Built. Неизвестные истории известных зданий

Без бессемеровской стали я не смогла бы спроектировать пешеходный мост Нортумбрийского университета, основанный на способности стали выдерживать силу растяжения. Этот мост – мой первый проект, к которому я приступила сразу после окончания университета. Я все так же ясно помню первый день на работе, когда я ехала в переполненном метро на Ченсери-лейн в Лондоне, и как толпа спешащих на работу пассажиров в офисных костюмах буквально подхватила меня и вынесла на станцию. Я волновалась, нервничала и ощущала себя в деловой одежде очень неловко, шагая по тротуару к месту назначения – пятиэтажному офисному зданию, облицованному белым камнем.

Моим новым начальником стал Джон, стройный мужчина среднего роста, с прямыми короткими темными волосами, в очках без оправы и со страстной любовью к крикету (до которой мне, хоть я и выросла в Индии, было очень далеко). Мы заполняли документы, и процесс этот иногда оживляли его ироничные и забавные замечания. Однако я умолчала о том, что сегодня мой 22-й день рождения. Затем он показал мне эскиз нового пешеходного моста, который собирались построить в Ньюкасле. Уверенные отметки карандаша показывали, что на восточном конце моста высокая башня будет поддерживать три пары тросов. Тросы, в свою очередь, будут поддерживать основное полотно моста. Чтобы уравновесить нагрузку, которую вес моста оказывает на эту башню, сзади ее будут держать еще несколько тросов. Мы сидели там с Джоном и рассматривали эти рисунки, и я тихонько ликовала. Как по мне, так это лучший подарок на день рождения, который только может получить девушка. Меня просто переполняли эмоции, оттого что моим первым проектом станет такая элегантная и необычная постройка. И, помимо очаровательной эстетики этого моста, в нем было несколько нюансов, которые делали его в моих глазах еще прекраснее.

Этот мост – вантовый. Есть еще один известный пример мостов такого типа – Виадук Мийо во Франции. Его слегка изогнутое полотно поддерживают семь столбов, от которых расходятся тросы, образуя паруса и создавая впечатление, что мост парит в 270 метрах над долиной реки Тарн. У вантовых мостов одна или несколько высоких колонн, к которым крепятся тросы. Полотно стремится вниз под воздействием гравитации, а тросы тянут его наверх и таким образом постоянно испытывают силу растяжения. Сила растяжения передается от тросов колонне. Колонна, в свою очередь, испытывает силу сжатия, которая передается в основание моста. Основание распределяет силы и передает их земле.

Рабочий эскиз пешеходного моста Нортумбрийского университета руки Джона Паркера

Для свежеиспеченного инженера проектирование тросов моста Нортумбрийского университета (которые, кстати, толщиной с мой кулак) стало настоящим вызовом. Если взять металлическую линейку и представить, что это стальное полотно, а три пары резинок приладить вместо тросов, то окажется, что их нужно натягивать со строго определенной силой, чтобы они все пришли в одинаковое растяжение и равномерно поддерживали линейку. Если слишком сильно натянуть резинки с одной стороны, то полотно опрокинется набок. Если слишком сильно натянуть пару резинок в середине, то мост выгнется вверх. А теперь представьте, что это может произойти и с настоящим большим мостом.

Виадук Мийо во Франции – элегантный пример вантового моста

В специальных компьютерных программах я создала трехмерную модель тросов, идущих под мост, и тросов, натянутых между полотном и мачтой. Затем я смоделировала воздействие гравитации. Кроме того, я учла вес всех людей, которые будут находиться на этом мосту, притом что они могут собираться группами то в одной, то в другой части моста. Например, во время Большого северного забега, когда атлеты пробегают по трассе под мостом, толпы болельщиков теснятся с одной стороны моста, встречая их, а потом переходят на другую сторону, чтобы посмотреть, как они убегают. Мне нужно было продумать «вероятностную нагрузку», и я смоделировала людей, которые образуют разные группы на разных сторонах моста. Независимо от того, где стоят люди, тросы должны сохранять растяжение, чтобы поддерживать полотно. Если тросы потеряют растяжение, то станут гибкими, и полотно потеряет поддержку. Чтобы этого не произошло, я искусственно добавила тросам растяжения.