025.1823年：桁架桥

　　该照片拍摄于1862年左右，是一列火车行驶在一座桁架桥上的情景。

　　圣丹尼斯大教堂（1144年），工程木材（1905年），伍尔沃斯大厦（1913年），金门大桥（1937年），塔科马海峡大桥（1940年），塔式起重机（1949年），世界贸易中心（1973年）

　　如果我们有机会走进工程师的大脑，看一看驱动他们思考过程的核心价值，我们会发现，对他们来说,其中一个优先考虑的价值就是效率。工程师对于他们所做的任何事情都讲求效率。如果一个工程师正在建造一个东西，那么这时它的价值就是通过自身材料的使用效率来表达的。他们认为，过多的材料会增加其质量，同时也会造成更高的成本。

　　在跨越沟渠的问题上，桁架做到了有效地使用材料。整个桁架大部分都是镂空的，它是经过合理设计的空心的三角结构的集合，具有强大的支撑力。

　　1823年修建的海德·霍尔棚桥是美国最古老的棚桥，也是最古老的桁架桥，它坐落于纽约的北部。这座桥有16米长，它采用了两个木桁架，每一个在桥的一端。其桥上的屋顶起到了抵御恶劣天气，保护木头的作用。

　　桁架的使用要追溯到古罗马帝国时期的屋顶结构，对此很容易理解。如果你想要在大教堂或是大空间的墙体之间搭建构架，需要通过吊顶龙骨来连接两个墙体。但对于木龙骨来说，不论它多么结实，长度超过12米之后，都会因为自身的重量而下沉。其解决方法，是把龙骨中间部分的主梁桁架与椽子的最高点扎在一起，以支撑龙骨。通过拉力和压力使得桁架的各个部分互相支撑—―这就是桁架的基本原理。与同样长度的一根梁相比，桁架节约了很多材料。

　　这就是为什么在现代社会，桁架随处可见：金门大桥、世贸中心大厦、塔式起重机、高压电塔等。这样的设计，与同样尺寸的梁相比，既节约了成本又减轻了自重。■ 工程学之书