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他用鋼鐵創造了奇跡

2014-12-09 05:48:05代曉琴
科學啟蒙 2014年12期
關鍵詞:設計

代曉琴

埃菲爾鐵塔位于法國巴黎戰神廣場,高320米,除四個塔墩由水泥澆灌外,塔身全是鋼鐵鏤空結構,是世界上第一座鋼鐵高塔,鐵塔設計離奇獨特,堪稱世界建筑史上的奇跡。埃菲爾作為鐵塔的設計者,他是怎樣用鋼鐵創造奇跡的呢?

好奇的“小發明家”

埃菲爾1832年出生在法國東部的第戎城,父親是軍隊的文職人員,母親是能干的商人。由于受到大人們耳濡目染的影響和教育,埃菲爾從小就養成了好奇、好問、善于思考、大膽設想的好品格。

一次,埃菲爾家的一張小椅子壞了,母親準備扔掉。埃菲爾見了,心想,難道壞了的椅子只能被丟掉?能不能用它做點其他東西呢?

埃菲爾懷著試一試的心理,把椅子拿到自己的房間,認認真真地“研究”起來。漸漸地,他有了眉目,于是拿來工具箱,擺弄了兩三下,壞椅子竟然變成了一座小橋。

母親大力表揚了埃菲爾,并說他是“小發明家”。也就是從那一刻起,埃菲爾下定了“當個大發明家”的決心。

中學畢業后,埃菲爾沒能考上著名的巴黎理工大學,但他并不灰心,仍然刻苦地補習功課。20歲那年,終于以優異的成績考上了培養工程師的技藝學校。

在那里,埃菲爾租用了單身宿舍,經常擠在桌子和火爐中間通宵達旦地埋頭讀書。不久,他以良好的成績領到了工程師的畢業文憑,并進入西部鐵路局研究室當了一名工程師,踏上了工程設計的道路。

絕無可能的“奇想”

埃菲爾一頭扎進自己的設計事業中,先后完成了波爾多大橋、索爾河大橋、布達佩斯火車總站等大型工程的設計。

1885年,法國官方開始計劃于1889年舉行一個博覽會,用以慶祝法國革命勝利100周年。他們計劃在巴黎中心建造一個300多米的高塔,為此,他們宣布舉行一個設計大賽,希望這樣能找到設計者。

超過100份設計稿參與競爭,不過這些設計大部分都非常傳統。埃菲爾抱著試一試的心態,遞交了自己的設計——用鋼鐵在巴黎建造一座高300多米的鐵塔。埃菲爾的設計得到了一位大臣的認可,最終獲得勝出。

消息一傳出,立即遭到多方強烈抗議:一些專家宣稱建300米高的鐵塔絕無可能;一些人認為鐵塔的燈光將會殺死塞納河中所有的魚;甚至還有人預測,這個建筑在蓋到200多米時就會轟然倒塌。

面對壓力,埃菲爾顯得沉著冷靜,因為他明白只有設計得更加周詳,鐵塔的建造才不會出差錯。然而,建造300米高的建筑是之前誰也沒有嘗試過的,一切都需要埃菲爾創造性的技術。

為了確保鐵塔的順利建造,埃菲爾不允許出現一絲一毫的誤差,率領團隊計算,僅草圖就畫了5 300多張。

讓“奇想”變奇跡

埃菲爾的圖紙設計好后,立即進入到鐵塔的施工階段。

工程初始階段需要建四個塔墩,這些塔墩直到54.864米之后才能匯合,而當這些橋墩匯合之后必須達到完美的水平,這個完美的水平面將會作為余下243.84米的建造基礎。因此,只要其中一個塔墩稍有差池,就會造成整個鐵塔傾斜。

由于四個塔墩分別在四個施工點同時進行,埃菲爾沒有辦法保證其在建造完畢之后能夠托起完美的水平面。

要怎樣才能使塔墩保持一致呢?

于是,埃菲爾經過一番苦苦地思索后,想到了水壓泵。為什么不用水壓泵來調節高度呢?

聰明的埃菲爾在每個塔墩的底部都裝置了一臺臨時的水壓泵。這樣,隨著工程的推進,他就可以通過微微的升高或降低來進行調整,當整體調節完畢之后工人們再在塔墩里面嵌入鐵楔子以此固定塔墩。這一招很靈,成功地解決了塔墩高低不一這個棘手的難題,讓工程得以繼續。

但隨著塔層的升高,施工越來越難,以至于進度上不去。這可怎么辦呢?愛思考的埃菲爾又開創性地想出預先在自己的車間制造好部件,然后直接安裝的方法。就這樣,當部件運往工地的時候,施工人員能快速地安裝完畢,大大節省了時間。

由于埃菲爾獨特的設計,鐵塔的建造比預期的要快,提前兩個月就完成了建造任務。建成的鐵塔非常壯觀,以至于獲得了之前許多批評家的欣賞。埃菲爾用不懈的努力,讓“奇想”變成了奇跡。

(責任編校:賀年青)

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