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

Две башни – пилона – имели высоту 700 футов. Их верхние части возвышались над уровнем моря на 746 футов. Каждая состоит из сдвоенных ячеистых столбов, собранных из клепаных уголков и пластин. Столбы установлены на расстоянии 90 футов (между центрами) друг от друга и связаны поперечными рамами в четырех точках над полом моста. Башни создавались, чтобы противостоять не только напряжениям от собственного веса, временных нагрузок и ветра, но также землетрясениям. Башни весьма примечательны, и не только из-за своих размеров, но также потому, что при проектировании помимо конструктивных учитывались и архитектурные требования. При строительстве башен использовалась кремнистая сталь, имеющая прочность на разрыв 80 000—95 000 фунтов на квадратный дюйм, и углеродистая сталь, значения прочности которой примерно на треть меньше.

Основные несущие тросы имеют диаметр 36³/₈ дюйма (на Бруклинском мосту – 16 дюймов, на мосту Джорджа Вашингтона – 36 дюймов). Каждый трос состоит из 61 пряди, а они, в свою очередь, из 452 проволок. Тросы не скользят и не перекатываются по верхней части башен, наоборот, они жестко прикреплены к ним и потому создают продольную нагрузку при изменениях температуры. Башня может отклоняться от вертикали на 18 дюймов в сторону канала или на 22 дюйма к берегу. Тросы висят, словно гигантские гамаки, между верхушками башен. С интервалами в 50 футов двойные подвески из проволочных канатов поддерживают 25-футовые фермы жесткости, которые, в свою очередь, несут систему пола. Центральная система пола достаточно гибкая, чтобы выдержать боковое отклонение около 28 футов от ветров скоростью до 60 миль в час или отклонение вверх-вниз около 16 футов. Уникальное защитное приспособление спасло жизнь 19 рабочим во время строительства. Речь идет о сетке безопасности из манильской пеньки с 6-дюймовыми ячейками, протянутой под конструкцией с «вылетом» 10 футов с каждой стороны. Мост Золотые Ворота и подходы к нему были построены за 4 года (строительство Бруклинского моста длилось 14 лет, моста Джорджа Вашингтона – 4 года). Стоимость строительства составила чуть больше 27 миллионов долларов, пропускная способность (оценочная) 5000 транспортных средств в час.

Стальные арочные мосты

Мост Идса в Сент-Луисе, как уже говорилось, был построен между 1869 и 1874 годами. В течение следующих 25 лет было построено 11 железных или стальных арок, более длинных, чем его центральный пролет в 520 футов. Три из них были построены в 1898 году: мост Клифтон через Ниагару между Соединенными Штатами и Канадой и два моста через Рейн, один в районе Дюссельдорфа, другой в районе Бонна. Арка Ниагарского моста была в то время самой длинной в мире – 840 футов. Боннский мост имел самую длинную арку в Европе – 721 фут. В конце следующего десятилетия Густав Линденталь (1850–1935) завершал строительство арочного моста Хелл-Гейт через Ист-Ривер в Нью-Йорке (рис. 14.4). Это весьма впечатляющая и изящная конструкция, по которой проходит четыре линии железнодорожных путей. Его пролет – 977½ фута. Линденталь спроектировал его для подвижных нагрузок, превышающих подвижные нагрузки любого стального арочного моста в мире, – 3 тонны на погонный фут на каждой колее. Мост был достроен в 1917 году.

Рис. 14.4. Мост Хелл-Гейт, Нью-Йорк

15 годами позже австралийские и британские инженеры построили арочный мост через Сиднейскую бухту с пролетом 1650 футов (рис. 14.5). Это был мост такого же типа, как Хелл-Гейт. Но помимо четырех электрифицированных железнодорожных линий, по нему проходило 6-полосное шоссе и тротуары. Общая ширина моста составила 160 футов. Это был самый широкий на тот момент мост в мире. Инженеры спроектировали его для нагрузок более 6 тонн на погонный фут.

Рис. 14.5. Мост через Сиднейскую бухту