埃菲尔铁塔,技术与商业的杰作,法国的象征
埃菲尔铁塔由古斯塔夫·埃菲尔为1889年世界博览会而建,占地96公顷,位于巴黎的战神广场与特罗卡德罗宫。
埃菲尔铁塔的起源
第二帝国(1852-1870年)与拿破仑三世曾选择战神广场举办1867年、1878年,最终在1889年(法国大革命100周年)的世界博览会。1889年博览会期间,埃菲尔铁塔成为展会的核心亮点。
1889年也是法国大革命一百周年纪念。埃菲尔铁塔在2年2个月零5天内由250名工人建成,堪称一项技术与建筑奇迹。这一非凡遗产至今仍见证着古斯塔夫·埃菲尔的远见卓识。
原计划仅存放20年,后因古斯塔夫·埃菲尔在此开展科学实验——包括首次无线电传输与电信通讯——而得以保留。它最初是气象实验室,后发展为无线电与电视发射站(1925年)。从开放的长廊可远眺两盏探照灯与1957年安装的电视天线。
130多年来的核心地位
几十年间,埃菲尔铁塔经历了无数壮举、璀璨灯光与贵宾游览。这座充满传奇与大胆设计的地标始终激发着艺术家的灵感,挑战着人类想象力。
它见证了无数国际盛事:璀璨灯光秀、铁塔百年庆典、2000年千禧焰火、油漆大修与闪烁灯光。它曾披上欧盟主席国之蓝,或在120周年之际绽放多彩光芒。它还举办过溜冰场、花园等特别装置。
这座纪念碑是法国的象征,巴黎的名片。如今,它每年接待近700万游客(其中约75%为外国游客),成为全球最受欢迎的付费景点。自1889年开放以来,已有近3亿来自不同年龄与背景的游客慕名前来。
埃菲尔铁塔:法国的象征
360度全景视野,巴黎风光一览无余,尤以二层为佳。二层设有米其林星级餐厅“儒勒·凡尔纳”。一层于2021年重新开业了一家啤酒馆。三层的“香槟酒吧”供应冰镇玫瑰或白葡萄酒,还可搭配鱼子酱。此外,还有自制柠檬水与矿泉水。营业时间为11:00-22:30(7月与8月延至24:00)。
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建造者,工程师古斯塔夫·埃菲尔
古斯塔夫·埃菲尔作为工程师的一生充满技术壮举。他于1832年12月15日出生于第戎,1923年12月27日在巴黎逝世。
1876年,他设计了葡萄牙杜罗河上的波尔图高架桥,1884年建造了法国加拉比高架桥,还参与了匈牙利佩斯火车站、尼斯天文台圆顶与纽约自由女神像的结构设计。他一生最高的建筑杰作仍属1889年建成的埃菲尔铁塔。这一年也标志着他作为企业家生涯的终结——他被卷入巴拿马运河丑闻。在此之前,他还发明了“便携式桥梁”,以“成套组件”形式销往全球。
在1889年世界博览会之后,他试图为已经失去吸引力的埃菲尔铁塔赋予新的用途。他在铁塔脚下建造了一座风洞,后于1909年在巴黎的布洛涅大道建造了一座更大的风洞,至今仍在使用。铁塔还成为气象观测站,同时收集其各建筑内设立的观测站的数据。最后,埃菲尔铁塔转变为新兴无线电的巨型天线,并成为“国家国防的战略要地”。古斯塔夫·埃菲尔于1923年12月27日逝世,享年91岁。
建造前建筑师之间的学术争论
金属结构早已存在,但它们都是“水平”的(如古斯塔夫·埃菲尔于1877年在葡萄牙波尔图的杜罗河上建造的玛丽亚·皮亚桥;在法国,1884年的加拉比高架桥,以及欧洲其他数十座类似建筑)。垂直结构则被用于建筑和车站,但外部覆盖着石材、混凝土或金属板(如奥古斯特·巴托尔迪设计、1886年在纽约揭幕的自由女神像骨架)。
实际上,这是一场建筑师之间的争论:一方支持石材和混凝土,另一方则希望在现代主义理念下展现金属结构。正如埃菲尔铁塔的情况,主要竞争对手建筑师儒勒·布尔代斯提出了一座370米高的石砌塔,塔顶装有灯塔,旨在照亮巴黎直至万塞讷森林——这在当时的技术条件下是无法实现的宏伟梦想。困难显而易见,但这一塔梦仍萦绕在众多建筑师心头却未能实现。儒勒·布尔代斯因与建筑师达维乌合作建造1878年世界博览会的特罗卡德罗宫而闻名,该宫殿于1935年拆除,为1937年博览会让路。
布尔代斯和埃菲尔均毕业于中央工程师学校,分别在1857年和1855年毕业,两人仅相差三年。
千英尺高塔
建造一座“超过千英尺高”的塔梦萦绕着世界上最大胆的建筑师。然而,他们面临着无数技术难题。例如,1885年,华盛顿方尖碑(高169米)的石砌工程被突然叫停。但“宏伟塔梦仍挥之不去……”。1874年,克拉克和里夫斯宣布计划在费城建造一座超过千英尺的高塔,却始终未能实现。
在法国,继色当战败和阿尔萨斯-洛林沦丧之后,新生且仍脆弱的共和国需要一项壮举来纪念1789年大革命一百周年。最终,1883年通过的1889年世界博览会建造超过千英尺高塔的项目得以落实。
埃菲尔的方案
对于1883年通过的1889年项目,埃菲尔的两位工程师埃米尔·努吉耶和莫里斯·克什兰提出了一座金属塔的构想。他们的灵感来源之一是米兰的维托里奥·埃马努埃莱二世拱廊。他们于1884年6月6日完成的草图,在建筑师斯蒂芬·索弗斯特的协作下得以完善并装饰。最初持保留态度的古斯塔夫·埃菲尔最终接受了这一构想(尤其是莫里斯·克什兰的提议),并购买了1884年9月18日注册的专利。接下来他需要推销这座铁塔。以此为标签,他首先向计划举办另一场世界博览会的巴塞罗那市长提议,但对方以“脱离实际且成本过高”为由拒绝。为避免再次失败,这位企业家意识到必须让自己的方案不仅令市长信服,也要赢得公众舆论。于是,他斥巨资进行新闻文章、广告和公关活动(特别是与时任商业部长兼博览会总专员爱德华·洛克罗伊的合作)。
1886年5月1日,埃菲尔的方案在经过“调整”以适应其设计后获得一致通过,并击败所有其他竞争对手。实际上,评选委员会内部存在分歧,这延迟了合同签署,并使其他不够“巧妙”的竞争方案处于劣势。1887年1月8日与国家签订的协议明确了资金和选址——塞纳河岸,与耶拿桥对齐,即首都中心地带。
授予埃菲尔先生的最终建设合同
这是一份仅12页的合同,签署于1887年1月8日。
“1887年1月8日,展览会部长兼总专员洛克鲁瓦先生、塞纳省省长普贝勒先生(经市议会授权)与中标人埃菲尔先生签署协议,后者承诺在1889年展览会开幕时建成并启用这座300米高的塔楼。”
埃菲尔先生需接受展览会工程师及1886年5月12日成立的特别委员会的监督。他获得以下权利:
1. 一笔150万法郎的补贴,分三次拨付,最后一次在工程验收时支付;
2. 在展览会期间经营塔楼的权利,包括向公众开放以及设立餐厅、咖啡馆等场所,但需满足两个条件:平日登塔价格限制为顶层5法郎、二层2法郎,节假日则为顶层2法郎、二层1法郎;餐饮等特许经营需经部长批准;
3. 自1890年1月1日起享有20年的经营权。
期满后,塔楼的经营权将归还巴黎市,而巴黎市也将从展览会结束时起取代国家成为纪念碑的所有者。
埃菲尔公司面临的财务约束
埃菲尔享有盛誉,在法国和欧洲拥有多项桥梁、高架桥和车站的成功案例。他善于网罗杰出人才,如埃米尔·努吉耶和莫里斯·克什兰。这位不知疲倦的工作者、受人尊敬的实干家以新颖简洁的理念快速推进项目。但巴黎市仅能资助150万法郎的建设。古斯塔夫·埃菲尔自掏腰包垫付了估算成本650万法郎的80%——这是一项重大的财务赌博。作为回报,当局授予他自1890年1月1日起20年的经营权,之后塔楼将归还巴黎市。
1888年,古斯塔夫·埃菲尔向三家银行寻求资金支持,并于1888年9月3日(即工程完工前七个月)与法埃银行、工商信贷银行及法国兴业银行签署协议。这最终促成了埃菲尔铁塔公司(STE)的成立,埃菲尔将塔楼的经营权注入其中。
埃菲尔铁塔建设背后的数字
工程进度
开工及基础施工:1887年1月26日
桥墩组装开始:1887年7月1日
一层完工:1888年4月1日
二层完工:1888年8月14日
塔顶完工及工程竣工:1889年3月31日
工期:2年2个月零5天(一项真正的技术壮举)
设计
18,038个金属构件
5,300张施工图纸
50名工程师和绘图师
建造
150名工人在勒瓦卢瓦-佩雷工厂
工地上有150至300名工人
2,500,000颗铆钉
7,300吨熟铁(精炼工艺,用于去除铸铁中的过量碳)
60吨油漆
5部电梯
埃菲尔铁塔的建造
埃菲尔公司赢得竞赛,目标是“研究在战神广场建造一座铁塔的可能性,塔基为正方形,宽125米,高300米”,击败了107个竞争对手。该项目由企业家古斯塔夫·埃菲尔、工程师莫里斯·克什兰和埃米尔·努吉耶,以及被选中的建筑师斯蒂芬·索弗斯特设计。
基础工程于1887年1月开始,支柱结构于1887年7月1日动工。塔顶部分及整体工程在21个月后的1889年3月31日完工。
如此快速的施工得益于建造者采用的方法。所有构件均在巴黎附近的勒瓦卢瓦-佩雷工厂(埃菲尔公司总部)预制。塔的18,000个部件均经过精确到十分之一毫米的设计和计算,随后以约5米长的分段组装。工地上仅有150至300名工人,由曾参与埃菲尔此前建造的大型金属高架桥的资深团队指导,负责组装这个巨型“积木”。塔的2,500,000颗铆钉中仅有三分之一在现场直接固定。
埃菲尔铁塔对地面的压强仅为每平方厘米3至4千克。工程中使用“沙箱”和液压千斤顶(后被固定垫块取代)将金属结构的垂直位置精确调整至毫米级。
关于埃菲尔铁塔建造的争议
早在古斯塔夫·埃菲尔被选为获胜者之前,围绕未来铁塔的争议就已激烈。主要由建筑师协会发起,他们反对外露的金属结构,而埃菲尔的竞争对手、协会成员儒勒·布尔代也持反对意见。当时,金属结构通常会被石材或混凝土包裹。
古斯塔夫·埃菲尔被选为建造者后,争议并未平息。建造项目继续遭到强烈反对。1887年1月首次动工时,一份由夏尔·古诺、夏尔·加尼埃、维克多·萨尔杜、亚历山大·仲马之子、弗朗索瓦·科佩、苏利·普吕多姆、勒孔特·德·利尔、居伊·德·莫泊桑、于斯曼等艺术家签署的“艺术家抗议书”随之出现。据说埃菲尔当时曾表示:“当心伟大的男人!当心伟大的男人!”
铁塔建成之初便成为争议焦点。文学艺术界泰斗的批评反而将铁塔推上舞台中央,同时也赢得了应有的成功。争议在铁塔完工后自行平息,其无可争议的存在感及巨大的人气使其地位不可动摇。1889年世博会期间,铁塔接待了200万名游客。
埃菲尔铁塔数字速览
当前高度:324米(含天线)
初始高度:312米(见下文)
一层:57米,面积4,415平方米
二层:115米,面积1,430平方米
三层:276米,面积250平方米
电梯:5部从地面至二层的电梯,2组双电梯(特种电梯)从二层至塔顶。
钢结构重量:7 300吨
总重量:10 100吨
使用铆钉数量:2 500 000
铁件数量:18 038
支柱:四根支柱构成一个边长为125米的正方形。
为什么埃菲尔铁塔的高度会随季节变化?
我们都知道埃菲尔铁塔的官方高度为324米(含天线)。但实际情况略有不同。夏季,当气温接近30°C时,铁塔会伸长约十厘米;而在最炎热的日子里,甚至可能增长20厘米。
冬季则相反:地面温度可降至-10°C至-15°C,铁塔顶端更可降至-20°C,这会使其缩短约20厘米,甚至更多!
这并非魔法,而是由其主要材料——324米长的熟铁——在热胀冷缩下的正常物理反应。
出于同样的原因(热胀冷缩),夏季的埃菲尔铁塔会向背离阳光的一侧倾斜:在约15点之前,铁塔更多地向北倾斜;傍晚时分,则更多地向东倾斜。
古斯塔夫·埃菲尔作为工程师-建造者的职业生涯终结:巴拿马运河
凭借这一成功,埃菲尔立即投入巴拿马运河船闸的建设。运河工程进展缓慢,费迪南·德·雷赛布放弃了开凿海平面运河的构想,转而采纳埃菲尔的方案:建造大型船闸。然而,1893年,由雷赛布任主席的运河公司因财务丑闻(包括腐败议员掩盖公司近乎破产的真相)陷入巨大危机。
巴拿马丑闻轰动一时,众多小投资者血本无归。古斯塔夫·埃菲尔虽仅以承包商身份为公司履行职责,却仍被推上被告席——舆论要求有人为此负责。1893年2月9日,巴黎上诉法院判处他两年监禁并处20 000法郎罚款。最终,1893年6月15日,法国最高法院通过调查证实其未参与资金挪用,宣布其无罪。
尽管被判无罪,但巴拿马丑闻仍深深伤害了埃菲尔,他从此退出商界,专注于气象学与航空动力学(与航空相关)的科学研究,同时也关心“他的铁塔”的未来。
古斯塔夫·埃菲尔再次拯救铁塔
古斯塔夫·埃菲尔仅在1910年前拥有铁塔的所有权。当时有人试图游说巴黎市政府“回购”即将到期的合同——并拆除铁塔。但面对埃菲尔的强硬立场与法律支持,此阴谋未能得逞。
此外,1900年世博会期间,尽管大量游客再次涌入巴黎,铁塔的参观人数却持续下降。埃菲尔铁塔逐渐被世人遗忘。
古斯塔夫·埃菲尔决心证明铁塔的实用价值。1898年,他在塔顶设立了一个气象实验室,不久之后的1901年又安装了永久无线电发射器。他致力于为铁塔寻找各种科学用途:测量放射性、分析空气、傅科摆实验等。他说道:“它不仅仅是一个供人观赏的奇观。无论是世博会期间还是之后,它都不会仅仅成为公众的好奇对象,还将为科学和国防事业做出卓越贡献。”他进行的一项实验最终引起了军方的关注,并很可能挽救了铁塔。从埃菲尔铁塔顶端发出的无线电信号被在阿尔萨斯——1870年法国战败后的敏感地区——的法德边境捕捉到。这标志着军用信鸽时代的终结!“这座铁塔对国防事业具有战略意义。”无线电专家费里埃将军如是说。1908年,铁塔顶端发射器的覆盖范围从最初的400公里扩大到近6000公里,不仅能覆盖靠近德国边境的驻军,还能到达法国盟友——俄罗斯。
埃菲尔与航空新技术
这位工程师看好“比空气重”的飞行器未来,开始投身于空气动力学研究——这一专业早在铁塔建造期间就已涉足(因其需抵御风力)。他利用铁塔通过“自由落体”装置测量物体的空气阻力。1909年,他在战神广场设立了第一座风洞,1912年又在巴黎十六区的奥特伊设立了第二座。
第一次世界大战期间,埃菲尔继续研究螺旋桨、机翼和射弹。
战后的1921年,他将所有这些设施无偿献给法国政府,具体移交给航空技术服务部。
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