Мосты - [10]
Строительству предшествовало множество экспериментов, обмеров и расчетов, результаты которых Стефенсон опубликовал в двухтомном труде. Он распорядился не только провести всевозможные испытания на прочность различных сортов металла, но и математически вычислил несущую способность различных строительных форм. Провел он также опыты на изгиб при нагрузке на 20-метровой модели моста. При строительстве Стефенсон тоже действовал новаторски. Так, трубы клепались на берегу из заранее заготовленных частей, затем грузились на понтоны и на плаву доставлялись к быкам, куда подавались при помощи гидравлических подъемников. Большинство теперешних автодорожных мостов — потомки моста Британия. Их основа — длинные стальные или железобетонные рамы, несущие на себе проезжую часть.
Новый материал — новые строительные конструкции: железо и сталь работают также и на растяжение и позволяют размещать проезжую часть не только поверх, но и внутри или под аркой
Многие автодорожные мосты имеют рамную конструкцию: на переднем плане — с параллельным верхним и нижним поясом, на заднем — с вогнутым нижним поясом
Что такое «балка Гербера»?
В дальнейшем многие инженеры стремились изучить все возможности стали как материала, используемого при создании новых конструкций. Все самые совершенные конструкции 2-й половины XIX в. возводились на основе опыта мостостроения; даже такое «чудо света», как Эйфелева башня в Париже, была создана знаменитым мостостроителем Густавом Эйфелем (1832–1923 гг.).
Первые металлические мосты довольно точно копировали уже знакомые нам по каменным мостам арки. Однако вскоре мостовики научились использовать преимущества стали, выдерживающей также и растягивающие напряжения. В то время как у каменных мостов проезжая часть всегда укладывалась над арками, в металлических ее можно было подвесить на стальных тросах. Тогда она «парила» либо снизу стальной фермы, либо внутри нее. Появилась возможность моделировать различные арки. Например, в ферме с верхним прямолинейным и нижним выгнутым поясами (по-немецки такая ферма называется «Fischbauch» — «рыбье брюхо») верхняя прямая часть принимает на себя сжимающие усилия, в то время как нижняя дуга работает на растяжение.
Немецкий инженер Генрих Гербер (1832–1912 гг.) разработал такую систему, при которой между далеко выступающими консольными конструкциями, сооруженными из железных или стальных ферм, висит относительно небольшая балка, получившая название «балки Гербера». Мосты, построенные по такой системе, благодаря этому сравнительно маленькому соединительному элементу могут перекрывать огромные расстояния. Примером может служить строившийся с 1882 по 1890 г. мост в устье реки Форт в Шотландии. Это гигантское сооружение имеет в длину 2500 м, ширина его пролетов 521 м. В течение 27 лет этот мост держал рекорд по протяженности пролета. Только в 1917 г. мост через реку Св. Лаврентия в Канаде пролетом 549 м отодвинул шотландское чудо на второе место.
Форма многих каркасных конструкций того времени продиктована лишь математическими расчетами. Балочные мосты производят особо элегантное впечатление, они легкие и прямые, как стрела. И арка, расположенная под проезжей частью, тоже кажется нам красивой. Некоторые же фермы, наподобие описанного выше «рыбьего брюха», выглядят просто безобразно.
2500-метровый мост в устье реки Форт в Шотландии (внизу его строительство) имеет высокие стальные фермы, между которыми подвешена «балка Гербера»
Почему обрушился мост через реку Тей?
Мы можем лишь восхищаться мужеством тогдашних инженеров, которые стремились создавать все новые и новые конструкции, раздвигая границы технических возможностей человека. Но случались и неудачи — некоторые сооружения обрушивались.
Одной из самых тяжких по последствиям катастроф можно считать крушение моста в устье реки Тей — заливе Ферт-оф-Тей на восточном побережье Шотландии между городами Эдинбургом и Данди. Газеты и иллюстрированные журналы подробно сообщали тогда о ней, мост попал даже в художественную литературу: немецкий инженер Макс Эйт в своем романе «За плугом и тисками» описал обстоятельства трагедии, а известного писателя Теодора Фонтане она побудила к созданию баллады «Мост на реке Тей».
Мост был торжественно открыт в 1878 г., его протяженность была 3155 м, и он был объявлен самым длинным мостом в мире. 86 быков из шести сплоченных чугунных колонн каждый, установленных на каменных фундаментах, поддерживали стальные фермы и балки трубчатого поперечного сечения с одноколейным рельсовым путем, который широкой дугой простирался над заливом.
После полудня в воскресенье 28 декабря 1879 г. с моря налетел ураган. Вечером направлявшийся из Эдинбурга состав с 75 пассажирами въехал на мост. Внезапно дежуривший у моста охранник потерял из виду задние красные огни последнего вагона. Он тут же попытался по телеграфу связаться с постом противоположного берега, чтобы выяснить, прошел ли его поезд, но ответа не получил. Это было верным признаком того, что произошло что-то непредвиденное: не могла же буря просто разорвать телеграфный кабель, находившийся внутри мостовой фермы. Служитель побежал сам проверять, что же случилось, и остолбенел, обнаружив вместо моста пропасть. Исчезла мощная, почти километровой длины, балка центрального пролета. Внизу бушевало море, и лишь ряд вспененных мест указывал след от пролета. Бесследно исчез и сам поезд, увлеченный в бездну рухнувшим мостом. Его опоры не выдержали двойной нагрузки — идущего состава и ураганного ветра. Не спасся ни один из пассажиров.
