Из чего строят мосты

Во все времена и во всем мире строительство мостов было связано с использованием самых разнообразных материалов. Некоторые из них, например дерево и камень, находили применение на протяжении тысячелетий, использование других, таких как бамбук, корпи и лианы, ограничивалось районами распространения этих растений. Но есть и другие материалы, которые получают в процессе производства. Один из примеров — обожженный в печи кирпич, история которого насчитывает более четырех тысячелетий и который применяют в строительстве мостов и по сей день.

В последние два столетия, с появлением современных материалов и производственных процессов, в мостостроении произошла настоящая революция. Железо, сталь, бетон и даже высокопрочное стекло изменили подход к проектированию, позволили возводить более протяженные мосты и создавать инновационные, эффективные и безопасные конструкции.

Эволюцию мостов определили не только основные материалы, из которых они сооружались, но и вспомогательные. Для скрепления камней использовался известковый раствор, деревянные конструкции скрепляли с помощью железных гвоздей, а железные соединения — с помощью камней. Конструкции большинства современных мостов основываются на свойствах бетона и стали; эти материалы применяются в различных сочетаниях и дополняют друг друга.

Развитие мостостроения прежде всего зависит от материалов, обеспечивающих безопасность. Постоянное совершенствование технологии производства проверенных временем материалов и появление новых открывает практически бесконечные возможности для проектирования мостов.

Надежность деревянных построек. Мост дождя и ветра в Ченьяне, провинция Гуанси, Китай, построен в 1916 году. Его полотно, проходящее через пять павильонов, и многочисленные террасы сооружены из дерева, три опоры — из камня, а крыша покрыта керамической черепицей.

Камень. Камень, издревле используемый в мостостроении, является излюбленным материалом благодаря своей долговечности и прочности. Он прочнее на сжатие, чем на растяжение, и конструкции каменных мостов учитывают эго свойство: выстраиваются вертикально (опоры) или в форме арок. В конструкциях старых или очень маленьких мостов используется прочность камня на растяжение: каменную плиту просто перекидывали через небольшой поток пли укладывали на вертикальные колонны поперек русла.

Мост как символ примирения. Старый мост в Мостаре (Босния и Герцеговина) шириной 4 метра поднят на высоту 20 метров. Этот «горбатый» арочный мост построен в 1566 году Мимаром Хайруддином, учеником известнейшего архитектора Оттоманской империи Синапа. Многие века мост соединял два берега реки Неретвы, но был разрушен в ходе хорватско - боснийского конфликта в 1993 году. По завершении кровопролития мост был восстановлен в своем историческом виде и открыт в 2004 году.

Природные каменные арки. По всему миру встречаются каменные мосты, построенные самой природой. По тикают они в результате эрозии. В штате Юта, США, в Национальном парке Арки, можно увидеть более двух тысяч природных сооружений. Самая известная из арок под названием «Изящная», достигает высоты 16 метров. Вполне вероятно, что такие образования вдохновили древние цивилизации на создание мостов.

Каменные балки. Простейшая конструкция моста использует свойство прочности камня на растяжение и представляет собой каменные балки, уложенные на опоры. С увеличением расстояния между опорами должна увеличиваться и толщина камня. Как бы просто это ни выглядело в теории, техническое воплощение идеи может быть самым различным — от мостов, где вес отдельных камней достигает 200 тонн, до небольших мостиков на каменных опорах.

Каменные узоры. Пластические свойства камня нашли воплощение в таких архитектурно-декоративных сооружениях, как римские триумфальные мосты, которые выполняли важные художественные и церемониальные функции и были украшены изысканной резьбой по камню.

Дерево. Дерево — идеальный материал для строительства мостов. Природа производит его в изобилии, он легок, сравнительно недорог, прост в обработке и чрезвычайно практичен. Именно поэтому деревянные мосты можно встретить в любой части света, они разнообразны по форме и размерам — от элегантных декоративных пешеходных мостов до утилитарных и прочных железнодорожных. Функциональные возможности дерева позволяют нагружать его как на растяжение, так и на сжатие и использовать в самых причудливых формах и самых сложных проектах.

Парящие навесы. Полностью деревянный Мост дождя и ветра в Ченьяне, в китайской провинции Гуанси, возведен в 1916 году. При сооружении павильонов использовался метод «парящих крыш», распространенный в традиционной китайской архитектуре: балки в ярусах укладываются внахлест и способны вынести большую нагрузку. Каждая из пяти опор несет на себе многоярусный павильон; общая длина этого крытого пешеходного моста составляет 64 метра, а ширина — 3 метра.

Деревянные стропила. Первый в Америке крытый деревянный мост был сооружен через реку Шуйлкилл, Пенсильвания, в 1805 году. На гравюре, изображающей мост до обшивки, видно, что полотно проходит по деревянным фермам, сводом перекрывая расстояние между двумя опорами.

Деревянные арки. Мост Кинтай был перекинут через реку Нишики, Япония, в 1673 году. Он состоит из пяти изящных арок, каждая длиной приблизительно 35 метров и шириной 5 метров. Сложная конструкция, изначально целиком выстроенная из дерева, должна была выдерживать обильные наводнения. Послед­ний раз мост перестраивался в 1953 году.

Древние традиции. 98 метровый мост Ваньан в провинции Фуцзянь в Китае, построенный больше тысячелетия назад, в полной мере демонстрирует долговечность деревянного материала. Данный регион славится крытыми пешеходными мостами, возведенными в виде сегментных балочных арок.

Растительные материалы. Первым в истории мостом стало перекинутое через реку бревно или дерево. Однако у такого способа переправы име­лись существенные ограничения — русло могло оказаться слишком широким, да и не так-то просто найти на берегу подходящий ствол. В жарких и влажных регионах природа подарила человеку другие материалы для сооружения мо­стов — например, лианы. С течением времени появились новые способы обработки природных материалов, что по­зволило использовать их в строительстве мостов.

Современный плетеный мост. В удаленной от цивилизации долине Ия в Японии над водными потоками перекинуты три плетеных моста дли­ной до 45 метров и шириной до двух метров.

Лианы. Многие века единственной переправой через долину Ия в Японии служили шаткие мосты из лиан подвешенных над рекой на высоте 14 метров. Впервые эти мосты были перекинуты в XII веке. Чтобы не допустить врага на свой берег, обороняющимся надо было всего лишь перерубить лианы. Все мосты регулярно ремонтировались; сегодня каждый из них укреплен железными тросами.

Корни. Во влажных джунглях Северо-Восточной Индии местные жители изобрели уникаль­ный способ строительства мостов из произрастающих здесь каучуконосных фикусов Ficus elastica. Не спиливая их, через реку перекидывают наземные части корней, получая таким образом висячий мост, который со временем становится только прочнее. Пешеходное полотно обычно устилают камнями, а иногда мост делают даже двухъярусным.

Бамбук. В азиатских странах бамбук для строитель­ства мостов применяется тысячелетиями. Высокая прочность, гибкость и легкость делают бамбук идеальным материалом для сооружения подвесных и наплавных мостов, нагрузка на которые относительно невелика. Самые длинные из висячих бамбуковых мостов (около двухсот метров) встречаются в китайской провинции Сычуань.