世界上“最贵”的戒指——工程师之戒的由来

工程师之戒（英语：Engineer's Ring）是给加拿大毕业的工程师戴在工作手上尾指的戒指，被誉为“世界上最昂贵的戒指”。这戒指象征工程师们对公众的义务和道德。这概念出于1922年，在一个名为工程师之使命契约仪式中传受到刚毕业的工程师手上。该契约仪式在加拿大七大工程学院26营成员的大学中举行。配戴工程师之戒的主要目的是时刻提醒工程师们对公众的承诺与责任。

工程师之戒

工程师之戒戴在工作手上的尾指。戒指上下各有12个平面，形成粗糙的表面。当工程师写字和画图时，粗糙的戒指表面会与纸互相磨擦，时刻提醒工程师在毕业时作出的承诺。资历深的工程师手上的戒指会因磨擦而变得平滑。因工程师之戒在加拿大的普及，美国亦跟进此工程传统，唯美国的工程师之戒表面圆滑，没有粗糙的12个平面。

工程师之戒来源于魁北克大桥施工过程中的两次垮塌事故，该两次事故也是世界建桥史上著名的桥梁垮塌事故。今天小编带领大家了解一下世界上著名的魁北克大桥坍塌事故。

魁北克大桥

圣劳伦斯河是魁北克贸易的主要航道，但冬季因结冰完全中断，且冬季冰凌高达15m，因此需要修建跨越圣劳伦斯河的桥梁。

圣劳伦斯河

1887年加拿大成立了魁北克桥梁公司并获批准在圣劳伦斯河上造一座铁路车辆两用桥。1903年，加拿大政府立项修筑穿越美洲大陆的铁路，魁北克大桥成为其中必要的环节。1908年是魁北克市成立300年周年，政府希望大桥能在纪念日前通车。因此不但保证发行670万美元的公债来造桥, 并且还催促设计加速进行。

在魁北克大桥的建设过程中，魁北克桥梁公司是大桥的业主，总工程师是爱德华·霍尔，并负责工地上的监理工作；凤凰桥梁公司是大桥设计、制造、施工的承包者。因为魁北克大桥公司总工程师爱德华·霍尔，没有参与跨度超过90米的桥梁设计经验，于是魁北克铁路桥梁公司请了当时最有名的桥梁建筑师，美国的特奥多罗·库珀来设计建造。库珀最初负责审查所有的设计投标, 1899年6月，库珀将他的结论上报公司认为“凤凰桥梁公司的悬臂桥方案是最好并且最便宜的方案”。

1900年6月，库珀被正式任命为建桥期间公司的顾问工程师，他终于成为主持人来负责一座历史性工程项目。库珀行使权力的第一件事就是对河床进一步勘探进而确定桥墩的最终位置。在对勘探结果研究之后, 库珀建议将原先487.7m的主跨加大到548.6m，这样桥墩基础可以较浅，并且可以避开主航道上春季的浮冰，不但可以降低成本，还可以将工期缩短至少一年。当然这也使魁北克大桥成为当时世界上跨度最大的桥。

三年中，库珀总共到工地上去了三次。他第三次去时已64岁, 之后他以身体状况不佳为理由声明今后不再到施工现场，从此他在远处纽约的事务所里主持这座世界最长桥跨的施工。因为库珀不打算再到现场来， 而凤凰公司负责设计大桥上部结构的工程师是彼得.施拉普卡是一位“图板工程师”，对钢结构组装并无经验，即使去工地也未必能做出判断来。于是库珀在魁北克安插了一位刚从普林斯顿大学毕业的年轻工程师——诺曼.麦克琉尔做他的耳目。但他缺少经验，并在工地上没什么权威，最大的作用是将现场的情况准确地汇报给库珀，并将库珀的指示在工地上准确地执行。所以世界上最大跨的桥梁的建设工地上没一个人对工程有足够的了解进而可以采取权威的决策，每件重要的事都得请示远在纽约的库珀。

大桥上部结构的组装开始时还算顺利，然而1906年2月出现严重问题的迹像逐渐显现。2月1日，凤凰公司的材料监督员向库珀报告大桥所用的钢料远远超出原估计用量，库珀估计这会使桁架应力增加7%至10%。然而此时南端锚跨及部分悬臂跨的杆件已加工完毕，南锚跨已组装了六个节间。库珀认为这些应力增量是可以接受的因此允许继续施工。其实此时唯一的正确选择就是从头重新开始大桥的设计。

1907年6月15日， 对大桥的实际自重计算的不足终于在大桥本身上显示出来了。麦克琉尔注意到在铆接南锚跨的下弦杆的拼接板时，两个中间肋板的拼接面不吻合。

桥梁垮塌前

当悬臂跨向河中间伸出越来越远时，后面悬臂下弦杆受压越来越严重。在开始吊装中间悬吊跨时，桁架已向河中间伸出183米。

8月6日，麦克琉尔向库珀汇报南悬臂跨的7-L及8-L(第7第8节间左侧) 下弦杆出现弯曲。

8月12日，他又汇报8-L及9-L下弦杆的拼接板也弯了。

8月20日， 8-R、9-R、及10-R ( 8、9、10节间右侧) 的下弦杆出现变形。

8月23日，5-R及6-R弦杆间的节点出现了12.7mm的偏离， 同时8-R弦杆的弯曲加大。显然这座桥在人们眼皮底下慢慢地垮下来了！然而，没有人，包括库珀在内，充分意识到问题的严重性。

8月27日，一周前南锚跨9-L弦杆的弯曲度为偏离直线19mm ，而现在则偏离了57.2mm，当天下午施工被叫停，麦克琉尔当即写信给库珀报告此事。

8月28日，魁北克公司在此项目上的负责工程师霍尔由于技术经验不足在讨论半天后决定派麦克琉尔回纽约向库珀当面汇报。然而施工又开始进行。

8月29日早上11: 30， 库珀到达曼哈顿的事务所，与已经在等他的麦克琉尔进行简短地讨论之后，在中午发送了一封电报给凤凰公司：“在问题仔细考虑清楚之前停止在桥上再加重量”。13:15，库珀的指令到达凤凰公司办公室，因总工程师不在场，指令被耽搁了。15:00，凤凰公司总工程师回到办公室看到消息后，决定等麦克琉尔到达后就安排一个小组会议。17:15左右麦克琉尔到达，他们简要讨论了情况，决定等第2天早上再采取措施。就在工程师们研究对策时，下午17:30，魁北克大桥倒塌了，声音传到10km外的魁北克。整个南跨约19000t钢材15s内全落到河里，当时86个施工工人，仅11人幸存。

魁北克大桥第一次断桥

加拿大政府不甘心失败，又在原桥墩上建造了第二座魁北克大桥。正如每次结构失事后一样，纠正措施往往矫枉过正。新桥的上部结构重量是旧桥的两倍半, 显得傻大黑粗。受压下弦杆的截面由4片厚141mm，深2219mm的肋板构成，所形成的三个空腔每一个都能富余地容纳一个壮汉站在里面。新桥施工时，中间的195m长的悬吊跨在岸上组装好浮到河中央再吊装到悬臂跨的端部。但在吊装时又出了事故，整个5200吨重的悬吊跨落到水中而损失掉，13名工人死亡，原因归结为连接强度不够。

魁北克大桥第二次断桥

1922年，在最终的魁北克大桥竣工后，加拿大的七大工程学院一起出钱将建桥过程中倒塌的残骸全部买下，并决定把这些亲临过事故的钢材打造成一枚枚戒指，发给每年从工程系毕业的学生。这一枚枚戒指就成为了后来在工程界闻名的工程师之戒(Iron Ring)。

参考文献：

李著，王景. 西奥多库珀——魁北克大桥失事记. 工程力学，1997(04)：39-144.

肖峰. 从魁北克大桥垮塌的文化成因看工程文化的价值. 自然辩证讯，2006(05)：12-17.

叶华文，陈醉，曲浩博. 魁北克大桥连续倒塌过程及结构冗余度分析[J].世界桥梁，2017，45(01)：76-81.

叶华文，张澜，秦健淇，赵琦，陈醉，Pearson.C.，Delatte，N. 魁北克大桥垮塌全过程分析. 中外公路，2015，35(05)：138-142.