Андрей Волос - Жизнь Изамбарда Брюнеля, как бы он рассказал ее сам

Благодаря отсутствию устоев и контрфорсов в этом классе мостов упрощается строительство косых арок, и на крутых поворотах они не загораживают обзор по ходу поезда.

На Южно-Уэльской железной дороге близ Лансамлета я возвел сразу несколько арок такой конструкции. Глубокая выемка на склоне указывала, что здесь возможен оползень, а для того, чтобы срезать склон, потребовались бы трудоемкие земляные работы. Тогда я перекинул через выемку четыре висячие арки, нагрузил их медным шлаком, и с тех пор склоны этой лощины удерживаются их распором.

Хочу назвать еще несколько висячих мостов, расположенных наискось по отношению к направлению лежащей под ними низины. Два над Бристольско-Глостерской железной дорогой, с отклонением один в 48°, а другой — в 53°. В арке первого из них использованы такие же хомуты, что прежде я с успехом применил на Южной Девонской железной дороге близ Плимута — там был возведен косой мост с отклонением в 63°.

На Большой Западной железной дороге по соседству с Батом и Бристолем два косых моста тесаной кладки построены по механически правильному принципу постепенно раскручивающейся спирали; горизонтальные швы каждой части арки были сделаны под прямым углом к линии давления. Благодаря этому устойчивость арок не зависит от трения и сцепления материалов, как это бывает в большой степени в косых мостах, построенных обычным способом с параллельной спиралью, особенно когда арки имеют полукруглую или полуэллиптическую форму.

Замечу, что мои каменные и кирпичные мосты известны еще и благодаря тому, что при их строительстве я использовал сравнительно небольшое количество материала. В итоге, хоть качество кирпича и исполнения было превосходным, стоимость их оказывалась сравнительно невелика.

Общие принципы, которыми я руководствовался при проектировании и строительстве мостов, я когда-то привел в письме к одному из своих помощников.

«30 декабря 1854 года

Позволю себе дать Вам один общий совет: даже если Вы стараетесь использовать материалы наиболее экономичным образом и избегать пустых трат, все же количество материалов должно быть избыточным. Нельзя переусердствовать с приведением всего в равновесие; это означает, что все силы должны проходить через точки большего сопротивления или через центр поверхности сопротивления. Так, все, каким-либо образом напоминающее колонну или пилон, сделано ли оно из железа, дерева или каменной кладки, должно иметь в основании поверхность, пропорциональную тому напряжению, которое проходит через ее центр. Представьте себе структуру, тело или материалы оснований, изготовленные из очень эластичного каучука, и рассчитайте их параметры так, чтобы они стояли, сохраняя свою форму: Вы будете стремиться всеми средствами уменьшить толщину; к результату прибавьте 50 процентов. Таким образом, как показывает опыт, возводя висячую деревянную или железную конструкцию, нужно довести до совершенства каждую малую деталь, чтобы все напряжение направлялось точно через центры каждого стержня, пилона и через центр несущей поверхности. И помните, в опорных стенах всегда следует делать достаточный уклон; никогда не следует возводить вертикальные подпорные стенки или опорные стены. Как человеку с инстинктивно-механическим складом ума — а только человек такого склада может быть инженером, — я дал Вам советы даже сверх того, что мне следовало бы сказать, однако эти советы — результат большого опыта, приобретенного ценой моих собственных неудач и внимательного наблюдения за чужими; и я уверяю Вас, что это такие ценные советы, которым надо следовать буквально и строго, относясь к ним не как к теоретическим рассуждениям, которыми можно пренебрегать на практике. Пренебречь ими нельзя ни в малой доле. Я пришел к выводу, что нет ни одного материала из тех, с которыми мы имеем дело, от чугуна до глины, с которыми не следовало бы обращаться как с пластичными и эластичными субстанциями, и что величиной их сжатия или натяжения нельзя пренебречь на практике так же, как нельзя и в теории. Помните также — о чем слишком часто забывают, но что имеет серьезные последствия, — что каменная или кирпичная кладки не обладают и половиной той прочности, на которую обычно рассчитывают, то есть прочности после окончательного застывания раствора, и что нельзя слишком долго удержать в одном и том же положении подпорки и центры».

Я всегда считал, что дерево — замечательный материал, применимый для строительства самого разного масштаба. Дерево можно просто и эффективно использовать при создании как малых, так и больших конструкций.

В 1841 году я возвел пятипролетный деревянный мост под шоссейную дорогу на Большой Западной железной дороге. Общая ширина пространства, через которое нужно было перебросить дорогу, составляла 240 футов. Пролетное строение покоится на четырех высоких деревянных фермах, образующих пилоны. Два из них находятся по сторонам от железной дороги, другие разнесены на половину расстояния по каждому склону.

Дорога проходит по деревянному настилу, уложенному на продольные балки, которые поддерживаются на практически равном расстоянии друг от друга деревянными распорками. Они расходятся из точки на пилоне, расположенной ниже уровня дорожного полотна примерно на 12 футов.

Красиво, не правда ли?

Но, как я уже говорил, красота — всего лишь одна из сторон инженерной медали. Остается и другая, чисто практическая, о которой я никогда не забывал. Возвращаясь к ней, отмечу, что все мои мосты неукоснительно отвечали нескольким важным требованиям и отличались некоторыми обязательными, на мой взгляд, особенностями.

Во-первых, по мосту прокладывалось обычное железнодорожное полотно с балластным слоем той же толщины, как и на других участках трассы, что обеспечивало пути те же условия ремонта, если он требовался. Поскольку рельсы лежали на такой же основе, как и вне пределов моста, поезд, въезжая на мост или покидая его, не испытывал толчков, связанных с переездом с одной опоры на другую. Балластный слой нейтрализовал вибрацию конструкции при прохождении поезда, а в случае схождения вагона или даже локомотива с рельсов защищал настил моста от повреждения. Кроме того, если для сооружения настила я использовал дерево, балластный слой защищал его от огня. Немаловажно и то, что он избавлял от необходимости выдумывать какие-либо приспособления типа уравнительных рельсов, которые призваны избавить от последствий перепадов температур. С другой стороны, балласт утяжеляет конструкцию моста. На деревянных виадуках он связывал отдельные части конструкции и предотвращал их сотрясение в момент прохождения поезда. На мой взгляд, даже на длинных мостах вышеназванные преимущества искупали удорожание строительства за счет сооружения балластного слоя. И, наконец, мои самые любимые