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摘要：金门大桥建成后，是世界上悬索桥跨度最长的一座。到1870年，人们已经意识到有必要建造一座横跨金门海峡的桥梁，连接旧金山市和马林县。但保持金门大桥的最高状态要求进行严格的维护。也许设计师改变替代金门大桥的第一个目标是电缆的组成。采用塑料复合桥面可以使金门大桥桥面自重降低5倍。这将使工程师能够设计和建造一座斜拉桥而不是吊桥。尽管如此，金门大桥仍然运行良好。
这篇文章最初是在对话会上发表的。这篇文章为Live Science的专家之声：Op Ed&Insights贡献了一篇文章。自从1937年5月27日金门大桥通车以来，
，它一直是美国风景的标志性符号。
到1870年，人们已经意识到有必要建造一座横跨金门海峡的桥梁，连接旧金山市和马林县。然而，又过了半个世纪，结构工程师约瑟夫·施特劳斯才提交了他的桥梁方案。计划不断发展，最终项目被批准为悬索桥，最终花了四年多的时间建成。
金门大桥建成时，它是世界上最长的悬索桥跨度-缆索支撑着两座塔之间的道路，没有中间支撑。这个环境有一些固有的挑战。当时的造价约为3700万美元，而今天建造同样的结构则需要约10亿美元。那么，在过去的80年里，这种设计是如何坚持的呢？如果我们今天从头开始，我们会以不同的方式做事吗？”
“世界上最长的悬索桥”金门大桥是一座悬索桥，是指金门大桥依靠受拉的缆索和吊杆以及受压的塔架，在没有中间支撑的情况下跨越较长的距离。路面板悬挂在垂直吊杆上，吊杆连接两条主缆，主缆在塔架和端锚之间。吊杆将车辆的力和自重传递给锚固在塔架上并固定在地面上的支撑索。“KDSPE”“KDSPs”。这种类型的第一座桥可能连接两个悬崖，用柔性绳索穿过山谷或河流。几百年前，这些绳子是由植物纤维制成的；铁链是后来才出现的。纽约市的布鲁克林大桥于1883年通车，是第一座使用钢索的大桥，钢索后来成为标准。这些塔楼很可能是从山谷两边的一块简单岩石开始的；最终工程师们使用了巨大的石头或钢墩。例如，金门大桥由两端的一个支座和两个塔楼支撑，这两个塔架被放置在海底的地基上。“KDSPE”“KDSPs”是金门大桥1937个桥梁中唯一一个自从大桥通车以来没有改变过的电缆。每根主缆由27572根钢丝厚度近似的铅笔构成。施工人员将近8万英里长的电线电缆从桥的一边挂到另一边。
几乎不可能把一根又长又厚的电缆连在一起，没有缺陷就可以完成这项工作。最关键的是，如果一根大缆绳把桥拉起来，发生了什么事，就会发生灾难性的故障。依靠较小的电线意味着任何故障都会变慢，留下时间来转移灾难。
自从人们第一次开始考虑旧金山湾的一座桥梁以来，人们对该结构抵御当地强风、湍急水流和可能的地震力的能力产生了极大的担忧。旧金山位于两个活动构造板块的交汇处，显然没人想看到地震把这座目前每天运载约11.2万辆汽车的大桥震塌。
为了避免这个问题，建设者还在大桥的两端安装了减震器，以吸收来自风或地震力。这些特别设计的减震器是直径为米的圆筒，由一个铅芯橡胶覆盖。它们被放置在战略位置，吸收能量，否则可能导致桥梁坍塌。
保持其良好状态传统观点认为，基础设施项目在落成后很快就完成了。但保持金门大桥的最高状态要求进行严格的维护。80年来，专业的维修人员对桥梁进行维修，在必要时对腐蚀或损坏的部件进行重新喷漆和更换。
这项工作必须按照严格的标准进行。例如，当连接桥梁各部分的数千个螺栓中的任何一个需要更换时，同时取出的螺栓不超过两个，以保证桥梁在强风或地震力作用下的安全。
也存在结构维护问题。由于时间的推移和持续的温度变化，电缆和吊杆拉长或收缩，需要定期检查和重新张拉。这种调整被称为“调谐”，类似于音乐家如何保持弦乐乐器的最佳音质。
如果我们今天建造它，会有什么变化“由于维护费用巨大，一些人建议重建金门大桥，以限制正在进行的维护和运营费用。抛开政治上的可行性不谈，如果工程师们今天打算从头开始建造这座桥，他们将如何设计？”随着时间的推移，研究人员已经开发出更轻的材料。使用纤维增强聚合物（frp）而不是钢或混凝土是减轻这种结构重量的一种 ... 。这个自重通常负责使用70到80%的电阻——这是它在失败之前所能承受的最大负载。通过减少它，桥梁的结构将需要较少的强度，允许更便宜和更容易的选择。例如，设计师已经开始在桥梁中使用纤维增强复合材料（FRP）材料，如西弗吉尼亚的市场街桥。FRP使用塑料树脂将玻璃纤维或碳纤维粘合在一起，从而赋予材料强度。FRP比混凝土轻四倍，强度是混凝土的五到六倍。
也许设计师改变替代金门大桥的第一个目标是电缆的组成。目前使用的钢材具有腐蚀性，比新材料重4倍，在恶劣的潮湿和温度环境下也会失效，就像在这里遇到的一样。碳纤维电缆更为惰性，已经在世界各地使用。
这些比钢材料轻的材料也可以用于桥梁的其他构件，如交通道路。采用塑料复合桥面可以使金门大桥桥面自重降低5倍。这将使工程师能够设计和建造一座斜拉桥而不是吊桥。这样做的好处是可以去掉吊杆；在斜拉桥中，力通过缆索直接从桥面传递到塔楼。第一座采用碳纤维布缆索的公路斜拉桥是瑞士的鹳桥，于1996年建成通车。
斜拉桥比悬索桥跨度更大，因此其支架与岸边之间的结构更为简单。同时在靠近海岸的地方建造塔，那里的水床更浅，这将有助于缓解金门大桥首次建造的一个主要问题：在强水流的深水地基上工作是非常困难和昂贵的。“KDSPE”“KDSPS”阻尼系统也可以用新的设计来解决。用于建造金门的铅芯阻尼器可以被新技术所取代，这些新技术能够更好地抵抗风、交通和地震力。这一改进将确保塔科马窄桥（Tacoma Narrows Bridge）这样的故障（当风将桥吹向侧面时，它会扭曲和倒塌）得到预防。
尽管如此，金门大桥仍然运行良好。即使有其他可行且更便宜的选择，也没有人真正致力于取代装饰艺术图标及其举世闻名的“国际橙色”油漆工作。金门大桥是
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