工程大突破

一部介绍世界各地超巨型基建工程的节目

一部介绍世界各地著名的超巨型基建工程的系列片节目。是Discovery探索频道播出的一套电视节目。

节目举例

日本正计划建造世界上最高的建筑——名为“空中之城”。它的高度将超过现有的任何一幢大厦，数十万人将在这座直耸云霄的城市内生活、工作和娱乐。它能提供现代生活所不可或缺的方方面面，包括公园、学校、住宅、办公室和商店等。空中之城将成为全球第一座空中家园，它也是解决东京土地资源紧张的一条绝佳途径。不过，工程师们还面临着许多棘手的难题：它能建成吗？它能否抵挡天灾人祸呢？来自日本、加拿大的工程师与建筑师们正苦思冥想地尝试解决这些疑难问题。他们要战胜一切艰难险阻，为古往今来最大胆的工程奇迹搭建舞台。

东京空中之城这座太空空中城市看起来就像科幻小，但它却解决了人类所面对的棘手问题：早已人满为患的城市正越发拥挤不堪。它的主要设施包括：

●公寓——空中之城可容纳3．5万名住户。住宅区将位于城市的中心，从106米高的公寓楼远眺，城市美景尽收眼底。公寓从底楼开始入住，哪怕头顶上的工程仍然在建，居民们也可以搬进已造好的楼层开始正常生活。

●体育场——空中之城是一座真正的城市，不仅拥有住宅和办公楼，还有一个奥林匹克体育场大小的运动娱乐场，悬空在三幢住宅楼之间。

●电梯——每幢住宅楼都由14个高台组成，由高速电梯垂直运送住户。访客只需短短两分多钟就能从地面一直升到106米高的楼顶。

●中心——这么高的建筑很容易引起大风，而圆形的设计正好能避开狂风的侵袭。与楼宇相连的中央控制区可容纳一个直升机起降场，甚至一个小型机场。

●单轨铁路——在空中之城的交通高峰，大约有10万多人穿梭于楼宇之间。交通方式之一就是单轨铁路，沿着大楼外墙，顺着高台盘旋而上，直抵千家万户。

●绿地——每幢住宅楼的14个高台内都是绿地，种满了大树、灌木、鲜花和青草。虽然整座城市被置于一个玻璃罩子里，无需经受风吹雨打，但还是会有一些外面的空气渗透进来，从而带来四季的感觉。

隧道

如果你能在1个小时之内从纽约直达伦敦，你会不会心动呢？如果你得深入大西洋海底，乘坐磁悬浮列车以每小时8000多公里的速度穿越海底隧道，你是否愿意一试呢？

工程师们正在设计三条互相连接的可移动隧道，这样，火车就能通过大西洋海底的铁路从纽芬兰直达苏格兰。令人难以置信的是，火车在这条海底隧道里，只需6个半小时就能跑完全程。如果设计成功的话，全球洲际旅行方式将在未来20年内发生巨变。

这项计划包含以下要素：

●海锚——无论大小，人类从未建造过浮动隧道。要想穿越大西洋，每段隧道都必须用锚固定在海床上，如此算来，这项工程至少需要10万个这样的海锚。隧道必须位于海平面以下45．7米处，以避开来往的船只，并把海水对隧道的冲刷压力降到最低，这样隧道才不会晃动很厉害。

●磁悬浮列车——为了让隧道旅行成为可能，搭载乘客的列车速度必须20倍于如今最快的火车的速度。这意味着磁悬浮技术将取代传统的车轮和车轨，以提升、操控和驱动列车，每节车厢就象是封闭的宇宙飞船。

●维修点——隧道下方固定在海床上，其自身漂浮在海平面以下约45．7米处。维修管道位于其上下方，作为电力、通信和维修通道之用。整个隧道可能需要10亿吨钢材，耗资12万亿美元，工期数10年。

●真空泵——要想达到每小时8046．5公里的速度，列车不能遭遇任何空气阻力。整个系统必须完全真空，因此庞大的真空泵必不可少。

●导轨——隧道内设有一根向东行驶（从纽约至伦敦）的单轨，一根向西行驶（伦敦至纽约）的单轨，以及一根紧急辅助单轨。行驶的列车实际上并不落在轨道上，而是依靠磁力悬浮在轨道上方约2．54厘米处。

●公用管道——隧道内的供电线路长达4827．9公里。这些电线都铺设在公用管道中。

●垫圈——从纽约直达伦敦的隧道由5．4万个预制管件组成，中间用防水真空密闭的垫圈相连，需要花费数十年才能完成。每个管件的外表均由不锈钢所制，外包浮力十足的厚泡沫层。

●窗口——供乘客在海底站台浏览深海美景。

金字塔城

日本清水工程公司正设计在东京修建一座透明的建筑——名为“金字塔城”。这座城池高达1．07公里，覆盖陆地和海洋。数十幢100多层的摩天大厦置身其中，可容纳25万名居民和工作人员。就像其它超级大楼一样，建造金字塔城的目的就是为了解决东京拥挤和环境破坏等问题。自动机器人将以新一代碳材料建造这座城市，城内的气候将由太阳能和风力控制。

这项非凡的设计蕴含以下精彩创意：

●机器人——在这项奇特的建筑设计中，建造工程交给了机器人完成，由它们负责打造城市的所有架构。

●摩天楼——这些高达30层的大楼不仅有底座支撑，它们还通过轻型纳米碳管与金字塔城的外壳相连。这一创意源自20世纪80年代为解决城市拥挤问题而举办的一次设计大赛。

●节点——城市内的居民可通过自动人行道、无人驾驶舱和倾斜式电梯，自如地穿梭于城市的中空管道之中。城市的55个节点就是交通枢纽，并为城市提供结构上的支撑。

●倾斜式电梯——这座金字塔城本身并没有电梯，至少在每个建筑物的外墙上没有。但在城内的大多数地方都有“倾斜式电梯”在斜坡上运行。

●超级构架——采用纳米碳管建成的超级构架起着城市支柱的作用，其外表涂有一层光电膜，能把光能转化成电力。这座自给自足的城市还利用潮汐，甚至以海藻为能源的燃料电池获取电力。

●个人快速交通——这座城市没有汽车。居民可以搭乘个人快速交通舱，前往市内的大多数地方。这是一种无污染的交通工具，由电脑控制，能在四通八达的中空管道里穿梭自如。

●支柱——如果使用市面上的建材，这座城市将其重无比。但是，如果采用超轻型、超强度的纳米碳管——一种用极细的碳纤维包裹而成的圆柱体，这座金字塔城的重量就能减轻100倍。不过，金字塔城的支柱仍然必须用特殊的混凝土打造，这样才能承受极限的重压。

大桥

今天，我们的绘图板上将出现一座宏伟的大桥，它将打破人类惯有的任何逻辑与期望。试想一下，一个伟大的建筑将连接北美洲和亚洲，为两大洲带来史无前例的经济增长。这座大桥包含220个跨度，凌驾于88公里宽的汹涌海水甚至冰洋上。为了达成目标，大桥必须坐落在数百个混凝土桥墩上，每个桥墩都重达数百万磅才能抵御重达数百万吨的大西洋浮冰的强压。大西洋的气候以寒冷和恶劣而闻名，因此整座大桥都必须包裹在厚厚的混凝土里，就连电缆也不例外。

这项计划包含以下内容：

●高速火车——设想中的大桥分为三层：顶层用于车辆交通，中层用于高速火车，底层用于石油和天然气管道。下面的两层采用封闭式，可全年通行。而顶层在一年中只对汽车和卡车开放4个月。

●双车道公路——横跨白令海峡的大桥本身并无多大价值，必须配上数千英里长的新型公路和铁路才能让大桥真正连通两端。这条“北极圈长廊”绵延4000英里，从西伯利亚中部一直到加拿大南部，将欧亚大陆与西半球连在了一起。

●单缆支柱——大桥共有220个桥墩，每一个桥墩都连着一个跨度。庞大的单根索缆包裹在混凝土中以对抗恶劣的天气，把桥面支撑在连接白令海与北冰洋的海峡上方60．96米高空。

●桥墩——88公里长的白令海峡大桥需要220个桥墩，它们呈圆锥形，外形和作用均类似于破冰船的船道，而每个桥墩重达5万吨。

●管道——一座花费数十年时间、预计耗资高达1050亿美元才能建成的大桥，必须带来经济上的利益。大桥的最底层将被封闭并安装上管道，把西伯利亚的石油和天然气输送到北美洲。

●天气——白令海峡大桥不仅将成为世界上最长的大桥，而且还得对付其它桥梁根本无法对抗的恶劣天气：庞大的冰山、汹涌的海水以及华氏零下40度的严寒。

最长隧道

如果我们能轻松自如地通过隧道穿越巨大的阿尔卑斯山脉，欧洲将会变得多么的不同？

长达56．3公里的阿尔卑斯隧道将是世界上最长的隧道。在建筑过程中，工人们冒着高温，在摇摇欲坠的山石下工作，真可谓九死一生。工程师们起用特别定制的隧道挖掘机来代替人工，以免工人死于塌方。此外，工作人员还在幽暗的岩洞内使用激光成像系统探察岩石的裂缝，以避免可能发生的危险。

这个正在紧锣密鼓之中的设计包含着以下要素：

●运送带——一条运送带系统将碎石运出隧道，直抵混凝土加工厂。大多数石头在回收后，会被制成混凝土重新用于隧道的建设。

●喷混凝土枪——如果砌好一堵新墙，在距墙约59．4米的地方，一个机械手会将液化混凝土喷满每一寸墙壁。短短几秒钟内，混凝土就会变乾变硬，紧紧黏附在墙壁上，从而防止塌方。

●回收道——隧道挖掘机削出的小石子会飞落到铲斗里，然后被运送带运出隧道，送往混凝土加工厂。

●切削钻头——每一台巨大的隧道挖掘机都配置了58个切削钻头，它们能逆时针旋转，就像锋利的牙齿一样，把岩石切割成细小的石片。如果开足马力的话，隧道挖掘机一天推进39．6米。整个挖掘工程预计于2009年完成。

●撑座盾——隧道挖掘机每台价值2100万美元。除了切削钻头以外，撑座盾也是其必不可少的帮手。撑座盾是机械液压手臂，它们能外嵌进石墙，帮助钻头向前推进。

●火车——一旦完工，货车能以每小时161公里的速度在隧道内行驶，而客车的速度则能达到每小时249．5公里

总投资107亿元的杭州湾跨海大桥，连接嘉兴海盐和宁波慈溪，位于上海-杭州-宁波这一经济发达的三角地带中心，是国道主干线－同三线跨越杭州湾的便捷通道。计划于5年内建成的这座大桥，全长36公里，其中桥长35.7公里，双向六车道高速公路，设计时速100公里，设计使用寿命100年以上。计划2008年建成，2009年通车。杭州湾大桥长度超过美国切萨皮克海湾桥和巴林道堤桥等世界名桥，而成为目前世界上已建成或在建中的最长的跨海大桥。

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