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

Перемены в мышлении медленно проникают в повседневную жизнь. Архитекторы и строители XVI и XVII веков продолжали использовать привычные идеи и практики. Будучи современником Стевина и Галилея, архитектор Доменико Фонтана (1543–1607) умело применял методы прошлого, даже не помышляя об инновациях. История об известном перемещении Фонтаной обелиска, установленного во времена Калигулы, из цирка Нерона, где умирали христианские мученики, на площадь перед собором Святого Петра (рис. 6.1), то есть на расстояние около 800 футов, дает наглядное представление о методах работы итальянских инженеров. Как и в далеком прошлом, инженеры того времени были вовлечены в политику и религию.

Фонтана предложил поднять обелиск вертикально с фундамента, уложить горизонтально на платформу, доставить на новое место, снова поднять его в вертикальное положение и установить на фундамент. В октябре 1585 года он получил полномочия командовать рабочими, использовать оборудование и древесину, собирать продовольствие, решать, какие дома придется снести, чтобы освободить путь к площади, и так далее. Весь ущерб собственности населения, разумеется, подлежал возмещению, однако никто не мог отказать Фонтане и рабочим, не навлекая на себя штрафы и недовольство папы. Любой, кто осмелится «говорить, плевать или шуметь» во время перемещения, мог быть приговорен к смерти. Правда, судя по всему, так сурово никто наказан не был.

Рассказ, написанный Фонтаной в 1590 году, сохранился. Из него следует, что он разработал очень толстый канат, предназначенный специально для этой задачи, и заранее оценил, какую нагрузку тому предстоит выдержать. Он распределил весовую нагрузку между 40 кабестанами с оснасткой пропорционально прочности на разрыв, которую он тоже определил заранее. Он достал 50-футовые рычаги, способные поднять и удержать 375-тонный вес, так чтобы оснастка не находилась под постоянной нагрузкой. Также подготовил клинья, которые следовало вгонять под обелиск по мере его подъема. Зодчий не уделил должного внимания напряжению сдвига в металлических лентах вокруг обелиска и неверно оценил нагрузку на детали подъемных тяг. В конце концов пришлось использовать связывание канатами.

Для деррика Фонтана построил башню вокруг колонны. Каждая из четырех 40-дюймовых угловых стоек была сделана из древесины с болтовыми соединениями, чтобы башню можно было разобрать. Стойки входили в тяжелую деревянную платформу. Они были скреплены и связаны, чтобы предотвратить изгиб. Для поддержки всего веса колонны, когда она будет уложена горизонтально, а потом снова установлена вертикально, Фонтана установил на одной стороне деррика подвижную подпорку, способную выдержать весь вес, управляемую с помощью оснастки внизу. От цирка до площади уклон был всего лишь 4 фута, так что Фонтана получал практически ровную дорогу или виадук, который он построил из грунта в деревянных ряжах.

Рис. 6.1. Перемещение зодчим Фонтаной в 1586 г. обелиска, установленного во времена Калигулы

30 апреля 1586 года, за два часа до рассвета все было готово. 907 человек и 75 лошадей были у 40 кабестанов, 5 рычагов и клинья оставались в резерве. Еда была приготовлена, толпу оттеснили подальше, люди исповедовались, получили благословение, прослушали две мессы. Потом, стоя на возвышении, откуда ему было видно все, Фонтана дал команду приступать. Люди и лошади пришли в движение, канаты натянулись, башня заскрипела, и, если верить Фонтане, даже земля дрогнула. Обелиск слегка накренился. Прозвенел звонок, все остановилось. Фонтана осмотрел конструкцию, обнаружил, что верхняя металлическая лента порвалась, и приказал заменить ее канатами. К четырем часам дня, после дюжины попыток подъема, колонну приподняли на два фута над пьедесталом, что было необходимо для подведения под нее платформы. Пушечный залп сообщил об успехе городу. Прошло восемь дней напряженной работы, прежде чем колонна была уложена горизонтально на платформу и все было готово для начала движения к площади.

Месяцы ушли на подготовку нового фундамента, перевозку пьедестала на новое место и его монтаж. Подпочва площади оказалась неудовлетворительной. Фонтане пришлось выкопать котлован со сторонами 45 футов и глубиной 24 фута и вбить 9-дюймовые дубовые сваи на глубину еще 18 футов. После этого он велел закопать котлован и накрыть его полом из древесины каштана, чтобы предотвратить попадание влаги. Поверх был положен бетон из щебня, кирпича и пуццолана.

К 10 сентября 1586 года работы на площади были закончены. Там тоже собралась огромная толпа, прошли необходимые богослужения. На этот раз Фонтана использовал на 40 кабестанах 800 человек и 140 лошадей. За тринадцать часов, после 52 грузовых операций, языческий трофей римских завоеваний был водружен невредимым на то место, где он стоит и поныне, – перед христианской церковью Святого Петра. В течение тринадцати веков, предшествовавших рождению Христа, он являлся памятником, поставленным египетским фараоном Менептахом себе самому или божествам, которым он поклонялся. Более странную смесь религиозной символики и человеческой слабости трудно себе представить. В рассказах современников о перемещении обелиска Фонтаной подробно изложены методы, использованные в строительстве в Италии XVI века. Однако не стоит забывать, что в 41 году, то есть пятнадцатью веками раньше, аналогичная, если не более сложная, работа была выполнена римскими инженерами. Они благополучно переправили обелиск с того места, где он спокойно стоял в течение десяти веков, на берег Нила, погрузили его на баржу, перевезли по Средиземному морю к побережью Италии, затем переправили по суше в Рим и установили в цирке Нерона, где им спустя полтора тысячелетия занялся Фонтана. При этом древние римляне не допустили ни одного повреждения. К сожалению, записей о том, как им это удалось, не сохранилось.

Архитекторы и инженеры эпохи Возрождения хотели двигаться вперед, но довольствовались тем, что оставляли основные черты построек такими, как они были раньше. Не было никаких существенных прорывов в техниках строительства, которые можно было бы назвать важными изменениями в инженерии. Исключение составило возобновление использования полного купола на пандативах – тромпах, как в храме Святой Софии в Константинополе. В 1436 году Филиппо Брунеллески построил восьмигранный купол диаметром 42 метра, состоящий из двух оболочек, связанных 24 ребрами и 6 горизонтальными кольцами. Такая конструкция, при таком же расходе материала, как на одну оболочку, придавала дополнительную жесткость. Купол возвышается над собором Санта-Мария дель Фьоре во Флоренции. Фонтана вместе с Джакомо делла Порта (1541–1604) завершил строительство купола собора Святого Петра, который спроектировал и начал расписывать Микеланджело. Формы быстро менялись. Устав от готики, зодчие отправлялись в Рим за вдохновением. Брунеллески (1377–1446) и Донателло (1386–1466) использовали Пантеон как модель для собора Санта-Мария дель Фьоре. Другие тоже находили для себя новые источники вдохновения, и потому архитектура Ренессанса существенно отличается от романской и готической. Изменения шли от простого и прямого к сложному и изысканному. И архитектура Ренессанса стала даже излишне причудливой. Потом имело место возвращение к простоте и сдержанности. Так родилось итальянское барокко, после чего началось общее возрождение классической архитектуры.