麻省理工學院的研究者最近按照達文西500多年前設計繪製的橋樑手稿,用三維打印技術造出一個與實物等比例的模型,發現達文西當時的設計相當巧妙。

1502年,達文西為鄂圖曼帝國國王蘇丹•貝耶茲德二世設計了一座連接伊斯坦布爾及其旁邊城市加拉塔(Galata)的橋樑,但是當時沒被採用。

MIT的研究者造出的模型為實物500分之一的尺寸。研究者之一結構工程師巴斯特(Karly Bast)說,他們發現達文西設計橋樑的長度是當時世界上普通橋樑的10倍多。

巴斯特說,這座橋設計為扁平的單拱形式,全長280米,還能抗擊當地可能發生的地震,是個十分出色的設計。

他們打印了126個小塊,像玩拼圖一樣一塊塊拼出這個1:500的模型,完成的模型長度約81厘米。

研究者介紹說,這座橋樑出色的特點之一是,整座橋由基礎模塊互相擠壓的作用力結合在一起,無需任何固定的鉚釘或黏合劑。「全靠壓力結合在一起,我們想展示這些內部的作用力的完美平衡。」

幾何的力量 無需固定的鉚釘

在構建模型過程中,放進最後一塊「拱心石」的時刻令研究者們興奮不已。「我們把最後一塊拱心石擠進去,心存很多顧慮,但是它成了。最後我們把支架拿掉,模型穩穩地站住了。」巴斯特說。「這是幾何的力量。」

另一個特色在於,現代多數的橋樑採用半圓拱形,而且需要多個橋墩的支持,達文西設計的這座橋採用了扁平的單拱弧形。

它既要足夠高,讓帆船能從底下通過,又要足夠堅固,抗擊從側面來的衝擊力,比如來自大風和地震的影響。

於是達文西在橋的兩端設計了兩個V形結構,就像人為了站穩而分開腳站立的姿勢一樣。在穩定性測試中,這個模型的確相當穩固。

研究者稱,不知道這個設計是達文西在「50秒內」產生的「靈感」,還是經過周密計算後拿出的設計。

這份研究在國際殼體與空間結構協會(IASS)近期在巴塞羅納舉行的會議上展示。◇