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

Используя твердый камень, чтобы выдерживал сжатие его необычайно плоских арок, Перроне в 1787 году сделал опоры моста Согласия в Париже (рис. 8.6) такими тонкими и так далеко отстоящими друг от друга, что снизил преграду потоку между ними до 35 процентов. Настил моста был ровным между стенками набережных. Арки поднимались всего на 13 футов над 102-футовыми пролетами. Продольные усилия, соответственно, были очень велики, но они балансировались и поддерживались в равновесии на каждой из центральных опор, чтобы сохранить равновесие, вся конструкция строилась как единое целое. Кружала невозможно было убрать, пока все арки не были построены, и осевое давление сдерживалось береговыми устоями. Иными словами, он применил метод одновременного раскружаливания всех пяти арок. Многие авторы утверждают, что достижения Перроне тем более великолепны, поскольку он не имел возможности рассчитать давления в арках. Трудно поверить, что человек, занимающий пост главы инженерного корпуса, создатель школы мостов и дорог, не знал и не использовал в работе труды своего великого предшественника Пьера Вариньона, развившего понятие «параллелограмм сил» из работ Стевина. В любом случае мост Согласия до сих пор стоит и самим фактом своего существования доказывает, что, если Перроне и не рассчитывал усилия в арках, он, безусловно, знал, как с ними обращаться.

Не только традиции мостостроения достигли высшей точки, прежде чем начались перемены, когда Перроне, уже восьмидесятилетний старик, наблюдал, как его помощник доводит его шедевр до совершенства. История Франции подошла к кризису. Начатый в 1787 году мост должен был носить имя великого Перроне. Но еще до того, как его постройка была завершена, все изменилось. В 1789 году была взята Бастилия. В 1793 году Людовик проехал по улицам Парижа на гильотину, установленную на площади Согласия. В следующем году умер Перроне. Еще до конца века Наполеон Бонапарт стал во главе Французской революции и существенно расширил ее цели, пожелав властвовать в Европе. Наполеон ликвидировал господство британцев в Египте и на Ближнем Востоке, открыл путь в Индию и на Восток для французов и, если бы ему улыбнулась удача, восстановил бы французскую империю в Северной Америке за Миссисипи. Но удача от него отвернулась. И не французы, а американцы строили мосты через Миссисипи и прокладывали железные дороги через Скалистые горы на Дальний Запад.

Тем временем строители мостов из дерева снова медленно приближались к принципам, которые Палладио установил еще в 1570 году. Французские инженеры строили деревянные арки, скрепленные множеством стоек и опор, идущих в разных направлениях. При этом они не вполне понимали принципы использования треугольников. Германские плотники тоже строили мосты с фермами, имевшие относительно короткие пролеты. Швейцарская церковь и мостостроители развили комбинацию деревянных арок и несимметричных распорок в еще большей степени. Конструкция, которую Иоганн и Ганс Ульрих Грубенман построили в Беттингене, что недалеко от Цюриха, в 1764 году, имела пролет 200 футов. Возможно, их работам было бы придано большее значение, если бы их мосты не были уничтожены наполеоновской армией в 1799 году.

Эксперты, как правило, обходят вниманием Грубенманов, считая их менее способными мостостроителями, чем американцы несколькими годами позже, которые находились далеко за морем и, значит, за пределами европейского влияния. Однако отнюдь не все мостостроители Америки стали таковыми благодаря местной изобретательности и опыту, как плотники и кораблестроители Нового Света. Енох Хейл, Тимоти Палмер и Теодор Берр, возможно, действительно работали, не зная европейских форм и практик, однако один из самых знающих американцев того времени Льюис Бернваг в 1786 году приехал из Германии. Ему тогда было семнадцать лет. Енох Хейл (1733–1813) в 1785 году построил через реку Коннектикут первый в этой стране деревянный мост с длинными пролетами. Две его фермы, каждая длиной 174 фута, поднятые на 50 футов над потоком, опирались на рамную деревянную опору, установленную на острове. Они были хорошо закреплены на концах тяжелыми наклонными стойками. Из записей неясно, но не исключено, что пролеты были арочными или коробовыми. При должном ремонте и техническом обслуживании мост простоял полвека.

Б 1805 году Тимоти Палмер (1751–1821) заменил дощатый мост на плавучих бревнах, который много лет служил переправой через реку Скулкилл в Филадельфии. Его «постоянный мост» (рис. 8.7), по которому проходила Ланкастерская дорога, прослужил 50 лет, прежде чем подвергся перестройке. Б нем было три пролета, центральный достигал 190 футов, боковые – по 150 футов. Западная опора моста примечательна тем, что опиралась на коренную породу, уходя на 42 фута под речное дно. Его перемычку проектировал английский инженер Уильям Уэстон, приехавший в Америку в 1793 году для строительства каналов. Мост простоял еще двадцать лет после модернизации и в 1875 году был уничтожен огнем.

Рис. 8.7. Постоянный мост через Скулкилл

Теодор Берр (1771–1822) строил деревянные мосты с арочными фермами через Гудзон в Уотерфорде, через Делавэр в Трентоне и через Мохок в Скенектади. В 1815 году он осмелился пересечь главный канал Саскуэханны, к юго-западу от Ланкастера, деревянной 360-футовой аркой в том месте, где быстрая река имеет глубину 100 футов и поднимается во время весеннего таяния снегов. Он строил свою арку вертикальными секциями на поплавках вдоль берега на четверть мили ниже опоры. По его утверждению, работы сопровождались ужасными штормами и бурями, наводнениями, водоворотами и прочими неприятностями. Его людям нередко приходилось посреди ночи менять крепления, выбирать или ослаблять канаты из-за сильного ветра, но тем не менее они завершили постройку секций и, когда река замерзла, были готовы отбуксировать их по льду и поставить в вертикальное положение.

Лед не был сплоченным. Это были плавучие куски толщиной от четверти дюйма до двух дюймов. Ледяной покров формировался выше по течению, разбивался о скалы, куски льда скапливались в заужениях на месте строительства моста и погружались под воду, создавая слой высотой 60–80 футов. Берр мог воткнуть в эту ледяную кашу шест на глубину 60 футов, используя только силу рук. По этому ненадежному полу, который поднимался и опускался на пару футов в день и незаметно, но постоянно двигался вниз по течению, Берр передвинул части арки с помощью кабестанов, поставил их на опоры, установил ключи, и 1 февраля 1815 года работы были завершены. Берр был очень доволен и своей работой, и квалификацией рабочих из Ланкастера и Йорка, и, вероятно, их везением. За все время весьма опасных работ пострадал только один человек. Он упал с высоты 54 фута, дважды ударился о канаты и рухнул в воду, но уже через несколько дней вернулся к работе. Мост через Саскуэханну был разрушен льдом два года спустя. Его не восстанавливали.