300多米高,总重超一万吨,巨兽埃菲尔铁塔是怎么建造的?

埃菲尔铁塔是位于法国巴黎第七区、塞纳河畔战神广场的铁制镂空塔,巴黎最高建筑物。01埃菲尔铁塔建成于1889年,初名为“三百米塔”,后得名自其设计师居斯塔夫·埃菲尔。

【机械cax360第441期】埃菲尔铁塔(也常称为巴黎铁塔)是位于法国巴黎第七区、塞纳河畔战神广场的铁制镂空塔,巴黎最高建筑物。


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01


埃菲尔铁塔建成于1889年,初名为“三百米塔”,后得名自其设计师居斯塔夫·埃菲尔。埃菲尔铁塔铁塔是世界建筑史上的技术杰作,也是世界上最多人付费参观的名胜古迹,累计参观人数已超过三亿人。1991年,埃菲尔铁塔连同巴黎塞纳河沿岸整体被列入世界遗产。


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埃菲尔铁塔以312米的高度,占据世界最高人造建筑的位置长达四十年。其位于279.11米处观景平台是欧盟范围内公众能够抵达的最高观景台,在全欧洲范围内仅次于莫斯科的奥斯坦金诺电视塔。


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铁塔的总高度曾通过安装天线而多次提高,这些天线曾被用于许多科学实验,现在主要用于发射广播电视信号。


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埃菲尔铁塔从1887年1月27日开始建造,共分为三层,分别在离地面57.6米、115.7米和276.1米处,其中一、二层设有餐厅,第三层建有观景台。


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从塔座到塔顶共有1,711级阶梯,共用去钢铁7,000吨,12,000个金属部件,250万颗铆钉,模仿人体的骨头而建,极为壮观属于镂空结构铁塔,塔高为300米,总高320米。


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1889年5月15日,为给世界博览会开幕典礼剪彩,铁塔的设计师埃菲尔亲手将法国国旗升上铁塔的300米高空,由此,人们为了纪念他对法国和巴黎的这一贡献,特别还在塔下为他塑造了一座半身铜像。


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▲铁塔设计师埃菲尔


埃菲尔铁塔的四个面上共刻有72个法国科学家、工程师和其他知名人士的名字,居斯塔夫·埃菲尔以此来铭记他们做出的贡献。


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埃菲尔铁塔的结构使用了7,300吨的熟铁,若包括非金属的部分共计约10,000吨。假设金属的密度是每立方米7.8吨,将结构用的铁熔化后,铺在边长125米的正方形中,铁的厚度只有约6公分,可见使用材料的节省。


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因为铁会热胀冷缩,使得埃菲尔铁塔的形状会略为变化,靠近太阳一侧的铁会因为受热而膨胀,塔顶最多会往远离太阳的方向移动18公分。


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02


铁塔最早的设计草图,由Maurice Koechlin绘制,包括与巴黎圣母院,自由女神像等其他巴黎地标的大小比较。


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埃菲尔铁塔的设计者是法国建筑师居斯塔夫·埃菲尔。早年他以旱桥专家而闻名。他一生中杰作累累,遍布世界,但使他名扬四海的还是这座以他名字命名的铁塔。


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当初,法国政府虽然决定在巴黎建造一座世界最高的大铁塔,但提供的资金只是所需费用的1/5。埃菲尔为实现他的设计,曾将他的建筑工程公司和全部财产抵押给银行作为工程投资。


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▲埃菲尔铁塔的基础建造


1887年1月28日,埃菲尔铁塔正式开工。250名工人冬季每天工作8小时,夏季每天工作13小时,终于,1889年3月31日这座钢铁结构的高塔大功告成。


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▲埃菲尔铁塔的金属架搭建



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▲脚手架搭建铁塔底部


埃菲尔铁塔是由很多分散的碎片组成,看起来就像一堆模型的组件。不过,这些碎片可不是塑料的,而是金属的,而且有18038个,重达10000吨,施工时共钻孔700万个,使用铆钉250万个。


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▲铁塔第一层建造完成



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▲铁塔第二层施工建造


由于铁塔上的每个部件事先都严格编号,所以装配时没出一点差错。施工完全依照设计进行,中途没有进行任何改动,可见设计之合理、计算之精确。据统计,仅铁塔的设计草图就有5300多张,其中包括1700张全图。


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▲铁塔第二层建造完成



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▲铁塔第三层施工建造

埃菲尔铁塔占地一公顷,耸立在巴黎市区赛纳河畔的战神广场上。除了四个脚是用钢筋水泥之外,全身都用钢铁构成。


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从塔座到塔顶共有1711级阶梯,已安装电梯,上下铁塔十分方便。每一层都设有酒吧和饭馆,供游客在此小憩,领略独具风采的巴黎市区全景,每逢晴空万里,这里可以看到远达70公里之内的景色。


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▲铁塔第一层电梯建造过程


埃菲尔铁塔共有9部电梯。由于铁塔底部宽大,电梯的下半截可以基本垂直放置,施工比较简单,当时的法国公司Roux,Combaluzier和Lepape负责安装东西两条腿的电梯。


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埃菲尔铁塔的第一层电梯不是用顶端安装的机组往上抽轿厢,而是用装在下方的装置往上拉的,电梯公司用了两条环形链条用刚性铰接着轿厢。链条底部一端装有3.9米直径的巨大链齿轮,上面那端的则稍微小些,为防止屈曲,链条被封装在管道里。


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第二层电梯安装就要复杂很多,因为铁塔从第二层开始倾斜,电梯不可能再垂直安装,没有法国公司想要承担这项工作。最后,美国奥的斯(OTIS)电梯公司接下了这个活。


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▲奥的斯初期设计的第二层电梯

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▲奥的斯初期设计的第二层电梯


奥的斯将电梯做成双层,每层载客25人,底层有一个外置平台,坐了有一名电梯操作员,通过一个装在塔腿里的长12.6米、直径9.65米、缓冲器冲程10.83米的倾斜液压油缸,来移动一个带有6个张紧轮的电梯拖架。

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▲铁塔现在运行的第二层电梯



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▲铁塔现在运行的第二层电梯


第三层电梯是由Léon Edoux设计制造,它的电梯轿厢安装在一对81米液压油缸顶端,油缸从第2层延伸到第3层,占了将近一半的高度。


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电缆从电梯顶延伸至滑轮,再绕回到第2辆轿厢。每节轿厢重10吨,能搭载65名乘客,但是只走一半的距离,乘客需要中间换乘电梯。


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由于埃菲尔铁塔建筑复杂,至今都要用人工油漆。每隔7年油漆一次,每次用漆52吨。铁塔构架庞大,人工数目不能太多,一般在25人左右,工人们先用砂纸打磨钢架,刮掉老化的漆皮,并刷上底漆。


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埃菲尔铁塔所使用的油漆颜色十分独特,由三种不同色度的褐色构成,底部是深褐色,顶部是浅褐色,它有一个专门的名字叫做"埃菲尔铁塔棕褐色"。人们在游览时只为铁塔高大宏伟的气魄所惊叹,为她巧夺天工的创意所叹服,铁塔的色彩反倒很少有人关注。

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