Выбор читателей
Популярные статьи
В 490 г. до н. э. в Марафоне, находившемся неподалеку от древнегреческой столицы Афины, произошла знаменитая битва. После продолжительных войн грекам удалось наконец одержать победу над персами, войско которых возглавлял царь Дарий из династии Ахеменидов.
По мосту, положенному на заякоренные корабли, составленные борт к борту, войско персидского царя Дария пересекло Босфор
На это время приходится первое в истории упоминание о примечательном техническом достижении. В 493 г. до н. э. персидский царь Дарий совершил поход против скифов, переправив свою армию через Босфор в самом узком месте пролива, где ширина была 700 м. Сделал он это по первому наплавному мосту: деревянный настил был положен на заякоренные корабли, скрепленные борт к борту. Меньше повезло персидскому царю Ксерксу, который 13 лет спустя вознамерился переправиться таким же способом через другой пролив - Геллеспонт (ныне Дарданеллы). Налетевший внезапно ураган разметал корабли и разрушил почти готовый мост. Разгневанный Ксеркс приказал обезглавить строителей и наказать море - высечь его! Был построен второй мост из 700 кораблей, связанных канатами и поставленных на тяжелые якоря. Проезжая часть была из брусьев, покрытых утрамбованной землей, и с барьером по бокам, чтобы пугливые лошади не свалились в воду. Предполагают, что по этому мосту переправилось огромное войско - 700 000 конных и пеших воинов, но, несмотря на это, Ксеркс все же потерпел поражение в сражении с греками. Многие военачальники использовали мосты, укрепленные на кораблях или понтонах - простых плавающих ящиках, чтобы быстро переправить большое войско через водную преграду. Карфагенский полководец Ганнибал пересек таким образом Рону, Александр Македонский - азиатскую реку Оксу, а римский император Калигула приказал навести понтонный мост в Неаполитанском заливе, только чтобы похвастать, что он-де «проскакал на коне по морю».
Наплавные, или понтонные, мосты строили и для мирных целей, если не хватает средств для возведения постоянной прочной переправы. Так в начале прошлого века возникли мосты через Рейн возле Карлсруэ, Шпейера и Кёльна, использовавшиеся даже для железнодорожным транспорта. Однако такие мосты пригодилось регулярно разводить, чтобы пропускать идущие по реке суда, они так страдали от сильных паводков и ледоходов и в конце концов были замене постоянными мостами.
Пожалуй, самым знаменитым мостом, сооруженным для военных целей, был, деревянный мост, построенный по приказу Юлия Цезаря в 55 г. до н. э. через Рейн. Благодаря подробному описанию его книге «Галльская война» мы можем составить себе точное представление о этом техническом шедевре. Где именно на Рейне был построен этот мост, велись долгие споры. Наиболее вероятным считают место на 11 км ниже Бонна. Глубина реки здесь достигает 6 м, а ширина около 400 м.
Мост Юлия Цезаря через Рейн. Вверху - строительство проезжей части. Внизу - устойчивая конструкция моста с проезжей частью показана в разрезе.
Этот технический шедевр - 400-метровый деревянный мост через Рейн - римские легионеры построили по приказу Цезаря в 55 г. до н. э. всего за десять дней
Заостренные снизу бревна соединялись попарно, с помощью специальной ворота - опускались в реку и в вколачивались бабой (молот, применяемый в строительстве) немного наискось, с уклоном в сторону течения реки. Сверху соединялись поперечной балкой, и креплением. Сооружение получалось весьма прочным, чем сильней был напор воды, тем крепче все его части, то есть опоры и балки оказывались «сбиты» друг с другом. Для большей прочности перед каждой опорой вбивались еще с уклоном по течению особые сваи, которые наподобие волнорезов разбивали напор воды. А выше по течению забивались сваи, защищающие мост от всего, что сносило водой по течению реки. Римские легионеры возвели мост всего за 10 дней. Это позволило Цезарю выступить в поход против германских племен, живших на правом берегу Рейна, который продлился очень недолго. Возвратившись через 18 дней, Цезарь приказал снести этот мост. Подобным образом он форсировал Рейн спустя еще несколько лет.
Древний Рим был империей дорог. Только благодаря хорошему сообщению такая обширная территория могла управляться из центра. Дороги позволяли войскам оперативно оказываться в любом нужном месте, чиновникам и купцам - быстро и удобно добираться до любой провинции. Важной частью этой дорожной сети общей протяженностью почти 300 000 км были мосты. Римляне строили их так основательно, что и сегодня, по прошествии двух тысячелетий, около 300 из них продолжают существовать и ими до сих пор пользуются! Возведенный 2100 лет назад севернее Рима Мильвийский мост выдерживал во время второй мировой войны даже тяжесть танков!
Благодаря архитектору Витрувию, современнику Юлия Цезаря и Августа, оставившему потомкам 10-томный труд «Об архитектуре», мы довольно много знаем о тогдашней строительной технике. Важнейшей предпосылкой было точное планирование строительства еще до начала работ, включавшее и обмеры местности. Величина, форма и количество клинчатых камней, необходимых для возведения моста, также вычислялись заранее и сообщались работающим в каменоломнях. На каждый камень наносилась маркировка, делалась метка, указывающая точное место его установки в будущем сооружении. Помимо строгих строительных планов, успеху работ способствовали хорошие измерительные приборы и единая система мер. Правда, римские строители не умели заранее рассчитать нагрузку строения, точный расчет здесь заменяли опытом и большим запасом прочности. Тяжелые камни приходилось доставлять на строительную площадку за многие километры, где с помощью деревянных лебедок, оснащенных полиспастами - специальным устройством из блоков, их поднимали на высоту до 50 м и устанавливали на нужное место. Несколько лет назад инженеры построили такую римскую лебедку по древним описаниям и изображениям, чтобы проверить ее грузоподъемность, и поразились: лебедка могла поднимать до 7 т! Причем она приводилась в движение только рабами, ходившими по кругу и вращавшими ступенчатое колесо.
Особым достижением римских строителей мостов был способ крепления опор на дне реки. Если не было возможности при помощи плотины временно изменить русло реки, на нужном месте насыпали искусственный остров. Главным вспомогательным средством для этого были сколоченные из досок, по возможности водонепроницаемые цилиндры, или ряжи, которые опускали на самое дно. Обычно два таких цилиндра вставляли один в другой и пространство между ними плотно заполняли глиной, которая не пропускает воду. Тогда из внутреннего цилиндра уже было легко выкачать воду (частично с помощью черпалки, приводившейся в движение самим течением).
Затем в зыбкое песчаное дно бабой забивали заостренные снизу дубовые бревна длиной в несколько метров и толщиной до 40 см и скрепляли их прочными деревянными брусьями. Вся эта конструкция и образовывала фундамент опоры.
Скальное же дно просто расчищалось, и на него при помощи водостойкого бетона укладывали тесаные камни. Он приготовлялся из смеси обожженной извести и вулканического пепла, добывавшегося неподалеку от Везувия. Такой строительный раствор затвердевал даже под водой и позволял так закреплять опоры моста, что они длительное время могли противостоять напору воды. Затем плотники строили для каждого запланированного арочного свода прочные деревянные кружала. Они устанавливались на широких каменных выступах опор, их и сегодня еще можно видеть на некоторых римских мостах. Кружала держали на себе клинчатые камни до тех пор, пока свод арки не был полностью выложен и мог уже держаться самостоятельно; после этого кружала разбирали.
Однако самые протяженные мосты римляне строили не для езды по ним, а для подачи воды городам. Мосты, по которым поступала вода, назывались акведуками (в переводе с латыни «акведук» значит водопровод). Наиболее сильное впечатление производит акведук Пон-дю-Гар неподалеку от французского города Нима (римского Немауса). Этот акведук был частью 50-километрового водопровода, который, начиная с 19 г. до н. э., ежедневно снабжал Немаус 30 000 м 3 чистой родниковой воды. Перепад высоты в начале и конце акведука всего 17 м. Поэтому строители должны были точно рассчитать наклон акведука, обращая особое внимание на то, чтобы вода текла по нему равномерно, нигде не застаиваясь. Это и потребовало вознести акведук у Немауса на высоту 49 м для переброски его через глубокую долину реки Гардон, ширина которой достигала 270 м.
Акведук Пон-дю-Гар снабжал водой римский город Немаус (современный Ним) на юге Франции
Традиционный арочный мост не может «осилить» такую высоту. Однако римляне нашли простое решение: они соорудили один над другим три ряда арочных мостов - аркад. В нижнем ряду 6 арок разной высоты (самая высокая 22 м) и разных пролетов: 24,5 м, 19,5 м и 15,5 м. Нижний ряд держит на себе средний ряд высотой 19,5 м, в нем 11 арок тех же пролетов, что в нижнем, и уже на нем расположен верхний ряд высотой 7 м; в нем 35 одинаковых арок, каждая пролетом около 4,5 м. На последних и уложен водопровод. Только для арок было использовано более 4300 точно вытесанных клинчатых камней; самые тяжелые из них весят до 6 т.
В V в. Римская империя рухнула, и в хаосе переселения народов прекратилась внешняя торговля, строительство дорог и мостов. Римское строительное искусство - а с ним и использование водостойкого бетона - со временем было утрачено.
Многие из римских мостов разрушались и гибли во время войн. Когда император Карл Великий попытался около 800 г. возродить сеть римских дорог, путешественникам приходилось довольствоваться главным образом бродами, паромами и считанными понтонными мостами. Время было тревожное, а народ беден. Средств на крупные сооружения не хватало, и строительство мостов замерло почти на целых восемь столетий.
Карлов мост в Праге через р. Влтаву. Он был возведен в 1357 г., после как первый каменный мост, построенный еще в 1172 г., обрушился
В XII в. наступили новые времена. Стала развиваться торговля, росли города. Начались перемены в сельском хозяйстве: крестьяне пахали землю большими колесными плугами, вводилось трехполье, лошадь стали использовать в качестве тяглового скота. Все эти усовершенствования повышали урожай, и крестьяне могли теперь кормить растущее население городов.
Богатство городов проявлялось в сооружениях, требующих больших затрат. Во славу Господа возводились величественные кафедральные соборы, колокольни которых возвышались над всеми городскими крышами. Для проезда купеческих фур и караванов с товарами вновь возникла надобность в прочных каменных мостах: в 1146 г. строят мост в Вюрцбурге через Майн и в Регенсбурге через Дунай, в 1172 г. - в Праге через Влтаву, в 1188 г. - в Авиньоне через Рону, в 1209 г. - в Лондоне через Темзу, в 1260 г. - в Дрездене через Эльбу. Подобно тому как автомобилисты за пользование автострадами должны в некоторых странах платить дорожный налог, в ту пору с каждого, переезжающего мост, взимали «мостовой сбор», существенно пополнявший городскую казну, истощившуюся из-за дорогостоящего строительства мостов. При этом такое строительство считалось делом богоугодным, - тот, кто пожертвовал на него деньги, получал от епископа или даже от самого папы Римского индульгенцию, сулившую отпущение грехов.
Мост через Эльбу в Дрездене, построенный в 1260 г. (раскрашенная фотография 1900 г.)
Самый большой из сохранившихся в Германии до наших дней мостов из тех средневековых времен - это 300-метровый Каменный мост в Регенсбурге, или Штайнерн Прукн - сохранилось его старинное название. Этот мост соединил берега Дуная. Строительство было начато в 1135 г., когда уровень воды в реке был чрезвычайно низок, и завершилось лишь через 11 лет. На этом месте раньше был наплавной мост, построенный за три столетия до этого Карлом Великим, но уже не удовлетворявший потребностей развивающейся торговли. Регенсбург был тогда процветающим торговым центром, выросшим на перекрестке старых торговых путей из Кельна через Вену в Константинополь и из Киева и Бреславля (Вроцлава) через Аугсбург в Венецию.
Мост Штайнерн Прукн в Регенсбурге считается самым большим и старым каменным мостом средневековья
Понадобилось вывести 16 арок, чтобы соединить берега реки. Секрет изготовления водоупорного бетона был забыт, поэтому опоры установили с помощью больших искусственных каменных островов. Надо сказать, что эти острова сузили русло Дуная, в результате чего увеличилась скорость его течения и затруднилось судоходство.
Однако местные жители были людьми практичными: для прохода судов они построили небольшой обводной канал, а искусственно созданный усиленный напор воды использовали для вращения колес водяных мельниц, установленных между несколькими арками моста. Мост укрепил положение Регенсбурга как торгового центра. Благодаря удобной переправе через Дунай сюда потянулось больше купцов, чем когда-либо прежде. С трех высоких сторожевых башен и нескольких караульных вышек наблюдали за тем, чтобы мостом не мог воспользоваться враг. Сам мост был провозглашен «священным убежищем». Если кто-то затевал на нем ссору, палач в наказание мог отсечь виновному руку. На других мостах прямо под открытым небом заседали суды: если выносился смертный приговор, то преступника, закованного в кандалы, просто бросали в воду.
В средневековых городах было очень тесно, кольцо городских стен не позволяло им разрастаться. Поэтому жители охотно использовали дополнительную площадь на мостах для строительства жилых домов и лавок. Знаменитый Лондонский мост через Темзу, возведенный в 1209 г., уже к XIV в. представлял собой своеобразный городской квартал с пятиэтажными домами. В Париже на Мосту менял обосновались банкиры, менявшие деньги. Сегодня в Европе осталось лишь несколько застроенных мостов. Это мост Понте-Веккио во Флоренции с ювелирными магазинами. В Германии особенно известен Мост лавочников (Крэмербрюкке) в Эрфурте, построенный в 1325 г. через р. Геру. На нем по обеим сторонам плотно стоят 34 искусно реставрированных двух- и трехэтажных фахверковых (немецкое слово «фахверк» означает старинный тип конструкции дома, когда сперва ставился каркас из бревен, а потом промежутки между ними в стенах закладывались кирпичом, так что бревна оставались видны снаружи) дома, можно даже и не заметить, что находишься на мосту.
На Мосту лавочников (Крэмербрюкке) в Эрфурте через р. Геру, плотно прилегая друг к другу, стоят фахверковые дома. Такие застроенные мосты раньше не были редкостью
Понте-Веккио - мост через р. Арно во Флоренции - с его магазинчиками ювелирных изделий и украшений привлекает туристов со всего света
Средневековые мастера, следуя римским образцам, использовали полуциркульные арки, то есть в пол-окружности. Если требовалось достичь большой высоты пролета, они ставили под арки высокие вертикальные опоры. Такие мосты на профессиональном языке называются виадуками. В позднем средневековье отдельные гениальные строители стали возводить мосты с более пологими сводами. Такие арки называются сегментными, поскольку они образуют своим сводом уже не полукруг, а примерно одну восьмую круга.
Полуциркульные своды Римского моста в г. Мостар (Босния и Герцеговина) кажутся громоздкими по сравнению с более пологими сводами моста Риальто в Венеции
При этом они выглядят весьма элегантно. Примером может служить мост в Авиньоне, который был освящен в 1188 г.; его протяженность составляла 900 м. Тогда он стоял на 22 арках с поразительно большими пролетами - 33 м каждый. Сегодня из них сохранилось лишь четыре, остальные разрушились из-за ледоходов и войн.
От Авиньонского моста сохранилось лишь четыре арочных пролета. На заднем плане - папский дворец
Средневековые мастера могли полагаться лишь на собственный опыт и потому предпочитали следовать многократно испытанным образцам. Только в эпоху Возрождения возникает строительство мостов на научной основе. Ученые исследовали традиции арабов, греков и римлян, дополняли их опыт собственными экспериментами.
Элегантные коробчатые арки моста Санта Тринити во Флоренции сконструированы по шести центральным точкам
Так, архитектор Леон Батиста Альберти (1404–1472 гг.), взяв за основу трактат древнеримского зодчего и инженера Витрувия, собрал и опубликовал описания архитектурных сооружений своего времени, сформулировав основные правила строительства, определив соотношения между длиной пролета моста, высотой арки и шириной опоры в сравнении с шириной свода и другими характеристиками моста. Гениальный художник и ученый Леонардо да Винчи (1452–1519 гг.) изучал при помощи деревянных желобков со стеклянными стенками образование водоворотов и их воздействие на мостовые опоры. Он даже делал расчеты для моста через бухту Золотой Рог на Босфоре, который смог бы одной мощной сегментной аркой пролетом 250 м соединить Константинополь с городом Пера на другом берегу бухты (сегодня оба эти города входят в Стамбул). К сожалению, этот замысел показался его современникам слишком смелым; сегодняшние расчеты доказывают, что Леонардо вполне мог бы осуществить свой проект с помощью тогдашних технических средств.
Леонардо да Винчи хотел перекинуть гигантский мост через бухту Золотой Рог в Константинополе
Однако ученый хранил результаты своих опытов в тайне, так что они не принесли никакой пользы другим строителям мостов. Лишь спустя несколько десятилетий Галилео Галилей (1564–1642 гг.) обосновал законы механики. Он был первым, кто попытался рассчитать силы, действующие на архитектурные сооружения, и возникающие вследствие этого напряжения. Позже ученые работали над его трудами и усовершенствовали его методы, но работа эта по сей день не завершена. Одним из самых красивых мостов остается мост Санта Тринити во Флоренции, сооруженный в 1567 г. В нем инженер и художник Бартоломео Амманати (1511–1592 гг.), один из лучших учеников Микеланджело, впервые осуществил строительство арки с так называемым коробчатым сводом, то есть с особо пологими сводами: это уже не часть круга, а соединение нескольких дуг разных радиусов.
Амманати уже знал, что такие плоские своды не только давят на фундамент по вертикали, но создают и значительные боковые нагрузки. Это горизонтальное давление (распор) он сумел погасить с помощью массивных устоев, на которые опираются концы пролетов. Однако оставалось немало задач, которые он не смог решить заранее, опытным путем. Поэтому строительство стоило Амманати многих бессонных ночей и тревожных минут при первых испытаниях моста. В Германии строительство мостов в конце средних веков практически полностью замерло; страна была охвачена волнениями из-за Реформации и ее последствий, а тут еще разразилась Тридцатилетняя война (1618–1648 гг.). Поэтому от той эпохи Германии досталось совсем немного мостов. Пожалуй, самым красивым из них можно назвать Мясной мост в Нюрнберге (Фляйшбрюкке). Он напоминает знаменитый мост Риальто в Венеции - вероятно, это следствие тесных торговых связей между этими городами. Лишь в начале XVIII в. возобновилось активное строительство мостов. В эпоху барокко создавались не только прекрасные замки и соборы, но и такие произведения искусства, как воздвигнутый в 1788 г. мост через Неккар в Гейдельберге и множество романтических маленьких мостов в долинах рек Таубер, Кохер и Ягст. По типу постройки они походят на итальянские мосты эпохи Возрождения, однако опоры подняты до самой проезжей части и образуют небольшие часовенки. Обычно тут находились скульптуры святых - покровителей моста, например святого Непомука. Иоганн фон Непомук был в XIV в. каноником в Праге и духовником королевы Иоанны Богемской. Ее ревнивый супруг, король Венцель IV, хотел узнать, что говорила на исповеди его жена. Однако Непомук, несмотря на угрозы, сохранил тайну исповеди. Тогда король приказал сбросить его во Влтаву с моста. В 1721 г. Непомук был причислен к лику святых, и с тех пор он один из самых почитаемых святых - покровителей мостов.
Мясной мост в Нюрнберге (Фляйшбрюкке; закончен в 1602 г.) - один из самых красивых мостов эпохи Возрождения в Германии. Образцом для него, вероятно, послужил мост Риальто в Венеции (справа), пролегающий через Большой канал и опирающийся на 10 000 деревянных свай, закрепленных в мягком грунте
В эпоху барокко многие мосты украшались статуями святых - покровителей мостов. На снимке - Карлов мост в Праге
Святой Килианус на Мариинском мосту через Майн в Вюрцбурге. На заднем плане - Мариенбергская крепость
В последующие годы строительство мостов велось по тем же законам, которые были открыты учеными эпохи Возрождения. Все точнее определялись силы, воздействующие на строительные сооружения, изучалась прочность используемых материалов. Немецкий философ и математик Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646–1716) и английский физик Исаак Ньютон (1643–1727) открыли дифференциальное и интегральное исчисление, оказавшееся чрезвычайно полезным для расчетов. В 1720 г. в Париже было создано Объединение инженеров мостового и дорожного строительства, а в 1747 г. открыто первое специальное инженерное училище - Школа мостов и дорог. Эта школа, существующая и поныне, долгое время обеспечивала Франции ведущее место в мостостроении. Пришли новые времена. Отныне мосты возводили уже не архитекторы, а инженеры-строители, и все несущие конструкции рассчитывались еще до начала строительства.
Три формы балочных мостовых конструкций. На первом плане - ферма с параболическим поясом, сзади - ферма с параллельными верхним и нижним поясами
Со времен античности для строительства мостов предпочитали камень в силу его долговечности. Однако в лесистых районах определенные преимущества имело дерево: деревянные мосты сравнительно дешевле, и если наводнение сносило такой мост, то можно было быстро соорудить новый.
Знания, накопленные при возведении каменных мостов, использовали и для строительства деревянных. Ведь для возведения каменного моста необходимы деревянные конструкции - уже упоминавшиеся кружала, способные принимать на себя тяжесть недостроенного моста. Еще римляне владели искусством создавать из дугообразно составленных и укрепленных распорками деревянных балок в высшей степени устойчивые конструкции.
Строительство деревянных мостов было, в частности, очень популярным в Швейцарии с давних времен и особого расцвета достигло в XVIII в. Иоганн Ульрих Грубенман (1709–1783 гг.), плотник из кантона Аппенцель, возвел, к примеру, мост на реке Лиммат возле Веттингена протяженностью 60 м и без промежуточных опор. Он спроектировал даже 100-метровый мост, который должен был перекрыть Рейн около Шафхаузена. Однако отцы города сочли его проект слишком смелым. Они не верили в несущую способность такого моста и настояли на возведении промежуточной опоры. Говорят, что Грубенман построил ее, но мост возвышался над ней. Правда, через несколько недель дерево слегка прогнулось, и проезжая часть мягко опустилась на опору. К сожалению, нам не дано увидеть это необыкновенное сооружение, так как в 1799 г. французские войска сожгли его.
Деревянные леса и кружала Чертова моста на автомагистрали Гера - Йена (1937 г.) - шедевр плотницкого искусства
Несмотря на опасность пожаров, в Центральной Европе еще и ныне существует около 200 больших деревянных мостов. Большинство из них покрыто черепичной крышей для защиты проезжей части от непогоды. Особенно впечатляет 200-метровый мост через Рейн в Зеккингене, соединяющий Германию со Швейцарией. Старейшим же остается возведенный еще в 1330 г. 200-метровый Часовенный мост в Люцерне (Швейцария). Важную роль сыграли деревянные мосты в развитии железных дорог Северной и Южной Америки. Из-за обилия рек и каньонов, вдоль и поперек пересекавших необъятные территории, необходимо было возводить множество мостов; строительство каменных мостов требовало бы колоссальных затрат, а дерево было доступным и дешевым строительным материалом. Так возникли гигантские конструкции из деревянных балок, например мост через реку Портидж южнее озера Эри в штате Огайо.
Крытый деревянный мост через Рейн в Зеккингене имеет 200 м в длину
Часовенный мост в Люцерне - старейший из больших деревянных мостов. Сооружен в 1330 г.
Правда, прочность таких мостов оставляла желать лучшего: между 1878 и 1895 гг., по американской статистике, под поездами обрушилось 502 моста, то есть происходило в среднем по 29 аварий в год; еще больше мостов сгорело при пожарах. Строительство первых железных дорог в Германии тоже потребовало высоких мостов. Однако лишь немногие из них были деревянными, большинство возводили из камня и кирпича. Самые блистательные из этих огромных строений - используемые и поныне виадуки через долины рек Гельцш и Эльзен в Саксонии. Их соорудили в середине прошлого века для железной дороги из Лейпцига в Нюрнберг, и они считались в свое время самыми высокими в мире. Одна только опалубка для виадука через Гельцш потребовала 23 000 бревен. Оба моста по форме напоминают Римский мост в Ниме. Конечно, они превосходят его по несущей способности (хотя и незначительно), по длине и высоте. Но потребовалось два тысячелетия, чтобы современные мостостроители достигли уровня римских мастеров.
Виадук через ущелье Верруга в Андах, филигранная конструкция из дерева
От тех, кто работал на этих стройках, требовалось крайнее напряжение. На строительстве виадука через Гельцш, к примеру, временами трудилось до 10 000 плотников и неквалифицированных рабочих. Летом им приходилось оставаться на работе с 5 утра до 9 вечера. Платили им мало, условия труда были скверными, и мало кто заботился о технике безопасности. Одно лишь строительство виадука через Гельцш унесло 30 человеческих жизней, и более тысячи работников были вынуждены обратиться к врачам.
Виадук через р. Гельцш неподалеку от г. Плауэна в Саксонии построен из кирпича
Назначение - плавучий разводной автодорожный мост через судоходные реки, относящиеся к разряду "Р" Речного Регистра РФ.
Секции на плаву удерживаются от напора течения якорями Холла по 1000 кг, набивание троса производится
ручными шпилями. Разводка моста на плаву осуществляется катером.
Грузоподъемность (масса проезжающих транспортных средств) - 28 тонн
Движение односторонние, ширина проезжей части моста -3.5 м
Ширина пешеходных тротуаров - 2х0.75 м
Высота леерного ограждения - 1 м
Осадка без нагрузки - 0.41 м
Осадка при максимальной нагрузке (28 т.) - 0.7 м
Ширина судового хода 40-80 м.
Скорость движения транспортных средств - 10 км/час.
Максимальная скорость ветра 15 м/с (7 баллов по шкале Бофорта)
На концевых понтонах установлены ручные шпили ШР-2 усилием 700 кгс и по 2 литых кнехта. Проезжая часть в сечении представляет собой 4 сварных балки 1450 мм., связанных по длине швеллером 27 с шагом 900 мм. По балкам настил из листа S=8 мм. шириной=5100 мм., по концам (по ширине) окантован швеллером 27. Проезжая часть для автомашин обозначена конструктивным полособульбом 16 на расстоянии 3500 мм. по ширине моста симметрично. На каждых 50 м. длины моста установлены 8 светильников по 60 Вт каждый. На настиле проезжей части навариваются противоскользящие точки.
Мосты - это очень сложные конструкции. На возведение некоторых из них уходят многие месяцы и годы. Понтонные мосты существенно отличаются от остальных видов. Их не только можно быстро построить. Они также достаточно быстро снимаются с реки.
Строительство мостов представляет собой невероятно сложный процесс, который зачастую занимает еще и большой период времени. Возведение новой переправы всегда ассоциируется с преодолением препятствий, достижения новых границ и целей, новыми открытиями и свершениями. В зависимости от их конструкции мосты могут быть арочными, балочными, висячими, вантовыми и понтонными.
Первые четыре из перечисленных - достаточно сложные конструкции, которые для возведения требуют невероятно точных расчетов на нагрузку и инженерных решений. Но есть один вид мостов, который совершенно не вписывается в это описание, - понтонные мосты. Эти переправы могут быть возведены за считанные месяцы и так же быстро разобраны и убраны.
Считается, что наплывные, или понтонные мосты являются одним из самых древних видов военных переправ. Согласно историческим фактам, первые такие переправы сооружались еще в пятом веке до нашей эры во времена персидских битв через реки и другие водоемы.
Во времена Юлия Цезаря воины постоянно использовали понтонные мосты для переправы через реку. Для этого просто вдоль берега реки сооружали плот, длина которого была равна ширине реки. Пока он сооружался, его начальная и конечная часть были закреплены. А когда длина такого плота становилась достаточной, чтобы пересечь реку, конечная часть откреплялась, течение поворачивало мост поперек реки, а воины устремлялись на соседний берег.
Со временем конструкция таких переправ менялась и усовершенствовалась. Длина мостов также может быть разной. Например, в 1785 году чуть меньше чем за трое суток был построен понтонный мост на основе плотов. А в городе Севастополе был создан мост длиной около километра, который сыграл важное значение в ходе сражения. Благодаря ему солдаты смогли сделать отход через бухту. Во времена всех великих битв и войн такие переправы играли важную роль.
Сегодня такие переправы используются не только для военных целей, хотя это также очень часто имеет место быть. Чаще всего этот вид переправ используется:
Также достаточно часто бывают случаи, когда плавучие мосты делаются для нужд служб МЧС.
Мосты, в основе которых лежат плавучие понтоны, не сильно отличаются. Разница может быть в материале, из которого произведены сами понтоны, и в способе их закрепления между собой. Основой всех плавучих переправ служат модульные понтоны. Также принято разделять три основные системы таких мостов:
Различием между этими системами является способ закрепления модулей или пролетов по всей длине моста. Причем каждая из этих систем проходит проверку на прочность и надежность по-разному.
Понтоны, в свою очередь, также могут быть разными. Их основное отличие - это размеры и материал, из которого они изготовлены. Сейчас наиболее распространены следующие виды понтонов:
Понтоны из металла имеют два вида. Они могут быть с пустотелыми коробами, что обеспечивает их плавучесть, даже если один из коробов разгерметизируется. Для создания второго вида используются короба, которые заполнены полимером в виде пены. В этом случае можно сэкономить на металле, при этом не снизив показатели плавучести. Такие стальные понтоны используются в основном для перевозки горючих материалов, например, нефти.
Если сравнивать понтонные переправы с другими видами мостов, можно отметить внушительный ряд преимуществ первых:
Конечно, кроме преимуществ, понтоны имеют и недостатки, которых также немало. К ним можно отнести:
Отдельным недостатком стоит отметить деформацию моста в осенне-зимние периоды во время движения льда. Известны частые случаи, когда наплывные мосты сносятся льдами. Поэтому в периоды, когда наступают морозы и на реке начинают образовываться льдины, которые способны нанести вред переправе, понтоны обычно убирают.
Например, на реке Бия сделан большой понтонный мост. Бийск разделен рекой на две части, и чтобы попасть на другой берег, удобнее всего использовать этот мост. Но в зимние месяцы, когда температуры понижаются, мост убирается, поскольку начинают появляться первые льды, которые могут повредить мост. Устанавливать после этого мост можно только тогда, когда в его районе вода будет полностью очищена ото льда. Очевидным минусом таких мостов является зависимость от погодных условий. В этом случае пока лед полностью не станет на реке, мост установлен назад не будет.
Как уже и упоминалось ранее, понтонные переправы использовались еще в древние времена военными в ходе сражений. Но если раньше для их построения использовались в основном такие материалы, как древесина и ткани, то сегодня конструкция понтона прошла модернизацию.
С развитием промышленности и науки для построения таких переправ стали использовать новые материалы. Теперь военные понтоны возводят в основном из пластиковых модулей. Пластик имеет преимущества над деревом и металлом. Понтоны из пластика не подвергаются гниению, к тому же они эластичны и намного меньше деформируются. Также их легко как собирать, так и разбирать. Процесс сборки и разборки занимает минимум времени, что немаловажно в ходе военных действий. Еще одно преимущество современных военных понтонов из пластика - это доступная цена.
В современном мире сказать, что та или иная вещь полностью безопасна, нельзя. Однако можно снизить к минимуму шанс возникновения каких-либо неприятных последствий, если полностью соблюдать правила эксплуатации.
Плавучие понтонные мосты - это поистине уникальные конструкции, которые помогают решать многочисленные проблемы переправы через водоемы, причем не только для людей, но и для автомобилей. При соблюдении всех правил и постоянном облуживании такой мост может прослужить до 30 лет.
Главной проблемой таких мостов является сезонность. Это касается тех рек, где с приходом низких температур на поверхности начинают образовываться льдины и течение их несет на мост. В таких случаях, чтобы мост не повредился, на время, пока лед не станет, его следует убирать. В целом мосты из понтонов безопасны и служат долгое время без особых проблем.
Наплавные мосты в зависимости от их плавучих опор могут быть плотовыми, понтонными и плашкоутными. Плотовые мосты в настоящее время встречаются очень редко ввиду их малой грузоподъемности. Понтонные наплавные мосты, опоры которых представляют полые замкнутые ящики (понтоны) из дерева или металла, неудобны в эксплуатации из-за сложности осмотра и ремонта их. Наиболее часто встречаются обладающие большой грузоподъемностью плашкоутные мосты на плавучих опорах в виде барж или плашкоутов.
Особенность наплавных мостов - сезонность работы. С наступлением ледостава их убирают в затоны или на берег, защищенный от ледохода и половодья, а если их эксплуатируют в течение зимы, то на период весеннего ледохода уводят в затоны. Наплавные мосты требуют больших расходов на содержание и ремонт наплавной части. Основным элементом наплавного моста служит плавучая часть его в виде плавучих опор и опирающихся на них пролетных строений (обстройки). Плавучей частью обычно перекрывают основную часть ширины реки, на которой при самом низком уровне воды обеспечивается запас 50 см от дна реки до низа опоры при пропуске транспортных средств по мосту. Плавучая часть моста обычно образуется из отдельных звеньев, имеющих одну или несколько плавучих опор с обстройкой, и закрепляется при помощи якорей против сноса течением воды и ветра. Для пропуска судов устраивается разводное пролетное строение, состоящее из одного или нескольких звеньев. Береговая часть моста представляет собой эстакаду простейшей конструкции на участках реки, где глубина недостаточна для устройства плавучих 262 пор. Обычно береговая часть примыкает к съездам на берег. Для °опряжения плавучей и береговой частей служит ледоходная, меняющая свой уровень в зависимости от колебания уровня воды в водотоке.
Хотя постройка наплавных мостов проще и дешевле постоянных мостов, эксплуатация их сложнее и сопряжена со значительными материалами и особенно трудовыми затратами. Для наплавных мостов требуются круглосуточные дежурства бригады рабочих, обеспечивающих безопасность движения и своевременного устранения всех дефектов, повреждений и неисправностей, а также обеспечения нормального судоходства по реке. Постоянный надзор нужен за всеми элементами моста - плавучими опорами, якорными устройствами, обстройкой, пролетными строениями переходных береговых частей и за подходами к мосту.
Главное внимание при содержании наплавных мостов нужно уделять плавучим опорам. Ежедневным осмотром опор изнутри и снаружи проверяют состояние опоры и количество находящейся внутри воды. Нормальное количество воды в опоре не должно превышать половины высоты копаней. Лишнюю воду нужно своевременно откачивать насосами. В случае повреждения опор и появления течи надо установить причины и устранить их.
В деревянных плавучих опорах дефектные места (щели или отверстия) ремонтируют конопаткой или деревянными пробками из неколящейся древесины. Если дефектные места не погружены в воду, конопатят снаружи с лодки или другого плавучего средства. Щели и пробоины в обшивке, расположенные ниже уровня воды, можно заделывать изнутри.
Для предохранения от загнивания или ржавления плавучих опор необходимо обеспечить проветривание их внутренней полости, устраняя люки в понтонах. Все продольные фермы, шпангоуты, транцевые рамы, а также несущие элементы внутренней конструкции нужно ежедневно осматривать, проверяя плотность сопряжений и соединений, и обнаруженные дефекты немедленно устранять. При появлении гнили пораженную древесину удаляют и, заменяют здоровой, пропитанной маслянистым или водорастворимым трудновымываемым антисептиком.
Жесткие требования к содержанию плавучих опор вынуждают службу эксплуатации держать на берегу или на воде, не далеко от наплавного моста, запасные плавучие опоры, а по возможности и отдельные звенья наплавного моста.
Для обеспечения необходимого положения плавучей части наплавного моста (от сноса течением или ветром) в течение эксплуатации плавучие опоры закрепляют канатами или тросами за мертвяки, якори, свайные кусты или деревья на берегу. Обычно плавучие опоры закрепляют с верховой стороны во избежание сноса их течением. При слабом течении реки, где возможен снос плавучей части от ветра в сторону, противоположную течению, ее закрепляют также и с низовой стороны. Плавучие опоры, расположенные не далеко от берега, закрепляют за крупные стволы деревьев или за кусты свай, забитых на берегу, а остальные опоры - за якоря. На небольших реках иногда удается закрепить плавучую часть без применения якорей.
Закрепляющие канаты должны иметь угол к направлению течения воды не больше 35°. Расстояние от якоря до плавучей опоры (рис. 156) должно быть в 10 раз больше максимальной глубины воды в реке. Канаты применяют, как правило, стальные, пеньковые же из-за очень короткого срока службы - только в исключительных случаях. Закрепляют канаты за якорь и лебедку, устанавливаемую на плавучей опоре.
Если якорь стаскивается со своего моста, то плавучая часть наплавного моста искривляется. При незначительном стаскивании якоря канат подтягивают лебедкой, а при значительном - его необходимо забросить снова в проектное положение. В случае систематического изменения положения якорей, количество их приходится увеличивать или заменять на более тяжелые.
В работы по содержанию переходных частей входит постоянное обеспечение плавного въезда и съезда с наплавного моста. При амплитуде колебания уровня воды в реке до 1,5 м переходная часть состоит, как правило, из одного пролетного строения, шар-нирно опертого одним концом на крайнюю береговую эстакадную часть, другим - на наплавную часть моста. Переходная часть в данном случае представляет собой простую балочную систему пролетом до 6-8 м. Концы прогонов опираются обычно на крайнюю плавучую опору, вызывая ее перегрузку и значительную осадку- Поэтому крайняя плавучая опора (понтон или плашкоут) должна иметь большую грузоподъемность, чем остальные.
Рис. 156. Схема закрепления наплавного моста на широкой реке
Часто наплавные мосты устраивают через большие многоводные реки, где амплитуда колебания может превышать 5 м. В этих случаях приходится устраивать переходные пролетные строения со сквозными фермами или опирать их на специальные свайные опоры (рис. 157), снабженные подъемными приспособлениями (талями или домкратами). С помощью этих приспособлений поднимая и опуская переходные части, обеспечивают плавный въезд и съезд с моста.
Служба эксплуатации регулярно наблюдает за сопряжениями переходных пролетов с плавучими и постоянными опорами. В случае изменения уровня воды соответственно поднимают или спускают подъемные балки талями или домкратами, придавая переходной части наружный уклон (не больше 80°/оо) – Наибольшие трудности содержания переходных частей наплавных мостов возникают в весенний период при пропуске ледохода. Перед ледоходом наплавную часть и пролетные строения переходных частей убирают в безопасное место, башенные же опоры переходных пролетов остаются и их защищают от ледохода. Известны три варианта сохранности опор переходных пролетов. При относительно слабом ледоходе башенные опоры защищают ледорезами, а при сильном их устраивают сборно-разборными. В последнем случае перед пропуском ледохода верхнюю часть опор разбирают и вместе с подъемными приспособлениями убирают в безопасное место. Оставшаяся часть опоры должна быть такой, чтобы не оказаться поврежденной самым низким ледоходом.
Иногда переходные части устраивают с двумя самостоятельными въездами с разницей по высоте примерно на 1,5 м. Устройство нескольких въездов дает возможность сократить длину переходной части до одного пролета и упростить его конструкцию.
Рис. 157. Схемы многопролеткой переходной части наплавного моста и профиль колебания уровня воды.
А - амплитуда колебания уровня
Перемещение же всей наплавной, части от одного въезда к другому при изменении уровня воды не представляет особых трудностей - всю наплавную часть подтягивают против течения или спускают по течению. Если плавучая опора представляет собой плашкоут или понтон, то высота сухого борта, т. е. высота от уровня воды до верха плавучей опоры должна быть не меньше 50 см. Уменьшение высоты сухого борта может привести к захлестыванию плавучей опоры водой с потерей несущей способности моста. Поэтому служба эксплуатации должна иметь график пропуска временных нагрузок по мосту с учетом их веса и габарита.
При пропуске автомобилей, вес которых близок к нормативному, нужно строго контролировать дистанцию между этими машинами, а также обеспечивать пропуск по середине моста единичных особо тяжелых машин при одностороннем движении. После прохода тяжелых машин надо провести осмотр всех конструкций моста. На наплавных мостах запрещается резкое торможение, а также разворачивание транспортных средств. Для регулирования движения по наплавному мосту на обоих берегах должны быть шлагбаумы и установлено дежурство наиболее опытных рабочих.
Для быстрой и четкой разводки пролетного строения и обратного ввода его после пропуска судов нужно разводное устройство оборудовать электродвигателями достаточной мощности. Электродвигатели устанавливают на берегу в особом помещении или на первой плавучей опоре разводного пролета.
Обычно с помощью одного механизма производят разводку и обратную установку разводного звена (рис. 158). В этом случае устанавливают на берегу тяговый механизм, состоящий из двигателя, вращающихся в разные стороны двух барабанов и двух тросов (от барабанов), соединенных с первой плавучей опорой разводного пролета наплавной части моста. Иногда два тяговых механизма устанавливают на первой плавучей опоре разводного
звена, при этом один работает по разводке моста, второй - по наводке.
В отдельных случаях, когда интенсивность движения по автомобильной дороге и реке небольшая, разводку моста и его ввод обеспечивают при помощи ворота, устанавливаемого на первой плавучей опоре разводного звена.
В большинстве случаев наплавные мосты эксплуатируют, когда река свободна от льда, а зимой их разводят и убирают в безопасное от весеннего ледохода место, например в затоны на реке, в которых отсутствует ледоход, или уровень воды в которых на 25 см ниже осадки плавучей опоры от собственного веса, или же вытаскивают на берег выше уровня наибольшего ледохода. Движение транспортных средств в этом случае в зимний период осуществляется по ледяной переправе.
Рис. 158. Схема разводки и наводки пролетного строения наплавного моста: 1 - блок; 2 - лебедка; 3 - разводное пролетное строение
При приближении холодов, а также перед пропуском паводка и ледохода необходимо организовать с учетом особенностей режима реки наблюдательные пункты, имеющие связь с мостом. Чаще такие наблюдательные пункты для получения информации о подвижке и скоплении льда, появлении шуги и сала устанавливают выше по течению на 5-10 км, а иногда и дальше.
При слабом течении шуга легко скапливается у понтонного моста, примерзая к сваям, плавучим опорам, канатам, забивая живое сечение моста, образуя зажоры, создавая дополнительную нагрузку и уменьшая этим грузоподъемность моста. Появившиеся заторы и зажоры стесняют русло реки и увеличивают (иногда в несколько раз) давление на плавучие опоры, повреждая их.
В период первых морозов на реке образуется тонкий лед из небольших кусочков (сало), двигающихся по течению (осенний ледоход). Тонкий молодой лед повреждает обшивку плавучих опор, легко режет своими краями даже стальные канаты. Сало, особенно при слабом течении реки, примерзает к плавучим опорам и создает опасность образования заторов.
Для сохранения мостов в исправном состоянии необходимо проведение специальных мероприятий.
При появлении на реке шуги, сала, снешуры нужно систематически (лопатами, ломами или пешнями) очищать борта и днища плавучих опор, якорные канаты от намерзающего льда. В отдельных случаях при появлении больших льдин производят взрывные работы на расстоянии, гарантирующем безопасность. Для предохранения бортовой обшивки деревянных плавучих опор от проре-зания тонким льдом эффективна их дополнительная обшивка досками или только с носовой части, или по всему периметру плавучей опоры. В этом случае дополнительную обшивку дают в пределах между ватерлиниями, соответствующими ненагруженному и максимально загруженному состоянию моста. Для пропуска скоплений шуги, сало и снешуры, а также больших льдин, величина которых превышает расстояние в свету между плавучими опорами, нужно разводить пролетные строения наплавной части моста.
Если в разводной пролет входят не все плавучие опоры, то для защиты оставшихся надо установить плавучие боны для направления льдин в отверстие моста. Боны, устраиваемые из одиночных или спаренных бревен, должны быть надежно закреплены.
В период ледостава уровень воды колеблется. Понижение уровня вызывает опускание льда, отрыв его от берегов и, если в это время плавучие опоры окажутся вмороженными в лед, они могут быть раздавлены. Резкое колебание температуры окружающей среды тоже может привести к раздавливанию плавучих опор. Чтобы предотвратить разрушение плавучих опор в этот период, надо вокруг опор и якорных канатов в течение всего зимнего периода систематически окалывать лед.
Для повышения производительности работ по околке льда у опор по дну реки прокладывают трубы с отверстиями для пропуска воздуха. Воздух через отверстия поступает в воду, поднимается вверх и взламывает лед. Данное приспособление имеет большую производительность.
Известны случаи вмораживания плавучих опор в лед на больших судоходных реках, где уровень воды наиболее стабилен, а плавучие опоры металлические. При эксплуатации наплавных мостов с вмороженными плавучими опорами надо с наступлением весенних оттепелей своевременно обеспечить околку льда вокруг плавучих опор.
Вот уже на протяжении нескольких поколений деревянные конструкции применяться в строительстве широкого плана. Их можно по праву считать ровесниками человека. Много лет тому назад всем Славянам были чужды дома выстроенные из целого или обтесанного дерева.
Идея этих сооружений проста и понятна. На берегах сооружаются опоры, между которыми протягивается цепочка надувных конструкций – понтонов, лежащих на воде. На понтоны сверху укладывается дорожное полотно, по которому водную преграду пересекает автомобильный транспорт и пешеходы. Помимо понтонов, для возведения наплавных мостов могут использоваться любые другие плавучие средства, например, плоты или баржи.
Наплавные сооружения возникают обычно там, где строительство на постоянных опорах невозможно или чрезвычайно дорого, например, на очень широких или глубоких реках, в местах с непостоянным потоком пересекающих водную преграду транспортных средств. Наплавные мосты не ставятся надолго, это скорее краткосрочная конструкция, по крайней мере, в условиях российской зимы, когда все реки покрываются льдом.
Обусловлено это тем, что плавучие элементы такого моста не удерживаются при ледоходе. Поэтому в зимнее время мост разбирается, а на его месте при необходимости организуется ледовая переправа. Хотя известные случаи, когда небольшой ледоход такие сооружения выдерживали. Наплавные мосты отличаются короткими сроками монтажа, поэтому они популярны для решения военных задач.
В российской армии существуют специальные подразделения, и специализирующиеся на быстром развертывании таких переправ. Мы всегда были одними из первых в решении данного военного вопроса, поэтому в 1973 году именно с использованием советских систем египетская армия форсировала Суэцкий канал.
Оказывается, в военных целях понтоны используются уже очень давно. В исторических хрониках есть упоминания о строительстве мостов этого типа в 5 веке до нашей эры во время войны персов со скифами. Продолжалась их славная история и в царской Руси, и во время Великой Отечественной Войны. Сегодня в России понтонные наплавные мосты - это средство мирного применения. Они позволяют сооружать переправы через крупные реки в сельской местности и при освоении новых территорий.
Какие же преимущества выделяют строители? Первое это высокая скорость наведения. Какой бы простой ни была конструкция на жестких опорах, в любом случае наплавная переправа будет возведена значительно быстрее. При строительстве не нужно ориентироваться на глубину водоема и характер дна, как это происходит при сооружении мостов на жестких опорах.
Это позволяет использовать рабочих с низкой квалификацией. Стоимость строительства моста такого типа чрезвычайно мала, так как сроки возведения минимальны, плавучие средства достаточно мобильны и могут использоваться неоднократно. Для прохождения небольших судов в конструкции предусматривается судоходный канал, который при необходимости открывается.
Для полноты картины нужно отметить и недостатки. Такому мосту требуется постоянная обслуживающая бригада, так как необходимо следить за целостностью конструкции, пропускать плывущие по воде суда и ремонтировать опоры. Есть ограничения для наведения наплавных мостов на реках с сильным течением. От 2,5 м/с это уже опасно и грозит опрокидыванием моста, от 3,5 м/с практически невозможно.
Под нагрузкой наплавные мосты деформируются, поэтому скорость движения транспортных средств по ним невелика, для автомобилей это от 10 до 30 км/ч. Есть определенные затруднения при значительном изменении уровня рек. Обычно подразумевается, что понтонный мост выдерживает колебания уровня воды в 2,5-3 метра, при больших значениях необходима перепланировка береговых опор.
Однако, несмотря на все недостатки, потребность в наплавных мостах будет всегда, ведь это прекрасный вариант как для решения аварийных задач, так и для организации относительно постоянной переправы при отсутствии иных вариантов.
Статьи по теме: | |
Отделы водорослей К какому царству относятся сине зеленые водоросли
Среди существующих ныне организмов встречаются такие, о принадлежности... Что такое система вообще
В силу того, что системный анализ направлен на решение любых проблем... Курс выживания в дикой природе Подмосковья: как это было
В мае 2012 года в средствах массовой информации появилась информация о... |