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500年后,麻省理工学院证明达·芬奇的桥梁设计是可行的

 昵称2472300 2019-10-12

麻省理工学院的研究人员再次证明了列奥纳多·达·芬奇的设计是正确的,这一次他设计的桥梁在当时是革命性的设计。尽管客户当时拒绝了达·芬奇的作品,但500多年后,研究人员证明了他的桥是可行的。

这位著名的文艺复兴人以与富有的赞助人合作为生,比如米兰公爵Ludovico Sforza,他委托了他的画作《最后的晚餐》。

达·芬奇不想把自己局限于意大利的赞助人,当奥斯曼帝国的苏丹·巴耶济德二世提出建造一座连接首都君士坦丁堡(现在的伊斯坦布尔)和邻近城市加拉塔的桥梁的建议时,达芬奇渴望有机会赢得这份合同。

达芬奇的提议与当时的标准桥梁截然不同。根据麻省理工学院的研究小组的描述,它大约有918英尺长(218米,尽管两种测量系统都还没有开发出来),由一个扁平的拱门组成,“高到足以让一艘帆船从下面通过,桅杆还保持在那里……”但这将跨越一个巨大的单一跨度,”根据麻省理工学院的说明,它将是当时世界上最长的桥梁,采用了一种闻所未闻的设计风格。

不仅仅是长度和风格使达芬奇的桥与众不同,它还有当时闻所未闻的安全功能。任何桥梁设计面临的最大挑战之一是,它必须在自然界中存在,不管环境如何,包括风。

强风迫使许多桥梁,包括20世纪相对现代的桥梁,进入横向振动,导致倒塌。达芬奇会在桥的一侧添加翼墙,桥台,在恶劣的条件下使其稳定,而这是现在现代桥梁的常见设计元素。

“这是难以置信的伟大设计,”研究员Karly Bast说,他与建筑和土木与环境工程教授John Ochsendorf和学生Michelle Xie一起参与了这个项目。“它的长度大约是当时典型桥梁的10倍。”

他们分析了有关这座桥的现有资料、当时可能的材料和建造方法,以及当时被称为“金角”的河口的地理条件。

达芬奇关于这座桥的草图和写给苏丹的信可以在《手稿L》中找到,是现存放在巴黎法兰西学院的一本小型抄本。

我,你忠实的仆人,知道你的意图是建造一座桥,从加拉塔(庇拉)到斯坦布尔……横跨金角(“Halic”),但这没有人可以做到,因为没有可用的专家。我,你的臣民,已经决定了如何建造这座桥。它将是一座和建筑物一样高的石桥,甚至连高大的船只也能在桥下航行。

他没有具体说明他需要什么样的材料,但是研究小组认为达芬奇说的是石头——在那个时候,木头和砖都不能支撑那么大的一座桥。“砌体”这个词也提示了团队一个设计策略,就像达·芬奇所熟悉的古罗马经典的石桥一样,它完全可以经受物理和重力的作用,而不需要固定物或灰浆。

由于建造一个全尺寸的桥梁是很不方便的,所以该团队不得不建造一个模型,按照1到500的比例建造了这座桥,使它大约3英尺(约1米)长。

“这很费时间,但3d打印让我们能够精确地重现这个非常复杂的几何图形,”巴斯特说。达芬奇的设计在历史学家中很有名,甚至启发了挪威的一座现代桥梁设计, 说明受到启发证明原始设计正确无异。

“这就是几何学的力量。”

“这不单单是一个测试,看看他的设计是否能与他那个时代的技术一起工作,”Bast说。模型“仅通过压缩保持在一起”,我们想真正展示的是,所有的力量都是在建筑内部转移的。”

“这是几何的力量”,她说。“这是一个强有力的概念,而且这是经过深思熟虑的。”进一步的测试表明,这座桥甚至可以在一定程度上抵抗地震,远远超过当时的其他桥梁。

这个项目仍有许多未解之谜,究竟这幅草图是他徒手画的,还是他在50秒内完成的,还是他真正坐下来深入思考的?这很难知道。”

虽然很难知道达芬奇的意图,但现在有一件事是相对确定的:这座桥本来是可以用的。

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