福斯桥
Forth
Bridge


(点击进入英国的世界文化和自然遗产名录)
入选时间:2015年
遴选依据:文化遗产 (i)(iv)
地理位置:N56 00 04 W03 23 20
遗产编号:1485


简介:
福斯桥(Forth
Bridge),又叫福斯铁路桥,是指爱丁堡城北福斯河(Firth of
Forth)上的铁路桥。铁路桥建成于1890年,是英国人引以为豪的工程杰作。福斯桥是跨越福斯湾海峡上的第一座桥梁,仅供铁路使用,至今仍在通行客货火车。
福斯桥是一座悬臂式大桥,大桥全长2.5公里,是世界上最长的多跨悬臂桥,由约翰·富劳尔(John Fowler)及本杰明·贝克(Benjamin Baker)设计。利用悬臂式钢梁,支撑两跨各为四十六米长的钢架,主通航孔桥由三个钢“纺锤型”桁架、两个钢桁架挂梁组成,共使用约五万八千吨的钢料。在铁路作为长途陆路运输主要手段的年代,福斯桥是桥梁设计和建筑史上的一个里程碑。
大桥于1882年开始建造。桥梁施工历时七年,中间更换了设计工程师,修改了设计方案。七年中,施工动用了四千多名工人,高空施工中牺牲了98人,并造成了数百名人员伤残。为了纪念这些为英国桥梁事业做出贡献的蓝领工人,后人在桥址处修建了纪念馆。
1890年3月4日大桥建成,威尔斯七世国王将一枚金铆钉钉在桥上,宣告大桥竣工通车。21世纪初,英国的养护部门对结构进行了检测,主要承重结构仍然完好。只是对部分杆件和接头处进行了维修加固。
福斯桥桥梁的大部份结构是钢,由一条中平衡悬臂桥和两条悬跨组成,据说共用了八百多万支的铆钉,悬臂梁属于桁架钢梁,是由厚钢管连接而成的。该桥主跨达521.2米,总长1620米,支承处桁高达110米。铁路高出水位47.8米,因风力过大,桥梁桁架做成向内倾斜,塔顶宽约10米,塔底宽36.6米,全桥共计3个桥塔,六个伸臂,各长206米,悬跨长107米。按照上下行布置了双幅轨道。

福斯铁路桥有以下技术特点:
1、用“纺锤型”桁架延伸桥梁悬臂,达到增大跨月能力。三个“纺锤型”桁架就像三个挑水农夫并列一排,用三个扁担延长跨度、平衡重量。
2、“纺锤型”桁架属于“二力杆”,设计者将拉杆与压杆区别对待。考虑受力的需要,每个拉杆均有四个小钢管组成空心的构件;而每个压杆则由一大直径钢管组成。这种针对受力特点采取区别对待的设计很新颖。
3、拉压杆交叉点自由相交。为了杆件受力清晰简单,拉压杆件在中途交叉处采用了自由相交而不是刚性联结,这样更符合结构力学中的二力杆受力特性,也大大地简化了手工计算的复杂程度,因为当时没有电子计算,也不可能用到大型空间有限元法(Finite Element Method)来计算分析与仿真。
4、设置了维修通道。即使21世纪的很多桥梁设计人员也容易忽视桥梁维修检修通道。但是,福斯铁路桥在19世纪就考虑了钢筋混凝土维修通道及步梯,这样便于桥梁在营运工程中做周期性的检修维护。这一点对于钢结构桥梁更是至关重要,因为钢铁锈蚀的防护会经常用到这些通道。
5、抗风能力强。由于整个桥梁才用了桁架结构通透率很大,阻风面很小;再加上“纺锤型”的桥型结构稳定性好。因此桥梁的抗风能力大大增加,安全而稳定。
6、防海水锈蚀及防锈。海水中的盐分、氯离子会加快钢材的锈蚀,桥梁运行一百多年,能完好无损的保持到21世纪其防锈技术是不言而喻的。
福斯桥最初的设计者是Thomas Bouch,但在桥梁施工过程中另一座也是由Thomas Bouch设计的苏格兰海湾大桥Tay Railway Birdge在一次飓风风暴中坍塌了,桥梁坍塌时正巧有一列列车通过,75名乘客因此丧生,这一事件成为当时英国历史上最为严重桥梁事故。因此,Tay Railway Bridge的安全储备及Thomas Bouch设计能力遭到公众的质疑,故福斯铁路桥在基础施工完成后工程被管理当局中止。
Thomas Bouch去世后,福斯铁路桥的设计工作由约John Fowler和Benjamin Baker共同负责。他们对原来的设计进行了修改,没有采用Thmas Bouch的悬索桥方案,而是用一种“纺锤型”或称“橄榄型”的钢式结构取而代之,这就是世人现代所看到的福斯铁路桥。
福斯桥建筑在爱丁堡城北福斯河(Firth of Forth)上。福斯河是英国苏格兰地区的主要河流之一。它发源于史特灵郡的山区,东流约三十公里后经过史特灵市区,继续向东至法夫郡金卡丁镇(Kincardine)后,形成福斯湾(Firth of Forth),最后注入北海。
福斯湾南岸是苏格兰首府爱丁堡,福斯河流域也是苏格兰重要的人口聚居区。共有三座大桥跨河湾,分别是金卡丁桥、福斯公路桥和福斯铁路桥,它们组成了苏格兰东侧交通枢纽。
福斯桥上艳红色的油漆凸显其壮观,傍晚桥橔及桥身打灯时,气阔的景色令人禀息。福斯大桥旁是让汽车通行的福斯公路桥(Forth Road Bridge),于1964年通车,简洁的设计和福斯桥相映成趣,过桥费80英镑。同时观赏两座吊桥的最佳位置是South Queensferry小镇,必须先搭火车到Inverkeithing,再转Stage巴士X50前往。
世界遗产委员会评价:
这座横跨苏格兰福斯河口三角湾的铁路桥是世界上最长的多跨度悬臂桥。这座桥1980年开通,一直是客货运主干道。各种未经装饰的建筑结构元素的直接呈现构成了它独具特点的工业设计美学。在风格、材料和规模上的创新,使福斯桥成为以铁路为陆路长途运输主要交通方式时代桥梁建设与设计的重要里程碑。
This railway bridge spanning the
estuary of the Forth River in Scotland is the world’s longest
multi-span cantilever bridge. It opened in 1890 and continues to
carry passengers and freight. Its distinctive industrial aesthetic
is the result of a forthright and unadorned display of its
structural components. Innovative in style, materials and scale,
the Forth Bridge is an important milestone in bridge design and
construction during the period when railways came to dominate
long-distance land travel.
Ce pont ferroviaire enjambant l’estuaire du fleuve Forth, en
Ecosse, est le plus long pont cantilever à travées multiples du
monde. Ouvert en 1890, il est aujourd’hui encore en activité pour
le transport de passagers et de marchandises. Son esthétique
industrielle caractéristique résulte de la présentation franche et
dépouillée de ses éléments structurels. Le pont du Forth, novateur
dans son style, ses matériaux et son envergure, marque un jalon
important dans la conception et la construction des ponts durant
une période où les lignes de chemins de fer se sont imposées dans
les voyages longue distance par voie terrestre.


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