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

Строители висячих мостов использовали проволочные канаты и до Рёблинга, но ни одному из них не удалось так радикально снизить вибрацию и раскачивание. Джон Рёблинг всерьез опасался ветров, влияния нарушения равновесия колес локомотивов и нагрузки от больших групп марширующих людей. Его современник Чарльз Эллет (1810–1862) потерял три моста из-за раскачивания. Для дополнительной жесткости Рёблинг протянул тросы вбок, что не соответствовало обычной практике. Внутренние тросы моста Рёблинга тянулись наружу, спускаясь к уровню дорожного полотна. Наружные кабели тянулись с башен внутрь, к центру пролета, и под дорожным полотном были дополнительные диагональные связи, которые тянулись с башен к стороне дорожного полотна, противоположной той, с которой они начинались (рис. 10.6).

На строительстве Бруклинского моста было немало несчастных случаев. Рвались веревки и канаты, падали стрелы и т. д. Несоблюдение правил привело к трем случаям эмболии. Люди не желали подчиняться строго установленным правилам, касающимся еды, отдыха и сна, а также исключения алкоголя. Рабочий день в условиях сжатого воздуха длился восемь часов, поскольку глубины здесь были намного меньше, чем в Сент-Луисе, и люди никогда не находились под давлением, превышающим атмосферное больше чем на 34 фунта.

Рёблинги начали строить Бруклинский мост во время правления знаменитой шайки Твида, которая управляла делами Нью-Йорка. Эти коррумпированные политики контролировали ключевые посты в администрации Нью-Йорка. Изначально предполагалось, что города Нью-Йорк и Бруклин приобретут пакет акций компании, наряду с частными инвесторами. Возможность нецелевого использования средств была велика. Работы надолго задерживались из-за того, что Джон Келли, финансовый контролер от Нью-Йорка, отказывался платить, и членам правления приходилось часто обращаться в суд. Специальным законодательным актом от 5 июня 1874 года два города приняли на себя полный контроль над корпорацией, и строительство сдвинулось с мертвой точки.

Рис. 10.6. Бруклинский мост, пешеходная дорожка, башня и канаты

24 мая 1883 года президент Артур со своим кабинетом присутствовал на официальном открытии Бруклинского моста. Там же были Говард Кливленд, губернатор штата Нью-Йорк, и другие чиновники. На церемонии выступил Абрам С. Хьюит, который заявил, что «в проекте этой работы объединились вера святого и смелость героя». Хьюит также отметил, что города Средневековья отгораживались друг от друга стенами, зато сейчас люди разрушают барьеры, созданные природой или другими людьми. Теперь невозможно было утверждать, что путешествие по железной дороге из Олбани до Нью-Йорка займет меньше времени, чем требуется зимой для перехода по льду через Ист-Ривер от Бруклина до Манхэттена. Мост помог двум городам значительно расшириться, став одними из крупнейших в Америке. Железные дороги на мосту сменились проезжими частями для автомобилей и автобусов – но не грузовиков, и получилось, что по Бруклинскому мосту шло совсем не то движение, которое предвидел Джон А. Рёблинг. Его мост стал образцом для современных висячих – подвесных мостов.

Британские инженеры знали об успехах Рёблингов в Америке, поскольку об инженерных открытиях сразу становилось известно. Британские ученые активно интересовались адресами и трудами инженеров других стран. Лондонский журнал Engineering, основанный в 1866 году, стал информационно-аналитическим центром для ученых всего мира. Специальные статьи из этого издания быстро появлялись на континенте и в Соединенных Штатах. Сообщения военных и гражданских путешественников о китайских, тибетских, индийских и ранних египетских постройках теперь дополнялись новостями из Америки. Было хорошо известно, что Финли, Поуп, Вернваг и другие, а также краснокожие индейцы Канады, британской колонии, имели представление о подвесных мостах и консолях. Томас Телфорд активно использовал работы зарубежных инженеров, и его преемники тоже оставались хорошо информированными.

Многие инженеры предпочитали консоли подвесным мостам для железной дороги из-за большей жесткости. Ни один из нескольких построенных подвесных железнодорожных мостов нельзя было считать полностью удавшимся. Достижение Телфорда на проливе Менай затмила соседняя трубчатая конструкция Стефенсона и Фейрберна. При всех своих недостатках мост «Британия» 1850 года оказался более жестким, что было очень важно для железнодорожного моста, чем подвесной. До моста Форт-Бридж одним из крупнейших консольных мостов был тот, что построил Чарльз Шейлер Смит (1836–1886) через реку Кентукки, где Джон А. Рёблинг возвел башни для подвесного моста. Выступая в 1878 году перед представительной аудиторией Института гражданских инженеров по вопросу длиннопролетных железных железнодорожных мостов, американский инженер Томас Кларк сказал, что мост Смита был одним из самых смелых и оригинальных в Соединенных Штатах и что его место – среди лучших инженерных сооружений мира. Смит перебросил три 375-футовых пролета через каньон шириной 1200 футов и глубиной 275 футов. Первоначально он собирался построить мост Уиппла со сквозными фермами, но изменил план и установил петли во внешних пролетах. Результатом стала комбинация сбалансированных ферм или консолей.

Рис. 10.7. Форт-Бридж

После трагического обрушения в 1879 году, во время декабрьского шторма, большой части железного железнодорожного ферменного моста через Ферт-оф-Тей в Шотландии инженерная фирма «Фаулер и Бейкер» заняла площадку на берегу Ферт-оф-Форта, где работы над подвесным мостом уже начались. Джон Фаулер (1817–1898) не доверял мосту через Тей длиной 2 мили и имеющему 85 пролетов – тогда это был самый длинный мост в мире, – открытому для движения в 1878 году, и запретил своей семье им пользоваться. Он сказал Джеймсу Несмиту, что мост мог бы стоять, если бы конструктор использовал для его высоких опор позу Генриха VIII с картины Гольбейна. Фаулер и Бейкер решили воспользоваться этой рекомендацией, совместив ее с консольным принципом, который они уже некоторое время изучали (рис. 10.7). Пригодность принципа для железнодорожных мостов стала еще очевиднее, когда Бессемер сделал доступной дешевую сталь, достаточно прочную, чтобы выдерживать нагрузки от идущих по мосту поездов, а также справляться с ветровыми нагрузками.

Рис. 10.8. Строительство моста Форт-Бридж