Тысячелетия назад люди научились соединять разрывы в пространстве: над землей и над водой. Сначала для этого создавали веревочные мосты, а затем деревянные и каменные. Потом инженеры поняли, что из чугуна и из кованного железа, конструкционной стали и бетона можно возводить надежные конструкции. История мостостроения не застыла во времени и пространстве, в отличие от самих мостов. Она развивается: новые решения, повышение безопасности и строительные рекорды по высоте и протяженности. Сегодня мы расскажем о столь необходимых людям «соединителях»

Самые первые

Промышленность стала катализатором для развития многих сфер и появления новых технологических новинок. Так появились железнодорожное сообщение, телеграф и капитальные мосты. Но первые мосты возникли еще в древнем мире. Это были простые опорные балки: плоские камни или стволы деревьев, которые располагали от одного берега ручья до другого. Но такой способ помогал не везде. Там, где расстояние было большим, над водой или над оврагом растягивался подвесной мост из веревок, сделанных из трав или виноградных лоз. Конечно, с таким мостом о безопасности и надежности не было и речи: перейти через реку можно было порой только один раз.

Далее история мостостроения перемещается в Древний Рим. Там мосты строились для помощи солдатам во время военных кампаний и заметно отличались по всем характеристикам. Они были прочнее, надежнее и даже красивее. Римляне использовали круглые арочные формы. Это делало пролеты длиннее каменных балок, и потому мосты становились гораздо прочнее, чем деревянные предшественники. Иногда требовалось предусмотреть несколько арок из-за широты рек. И тогда важно было подумать о крепких строительных опорах. Иногда это было проблемой: когда пирсы нельзя было построить на скале. Но и здесь римляне нашли выход – они придумали то, что сейчас называется коффердам, кессон – ограждение, которое создавалось на время из деревянных свай. Их вбивали прямо в русло реки для создания оболочки, которая часто была запечатана глиной. В воде, внутри кольца свай получалось кольцо, куда засыпали камни и формировали опору. Мостов, построенных по такой технологии, почти не сохранилось. Увидеть можно только единицы, среди них – мост Святого Ангела в Риме стоит на фундаменте коффердама, построенного в реке Тибр более 1800 лет назад.

Технику строения арочных мостов римляне довели до совершенства. А появилась она гораздо раньше, арочные мосты – это наследие древних народов Месопотамии, Греции и др. Такие конструкции сохранились на протяжении всего Великого Шёлкового пути. Например, мост Аньцзи (англ. Anji or Zhoaozhou Bridge) в Китае. Он соединяет два берега реки Сяо уникальной конструкцией с длиной пролёта в 37 метра. Мост пережил много наводнений и войн, и, несмотря на это действует до сих пор.

Средневековые древние мосты

По живописным картинам средневековых замков нам знакомы остроконечные изгибы окон, дверных проемов и арок мостов. Решение заострить дугу арки было не просто эстетическим новшеством, а преследовало сугубо практическую цель – склонность к провисанию кроны становилась менее опасной, а горизонтальная тяга у устоев меньше.

Киберленинка

В средневековые времена мостам нашли много новых применений: на них строили часовни и лавки, а иногда их укрепляли башнями и крепостными валами. А позже придумали подъемный мост – новшество, известное из фильмов про Средневековье.

Самым известный мост тех лет – старый Лондонский мост. Его строительство началось в конце XII века под руководством священника Питера из Коулчерча, а завершилось в 1209 году. Это был масштабный по меркам того времени проект. Проект предусматривал целых 19 остроконечных арок с пролетом 7,2 метра (24 фута) и опорой на шестиметровые пирсы. Но по факту их ширина варьируется от 4,5 до 10,2 метров из-за препятствий во время строительства коффердамов. За все время существования приходилось часто ремонтировать мост из-за низкого качества строительства в разных местах. Но тем не менее, конструкция простояла более 600 лет, открывая путь от одного берега к другому.

Железные решения

Шло время, мосты строились из дерева и из камня, но после промышленной революции инженеры нашли новый материал, который был прочнее камня и обходился дешевле. Так начинается история железных мостов. Первый перекинулся через реку Северн близ Коулбрукдейла, в Англии. Его спроектировал Томас Притчард, а построил в 1779 году Абрахам Дарби. В конструкции соединились чугунные куски. Сам мост был создан в форме ребристой арки, почти полукруглый 30-метровый (100 футов) пролет которой имитирует каменную конструкцию.

Строительство мостов из металла решало и еще одну задачу – освобождение воображения дизайнеров. В результате цепные подвесные тросы были использованы для переноски грузов через натяжение.

По такой технологии построен Телфордский мост Менаи в местечке, где пролив Менаи в Северо-Западном Уэльсе. Проект завершился в 1826 году. И по тем временам его 174-метровый (580 футов) пролет считался самым длинным в мире. Спустя время мост не заменили, как это происходит обычно, а модернизировали: в 1893 году на замену деревянной палубы пришла стальная, а в 1940 году вместо проржавевших кованых цепей появились стальные. Мост существует до сих пор.

Первый железный мост стал символом промышленной революции, после чего такие конструкции из нового материала стали возводить по всему миру. В России первый железный мост, перекинутый через реку Енисей, был открыт в 1899 году. Мост был отмечен золотой медалью на всемирной выставке в Париже в 1900 году и позже был признан ЮНЕСКО «вершиной человеческой инженерной мысли».

Новая история

Сейчас история мостостроения не остановилась. Знания множества наук помогают строить прочные и безопасные мосты даже в самых сложных природных условиях. Например, в 2007 году был создан виадук Чанхуа-Гаосюн – второй по длине мост в мире, который служит частью тайваньской сети высокоскоростных железных дорог. Его длина 157,3 км, он протягивается от Цзоуина в Гаосюне до Багуачжана в уезде Чанхуа. Район частенько страдает от сейсмической активности, что не отражается на мосте. Он был спроектирован так, чтобы ущерб от землетрясения был минимальным.

Китай остается лидером в мостостроении в XXI веке. В стране создаются гиганские конструкции, поражающие своим масштабом. Например, Даньян-Куншаньский виадук. Мост занесен в Книгу рекордов Гиннесса и считается самым длинным мостом на планете. Его длина – 164,8 км.

КАК ПОСТРОИТЬ ПРОСТОЙ МОСТ

Пошаговая инструкция

Нам понадобится:

— знание физики,

— точные математические расчёты,

— много ресурсов.

На первом этапе приглашаем инженеров. Они осматривают местность, где в будущем будет находиться мост, потом оценивают рельеф и зыбкость почвы, вычисляют глубину фундамента для прочности конструкции.
Далее проводим компьютерную симуляцию. Это нужно, чтобы убедиться в том, что мост выстоит даже в самую нелетную погоду и даже, если его придется максимально нагрузить.
Переходим к наиболее сложному и объемному процессу – устройству опор. Их фундаменты могут быть как под водой, так и на берегу.
Сооружение пролетов. Тут понадобится тяжелая техника: подъемные краны, толкающие устройства и др.
Ликвидируем строительную площадку и испытываем конструкцию, ведь главное – это безопасность и надежность.