伊茲橋

历史

美国内战以后，中西部的交通方式发生革命性变化。铁路逐步取代水运，成为中部地区客货运输的主要方式。密苏里河和密西西比河蒸汽船运输重要性开始降低，与之相适应的是芝加哥坐拥铁路枢纽和五大湖之利，开始成为美国西部开发的中心，而圣路易斯的地位开始降低。为改变被动局面，并且将蓬勃发展铁路业引入圣路易斯，当局开始寻求建造横跨密西西比河的大桥。1866年，圣路易斯市当局正式成立“圣路易斯和伊利诺伊桥梁公司”（St. Louis and Illinois Bridge Company），并得到授权建设大桥。公司聘用圣路易斯本地建筑师詹姆斯·B·伊兹为设计师，新桥亦命名为伊兹桥。
然而造桥活动并未如政府预期的得到支持，相反，受到不少反对声音。不少蒸气船运营商担心横跨密西西比河的大桥会影响他们的利益，因此反对任何在密西西比河上建任何桥梁。而铁路公司已把发展重点转向芝加哥，对圣路易斯兴致亦不大。船东组织成功游说政府出台法令，规定圣路易斯地区的跨密西西比河桥梁主跨度必须达到500英尺，净空50英尺（当时圣路易斯市区距河面的高度），以不干扰蒸气船的运行和装卸。这个要求在当时十分苛刻。伊兹借鉴德国科布伦茨莱茵河大桥的设计，提出利用合金钢为主承力部件的拱桥设计。1867年，大桥建设开始，1874年正式竣工并于7月4日正式通车。
由于在建设时对成本和资金状况估计不足，大桥建设中数次出现债务危机。由于提前用完了资金，仍在建设中的大桥就被用做抵押以筹集资金。由于大桥的位置是以最大程度方便公路交通，对铁路的线路布置十分不利，因此铁路层使用量一直不大。虽然在工程上获得巨大成功的同时，商业运用十分失败。建成后四年（1878年）就宣告破产，由圣路易斯商业贸易协会（Merchants Exchange）接手，后转手给主要竞争对手终端铁路公司（Terminal Railroad Association of St. Louis，TRAA）接手。1889年，圣路易斯商业协会在上游新建立铁路桥“商业桥”和伊兹桥相竞争。但不久以后商业桥亦为终端铁路公司获得。1910年，位于城北的由伊利诺伊终端铁路公司建造的麦金莱大桥建成，1917年，位于伊兹桥桥下游的由市政府直接建设的新公铁两用桥圣路易斯城市大桥（后命名为“麦克阿瑟大桥”）建成。四座桥在铁路运输竞争中，伊兹桥处于劣势。因为伊兹桥离圣路易斯市区过近，列车需经一系列隧道穿过市区才能抵达联合车站，车辆提及受到严格的限制，亦无直接通往河岸商业区的支线，因此长期以来仅用于客运列车通行。但公路交通可直通圣路易斯市区最为有利。
二战以后随着个人汽车的普及和铁路业的衰落，跨河公路交通压力遽增。1951年马丁路德金大桥，1867年首座高速公路桥波普勒街大桥先后开通。而由于战后东圣路易斯制造业衰落，人口下降，伊兹桥的公路利用率不断降低，过桥费收入遽减。伊兹桥长期只承担铁路客运，而二战以后美国城际客运交通逐渐被航空业和公路业取代，客运线路数量大减，向铁路公司征收租金的租金亦不断减少，已无法维持大桥正常养护维修。1971年美铁成立后，每日仅有寥寥数班列车通过，新式的大型客运柴油机车由于体积大，无法进入隧道。1974年，所有美铁列车转由市场桥或麦帅桥（麦金莱大桥铁路为城际电铁专用，此时已经拆除）铁路层路轨及市区铁路隧道完全废弃。1989年，伊兹桥所有权被终端铁路公司转给市政府以换取更加有利于铁路运输的麦帅桥（此时亦拆除公路层，改为纯铁路桥）。
1991年，在规划中的圣路易斯轻轨决定使用伊兹桥残留铁路层，但发现由于桥梁年久失修，已经无法同时承受公路和铁路交通。故关闭了公路交通并拆除了桥面层。伊利诺伊端引桥亦在随后完全拆除。1993年，铁路层经过必要的整修后重新开通。此时伊兹桥转变成纯铁路桥。1990年代末期，圣路易斯跨河交通压力进一步增加。

技术特征

伊兹桥全长6,442英尺（1,964米），宽46英尺（14米），主拱跨度520英尺（158米），净空88英尺（27米），上层桥面为汽车双向4车道城市道路，下层桥面为电气化双线铁路。
伊兹桥在当时的技术条件下建设难度巨大。密西西比河河宽水深，且河两岸高度不等，需架设引桥解决上下桥面的问题，由于政治上的原因必须有足够的净空和跨度保证河运航道通畅，此外还要承受住洪水的冲击。因此从设计到建筑上都必须进行突破。传统的悬索桥，开启桥和木桥方案先后被否决，伊兹决定采用三联孔拱桥构型。为解决密西西比河两岸城市高度差，伊兹在河两岸设置了两个桥头堡，并在河中央设置两个桥墩。大桥的主结构为钢质，每一孔均有4组钢拱平行排列以支撑负载，每组钢拱由上下两个主梁组成，上下主梁之间，组与组之间都有大量的肋柱以增大强度。桥墩和桥头堡建造时均钻入河底岩石层，东桥头堡的岩石层在水下38米处，而西桥头堡的岩石层在水下22米处。
伊兹桥是当时世界上最长的拱桥，加上设计时苛刻的标准，使得材料和建筑方法上必须有所突破。当时绝大部分的拱桥均为石制，而铁桥使用便宜的铸铁，两种材料无法支撑巨大的桥面和公铁路交通。因此伊兹创新性的使用了合金钢作为主承力构件。高强度的锻轧合金钢可以支撑高乘载，使大跨度的现代拱桥成为现实。同时，密西西比河河水深而湍急，无法像以往建造拱桥那样布置脚手架。伊兹决定用沈箱法先建造桥墩，然后建造悬臂连结桥墩，并最后在悬臂的指引下从两边往中间装配主拱。在建造沈箱时，因为当时医学的局限，有15名工人因为快速减压导致的沈箱病而死亡。