【WT0.0】番外篇：魁北克大桥是怎么倒掉的

打造自己的工程师之戒...





横跨圣劳伦斯河的魁北克大桥，是一座雄伟的悬臂梁结构的大桥，至今能保持着世界第一的悬臂梁桥跨径记录。但是，在这座桥的建造历史中，曾两次垮塌，造成了令人痛心的工程事故。这座大桥现在的样子，就是《Writing Testbenches using SystemVerilog》封面图片中左侧的那座桥梁。

在分析这座大桥的倒塌原因时，Janick Bergeron是这样总结的：“

The cover of the first edition of Writing Testbenches featured a photograph of the collapse of the Quebec bridge (the cantilever steel bridge on the left) in 1907. The ultimate cause of the collapse was a major change in the design specification that was not verified. To save on construction cost, the engineer in charge of the project increased the span of the bridge from 1600 to 1800 feet, turning the project into the longest bridge in the world, without recalculating weights and stresses”

在这段话中，让我产生好奇心的是“to save on construction cost”，将桥的跨度从1600英寸扩展到1800英寸。为什么加长了桥的跨度，反而可以减少消耗？

经过查阅资料，我明白了原因。按原设计施工，两个桥墩会在水中，而按照修改的设计施工，两个桥墩就在岸上了。这么做会有以下三个好处：

1、 规避在深水中建造桥墩的不确定性；

2、 规避圣劳伦斯河冬季冰塞的影响；

3、节省桥墩的建造费用。



将跨度从487.7米增加到548.6米的方案是由桥梁设计咨询师西奥多·库珀（与谢耳朵的名字一样）提出的。但是，桥梁的荷载却没有重新计算，应力计算仍是基于487.7米的跨度。后来，库珀发现这个错误后立即做了估算，发现应力增加了约7%。重新计算自重，发现应力增加超过10%。所以，Janick说的存在偏差，问题后来发现了，只是有些晚。描述应是：在重新设计后，没有立即重新计算荷载。

当问题发现后，建筑公司却由于任务延期的索赔压力，忽视了可能的安全隐患，强行开工。1907年8月29日17：30，在工程师们研究对策时，魁北克大桥倒塌了，声音传到10公里外的魁北克。整个南跨约19000吨钢材15秒内全落到河里，当时86个施工工人，仅11人幸存。

西奥多·库珀是迷之自信吗？我觉得不至于。估计是重新计算荷载需要较多的运算量，很难“快速”给出结论。就像在投片之前，逻辑做的很小的修改，都需要做全面的回归验证。这个投入的工作量是巨大的。当然，库珀这样重大的设计修改，没有系统的进行回归验证，的确是重大失误。

Janick将该案例一直作为《Writing Testbenches》的封面，是有其现实意义的。作为验证工程师，我们需要思考的问题是：在压力下工作时，我们是否能够按部就班的做好所有质量活动？

设计工程师已经提交RTL代码，你是否能够沉住气认真评审完验证需求（验证计划、spec）；

验证报告提交日期已经临近，你是否能静下心来分析每一个用例fail，挖掘问题根因；

投片日期已经确定，你是否还能够静下心来重新分析整个流程，查漏补缺？

当面临这些问题时，我希望自己能够想到倒塌的魁北克大桥。

我希望我们设计的视频芯片，能够抓拍到犯罪分子的每一个活动，不丢任何一帧；

我希望我们设计的无线通信芯片，能够保证在汶川地震那样的情况下，能够快速组网；

我希望我们设计的自动驾驶芯片，能够保证大家出行的安全高效。

魁北克大桥的案例，最终还有这样一段典故：

1922年，在魁北克大桥竣工不久，加拿大的七大工程学院（即后来的“The Corporation of the Seven Wardens”）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这些钢材打造成一枚枚戒指，发给每年从工程系毕业的学生。然而由于当时技术的限制，桥梁残骸的钢材无法被打造戒指。于是这些学院只好用其它钢材代替。不过为了体现是代表桥坍塌的残骸，戒指被设计成被扭曲的钢条形状，用来纪念这起事故和在事故中被夺去的生命。于是，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)。



工程师之戒按照传统，一定要佩戴用于绘图或者计算的优势手的小指。年轻的工程师刚刚佩戴工程师之戒时，会觉得无论画图还是计算，优势手都会有“受硌”的感觉，这是一种对年轻工程师无时无刻的提醒，提醒工程师他要铭记工程师誓词，铭记工程师之于社会公众的责任。

我希望自己也能有一枚“工程师之戒”。

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