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

Недовольны были только люди, работавшие на реке. Им не нужен был мост. Он погубит бизнес перевозчиков, создаст конкуренцию между речной и железнодорожной торговлей. Они обратились к армейским инженерам, заявляя, что на реке есть пароходы с высотой дымовых труб 100 футов. Может возникнуть необходимость в еще более высоких трубах. Более того, арки Идса слишком длинные; опоры расположены так далеко друг от друга, что лоцманы не могут использовать их как ориентиры. Идс продемонстрировал, что верхние части труб можно понизить и правильно спроектированные дымовые трубы будут не только создавать меньшее сопротивление ветру, но также способствовать лучшей тяге. Ну а на обвинение в том, что опоры его моста располагаются слишком далеко друг от друга, он отреагировал лишь презрительной улыбкой. Когда строительство моста близилось к завершению, группа армейских инженеров согласилась с речниками, что его необходимо снести. Но ничего не вышло. Президент Грант в свое время жил в Сент-Луисе и лично знал Джеймса Б. Идса. Мост был достроен.

Предвидя активное движение по мосту через Миссисипи, Идс спроектировал двухъярусную конструкцию, чтобы выдержать «столько людей, сколько будет стоять на пешеходных участках и проезжей части рядом от начала до конца моста, и в то же самое время все рельсовые пути на нижнем ярусе будут забиты локомотивами». Даже при этом мост будет нагружен меньше, чем на одну шестую часть проектной величины. Он сможет выдержать 28 972 тонны, равномерно распределенные, а также наводнения, лед и торнадо с фактором безопасности 6. Для этой цели Идс принял два решения и не отступил от них до самого конца, несмотря на препятствия завистливых соперников, невежественные советы коллег, непогоду и буйство реки. Он построил мост на трех стальных арках, опирающихся на гранитные опоры, установленные на расстоянии 500 футов друг от друга. Власти утверждали, что такие арки никогда не строились, а значит, не могут быть построены. И он решил ставить фундамент на коренную породу на глубине, на которой никто никогда раньше не строил. В итоге этот человек совершил настоящую революцию в мостостроении.

Сначала Идс намеревался копать внутри коффердамов. Опора на западном берегу была построена именно так. Было пройдено 30 футов сквозь затонувшие лодки и всевозможный мусор до коренной подстилающей породы. Но когда начинала строиться восточная опора, Идс заболел и был вынужден на время уехать. Во время восстановления во Франции он тщательно изучил использование сжатого воздуха, чтобы не допускать воду в закрытые кессоны. Эту технику уже некоторое время использовали европейские инженеры. Он решил, что такой метод подходит для условий Миссисипи, ускорит работу и будет менее дорогостоящим. Но что будет с его людьми в условиях повышенного давления на больших глубинах, ему еще только предстояло узнать.

Усовершенствованный метод заключался в следующем: переместить на плаву обитый железом, прочный деревянный кессон (рис. 10.3) за ледоколами и защитными сваями и там строить гранитную опору, пока рабочие внутри кессона убирают песок, так чтобы ее края уперлись в коренную породу. Идс изобрел водяной насос высокого давления, чтобы убирать песок, гравий и мелкие камни на баржи на поверхности воды. Он поместил воздушные шлюзы на дне «трубы», ведущей к кессону, и в воздушную камеру, чтобы те, кто доставляет снабжение людям в камере, могли приблизиться к ним, не попадая под действие высокого давления. Кессон – деревянный короб для строительства восточной опоры – был доставлен на позицию 17 октября 1869 года и к 17 ноября уже стоял на песке. Люди работали круглосуточно и 28 февраля добрались до коренной породы. Она располагалась на 122½ фута ниже уровня воды. Эта глубина сравнима с высотой 10-этажного здания. Тем временем начались операции на западной опоре, и к 1 апреля кессон был установлен. Не все прошло благополучно. Двенадцать человек на восточной опоре и один на западной погибли.

Из предыдущего опыта со сжатым воздухом инженеры знали, что быстрое снижение давления вызывает неприятные ощущения в ушах, боли в суставах и даже может привести к смерти. Они понимали, что люди, работавшие в сжатом воздухе, испытывают возбуждение из-за избытка кислорода, сильно потеют и устают быстрее, чем при нормальных условиях. Они также знали, что газолиновые лампы и свечи, без которых обойтись невозможно, горят сильнее в сжатом воздухе, и опасность пожара велика. Но они не были готовы к мускульному параличу, поражавшему рабочих, когда глубина достигала 65 футов и давление поднималось до 30 футов на квадратный дюйм. Оно буквально сгибало людей, они спотыкались и сутулились. Идс и его домашний врач доктор Джаминет были обеспокоены.

Рис. 10.3. Поперечное сечение кессона, мост Идса в Сент-Луисе

Когда заболел бригадир, рабочий день сократили. Теперь люди трудились по 4 часа и 8 часов отдыхали между сменами. При глубине 65 футов смены опять сократили. Было организовано три смены по 2 часа с двухчасовым отдыхом. На коренной породе восточной опоры, на глубине более 90 футов, когда давление на 44 фута превысило атмосферное, начались тяжелые работы по бетонированию. У людей началась кессонная болезнь. Одна за другой последовали три смерти подряд. Тогда доктор Джаминет сам спустился вниз, заболел, с большим трудом, испытывая сильные боли, выбрался на поверхность, где его парализовало и он даже на некоторое время лишился речи. Но зато он многому научился. Теперь декомпрессия велась медленно. Рабочие не должны были торопиться, выходя через воздушный шлюз. Покинув камеру, они в течение 30 минут отдыхали. Потеря тепла тела при снижении давления в какой-то мере компенсировалась горячей едой и теплой одеждой. Алкоголь был категорически запрещен. Рабочая смена была снижена до 1 часа. Идс принял дополнительные меры предосторожности во время строительства опоры на восточном берегу, где пришлось опуститься на 135 футов ниже уровня воды. Теперь каждый рабочий в обязательном порядке отдыхал в течение часа, выходя из камеры кессона. При глубине больше 100 футов работали только 45 минут. Во время строительства восточной опоры имел место только один смертельный случай. Этот человек забыл взять с собой ланч и поспешил домой на обед, да еще остановился по дороге, чтобы выпить пива. Идс и доктор Джаминет достигли значительных успехов в инженерии. Сегодняшние правила безопасности при работе в условиях высокого давления во многом основаны на их выводах. Тем не менее их победа в те времена была недостаточно полной, чтобы спасти Вашингтона А. Рёблинга от аналогичных трудностей при строительстве Бруклинского моста.