伊薩姆巴德·金德姆·布魯內爾

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更新時間: 2013-09-04

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伊薩姆巴德·金德姆·布魯內爾14歲跟隨父親前往法國的諾曼底並在卡昂學院學習,後來又去了巴黎的亨利四世學校。他的父親馬克·布魯內爾是一名法國工程師,在法國大革命期間逃往英國。因此,布魯內爾接受了英國和法國的兩種體制下的教育。他在英國維多利亞時代設計的橋樑、鐵路和船隻,對整個英國產生了巨大影響,這種影響,直至當代。是英國工業時代一位真正的天才和最著名的工程師。

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1 伊薩姆巴德·金德姆·布魯內爾 -人物生平

布魯內爾可謂子承父業。他16歲就進入他父親的辦公室並開始工程設計方面的工作。1826年,時年20歲的布魯內爾被任命為泰晤士河隧道工程的駐地工程師,和他的父親一起規劃設計了從羅瑟希德區(Rotherhithe)到瓦平區(Wapping)的隧道併發揮了積極作用,但是因為地質勘探的失誤,導致隧道發生了滲水事故,后又因為財政問題使得工程一度中斷,最後於7年後的1843年才完成。而這也是世界上第一條水下通道。

  1831年,布魯內爾的設計贏得了跨越埃文河的克利夫頓大弔橋工程。起初在1829年舉行了第一次競爭中,土木工程師托馬斯泰爾福特競爭勝出,雖然他拒絕了包括布魯內爾的設計在內的其他所有的設計方案,但是他自己提交的方案也未能夠獲得當地人的通過。1830年第二次舉行的公平競爭,使年僅24歲布魯內爾獲得了機會,他的設計最終被宣布獲勝,在招標競賽中擊敗了當時最有名的工程師的作品,這也是布魯內爾的第一件大型工程項目,並被任命為第一項目工程師。該工程同年開始施工,但是因為缺乏資金,直到1864才完成,那時布魯內爾已經逝世。

  1831年布魯內爾被任命為布里斯托爾碼頭工程的首席工程師,並對工程設計進行了廣泛的改進。同年他還設計了Monkwearmouth碼頭。隨後,他又在普利茅斯,卡迪夫,布倫特福德港和米爾福德港設計和建造類似的碼頭。

  1814年斯蒂芬森發明了第一台蒸汽機車,在1829年舉行的一次機車比賽中,斯蒂芬森的新機車"火箭"號,以58千米/小時的速度獲勝。這激發了布魯內爾極大興趣。1833年3月,27歲的布魯內爾被任命為英國大西部鐵路線(Great Western Railway)工程的首席工程師並展開工作。大西部鐵路線是連接倫敦與英格蘭西南部,中部英國、南威爾士和愛爾蘭的系統的鐵路網路,其中包括了大量的隧道,橋樑和高架橋。這是他一生中成就最多也最為重要的工程設計。在這項工程中,布魯內爾令人印象深刻的成就主要有:Hanwell和Chippenham之間的高架橋、梅登黑德大橋、布克斯隧道、布里斯托爾寺米茲站、帕丁頓車站及皇家艾伯特橋等。

  有爭議的是,為了追求更高的速度,布魯內爾在鐵路建設中使用的是寬軌距(2.1m),而不是斯蒂芬森軌距(即現在的標準軌距 1.435m)。這就使得乘客不得不在兩種軌距接頭的地方轉乘火車。同時這也激起了著名的「軌距之爭」。

  在梅登黑德大橋的建設中他利用壓縮空氣的儲氣裝置來下沉橋墩地基,從此,這種壓縮空氣的技術在水下作業和地下建設的工程施工中得到了認可。在皇家艾伯特橋的建設中,布魯內爾設計的筒形懸浮式組合橋和縱跨Y形支架桁架橋體現了他天才般的設計。這些設計為現代公共交通工程帶來革命性的突破。

  他不僅在英國負責建設了超過1000英里(1600公里)的鐵路,同時他還他還在義大利建造了兩條鐵路線,並在澳大利亞的維多利亞鐵路線工程和印度的東孟加拉鐵路線工程中擔任顧問。

  

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1857年,布魯內爾在「大東方號」的建設工地1857年,布魯內爾在「大東方號」的建設工地
除橋樑、隧道和鐵路外,布魯內爾還負責設計的幾個著名的船舶。如1837年的「大西方號」,是第一個進行跨大西洋服務的輪船。而始建於1843年「大不列顛號」,是世界上第一個螺旋槳驅動鐵船殼。1859年與蘇格蘭工程師約翰斯科特羅素(1808年-1882年)共同設計建造「大東方號」蒸汽驅動客運班輪,是那個時期建造的有史以來最大的船舶。雖然該船在商業運作上的沒有獲得成功,但它在鋪設跨大西洋海底電纜中所做出了很大的貢獻。

  布魯內爾遭受了多年的身體健康不佳的景況,特別是腎臟的問題。1859年9月15日,53歲病逝於中風。據說布魯內爾每天吸雪茄煙達40支,晚上睡眠只有四小時。

2 伊薩姆巴德·金德姆·布魯內爾 -人物影響

  布魯內爾的遠見和勇氣在維多利亞時期的英國,製作許多最偉大的工程奇迹,同時他也贏得了英國人的廣泛尊敬。英國的布魯內爾大學便是以他的名字命名的。2002年底,英國廣播公司評選「偉大的英國人」民眾投票結果表明:丘吉爾第一,布魯內爾第二,黛安娜第三,達爾文第四……可見布魯內爾至今的影響力。

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3 伊薩姆巴德·金德姆·布魯內爾 -主要設計工程

泰晤士河隧道(1826年-1843年)

  泰晤士河隧道(1826年-1843年)這條水下通道是布魯內爾歷時18年設計建造的,被稱為世界工程建築史上的傑作。它位於倫敦交通大動脈泰晤士河下約15米處,全長365米左右。布魯內爾的初衷是要設計建造一條水下貨物運輸通道,以緩解士河每天巨大的運輸壓力。可是現在這條世界上第一條水下通道卻成為倫敦地鐵網路的有機組成部分,每天運送大量旅客。布魯內爾水下通道的誕生,對世界城市交通運輸業作出了重大貢獻。倫敦地鐵以及世界其他國家和地區的地鐵系統都是在此基礎上設計建造的。沒有布魯內爾水下通道也就不會有如今四通八達的地鐵運輸系統。

克利夫頓大懸索橋(1831年-1864年)
橫跨布里斯托爾的埃文(亞方)峽谷橫跨布里斯托爾的埃文(亞方)峽谷
克利夫頓大懸索橋(1831年-1864年)。橫跨埃文峽谷的克利夫頓弔橋,始於1754年葡萄酒商人布里斯托爾的夢想,誰能夠為這裡的人留下了建立一座橋樑橫跨埃文(亞方)峽谷?1829年舉行了一次公平競爭,意在尋找一位高明的設計師,土木工程師托馬斯泰爾福特競爭勝出,雖然他拒絕了其他所有的設計方案,但是他自己提交的方案也未能夠獲得當地人的過。

  1830年再次舉行的公平競爭,使年僅24歲布魯內爾獲得了機會,他的設計最終被宣布獲勝,在招標競賽中擊敗了當時最有名的工程師的作品,這也是布魯內爾的第一件大型工程項目,並被任命為第一項目工程師。
布克斯隧道(1836年-1841年)
在巴斯以東,5英里長,目前仍在使用在巴斯以東,5英里長,目前仍在使用
布克斯隧道(1836年-1841年),是布魯內爾解決的最困難的工程之一,目前依然在用的布克斯隧道:在建設倫敦至英國西部的港口布里斯托爾鐵路時遇到的最大的工程難題,該隧道位於布克斯山,在巴斯和斯溫頓之間,這裡的岩層主要由石灰岩組成。目前,在巴斯以東五英里長的隧道仍在使用。布克斯隧道的建立,使西部大鐵路由斯溫頓延伸至布里斯托爾。第一列火車通過布克斯隧道的時間是1841年6月30日。
梅登黑德鐵路橋(1838年)
在泰晤士河梅登黑德與波克夏之間在泰晤士河梅登黑德與波克夏之間
梅登黑德鐵路橋(1838年)位於貝克郡的泰晤士河梅登黑德與波克夏之間,西部大鐵路的主線。這座鐵路橋由隔河相望的兩個磚砌拱橋組成,這在當時的建築中是最廣泛和最平坦的。梅登黑德鐵路橋是一座磚結構的大橋,每個橋拱跨度為128英尺(39米),高24英尺。與它上游相鄰的探測拱橋相比,梅登黑德鐵路橋加長了24英尺(7米)。兩橋相映,壯觀無比。之後,梅登黑德鐵路橋進行兩次擴修,橋樑擴大,橋面加寬,現在是四行標準軌道,直達西部大鐵路的倫敦帕丁頓火車站。
帕丁頓車站(1849年-1854年)
西部大鐵路倫敦總站西部大鐵路倫敦總站
帕丁頓車站(1849年-1854年)。該站為大西部鐵路公司的倫敦終點站-帕丁頓總站,考慮到1851年將在倫敦世界博覽會,為適應大批觀眾匯聚倫敦,該站於1849年重建,新的車站被要求構建一個靈活的無柱空間範圍,以適應鐵路的未來需求,布魯內爾雄心勃勃的開展設計,在主要競爭對手中脫穎而出。在這個時代,當新的鐵路在城市和城鎮視為現代頂點和未來繁榮,布魯內爾大膽的計劃完全顧及了公共利益,大穹頂在當年吸引了公眾的注意力,因而得到了大眾的一致認可。
皇家艾伯特橋(1854年-1857年)
華麗的皇家艾伯特橋華麗的皇家艾伯特橋
皇家艾伯特橋(1854年-1857年)。華麗的皇家艾伯特橋,是布魯內爾在建造康沃爾鐵路時設計和製造的,它在高度100英尺的河面上,橫跨他瑪河,聯結了康沃爾郡和德文郡。可以肯定,這座橋樑被認為是布魯內爾最優秀的作品之一。雄偉壯觀的皇家艾伯特橋獨特的設計和漂亮的比例,確定了在康沃爾田園詩般的丘陵之間,彷彿上帝親臨人間似的布施,成為進入「康沃爾」郡門戶的標誌性建築,並成就了一個恰當的和持久的紀念這一偉大的維多利亞時期的不朽的工程師。

4 伊薩姆巴德·金德姆·布魯內爾 -主要設計船舶

大西方號
大西方號手繪圖大西方號手繪圖
大西方號數據:

  長:64.8米

  寬:10.8米

  排水量:1340公噸

  動力:蒸氣機推動兩個明輪

  航速:9節

  搭載旅客:148人

  布魯內爾一生中設計建造了三艘大型蒸氣機帆船,三條船在歷史上都有一定地位。第一艘是於1837年為大西方鐵道公司設計建造的木殼明輪蒸氣機帆船「大西方號」。當時鐵路的發展已經使長距離旅行變得相當容易,作為英國最大的鐵路公司之一的大西方鐵道公司在1837年考慮將鐵路服務擴充到英國西南部的布里斯多,但董事會中又有覺得線路太長的聲音。此時,公司的頭號工程師布魯內爾說出了他的想法:他認為這條線路還不夠長,並建議公司應該建造一條大型的蒸氣動力船隻直接橫渡大西洋,將業務擴充到紐約。這種想法在當時可以說相當激進,然而董事會依然將其納入討論範圍之內,並最終批准了這個計劃。

  大西方號最終於1837年7月19日下水,作為第一條明確以橫渡北大西洋為建造目的的船隻,大西方號並未讓大西方鐵路公司丟臉。1838年4月8日,大西方號搭載著7名旅客,開始了與the British & American Steam NavigationCo.的天狼星號的橫越大西洋的競速比賽。在14天又12小時后,大西方號到達紐約,比它的對手足足快了4天,因此贏得了藍帶獎。而更重要的是,大西方號上還剩有200噸煤。這證明了只要擁有適當的煤存儲空間,更大更新的蒸氣動力船只能更好的服務於橫渡大西樣的航線。

  作為第一艘橫渡大西洋的正規燃煤蒸氣機帆船客輪,大西方號在完成了64次橫渡大西洋任務后,於1846年底被賣於Royal MailSteam Packet Co.,9年後被英國軍方徵用,作為軍隊運輸船參與了克里米亞戰爭的。一年後即1856年被解體出售。
大不列顛號
大不列顛號手繪圖大不列顛號手繪圖
大不列顛號數據:

  長:98.4米

  寬:15.5米

  排水量:3270公噸

  動力:蒸氣機推動一個螺旋槳

  航速:9節

  搭載旅客:350人

  由於大西方號的建造和運營成功,以及與其他公司競爭的壓力越來越大,大西方鐵道公司決定為大西方號建造一艘姐妹艦,而布魯內爾則建議公司建立一艘更大的船隻,這船將使用鐵來作為船殼材料。如此革命性的設計最終被通過了,在1839年7月,新船的第一根龍骨在布里斯多的Patterson』s造船場鋪設。

  如大西方號一樣,這條新船原本計劃使用明輪作為推動器。但在1840年5月,一件事情使布魯內爾改變計劃。那時,裝備了螺旋槳這一創新推進系統的阿基米德號抵達布里斯多進行示範航行,布魯內爾馬上被螺旋槳的優越性吸引,並立即改變建造計劃,為他的新船裝備螺旋槳。同時,這條新船正式被命名為大不列顛號。

  除了螺旋槳外,科技的進步還為大不列顛號帶來更多好處。作為一艘鐵殼船,布魯內爾還為它設計了六個防水隔倉,這讓大不列顛號成為當時最安全的船隻。動力方面,大不列顛號裝備的蒸氣機能夠提供1500匹馬力,並推動一個六葉的螺旋槳。同時,雖然當時蒸氣機發展已經相當先進,船上依然有六根桅干,用於在機器故障時掛上風帆提供動力。

  1843年7月19日,大不列顛號下水。到大不列顛號完工時,英國正式擁有了世界上最大和最豪華的船隻。
大東方號

  

大東方號手繪圖大東方號手繪圖
大東方號數據:

  長:211米

  寬:36米

  吃水:9.2米

  排水量:18915公噸

  航速:14節

  搭載旅客:4000人

  太平洋輪船公司大東方號(1858年)木殼明輪客運汽船是由布魯內爾設計的。是有史以來建造的最大船舶建造。它能夠在連續在世界各地航行4000海里的而不加油。這艘船比當時最大的船大6倍,船上安裝兩台蒸汽機,一台驅動明輪,另一台驅動螺旋槳。船上還有6根桅杆,桅杆上的帆若全部掛起,面積達8750平方米。它是橫渡大西洋的第一艘汽船。早期的蒸汽機船是把蒸汽機裝在木帆船上而成,從1850年以後,逐漸改用鐵板造船。1854年-1858年布魯內爾建造的「大東方號」鐵船被認為是造船史上的奇迹。布魯內爾發明了用梁的力學理論去造船,首創縱內架結構和格柵雙層底的結構,形成了雙層船殼。直到1899年才有新的船舶超過「大東方號」船體長度,到1901年超過它的噸位。與布魯內爾搭檔的夥伴是極其富有設計經驗的船舶設計師約翰斯科特羅素。在未與布魯內爾合作前,羅素遇到了財政困難,當他們決定聯手設計時,他們在許多細節上幾乎有著一致的看法。他們的合作是極其愉快的。大東方號也是布魯內爾最後的偉大工程。

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