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交通建筑篇

汽车的诞生

汽车自上个世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的100多年。从卡尔·本茨造出的第一辆三轮汽车以每小时18千米的速度，跑到现在，竟然诞生了从速度为零到加速到100千米/小时只需要3秒钟多一点的超级跑车。这100年，汽车发展的速度是如此惊人！同时，汽车工业也造就了多位巨人，他们一手创建了通用、福特、丰田、本田这样一些在各国经济中举足轻重的著名公司。

卡尔·苯茨

第一辆三轮汽油汽车

汽车同其它现代高级复杂工具如电子计算机等一样，并非是哪一个人坐在那里发明了的。发明之初的汽车也不是现在之个式样，如果你能见到当时的汽车，你也可能认为这不是汽车呢。汽车的发展也有一个漫长的历程，总的说来，汽车发展史可能分为蒸汽机发明前、蒸汽汽车的问世、大量流水生产汽车开始等3个阶段。

人类最初的工作劳动完全是由本身来完成，根本没有什么汽车和发动机，如果说有的话，在未使用牛和马之前使用的是人体的股份这台发动机。奴隶就是一种“生物发动机”。随着人类的进步与发展，人们对自然界的认识越来越深，利用自然、改造自然的能力日益加强，人们不仅使用人力、畜力，而且知道使用水力、风力。

在1705年，纽可门首次发明了不依靠人和动物来作功而是靠机械来作功的实用化蒸汽机。这种蒸汽机用于驱动机械，便产生了划时代的第一次工业革命。随着蒸汽驱动的机械即汽车的诞生，人类社会中便拉开了永无休止的汽车发展的序幕。

世界上第一辆蒸汽驱动三轮汽车

1769年，法国人N·J·居纽制造了世界上第一辆蒸汽驱动三轮汽车。到1804的年，脱威迪克又设计并制造了一辆蒸汽汽车，这辆汽车还拉着10吨重的货物在铁路上行驶了15.7千米。

1831年，美国的哥德史沃奇·勒将一台蒸汽汽车投入运输，相距15千米格斯特夏和切罗腾哈姆之间便出现了有规律的运输服务，这台运输车走完全程约需45分钟。此后的3年内，伦敦街头也出现了蒸汽驱动公共汽车。当这个笨重的怪物在英国城镇奔跑时，曾引起了很大的骚动。说起来，这种车比现在的筑路用的压道机还重，速度又低，常常撞坏未经铺修的路面，引起各种事故。市民们当时曾呼吁取缔这种汽车。为此英国制订了所谓的“红旗法规”，具有讽剌意味的是，由于这条法规的实施，使得英国后来在制造汽车的起步上大大落后于其它工业国家。

由于蒸汽汽车本身又笨又重，乘坐蒸汽汽车又热又脏，为了改进这种发动机，艾提力·雷诺在1800年制造了一种与燃料在外部燃烧的蒸汽机（即外燃机）所不同的发动机，让燃料在发动机内部燃烧，人们后来称这类发动机为内燃机。

1876年康特·尼古扎·奥托又发明了对进入汽缸的空气和汽油混合物先进行压缩，然后点火，提高了发动机效率。这种发动机具有进气、压缩、作功、排气4个行程，为了纪念奥托的发明，人们把这种循环改称为奥托循环。

1879年德国工程师卡尔·苯茨，首次试验成功一台二冲程试验性发动机。1883年10月，他创立了“苯茨公司和莱茵煤气发动机厂”，1885年他在曼海姆制成了第一辆苯茨专利机动车，该车为三轮汽车，采用一台两冲程单缸0.9马力的汽油机，此车具备了现代汽车的一些基本特点，如火花点火、水冷循环、钢管车架、钢板弹簧悬架、后轮驱动前轮转向和制动手把等。

世界上第一辆“无马之车”

与此同时，在1893年就与威廉·迈巴特合作制成了第一台高速汽油试验性发动机的德国人戴姆勒又在迈巴特的协助下，又于1886年在巴特坎施塔特制成了世界上第一辆“无马之车”。该车是在买来的一辆四轮“美国马车”上装用他们制造的功率为1.1马力，转速为每分钟650转的发动机后，该车以每小时18千米的当时所谓“令人窒息”的速度从斯图加特驶向康斯塔特，世界上第一辆汽油发动机驱动的四轮汽车就此诞生了。实际使用表明，此车使用良好。第二年苯茨第一次把三轮汽车卖给了一个法国巴黎人，由于这种三轮汽车设计可靠，选材和制造精细，受到了好评，销路日广。

由于上述原因，人们一般都把1886年作为汽车元年，也有些学者把卡尔·苯茨制成第一辆三轮汽车之年（1885），视为汽车诞生年。苯茨和戴姆勒则被尊为汽车工业的鼻祖。这是汽车发展史上的第二件大事。

需要说明的是，那时的汽车司机必须是勇敢、机智的机械修理工，在许多场合下他不得不“从汽车内爬出或爬到汽车下”或者到乡下铁匠那儿去修车，所以一般人是望车莫及的。尽管如此，坐在极为嘈杂和震动非常厉害的机械上，不仅要饱受路人的嘲笑和日晒雨淋，而且全然没有今日司机的舒适和气派，况且马车手认为汽车抢占了他们的生意，当汽车与马车并行时，他们常常扬起皮鞭抽打汽车司机。

进入20世纪以后，汽车不再仅是欧洲人的天下了，特别是亨利·福特在1908年10月开始出售著名的“T”型车时，这种车产量增长惊人，短短19年，就生产1500辆。此间的1913年福特汽车公司还首次推出了流水装配线的大量作业方式，使汽车成本大跌，汽车价格低廉，不再仅仅是贵族和有钱人的豪华奢侈品了，它开始逐渐成为大众化的商品。也是此时开始，美国汽车便成为世界宠儿，福特公司也因此成为名副其实的汽车王国。所以，人们说，汽车发明于欧洲，但获得大发展那是在20世纪30年代的美国。福特采用流水作业生产汽车，在汽车发展史上树起了第三块里程碑。

短短几年时间，汽车已经从一种实验性的发明转变为关联产业最广、工业技术波及效果最大的综合性工业。因此，汽车工业的发展不仅依赖于汽车行业本身的技术进步，而且也取决于汽车工业应用这些技术的投资能力和世界汽车市场的投放容量，两者相互影响并受到整个经济形势的发展，及人们对环境要求和能源及原材料供应、意外变化及国家政策等的影响。例如第一次世界大战表明了汽车运输的机动性，而且还培训了不少驾驶军用卡车的驾驶员，他们中的很多人还学习到了一些汽车机械技术，于是战后汽车买卖兴隆，在美国，汽车制造商和附件的供应商全负荷生产仍不能满足要求的迅猛增长。汽车价格几倍于战前。但时隔不久由于经济箫条汽车高需求即宣告结束。

到了第二次世界大战后，在英国，汽车的需要量比第一次世界大战后更高，几乎生产多少就可售出多少。大战中的美国发了横财，战后的美国工业越发兴旺，汽车生产在世界上始终处于遥遥领先的地位。汽车、钢铁、建筑这三大工业曾被誉为“三大支柱”，而汽车工业更是美国工业骄傲的象征，长期以来，他们一直以研究豪华小汽车为主。但当1973年首次发生石油危机时，美国汽车工业便受到很大的冲击，而日本似乎对此早有察觉，他们大量研制生产的是小型节油汽车，结果终于在1980年把美国赶下了“汽车王国”的宝座，取而代之。

日本真可谓“后起之秀”，当历史进入20世纪，日本才出现第一部汽车，几年后日本人才开始研制汽车。但谁又能料到1925年才第一次出口汽车（向我国上海）的日本，60年后竟然出口汽车达6400万辆，登上了汽车王国的宝座。这件事引起了全世界的广泛关注，成为汽车发展史上一个特大新闻。当然美国也决不会就此罢休，到底鹿死谁手还很难预料。未来的汽车市场仍是世界市场中竞争最为激烈的市场。有人以美国汽车之王通用汽车公司为例，它平均每15分钟用于汽车生产的投资就高达180万美元，这真是令人惊讶的数字。因此，人们预料在将来，只有资金庞大的汽车公司才能有这样的投资能力，不过由于有政府等各界支持，未来汽车舞台也不是大公司唱独有戏，中小型汽车公司也会有很大的发展。

为了占领未来汽车市场，如今已有许多公司把各种先进技术和装备，如微型电子计算机、无线电通讯、卫星导航等等新技术、新设备和新方法、新材料广泛应用于汽车工业中，汽车正在走向自动化和电子化。有了卫星导航系统，汽车可接收交通卫星的通信资料，确定汽车所在位置，从而自动提供最优行车路线，并且显示出交通图；汽车的雷达系统可以把障碍物的距离和大小告诉给驾驶员，这样停车就更容易；而语言感知系统可以用图、表和声音告诉驾驶人员汽车的各个部位情况，此外还可按“音”行事，执行驾驶有关指令等等。另外汽车的能耗，排放废气、噪声和污染等公害也日将减少，安全性、使用方便性将日益提高，即使再次发生石油危机，汽车工业也不会受到很大的影响。专家们认为，汽车是当前世界最主要的交通工具，在将来它仍然是世界上的主要交通工具，别的任何开工交通工具都不可能完全把汽车取代。

汽车大王福特

享利·福特出生于美国密执安州的农民家庭。他性格活跃开朗，从小就喜欢玩弄钟表等机器零件。有时将家里的小闹钟拆了装，装了又拆，但零件总是多出几个装不上，他就把邻居家的钟借来拆开，对照着安装，直到将全部零件都装上为止。虽然这样折腾了几个小时，他反而觉得有趣好玩，因为自己取得了最后胜利。

福特

16岁时，福特就成为一名机械工人，这正合乎他的兴趣。后来，他曾在爱迪生的电灯公司工作。他生性好钻研，每天在公司工作12小时后，又孜孜不倦地研究汽车直到深夜。那时，汽车刚问世不久，但这种能自动行驶的车辆一下子就把小福特吸引住了，他想自己制造一辆这种有趣的汽车。经过刻苦的钻研和虚心地请教，福特终于如愿以偿，在1893年制成一辆汽油发动机汽车。他自然高兴极了，开着这辆像四轮马车、只能坐一个人的汽车在街上与马车比赛，好不风光。

福特开着汽车联想到，如果能使汽车自由地开到人们任何想去的地方，今后用这种车的人就会越来越多。但是，这种用手工式单件敲打出来的汽车造价是很高的。为了使大多数人都能买得起汽车，就需要采用大批量生产方式，以降低成本和提高产量。

当时，美国的军火工厂在制造枪、炮方面已经采用了大批生产方式，产品像流水式的在车间被大量装配出来。福特就想，汽车不也可以用这种方式生产吗?有的工人专门生产发动机，有的生产车轮，有的生产制动器……然后在车间里统一装配，不就快多了吗?于是，他就到军火工厂去参观，并根据汽车的特点研制加工设备，经过几年的努力，终于在20世纪初发明了汽车大批量生产方法。

与此同时，与福特抱有同样想法的企业家奥尔斯也在底特律建立了汽车工厂，廉价地生产汽车。几年后，这座汽车工厂的年产量竟达4000辆。

福特看到奥尔斯获得成功，既羡慕又受鼓舞，便信心百倍地改进和实现自己研制成的汽车大批量生产方法，并于1903年创建了福特汽车公司。

福特汽车公司为了实现大批量生产，首先必须进行大量设备投资，建立生产线。然而，福特当时没有钱，他想通过发行股票集资10万美元，以满足急用。但实际上只筹集到2.8万美元，只好勉强进行生产。工厂开工后，首先生产出“999”牌汽车，并以很低的价格投放到市场。

由于“999”牌汽车比其他汽车的价格低得多，所以很受顾客们的欢迎，购买车的也很多。这第一炮打响对福特来说无疑是个不小的喜讯，同时也为扩大生产筹集了一笔资金。此后，经过几年的试生产和建造，福特发明的汽车大批量生产方式实际是从1913年开始应用于生产的。

这种大批量生产汽车的方式是以福特的名字命名的。这种生产方式在当时是很先进的，它首先确定生产的车型，然后分工生产汽车的各种零件，再将多达5000个以上的零件放在传送带上，而由站在传送带前的工人顺序地组装成汽车。由于这种生产像流水一样进行操作，所以人们把它叫做汽车大批量生产流水线。福特由于发明了这种汽车生产流水线，其名声也随之大震。

汽车生产流水线的生产速度是相当快的。按照福特汽车公司的安排，运进工厂的原料，在4天之内就能制造和装配成汽车出厂，因而真正实现福特的大批量生产廉价汽车的设想，而且使福特汽车公司在与同行的竞争中处于领先地位。

福特汽车

福特取得成功后仍不满足，还在不断地动脑筋想办法，以便进一步改进汽车，使它成为人们更为方便的交通工具，同时也使公司在竞争中立于不败之地。

那时，刚出世不久的汽车还存在着这样或那样的不足之处，直接影响着人们的使用。例如，当时的汽车在起动发动机时，人必须用手从车外旋转发动机才能起动。福特发明了自动起动器，才消除了这种麻烦。福特还在1916年先后发明了车窗玻璃刮水器、司机向后看的后视镜、刹车时汽车尾部亮红灯的尾灯等，从而使汽车一步步走向完善和成熟。

火车之父——史蒂文森

1799年的一天，英国维拉蒙特·培茵的一所专为煤矿矿工子弟创办的夜校里招收了一位不寻常的学生，一位18岁的小伙子开始了他同一群七八岁儿童同窗学习的学生时代。

他就是后来被人们誉为“火车之父”的发明家乔治·史蒂文森。

史蒂文森出生在“蒸汽机时代”。1769年，英国人瓦特发明了蒸汽机，使人类掌握了巨大的动力机器，从而在世界范围内出现了工业革命。这时，苦于运输的矿山，首先废除了马拉的矿车，换上了极简陋的蒸汽车，在轨道上来往运送矿石。蒸汽车既然能牵引矿石车，那么能否将它改进为人乘的交通工具呢？这时，确已有人在热心地研究这一问题了。

最早试图把蒸汽机用在新的陆路交通运输工具的人，是英国的一位矿山技师特莱维茨克。他经过几年的努力，在1803年制造出了世界上第一台蒸汽机。这种机车每小时行驶5～6千米，初试时效果很好，但在实际行驶中，却经常发生零件损坏、出轨等事故。最终，特莱维茨克失去了信心，放弃了研究。

不久，人们认识到特莱维茨克蒸汽机车事故频繁的原因，主要是铁轨打滑造成的。1812年，英国技师布雷全苏和穆雷二人，提出了一个新的设计，他们在两条铁轨中间加一条带齿的轨，在机车的腹部安装一个转动的齿轮，让齿轮咬着齿轨前进。实验的结果，仍以失败告终。

此后，研究火车的人越来越多，但是他们都在打滑问题上下工夫，所以始终没有解决火车的行驶速度问题。

史蒂文森从14岁时开始就在煤矿上当矿工，成天与蒸汽机打交道，使他对蒸汽机的构造性能逐渐熟悉。终日在煤矿干活，他对运煤的劳累和艰辛更有切身的感受。这样，他在通过夜校学习摘掉文盲的帽子后，便阅读大量的科技书籍，掌握了必不可少的数理化知识。并从1812年开始，把全部的精力用在研制蒸汽机上了。

开始是从改革特莱维茨克的机车着手的。改革后的机车体积变小了，而且牵引力也显著提高了。但是，蒸汽机汽缸排气的噪声非常大，以致使周围农村的牛马被这刺耳的怪声吓得惊慌失措，因而遭到农民们的抗议，有人竟然威胁说：

“你如果再不解决这吓人的怪声，我们就要采取行动，彻底砸毁你的机车!”

史蒂文森被迫考虑解决这个问题。他用导气管把喷出的蒸汽废气引到烟筒里去，这样不仅减小了噪声，而且加快了炉内的空气循环，使煤燃烧更旺，增强了机车的牵引力。这一偶然的想法收到了一举两得的效果，完全出乎史蒂文森的意料。史蒂文森便利用这一关键性的发现，重新改进自己设计的机车。

蒸汽机火车

1825年，英国政府在号称“煤都”的达林顿和海港斯托敦之间铺设了一条铁路，当然这条铁路并不是为行驶火车使用的，而是为了马车运输使用的。史蒂文森便到处游说：

“一台火车，等于五十匹马，行驶起来又快又安全!”

史蒂文森的努力取得了成功，英国政府终于同意在这条铁轨上行驶蒸汽机车。

1825年9月27日，史蒂文森的“旅行1号”蒸汽机车在史蒂文森的亲自驾驶下，牵引着30多节车厢，运载旅客600多人，还有煤和其他货物，在汽笛一声长鸣后，慢慢地开动起来。为了安全起见，政府专门派人骑马举旗在火车前引路。几小时后，史蒂文森驾驶着火车胜利到达了终点站。等候在那里的人们，以充满敬意的掌声和欢呼声迎接着他。从此，世界上有了第一条行驶蒸汽机车运输乘客的铁路。

1829年，英国政府又在利物浦和曼彻斯特之间铺了一条铁路，为了挑选最好的机车，决定事先进行比赛。当时有3台披红挂绿的蒸汽机车参加了竞赛。结果，史蒂文森亲自发明和驾驶的“火箭号”机车，拉着13吨货物，以每小时24千米的速度跑了100千米，赢得了第一。

由于史蒂文森对蒸汽机车的杰出贡献，后人把他称为近代蒸汽机车的奠基人，称他为近代“火车之父”。

詹天佑与京张铁路

1905年5月，以工程艰巨复杂而名闻中外的京张铁路修筑工程开始了。这条铁路全长200多千米，不仅要通过居庸关、八达岭等几座高山峻岭，而且还要架设不少桥，这不能不说是个浩繁的工程。

在这之前，即1903年，清政府决定修筑这条从北京到张家口的“京张铁路”。消息传出后，一些帝国主义列强争先抢夺这条铁路修建总工程师的职位。英国代表公开威胁说：“一定得请英国人当这条铁路的总工程师，否则英国汇丰银行不给拨款。”俄国人露骨地要挟道：“如果请外国人当总工程师，应该是俄国人，否则，我们是不会答应的!”他们进而便向清政府提出：“京张铁路如果中国派用自己的工程师，英俄两国可以不过问。”他们以为，这样一恐吓，这条铁路要么开不了工，要么开工后中途失败。总之，在他们眼里，离开了外国人，中国人自己修筑这样艰巨的铁路工程是决然不行的。

詹天佑

凭着修筑滦河大桥显露出的出众才华，詹天佑很快被派任京张铁路的总办兼总工程师。中国工程师要自己修建京张铁路的消息不胫而走，很快传到遥远的英伦三岛，一家英国报纸无奈地讥讽说：“修筑这条铁路的中国工程师还没有出世呢!”

看到这些“吃不到葡萄说葡萄酸”的失败者们的叫嚷，更加激起了詹天佑和中国工程技术人员修好这条铁路的决心，他们要为中国人争这口气。为此，詹天佑把总工程师办事处搬到南口。他穿上工作服，带领工程技术人员背着测量仪，攀悬崖，登峭壁，进行细致的测量和绘图。对于在哪里架桥，哪里要把陡坡铲平，哪里要把弯度改小，他们都要经过认真周密的计算。詹天佑经常勉励手下的人员说：“我们工作首先要精密，不能有丝毫马虎。‘大概’、‘差不多’的说法不应出自工程人员之口。”他白天勘测线路，晚上就在油灯下绘图计算。有时，别人勘查过的地方，遇有疑点他还要重新复查一遍。这样，有人不高兴，他坦然解释说：“多一人复查，可以避免错误。这是中国人自己修筑的铁路，责任实在太大了，一定要把它修好。”经过三四个月的紧张的勘测和定线，京张铁路的第一段工程于1906年9月30日胜利竣工了。

紧接着的第二段工程，是整个京张铁路的枢纽工程。这段工程从南口往北20多千米的一段线路，尽是悬崖峭壁，高山深涧，特别是关沟地带最为险峻，工程十分艰巨。火车要从这里经过，必须凿通居庸关、五桂头、石佛寺和八达岭4条大隧道。

开凿这些隧道时，施工人员遇到一个接一个的困难。以居庸关山势高，岩层厚，开挖隧道的工作量浩大。詹天佑经勘测后采用了从南北两端同时向中间凿进的办法，加快了开挖进度。由于隧道口在半山腰，影响了隧道的开挖工作。詹天佑针对这种情况进行大胆试验，他用炸药炸开岩石，从而开创了中国用炸药开山修路的先例。当开挖工作进行到几十米长时，山顶上的泉水往下渗，隧道里像下雨似的哗哗地流个不停，到处积聚着坑坑洼洼的水，工程无法进行。当时没有抽水机，詹天佑便用开排水沟的办法排除洞中积水，使工程得以继续进行。他还利用我国古代建造拱桥的经验，在隧道中及时砌上边墙环拱，防止刚开挖出的隧道塌方。

八达岭隧道长达1000多米，相当于居庸关隧道的3倍长。詹天佑征求老工人的意见，采用中部凿井的办法，即从山顶打两个直井，然后分别向两头开凿。这样，就可同时在6个工作面施工，大大加快了工程进展。然而，由于没有升降机，工人进隧道工作的上上下下便成了问题。詹天佑便采用土办法，在隧道井口装上了又大又结实的辘轳，用来接送工人上下，还可以运出隧道的土石和运进炸药、器材等。

问题接着又出现了。由于采用炸药爆破施工，产生大量的烟气弥漫在隧道里，如何保证隧道里通风换气呢?詹天佑根据夏天扇扇子的道理，制成了扇风机，把它架设在井口上，并在扇风机旁边连接上铁管，把新鲜空气不断地送入井中。

八达岭的地势高，坡度大，火车爬高坡困难。在这种情况下，詹天佑便巧妙地利用“折返线”原理，沿山腰设计出一段“人”字形线路，从而减少了坡度，同时还为列车配备了一头一尾两台蒸汽机车，一台机车在前面拉，另一台机车在后面推。这样一推一拉，就使长长的列车较容易地爬上较陡的坡段。就这样，詹天佑带领施工大军克服了一个又一个困难，先后使居庸关、八达岭等大隧道相继凿通，为全线胜利完工打下基础。

京张铁路

1909年8月，京张铁路筑路工程全部胜利竣工。全线共架桥125座（平均1.5千米有一座桥），建涵洞250多个，开凿总长1700多米的隧道4个，动土石约200万立方米。其中像居庸关、八达岭等隧道的高速施工和八达岭“人”字形线路的创造性设计，在世界铁路史上也是罕见的。这项巨大的筑路工程，从1905年5月开工，在中国自己的总工程师主持下，经过全体筑路员工的辛勤劳动，仅用4年时间，比原计划提前2年完成，而且工程费用还节约了20多万两银子。整个工程完全达到了詹天佑原先提出的“花力少，质量好，完工快”的要求。

1909年10月2日，在北京南口车站举行了盛大的通车典礼，庆贺京张铁路全线通车。这是中国铁路史上一个光辉的日子。有位来宾感慨地说：“詹总工程师独具匠心，不借外人分毫之力，筑成此路，为中国人扬眉吐了气。”他完全说出了全中国人民的心声。

世界第一条穿越海峡的高速铁路

打开欧洲地图，你可以看到英吉利海峡像一把利剑将英伦三岛与欧洲大陆隔开。英吉利海峡长450千米，它在英、法两国之间的最窄处仅34千米，但两岸居民只能望洋兴叹，交通十分不便。

英国加入欧洲经济共同体后，与各成员国之间的贸易往来日益增多。到1984年，英吉利海峡的货运量已达2000万吨，英国货占了80％。海峡两岸的人员往来也猛增到2000万人次，为20年前的4倍。在这种情况下，英法两国都感到迫切需要改善海峡的交通运输条件，于是修建海峡隧道铁路之事又被重新提出来。

随后，英法两国于1985年1月开会商讨新的修建计划，并同意让国际财团竞争投标，以确保工程顺利进行。招标后，经过研究比较，最后选定了造价最低而施工最为简便的海峡隧道铁路的设计方案。接着，两国政府在1986年2月正式签约。至此，建建停停拖了100多年之久的英吉利海峡隧道铁路工程计划才得以落实。

英吉利海峡隧道欧洲之星

新确定的施工方案为“双管海峡隧道”，建在英吉利海峡最窄处的英国多弗尔和法国的加来之间，隧道全长49.26千米，其中有37千米位于海底40米深处的白垩岩中。两条隧道直径均为7.3米。一条隧道供巴黎至伦敦的客、货列车通行，另一条供专门载运乘汽车穿越海峡的人员及车辆的穿梭列车使用。

这项规模浩大的工程于1987年7月动工，预定1993年通车。竣工后，从巴黎乘火车到伦敦将由原来轮渡的5小时缩短为3小时，穿梭火车的运行时间为26分钟。

穿越海峡的高速火车每列由10节车厢组成，列车在海峡线路段时的最高时速将达300千米，在延伸路段上的时速可达220千米。

1993年海峡隧道完工后，高速火车通过海峡只需26分钟。全天营运，高峰时间可每3分钟开出一列火车，每小时可向两岸各运载四千辆汽车。两条隧道每年的客运量为4000万人次，货运量1300万吨。

水泥与混凝土

人们常说万丈高楼平地起，建筑靠的是什么呢?用得最多的材料是水泥。水泥是一种非常重要的建筑材料，造房修路筑桥，哪个都离不开它。

现代水泥产生和发展的历史并不长。1813年，法国人皮卡通过研究发现，三份石灰和一份粘土的比例混合煅烧后能生产出很好的水泥。1824年，另一位英国烧砖工人约瑟夫·阿斯普丁也用皮卡的这个比例配料，在炉子里煅烧后碾成粉末。由于这种粉末在加水硬结以后，它的硬度、颜色和外表都和当时英国波特兰岛上出产的著名波特兰石材十分相似，因此被命名为“波特兰水泥”。阿斯普丁为这项发明在英国申请了专利。这种波特兰水泥在建造穿越泰晤士河底的隧道时大显了身手。

在俄国，也有一个研究水泥的建筑师，叫契利耶夫。1820年前后，他在从事建筑工作时，尝试着把石灰和粘土混合起来煅烧，终于也找到了制造水泥的方法。他用自己发明的这种水泥，建造了许多建筑物，还成功地修复了克里姆林宫的墙垣。1825年，他写了一本有关水泥制造法的书。这本书中说，将一份石灰和一份粘土加水拌和，制成砖坯，放在炉子里用木柴煅烧，等烧到白热后取出，然后将它碾成粉末，再经过筛选就可以获得水泥了。

现代水泥的发明人可谓众说纷纭，但比较普遍的说法还是认为属英国人阿斯普丁。

水泥添加剂是水泥中掺和的矿物剂、化学剂和泡沫加剂等物质的总称。它们各有各的作用，有的能使水泥具有防水功能，有的能使水泥具有早硬化、抗冷冻、防腐蚀等功能。正是由于水泥有了如此名目繁多的添加剂，它的功能才那么千姿百态。

19世纪，当现代水泥问世以后，人们在使用中发现，这种水泥坚固耐压，可以随心所欲地做成各种形状是它的优点。凝结后容易收缩，|造成细小的裂缝是它的缺点。这一缺点的存在使它在地下工程的使用中受到限制，因为水容易从这些细缝中渗漏进来。

就在众多工程师对此束手无策之际，法国有一个名不经传的普通泥瓦匠使出了绝招，凡经他粉刷的地窖，无一发生渗水现象。他运用的是什么高招呢?

原来，他在水泥中掺和了一些牛和羊的血。这位聪明的泥瓦匠从古罗马人的白垩粉中拌牛羊血中获得启发，取得了成功。

以后，研究水泥的专家们发现了各种各样的水泥添加剂，发明了各具功能的特种水泥。例如，他们用石膏来调节水泥的凝固时间，发明了快硬水泥、缓凝水泥，将碎玻璃、石英砂加入水泥制成耐酸水泥等。

花匠发明了钢筋混凝土

钢筋混凝土是谁发明的?这里有一段有趣的故事。19世纪中期的法国，塞纳河畔的枫丹白露是法国北部的一个小城镇，那里环境优美，景色秀丽。这个城镇中有许多人以园艺为生，花匠蒙尼亚便是其中之一。

蒙尼亚有一座漂亮的温室，里面栽培着许多名贵的花卉。在温室里种花，经常要移植盆中的花，一不小心就会把花盆打碎。1868年的一天，蒙尼亚有了一个新点子，用水泥来制作花盆，肯定不会再碎了。

于是，蒙尼亚用水泥制成了几个水泥花盆，虽然这种花盆比瓦盆要坚硬，但也容易裂。为了防裂，他在花盆外箍了几圈铁丝。为了美观，蒙尼亚又在外面涂了一层水泥。结果使他十分满意，这种花盆特别坚固，不易碎裂。

后来，花匠索性用铁丝制成花盆的骨架，然后在铁丝骨架外面抹上水泥。他还利用铁丝容易弯曲的特点，一改以往花盆的老面孔，制作了许多长方形、椭圆形的花盆，受到了人们的欢迎。

花匠的这次发明，为钢筋混凝土的诞生奠定了基础。用于建筑的钢筋混凝土则是俄国教授别列柳布斯基，进一步加以改进和完善的。

19世纪后期，别列柳布斯基正从事着建筑方面的研究。为了建筑高楼大厦和跨河大桥，他正在寻找价廉物美的新材料。当他听说法国的蒙尼亚发明了一种铁丝水泥盆时，大感兴趣，认为这是一项重大的发明，完全可以用于建筑行业。

开始，他用铁丝制作骨架再浇上水泥。可是，这种骨架根本不能用来浇筑房梁和桥梁，必须对它进行重大改进。

别列柳布斯基首先研究了水泥的各种性能，发现水泥与砂子的粘合力虽然强，但太细小了，无法承受太大的力量。因此他在水泥浆料中加入了一些石子，果然大幅度提高了强度。其次，他又将铁丝换成粗的钢条，结果更令人满意。1891年，钢筋混凝土正式诞生了。

13年后的1904年，在别列柳布斯基的极力建议下，俄国在建筑一座灯塔时，采用了他发明的钢筋混凝土，取得了成功。从此，钢筋混凝土在现代建筑史上开创了一个新纪元。

现代建筑的起源

从19世纪后半期起，一直到第一次世界大战为止，这是欧洲建筑史上的一个转折期。随着西方大工业、新技术和新材料的迅速发展，建筑工程也出现了新面貌。

从19世纪后半期起，铁开始成为重要的建筑材料。然而，在这之前，虽然也使用铁作为建材，那只是当作桥梁、车站及工厂的支架，或者当作教堂和剧场露台的辅助材料，在人们的思想意识里，还没有把铁当作最适用的新材料来使用。

新建筑思想和新建筑设计的出现，促进了在城市建筑上广泛使用铁、玻璃及陶砖。

天才的英国建筑师帕克斯顿在这一领域里做出了卓越的贡献。他为德温夏公爵设计庭园时，用铁和玻璃建造了一座拥有宽敞空间的温室。凭借这种经验，在伦敦海德公园为世界博览会建造了一座具有划时代意义的建筑物——水晶宫。这座水晶宫在建材的使用上充分发挥了铁和玻璃的功能，显示了铁和玻璃是一种能够创造新结构和新美感的建筑材料。

帕克斯顿只用10个月的时间就建成了这座高达56米的庞然大物。在施工之前，按照设计的尽寸先预制成各种规格的铁材和玻璃，然后在工地进行安装。这种施工方法不仅展现出开发新技术的无限美好的前景，而且在建筑外观上显示出别致新颖的美感。

其实，这是一座用铁作为骨架，用玻璃构成整个建筑外观的优美建筑物。几个高大宽敞的铁筋拱券纵横交错地连接在一起，构成一个和谐对称的建筑整体。从远处眺望，这座水晶宫在阳光照耀下闪闪发光，像水晶一般光芒四射耀眼夺目。当你走近时，它显得晶莹明快，具有一种神秘感和宏伟感。如果步入大厅，便置身于敞亮开阔、光线充足的室内空间，给人以一种轻快明朗的感觉。然而，这种轻快新颖、美观宏伟的建筑结构，直到20世纪初，才逐渐得到普遍的推广。

若是明确地划分年代，应当从1851年出现水晶宫起，到1916年在巴黎郊外奥利机场建造机库为止，这段时间被看作是欧洲建筑史上的转折时期。这座机库是由法国工程师弗雷西内设计的，他是一位善于设计钢筋水泥建筑的工程师。他设计的奥利机场飞机库，高为60米，宽为91米，是利用坚固的钢筋水泥做成的抛物线拱券，其外观造型轻盈美丽，给人以一种舒适感，被认为是现代结构主义建筑的典型代表作。

在现代建筑历史上，埃菲尔铁塔也占有重要的位置。埃菲尔铁塔是在1889年国际博览会时建造在塞纳河畔的。现在它已成为巴黎的象征。法国工程师埃菲尔曾经建造过许多美丽壮观的铁桥。由于这座铁塔以他的名字命名，从此他也就世界闻名了。这座高达328米的铁塔，曾是国际博览会的建筑物，是一种新建筑美的代表，所以具有很重要的历史意义，成为以后技术发展的里程碑。

电梯出生记

在还没有发明电之前，人类就有了用“电梯”运货物或人上下高层建筑的设计。早在公元前1世纪，罗马建筑师维特罗维斯就利用升降台上下运送货物或人了。不过，这种升降台是用人力、牲畜或水力通过滑轮来操纵的。中世纪时期，有许多修道院建在险峻的峭壁上，进出修道院唯一的通道，就是用“篮子”作的升降台。乘客站在篮子中，然后用绳子通过滑轮吊着篮子上下升降。你看，这就是最原始的“电梯”。

到了17世纪，法国出现了一种叫“飞椅”的升降装置。人们在飞椅上系一根绳子，绳子的另一端绕过楼顶上的一只滑轮，系在平衡锤上。乘客坐好后，只要把飞椅上的一只沙袋扔下去，随着平衡锤下降，较轻的飞椅和乘客就会上升到楼上的窗口，再爬进屋里去。随着蒸汽机的出现，人们产生用蒸汽的力量运送货物的设想。19世纪初，一个叫赛勒斯·鲍德温的美国人，他设计出一种新型的水压升降机，用比较短程的活塞驱使升降井顶端的轮子转动，绕在轮子上的绳子就带动了升降台。这种升降机不需要庞大的液压缸及深井，而升降速度可达每分钟180米。

1850年，又有一位美国人亨利·沃特曼，他在纽约的曼哈顿仓库建造了一台不用水压机的升降机。他将一根缆绳一头系着升降台，另一头卷绕在称作卷扬机的圆柱形卷筒上。用蒸汽动力开动卷扬机，卷筒朝一个方向旋转，缆绳带着升降台上升；卷扬机朝相反方向旋转，缆绳就放开，升降台便下降。这种卷扬升降机被人称作“土电梯”，一直到20世纪的今天，在一些建筑工地上仍在使用着。

第一架电梯出世

像水压升降机一样，沃特曼的“土电梯”也只用来搬运货物。因为那时卷扬机上用的是麻绳而不是钢索，没有人愿意把自己的生命交给几根麻绳。人们担心电梯的安全可靠性。

1853年，美国纽约有位机修工人，叫奥蒂斯，他发明了一种带有安全装置的升降机。他的升降机是在两根导轨之间移动；升降台上有2只金属钩和1根弹簧，与缆绳相接，万一缆绳突然断裂，拉力松驰，弹簧立刻使金属钩弹出，牢牢地嵌入导轨上的齿槽里，不让升降机跌落。这基本上是现代升降机所依靠的安全装置。

于是，他创办了奥蒂斯电梯公司。为了让人们信服他的电梯是安全的，他特意在美国商品博览会露天定期作缆绳断裂表演。奥蒂斯走进电梯，亲自按动开关，让电梯平稳上升，当升到离地面数十米高的地方时，他命令助手将缆绳砍断。随着缆绳的断落，围观的人群中发出一阵尖叫，观众的心似乎与断缆一起提了起来，但是，奥蒂斯的安全装置立即发生作用，升降机一下停住了，悬在半空中，人与机器都安然无恙。在人们的欢呼声中，身穿黑色燕尾服的奥蒂斯像魔术师一样，在半空中摘下礼帽，向观众躬身道：“女士们、先生们，一切平安!”

1857年，奥蒂斯在纽约豪华特百货商店安装了世界上第一台商用客梯。这种蒸汽动力式升降机速度并不快，一分钟只上升了12米多一点，比步行上楼快不了多少，但毕竟很新鲜，何况又有经过考验的安全装置，所以很多顾客“奋不顾身”竞相乘坐，不久便风靡一时。

早期的蒸汽动力升降机需要很大的空间安置蒸汽机，并且往往会有浓烟喷进升降机内。因此，有人想到采用电动升降机。1880年，一位叫维尔纳·西门子的德国人首先制造了一台粗糙的电动升降机，把一只马达安装在升降台下面，用嵌入导轨槽中的齿轮传动。

9年以后，奥蒂斯公司在纽约德马累斯特大厦安装成功了电动升降机，这才是世界上第一架真正的电梯，这架电梯一直使用到1920年这幢大厦拆毁为止，共使用了31年。但世界上最老的升降机于1883年安装在曼哈顿公寓里，至今已经使用了114年多了，而且仍在继续使用。

多种用途自动化电梯

最早用按纽开关控制的电梯只是把乘客从某一层送到另一层，不管中间楼面有多少乘客不耐烦地眼看着吊舱疾驰而过，中间不能停顿。1915年出现了自动调平技术，可使电梯准确地停靠在任何一层楼面。到了本世纪50年代，电梯自动化程度已经很高，能响应各层同向乘客的要求，然后再响应各层乘客相反方向的要求，使电梯做到“招之即来，来之能上”；开电梯几乎可以不需要操作人员了。

现代电梯的安全程度很高，每部电梯有8根编织的钢缆，能承担电梯吊舱8倍的负载。万一缆绳断裂，还有保险装置使电梯停住，何况在升降机井底下还有一个缓冲装置，可起保护作用。有一次，一架飞机撞进了纽约市一幢办公大楼，直接冲进了电梯井架，撞断了所有8根缆绳，电梯吊舱一下子从17层楼跌落。多亏了这个缓冲器，拯救了电梯中唯一的乘客生命。

电梯

现代电梯的速度相当快，每分钟可达三四百米；有些新型电梯，比如美国汉科克大厦里的电梯，升降速度竟达每分钟550米，快赶上乘飞机的速度了。由于无级变速电动机的发明，以及电子技术的应用，尽管电梯的速度变化大，乘在电梯中却很小感觉到超重和失重现象，所以乘坐电梯要比坐飞机舒适。

就在电梯出现不久，又诞生了一种电动垂直运输工具，叫自动扶梯。在1859年就有人申请自动扶梯的专利，但是直到1896年，第一台自动扶梯才安装在纽约的科耐岛码头上。早期的自动扶梯是没有踏步的传送带，像工厂里的传送带一样。到1921年，奥蒂斯公司才研制出一种直到今天还在使用的阶梯式自动扶梯。自动扶梯既不需要操作人员，又不让乘客长时间等候，可以川流不息地运送乘客，因此在车站、飞机场，甚至百货大楼等公共场所都设置宽阔的自动扶梯。世界上目前最长的自动扶梯设在列宁格勒市的地下铁道，它的垂直升高度近60米。

目前电梯的发展潮趋多样化，它的吊舱也有圆形和六角形等。这些电梯和它的吊舱，不仅是上下楼的工具，也是楼房建筑的一种艺术装饰。到香港海洋公园游玩，登山就以自动扶梯代步。山坡上的自动扶梯装置在园形的玻璃壁罩里，不管睛天下雨，游客都可以一边乘扶梯上山，一边观望公园景色。许多高楼大厦也都将电梯装在室外，乘客在吊舱里可以透过它的玻璃壁向外眺望城市风光。

从高速电梯到自动扶梯

自从第一台电梯问世以来的100多年中，人们对它又不断作了改进，使它更安全、更舒适、更快捷。电梯已成为现代建筑不可缺少的组成部分。

自动扶梯

1915年出现了自动调平技术，利用它可使电梯准确地停靠在任何一层楼面。到了本世纪50年代，电梯的自动化程度已很高，几乎可以不需要操作人员了，做到了召之即来，来之能上，要到哪一层就送你到那一层。这一切只要按一下电钮即可。现代电梯的升降速度大大提高，每分钟可达三四百米，比奥的斯第一台电梯快三四十倍，100层的高楼一分钟就能到达。由于无级变速电动机的发明以及电子技术的应用，即使速度变化很大，乘在电梯中的超重与失重已被减小到最低限度，甚至感觉不到，这样乘坐起来就非常舒服了。

与电梯功能相同的运输工具有自动扶梯，它的诞生历史比电梯晚不了多少。在1859年就有人提出专利申请，但第一台自动扶梯却是在37年以后才在纽约的科耐岛码头上安装起来。早期的自动扶梯不过是一条设有台阶的传送带。直到1921年，美国奥的斯公司才研制出一种直到现在还在使用的阶梯式自动扶梯。它的优点是既不需要操作人员，又不让乘客长时间的等候，可以川流不息、连续不断地运送乘客。