Сидней Уитингтон - История инженерного дела. Важнейшие технические достижения с древних времен до ХХ столетия

Рис. 5.5. Арочные контрфорсы, хоры, Сент-Уэн, Руан

Есть свидетельства того, что средневековые инженеры использовали бумагу, пергамент и древесину для чертежей, но эти архитектурные планы до нас не дошли. Между тем до сих пор существует горизонтальный план монастыря Сен-Галлен, Швейцария, который государственный деятель и биограф Карла Великого Эгинхард разработал сразу после 800 года. В Британском музее и других европейских коллекциях есть и другие, более поздние планы. Самый известный альбом рисунков находится в Парижской национальной библиотеке и принадлежит Виллару де Оннекуру, архитектору XIII века. Тридцать три его рисунка на пергаменте с пояснительными надписями сохранились до наших дней. Возможно, архитектор планировал использовать свой альбом как учебное пособие для молодых строителей. На одном из рисунков показано приспособление для отпиливания свай под водой (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Машина для отпиливания свай под водой

Представляется в высшей степени сомнительным, что средневековые архитекторы использовали в работе модели целых зданий и даже крупных секций. Однако они постоянно применяли шаблоны и крупномасштабные чертежи мелких секций. Есть много свидетельств того, что мастера-каменщики делали деревянные и тканевые шаблоны, которые отправляли в каменоломни, чтобы облегчить придание камню нужной формы, и найдено по меньшей мере два свинцовых шаблона. Есть несколько полномасштабных чертежей на стене Реймсского собора, по которым мастера строили отдельные части здания. Средневековый архитектор делал так много чертежей, рисунков и шаблонов, что у него было для этого специальное помещение – предшественник современного архитектурного бюро.

Основными материалами, использованными в строительстве, были камень, раствор, железо, древесина и гвозди. Средневековые инженеры имели обширные знания о свойствах материалов, с которыми работали. В некоторых великих соборах участки ненесущих стен выполнены из мягкого камня, а поддерживающие столбы – из твердого. Строители иногда использовали атмосферостойкий камень для наружной облицовки и, как правило, использовали разные методы, такие как покрытие белой известью, для предотвращения разрушения камня. Их раствор, однако, являлся сравнительно неэффективным, иногда ему требовалось несколько лет, чтобы затвердеть, и часто он обладал низкими адгезивными свойствами. В большинстве готских соборов много кованых железных скоб, дюбелей, анкеров и даже цепных тяг с проушинами. Детали из кованого железа кипятили в жире, чтобы предотвратить появление ржавчины. Для крыш средневековые строители использовали древесину, и, если применяли гвозди из кованого железа, их тоже варили в жире для сохранности. Средневековые строительные инструменты отличались от римских. Средневековые инженеры использовали в качестве подъемных механизмов ступальные колеса и нечто вроде токарных станков для вытачивания дерева и камня. В середине XIII века широко распространились ручные тележки, дающие экономию в рабочей силе.

В Средние века стало меньше путешественников и торговцев, но торговля и путешествия не прекратились. Римские дороги, хотя и заброшенные, продолжали использоваться. Мостов было мало, но паромы были широко распространены, и нередко мостились броды. Существуют свидетельства того, что новые дороги отвечали изменившимся условиям. По-видимому, они не имели твердого покрытия, которое не было необходимо, пока дороги использовались только при погодных условиях, подходящих для путешествий. В некоторых частях центра и запада Европы мосты сносили, чтобы дать жителям естественную защиту в виде реки. Но люди продолжали передвигаться по Европе, и искусство мостостроения не исчезло.

Император Карл Великий, как Юлий Цезарь до него, построил большой деревянный мост через Рейн у Майнца. Это было около 800 года. Его строили десять лет, а сгорел он всего за три часа. Император планировал построить новый мост из камня, но умер, и его план не был осуществлен. Цезарь оставил подробный рассказ, но о труде Карла Великого мы можем строить только догадки. По-видимому, это был мост на тяжелых сваях. Их фундамент под водой можно было увидеть еще в 1881 году, хотя некоторые авторитеты считают, что это были остатки римского моста. Да и случайный характер пожара подвергается сомнению. По одной версии, грабители уничтожили мост, захватив там товары. По другой – его сожгли перевозчики, чтобы укрепить свой бизнес. По третьей версии, разрушить мост приказал епископ Майнца, чтобы остановить грабежи и убийства, ставшие там обычным явлением, в результате чего многие несчастные исчезли в реке. Трудно поверить, что Карл Великий санкционировал такое решение после того, как мост строился десять лет, да и епископ вряд ли мог принять такое решение без согласования с императором. В любом случае каменный мост в этом месте появился только в 1862 году.

Испанские мавры строили достойные каменные мосты, да и в центре Европы они периодически появлялись – в Италии и Германии. Обычно мосты состояли из полукруглых арок, массивных опор и жестких линий типично римских конструкций. В XI веке строительство мостов, так же как церквей, активизировалось. И мосты стали появляться самые разные. Можно выделить мосты с заостренными арками, как тот, что был построен через реку Тарн в районе города Альби, Франция, и мост Марторель в Испании (рис. 4.5). Для большинства мостов все еще использовались полукруглые арки; пример – мост через Дунай в Регенсбурге, построенный в 1135–1145 годах. Но все чаще появлялись более плоские сегменты окружностей большего радиуса. Пролеты больше не были одинаковыми на всем протяжении, например, симметрично возрастали к центру. Стали возникать довольно-таки причудливые конструкции. Особенно это касалось уклона дороги. Римляне строили равномерно выгнутые мосты, называя их «спина мула», а средневековые строители могли устроить высшую точку в любом месте, там, где это было удобно – например, где проходил судоходный канал. Их мосты отличались друг от друга еще больше, чем от римских предшественников. Подвижные деревянные заграждения пролетов – их можно было поднять, чтобы пропустить лодки, или, наоборот, опустить, тем самым остановив движение, что являлось распространенной мерой обороны, – использовались на мостах через рвы средневековых замков. Одни поднимались на цепях, другие представляли собой обычные платформы, которые выдвигались, как сходни. Также были pons a bascule (сбалансированные, уравновешенные мосты), небольшие деревянные конструкции, обычно использовавшиеся во французской сельской местности.