Мосты

Кете Райнер

Святой Килианус на Мариинском мосту через Майн в Вюрцбурге. На заднем плане — Мариенбергская крепость

В последующие годы строительство мостов велось по тем же законам, которые были открыты учеными эпохи Возрождения. Все точнее определялись силы, воздействующие на строительные сооружения, изучалась прочность используемых материалов. Немецкий философ и математик Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646–1716) и английский физик Исаак Ньютон (1643–1727) открыли дифференциальное и интегральное исчисление, оказавшееся чрезвычайно полезным для расчетов. В 1720 г. в Париже было создано Объединение инженеров мостового и дорожного строительства, а в 1747 г. открыто первое специальное инженерное училище — Школа мостов и дорог. Эта школа,

существующая и поныне, долгое время обеспечивала Франции ведущее место в мостостроении. Пришли новые времена. Отныне мосты возводили уже не архитекторы, а инженеры-строители, и все несущие конструкции рассчитывались еще до начала строительства.

Почему строили деревянные мосты?

Три формы балочных мостовых конструкций. На первом плане — ферма с параболическим поясом, сзади — ферма с параллельными верхним и нижним поясами

Со времен античности для строительства мостов предпочитали камень в силу его долговечности. Однако в лесистых районах определенные преимущества имело дерево: деревянные мосты сравнительно дешевле, и если наводнение сносило такой мост, то можно было быстро соорудить новый.

Знания, накопленные при возведении каменных мостов, использовали и для строительства деревянных. Ведь для возведения каменного моста необходимы деревянные конструкции — уже упоминавшиеся кружала, способные принимать на себя тяжесть недостроенного моста. Еще римляне владели искусством создавать из дугообразно составленных и укрепленных распорками деревянных балок в высшей степени устойчивые конструкции.

Строительство деревянных мостов было, в частности, очень популярным в Швейцарии с давних времен и особого расцвета достигло в XVIII в. Иоганн Ульрих Грубенман (1709–1783 гг.), плотник из кантона Аппенцель, возвел, к примеру, мост на реке Лиммат возле Веттингена протяженностью 60 м и без промежуточных опор. Он спроектировал даже 100-метровый мост, который должен был перекрыть Рейн около Шафхаузена. Однако отцы города сочли его проект слишком смелым. Они не верили в несущую способность такого моста и настояли на возведении промежуточной опоры. Говорят, что Грубенман построил ее, но мост возвышался над ней. Правда, через несколько недель дерево слегка прогнулось, и проезжая часть мягко опустилась на опору. К сожалению, нам не дано увидеть это необыкновенное сооружение, так как в 1799 г. французские войска сожгли его.

Деревянные леса и кружала Чертова моста на автомагистрали Гера — Йена (1937 г.) — шедевр плотницкого искусства

Несмотря на опасность пожаров, в Центральной Европе еще и ныне существует около 200 больших деревянных мостов. Большинство из них покрыто черепичной крышей для защиты проезжей части от непогоды. Особенно впечатляет 200-метровый мост через Рейн в Зеккингене, соединяющий Германию со Швейцарией. Старейшим же остается возведенный еще в 1330 г. 200-метровый Часовенный мост в Люцерне (Швейцария). Важную роль сыграли деревянные мосты в развитии железных дорог Северной и Южной Америки. Из-за обилия рек и каньонов, вдоль и поперек пересекавших необъятные территории, необходимо было возводить множество мостов; строительство каменных мостов требовало бы колоссальных затрат, а дерево было доступным и дешевым строительным материалом. Так возникли гигантские конструкции из деревянных балок, например мост через реку Портидж южнее озера Эри в штате Огайо.

Крытый деревянный мост через Рейн в Зеккингене имеет 200 м в длину

Часовенный мост в Люцерне — старейший из больших деревянных мостов. Сооружен в 1330 г.

Правда, прочность таких мостов оставляла желать лучшего: между 1878 и 1895 гг., по американской статистике, под поездами обрушилось 502 моста, то есть происходило в среднем по 29 аварий в год; еще больше мостов сгорело при пожарах. Строительство первых железных дорог в Германии тоже потребовало высоких мостов. Однако лишь немногие из них были деревянными, большинство возводили из камня и кирпича. Самые блистательные из этих огромных строений — используемые и поныне виадуки

через долины рек Гельцш и Эльзен в Саксонии. Их соорудили в середине прошлого века для железной дороги из Лейпцига в Нюрнберг, и они считались в свое время самыми высокими в мире. Одна только опалубка для виадука через Гельцш потребовала 23 000 бревен. Оба моста по форме напоминают Римский мост в Ниме. Конечно, они превосходят его по несущей способности (хотя и незначительно), по длине и высоте. Но потребовалось два тысячелетия, чтобы современные мостостроители достигли уровня римских мастеров.

Виадук через ущелье Верруга в Андах, филигранная конструкция из дерева

От тех, кто работал на этих стройках, требовалось крайнее напряжение. На строительстве виадука через Гельцш, к примеру, временами трудилось до 10 000 плотников и неквалифицированных рабочих. Летом им приходилось оставаться на работе с 5 утра до 9 вечера. Платили им мало, условия труда были скверными, и мало кто заботился о технике безопасности. Одно лишь строительство виадука через Гельцш унесло 30 человеческих жизней, и более тысячи работников были вынуждены обратиться к врачам.

Виадук через р. Гельцш неподалеку от г. Плауэна в Саксонии построен из кирпича

Мосты из железа и стали

Чем лучше мосты из железа?

Американский конструктор мостов Вашингтон Роблинг в результате кессонной болезни был парализован, однако продолжал руководить строительством Бруклинского моста в Нью-Йорке, сидя в инвалидной коляске и наблюдая за работами в подзорную трубу

Арочный мост из естественного камня мог столетиями выдерживать тяжесть людей и лошадей, экипажей и телег. Но когда новое средство сообщения — железная дорога — начало завоевывать мир, сразу же выяснилась ограниченность прежней мостостроительной техники. Вес поездов, скорость, да и сами трассы стали причиной совершенно непривычных требований, выдвигаемых при строительстве новых железных дорог. Проезжие дороги, пролегающие по холмистому ландшафту, извивались, сбегая с гор в долины, пересекали по сравнительно небольшим мостам реки и вновь петляли по склонам, чтобы преодолеть следующую возвышенность. На рельсовой трассе, напротив, не должно быть ни больших подъемов, ни крутых спусков. Поэтому железнодорожное полотно вспарывает ландшафт, буравит туннелями горы и пересекает долины по высоким виадукам. Для каждого ручья, каждой поперечной дороги, каждого оврага нужен мост; а поскольку их требуется так много, они должны быть недорогими и выдерживать супертяжелые грузы. Сначала думали строить железнодорожные мосты из того же материала, который шел на рельсы и локомотивы. Но во время первого расцвета железнодорожного строительства, около 1850 г., высококачественная сталь была еще вещью редкой и дорогой. Потому поначалу большинство европейских стран и США предпочитали использовать дерево или камень. Исключение составляла Англия, в те времена самый крупный в мире производитель железа.

В течение тысячелетий производство железа было трудоемким делом, и получали металл в небольших количествах. Истинный «железный век» начался лишь в 1735 г. Тогда на металлургическом заводе в английском городке Колбрукдейле на реке Северн удалось получить желанный металл в доменной печи с помощью кокса (дегазированного угля) — чугун. Лишь теперь стало возможным его массовое производство.

Удаление углерода из чугуна в грушевидной реторте по методу Бессемера. Прогресс в сталелитейном деле сказывался и на мостостроении

Там же, в Колбрукдейле, в 1779 г. появился и первый в мире мост из металла, построенный доменщиком Абрахамом Дерби и инженером Джозефом Уилкинсоном. Мост соединял берега реки Северн; как исторический памятник он находится сейчас под охраной государства. Чугун — материал хрупкий; как и естественный камень, он выдерживает лишь силы сжатия. Поэтому создатели моста применили уже испытанную арочную конструкцию. Детали арок пролетом 21 м были отлиты на заводе Дерби. На строительной площадке их предстояло лишь собрать.