美国超大型胡佛大坝,86年依旧屹立不倒,到底是如何建造的?
说起我国最著名的水利设施,你一定会想起三峡大坝。但要问美国哪个水利设施最出名,答案肯定就是胡佛大坝了。修建于1936年,它如今已有86岁的高龄了。但是它依旧稳如泰山、巍然不动,那么它是怎么做到的呢?
为何修建胡佛大坝
20世纪30年代,以美国为代表的资本主义国家均奉行自由贸易政策,这种政策的推行导致了垄断组织的出现。为了实现自身利益的最大化,他们在市场上掠夺更多资源,通过兼并的手段,将其他中小型资本主义企业纳入自己囊中。
然而这种做法却打破了整个社会经济发展的平衡,导致美国爆发了一场席卷全球的经济危机。在这场史无前例的危机中,只有1.2亿人口的美国,有1500万人失业、200万人流浪,原本蒸蒸日上的美国经济顿时跌入了谷底。
为了挽救国家于水火之中,美国政府决定在美国最深、水流最湍急的河流,科罗拉多河水资源修建大坝来拉动经济。于是它出资聘请了当年美国境内最著名的工程师法兰克·高尔,进行组织修建。并且政府规定他必须在四年之内完工,否则他的公司将会面临每天3000美元的巨额罚款。
经过仔细考察,法兰克·高尔将坝址选在内华达州和亚利桑那州交界处的黑峡谷,1931年3月11日大坝正式动工。为了在规定期限内完成任务,法兰克聘用了许多廉价的劳动力,并且疯狂压榨他们的时间,让他们不分昼夜地工作。于是在1935年,水坝提早了两年完工。
由于大坝动工修建时,美国的总统还是胡佛。于是为了纪念他,人们便把这个大坝命名为胡佛大坝。资料显示,整个胡佛大坝用掉了3,360,000立方米混凝土,属于混凝土重力坝。建成后的胡佛大坝高221米、长379米、坝顶宽14米、坝底宽200米。凭借这些惊人的数据,胡佛大坝成为了美国最大的水坝。
此外,胡佛大坝流域控制面积高达43.25万平方公里,占总流域面积的69%。而大坝也形成了一个叫米德湖水库,面积663.7平方公里,总库容348.5亿立方米。
胡佛大坝建成后,原本是沙漠地区的亚利桑那州、内华达州和加利福尼亚州,得到了河水的灌溉。于是这些地区逐渐形成了农作物经济区,这在一定程度上缓解了美国当时的经济危机。作为美国最大的水坝,胡佛大坝也承担起了给内华达、亚利桑那、加州的公共、私人设施供应电力的重任。
值得一提的是,胡佛大坝的修建还催生了拉斯维加斯,这座在世界上著名的赌城,因此胡佛大坝被誉为拉斯维加斯之母。
而最重要的是,胡佛大坝为后世的工程可行性研究、结构分析、建设期间的质量监督、建成后的运行评估都设立了新标准。由于胡佛大坝做出的贡献如此巨大,1994年美国土木工程师协会把它列为“美国现代7大工程奇迹”之中。
从1936年建成到如今,胡佛大坝已经86岁了,但它依然稳如泰山、岿然不动。那么胡佛大坝为何拥有如此顽强的生命力呢?
胡佛大坝屹立不倒的原因
一般来说,修建水坝使用的都是统一宽度的混凝土直墙。但由于胡佛大坝的建址在两座山之间,倘若采用直墙形式,强大的水压必然会导致坝体变形弯曲,从而产生裂缝。
所以为了避免这种问题出现,工程师设计了一个更简单的解决方案——拱坝。使用拱形坝体时,坝体在河水的压力下同样也会发生变形,但通过与原始形状比较,会发现内侧和外侧在压力下都处于压缩变短状态。由于混凝土可以承受强大的压缩力,所以拱形坝只是简单换了个形状就大幅提高了承压效果。
而作为拱形大坝,它需要一个坚固的山墙来作为支撑。为此施工队用钻孔机和炸药爆破,清除掉了山体表面风化的岩石。之后工人使用挖机在大坝的侧面各挖出一道深沟,然后用炸药爆破形成拱形,这样建造的坝体就会与山体连接得非常牢固。、
最后,为了让地面在承受坝体如此大的重量的同时不发生塌陷,工人们使用电铲挖掘河床至地下41米的坚固土壤层。
前期操作完成后,胡佛大坝的稳定性可以说得到了基本保障。但是想要大坝经受住时间的考验,还要看坝体的质量。而坝体质量的好坏取决于,混凝土是否得到了充分冷却。
于是为了在短时间内充分冷却混凝土,设计师弗兰克发明了“柱状分块浇筑法”。简单来讲就是将坝体分解成230个垂直的水泥柱分开浇筑,这样每块水泥柱就能够分开散热,此外他还在水泥柱中埋设了水管并灌以冰水进行冷却。
在这两项技术的加持下,坝体的冷却时间大大缩短,并且没有出现任何裂痕。以上便是胡佛大坝为何如此坚固的全部答案。
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