第二部 探索新建筑

第六章 钢铁时代

『火车站是我们这个时代的大教堂。』

6-1 科尔布鲁克代尔铁桥

就在以新古典主义和浪漫主义为代表的建筑复古运动随着资本主义经济的高速发展而热火朝天地进行的同时，一场建筑历史上空前的大变革也已悄悄地拉开帷幕。为这场革命奠定技术基础的是钢铁的应用。

早在4000年前，西亚的某些部落就已经开始学习用铁。从那以后，铁逐渐成为人类制作工具和武器的主要材料。但是长期以来人们一直使用木炭炼铁，需要大量消耗森林资源，成本很高，制约了铁技术和使用领域的进一步发展。1709年1月，在英格兰中部的科尔布鲁克代尔（Coalbrookdale），工厂主亚伯拉罕·达比一世（Abraham Darby I，1678—1717）第一次采用焦炭炼铁。由于焦炭可以从煤矿中大量提炼，因而极大地降低了铁的生产成本，为英国工业革命奠定了物质基础。

随着制铁成本的降低和产量的大幅度提高，人们开始对铁在工具和武器以外其他领域的应用前景产生兴趣。在建筑领域，铁的大规模应用首先体现在桥梁建造上。18世纪以前，除了一些铁链吊桥之外，世界上的主要桥梁都是采用木头或石头这样的传统材料建成。1779年，由达比一世的孙子达比三世（Abraham Darby Ⅲ，1750—1789）、建筑师托马斯·法诺尔·普里查德（Thomas Farnolls Pritchard，1723—1777）和铁匠约翰·威尔金森（John Wilkinson，1728—1808）合作设计的世界上第一座完全用铸铁建造的拱桥在科尔布鲁克代尔附近的塞文河（River Severn）上诞生。这座桥全长60米、宽7米、跨度30.6米。同传统材料相比，铁既坚固又轻便，并且能轻松跨越极大的跨度，因此一经问世就深受桥梁建筑家的喜爱，开启了桥梁建设的新纪元。

6-2 托马斯·特尔福德

英国土木工程师学会（ICE）的首任会长托马斯·特尔福德（Thomas Telford，1757—1834）是英国铁桥时代涌现出的第一位杰出的桥梁工程师。在特尔福德所参与的不计其数的桥梁设计建造中，他积极尝试新型材料应用，大胆探索对传统结构形式的突破和创新。

1799年，由于已经有将近600年历史的老伦敦桥（London Bridge）不再能适应新时代的使用需求，伦敦市举办新桥设计竞赛。特尔福德的参赛方案是跨度180米的铸铁拱桥，要一跨飞过泰晤士河。这个方案惊呆了市政当局，虽然经专家论证应该可行，但最终市政当局还是采用了传统的多跨石拱桥予以建造。

1826年，特尔福德在威尔士的安格尔西（Anglesey）设计建造梅奈悬索桥（Menai Suspension Bridge），采用刚刚问世不久的现代悬索桥结构，跨度176米。由于那个时代还没有发明钢缆（19世纪30年代发明，19世纪40年代开始运用于悬索桥结构），所以吊索采用锻铁眼杆制作。这座桥在经过几次现代化改造（1893年将木质桥身替换为钢质，1938年将锻铁眼杆替换为钢制眼杆）之后直到今天还在使用之中。

位于威尔士的庞特斯沃泰（Pontcysyllte）有一座1805年建成的水道桥引人瞩目。在铁路运输还没有问世的时代，运河承担起英国工业革命的主要运输责任。在1770—1830年运河发展的黄金时代，英国人将全国几乎所有的河流都用运河串联起来，形成一张通航总长度达到6000多公里的四通八达的河道网络。为了让船只能够畅快地航行，工程师们必须克服各种障碍，尤其是不同河流之间存在的水位落差。除了修建船闸（Navigation Lock）之外，还在许多地方修建高架水道桥，由特尔福德设计的庞特斯沃泰水道桥就是其中最著名的例子之一。这座307米长的水道桥从38米高的空中“飞越”下方的迪河（River Dee）。水道桥总宽3.7米，一侧是2米多宽的水槽，水深1.6米，可以提供特制的“窄船”（Narrowboat）通航，另一侧则是行人和拉船的马匹行走的通道。当时只要一匹马就可以拉动装载30吨货物的“窄船”，比马车的装载量高出10倍。

不过好景不长，运河的建设高潮才刚刚掀起，铁路就问世了。1825年，首列火车在英国投入运行，到1846年，英国铁路总里程就超过1万公里。英国运河和内河航运就此每况愈下。20世纪50年代以后，尽管运河已经越来越少被用于运输货物了，但随着人们对运河的历史以及对休闲等方面潜在用途的兴趣日益浓厚，却开始迎来新生。如今英国大约有3500公里长的运河和内河河道已经被重新修整起来，经过现代化改造的“窄船”再次投身于这些狭窄的河道之中，将包括首都伦敦在内的英格兰众多城市、乡村串联成网。以这座庞特斯沃泰水道桥为例，如今每年都有超过10000艘次的“窄船”搭载着休闲的游人在这里“慢游”驶过。

6-3 伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔

伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔（Isambard Kingdom Brunel，1806—1859）是铁路时代英国最杰出的铁路、桥梁、隧道和船舶工程师，在英国19世纪工业革命发展进程中扮演了极为重要的角色。

1859年建成的皇家阿尔伯特大桥（Royal Albert Bridge）是布鲁内尔的经典设计，两个跨度138.7米的主跨采用别致的鱼形桁架结构，具有令人过目难忘的造型特征：你可以把它看成是拱桥，因其粗大的上弦呈拱形；你也可以把它看成是悬索桥，因其纤细的下弦呈悬索形；拱受力时对桥塔所产生的水平推力与悬索所产生的水平拉力相互抵消，结构造型极富想象力。这座大桥直到今天仍在作为铁路桥使用。1962年出版的英国桥梁规范将它视为典范，指出：“如果我们的祖父的祖父所建造的大桥现在还能使用，那么我们现在所建造的大桥就应该让我们的孙子的孙子也能使用，这样才公道。”^[20]59

2002年，英国BBC组织了一次关于“英国历史上最伟大的100个人”的投票，布鲁内尔被评为第2名，仅次于在第二次世界大战中拯救了英国的著名政治家温斯顿·丘吉尔，而高居于达尔文、莎士比亚和牛顿之前。

6-4 福斯湾大桥

1890年建成的苏格兰福斯湾（Forth）跨海铁路大桥堪称是19世纪以前人类建造过的最壮观的建筑结构之一，它的设计师是约翰·福勒（John Fowler，1817—1898）和本杰明·贝克（Benjamin Baker，1840—1907）。这座大桥原本计划要建成悬索桥，但是由于设计者托马斯·布奇（Thomas Bouch，1822—1880）此前设计的一座铁路桥1879年不幸在强风中坍塌造成严重伤亡，布奇因此被剥夺了福斯湾大桥的设计权，而交给了福勒和贝克。贝克很早就研究过这种特大跨度桥梁的建造问题，他认为悬臂桁架梁结构非常适合建造跨径超过200米的大桥。他为福斯湾大桥提出的设计方案最大跨径达521米，比采用悬索结构的布鲁克林大桥还要长出35米，其中每个悬臂向外悬挑多达207米，中央再接一个107米长的桁架梁。为了保证在强风中不会倾覆，桥身结构被大大加强。三座主塔高110米，被做成下宽上窄的金字塔形，底部宽达37米，桁架钢管最大直径达3.6米。为了建成这座大桥，73名工人失去了生命。这座大桥至今仍在使用，每天都有多达200列客货列车从这里通过。

6-5 亨利·拉布鲁斯特

在房屋建筑上，铁的应用也在19世纪中叶取得重大进展。法国建筑家亨利·拉布鲁斯特（Henri Labrouste，1801—1875）是较早探索铁造建筑新形式的建筑师之一。1843年，在巴黎先贤祠旁建造的圣热纳维耶芙图书馆（Sainte-Geneviève Library）中，拉布鲁斯特对铁的表现形式进行了较早的尝试。位于二楼的阅览大厅筒形拱顶由铁柱支撑，弧形铁制拱架清晰地暴露在顶棚之下，呈现出优雅的新古典主义气息。

1860—1868年，拉布鲁斯特又在巴黎老国家图书馆设计中进一步探讨铁件的可能表现形式。特别是在藏书库的设计中，他用铁件和采光玻璃顶棚营造了一个崭新的室内氛围。当时的一篇文章称赞它道：“这里的每一样东西，甚至一颗螺丝钉、一颗铆钉，都是一件新创造出来的工艺品。”^[21]

不过在这两座图书馆的许多部分，拉布鲁斯特仍然采用传统的做法。例如圣热纳维耶芙图书馆的每一根铁柱都落在一个占有相当比例的石质基座上；而巴黎老国家图书馆的阅览室中仍然用铁来模仿传统的石造穹顶，铸铁柱上甚至惟妙惟肖地刻画出柱础、柱身凹槽和柱头这些石柱特有的装饰特征。两座图书馆的外观设计也仍然采用石材时代的古典主义立面，完全看不出内部的新颖做法。

6-6 伦敦水晶宫

1851年，在英国维多利亚女王（Victoria，1837—1901年在位）的丈夫阿尔伯特亲王（Prince Albert，1819—1861）倡议下，第一届世界博览会（Great Exhibition）在伦敦市中心海德公园举办，专门展示工业革命的空前成就。欧洲众多建筑师参加了展馆设计竞赛，一共提出245个设计方案。由于建造工期要求极短，传统的设计方案无一能够满足要求。迫于无奈，组委会不得不采用了唯一可行的、由园艺师约瑟夫·帕克斯顿（Joseph Paxton，1803—1865）提出的玻璃温室式的设计方案。这是一个完全用玻璃和铁架建构的庞然大物，全长1851英尺（564米），象征这个值得纪念的年份，宽456英尺（139米）。为了平息保守民众对在海德公园举办博览会的批评声浪，帕克斯顿巧妙地通过128英尺（39米）高的中央拱顶将基地中的几棵大树包裹在内。虽是如此庞大的建筑，但其构造却十分灵巧简便。通过采用网格模数制，几乎所有的构件都可以在工厂中批量快速生产，而后运到施工现场按次序进行组装，仅用了4个月的时间就全部建造完毕。整座建筑共采用了8.4万平方米的玻璃，由于通体透亮，被恰如其分地称为“水晶宫”（Crystal Palace）。尽管还要再过一个世纪，这座“水晶宫”所具有的全新风格才能被主流社会所接受，但建筑历史的新纪元已经无可阻挡地滚滚到来。

6-7 巴黎世界博览会机械展览馆和埃菲尔铁塔

1889年法国大革命100周年之际举办的第4届巴黎世界博览会上，由工程师维克多·康塔明（Victor Contamin，1840—1893）和建筑师费迪南德·杜特尔特（Ferdinand Dutert，1845—1906）合作设计的机械展览馆（Galerie des Machines）长420米、高48米，跨度达到115米。它采用钢铁时代特有的三铰拱结构，逐渐变细的铁桁架支点末端可以承受120吨的集中压力，充分展现了现代结构的力量之美，实现了与传统金字塔式建筑迥然有别的形式和审美上的彻底创新。

这座机械展览馆的命运比水晶宫略好一些，展览结束后直到1910年才被拆除。而同时建造的以工程师古斯塔夫·埃菲尔（Gustave Eiffel，1832—1923）名字命名的、只是为了展现钢铁建筑能够轻易达到极高高度的展品埃菲尔铁塔（Eiffel Tower，高300米），却由于无线电的发明而被作为发射塔幸运地保存下来，成为巴黎这座有着无数传统建筑的历史名城即将迈进新时代的象征。

---

[1]为适应乡村河道狭窄弯曲的状况，并且能够方便地通过各处水闸（一般只有2.13米宽），英国运河上通航的船只宽度被限制为2.08米，而长度则被限制为17～22米。