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尽管在建筑和工程等领域的重大意义渐行渐远,19世纪的下半个世纪,水晶宫还一直具有象征意义,但直到20世纪中叶,它的意义将不复存在。当然,温室和花房继续沿用帕克斯顿的建造方法。但是在为保存金钱、艺术、知识和其他相对不朽物品(这半句话是相对前面说的为培养植物而设计的花房和温室而言的)设计房屋时,沉重的砖石铸铁外观是更受欢迎的风格(也就是人们不再喜欢玻璃和铁的组合了)。
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也许是水晶宫诞辰100周年的纪念促成了其建筑风格的再生。1951年,围绕水晶宫举办的展览和出版的书籍数不胜数,约瑟夫·帕克斯顿和他的建筑又开始受到人们的拥戴。20世纪50年代以非结构化“幕墙”为特征的利华大厦和西格拉姆大厦在纽约崛起,它们集中体现了自此以后普遍存在的高层玻璃盒子的建筑理念。密斯·凡·德·罗和帕克斯顿一样没有接受过正式的建筑教育,实际上在1921年,密斯·凡·德·罗就预感到那时他还没有实现的“玻璃摩天大楼”西格拉姆大厦将会对后世产生重大影响。他在墨西哥设计的公寓大楼将外部结构元件运用到了极致,他用多余的钢梁和圆柱创造的装饰效果使人们再次感受到隐含在水晶宫中的建筑技术之根本。有关这一理念的最后一个例子是巴黎波布区(beaubourg)乔治·蓬皮杜国家艺术文化中心玻璃墙上裸露的结构和机械元件。
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水晶宫的影响在今天尤为突出,建筑师们都会在公司总部和其他城市建筑的设计中加入中庭和开放的公共区域。纽约市的IBM办公楼有一个4层的温室,冬天在锯齿形的屋顶下的是翠绿的竹子,这也不得不使人想起帕克斯顿的专利设计“山脊与山谷”。水晶宫为人们留下的遗产不仅仅是这个国家至少两大重要建筑项目中的中庭。达拉斯(美国得克萨斯州东北部城市)新落成的电信大厦(Infomart)是世界最大电脑产品销售中心,建筑师马丁·格罗华尔特尽他最大的能力使它的外表忠实于最初的水晶宫。他甚至想在电信大厦身上复原水晶宫的色彩设计,但是已经很难找到这座19世纪建筑未褪去的图案和完整无损的人造装饰了。
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格罗华尔特的水晶宫是由崔梅尔克罗公司建造的,水晶宫坐落在斯戴蒙斯高速公路,四周是一些更像盒子的晦暗建筑,这一整片综合市场被称为达拉斯中心市场。人们对一座电脑城的传统概念是那种常见的,外形呈长方形,幕墙是花岗岩和玻璃,屋顶是玻璃拱顶的建筑。当马丁被任命来设计这座建筑时,他建议道,这座电脑城应该和综合市场内的其他建筑完全相反。格罗华尔特认为他所设计的电信大厦(Infomart)是电脑展销的理想场所,他同时认为电脑是一种延续工业革命的工具。然而,建造一座现代版水晶宫的花费比建造一座我们今天更为熟悉的市场大楼要贵得多,在讨论和处理比较经济问题的过程中,工程延期了。第一阶段用于建造6个楼层(整个大楼计划建造11层)的8 500万美元最终获得批准,工程在1983年5月正式动工。尽管这个工程的施工时间长于帕克斯顿的水晶宫——因为后者不需要为电脑安装一大堆的电源插座,但是就现代标准而言,电信大厦相对而言还是一个无故障的建筑工程。
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1851年的水晶宫也赋予纽约会议中心以灵感,但是它的建造过程却一直被许多帕克斯顿和格罗华尔特的水晶宫避开的问题和延期所困扰,尽管设计上超过帕克斯顿水晶宫技术的西格拉姆大厦可能已经预见到了出现在纽约这一工程上的问题。会议中心在1980年破土动工,为了在1983年开幕,建设过程一直使用“快速跟进法”。这个16英亩的结构体的规模与1851年海德公园的水晶宫相同,但是它的设计却完全是20世纪的。不再是用螺栓将大梁拧在圆柱上,纽约的水晶宫将拥有世界上最大的空间构架。两个伸缩接头会被安装在会议中心的屋顶上,工程师们相信这个6个街区长的结构体将会表现得更像是一座桥而不是一栋楼,考虑到风对桥的作用,他们添加了对抗上托力的设计。因为铁条能够以多种角度插入充满孔眼的钢铸轮毂内,所以空间构架可以被组装成万能工匠的式样。
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设计方案在1979年底出台时,这个工程的预算是3.75亿美元,但是在1983年早期,人们发现即将被安装在空间架构1.8万个节点上的轮毂铸件中有许多存在质量问题。X光对安装完毕的节点进行测试的结果表明金属中存在很多空隙和裂纹,这些空隙和裂纹会使这些元件无法按照设计预期的那样承受它们本该承受的负荷。早期报告显示,这场意料之外的事故使成本提高了500万美元,为了使工程的进度不至延后太多,有人提议用大部分的问题轮毂替换一些小一点儿的轮毂。通过这种方式,在已经铸造完成的1.2万个零件中,60%问题较小的轮毂就不用被丢弃了。然而,最终这个补救方法未被采用,建造者下了一张重新铸造所有轮毂的订单——花费了100多万美元,工程延期一年多。在此期间,那些高大结实的焊接钢柱成了这片安静的建筑工地的主要特色,就像是零零星星生长在某个荒废公园贫瘠土地上被截去了枝蔓的树木一样。
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会议中心的竣工日期一被确定下来,曼哈顿巨大天幕下的那片场地就开始忙碌了起来。在建筑问题成为头版新闻之前,仅1984年下半年这个几个街区长的梦幻结构就预订出了50多场会议。延期的结果是灾难性的,不仅有已定的会议取消所带来的收入损失和法律诉讼,还失去了新订单。毕竟,没有人能够确定这个麻烦的会议中心到底什么时候能开张。纽约政府要求提交一份有关这个延期项目的报告,3个月后政府收到这份报告,报告上写着这个项目的竣工日期定于1986年夏。这个项目的花费已经增加到5亿美元了,还不包括工程在1984和1985年两次延期所带来的数亿美元的经济损失。
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人们指责纽约会议中心的延期要归咎于“快速跟进”。反对者认为,在整个设计还未完成之前,某些部分就已经开始施工了,因此在这种建筑方法中,选择不是增多,而是被限制了,而且这种方法无法从一开始就计算出结构体的最后成本。拥护者反驳道,建筑设计和施工阶段的部分重合可以在某种程度上防止通货膨胀,并且与完成每一个设计细节之后再开始动工建设相比,这样做可以使工程提前结束。快速跟进的方法在华盛顿一个会议中心和旧金山莫斯克尼中心的建设中都取得了很好的成绩。纽约会议中心所经历的问题并不应该归因于快速跟进,而是一个大型公共建筑项目的管理问题,是缺少质量监控的问题,出现裂缝和缺陷轮毂证明了这一点。
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帕克斯顿水晶宫的建造者也知道通过铸造生产出值得信赖的结构零件是很困难的,这也是为什么在每根浇铸出来大梁在运往建筑工地之前必须通过检查的原因。他们也知道锻铁更值得信赖,因此这种大梁只检测几个即可,检测结果具有代表性。人们对纽约会议中心的轮毂铸件进行了抽样检测,检测的数据给了他们足够的信心相信不用检查所有的零件,检查部分足以。但是尽管自19世纪以来,抽样调查法得到了提高,但是铸件的固有问题仍然存在,纽约会议中心的经历证明了这一点。
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挫折好像已经成为建筑的一个常用词语,但是就像帕克斯顿水晶宫这个真实的例子表明的那样(14个月建起来的帝国大厦可以作为另一个正面的研究个案),挫折不是不可以避免的。就算真的出现了问题,当工程竣工时它们也会被人们遗忘。无论是在结构工程设计还是在施工方法中,创新都不只是对成功的一种威胁,它还能使设计师和建造者在预料和排除问题时更加细心。知道他们正在跨越历史的距离,将被载入历史的书卷使得工程师们十分关注细节,正是这一点使水晶宫成为了成功的象征。
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[1]英国木偶戏《潘趣与朱迪》(Punch and Judy)中驼背的滑稽角色。——译者注
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设计,人类的本性
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设计,人类的本性 英 国第一本有关谜语的书出现在1511年,其中有一个谜语是这样说的:“什么东西越简单越让人害怕?”答案是:桥。出于美学和经济的原因,现在的桥梁建造者仍然还在寻找能使他们的结构体变得更轻巧的方法,尽管他们正在使桥的跨度越来越长。由于在更少与更多之间存在心理和结构设计上的斗争,所以桥梁的建筑史也是在巨大的失败和引人注目的成功中交叉发展的,带给人们许多技术上的谜题、教训和惊喜。
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100多年来,拥有3个铬钢桥拱的艾德桥(Eads Bridge)横跨在圣路易斯的密西西比河上,与此同时布鲁克林大桥也由4条钢索悬挂于纽约的东河之上。这两座大桥代表了一些最早大胆使用气压沉箱法和钢铁的结构设计,代表了那个时代取得的辉煌成就。这两座桥都包含了工程学上的一些飞越,但在建造过程中也都有误入歧途的时候。然而就像水晶宫、艾菲尔铁塔和19世纪其他举世无双的建筑一样,这两座大桥是大胆创新的工程项目战胜所有问题、成功挑战墨菲定律的经典例子。
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这两个建筑工程在兴建过程中遇到了一些同样的阻碍,最大的阻碍就是关键的结构部件所使用的新材料。詹姆士·艾德在无法为桥梁找到令人满意的碳钢之后,采用了铬钢,当时许多的冶金学家都表示过怀疑。约翰·罗布林的儿子华盛顿在父亲去世后,负责监管布鲁克林大桥的建设。在一定数量的钢丝已经被织进钢索之后,华盛顿才发现供应商提供的是劣质材料。但罗布林并没有拆除已经做好的钢索,而是增加了钢索中钢丝的数量来弥补未达标准的钢丝所带来的不足。这种劣质钢丝至今仍然存在于铁索之中,用真实经历证明了安全系数的理念,证明了在设计和建造中采取正确措施的重要性,也证明了瑕疵本身并不一定会导致结构失败这一事实。
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这两座大桥的建成回应了那些曾经怀疑艾德和罗布林设计的结构能否成功的人们。艾德大桥在1874年5月竣工,逐渐加重的火车来来回回穿过大桥直到6月中旬。当一头大象毫不犹豫地穿过大桥时,测试似乎接近了尾声,因为人们普遍认为大象拥有使自己远离不坚固桥梁的本能。1874年7月4日,在为庆祝南伊利诺伊和圣路易斯之间的艾德桥正式投入使用而举办的游行集会上,艾德在他的演讲中感谢并驳斥了人们对大桥安全的质疑,“昨天我的朋友对我说,一想到桥梁测试结束后我就可以松口气了,他们感到很高兴,”他说道,“然而我并不觉得放松,因为我从未担心过这个问题。”如果艾德自信他的石块和钢铁结构能够像金字塔那样存在很久,那么大桥所取得的经济成就就像在大桥开通当晚庆祝活动的游行人员未能用烟火组成预先设计好的通过大桥的“仿真火车”一样要令艾德失望了。艾德大桥并未赚到计划中的通行费,也没有从芝加哥手中重新获得曾经经过圣路易斯的商贸路线,使圣路易斯成为通向西方的门径。
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伴着游行和烟火,作为世界第八大奇迹的布鲁克林大桥在1883年5月举行了隆重的开通仪式。烟火表演取得了圣路易斯前所未有的成功,而且在经济上布鲁克林大桥也如它的赞助者所希望的那样获得了成功。不幸的是,布鲁克林大桥的安全性并未用通过大桥的大象来加以证明,在盛大开幕一周后,当桥体马上要发生坍塌的谣言散布到桥上时,桥上的2万人被吓得惊慌失措,慌乱中12人被踩死。报纸因为引发公众对布鲁克林大桥安全性的质疑而受到指责。今天,在这个不安定的世界中,布鲁克林大桥已经成为稳定性的象征[尽管在1981年,一条钢索发生折断并勒伤(死)一位行人,这位行人当时正在欣赏从结构上而言没有必要,但是从游客的角度上却是景色优美的、位于大桥和内河运输之上的人行道]。
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索拉桥的建筑历史很好地说明了存在于工程成功和失败之间的微妙平衡,与其他结构相比,它的历史充满了教训,因此也更不容易被人们所遗忘。1850年,早期横跨法国昂热曼恩河的悬索桥在500名士兵齐步前进的步伐中坍塌了,几乎一半的士兵因此丧生。据说过桥时士兵改成便步走的习惯就是起源于这起事故。水晶宫用成群而行的工人来检测走廊的方法在某种程度上来源于19世纪悬索桥经常出现事故的原因是士兵、观看划船比赛的人群,或者牲畜的集中移动这一现象。此类事件可能早已被提出下面这个理论的人铭记于心,这个理论是:人们在凯悦酒店人行天桥上有节奏地蹦跳使得天桥在逐渐增加的负载中振动起伏,最终坍塌。尽管酒店的人行天桥比一座长的悬索桥或者简易通道坚固得多,但是引起桥体谐振直至最终损坏是同样可能的。然而酒店的工作人员和顾客都发现,在人行道上跑跳和在其他现代酒店以及大型购物中心中单薄的、有弹性的混凝土走廊和露台上跑跳都不会再让人感到不安了。
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华盛顿·罗布林知道人行通道谐振的危险性,所以在修建布鲁克林大桥时,他在通向布鲁克林大桥桥塔的简易通道(catwalk,是铺设于建筑工地钢结构之间,便于工人行走的简易通道)入口处的显著位置上竖起了一块警告牌。牌上明确地对结构共振这一现象的危险性发出了警告,有节奏的脚步会使简易通道如同操场上的秋千一样在每次时机正好的推力下,荡出越来越大的弧度:
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安全起见,一次只能通过25个人。不要聚在一起走,不要跑、跳或疾走。不要以一致的步伐走。
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W. A罗布林 总工程师
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