20世纪上半叶的纽约是工程师的天堂，也是各种创新方案碰撞和竞争的主战场。在创建城市格局和形象的过程中，电力和钢材成为工程师竖向延伸建筑和横向跨越水域的两大法宝。位于开阔水域的大跨度桥梁的高塔，与曼哈顿的摩天大楼一起，构筑起现代纽约市的天际线。
初建：从原始聚落到曼哈顿
国际大都市纽约，发源于曼哈顿岛最南端。在欧洲人到来之前，这里的原住民是阿尔冈昆土著美国人（Algonquian Native Americans）和勒纳佩人（Lenape），他们的家乡被称为勒纳佩霍金（Lenapehoking），包括史坦顿岛、曼哈顿、布朗克斯、长岛西部(包括后来成为布鲁克林和皇后区的地区，以及哈德逊河谷的下游。这些原住民是农人、是渔民、是猎人。他们用刀耕火种的方法，在每年的春季种植玉米、豆类和南瓜。此外，他们捕猎海狸、鹿、狐狸等。这些猎物的毛皮是特拉华人的重要商品，用来与其他原住民部落和欧洲人交易。
纽约的城市印章上，有“1625”的数字，表示欧洲人的文字记载的纽约城奠基时间。1625年，荷兰人在哈德逊河与东河交汇处的曼哈顿南部，即如今的亚历山大·汉密尔顿美国海关大楼和美国印第安人国家博物馆处，建起阿姆斯特丹要塞。随着要塞的建立，周围逐渐形成一个以现今的华尔街作为北部边界的定居点。这个定居点称为新阿姆斯特丹（New Amsterdam），是纽约作为城市的起源。要塞的建造成为纽约城奠基的标志。大约40年后，荷兰人在四艘英国军舰和几百名士兵的枪炮威逼下投降，新阿姆斯特丹成为英国殖民地，更名为纽约（New York）。在美国的独立战争时期，曼哈顿和布鲁克林区是英军在北美的军事和政治基地。英军在长岛战役中打败华盛顿的军队，牢牢控制了纽约港，直到1783年底，美国赢得独立战争的胜利，乔治·华盛顿从英国人手中接管了纽约。1785年，美国联邦议会将纽约市定为国家首都。1789年，乔治·华盛顿在位于华尔街的联邦大厅宣誓就职，就任美国的第一任总统。
发展：从曼哈顿到双子城
1898年之前，纽约市实际上只是曼哈顿岛，20.8公里长，最宽处3.2公里，占地58.88平方公里。它的南端既是北美大陆的门户，也是通往全球海洋的首选出口。最初，这里是美国棉花经济的重要港口。源源不断的棉花从南方的种植园运到东河的河口，在这里装上远洋货轮，送到英国的曼彻斯特，再将棉纺成品运回纽约。为使得进港的货物以优厚的价格快速出手，纽约及时建立了一个拍卖系统。英国出口商很快便发现，在纽约，他们的货物可以得到最好的交易价格，利益使得他们放弃费城和波士顿，转而投向纽约。1810年，纽约超越费城，成为美国的第一大城市。1825年开通的伊利运河，打通了五大湖区域周边的大城市进入大西洋的运输线。中西部肥沃土地上的农产品，得以经由芝加哥作为中转枢纽, 从纽约港出口。这促使纽约迅速成为世界上最繁忙的贸易大港。
南北战争时期，纽约地区成为联邦军队的军需物资供应基地，数百家小企业、手工作坊为联邦军队的士兵提供从衣物到武器等各种装备物资。早在1801年，东河东岸的布鲁克林区就建成一个纽约海军船坞，内战时急剧扩建成为6000名员工的大型造船厂，承接北方联邦海军舰队建造和维护军舰的任务。内战结束的时候，以人口数量而言，曼哈顿在美国名列第一，布鲁克林区名列第三。在区域的经济发展中，曼哈顿和布鲁克林成为事实上的双子城。
扩城：大纽约
经历了爆炸型增长，逐渐成为经济中心的纽约，面临着所有大城市都有的问题：如何将稠密的人口分散到周边，同时保持城市的活力。基本上，每个大城市都使用了同样的方式，即在城市周边形成新的社区，把大部分市中心的居民转移到市郊。这样，大批居民可以告别简易拥挤的公寓楼，享受郊区宽阔的庭院房屋；而在市中心，又可以腾出更多的空间，作为商业和公共设施用地。但纽约有一个突出的麻烦。它的核心区曼哈顿是一个细长的，以南北向为主的岛，西侧的哈德逊河，是五大湖周边地区的出海通道，东侧的东河，将曼哈顿与布鲁克林和皇后区隔开，南面是大西洋的海湾。这个岛的北端，一条13公里长的哈林河，将曼哈顿从内陆布朗克斯区分隔开来。一个国际大都市、金融中心、贸易大港，实际上是聚集在一个不到60平方公里的细长岛上，这就是纽约的困境。
因此，如何克服河流障碍，以曼哈顿为核心，将周围的区域连接起来，构筑一个不仅仅是人口数量，同时也是地理面积意义上的大城市，成为纽约突破困境的关键。
1898年，纽约市政重新划界，向南北和东侧扩展，形成由曼哈顿、布鲁克林、皇后区、布朗克斯区和史坦顿岛组成的大纽约。
布鲁克林大桥
政治家用行政方式组建一个新的大纽约，扩城的决议也许只需要几个小时的会议，而将这五个行政区域形成真正统一的一个整体，需要各个区域畅通无阻的连接。建设纽约五个区域的大交通，建设者用了近80年。在这80年里，纽约的客运交通工具经历了从马车——有轨电车——客运火车——汽车的发展历程。
跨越东河，连接布鲁克林与曼哈顿的布鲁克林大桥(Brooklyn Bridge)是纽约大型交通工程的先驱。在纽约扩展之前，布鲁克林已经是一个独立的城市。1883年建成通车的布鲁克林大桥，把两座城市的生活和工作、以及数百万人的各种利益联系在一起，展示了桥梁对于城市经济发展的巨大潜力，客观上推动了纽约市扩展的进程。
布鲁克林大桥取代原来的轮渡线，是东河上的第一座大桥，也是当时世界上最长的悬索桥，主跨486.3 m（1,595.5英尺）。桥面宽25.9m，建成后历经多次翻新改造，以适应纽约快速变化的交通工具。最初的设计是马车、客运火车和行人的过河通道，1933年起，两辆并排的马车车道被轻型汽车和有轨电车取代，1945年客运火车让位，增加了一个小汽车道，1950年，大桥改造成双向六车道和人行道，至今仍对小车和行人开放。
曼哈顿桥和威廉斯堡桥
19世纪末是铁路和纽约城市轨道交通发展的黄金时期。地方铁路公司成为纽约跨河大桥建设的推手。1892年，铁路大亨弗雷德里克·乌尔曼（Frederick Uhlmann）以形成一条连接布鲁克林和曼哈顿的铁路专用环线的思路，提出在布鲁克林大桥上游建造曼哈顿桥和威廉斯堡桥的策划。在布鲁克林市长的支持下，一家私营桥梁公司获得在东河上建造两座大桥的授权。1896年，东河上游距离布鲁克林大桥两公里处，开始建造威廉斯堡大桥（Williamsburg Bridge）。这是一座悬索桥，全钢结构桥塔，桥面宽36米，供客运火车、有轨电车、马车和行人通行，连接曼哈顿商业区和布鲁克林持续增长的居民区，于1903年通车。这是最后几座为马车设计通道的主要桥梁。到了20世纪20年代，汽车成为主要的交通工具，电车轨道被公路路面取代。1909年，位于布鲁克林大桥和威廉斯堡大桥之间的曼哈顿大桥通车，它连接曼哈顿和布鲁克林城市中心区。尽管这两座桥都不是乌尔曼的专线铁路桥，但两座大桥都为客运铁路提供了通道。
桥梁工程师一定对左边这张桥截面图感兴趣。这三座间距一公里的悬索桥，横截面的布置透露出悬索桥的演化。威廉斯堡桥在布鲁克林桥完工13年后开始建设，两座桥基本上是类似的桥面布置，尽管威廉斯堡桥人行道与轨道分层布置，但行人活载相对小，因此严格意义上还算不上是双层桥。而1901年开始设计的曼哈顿桥，则很明确是双层桥面。三座大桥都用了四根主缆，但威廉斯堡桥是两片主梁，布鲁克林桥和曼哈顿桥都是四片主梁。另外，布鲁克林桥除了用主缆和吊杆，也用了斜拉索。而威廉斯堡桥是纯粹的悬索桥，没有用斜拉索。
皇后区大桥和三区大桥
1909年，连接皇后区与曼哈顿的皇后区大桥（Queensboro Bridge）通车。这是一座双悬臂钢桁梁桥，双层桥面，上层是轨道交通和人行道，下层是四线公路车道。接着，1916年，地狱门大桥（Hell Gate Bridge，地狱门是东河的一个峡口）建成，这座主跨298m的钢拱桥，是一座铁路桥，四线轨道，现在属于美铁（Amtrak）的东北通道和货运CSX的货运专线。1933年至1936年，三区大桥(Triborough Bridge)建成了。这是一个由四座桥组成的复杂设计，用连续的高架桥系统连接曼哈顿、布朗克斯(Bronx)和皇后区(Queens)，全长5.6公里，包括三座跨越河流的桥梁，即跨越地狱门的悬索桥，跨越哈林河的一座升降开合桥，和一座跨越曼哈顿与布朗克斯之间水道的桁架桥，此外还有一座高架桥。
三区大桥项目于1933年正式启动，这可以算是纽约政府在大萧条时期恢复经济的举措之一。这个项目规模巨大，数以百计的大型公寓楼被拆除，为四座桥梁以及接线引道让路。仅仅在现场投入建设的人力就超过5000人，整体建设在20个州的134个城市产生超过3100万工时的工作，为无数的失业者提供就业机会。三区大桥(Triborough Bridge)耗资6000万美元(相当于2020年的10亿美元)建成，是大萧条时期最大的公共工程项目之一。建设资金部分通过发行债券融资。罗斯福政府提供了3700万美元的贷款。
乔治华盛顿大桥
在曼哈顿的西侧，哈德逊河是航运最密集的水道，确保航行畅通是首要任务。因此，第一个连接两岸的通道不是大桥，而是于1919年至1927年期间修建的荷兰隧道。尽管东河上已经成功架设了多座桥梁，但是在哈德逊河上架设桥梁是更大的挑战。主要的困难来自三个方面，第一是为保证通航的净空使得桥面必须架高；第二是满足当时的铁路选线要求的桥位，地质条件不理想；第三是跨越哈德逊河需要更大跨度的桥梁，而列车运营对大桥的刚度要求，几乎使得大桥的投资成为天价。
独具前瞻视野的奥斯马·赫尔曼·安曼(Othmar Hermann Ammann)敏锐意识到交通的重点正在从铁路转向公路，他建议大桥以公路交通为主，预留轨道交通通道，这样，铁路的选线便不是重点，可以将桥位北移，落脚在地基条件较好之处，同时更好地适应公路接线和通航净空。桥位和大桥功能的调整，大幅度减少了投资。这个建议得到纽约和新泽西两个州州长的支持,很快，大桥的建设资金到位，安曼被任命为总工程师。1931年，大桥上层桥面开通六个汽车车道。1946年，上层桥面拓宽到八车道。设计时为轨道交通预留的下层桥面,一直没有铺设，直到1958年，下层铺装六车道公路桥面，以适应持续增长的汽车流量。
维拉扎诺海峡大桥
从1883年布鲁克林大桥建成通车，到1931年乔治华盛顿大桥贯通哈德逊河两岸，组成大纽约市的五个区，除了史坦顿岛，其余四个区域都经由桥梁连成整体。而史坦登岛，一直是大纽约市五个区中最偏僻、最不受重视的城区；八公里的海域将史坦顿岛与曼哈顿隔开，两地的连接是半小时的轮渡。尽管在地狱门大桥建成之后，架设大桥或是铺设隧道连接史坦顿岛的规划一直是纽约城市建设的议题，不过对于纽约其他四个区域的人来说，轮渡停靠的另一边是最为乏味的地区：那里一直保留着300年前英国人占领时的样子——一片安静遥远的农村景象。即使到了1958年，岛上还有60%待开发的荒地。当历经多年的各方辩论尘埃落定，修建维拉扎诺海峡大桥的方案最终敲定的时候，史坦顿岛上的居民欣喜若狂。他们一直希望摆脱偏僻无聊的乡村生活，渴望加入纽约大都市的繁华热闹。
建造大桥计划的公布，引来岛上的土地开发热潮。在1958年价值1200美元的地块，一年后升值到6000美元。一时间，岛上几乎所有的土地都被重新规划。1966年，连接史坦顿岛和布鲁克林的维拉扎诺海峡大桥通车，至此，纽约市的五个区全部用桥梁连接起来了。
本文刊载 / 《桥梁》杂志 2022年 第1期 总第105期
作者 / 尹德兰
作者系林同棪国际工程咨询(中国)有限公司原桥梁总工
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