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"伟大工程巡礼3:柏林火车站"
德国的营建者 正在火速赶完一项建筑瑰宝
他们辛苦了十几年
面对一次又一次的灾难
落成之后...
将成为欧洲第一大火车站
共有上下7层 空间高达18万平方公尺
足以和帝国大厦媲美
更惊人的是 两栋办公大楼将横跨车站
各自有14楼高
以及4层楼高的桥梁 悬在车站的玻璃与钢屋顶上方
造价高达40亿欧元
还在增加当中
由BD德意志铁路公司 和政府出资
请到世界知名的建筑师设计
这个建筑案是一个大胆的宣言
一旦成功
在实质和象征的意义上 将使东西德重新连结起来
开创两德统一的新纪元
但这个建筑案面临严重挫败
进度落后了好几年
超出预算数十亿
犹有甚者
建筑师正在控告发展商 对他的设计偷工减料
工程即将到达关键性的时刻
营建人员将要执行一项 建筑史上前所未有的尝试
他们打算把大桥的两半 缓缓旋转到最终定位上
在车站屋顶上仅2公尺处 组成一条钢桥
这是极端冒险的方案
万一哪里出了错 桥梁组件撞上下面的屋顶
工程将遭受难以想像的损害
成本也会追加几十亿
柏林的新中央车站能否完工?
自从1989年柏林围墙倒塌
德国的首都就拼命地进行重建
企图恢复柏林作为欧洲 文化和经济中心的历史地位
规划师认为要巩固这个角色
最好的办法是打造一座 真正世界级的火车站
作为一个彻底重建的 运输系统枢纽
车站重新连接的不只是东西德 而是全欧洲
连接巴黎和莫斯科
以及斯德哥尔摩和维也纳
柏林当然是这个系统的中心
但原本预定的完工日期 已经过了5年
工程还在进行中
关键的时刻来临了
街上的人潮开始聚集
来看一场即将上演的戏剧
一个营建工程史上的里程碑
整个建筑案的成败在此一举
一队专业工程师和工人 正准备执行一个危险的作法
工人象登山客一样攀上钢架
进行最后的调整
再三检查几百个细节
一对巨大的钢桥组件 是众人瞩目的焦点
组合完毕这后将构成一条桥
有4层楼高 悬吊在火车站的屋顶上
这条桥将连结两边的办公大楼
本身也包含 几千平方公尺的办公空间
因为营建者的首要任务 是盖一座营业用火车站
两边双子办公大楼的施工
必须等几近完工的车站里 火车收班之后才能进行
他们的原始想法之一 是用一般的方法盖桥
从一端开始 然后沿水平线盖到另一端
但工程师发现这样盖桥太危险
安全人员晚上失眠
想像起重机吊着这些大钢梁 摆荡在玻璃屋顶的新车站上方
车站里挤满了通勤族
在桥梁完工之前 他们必须让火车停驶6周以上
但这会让柏林陷入停顿
工程师便想出了 一个卓越的解决之道
他们要把桥梁分两半施工
不是往外兴建
而是各自往上施工
现在可以把桥梁的两半 用钢缆下放到定位了
以前从未在都市里 采用这种倾斜技术
但现在已经回不了头
今晚10点开始
车站的火车即将停驶
但只停驶一个周末
他们只有54个小时 来下放桥梁,接合组件
但两个组件 各自重1200多吨
万一出了大错
车站壮观的新玻璃屋顶 可能毁于一旦
这是欧洲最大的玻璃屋顶之一
镶了一万一千八百多片 方形玻璃
每块玻璃将近100公斤
光是玻璃的总重量 就有120万公斤
可真用了不少玻璃
世界级建筑师麦哈特冯格肯
一开始就知道他要让玻璃 成为车站设计的重点
公共建筑最重要的地方 就是要给人日光的印象
如果融入周围的自然环境中 感觉会好很多
其实巨大的玻璃结构 正在德国蔚为风潮
德国国会大厦 在1995年重建时
政府坚持在顶上加装玻璃圆顶
来反映新德国的透明度
玻璃传统上是 车站设计师的上选材料
但向来价格昂贵又很难处理
早期装设玻璃的车站 也需要巨大的支撑钢结构
来支撑所有沉重的玻璃
结果是尽管装了玻璃
却没有多少自然光照进来
车站还是黑压压的
冯格肯希望改善这一点
他设计了一根 巨大的弧形玻璃管构造
16公尺高
60公尺宽
400多公尺长
主月台的屋顶和墙壁 几乎都是透明的
他得设法除去所有的钢材
用玻璃来支撑玻璃
或至少制造出这种假象
但玻璃结构虽美丽却危险
2004年,开幕将近一年后
巴黎戴高乐机场 一个崭新的航厦突然倒塌
造成四个人死亡
调查人员同时指向 设计瑕疵和施工缺陷
如今柏林的施工团队 再过几个小时
就要进行 史上最违反传统的施工绝技
大家都意识到可能造成灾难
对一个不断延误期限的建筑案 这是一项终极挑战
现在新的完工期限迫在眉睫
施工团队知道绝不能搞砸
明年年中
世界杯足球赛 将使德国成为全球焦点
这是全球最多人观赏的赛事
高达数十亿的观众
甚至比奥运还多
全球数百万球迷将涌入德国
决赛在柏林的奥运体育场举行
市政官员拼命想让 车站在这件全球赛事期间开幕
柏林的官员预期将有 高达三百万足球迷光临
他们急需把车站完工
因为一旦球赛开始
近五十万球迷每天要来往车站
如果工程还没完成
将在全球观众面前 使国家严重蒙羞
现在这些压力直接落在 负责施工的两个人肩膀上
欧拉夫塞维林将带领 下放南塔的团队
伯恩德诺约克将率领北塔团队
他们对计划进行最后的复习
多年的准备 在这个周末就要实现
今晚10点钟 车站的火车将全部停驶
欧拉夫和伯恩德 必须在周一凌晨4点完成工作
在尖峰时间的起点
火车必须恢复行驶
一旦延误 柏林的交通将会停滞
从现在到星期一
他们两人都不打算睡多少觉
纸上的计划非常简单
两个桥梁组件目前各自独立
两座钢塔都会装上 十二个巨大千斤顶
上面四个,下面八个
为了着手把组件倾斜
必须先启动顶上的千斤顶
这些千斤顶的操作倚赖 一系列锚定在钢塔上的缆绳
全靠一个轴铰链倾斜钢塔
倾斜15度角就开始下坠
为了防止钢塔坠毁 现在要启动底下的千斤顶
这些千斤顶就象是煞车器
缓缓放开第二组钢缆 把钢塔下放
一公分一公分慢慢来
由两组千斤顶分担荷载
到桥梁组件倾斜40度角左右
剩下的操作 便由底部的千斤顶完全接手
计划虽然简单
但仅管经验老道 欧拉夫知道到处都可能出问题
钢缆突然断裂
液压设备故障
强风
于是接上电脑来控制整个过程
他们可以监视重量的变化
规范千斤顶的速度
一旦察觉问题就全面关闭
欧拉夫和伯恩德 一起做最后决策
双方都知道如有必要
他们还可以覆盖电脑指令
他们两决定打个盹
看谁先驰得点
有件事是肯定的,伯恩德
我们会先完成下放
什么?才不呢!
我们赌一箱啤酒好了
但在起跑的喇叭响起之前
必须做完最后的安全措施
工人吊在70公尺高空
把安全网挂在桥梁组件下方
安全网是要能保护车站屋顶 将近一万两千片玻璃镶板
以防哪个组件倾斜时 有东西掉下来
用玻璃来盖车站屋顶 已有一百多年历史
但早期的营建者 受限于玻璃的费用和脆弱
于是营建者 把玻璃的尺寸和数量压低
建筑师冯格肯 设计的新柏林车站
需要近一万两千片玻璃
每片是1平方公尺
要找到这样大量的玻璃
专案经理来到这里
柏林市郊的守护者玻璃工厂
车站用的玻璃都在这里出品
采用现代方法制造 称为"浮式法"
如今高品质的玻璃 是以数种原料混合制造
包括矽,碳酸纳和石灰
这些原料结合回收玻璃
倒入巨大的火炉中
火炉加热到摄氏1500多度
温度比火山熔岩还高
热到工人只能透过小窗监视
还得穿上防热衣和护目镜
火炉里的高温 把原料融化成液态玻璃
玻璃在一片镕铸锡上扩散
因为两种液体之间的接触面 完全平坦
烧出的玻璃 不会产生任何视觉扭曲
接着玻璃在120公尺长的 巨大冷却器里慢慢放凉
理论上,工厂可以生产 超过1公里长的玻璃片
但这样根本无法运送
于是把每片玻璃画线
按尺寸裁切
修边
但冯格肯的车站 需要的玻璃镶板
不但要大,还要特别坚固
能耐得住恶劣天气
以及火车经常性的震动
于是车站的玻璃经过回火
硬度是普通窗玻璃的两倍
最后在的玻璃上熔接一层 吸收紫外线的物质
这个步骤有助于避免车站 成为全球最大的暖房
回到工地上
还剩3小时 就要展开庞大的倾斜作业
领队欧拉夫和伯恩德 焦急地等待讯号
告知车站的交通已经停摆
他们就可以展开细腻的操作
但现在有了新的烦恼
柏林的天空给人不祥的预感
气象预报有严重的暴风雨来袭
两人知道他们必须 尽量设法维持进度
火车只能暂停54个小时
但不能让手下冒不必要的风险
如果天气太过恶劣
他们只得把计划叫停
天黑了,他们只能干等
盼望暴风雨缓和下来
晚上10点 在庞大的柏林车站工地上
天空到处都冒出闪电
大雨滂沱不止
但风势似乎缓和下来
于是工程师只得心一横 决定按计划进行
闪电应该不是问题
风势开始增强
但我们的静力计算...
已考虑到这种风荷载
最后一班火车驶离车站后
起跑的喇叭响起
领队伯恩德发出讯号
他的北塔队展开作业
整个过程的重点在于控制
电脑,千斤顶和钢缆 必须让桥梁组件的庞大重量
在整个倾斜过程中 受到固定而彻底的控制
否则的话 组件可能扭曲或开始摇摆
可能会酿成灾难
当然,主要的功臣 还是地心引力
这里所有的机具和人员 只是避免地心引力的作用太快
最可怕的一刻 在于桥梁组件的重心改变
届时12个千斤顶和将近 400条钢缆将发挥极限
小心把1250吨重的组件 下放到车站上方
如果可以顺利度过转换点
剩余的下放动作就轻松了
这是建筑史上的首度尝试
刻意让两座巨塔 倾斜到这么多玻璃上方
花了几个月 才装好几千片玻璃镶板
每片镶板稳坐在 大小刚好的钢制四方框架上
相互连结的钢框架基材 是设计的关键元素
因为钢框架本身很薄
简直象用玻璃支撑玻璃
建筑师冯格肯 希望车站的光线充足
必须尽量设法采用 不显眼的支撑结构来承载玻璃
同时也不能牺牲安全性
结构必须耐得住下方 火车隆隆前进时的经常震动
每天有几百班列车进出
冯格肯也不想让车站内部 充斥着传统的支撑杆
于是专案工程师 想出了巧妙的解决办法
一个精致的外部支撑架构
这个钢制锚接头重达4吨
几乎相当于两辆休旅车
共有46个一模一样的锚
安装拴好之后
将是上面整个 玻璃与钢格构的主要支撑物
每个接头能支撑近200吨
安装非常重要
测量员小心地指导施工人员
一旦锚接头固定了
一根车站拱形的主支承梁的 一个11吨末端组件
会被起重机把某一头放下来
这堪称是全球最大的门绞链
首先,施工人员小心对齐开孔
然后把一根300公斤的 不锈钢锁插销滑进孔里
铰链头将使巨大的横梁组件 在施工期间视需要转动
整个结构也有热胀冷缩的空间
不会使接头磨损
一旦把横梁的这一头锁在锚上
就能把另一头装在车站另一边 饰面完全一样的锚上
每根完整的横梁 是用四段组件连接而成
玻璃与钢的格构悬挂在 两根庞大的支承梁之间
钢制支承拱的最后几根横梁 安装焊接完毕后
就要安装玻璃了
起重机特别装上吸盘
一次轻轻吊一片玻璃 传给工作人员
这部分的工作需要沉稳的双手
镇定的胆识
还有细腻的触感
在铁轨上方16公尺施工
工人得费力接玻璃
然后再使尽全力 在露天的钢架构上方摆荡
喷一下黏胶,玻璃装好了
施工团队 日夜不停地花了四个月
才把玻璃安装到这个地步
现在只剩 9平方公尺的玻璃要安装
仅管安装玻璃的乐趣无穷
谁也没兴趣再重来一次
一旦车站的屋顶 被失控的桥梁组件砸碎
他们就非得重来不可
回到倾斜钢塔的作业
工人在等待讯号展开作业
伯恩德从控制室遥控
他们按下开关
巨大的千斤顶启动了
巨大的钢塔开始慢慢下降
1小时下降6公尺
车站下着大雨
行经车站的列车全部停驶
工人再三检查钢塔的进程
因为动作慢得令人难以察觉
就用简单的量尺和气泡水平仪
来确定巨大的组件真的在移动
伯恩德的北塔队略微领先
他们主要的忧虑之一是钢缆
如果钢缆通过千斤顶时 因为任何原因而轧住或卡住
可能让钢材扭曲或摇晃
于是工人随身携带润滑油
让钢缆整晚保持润滑
他们的疯狂计划似乎行得通
突然间,倾斜不到2小时
伯恩德的北塔队碰上问题
有一个千斤顶的电子讯号 突然发不出来了
收不到讯号,紧急系统启动了
北塔队的倾斜动作自动停止
这下不但要和时间赛跑
还要跟天气作战
3小时前 倾斜钢塔的动作突然叫停
因为一个千斤顶 和控制室之间的联系中断
没故障时,电脑靠讯号 来控制钢塔的一举一动
技术人员相信是大雨造成短路
要好几小时才能修复
在办公室里 领队伯恩德做了一个大胆决定
兹事体大,时间不断流失
他判断不能等机器修复
他告诉旗下人员 马上再次启动千斤顶
没有电脑精确的监视
工程师必须徒手 监视每一公分的倾斜
只靠测量工具和水平仪
过劳的施工人员 又多了一件差事
即使是些微的计算错误 也会酿成灾难
但伯恩德觉得 他必须冒这个险
建筑案经历了重重困难 这只是一个新的危险
一开始,最大的问题在于地点
这些场景 会让大多数的人想起威尼斯
但这里是柏林
这个城市围绕两条大河兴建
穿插着无数较小的水道
河水增加柏林的魅力
但也让营建者的规划 增加各种棘手的问题
盖一座 造价十亿欧元的超大车站
最重要的是地点,地点,地点
新车站的预定地点 曾是一个宏伟车站的所在地
称为莱特火车站
但车站在二次大战时 受损严重无法修复
后来在1995年炸毁
1990年代初期 规划师首次莅临此地
这里只有一个地方型的小车站
新车站的建地广大
并座落在柏林的正中央
地点很完美
但工程师立刻碰上大问题
基地下方的土地
位于施普雷河沿岸
主要的成分是细沙
这块基地 盖这个小车站绰绰有余
然而新车站要大上好几倍
这片多沙的基地 没盖过这么大的建筑物
那还不是唯一的问题
土壤中的水分极其饱和
使这块建地更加不稳定
工程师不只要在这片沙地上
打造有11座足球场 那么大的坚固地基
还得在地下水位下方 盖车站底部的2层楼
1990年开始兴建 将近9万平方公尺的地基
和车站底部的楼层
为此工人必须用防水墙 围起一大片地方
这1.5公尺厚的混凝土墙壁
往地面下延伸超过25公尺
再用挖土机铲出墙壁间的土壤
土壤一挖出,地下水取而代之
挖到20公尺深处
就在水底下浇灌 1.5公尺厚的混凝土
潜水夫强化混凝土的角落
形成一个防水的箱型物
把里面剩下的水抽干
但箱型物中没有水来平衡压力
混凝土地板下的水 可能对新地基施加强大力量
每平方公尺20吨
为股压力会让地板 象香槟的软木塞般爆裂
为了防患未然 用一系列长钢桩压住地板
长度将近30公尺
这些巨大的尖钉 稳稳地固定地基
就能兴建车站剩下的部分了
可以架设桥梁和支撑横梁
同时铺设铁轨
但还是有个大问题
这样能不能撑得住火车?
工程师必须确定
他们在地下水和砂石床上 兴建的玻璃圆顶车站
能耐得住不断的重击
列车重约800吨
相当于300辆小货车
每小时50次 通过桥梁和支撑物
因此在车站进行了一系列测试
在整个车站的关键区域 装上防震感测试装置
包括桥梁
支撑物
和铁轨沿线
然后把大家伙弄来
火车载运着 40吨的混凝土厚板
在铁轨上一而再 再而三地来回跑
纪录铁轨沿着线的测量结果
然后输入一台主电脑
车站的设计具有弹性
但如果震动超过5毫米
列车必须停驶 到完成铁轨强化为止
最后的读数测量出来了
车站撑得住
火车可以开过去了
2002年7月
大批的媒体出现
观赏第一班行经车站的列车
但没有人说车站完工了
如今完工的压力 落到伯恩德的肩上
自从他大胆决定 重新开始倾斜北塔
即使收不到 千斤顶送出的电脑讯号
他的钢塔再次缓缓地蹒跚前进
1小时倾斜6公尺
伯恩德的大赌注似乎赌赢了
他只盼望可以持续下去
在这漫长无眠的一夜
柏林中央车站的工人 设法倾斜两座大钢塔
现在谁也不能睡觉
领队欧拉夫的南塔即将到达 倾斜过程中最可怕的阶段
亦即到达30度角的时候
这时候 桥梁组件的重心开始改变
慢慢把钢塔重量的负荷
总共130万公斤
从上面的千斤顶 转移到下面的千斤顶和钢缆
钢塔两侧的千斤顶 必须维持平等的张力
这个恐怖平衡的动作 一直持续到40度角左右
这时上面的千斤顶 不再协助钢塔倾斜
如果执行不够完美
这座钢塔会开始失控地摇摆
当南塔倾斜到关键性的角度
测量队开始计算 他们毕生最重要的一些资料
仅管因为缺乏睡眠而视线模糊
但他们动作很快
他们根据实际状况 来检验原本预测的计算
彻底检查之后
钢塔的角度在可接受的范围内
他们相信下面的千斤顶和钢缆 可以支撑整座钢塔
欧拉夫停止继续倾斜
超过1200吨的 钢筋混凝土在上面摆荡
用将近400条钢缆固定
上面的四个千斤顶已经没用了
便由三名工人爬上去 拆下千斤顶和钢缆
现在只靠下面的千斤顶 来下放巨塔
重量超过六架巨无霸喷射机
启动的指令已经下达
抽水机发出嘶嘶声
千斤顶嘎吱嘎吱响
250条钢缆 因为支撑全副重量而紧绷
测量员和工程师仔细监视着
但钢缆撑住了
接下来的作业就轻松多了
街上的人群聚集 要看这场表演
这家伙认为他们全做错了
这边的缆绳都松掉了
不知道该做的是不是都做好了
在顶上12层楼高处
北塔刚刚安然度过 关键性的转换阶段
自从大胆决定在 缺乏电脑监控下倾斜钢塔
伯恩德的团队 已经弥补了浪费的时间
如果继续维持这个速度
就会在最后期限这前完成
但还是落后南塔
我得去买啤酒了
我担心很难赶上欧拉夫
谁赢谁输得稍后再说
因为他们即将进入 倾斜作业的最后阶段
把两座塔连接起来 形成一座钢桥
就象一块块巨大的拼图
要把北塔嵌进南塔当中
为了达成目的
两座44公尺长的钢塔
必须刚好在83度角相接
然后同时下放
在最终到位之前
中间只有10公分的空隙
他们准备好进行最后阶段
贵宾的时间已经流失 两个团队立刻动手
伯恩德爬过尚未架设好的横梁
到40几公尺外的钢塔边缘
在这个危险的位置上
他可以协调两座钢塔的动作
他发出讯号
两座钢塔开始下放
一次只下降5毫米
上去一点
过去一点
下来一点
伯恩德检查钢塔是否平衡
好啦!
下放的作业已经完成
完全按照计划
两座塔间只有10公分空隙
为了把钢塔连起来
各有100吨拉力的液压泵 把两边拖近密合
形成统一南北两端的桥梁
但先别急着赞美他们的手艺
在柏林的火车 能安全通行车站之前
还有很多事情要做
工人必须把桥梁组件拴紧
焊接几百个地方
铺设超过 1500平方公尺的地面
进度落后几个小时
他们知道做完这些 差不多就能收工了
倾斜作业完成后
领队终于可以轻松一下
伯恩德可没有两手空空
他知道自己赌输了
但并非每个人都在庆祝
特别是建筑师
2002年 进度已经落后了好几年
拥有这座车站的 DB德意志铁路公司
决定用激烈手段 以求赶上世界杯的完工期限
他们决定改变某些设计
不顾建筑师的反对 他们做了两项重大改变
首先是车站最醒目的设计
玻璃屋顶
冯格肯设计的屋顶 长430公尺
足以遮蔽全球最长的火车
打造整条屋顶的玻璃和支撑物 已经制造完成
但安装之前
玻璃顶盖被缩短了
短了足足1百公尺
但最大的改变
或许是下层的地铁总站
从上层流泻下来的光线
本来要以巨大的 金属拱顶天花板反射出去
把自然光投射到地下五楼
结果却用一片低吊顶 遮盖了拱顶天花板
活象是超级市场
没有任何细部装饰和表现
一点魅力都没有
这些改变 为建筑案节省了时间和金钱
大型的建筑案就是这样
必须决定是要达成要求和进度
还是完成每个细微末节
但对满怀愿景的建筑师 冯格肯来说
他的杰作可没有什么细微末节
我必须说 这是我入行以来最大的损失
我这个建筑师 盖了两百多栋建筑物
从来没有发生过这种事
冯格肯大发雷霆 现在已经告上法院
希望将来也许能实现他的愿景
即使届时车站早已落成
在钢桥上
玻璃车站迸出火花
焊接工人加足马力赶工
本周末的最后期限即将来临
工作人员加班到深夜
直到最后...
经历两天多的大胆工程操作
终于焊接好最后一个接点
火车再次行经车站
令人叹为观止的工程绝技 借由下放两座钢塔来搭桥
成绩令人刮目相看
但施工人员知道 他们只能休息一天
因为不到10个月
数百成世界杯足球迷 就会在这个车站进出
因此在周二早上
他们就开始规划 第二座办公大楼的倾斜作业
这是终点前的最后冲刺
玻璃屋顶
地下隧道
铁轨
办公大楼
甚至是景观美化
要是他们成功了
这座超大车站将名正言顺地 荣登欧洲第一大车站的宝座
把现代柏林变成欧洲的中心