分工完成。

参考:[3] [4] [2]

风浪、深水与工人安全

正式施工于1933年1月5日开始,2月26日才举行公开动工典礼。海峡的浓雾、潮流和强风不断干扰施工。旧金山一侧的施工栈桥曾遭船舶碰撞,又在风暴中受损,修复临时设施成为继续建造永久桥梁的先决条件。工程不能只按主塔和主缆的完成日期理解,海上施工通道本身就是一道难题。

工程要求工人佩戴安全帽,并在桥面结构下设置防坠安全网。网曾救下19名工人,却不能消除危险。整个工程有11人死亡,其中10人在1937年2月17日脚手架坠落、冲破安全网的事故中遇难。技术纪录与劳动代价同时构成这座桥的历史;安全措施取得效果,不等于现场已没有管理和操作风险。

参考:[4]

两次开放与长期通道

1937年4月,路面铺筑进入收尾阶段。5月27日,大桥先向行人开放;5月28日才转为车辆通行,庆典节目把开通时间安排在中午。总工程师报告还记载了28日向桥区董事会交付桥梁的仪式。因此,“1937年建成”包含施工收尾、庆典和实际交通开放等不同阶段,行人日与车辆通车日应分别记述。

大桥把此前依赖轮渡的跨海峡出行接入连续公路,为旧金山与北部地区提供稳定的陆路联系,同时成为需要长期收费、检修和管理的公共设施。建设债券于1971年偿清,但收费并未随之结束,桥区已扩展到公共交通运营。它的成就既在超大跨度的钢结构,也在地方机构把融资、航道条件、施工协作和持续运营结合起来,而不是在落成庆典结束时就告完成。

参考:[2] [4] [5]