Constructing a Bridge

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出版者:The MIT Press
作者:Eda Kranakis
出品人:
页数:448
译者:
出版时间:1996-11-01
价格:USD 68.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780262112178
丛书系列:
图书标签:
  • 桥梁工程
  • 土木工程
  • 结构力学
  • 建筑设计
  • 施工技术
  • 工程案例
  • 项目管理
  • 可持续发展
  • 创新技术
  • 材料科学
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具体描述

If it is true, as Tocqueville suggested, that social and class systems shape technology, research, and knowledge, then the effects should be visible both at the individual level and at the level of technical institutions and local environments. That is the central issue addressed in Constructing a Bridge, a tale of two cultures that investigates how national traditions shape technological communities and their institutions and become embedded in everyday engineering practice.Eda Kranakis first examines these issues in the work of two suspension bridge designers of the early nineteenth century: the American inventor James Finley and the French engineer Claude-Louis-Marie-Henri Navier. Finley -- who was oriented toward the needs of rural, frontier communities -- designed a bridge that could be easily reproduced and constructed by carpenters and blacksmiths. Navier -- whose professional training and career reflected a tradition of monumental architecture and had linked him closely to the Parisian scientific community -- designed an elegant, costly, and technically sophisticated structure to be built in an elite district of Paris. Charting the careers of these two technologists and tracing the stories of their bridges, Kranakis reveals how local environments can shape design goals, research practices, and design-to-construction processes.Kranakis then offers a broader look at the technological communities and institutions of nineteenth-century France and America and at their ties to technological practice. She shows how conditions that led to Finley's and Navier's distinct designs also fostered different systems of technical education as well as distinct ideologies and traditions of engineering research.The result of this two-tiered, comparative approach is a reorientation of a historiographic tradition initiated by Tocqueville (and explored more recently by Eugene Ferguson, John Kasson, and others) toward a finer-grained analysis of institutional and local environments as mediators between national traditions and individual styles of technological research and design.

铁骨铮铮:跨越鸿沟的工程史诗 一部深入探讨人类如何以智慧与毅力征服自然,构筑连接世界的宏伟工程的史诗级著作。 本书并非聚焦于单一结构或技术流派,而是以一种宏大叙事的方式,追溯了人类自古至今,在克服地理障碍、实现跨越的历程中所展现出的非凡创造力与工程智慧。从史前文明在原始河流上搭建的简易木桥,到罗马帝国坚固的石拱桥群,再到工业革命时期钢铁巨人的拔地而起,直至当代超大型斜拉桥与悬索桥的惊艳亮相,我们将在时间的洪流中,细致审视每一次材料的革新、每一次结构的飞跃,以及每一次对力学原理的深刻理解。 第一部分:原始的冲动与文明的基石 (公元前5000年 - 公元500年) 这一部分将带领读者回到人类文明的摇篮,探讨早期聚落为了生存和贸易而产生的最初的“连接”需求。我们不会关注如何精确计算拱形的曲率,而是着重于早期工程师——那些无名的匠人——是如何通过经验、观察自然界的结构(如树干的弯曲、石头的堆叠),逐步摸索出稳定承重的基础知识。 主题聚焦: 渡河的艺术: 分析美索不达米亚和古埃及时期,利用木材和泥砖在尼罗河及幼发拉底河上的早期临时性结构。这些“桥”往往是季节性的,它们的兴衰直接影响了早期城市的经济命脉。 罗马的遗产——永恒的拱: 详细考察罗马人在其庞大帝国扩张中扮演的关键角色。我们将深入研究庞特·杜加(Pont du Gard)等标志性建筑,不仅仅是分析其工程学上的突破(如精准的石材切割与砌筑技术),更重要的是探讨其背后的社会组织能力——如何调动庞大的人力、物力,在数千公里的土地上建立起标准化的、耐久的交通网络。 材料的局限与创新: 在混凝土和钢材出现之前,如何最大化地利用天然石材的抗压强度,以及如何通过几何学(尤其是半圆形和椭圆形拱)来对抗拉伸力。 第二部分:中世纪的坚守与技术的停滞 (公元500年 - 公元1450年) 中世纪的工程发展往往伴随着宗教和防御的需求。在西欧经历了一段技术缓慢期后,我们看到了一些具有地方特色的创新,特别是在复杂的山地环境下。 主题聚焦: 教堂的拱顶与桥梁的关联: 探讨哥特式建筑的尖拱技术如何反哺了桥梁设计,尤其是在需要跨越更宽河流时,尖拱提供了比传统半圆拱更优越的受力分布。 人力与信仰的结合: 考察欧洲修道院和骑士团在修建偏远地区桥梁时的组织模式。这些工程往往带有强烈的宗教色彩,其建造过程本身就是一种社区凝聚力的体现。 远东的木结构智慧: 将视角转向中国和日本,分析梁柱结构和榫卯工艺的极致发展。例如,中国古代那些宏伟的木构廊桥,它们如何在不使用金属紧固件的情况下,实现了惊人的柔性和抗震能力。我们将探讨这些木结构如何应对潮湿和虫蛀的挑战,展示了东方工程学对“柔韧”的理解。 第三部分:启蒙与工业的觉醒 (公元15世纪 - 公元19世纪初) 文艺复兴不仅是艺术的复兴,也是科学精神的回归。随着牛顿力学和解析几何的发展,工程师们开始从经验驱动转向理论驱动。 主题聚焦: 理论的降临: 重点分析伽利略和胡克在结构分析方面的早期尝试,以及拉格朗日等人如何为后续的结构力学奠定基础。桥梁设计不再是盲目的模仿,而是基于可计算的数学模型。 铸铁的革命: 铸铁(Cast Iron)的引入是结构工程的里程碑。本章将详述英国在18世纪末期,如何利用新兴的冶金技术,建造出世界上第一批完全由金属构成的桥梁,例如著名的科尔布鲁克代尔(Iron Bridge)。我们将分析铸铁的优点(抗压性强)与致命弱点(脆性、抗拉力不足)。 跨越巨川的尝试: 考察在工业化初期,工程师们面对更宽阔的水域时所展现出的雄心。例如,特拉福德大桥(Trafford Viaduct)等早期铁路桥梁的建设,它们标志着结构规模和承重能力的指数级增长。 第四部分:钢铁与混凝土的时代 (19世纪中叶 - 20世纪中叶) 这是结构工程史上最为激荡的时期。钢材的普及、预应力技术的萌芽以及材料科学的进步,使得人类的设计不再受限于石头的重量和木材的尺寸。 主题聚焦: 悬索的回归与升华: 钢缆的出现重新激活了古老的悬索概念。我们将详细剖析布鲁克林大桥的建造过程,这不是简单的技术描述,而是关于政治博弈、个人信念(罗布林父子)以及在极端环境下挑战人类极限的故事。钢丝张力如何被精确控制,以抵抗风荷载和交通荷载。 钢筋混凝土的融合: 钢筋混凝土(Reinforced Concrete)的发明,完美结合了钢材的抗拉强度和混凝土的抗压强度。本章探讨了这一“神奇材料”如何彻底改变了桥梁的造型和建造速度,使得结构设计更加自由、更具雕塑感。 空气动力学的挑战: 随着桥梁越来越长、越来越轻,风力成为了头号敌人。我们将回顾那些因风力而遭受重创的早期现代桥梁(如塔桥的早期摇晃),以及工程师们如何通过引入空气动力学分析,设计出更稳定、更具阻尼效应的结构形态。 第五部分:当代工程的边界与未来展望 (20世纪中叶至今) 本部分将聚焦于当代工程如何追求极致的跨度和耐久性,以及在面对全球气候变化和城市化压力时所展现出的适应性。 主题聚焦: 超大跨度的极限: 剖析现代斜拉桥(Cable-Stayed Bridges)和超长悬索桥(如海湾大桥、丹尼斯海峡大桥)的设计哲学。这些桥梁的建造不再是简单的重复旧有模式,而是需要复杂的计算机辅助设计(CAD/CAE)和材料模拟来预测数十年后的结构表现。 可持续性与智能结构: 探讨当代工程如何将环保理念融入设计——使用高性能混凝土、回收材料,并关注桥梁全生命周期的能源消耗。同时,我们也将审视“智能桥梁”的概念,即如何嵌入传感器网络,实时监测结构的健康状况、疲劳度和腐蚀程度,实现主动维护。 挑战未竟之地: 展望未来,人类对于在极端环境(如深海峡、地震活跃区或人迹罕至的峡谷)中建造连接的渴望从未停止。本书的结尾将探讨新兴的结构形式和材料科学在推动下一代“不可能完成的任务”中的潜力。 本书的价值不在于提供一本设计手册,而在于揭示人类面对“鸿沟”时所展现出的持久的、跨越代际的工程精神——一种将抽象的数学原理转化为具体、宏伟、服务于人类福祉的物质存在的伟大实践。

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