Hvordan St. Louis Arch står over for alle odds

Mindre end en halv millimeter (0,01 tommer):Det er fejlmargen svejsere skulle arbejde med, når de sidste stykke af det tårnhøje St. Louis -monument, der formelt blev kendt som Gateway Arch, blev indsat. Den svævende, 630 fod (192 meter) vartegn fremstår glat og problemfrit, men dens to ben blev bygget separat fra rustfrit stål, der blev sendt med tog fra Pennsylvania. Da byggeriet startede i 1961, mange forudsagde, at en episk fiasko var uundgåelig - trods alt hvordan kunne medarbejderne sikre, at de ville efterlade den helt rigtige mængde plads til det sidste stykke, uden at der var stort plads til fejl?

På en eller anden måde trak holdet det af, sikring af Gateway Archs varige ry som Amerikas højeste monument og verdens højeste bue. Den ambitiøse indsats var produktet af den amerikansk-finske arkitekt Eero Saarinens konkurrencevindende design. Men den større historie om buens oprindelse er lidt vild.

"Gateway Arch National Park er et usædvanligt National Park Service -sted, "siger NPS -historikeren Bob Moore." Dens oprindelse var lige så usædvanlig. Ideen til parken blev skabt i begyndelsen af ​​1930'erne af en bebrillet, midaldrende advokat og selvudnævnt 'do-gooder' ved navn Luther Ely Smith, der ønskede at forskønne den nedslidte St. Louis -flodbred. I æraen før kommerciel luftfart var almindelig, området ved floden var det første glimt af dem i biler og tog, da de nærmede sig byen. "

Ifølge Moore, området som det stod i begyndelsen af ​​30'erne gjorde ikke nogen gode indtryk. "Det var ikke et smukt syn, og fik ikke besøgende til at tro, at St. Louis var en af ​​de store amerikanske byer, "siger han." Flodbredderne var forfaldne og ældgamle i udseende. "Da moderne pramme erstattede de gammeldags padlehjulsdampbåde, den engang travle havn forfaldt, da handlingen flyttede andre steder. "Udover at forskønne byen, Smith ville også sætte St. Louisans tilbage på arbejde under den store depression, "Siger Moore." For det tredje, Smith ønskede, at deres indsats skulle resultere i et unikt mindesmærke, der ville trække turister fra hele verden. "

Selvom forslag til revitalisering af flodbredden havde cirkuleret siden 1898, Smith "havde ry og dedikation til at skubbe sit eget koncept til virkelighed, "ifølge Moore. Målet i hjertet af Smiths forslag var at konstruere en hyldest til minde om et legitimt milepæl i amerikansk historie-den hidtil usete migration i det 19. århundrede af hundredtusinder af mennesker ind i det trans-Mississippi-vest, tragt gennem den travle by St. Louis, det sidste store storbycenter i udkanten af ​​grænsen, "Siger Moore.

Konkurrencen om en arkitekt

Også, i 1947, to år efter afslutningen på Anden Verdenskrig, en borgerkomité i St. Louis sponsorerede en arkitektkonkurrence om at ændre ansigtet på byens flodbred. Alle arkitekter, der var amerikanske borgere, kunne konkurrere om æren (og de søde $ 225, 000 pengepræmier). "Det var meningen med Jefferson National Expansion Memorial Association, at mindesmærkeområdet ville blive en integreret del af samfundets liv, og genoplive skønheden og det samlede indtryk af det tilstødende centrum, "Siger Moore.

Konkurrencen i to etaper omfattede en elitejury med nationalt anerkendte arkitekter som George Howe og William Wurster, der favoriserede den mere moderne arkitekturstil. Indflydelsesrige navne i arkitektur som Walter Gropius, Charles Eames og Kazumi Adachi var blandt de 172 deltagere, men dommerne landede på en heldig konkurrent - sådan.

"Da de fem semifinalister blev valgt i efteråret 1947, navnet Saarinen fik konkurrencerådgiveren, George Howe, til telegraf Eliel, at han var en af ​​dem, og at han skulle arbejde med at udarbejde et revideret design til en anden runde med dommer i begyndelsen af ​​1948, "Moore siger." I Saarinen -studiet i Michigan, Champagneflaskerne blev ikke korket til ære for triumfen. Men et par dage senere, et flovt telefonopkald fra Howe afslørede, at Eliel ikke var blandt semifinalisterne. Det var hans dengang ukendte søn, Eero, hvem var vinderen af ​​et eftertragtet sted som semifinalist, med sit dristige og kreative design af en gigantisk, skyhøje rustfrit stålbue. "Som en god sport og en god far, Eliel sprang en anden flaske, da han lærte, at Eero var den egentlige modtager af nyhederne.

Eero Saarinen er valgt

Eero fik officielt den største hæder den 18. februar, 1948. I en 7. marts, 1948, Louis-post-afsendelse med titlen "Buen begyndte med rørrensere" (med tilladelse fra Gateway Arch National Park Archives), Saarinen skrev, at hans idé til buen stammede fra en søgning efter at efterligne de eksisterende geometriske former for de eksisterende monumenter til Washington, Lincoln og Jefferson.

"Vi begyndte at forestille os en slags kuppel, der var meget mere åben end Jefferson Memorial i Washington, "Saarinen skrev." Måske kunne det være en stor gennemboret betonkuppel, der berørte jorden på kun tre punkter. . . . Vi prøvede det på en meget grov måde; de eneste ting, vi kunne finde på at lave den med, var nogle rørrensere. Men de tre ben syntes ikke at passe ind i planen, så vi prøvede det med to ben, som en stor bue. . . . Mere og mere, det begyndte at gå op for os, at buen virkelig var en port, og forskellige venner, der bøjede sig til at se på, hvad vi lavede, fortolkede det straks som sådan. Lidt efter lidt, vi kaldte det 'Porten til Vesten'. "

Men at bygge en kæmpe svingende struktur er ikke ligefrem enkel. "Ved designet af buen, mange undersøgelser blev foretaget for at bestemme den korrekte krumning, "skrev arkitekt Kevin Roche, der arbejdede sammen med Saarinen om det endelige design og førte de ufærdige planer til færdiggørelse efter Saarinens død i 1961. I et dokument fra Gateway Arch National Park Archives med titlen "Designing the Arch, "Roche skriver, at" mens kurven var en koblingsledning, som ville blive dannet af en kæde hængt på hovedet, udviklingen omfattede undersøgelse af virkningen af ​​en vægtet kontaktledning, som lidt ville ændre den simple kontaktform. Igen - mange modeller, undersøgelser, snittegninger, mange kæder hang fra loftet med vægte. "

Den egentlige strukturelle udformning af Gateway Arch kom takket være ingeniør Fred Severuds visdom, assisteret af en medarbejder ved navn Hannskarl Bandel. I et andet dokument leveret af Gateway Arch National Park Archives, Severuds søn, Fred Jr., skrev om sin far, "Selvom Eero Saarinen designede buens udseende, det var min far og hans firma, der udarbejdede den måde, det kunne bygges på. Uden de matematiske beregninger, der blev udarbejdet af firmaet Severud, og brugen af ​​ortotropiske ingeniørprincipper (hvilket betyder, at buens stålindvendige og ydre vægge er de faktiske konstruktionselementer, snarere end et skelet af dragere med stålpanelerne hængende på dem), der ville ikke være nogen Arch i dag. Efter mange års konsultationer og hårdt arbejde, konstruktionen blev endelig påbegyndt i 1963. "

Severuds søn omhyggeligt detaljerede detaljerne i hans fars store plan. "Buen blev bygget som to cantilever -strukturer, som til sidst mødtes på toppen, "skrev han." Designet skulle overveje belastninger og strukturelle handlinger på de forskellige stadier, samtidig med at man husker det praktiske ved konstruktion. I den indledende cantilever fase, efterspændt beton blev placeret mellem det indre og ydre skind, op til 300 fod (91 meter) niveau, at give den nødvendige styrke til benets indadgående kurve. Over 91 meter blev den efterspændte beton udeladt. "

Fordi strukturen var for høj til at konstruere med standardkraner, besætningen skulle bruge noget, der kaldes en klatrekran, sammen med entreprenørerne, på hvert ben af ​​buen. "I cirka 152 meters højde en midlertidig vandret stiverstang blev anbragt fra ben til ben, som derefter fik benene til at handle sammen, en helt anden stresstilstand, " han skrev.

Kurvens form

Det var ikke let at finde ud af hele buedelen af ​​buen, enten. "Forsøget på at nå frem til en kurve for buen omfattede ophængning af et reb fastgjort ved dets endepunkter; det hængende reb dannede en kontaktledningskurve, en slags omvendt bue, "arkitekt Bruce Detmers skrev i et andet dokument fra The Gateway Arch National Park Archives." Tilføjelsen af ​​vægte langs længden af ​​det ophængte reb ændrede kurvens form. Et ensartet reb resulterede i en kurve, der var for flad ovenpå. Forsøgene på at veje det ophængte reb var ikke nyttige til at nå frem til en form for at tilfredsstille Eero. "

Severuds assistent, Bandel, reddet dagen på en måde, ifølge Detmers. "Numeriske justeringer blev foretaget i formlen og afbildet, "skrev han." Plotteprocessen og processen med at lave studiemodeller resulterede i det endelige design af Arch. Buens ben er stejlere og større ved bunden; toppen af ​​buen mindre og mindre flad end et rent ensartet vægtet hundredeårsjubilæum, resulterer i, at buen ser ud til at svæve. "Det sidste trin i definitionen af ​​buen involverede komplekse matematiske formler, der tog timer at beregne." Vores regnskabsafdelings mekanisk betjente maskine kunne multiplicere sporingsnumre til flere decimaler, "Detmers skrev." Dette efter nutidens standarder blev brugt gammel teknologi til at beregne buens dimensioner. Jeg var meget lettet over at høre, at Pittsburgh Des Moines Steel, underleverandøren til at fremstille Arch -strukturen, brugte en computer til at kontrollere vores beregninger og fandt ingen fejl. "

Det virkelige problem (som om der ikke allerede var så mange andre at overvinde) var at finde ud af, hvordan man efterlod lige nok plads til det sidste forbindelsesstykke øverst - enhver mængde ekstra plads eller utilstrækkelig plads ville ødelægge det hele. Og der var en ekstra komplikation, tak til Moder Natur. "Da indstillingen af ​​det sidste stykke skulle udføres i varmt vejr, der opstod et problem, "Severuds søn skrev." Benene havde forskellige udsættelser for solen, hvilket fik dem til at være flere fod forskellige i højden i løbet af dagen, så alle målinger blev foretaget om natten, når der ikke var nogen temperaturforskel. Konstruktionsteamet planlagde også at placere stykket om natten, når begge sider ville stille op. "

Tilsyneladende, borgmesteren i St. Louis syntes, at denne plan var sindssyg. "Dette skulle være en af ​​de mest betydningsfulde begivenheder i St. Louis -historien; indstillingen skal ske i løbet af den tidlige eftermiddag!" Severuds søn skrev:beskriver borgmesterens vantro. "Dette ville medføre en højdeforskel, som ikke kunne overvindes; hvad kunne der gøres? Min far vågnede med løsningen i løbet af natten:brug vand til at køle den varme side af! Brandmesteren blev kontaktet, og accepterede at levere slanger og pumpere til at sprøjte den varme side. Resultatet? Det sidste stykke blev placeret i løbet af dagen, uden problemer. "

At få folk til tops

Det sidste spørgsmål at kæmpe med:Hvordan i alverden skulle ingeniørerne bringe besøgende til toppen af ​​vartegnet? En almindelig elevator kan ikke ligefrem navigere i en tårnhøj krumning. Dette problem blev løst af Dick Bowser, et college frafald, der arbejdede hos Montgomery Elevator Company i Moline, Illinois. Hans løsning:en sporvogn, der kombinerede funktionerne i en elevator med ... et pariserhjul.

"Der var mange møder med Dick, der kom på ideen om kapslen, der kunne rotere, mens den rejste fra metrostationen op ad buens ben til gæsternes platform øverst, "Roche skrev." Vi konstruerede mange modeller af metrostationen og byggede en model i fuld størrelse af fempersoners kapsel til test med passagerer i forskellige størrelser. Vi byggede også et tværsnit i fuld størrelse gennem toppen af ​​buen, så vinduerne kunne være små nok til ikke at være synlige udefra, men store nok til at give den besøgende en spektakulær udsigt. Der er gjort en stor indsats i denne model for at sikre, at børn og voksne i alle højder komfortabelt kunne nå vinduerne. "

Og i dag, 6, 700 daglige besøgende bruger stadig Bowsers innovative system til at tage udsigten fra toppen af ​​buen. Den 192 meter høje bue vejer 43, 226 tons (39, 214 tons), inklusive 900 tons (816 tons) rustfrit stål, afvikling, der kostede $ 13,4 millioner, og beskæftigede flere hundrede arbejdere (hvoraf ingen døde i processen, trods forudsigelser om 13 dødsfald). Vartegnet er fortsat en stor national attraktion, tiltrækker 3,5 millioner besøgende hvert år.

Det ligner måske ikke det, men buen er faktisk lige så bred, som den er høj (192 meter i begge retninger). Grunden til at den ser længere ud fra top til bund er takket være en optisk illusion - da du sjældent ser lige på buen, dine øjne opfatter det som væsentligt højere end det er bredt.