四桥:三个世纪的工程创新

当昆斯费里十字路口完工时，它加入了福斯公路桥和福斯铁路桥的行列，成为穿越苏格兰福斯湾的第三座引人注目的工程标志。

三座大桥——第一座在19世纪建成，第二座在20世纪建成，最后一座在21世纪建成——代表了三个世纪的卓越工程。

上图:苏格兰的桥梁。

自从12世纪苏格兰的玛格丽特女王(Margaret Queen)建立了一艘渡船，将朝圣者送往北部的圣安德鲁斯(St Andrews)以来，福斯河上就有了一条穿越路线。

近1000年后的今天，这三个十字路口构成了苏格兰交通基础设施的重要组成部分。

第四桥

渡轮一直是穿越福斯河的唯一途径，直到维多利亚时代，铁路的快速扩张成为永久跨越的催化剂。

这座跨越1.55英里的大桥将连接爱丁堡和法夫，并将伦敦和阿伯丁之间的铁路旅行时间从13小时大幅缩短至8个半小时。

上图:福斯桥是苏格兰最著名的地标之一。图片由Timo Newton-Syms提供)．

这座桥于1890年完工，是世界上最著名的悬臂建筑，也是苏格兰的象征，在2016年被评为苏格兰最伟大的人造奇迹。

作为土木工程的里程碑，这座桥是英国第一个由钢铁建成的主要建筑，而之前的大多数桥梁——很像当代的埃菲尔铁塔——都是由铸铁或锻铁建造的。

这座桥由本杰明·贝克和约翰·福勒爵士设计，还进一步广泛采用悬臂梁作为建造大跨度桥梁的最有效手段。

1887年，两人在伦敦皇家学会的一次演讲中，用人体悬臂展示了悬臂和中央梁原理。

上图:伦敦皇家学会的人体悬臂，1887年。

由于521米的跨度几乎是英国以前建造的任何铁路桥的四倍大，福斯大桥的建设面临着巨大的挑战。

三个主塔的每一个都由四个独立的花岗岩基础支撑，由铁沉箱建造。桥臂从这些塔向外延伸。

这证明了悬臂系统的可建造性，因为在建造过程中只使用一个支撑，而不使用临时支撑结构——桥的结构支撑自己，并为工人提供了一个平台。

上部结构总共使用了5万吨钢材，用650万个铆钉连接在一起。

当它在1890年开放时，福斯桥拥有世界上最长的单悬臂跨度。它仍然在运行，现在每天运送200列火车。2015年，这座桥被联合国教科文组织指定为世界遗产。

第四公路桥

在接下来的70年里，这座铁路桥将一直是唯一跨越弗斯河的桥梁，只是由于一种不同的交通方式——汽车——的兴起，才促使了第二座桥的发展。

上图:尽管修建公路桥的第一个建议是在1923年提出的，但直到20世纪50年代才真正开始修建公路桥(图片由艾伦·芬德利提供)．

和它的姐姐一样，福斯公路桥本身就是一项尖端工程。该桥建成时是欧洲最大的悬索桥，其入口高架桥延伸超过一英里半。

1006米的主跨度由两根59厘米长的主缆支撑，每根由11618根电线组成。

总共有30800英里的电线在空中来回旋转穿过河口，用一种在欧洲是全新的方法来建造主电缆。为了提高这种新技术的技能，在南昆斯费里建立了一所专门的培训学校。

上图:第四公路桥于1964年通车，并于2001年被列为甲级建筑。

QUEENSFERRY拐角处

与铁路桥不同，第四公路桥没有经受住时间的考验。20世纪90年代，由于腐蚀和交通负荷的增加，塔楼进行了加固，并于2000年更换了768条吊索。

尽管进行了翻修和大量投资，2007年一座新桥还是投入使用。

上图:昆斯费里大桥是横跨福斯湾的第三座大桥。

昆斯费里海峡被标榜为苏格兰“一代人”以来最大的建筑项目，如今它自豪地与它的杰出邻居们并肩而立。

这座引人注目的桥梁是英国最高的桥梁，也是世界上最长的三塔斜拉桥。它在很大程度上取代了现有的公路桥，预计每年可以运送2400万辆汽车，并在任何天气下都可以开放。

从之前的大桥学习，昆斯费里十字路口的设计考虑到了长寿。

关键在于，每根单独的缆索都可以作为桥梁日常维护的一部分进行更换，而且不需要关闭桥梁以避免交通堵塞。

这座建筑两次打破了世界纪录。在2013年，最大的水下混凝土连续浇筑，16869立方米的混凝土被注入充水的南塔沉箱。

在桥的桥面相互连接之前，322米的平衡悬臂被吉尼斯世界纪录认证为最长的悬臂。

上图:新的昆斯费里十字路口。

值得注意的是，这个巨大的建设项目在极其具有挑战性的场地条件下建造，距离福斯的表面超过200米，在预算下完成了2.5亿英镑。

它现在与福斯公路桥和原来的福斯桥并列，是现代工程中的一座伟大建筑。这三座建筑共同展示了三个世纪以来的工程创新。

图片由苏格兰国家图书馆，国家铁路博物馆，Ben Brooksbank, Philip Phillips, Chris Combe, Alan Findlay, Dave Connor, Tony Hisgett, Sonder3, Andrew Bowden, Timo Newton-Syms，苏格兰交通和昆斯费里十字路口。

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