История деревянного мостостроения в нашей стране до сих пор не являлась предметом специального изучения. Этой теме посвящены лишь самые краткие упоминания и простые перечисления памятников в общих работах и популярных очерках, посвященных истории мостостроения в целом и русскому деревянному зодчеству. В настоящей статье сделана попытка систематизировать русские деревянные мосты исторически сложившихся и ныне существующих типов.
Краткая история. Искусство наведения мостов высоко развито с древнейших времен. Основным строительным материалом была сосна благодаря прямизне и ровности ствола, хорошим механическим свойствам древесины и устойчивости к загниванию, а также широкому распространению. Древние мосты, как и другие сооружения, рубили и обрабатывали при помощи топора: вырубали пазы и гнезда при связке брусьев; даже изготовление теса производилось раскалыванием клиньями бревен вдоль на несколько частей. Поэтому летописцы, говоря о постройках деревянных зданий или сооружений, употребляли вместо слова «построить» слово «срубить»: рубили избы, хоромы, мосты и т. д.
Первые упоминания о мостах в русских летописях относятся к концу X в. Совершенствование строительного искусства вызвало появление особого рода специалистов - строителей мостов и переправ, называвшихся «мостниками». Первые мосты представляли собой переброшенные с берега на берег деревья, на больших реках устраивались плоты-паромы. Несколько связанных между собой плотов, поверх которых укладывался бревенчатый настил, образовывали «живой», наплавной мост. Они были распространены на больших реках.
В 1115 г. при Владимире Мономахе в Киеве был построен наплавной мост через Днепр. Так как плавучие мосты быстро наводились и легко разбирались, то они играли большую роль в военных действиях. Известны два таких моста через Волгу, упоминаемые в сообщениях об осаде Твери при Дмитрии Донском, еще один мост для переправы через Дон во время битвы с татарами в 1380 г. «Живыми» были первые мосты Москвы: Москворецкий, Крымский и др. Надо отметить, что наплавные мосты широко применялись в России вплоть до конца XIX в. Главной тому причиной были значительная ширина и глубина рек, а также сильный ледоход; при таких условиях наплавные мосты без постоянных опор представлялись наиболее уместными, простыми и дешевыми по стоимости сооружениями.
1. Москворецкий «живой» - наплавной мост. Гравюра Пикара XVII в. (Фототека ГНИМА им. Щусева)
2. Однопролетный мост в г. Енисейске к. XIX в.
3. Консольно-балочный мост с арочным пролетом на р. Сие Архангельской обл. (снимок 1920 г., Фототека ГНИМА им. Щусева)
Наплавные мосты могли быть и разводными; для пропуска судов одну часть моста (плот) отводили в сторону. О плавучем разводном Москворецком мосте, существовавшем уже в 1498 г., дает представление гравюра Пикара XVII в. (рис. 1) и образное описание Павла Алеппского: «На реке Москве несколько мостов, большая часть которых утверждена на деревянных сваях. Мост близ Кремля, насупротив ворот второй городской стены, возбуждает большое удивление: он ровный, сделан из больших деревянных брусьев, пригнанных один к другому и связанных толстыми веревками из липовой коры, концы коих прикреплены к башням и к противоположному берегу реки. Когда вода прибывает, мост поднимается, потому что он держится не на столбах, а состоит из досок, лежащих на воде, а когда вода убывает, опускается и мост. Когда подъезжает судно с припасами для дворца из областей Казанской и Астраханской... из Коломны... к мостам, утвержденным (на сваях), то снижают его мачту и проводят судно под одним из пролетов; когда же подходят к упомянутому мосту, то одну из связанных частей его освобождают от веревок и отводят ее с пути судна, а когда оной пройдет к стороне Кремля, то снова приводят ту часть (моста) на ее место. Здесь всегда стоит множество судов, которые привозят в Москву всякого рода припасы... На этом мосту есть лавки, где происходит бойкая торговля; на нем большое движение; мы постоянно ходим туда на прогулку...по нему беспрерывно движутся взад и вперед войска. Все городские служанки, слуги и простолюдины приходят к этому мосту мыть платье в реке, потому что вода здесь стоит высоко, в уровень с мостом». Москворецкий «живой» мост находился напротив Водяных ворот стены Китай-города; во второй половине XVIII в. его заменили деревянным мостом на сваях.
В крепостных сооружениях применялись подъемные мосты. Первые летописные указания об их устройстве относятся к 1229 г.: «...и возводной мост и жеравец вожьгоша...», - сообщает Ипатьевская летопись. Пролет, примыкающий к городской стене, делался подъемным и назывался возводным мостом. Механизм, приводящий полотно моста в движение, состоял из коромысла, вращающегося между столбами (жеравцами), и цепей. В XVI в. мосты Кремля - Константино-Еленинский, Спасский, Никольский - были связаны со шлюзовой системой, регулирующей заполнение рва водой из реки Неглинной, и имели принятую для крепостей деревянную подъемную конструкцию. В XVII в. Троицкий мост имел подъемную часть.
Усиление мостов. В середине - добавочными устоями. Внизу - соответствующим направлением груза с помощью колесоотбойных брусьев (1 и 2) и усилением настила (3 и 4).
Описанные выше разновидности мостов по своему устройству относятся к подвижным мостам. Принципиально отличным типом были мосты постоянные. В зависимости от количества опор, на которые опирались пролетные строения, они различались на однопролетные или многопролетные. К древнему типу однопролетных мостов принадлежат мосты на «греблях», первое упоминание о них относится к 977 г.: во Вручии «мост через греблю». Гребли устраивались в широких поймах рек и представляли собой подобие грунтовой дороги. В средней части оставлялась прорезь для устройства однопролетного моста, устоями которых служили опоры-срубы с засыпкой землей и камнем. Вероятно, гребли могли также состоять из сплошных бревенчатых срубов с прорезью в средней части. В конце XIX в. Л. Ф. Николаи, анализируя чертежи деревянных мостов, обмеренных на Архангельском тракте в 1795 г., пришел к выводу: «Подобный способ пересечения широких пойм рек применяется и поныне...». Близкую конструкцию имели мосты конца XIX - начала XX в. в г. Енисейске (рис. 2) и на р. Сие в Архангельской области (рис. 3). Последовательно выступающие бревна береговых устоев образовывали почти арочную конструкцию. Для того чтобы мост не всплывал во время паводков, по краям настила были уложены булыжники.
В том случае когда в срубе оставлялось несколько отверстий на всю высоту забора, получался многопролетный мост с опорами в виде клеток или городней (Впоследствии такие опоры стали называть ряжами или быками). Для обеспечения необходимой степени неподвижности и невсплываемости срубы-городни, как правило, заваливали камнями. Поверх городней в продольном направлении укладывались прогоны из бревен, в свою очередь, на них в поперечном направлении укладывался сплошной накат из бревен - настил проезжей части. От плотников требовалось создать прочную опору для проезжей части, которая в то же время могла бы выдержать бурный поток воды в весеннее половодье. Эти задачи усложнялись тем, что мосты достигали значительных размеров.
Мастерством «древоделей» славились новгородцы. Знаменитый Великий мост через р. Волхов имел опоры в виде городней и был устроен через реку наискось (ширина Волхова близ Новгорода около 250 м). Под 1133 г. в Новгородской Первой летописи сообщается: «В том же лете обновиша мост чрес Волхово, рушивше». Начиная с этой даты летописи систематически сообщают о повреждении городней моста наводнением, бурей, ледоходом. Существует миниатюра Никоновской лицевой летописи XVI в., на которой изображен Великий мост, где происходит казнь стригольников в 1375 г.
Мосты, помимо своего основного назначения - переправы через какое-либо препятствие, использовались как рынки-улицы. На Москворецком мосту, о котором говорилось выше, стояли лавки. Воскресенский мост на р. Неглинке представлял собой кирпичное многопролетное сооружение, покрытое деревянной мостовой, и был застроен по обеим сторонам двумя рядами рубленых деревянных торговых лавок. Он располагался у Воскресенских ворот Китай-города и давал выход из города на Красную площадь близ нынешнего Исторического музея.
Каменно-деревянные мосты были логичны в системе оборонительных сооружений Кремля. Чтобы воспрепятствовать врагам перейти мост, достаточно было разобрать или даже сжечь деревянный настил моста. Затем он легко восстанавливался.
Изменения в экономике страны, вызванные преобразованиями Петра I, оказали положительное влияние на развитие мостостроения. Строительство столицы в устье Невы потребовало устройства большого количества переправ в сравнительно короткое время. Первый мост нового города, построенный в 1705 г., был наплавным. Вместо плотов там были применены барки-плашкоуты. Такие мосты наводились в Петербурге на протяжении всего XVIII и XIX вв., наиболее примечательным из них был Исаакиевский. Одновременно с наплавными через каналы строили постоянные мосты на свайных опорах. Интересно отметить тот факт, что в это время деревянные мосты часто строили по «образцам», т. е. типовым стандартным чертежам. К 1748 г. в Петербурге насчитывалось около 40 деревянных мостов, примерно половина из которых имела разводные подъемные пролеты. На р. Фонтанке по проекту В. В. Растрелли был построен акведук, который с помощью специальной машины снабжал водой фонтаны Летнего сада.
Выдающимся достижением русской технической мысли XVIII в. был проект И. П. Кулибина. Предлагалось перекрыть Неву огромной деревянной аркой с пролетом 294 м.
Наиболее ответственным и сложным инженерно-техническим сооружением среди мостов являются мосты-плотины, которые функционально связаны с целой системой гидротехнических сооружений. С конца XVII в. началось строительство водных путей, имевших государственное значение, таких, как Вышне-Волоцкая, Тихвинская, Мариинская системы. Все гидротехнические сооружения этих систем были деревянными. В Вытегорском краеведческом музее сохранились виды плотин и мостов Мариинской системы. Плотина Св. Павла (одновременно она выполняла роль моста), располагавшаяся на р. Вытегре у с. Девятины, имела ряжевой ступенчатый слив, разница высот отметок бьефа (Бьеф - участок реки между двумя соседними плотинами на реке)составляла 8,5 м. Значительный интерес представлял Аннинский поворотный мост на р. Ковжа, он существовал с 1810 по 1896 г. Средняя опора моста имела поворотный механизм, который мог разворачиваться вместе с пролетами моста на 90°, давая возможность встречным судам свободного прохода с двух сторон. В г. Вытегра на соединительном канале до 1961 г. существовал подъемный мост. Он был устроен на свайных опорах. Средняя часть моста имела две разные по величине подъемные части пролета. С введением Волго-Балтийского водного пути была проведена реконструкция Мариинской системы с заменой деревянных гидротехнических сооружений на бетонные.
Широкое строительство шоссейных, а затем и железных дорог в XIX в. обусловило подъем мостостроения. Появилось большое разнообразие конструктивных систем пролетных строений: подкосные, арочные, фермы и т. д. Вопросы инженерного строительства в России этого периода выходят за рамки данной статьи и заслуживают специального рассмотрения. С введением новых строительных материалов (чугуна, бетона, стали и т. д.) происходит постепенное вытеснение деревянных мостов, а затем в центральной части СССР почти полное их исчезновение.
Современное деревянное мостостроение . На Севере СССР деревянное мостостроение получило наиболее яркое и многогранное развитие. Устойчивость северного быта способствовала передаче из поколения в поколение строительных навыков народных зодчих, поэтому до настоящего времени здесь сохранились образцы деревянных мостов различных типов. Каковы же разновидности сохранившихся и строящихся в настоящее время мостов, каковы их технические и конструктивные особенности?
Деревянные мосты испытывают большие физические и атмосферные воздействия, поэтому чаще других сооружений подвергаются переборке или замене отдельных частей, но при этом первоначальные формы и конструктивная основа остаются прежними, сложившимися от режима реки и условий эксплуатации. Благодаря этим особенностям мосты в отличие от других сооружений сохраняют свои первоначальные формы, которые восходят к далеким временам.
Наиболее простым способом связи между берегами являются паромные переправы. Они применяются при небольшой интенсивности движения. Плотовой, или понтонный, паром передвигается вручную по канату, перекинутому с берега на берег по дну реки или над водой. Например, в Архангельской области на реках Онеге и Моше сохранились древние паромные переправы, которые используются в настоящее время. В тех случаях, когда устройство моста на постоянных опорах дорого и не может быть оправдано грузооборотом, применяют наплавные мосты. При высоком горизонте воды все плоты такого моста находятся на плаву, при пониженном горизонте часть плотов близ берега опирается на дно реки. С наступлением зимы эти плотовые мосты приходится разбирать и убирать в затоны, защищенные от половодья и ледохода. В этом случае сообщение между берегами на зимний период происходит по льду. В Каргополе через р. Онегу переброшен плашкоутный мост. В более отдаленных районах сохранились плотовые наплавные мосты - в с. Коровино на р. Кене и пос. Усть-Поча в Плесецком районе Архангельской области.
4. Мосты в с. Пурнема Архангельской обл. а - новый мост (1969 г.), сплошная конструкция моста не доведена до склона оврага; б - старинный мост (1927 г.) имеет сплошную бревенчатую конструкцию с укладкой бревен «в реж»
5. Консольно-балочный однопролетный мост из бруса в с. Гридино, Карелия
6. Мост древней конструкции с опорами из прямоугольных срубов в д. Верховская, Республика Коми (Фото Шургина И. Н.)
7. Мост с двумя треугольными в плане срубами в с. Ступино Арх. обл.
Неширокие препятствия, такие, как овраги и речки, перекрываются сплошными мостами. Они состоят из сквозных рядов бревенчатых срубов (ряжевой сруб), связанных в поперечном направлении такими же рядами бревен, образовывая монолитную конструкцию. Такая конструкция, например, сохранилась в Архангельской области на Кенозере в д. Тарасово. Старинный мост в с. Пурнема в Архангельской области (рис. 4, б) устроен через глубокий овраг (8 м); его настил лежит на сплошном ряжевом срубе, заполняющем ров до самого дна. Такой способ рубки «в реж» (Надо отличать понятие ряжевого сруба или ряжевой опоры от рубки «в реж». Ряж - это принятое название конструкции опоры моста. «Реж» - это способ укладки бревен с пропусками) предохраняет мост от загнивания и позволяет свободно пропускать весенние воды. В средней части оставлено отверстие для свободного пропуска воды. Мост уже пришел в негодность, его края осели, так как берег склона песчаный. В 1969 г. рядом со старым мостом построили новый, близкий по конструкции, но ряжевой сруб не доведен до конца рва (рис. 4, а). Новый деревянный мост также представляет значительный интерес.
Наиболее распространенным типом моста для небольших рек являются однопролетные балочные мосты, такие, как в Усть-Цильме Коми АССР. Для увеличения пролета между опорами используют консольно-балочную конструкцию - последовательно выступающие бревна береговых устоев. Такой мост в с. Гридино Карельской АССР (рис. 5) построен через бурную, каменистую речку, его устои завалены валунами.
На более широких реках устраиваются многопролетные мосты, это достигается введением промежуточных опор: свайных, ряжевых. При скальном или илистом грунте устраивают ряжевые опоры, имеющие различную форму срубов: трех-, четырех-, пятигранную и более сложную.
Простыми и более древними опорами являются прямоугольные срубы. В Коми АССР в д. Верховская (Усть-Цильмский р-он) через ручей Домашний устроен мост (рис. 6), настил которого, не имея ограждения, лежит на четырех прямоугольных клетях-быках. Бревна срубов обработаны топором, уложены «в реж» и имеют большие выпуски.
В Архангельской области, в д. Ступино (Няндомский р-он), в 1967 г. был обмерен мост, промежуточные устои которого имеют треугольную форму (рис. 7), причем сруб быков поставлен углом навстречу течению реки.
На реках с ледоходом устраивают ряжи пятигранной формы. К прямоугольному срубу быка прирубается треугольный придаток, выполняющий роль ледореза. Деревянные мосты с такой формой срубов имеют самое широкое распространение и могут достигать значительных размеров. В с. Шуерецкое Карельской АССР (рис. 8) мост имеет одиннадцать быков, а длина его 150 м. В с. Рягово (Каргополье) при длине моста более 100 м высота ряжа достигает 8 м (рис. 9). (В наши дни рядом сооружен новый бетонный мост.)
Как правило, ряжевые мосты имеют первоначальное основание срубов, так как дерево в воде сохраняется веками. При замене или переборке верха опор их формы повторяются. Много подобных мостов имеются в Архангельской области на направлении Кречетово-Каргополь-Ошевенск на речках Ухта, Тихманьга, Лекшма, Чурьега. При одинаковых конструктивных решениях каждый из них имеет свой неповторимый архитектурно-художественный образ (рис. 10).
8. Самый длинный из сохранившихся деревянных мостов (150 м) в с. Шуерецкое, Карелия
9. Ряжевой бык моста в с. Рягово достигает высоты 8 м. (Арх. обл.)
Севернее Ошевенска, в том месте, где р. Чурьега впадает в р. Кену, в XV в. был основан Кенорецкий монастырь, который достиг своего расцвета в конце XVII - начале XVIII в. К этому времени относятся большие земельные приобретения по обеим сторонам р. Кены. В 1764 г. монастырь был упразднен, в 1800 г. пожар уничтожил его строения. Единственными свидетелями того времени являются два ряжевых моста: в д. Лешино (ныне д. Кенорецкая) (рис. 11) и тремя километрами ниже по течению реки, в д. Пелюгино.
По древнерусской традиции при въезде на Пелюгинский мост на возвышенном нравом берегу стояла часовня на подклете, с шатровой звонницей над входом, окруженная галереей (сейчас перевезена в Архангельский музей деревянного зодчества «Малые Карелы»).
Еще в 1946 г. экспедиция Института истории и теории архитектуры Академии архитектуры СССР обследовала Каргополье. Одним из важнейших результатов ее работы явились обмеры Кенских мостов, выполненные А. В. Ополовниковым. В 1982 г. автором статьи проводилось повторное обследование и обмеры, которые показали, что, несмотря на почти полную замену строительного материала, формы и конструкции мостов не изменились. Отточенные веками, эти формы оказались очень устойчивы.
Конструктивная основа кенских мостов одинакова. Пятипролетный мост у д. Лешино имеет длину 114 м, четырехпролетный мост у д. Пелюгино имеет длину 84 м. Конструкция их уникальна, каждый средний ряж состоит из прямоугольного в плане сруба с выступающими в нижней его части треугольным и трапециевидным в плане прирубами; так что все очертания плана напоминают форму лодки. Дно здесь каменистое, течение реки очень быстрое, поэтому сруб ряжа завален валунами. Для уничтожения возникающего распора и для равномерного заполнения валунами быка в поперечном и продольном направлениях на разных уровнях срубы имеют перевязку венцов, образующих систему внутренних трехгранных «карманов». Верхняя четырехгранная основа быка образует на выпусках бревен повалы, что дает возможность увеличить пролеты до 15 м.
12. Ряжевой мост с треугольной формой на р. Кеме (Вологодская обл.) Сочетание народных традиций и инженерных приемов (Фото Севан О. Г.)
В отличие от гражданских сооружений в мостах нет оболочки - стен, перекрытий, скрывающих несущую конструкцию. Поэтому конструктивная система мостов остается открытой и составляет основу архитектурной композиции. Мосты редко подвергаются художественной обработке, их архитектурная выразительность достигается смелостью конструктивных решений, своеобразием пространственной композиции и различными приемами обработки дерева. Интереснейшим инженерно-архитектурным сооружением является мост через р. Кема в Вытегорском районе Вологодской области. Его отличительная особенность - бревенчатая треугольная ферма - значительно обогащает объемную композицию: она устроена «в распор» в более глубокой части реки, что позволяет увеличить длину пролета (рис. 12). Другой пример - мост в с. Умба Мурманской области. Его яркая художественная выразительность достигается бревенчатыми подкосами пролетов и Х-образным обрамлением поручней моста (рис. 13).
Любой деревянный мост, имея свой особый художественный образ, является также частью окружающей среды: ландшафта или жилой застройки. В Ошевенском комплексе деревень, расположенных вдоль рек Чурьега и Халуй, деревянные мосты являются важным элементом планировочной структуры и вместе с уникальными культовыми, жилыми и хозяйственными постройками образуют гармоничное целое.
Своеобразным «заповедником» деревянных мостов можно считать г. Беломорск (бывшее с. Сорока). Старая часть города построена из дерева и не имеет уникальных памятников архитектуры, но сама природа сделала его необычайно живописным. При впадении в Белое море река Выг преодолевает множество порогов и, разливаясь на несколько километров, образует около сорока островов, на которых когда-то расположилось село Сорока. В этих природных условиях мосты стали необходимым элементом внутригородской коммуникации. На относительно небольшой старой территории города их насчитывается около двадцати (рис. 14). К сожалению, несколько мостов утрачено, самый длинный среди них (более 300 м) был заменен на бетонный. Но все существующие мосты, слившись с пространством реки, и застройки вместе с порогами создали неповторимый образ этого города.
Представление о деревянном мостостроении в настоящее время было бы неполным, если не отметить некоторые сохранившиеся типы чисто «инженерных» мостов, среди которых самое широкое применение имеют балочные мосты со свайными опорами различных сочетаний с рамными и подкосными системами. Многопролетный балочный мост на р. Тартас в Новосибирской области (50-е годы XX в.) имеет двух- и четырехрядную систему свайных опор (рис. 15). В поперечном направлении стойки рамы опор имеют диагональные схватки, и вся конструкция опор крепится при помощи стальных болтов и штырей. На опоры уложены прогоны, в свою очередь на них - настил проезжей части. Длина моста 66 м. Перед средними опорами устроены ледорезы длиной 11 м.
Важным компонентом моста со свайными и рамными опорами являются деревянные ледорезы. Чтобы оградить опоры и пролетные строения от сотрясений при ударе льдин, ледорезы не связывают с опорами моста. Узкие опоры защищаются плоскими ледорезами, имеющими один или два ряда свай. При широких опорах применяют шатровые ледорезы, состоящие из нескольких рядов свай. Льдины, подходящие к ледорезу, под влиянием сил инерции и давления воды поднимаются по нему и разламываются под действием собственного веса.
До сих пор еще встречаются деревянные мосты с фермами, широко применявшиеся начиная с середины XIX в. Пролетные строения с фермами Гау-Журавского являются наиболее распространенной конструкцией деревянных мостов. Такой мост построен в 1967 г. на р. Моше в Архангельской области (рис. 16). Пролетными строениями с фермами с ездой по низу перекрыты русловые пролеты моста (расчетный пролет 31,5 м). Крайние пролеты перекрыты пролетными строениями простой балочной системы с двухъярусными прогонами. Длина моста 146 м. Русловые свайные опоры защищены отдельно стоящими шатровыми ледорезами.
Другой разновидностью являются мосты с подкосной системой. В Плесецком районе Архангельской области имеется деревянный путепровод (мост, предназначенный для пропуска одной дороги над другой), построенный в 1939 г. на автодороге Плесецк-Каргополь, который проходит над железной дорогой местного значения, образуя косое пересечение в 42°. Трехпролетный мост имеет рамные опоры на лежневом основании (рис. 17). Две средние опоры завершаются комбинированной подкосной системой, что дало возможность сделать средний пролет. Конструкция путепровода типична для мостовых сооружений XIX - начала XX в. и сейчас практически не встречается. Несмотря на то что мост находится в хорошем состоянии, ему грозит уничтожение.
В настоящее время имеется еще один тип однопролетных мостов - висячие мосты, встречающиеся в Архангельской области. Мост в д. Папинская Коношского района (рис. 18) имеет следующее устройство: по обоим берегам реки поставлены два сруба с проходными воротами в верхнем уровне, по верху и низу проемов сруба натянуты металлические тросы, закрепленные в землю при помощи металлических костылей. По всей длине моста верхние и нижние тросы соединены между собой деревянными брусками (выполняющими роль подвесок), на нижних тросах уложен деревянный настил. По обеим сторонам срубов уложены дощатые сходы. На р. Емце в с. Емца Архангельской области висячий мост гидрометеослужбы построен в 1928 г. (см. 4-ю сторону обложки). Несложная конструкция создает красивый силуэт на фоне реки, придавая легкость всему сооружению. Висячие мосты, широко применявшиеся с середины XIX в., в настоящий момент встречаются редко.
Деревянные инженерные мосты были предшественниками сооружений из стали и бетона и в свое время сыграли определенную историческую роль. Казалось, что с развитием профессионального инженерного мостостроения, с введением различных новых конструктивных систем - подкосных, арочных, висячих и т. д. - они должны были окончательно заменить ряжевые, народные мосты, вытеснить их. Однако этого не произошло.
Народные деревянные мосты, имея многовековую историю, представляют собой примеры устойчивости архитектурной формы, которые точно отработаны многими поколениями строителей, плотников, народных зодчих.
В наш век технического прогресса повсеместная замена деревянных мостов на современные стальные и бетонные ведет к исчезновению в отдельных местах этого типа сооружений. В то же время на Севере СССР и в Сибири, где лес является основным строительным материалом, продолжают строить деревянные мосты, тем более что дерево является дешевым строительным материалом, допускающим быструю заготовку и обработку, позволяет осуществить постройку в наиболее короткие сроки. Деревянные мостовые сооружения, отражая древнюю культуру русского народа, осуществляют связь времен и поколений; они и сегодня имеют практическое значение и являются ценнейшим вкладом в культурное наследие нашей Родины.
8. Ласковский Ф. Ф. Материалы для истории инженерного искусства в России. СПб., 1858. Ч. 1.
9. Новгородская первая летопись старшего и младшего изводов М.; Л., 1950.
10. Пунин А. Л. Повесть о ленинградских мостах. Л., 1971.
11. Забелла С. Каргопольская экспедиция. - В кн.: Архитектурное наследство. М., 1955, № 5.
РЯЖЕВЫЕ МОСТЫ - ИСТОРИЯ, КОНСТРУКЦИЯ, РАСПОЛОЖЕНИЕ (обзор)РЯЖЕВЫЕ МОСТЫ –
ИСТОРИЯ, КОНСТРУКЦИЯ, РАСПОЛОЖЕНИЕ
Интересный раздел деревянной архитектуры - мосты. Летописи сохранили известия о мостах в Киевской Руси и Великом Новгороде.
Из Большой Советской энциклопедии:"Деревянный мост , мост с деревянными пролётными строениями и деревянными опорами. Д. м. могут иметь и массивные (бетонные) опоры. Искусство строительства Д. м. было высоко развито в Древнем Риме. В летописях 11-12 вв. часто упоминаются мосты через большие реки, построенные на Руси. В СССР существуют Д. м. различных систем, устройство их целесообразно в районах, богатых лесом. При пролётах 6-8 м применяют Д. м. простейших балочных систем, а при пролётах 10-18 м - с составными или клеёными прогонами либо подкосной системы. Пролёты от 16 до 50 м перекрывают пролётными строениями с фермами . Д. м., как правило, делают из древесины хвойных пород (сосна, ель, лиственница), ответственные детали - из дуба. Для предохранения от загнивания элементы Д. м. обрабатывают антисептиками."
Из книги Б.М.Надежина "Архитектура мостов ":
"....В Древней Руси квалифицированные плотники знали различные способы постройки мостов из дерева: с опорами в виде сруба, городней и бревенчатым настилом полотна. Эти конструкции обрабатывались топором, так как пила вошла в употребление только в XVIII в., даже при изготовлении досок пользовались топором (тесали), раскалывая прямой, без косослоя, древесный ствол вдоль клиньями на несколько частей. Отсюда ведет начало современное слово "тес", применяемое к пиломатериалу.
Через овраги и небольшие речки нередко перекидывали мосты из двух или трех рядов сквозных бревенчатых заборов, связанных поперечными, такими же сквозными бревенчатыми стенками. Вместо конструкции обычной избы, рубленной в "чашку", применяли рубку в "режь" с неплотным прилеганием бревен: между ними оставлялись горизонтальные продольные зазоры, которые пропускали весеннюю воду. Для оврага этого было достаточно. Над рекой в стенках для прохода меженного русла было необходимо отверстие, которое иногда доводили до полной высоты забора. Тогда щелевые стенки сохранялись лишь в устоях. Однако подобная конструкция была подвержена разрушению льдом во время половодья.
Мосты с ряжевыми опорами из бревенчатых сплошных срубов, заполненных камнем, были более прогрессивны...
."
Для начала нам хочется показать мост на реке Сия Емецкого района Архангельской
области (фото слева). Судя по обмерному рисунку (Ю.С.Ушаков) ширина моста метра четыре,
и поверху положены валуны, играющие роль пригруза.
Подобный же мост существует (или существовал недавно) в селе Пурнема на берегу Онежской губы Белого моря (правый снимок).
Вот, что писал о нем М.И.Мильчик
: "
Возвращаясь в село, мы проходим старинный мост через глубокий овраг. Его настил, не огражденный перилами, лежит на сплошном ряжевом срубе,
заполняющем ров до самого дна. Такой способ рубки, оставляя открытыми промежутки между бревнами, предохраняет их от загнивания и придает
при этом всему сооружению большую устойчивость против ветра, что немаловажно, если вспомнить, что мы находимся на берегу моря. Мост осел
от времени и все же продолжает верно служить людям".
 |
Вот еще одно свидетельство долгой истории ряжевых мостов:
Они "рубились древними нижегородцами через глубокие овраги и речки на режах-клетках. Режи (или ряжи-М.З.) ставились под берегами и в зависимости от длины моста под полотном настила. Их "шаг" определялся длиной бревен (5 - 6 саженей). Для устойчивости режи набивались камнем, береговые устои получали консольные напуски. Крайние бревна настила проезда для прочности и безопасности получали перевязку и перила. Подобные мосты были не только конструктивно надежными инженерными сооруженими (постоянно находящиеся в воде устои рубились из долго не гнивших дуба, вяза и ольхи, бревна дополнительно просмаливались и с концов оковывались железными обручами), но и художественно выразительными.
Такими был срублен в 1618 г. в Н.Новгороде воеводой Б.М.Лыковым мост через 80-метровой глубины Почаинский овраг, по дну которого текла одноименная речка. Мост простоял до начала 19 в. и только в 1839 г. был заменен земляной дамбой с сохранением наименования "Лыковой".(извините, автор строк нами утерян).
А.В.Ополовников:
Долго оставалось неизменным в северных деревнях устройство мостов. Деревянные бревенчатые мосты возводили плотники- мостовики еще во времена Киевской Руси.
До недавнего времени
их можно было увидеть на многих северных реках. Размеры их
самые различные: от маленького мосточка, перекинутого через
ручей-речушку, до огромного моста длиной свыше ста метров,
опирающегося на могучие бревенчатые ряжи. Отсюда и название
таких мостов - ряжевые. Это исключительно интересные и
своеобразные сооружения.
Их конструктивную основу составляют рубленые ряжи - городни с
системой внутренних «карманов» для валунов и галечника,
размещенных на разных уровнях. Для рек с твердым, каменистым
дном, затрудняющим устройство обычных, то есть свайных,
оснований, бревенчатый ряж является не только самой
рациональной опорой деревянного моста, но и единственно
возможной. А поскольку большинство северных рек, порожистых и
бурных, имеет твердое, каменистое дно, постольку и ряжевая
конструкция моста получила тут самое широкое распространение.
Трудно поверить своим глазам, когда видишь, как по таким мостам, уже порядком обветшалым, идут тяжелые грузовики или еще более нелегковесные тракторы, а то и с прицепами. Подобную картину мы наблюдали совсем-совсем недавно на мосту через реку Вол в Нижегородской губернии, в Ветлужском ее районе. Правда, сама река Вол не столь обстоятельна, как, например, Онега или Кена в Архангельской области, где были найдены лучшие, можно сказать, классические образцы ряжевых мостов, к тому же и наиболее значительных по своим размерам. Но, согласитесь, увидеть летом 1991 г. исправно действующий деревянный ряжевый мост через реку, по которому хоть и не один за одним, но даже и время от времени идут грузовики с плотно утрамбованными стогами сена, - явление уникальное. Именно явление. Картиной виденное назвать маловато.
Ряжевые мосты устойчиво противостоят и могучим потокам весенних вод. Можно только восторженно удивляться тончайшей строительно-расчетной интуиции плотников-мостовиков. Мудрость жизни - источник их мастерства.
В деревне Овчинконец, она же Федоровская, Архангельской области рубленый мост на пяти ряжах-городнях был перекинут через реку Кену. Когда он был построен, трудно сказать. По нашим сведениям, в 1930-х годах, заменив собой обветшавший точно такой же мост.
 |
 |
Старики говорят, что через каждые полвека, а то и три десятка лет строили новый мост взамен старому. Неравнодушно относился народ к тому, в каком окружении пребывает на земле, с уважением к себе и к своей жизни относился, считая неподневольный труд, даже и нелегкий, радостью, ублажающей и просветляющей душу.
Любопытно, что конструктивное устройство нынешних ряжевых мостов схоже с устройством их древних прообразов. Так, мост в деревне Федоровской почти такой же, как "Великий мост" через Волхов в Новгороде, известный по описаниям XII столетия. Начиная с 1133 г. летописи постоянно свидетельствовали о различных повреждениях Великого моста наводнениями, бурями, буйными ледоходами. Ну а мост продолжал стоять - значит, его постоянно ремонтировали, за ним следили.
Ю.С .Ушаков:
..."Великий мост" через Волхов, соединявший Софийскую и Торговую стороны Новгорода, имел 29 ряжей - "городен"....
А.В.Ополовников:
Мосты на ряжах - это не только особый тип гидротехнических сооружений, выполняющих свои прямые функции. Многие из них, в частности мосты на реке Кене (их несколько - не только в деревне Федоровской), представляют собой крупные выразительные сооружения, входящие неотъемлемой частью в ансамбли северных деревень. Вместе с жилыми и хозяйственными постройками, часовней или церковью, вместе с рекой, ее порогами и каменистыми берегами, вместе со всем окружающим пейзажем они активно участвуют в формировании архитектурно-пространственной среды поселения... .
Ю.С.Ушаков:
На нешироких реках для перекрытия пролета использовались выносные консоли береговых устоев. На более широких реках на дно устанавливались промежуточные рубленые устои – ряжи (мостовые «городни»). В ряжах устраивались ледорезы, а для предотвращения всплытия моста в половодье ряжи пригружались к дну валунами... .
Так устроены два
сохранившихся моста через Кену (Плесецкий район Архангельской
обл.) длиной 92 и 126 м у деревень Лешево и
Федоровской (мост у Лешево срублен в конце 18 в., мост у дер.
Федоровская повторен после сноса его половодьем в 1954 г.).
Оба
моста имеют по два береговых устоя и три промежуточных при
максимальном пролете между ряжами 17 м. В верхних частях
устоев-ряжей сделаны консольные уширения, воспринимающие
нагрузку от пролетного строения. Такая же конструкция
характерна и для древних деревянных мостов... .
Г.П.Гунн:
В деревне Кенорецкой (Измайловской) - мост 18 века. Быки моста, называемые городнями, напоминают в плане очертания лодки. Они срублены из бревен и внутри заполнены диким камнем. Городни поддерживают накат из бревен, составляющих проезжую часть моста. Подобная конструкция восходит к глубокой древности. На Кене они сохранились до наших дней. Плотники Севера выступают здесь как выдающиеся инженеры - строители мостов с большими пролетами. Длина моста в Кенорецкой - 126 м, другой мост на Кене в деревне Овчин Конец (Овчинконец, Федоровская) длиной 92 м... .
Г.В.Алферова:
Не менее интересны мосты, сохранившиеся от прошлого или вновь построенные по старым образцам. Все они неизменно соблюдают древние конструктивные приемы и хранят сложившиеся в веках архитектурные образы. Такие мосты хорошей сохранности, работающие с полной нагрузкой, имеются в самых различных местах бывшей территории древнего Каргополья.
Наиболее древний мост находится в селе Шильда, на границе современного Каргопольского района и Вологодской области (см. ниже левый снимок - из книги И.В.Маковецкого -М.З.)
 |
 |
Есть еще один вид мостов - не менее привлекательный. Это мосты, перекинутые
через небольшие реки или протоки. Нам известны уже четыре таких моста или мостика.
Один на Малом Порженском озере, второй в южной части Парка, третий ведет на остров. где находилась НаглимозерскаЯ пустынь, четвертый - между д.Кожевниково и д.Минино в Шуй-лахте Свинового озера
Порженский мост представлен на фотографии из книги Гунна, второй мост «подарила»
нам Анна Разумовская из Питера, работавшая в Парке.
Г.П.Гунн о первом мосте:
«…По-видимому, он прошлого (19) века, но сохраняет все конструктивные особенности древнерусской строительной техники.
 |
Вот, что сообщает о втором мостике А.Козыкин, зам директора Кенозерского Парка:
 |
 |
 |
Мост отреставрирован недавно (около 10 лет назад) московским реставратором Дмитрием Соколовым и его студентами. Насколько мне известно, при реставрации были выдержаны первоначальные размеры очень точно. Использованное дерево - осина. Камнями ряжи не забивались, т.к. сильного течения на протоке и ледохода не бывает. Время устройства моста я не знаю. Но по фрагментам и по времени хозяйственного использования лесной дороги можно предположить, что, скорее всего - начало 20 века, и не позднее 60-х годов. Но сама дорога очень древняя, т.к. соединяла древние населённые пункты - деревни Гужёво, Масельга, Пялозеро, Пелусозеро».
И еще А Козыкин сообщает об остатках похожего моста около макарьевского монастыря (Хергозеро) и далее: "Был мостик у Кириллово-Челмогорского монастыря через речку Чёлму, но, по- моему, он был не ряжевой конструкции. То, что есть на Чёлме сейчас, - новодел.
Видел деревянные мосты, вернее, плотины на реках Сухая Водла и Вама в Водлозерском Парке. Они были построены в 34 - 35 годах 20 века. В традициях строительства ряжевых мостов".
Третий ряжевый мост отыскался в 2005 году. Мост совсем новый, поставлен вместо давно стоявшего между материком и островом на Наглимозере. Через мост идет тропа к дальнему концу острова, где находилась когда-то Наглимозерская пустынь.
 |
Сама география подсказывает, что в этом месте должен быть мост. Желание соединить два берега Керченского пролива транспортным переходом возникало неоднократно. Еще в 30-е годы советские инженеры занимались проектированием железнодорожной линии от Херсона до Поти, которая как раз должна была пройти через Керченский пролив. Но тогда помешала война. В первый раз соединить два берега удалось в 1944 году после освобождения Крыма от немецких войск. Железнодорожный мост построили за 7 месяцев с использованием немецких конструкций, оставшихся после отступления гитлеровцев. Во время войны Гитлер отдал приказ построить через пролив мост, который бы обеспечил автомобильное и железнодорожное движение. Построенная ранее немцами в 1943 году канатная дорога не обладала достаточной грузоподъемностью и не обеспечивала нужды армии. Ни танки, ни другую тяжелую технику по ней переправить было нельзя. Изготовленные в Германии конструкции доставили в Крым и приступили к стройке. Но наступление Красной армии сорвало планы гитлеровцев, и построенный уже на треть мост был ими подорван.
Осенью 1944 года мост был достроен уже советскими строителями. Конструкция железнодорожного моста состояла из 115 пролетов длиной по 27,1 метра каждый. Всего длина моста составляла 4,5 километров. Судоходство в фарватере обеспечивалось за счет поворачивающегося на средней опоре 110-метрового пролетного сооружения. Но простоять ему предстояло только полгода. В феврале 1945 года льдом, пришедшим с Азовского моря, треть опор моста были повреждены. Чтобы оставшиеся конструкции не создавали препятствия судоходству, мост демонтировали. Восстановлен он уже не был. С 1953 года стала действовать Керченская паромная переправа. Вопрос строительства нового моста через пролив неоднократно рассматривался властями России и Украины. Но только с момента вхождения Крыма в состав Российской Федерации необходимость в транспортном переходе через Керченский пролив встала особенно остро. Поэтому, как только это произошло, началось проектирование моста, а вскоре и его строительство.
Технические параметры
Общая протяженность перехода составит 19 километров. По морю от косы до острова Тузлы – 7 километров, еще 6 километров – дорога по самому острову, и далее еще один участок до Керчи длиной 6 километров. Благодаря арочным пролетам длиной 227 метров и высотой 35 метров в фарватере пролива, на участке от острова Тузла до Керчи, мост не станет препятствием для судоходства. Фактически строящийся транспортный переход – это два моста: автодорожный и железнодорожный, которые будут идти параллельно в одном коридоре.
После строительства Керченский мост станет самым протяженным в Европе и отнимет первое место у моста Васко да Гама в Португалии. Шестиполосный автомобильный мост через Тахо – самую крупную реку Пиренейского полуострова – был открыт в марте 1998 года в столице страны Лиссабоне. Его длина – 17,2 километра.
Мост через Керченский пролив обеспечит автомобильное и железнодорожное сообщение между Краснодарским краем и Крымом. Четырехполосная трасса обеспечит проезд до 40 тысяч автомобилей в сутки. Предполагаемая скорость движения машин – до 120 км/ч. Автомобильный мост и подъезды к нему должны стать частью автострады А-290 Керчь – Новороссийск. Двухпутная железная дорога позволит пропускать до 47 пар поездов в сутки, пассажирские поезда со скоростью 120 км/ч, грузовые – 80 км/ч. Также, в отличие от моста через Тахо, проезд по Керченскому мосту будет бесплатным. Желающие въехать в Лиссабон по мосту Васко да Гама должны заплатить 2,70 евро за легковой автомобиль и до 11,70 евро за грузовой. В обратном направлении проезд бесплатный.
К слову, проектированием моста занимался Институт Гипростроймост – Санкт-Петербург, выступивший также генеральным проектировщиком вантового моста через бухту Золотой Рог во Владивостоке и одним из проектировщиков моста на остров Русский через пролив Босфор Восточный. Изначально экспертами рассматривалось более семидесяти вариантов транспортного перехода. Большие шансы были у проекта строительства моста через косу Чушку. К слову, именно здесь был построен первый мост через пролив, не простоявший и полугода.
Если бы был выбран северный маршрут строительства, то протяженность моста была бы меньше. Вот только при выборе этого маршрута на время строительства пришлось бы закрыть паромную переправу, чего допустить было нельзя.
Этапы строительства
Строительству предшествовали масштабные геодезические исследования и кадастровые работы. Из зоны будущей стройки были отселены редкие животные, на другие участки были пересажены растения, занесенные в Красную книгу. Проводились работы по разминированию и археологические раскопки. Строительные работы начались с возведения технологических мостов, призванных обеспечить доставку работников, техники и строительных материалов к месту работ по всему фронту строительства. Первый из трех рабочих мостов был открыт в октябре 2015 года. Он проложен между Таманским полуостровом и островом Тузла. Следующие два моста – один от острова до судоходного фарватера и другой, навстречу ему, от керченского берега до фарватера, –должны быть готовы к осени 2016 года.
Само строительство пройдет в четыре этапа. На первой стадии предусмотрена установка фундаментов и сооружение опор моста. Автомобильный мост будет иметь 288 опор, для устройства фундаментов которых придется погрузить в грунт более 2500 свай. Железнодорожный – 307 опор и более 3000 свай. Далее, на втором этапе, – сборка и монтаж пролетных конструкций. Длина пролетов (балочных) на разных участках – от 54 до 57 метров. Самые протяженные пролеты (арочные) будут установлены над судоходным фарватером, их длина – 227 метров. Высота арок составит 45 метров. Высота пролетов над уровнем воды – 35 метров. Ширина пространства для прохода судов – 185 метров.
В отличие от Эресуннского моста – самого длинного совмещенного моста в Европе – железнодорожные пути и полосы автомобильного движения Керченского моста расположены параллельно. Мост через пролив Эресунн, соединяющий столицу Дании Копенгаген и шведский город Мальмё, двухъярусный, он имеет два железнодорожных пути в нижнем ярусе и четыре полосы автомобильного движения в верхнем.
На третьем этапе строителям предстоит заняться устройством автодороги и железнодорожных путей. На этом этапе формируется проезжая часть и укладываются рельсы, прокладываются коммуникации, осуществляется установка защитных барьеров и шумозащитных экранов, ведется монтаж опор освещения. Последний этап – завершающий. Предстоит демонтировать временные конструкции, рекультивировать территории, заняться благоустройством и озеленением.
Строить мост начали одновременно в восьми местах, на морских и сухопутных участках. Это позволит завершить строительство за рекордные три года. На декабрь 2018 года намечено открыть движение по мосту в рабочем режиме. А уже летом 2019 года, после окончания всех пуско-наладочных работ и благоустройства прилегающей территории, состоится официальное открытие.
Возведение свайных фундаментов моста началось в марте 2016 года одновременно на нескольких участках. А к 30 мая на сухопутных и морских участках строительства было погружено в грунт уже более 1000 свай различных типов. Первая опора Керченского моста была возведена на острове Тузла уже в апреле. Она должна стать частью автомобильной трассы. Ее высота небольшая: всего три метра, вместе с пролетом она поднимет мост на семь метров. Но дальше, приближаясь к акватории в сторону судоходного канала, высота опор и в целом моста будет расти. Устроена опора на восьми наклонных трубчатых сваях диаметром 1420 мм, погруженных на глубину 76 метров. Но такие сваи применяются не везде. К примеру, на керченском берегу, где грунт является наиболее подходящим для такого строительства, железобетонные призматические сваи погружаются в грунт на глубину до 16 метров. В мае строители приступили к сооружению опор и в акватории. Первые сваи были вбиты у западной оконечности острова Тузла.
Начиная с июня на некоторых участках строители приступили уже ко второму этапу сооружения моста – монтажу пролетов. Сначала на сухопутных участках на берегу таманского полуострова, а вскоре и на острове Тузла. Общий вес пролетной конструкции, состоящей из четырех главных балок, соединенных между собой балками поперечными, – около 160 тонн. На сборку и установку на опоры одного пролета уйдет около месяца. А дальше уже можно приступать к укладке на пролет плиты проезжей части и формированию дорожного полотна.
И наконец, в августе началось строительство судоходной части моста над фарватером Керчь-Еникальского канала. Строители приступили к сооружению самых мощных опор моста, которые будут держать арочный судоходный пролет.
Судоходный пролет
После прохождения острова Тузла мост постепенно начинает набирать высоту для того, чтобы достичь максимальной высоты над водой перед судоходным фарватером. Судоходный пролет является самым сложным элементом моста и одновременно самым эффектным. Свод арки пролета имеет высоту 45 метров, а длина пролета, как уже было сказано, – 227 метров. В целом высота этой части моста достигнет 80 метров над уровнем воды.
Судоходство в Керченском проливе осуществляется не по всей его ширине, а в основном только по Керчь-Еникальскому каналу. Судоходный канал был прорыт в проливе еще в 1877 году. В дальнейшем он неоднократно углублялся и расширялся. На сегодняшний день длина канала составляет 24,3 километра, ширина – 120 метров, а глубина достигает отметки 10 метров. Именно этим и обусловлено сооружение судоходной части моста в этой части пролива.
Сборка конструкции будет происходить на керченском берегу. Для этого предусмотрена специальная технологическая площадка. Чтобы собрать судоходные арочные пролеты, потребуется около года. Доставленные морским путем на керченский берег габаритные элементы конструкции соберут вместе на стапелях технологической площадки. Далее уже готовые пролеты погрузят на плавсистему и доставят к фарватеру, где и установят на опоры.
Пока на берегу готовятся собирать судоходные пролеты, в акватории уже возводятся опоры под них. Строительство четырех самых мощных опор моста займет около года. Первоначально формируются свайные фундаменты. Для каждой опоры необходимо 110 стальных трубчатых свай диаметром 1420 мм. Сваи забиваются в грунт как вертикально, так и наклонно. Оголовки свай будут объединены ростверком. На участке со сложной геологией и высокой сейсмикой это позволяет обеспечить необходимую устойчивость опоры.
Задача, с которой нельзя не справиться
Строительство мостового перехода через Керченский пролив – непростая инженерная и строительная задача. Минимальный срок эксплуатации моста – 100 лет. Сложнейшему инженерному сооружению предстоит стоять в сейсмически активном районе. Мост должен выдержать землетрясения до 9 баллов. Зимой он будет испытываться на прочность и чрезвычайными ледовыми нагрузками, и сильными штормами, которые в этих местах не редкость. Осложняли задачу, поставленную перед проектировщиками, и зыбкое илистое дно пролива, и тектонический разлом под ним.
Но значение моста как для России, так и для Крыма и Кубани, которые с июля 2016 года объединены в один федеральный округ, сложно переоценить. И есть все основания считать, что строители с поставленной задачей справятся.
В данном материале мы опишем основные варианты деревянного мостостроения и приведём наиболее известные примеры тех или иных конструкций. Речь идёт о принятой в Европе Тирольской классификации деревянных мостов, которая, к сожалению, мало используется в нашей стране.
Деревянный мост, имеющий самонесущую проездную поверхность
В данной категории мостов основные деревянные балки размещаются под настилом, что обеспечивает их защиту от осадков и прямого воздействия солнечных лучей. Для наибольшей защиты верхнее покрытие укладывается под уклоном, гидроизоляцию обеспечивает защитная мембрана или стальное листовое покрытие. Также используется асфальт или деревянный настил. Длина пролета составляет, как правило, до 25 м., ограждение находится выше мостовой конструкции.
Пример: мост возле г. Лютерн (Швейцария). Возведён в 2010 году вместо железобетонной конструкции 1933 года. Основные конструкции выполнены из клееного деревянного бруса GL24, GL28+LVL, выбранного по экономическим соображениям. Общая нагрузка моста - 40 тонн. Вертикальную нагрузку воспринимают BSH-балки из клееной древесины в продольной оси.
В поперечном направлении нагрузку воспринимают стальные балки размещенные в двух осях. Верхняя часть деревянная, по бокам закрыта бетонным покрытием с установленными перилами ограждения. В поперечном сечении опорная часть строения представляет собой 6 склеенных в блоки панелей и 5 слоев широкоформатных панелей LVL Kerto, приклеенных к неподвижному носителю BSH. Панели воспринимают продольные и поперечные нагрузки.
Деревянный мост коробчато-балочной конструкции
В данном варианте несущая часть представляет собой полый короб, составленный из клееных балок, что обеспечивает экономичность строительства и технические преимущества - блок балок поступает на место строительства в собранном виде, а в пустоте короба можно разместить различные коммуникации. В качестве настила можно использовать литой асфальт или стальной просечно-вытяжной лист. Поручни крепятся к основной опоре и обшиваются палубной доской. Длина пролета коробчато-балочного деревянного моста может достигать 35 метров.
Пример: мосты-близнецы в г. Снек (Нидерланды), возведённые в 2008-2010 годы. Идею конструкции мостов архитектор Ханс Ахтербош почерпнул из местного рыболовецкого промысла, а именно с изображения перевёрнутой вверх рыбацкой лодки. Основным материалом мостов-близнецов являются деревянные балки, изготовленные из ацетилированной аккойя - продукта современных высоких технологий. Этот материал выбран из-за его высоких показателей долговечности - не менее 80 лет службы, именно столько, сколько требуется для эксплуатации моста по законам Нидерландов. Для сравнения - стальной мост прослужит 55 лет, мост из дерева азобе - 45 лет. Мосты-близнецы имеют по две полосы автомобильного движения и по одной пешеходной дорожке.
Деревянный мост вогнутой конструкции
В данном варианте несущие части конструкции деревянного моста расположены на уровне перил. Для защиты от атмосферных воздействий верхняя часть основной несущей конструкции покрывается оцинкованным листом. В поперечине вогнутая конструкция моста крепится к расположенному внизу стальному каркасу с шагом между рамами 2500 мм. Верхняя часть моста может быть открытой или защищенной асфальтом. Перила крепятся к поперечной раме. Длина пролета вогнутого деревянного моста может достигать 35 метров.
Пример: мост Моисея (Нидерланды). Был построен в 2011 году при реконструкции форта 17-го столетия Де Роовер, расположенный на Брабантской линии фортификаций. Задачей архитектора из бюро RO&AD было обеспечить проход туристов через «невидимый» мост, т. е. незаметный с дальнего обзора и не нарушающий архитектурный ансамбль исторического форта. Идею моста почерпнули из эпизода Библии, когда Моисей заставил расступиться воды Красного моря. Для этого по обеим сторонам сооружения были созданы дополнительные валы для отвода лишней влаги способной затопить мост. В качестве материала были выбраны деревянные балки, изготовленные из ацетилированной аккойя и красного ангелима, что гарантирует эксплуатацию сооружения в воде в течении не менее чем 50 лет. Мост Моисея стал лучшим сооружением 2011 года, по мнению Союза голландских архитекторов.
Деревянный висячий мост
Несущая конструкция висячего моста представляет собой две балки, каждая из которых по отдельности состоит из 2-х горизонтальных и диагональных деревянных ферм их клееного бруса с нижней затяжкой. Так как опорная конструкция располагается на уровне перил и ниже, то палуба моста опирается на нижние хорды. Для дополнительного укрепления используется U-образная металлическая рама. В местах опирания древесину защищает оцинкованное стальное покрытие. Материалом настила может быть доска или асфальт. Установка перил осуществляется с упором на боковых фермах, ниже уровня верхней поверхности. Длина пролета может достигать 30 м.
Пример: мост в Нахабино (Россия). Построен в 2001 году, представляет собой висячий деревянный пешеходный мост длиной 29 м. с жесткими нитями. Конструкция моста традиционна для строений со стальными вантами за единственным отличием - все конструктивные части моста изготовлены из клееной древесины. Мост в Нахабино имеет три пролета длиной в 4, 20 и 4 метра, ширина для пешеходов составляет 3,5 метра. Крайние пролеты имеют прямолинейные деревянные оттяжки, средний устроен на стальных подвесках и подвешен к растянуто-изгибаемым жестким нитям. Стрела подъема гнутых клееных конструкций составляет порядка 4 м а радиус изгиба 15 м. Это дало возможность производить и транспортировать отдельные элементы целиком, без соединений по длине. Цельными являются и балки жесткости пролетного строения.
Деревянный арочный мост
Здесь основную нагрузку берут на себя арки или своды, которые изготовлены из деревянных ламелей, связанных между собой. Такие мосты устанавливаются на местностях со значительным уклоном рельефа. Так как опорная часть деревянного моста находится выше уровня перил, то перекрытие устанавливается на нижних затяжках. Жесткость конструкции придаёт вогнутый металлический каркас. Защиту дерева обеспечивают титановые листы металла. Перекрытие может быть деревянным и закрытым слоем асфальта. Длина пролета может достигать 50 метров.
Пример: пешеходный мост Леонардо (Норвегия). Возведён в 2001 году на автостраде между Осло и Стокгольмом. Прообразом этого моста стал проект Леонардо да Винчи 1502 года предусматривающей строительство каменного моста через бухту Золотой Род длиной 360 метров. Спустя пол тысячелетия эту идею реанимировал норвежский художник Вебьорн Санд, ставший инициатором строительства моста Леонардо. Для строительства использовалась уникальная методика «слоистого дерева», созданного из норвежской сосны склеенной определенным образом. В конструкцию входит три несущих арки, более широких в основании и сужающихся в месте соединения с полотном перехода. Арки поддерживают друг друга и являются опорой для 4-й арки - пешеходного полотна. Основные элементы строения были изготовлены в производственном цеху. Для сборки на месте понадобилось всего несколько дней.
Деревянный кабельно-вантовый мост
В кабельно-вантовом мосте главным несущим элементом является вантовая ферма, изготовленная из стальных канатов. Ванты крепятся к пилонам, которые устанавливаются непосредственно на опоры. Мостовое полотно находится на балке жесткости прикрепленной к вантам. Данная конструкция позволяет создать мост с длиной пролета до 70 метров.
Пример: пешеходный мост в Анкалии (Грузия). Самый длинный деревянный мост в Европе построенный в 2012 году. Масштабное строение длиной в 505 метров первоначально планировалось в качестве стального вантового. Однако из экономических соображений выбор пал на клееную древесину.
Вантовая ферма моста представляет собой триангулированную конструкцию в виде пространственного каркаса из 2 рядов диагональных балок размещенных под углом в 45° к горизонтальной панельной конструкции. Последняя состоит из клееных ригелей и панели LVL. Боковые части вантовой фермы закрыты прозрачным поликарбонатом для придания видимости и архитектурной выразительности конструкции.
Деревянный мост-ферма
В данном варианте конструкции деревянного моста клееная древесина используется для изготовления верхних и нижних затяжек, а также вертикальных связей, горизонтальные изготавливаются из стального проката. Для соединения отдельных частей моста используется болтовой крепёж и перфорированные пластины. Защиту дерева от осадков обеспечивает кровельная конструкция, покрытая деревянной черепицей, плиткой или другими кровельными листовыми материалами. Настил может быть открытым или асфальтным. Длина пролета может достигать 70 метров.
Пример: мост через р. Вихантасалми (Финляндия). Построен в 1999 году на месте стального моста и является одним из наиболее широких автодорожных мостов в мире. Конструктивно состоит из одностоечной фермы со стальными соединениями. Проезжая часть моста выполнена из составных бетонных, деревянных и стальных конструкций. Мост состоит из пяти пролетов. Длина крайних - по 21 метру каждый, трех центральных - по 42 метра. Общая длина моста - 182 метра. Ширина проезжей части моста составляет 11 метров, пешеходной и велосипедной зон - 3 м. Наибольшее расстояние от поверхности озера до самой высокой точки - 31 метр.
Деревянный жесткий рама-мост
Жесткая несущая плита моста представляет собой единый клееный блок или отдельные балки из клееного бруса с дополнительной опорой на промежуточные наклонные элементы в нижней части конструкции. Форма рам может быть П или Т-образной, иметь в своей конструкции две наклонные стойки и контрольные свесы. Главным преимуществом жесткого рама-моста является меньшее поперечное сечение и равномерность в распределении действующих на мост статических нагрузок. Настил защищается асфальтом или стальным листом. Длина пролета может достигать 40 метров.
Деревянный преднапряженный мост
Появление преднапряженной конструкции в деревянном мостостроении многими специалистами было воспринято как революция в отрасли. Сутью нововведения стала канадская разработка в середине 70-х годов 20-го столетия методики механического поперечного соединения обычного или клееного бруса. Для создания напряжения используются металлические стержни, создающие костяк системы поддержки. Несущая часть моста состоит из отдельных балок или блоков клееных ламелей, что обеспечивает сразу два преимущества:
- возможность создания палуб различной конструкции - блочной, коробчатой, Т-образной;
- возможность использования различных статических схем, от простых однопролетных до многокилометровых и многопролетных конструкций.
В качестве настила используется асфальт, стальной лист или композитные материалы с высокой стойкостью к износу. Длина пролета моста может достигать 70 метров.
Особенности российского деревянного мостостроения
К сожалению, в нашей стране действуют нормативы, разработанные ещё в 50-е годы прошлого столетия. Один из ярких примеров - требование выполнять ограждение из металла, хотя давно доказана большая безопасность деревянных ограждающих конструкций, используемых даже на гоночных трассах. Зарубежные нормативы более жесткие, учитывают, к примеру, волновой фактор, возникающий при движении автомобиля.
Российские нормы деревянного мостостроения регламентирует СНиП 2.05.03-84, а их строительство - СНиП 3.06.04-91 и 3.03.01-84. Согласно этим нормам (2.05.03-84) изгибаемые элементы пролетов деревянных мостов должны быть изготовлены из дерева 1 сорта, остальные - из дерева 2 сорта. Влажность бревен должна составлять не более 25%, остальных материалов - до 20%. Что касается минимальных размеров то они таковы:
- бревно в тонкой части - 18 см;
- сечение бруса - 16 см;
- толщина доски - 40 мм;
- наименьший диаметр сваи - 22 см;
- диаметр гвоздя - 4 мм.
В целом же, российское деревянное мостостроение укрепляет свои позиции, ежегодно пополняя свой список новыми интересными решениями.
По материалам журнала ЛесПромИнформ.
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.
Как Юлий Цезарь форсировал Рейн?
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.
Почему римляне прославились как строители мостов?
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!
Как работали римские строители?
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.
Что такое акведук?
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.
Почему в средние века не строили мосты?
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.)
Как был построен Каменный мост в Регенсбурге?
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
Когда строительство мостов стало наукой?
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.
Почему строили деревянные мосты?
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
