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

Мост через реку Уай в Чепстоу и Королевский мост Альберта через реку Тамар у города Салташ — это самые крупные и, пожалуй, самые интересные мосты из тех, что я построил.

Говорят, эти сооружения замечательны не только своими размерами, но также экономичностью проекта, формой верхних конструкций, методами сооружения оснований опор — и красотой, с какой они вписываются в окружающий пейзаж.

Всякий, кто имеет смелость добраться до городка Чепстоу, оказывается в живописной долине чистой и живой Уай. Эта река берет начало на вершинах Плинлаймона, а потом петляет между Уэльсом и Англией, представляя собой их естественную границу, до самого моря, где впадает в эстуарий могучего Северна — самой крупной реки Великобритании.

Трудно не залюбоваться крутым левым берегом Уай — мощным обрывом белой известняковой скалы на краю плоской равнины. Что касается правого, то он лишь чуть возвышается над урезом течения, а дальше пологим склоном уводит взгляд в сторону залива. И почва с этой стороны глинистая — то совсем слабая, то что-то вроде галечника с вкраплениями крупных камней и валунов.

Уай — река судоходная. Следовательно, при строительстве моста для нужд навигации требовалось оставить не менее 50 футов от уровня ее течения до нижних перекрытий будущего сооружения.

Левый высокий берег вполне отвечал такого рода запросам, правый — никуда не годился ни по высоте, ни по качеству слагающего его зыбкого грунта. Можно было, конечно, найти поблизости такое место, где оба берега были бы достаточно основательны, а потом добирать недостаток их высоты строительством высоких пилонов… Но все же грех было не воспользоваться этой скалой — на мой взгляд, она должна была придать моему мосту особенные черты.

Общее расстояние, требовавшее перекрытия, составляло здесь около 600 футов. Я разделил его на четыре части — речной пролет длиной 300 футов и три береговых, каждый около 100 футов.

Левая сторона моста, как я уже пояснил, не вызывала сомнений: она ложилась на естественный и более чем надежный устой — известняковую скалу. Но с другого конца большого пролета и под будущими пилонами малых пролетов дело обстояло куда хуже — материковый камень залегал на глубине 30 футов под уровнем дна.

Что было делать?

Углубиться в дно до материкового камня при помощи кессона? Глубина реки здесь составляла 84 фута, и такой объем работ отнял бы неслыханное количество времени.

Загнать в дно сваи, а на них возвести пилоны? — в принципе, это было возможно, но обходилось непомерно дорого.

Использовать ту или иную модификацию затопления чугунных цилиндров, какие применялись мной при строительстве, например, Виндзорского (не помню, говорил ли я о нем) и Рочестерского (точно не упоминал) мостов? Да, это было возможно…

Помните, как мы с отцом погружали кирпичную башню при начале строительства туннеля под Темзой? Здесь тот же принцип. Чугунные цилиндры футов шести в диаметре, а формой напоминающие тростниковые трубки несказанной величины, вертикально ставятся на дно. Цилиндр герметично закрывается сверху, и в него нагнетается воздух до тех пор, пока вода полностью не будет вытеснена и не обнажит дно. Теперь цилиндр можно открыть — под собственным весом он уже ушел в грунт настолько, что вода практически не сочится. Внутрь опускаются рабочие — двое как максимум по причине тесноты — и начинают выбирать и подавать наверх донный грунт. Углубление увеличивается, и в результате цилиндр под собственным весом опускается все ниже. Для надежности я даже использовал добавочные утяжелители — в подобной ситуации пара-другая тонн никогда не помешает.

После ряда экспериментов — ведь всякое дно имеет свои особенности — последние сомнения были устранены, и я смог приступить к строительству.

Каждую из береговых опор 100-футовых пролетов составляли три шестифутовых цилиндра, соединенные между собой на расстоянии 7 футов друг от друга. Главный речной пилон, которому предстояло держать правый конец речной фермы, я запроектировал как двойной ряд цилиндров — то есть всего 6, каждый 8 футов в диаметре, соединенные на расстоянии 6 футов. Снизу цилиндры имели острые клиновидные края — чтобы легче резать грунт, проникая в него.

Когда цилиндры достигли материкового камня и были выровнены под основание, их доверху заполнили бетоном. При заглублении цилиндров главного пилона пришлось столкнуться с несколько большими сложностями, чем при строительстве береговых опор: у самого дна обнаружились крупные камни и куски дерева. Один из цилиндров, натолкнувшись на препятствие, треснул по длине (я уже говорил, что чугун обладает кое-какими недостатками!), еще не приблизившись к основанию. Поразмыслив, я укрепил его изнутри прочным обручем из ковкого чугуна, и тогда уже он мог быть хоть немного заглублен в скальную породу.

Когда опоры были завершены, мы пробросили по ним балки дорожного настила. При этом те, что перекрыли три правых береговых пролета, были жестко соединены между собой, в результате чего представили собой единую конструкцию длиной 300 футов, имеющую опору в двух промежуточных точках. Такое решение обеспечивало этой части сооружения вполне достаточную надежность.

Что же касается речного пролета, то с ним поступить так же просто не представлялось возможным: длиной 300 футов, он имел только две концевые опоры.

Поэтому его поддерживают две главные сквозные фермы — по одной на каждый путь двухколейной дороги.

Их конструкция такова.

Как на берегу, так и на промежуточной опоре построены пилоны. Береговой — каменной кладки, невысокий, поскольку сам берег достаточно высок; промежуточный — чугунный, высотой почти 50 футов от уровня железнодорожных путей. С пилонов, закрепленные концами за один и другой, свисают продольные цепи — они поддерживающие балки дорожного покрытия.

Кроме того, на пилонах сверху лежит горизонтальная, круглого сечения труба. Она 9 футов в диаметре, изготовлена из толстолистового железа. В двух местах труба добавочно опирается на стойки, которые, в свою очередь, поддерживаются теми же цепями.

В итоге вес конструкции распределяется так же, как и в висячих мостах, — однако направленному внутрь усилию цепи оказывает сопротивление труба. Чтобы предотвратить повреждение конструкции из-за неравномерности нагрузки, ей самой придана жесткость с помощью отдельных диагональных цепей, соединяющих верхний и нижний концы двух вертикальных стоек.

Я боюсь утомить читателя, а потому не буду вдаваться в более мелкие подробности конструкции и скажу лишь, пожалуй, что сплошные балки дорожного полотна в большом пролете имеют опору в шести точках, а балки трех береговых пролетов — в четырех. Поскольку к тому моменту не существовало полных данных о поведении сплошных балок с опорой на такое количество точек при их нагружении, мне пришлось самому исследовать этот вопрос математическим и экспериментальным способами. Это позволило рассчитать величину напряжения для каждого участка балки по всей ее длине.