摘要:几个世纪以来,水城威尼斯一直在与大自然作斗争以避免城市被淹没。它受到水位上涨、地面下沉、涨潮、风、咸水的侵袭以及数百艘摩托艇尾流的冲蚀。在过去的二十多年中,威尼斯市的维修团队广泛采用含钼不锈钢来加强结构防护。不锈钢常常嵌入石材或砖块中,在幕后发挥重要作用。在有些情况下,不锈钢显而易见且与旧建筑材料完美融合。
威尼斯是世界上最美丽的城市之一。迷宫般的运河、蜘蛛网般的桥梁、宏伟的宫殿和风景优美的广场,带给人们浪漫的想象:富裕的市民过着高贵的生活,乘坐贡多拉相互拜访,或者在雾中沿着运河漫步 -- 这是汽车还没有普及的时代。威尼斯位于亚得里亚海北端的咸水区域威尼斯泻湖,由一百多个岛屿组成,四面环水,也为其增添了神奇色彩。
威尼斯城是由来自罗马周边大陆城市(如帕多瓦和阿奎莱亚)的难民在公元四至五世纪左右建立的。几波来自北方的入侵者试图摧毁罗马帝国,人们被迫撤退到沼泽地。在失去北方的大陆城市后,罗马帝国在灭亡前将该地区的主要行政和宗教实体转移到了威尼斯。
威尼斯大运河:不锈钢在其中扮演着重要角色 ©iStockphoto/prestongeorge
威尼斯由于其战略位置,成为了西欧与世界其他地区之间一个繁荣的贸易中心。到了 15 世纪,装满货物的庞大船队每年都会数次离开泻湖。大运河上令人惊叹的宫殿反映出这个历史上最强大和繁荣的国家之一曾经拥有的财富。
然而,威尼斯的地理位置和沼泽地对建筑结构构成了巨大的限制。为了防止建筑物沉入沼泽地,人们不得不在无底的沼泽中打入数以百万计的木桩。1588 年建造的里亚托桥,仅一座桥就需要 12,000 根桩来支撑其重量。
几个世纪以来,威尼斯的基础设施、纪念碑和艺术品的维护一直是至关重要的。大议会不断地下令疏通运河,保护泻湖水域免受污染,发生瘟疫时采取预防措施,保护墓地,并开展许多其他活动。简而言之,威尼斯有着 “高维护” 的悠久传统。
维护无法维护的结构
市政维护机构 Insula 负责规划和组织威尼斯公共空间及服务的维护和维修。该机构拥有近 100 名员工,其中一半是工程师、建筑师和其他专业技术人员。领导 Insula 团队的 Ivano Turlon 博士表示:“由于威尼斯是一个如此独特的城市,有着独特的问题,我们常常无法采用适用于其他城市的标准维修和保养方法,而必须开发出独特的、定制化的解决方案。”
市政维护部门在对抗海水、风、冲蚀、涨潮、水位上升、地基下沉、大陆的工业污染以及数百万游客所带来的影响,在此过程中,含钼的316不锈钢是他们成功使用的工具之一 。钼给予不锈钢良好的耐腐蚀性能,特别是存在氯化物(盐)的沿海地区。
用不锈钢稳固墙体
沿着运河有许多矮墙将人行道与河隔开。这些砖墙上覆盖着沉重的白色伊斯特拉石板。过去,石板的顶部用铁或铜固定架连接。近年来,每当墙体需要修复或重建时,市政维护公司都用316L不锈钢固定件来系统性地进行更换。不同于铜和铁,不锈钢能够抵抗水城的腐蚀性环境。现代泥瓦匠使用同样的古老方法将支架固定在石材上。他们用液态铅来填充固定件两端卡住石材的孔,然后将尖头工具反复锤入软铅中并压紧来加强石材和钢之间的连接。此外,石材盖板内部用316L销钉连接,并用环氧树脂固定到位。
砖墙上的白色石板采用金属件固定,原来的铜或铁固定件(左)现在更换为316L不锈钢材质(中)
威尼斯的栏杆过去由熟铁制成,用黑漆保护。随着油漆变薄和剥落,必须重新涂刷。即便如此,熟铁也会腐蚀,必须经常更换。不锈钢栏杆所需要的维护更少,是最具成本效益的解决方案。维护部门在更换旧栏杆和安装新栏杆时都选择了316不锈钢。由于威尼斯的人口老龄化,市民们外出走动不得不走很多路,因此需要不断增加栏杆扶手。
隐身于桥梁内部和下方的钼
即使像威尼斯这样一座古老而浪漫的城市也必须为其居民提供现代化的服务。早期的建筑商没有预先为今后的电力供应做好准备,更不用说高速互联网了。威尼斯的家庭如果要增加燃气、供水、电话和电力供应意味着需要拆除人行道,安装地下管线。为了使管道穿越运河,第一次安装管道的工程师们将管道隐藏在旧石桥内。他们从桥梁的下部结构移除了几层砖,并将管道放入他们构建的通道中。后来发现,嵌入桥梁的通道削弱了结构,导致纵向裂缝的形成。
为了弥补几十年来一直被忽视的维护修缮工作,1996年至2005年之间进行了大规模的维修,市政维护机构Insula 在大修期间修复了许多桥梁。他们拆除了大约140座石桥上的铸铁水管和燃气管,重新安装了砖石将通道填充并稳定了结构。随后将铸铁燃气管和水管更换为316不锈钢管道,其高度仅为10厘米。管道的横截面呈扁平状而不是圆形。扁平的管道可以安装在新修复的支撑结构和桥梁顶层之间。
在圣博尔多大桥上安装扁平的不锈钢供水和燃气管道 ©Daniele Resini
Insula 之所以选择不锈钢材料,是因为埋地管道的维护会非常昂贵和困难,并且人们需要长期持久的解决方案。采用不锈钢矩形管横跨运河输水和输气也同样适用于旧的铸铁桥梁。这些桥全部由铸铁制成,重量轻,只有一个框架和台阶,没有地方埋管,因此低矮的不锈钢管直接坐落于桥下,被桥面掩盖了一部分,并漆成黑色与桥的颜色相融合。这样,城市水电气的供应就能跨越桥梁而不为人所注意。
一些建于 1850 年代至 1880 年代的铸铁桥出现了结构的损坏,必须进行修复。 在多娜·奥涅斯塔桥的修复中,工程师们采用 316 不锈钢板从内部加固了桥梁。
在车间将不锈钢加强板焊接到桥的内表面,从外面看和原来的桥一样,看不出修复的痕迹 ©Insula spa
在一个类似的案例中,Insula尝试了一种不同的技术,使用纤维增强塑料(FRP)带来进行加固。该解决方案更简单,因为FRP可以就地应用。但是,用不锈钢板加固是低矮桥梁首选的解决方案,这些桥梁偶尔会被船只碰撞,造成FRP开裂,不锈钢可抵抗小的撞击。
不锈钢的主导作用
随着维护工程师们不锈钢使用经验的不断积累,他们确信在威尼斯苛刻的环境中,不锈钢适合作为新设施的建筑材料。一些较大型的建筑结构:两座步行桥和著名的水上巴士vaporetto的终点站,完全采用不锈钢材料建造。
卡布奇桥是布拉诺的一座新桥。这座现代结构完全由316L不锈钢建造,漆成黑色,与历史环境融为一体。另一座新桥Lavraneri桥,是威尼斯最长的桥,连接La Giudeca和西边的小岛Sacca Fisola,这座桥取代了一座不得不拆除的旧木桥。桥梁的结构部分完全由2205双相不锈钢建造。而从外面看,它像一座木桥,因为它外表包覆了木板,以模仿古旧结构并契合威尼斯的整体风格环境。布拉诺还有一个新的水上公交终点站,它由不锈钢结构型材和玻璃建造。在这里,不锈钢暴露在外清晰可见,没有被隐藏或掩盖, 也许象征着对未来的展望。
Lavraneri桥的结构采用2205双相不锈钢建造,它是威尼斯最长的桥
幕后功臣不锈钢
不锈钢优异的耐腐蚀性能、强度和韧性使其成为一种理想的建筑材料,适用于使用寿命是首要考虑因素的苛刻环境。不锈钢减轻了维护人员的工作压力,因为一旦安装之后,它可确保新旧建筑结构的长期寿命,需要的维护很少。这样,工程师们日常除了喷漆和更换明显损坏的部分,可腾出精力提高维护的覆盖率及提前规划。这将保证威尼斯水城--这颗威尼斯泻湖中美丽脆弱的珠宝存活更多个世纪。
布拉诺岛上的卡布奇桥采用316L不锈钢建造,漆成黑色,与历史环境融为一体