Кёнигсберг возник там, где Прегель делился на два рукава — Старый и Новый. Между рукавами лежали острова: Кнайпхоф и Ломзе. Северный берег Прегеля занимал Альтштадт, южный — Форштадт и Хаберберг. Три города, Альтштадт, Лёбенихт и Кнайпхоф, веками жили торговлей, а торговля шла по воде — и потому переправы через Прегель были не просто вопросом инженерной мысли, но и политикой, и ещё больше — экономикой: города ревниво контролировали свои мосты и брали за проезд по ним плату.
Кстати, в немецком языке большинство рек — женского рода: die Oder, die Elbe, die Memel и т.д. Но некоторые реки, такие как Рейн или Майн — это слова мужского рода. В эту компанию входил когда-то и der Pregel. Обуздать этого «мужчину» и были призваны многочисленные кёнигсбергские мосты. Сейчас же главная река Калининградской области называется Преголя. Дама, как вы понимаете. Но с характером…
Но эта статья не о «загадке семи мостов Кёнигсберга». И даже не об их истории, хотя там много чего интересного можно было бы рассказать.
Речь пойдёт о технологии, технических особенностях и деталях строительства кёнигсбергских мостов в конце XIX — начале XX веков.
Почему в Кёнигсберге строили разводные мосты? Сколько времени нужно было на то, чтобы развести мост? Из какого материала строили мосты? Как их разводили? Ну и развеем миф…
Ниже публикуется перевод четырёх статей, описывающих строительство некоторых мостов Кёнигсберга. Текст переведён с сокращениями, без сложных технических подробностей. Хотя совсем без них не обошлось…
_____________
Испытания различных типов мостового покрытия
Небольшие городские мосты через реку Прегель имеют подвижные секции, позволяющие судам проходить по реке. Чтобы подвижная часть отвечала всем эксплуатационным требованиям, её проезжая часть выполняется из двух слоёв деревянного бруса; до недавнего времени для этих целей использовалась сосновая древесина. Лишь при строительстве нового Медового моста (Honigbrücke) в 1879–1880 годах было решено выполнить часть покрытия двух подвижных створок из бука (Buchenholz). Несмотря на интенсивное движение гужевого транспорта, с сентября прошлого года бук практически не подвергся износу, в то время как у расположенных рядом дубовых брусьев уже наблюдается сильное разрушение торцов. Крепление покрытия осуществляется способом, показанным на рис. 1: «a» — дощатый настил; «b» — продольные балки (расположенные с шагом 390 мм по осям); «d» — подкладные балки (и те, и другие выполнены из пропитанного дуба); «c» — оцинкованные стальные профили системы Зореса (Zores)(1).
Использование бука позволяет реже производить замену покрытия, чем в случае с сосной или дубом. При существующей здесь высокой интенсивности движения тяжёлых повозок верхний слой из сосновых досок полностью изнашивается всего за 2–5 месяцев — в зависимости от частоты движения. Наиболее очевидным решением казалось использование рифлёных или перфорированных стальных плит вместо верхнего дощатого настила с их креплением к нижнему слою. Однако это привело бы к чрезмерному увеличению веса подвижных частей моста; напротив, перспективным представлялся подход, при котором сами плиты выполняли бы несущую функцию, а нижний настил был бы исключён.
Похожую попытку предприняли Джон и Лангер (John & Langer)(2) в Праге: предполагалось соединить чугунные ячеистые плиты снизу кованой железной опорной пластиной, а ячейки заполнить бетоном. Однако трудности соединения чугуна с кованым железом, а также высокая долговечность чугуна — особенно при малой толщине стенок, о которой здесь идёт речь, — привели к идее изготовить ячеистую конструкцию вместе с нижней пластиной целиком из чугуна (плиты квадратные, со стороной 600 мм). Запросы на пробное изготовление таких плит, направленные на различные сталелитейные заводы, не увенчались успехом из-за сложности их отливки. Лишь компания «Bergische Stahl-Industrie-Gesellschaft» (бывш. Gebr. Böker und v. d. Nahmer) из Ремсхайда согласилась взяться за производство, предложив при этом конструкцию, показанную на рис. 2. Поскольку такие плиты при той же несущей способности оказались легче, а необходимость в заполнении бетоном и т. п. отпала, было решено заказать пробную партию для покрытия участка площадью 3 кв. м. Его уложили в оживлённом месте города — рядом с разводными пролётами недавно построенного Высокого моста (Hohenbrücke).
Это пробное покрытие находится в эксплуатации уже около 4 месяцев; оно расположено непосредственно перед Лавочным мостом (Krämerbrücke) на участке с умеренным уклоном и, по-видимому, хорошо себя зарекомендовало. 7 марта 1879 года в период с 7 часов утра до 8 часов вечера через этот пункт прошло 2085 повозок, а 26 марта того же года за аналогичный промежуток времени — 2125 повозок. Столь высокая интенсивность движения обусловлена прежде всего грузовыми перевозками: среди учтённых транспортных средств оказалось значительное количество тяжело нагруженных грузовых повозок. Поскольку оба подсчета проводились до начала периода судоходства, полученные результаты заметно ниже среднегодовых показателей.
На самом Лавочном мосту была предпринята попытка предотвратить быстрый износ верхнего дощатого настила путём его усиления крупными железными гвоздями. Эти гвозди имеют плоские квадратные головки (со стороной 3 см и толщиной 1 см); они забиты с интервалом в 6 см, а их концы с нижней стороны 8-сантиметровых досок загнуты. Поставленная цель была достигнута вполне успешно: настил сохраняется в хорошем состоянии с момента укладки (прошло чуть более 4 месяцев), однако такая конструкция отличается большим весом и, как следствие, довольно высокой стоимостью.
Для сравнения веса и стоимости различных типов покрытий целесообразно также учесть вес и затраты на использование стальных профилей Зореса или иного нижнего несущего слоя, обладающего аналогичной несущей способностью.
Несмотря на высокую стоимость покрытия из стальных плит, сравнительный расчёт затрат показывает, что при сроке службы более десяти лет такой вариант оказывается экономически выгоднее, чем обычный двухслойный настил из сосновых досок. С другой стороны, для данной цели он обладает весьма существенным преимуществом: атмосферные осадки не приводят к увеличению веса моста. В случае с разводными пролетами, имеющими деревянный настил, это обстоятельство зачастую создаёт неудобства, поскольку влечёт за собой либо повышенную нагрузку на разводной механизм моста, либо необходимость установки дополнительных противовесов.
Кёнигсберг, 26 мая 1881 г.
А. Фрюлинг, городской строительный советник [1]
_____________
Металлический разводной мост в Кёнигсберге в Пруссии
Город Кёнигсберг в Пруссии имеет через оба рукава Прегеля ряд деревянных уличных мостов, которые, чтобы морские суда с мачтами могли беспрепятственно входить и выходить, с давних пор выполнялись как разводные. По мере износа их заменяют подходящими металлическими конструкциями. Так, уже в 1878 году меньший из них, так называемый Медовый мост (Honigbrücke), — по удостоенному награды конкурсному проекту нынешнего городского строительного советника Фрюлинга, — а позднее и Высокий мост (Hohebrücke) были перестроены в металлические разводные мосты. Сейчас на месте старого Потрохового моста (Köttelbrücke) также ведётся новое строительство, которое заслуживает внимания не только потому, что кёнигсбергские мосты — насколько нам известно, наряду с большим 23-метровым разводным мостом в Роттердаме и несколькими похожими, более старыми мостами в Копенгагене, — единственные сооружения такого рода(3) на нашем континенте, но и потому, что для конструкций рассматриваемого нового строительства уже удалось с пользой применить накопленный за многие годы опыт.
Многочисленные соображения, основанные большей частью на местных условиях, при перестройке Потрохового моста определили выбор между поворотным и разводным мостом в пользу последнего. Укажем лишь, что при плотном соседстве мостов через Прегель, будь они поворотными, значительные по длине участки утрачивались бы как места разгрузки и стоянки судов, а проход немачтовых судов при закрытом поворотном мосте — его балки требуют сравнительно большую конструктивную высоту — возможен был бы лишь при особо низком уровне воды. Кроме того, сужение живого сечения потока, вызванное неизбежно толстым поворотным быком, было бы здесь уже недопустимо, а решиться на эксперимент с более слабой конструкцией поворотного быка — скажем, по патенту Прёлля и Шаровски (Pröll und Scharowski)(4) — было затруднительно. Впрочем, у поворотного моста, предназначенного для уличного движения, пришлось бы принять к сведению и такой неблагоприятный момент, как отказ от газового освещения.
По этим и некоторым другим причинам Потроховый мост, как и его оба предшественника, строится как металлический разводной мост с гидравлическим приводом. Мост перекрывает рукав реки шириной 54,3 м, располагаясь перпендикулярно его руслу и опираясь на три пролета. Два крайних, неподвижных пролета (со стороны берегов) имеют ширину по 16,8 м каждый, а расстояние между осями вращения разводных створок составляет 18,5 м. Ширина собственно судоходного прохода между шпунтовыми стенками средних опор составляет 12,5 м, увеличиваясь кверху до 13,7 м. При полном подъёме створок — поскольку их концы в таком положении отступают на 1,25 м за линию шпунтовых стенок опор — обеспечивается свободный проход шириной 15 м.
Ширина неподвижных пролетов составляет 12 м, а ширина разводных пролетов — лишь 11 м. Такое уменьшение ширины разводных частей было продиктовано, с одной стороны, стремлением сделать их как можно более лёгкими, а с другой — необходимостью организовать на средней опоре удобный пост управления для мостового смотрителя. Это было достигнуто за счёт сокращения ширины пешеходных дорожек с 2,5 м до 2 м, в то время как ширина проезжей части — 7 м — осталась неизменной даже на разводных пролетах. Неподвижные части моста имеют продольный уклон 1:40, а разводные пролёты — уклон 1:100.
Для устройства фундаментов опор (быков) были забиты сваи, несущие бетонный массив, размещённый внутри шпунтовых ограждений. Расстановка свай была рассчитана таким образом, что на каждую из них приходится нагрузка в 24 т (для промежуточных опор) и до 30 т (для береговых опор). Поскольку из-за значительной глубины реки Прегель бетонные массивы — возвышаются над дном реки на высоту до 7 метров, возникла острая необходимость в обеспечении прочной связи между элементами шпунтового ограждения. Это было достигнуто с помощью стальных стяжек, которые крепятся не снаружи, а изнутри — к продольным связям таврового сечения, привинченным к каждой второй шпунтовой свае. Такое внутреннее расположение крепёжных элементов позволило избежать водолазных работ, которые в противном случае были бы неизбежны из-за частых колебаний уровня воды в Прегеле, вызванных влиянием течений(5) в заливе Фришес-Хафф (сейчас Калининградский залив. — admin). Кладка опор выполнена из клинкерного кирпича на цементном растворе, а лицевые поверхности облицованы специальным фасонным клинкером светло-жёлтого цвета. Верхние части быков, а также их вертикальные ребра — выполненные заострёнными с обоих концов для защиты от перемены направления течения и ледохода — изготовлены из шведского гранита. Чтобы предотвратить навал судов на шпунтовые ограждения, со стороны судоходных пролётов на них установлены стальные отбойные устройства с деревянной обшивкой, надёжно закреплённые в кладке самих быков. Береговые устои зафиксированы в грунте с помощью четырёх стальных анкеров каждый.
Дорожное покрытие неподвижных частей моста имеет несколько слоёв. Профили Зореса перекрыты клинкерным кирпичом; поверх полученного таким образом основания уложено покрытие из асфальтобетона (смесь асфальта, дегтя, гравия и щебня) толщиной 12 см (в отдельных местах — 7 см). Швы гранитной брусчатки, уложенной поверх этого слоя, залиты асфальтовой мастикой. На тротуарах, расположенных по обеим сторонам неподвижных частей моста (где также использованы профили Зореса и клинкер), устроено асфальтовое покрытие толщиной 2–3 см.
Тротуары на разводных пролётах имеют только деревянный настил. Согласно опыту, полученному в Кёнигсберге, наилучшим материалом для такого настила оказалась древесина граба (Weissbuchenholz)(6). Конструкция разводных пролётов, состоящая из главных, поперечных и вспомогательных продольных балок, выполнена аналогично двум более ранним металлическим разводным мостам. Для фиксации пролетов в опущенном (закрытом) положении вновь применена система «пальцевого» сопряжения — решение, заимствованное у мостов в Копенгагене и хорошо зарекомендовавшее себя ранее в Кёнигсберге.
Чтобы уменьшить шум и предотвратить ослабление крепежных болтов (снабженных контргайками), между профилями Зореса и плитами настила проложены пластины из древесины граба толщиной 5 мм. Использование таких прокладок отлично показало себя на Высоком мосту. Литые стальные плиты размером 50 × 52 см и толщиной 8 мм имеют на верхней поверхности ребра, образующие сотовидный узор. С нижней стороны они усилены четырьмя ребрами жесткости высотой 7 см (имеющими очертание «рыбьего брюха») и оснащены боковыми фланцами, что позволяет соединять плиты друг с другом болтами. Чтобы избежать необходимости укладки отдельных рельсов для конки на разводных пролётах, в соответствующих стальных плитах были предусмотрены литые желоба для прохода реборд колес.
Для оценки качества такого металлического покрытия мостов была предпринята попытка сделать выводы о его общем сроке службы, исходя из потери массы, произошедшей за длительный период эксплуатации. На основании имеющихся наблюдений — с учётом интенсивного движения тяжёлого транспорта в Кёнигсберге — предполагается, что после десяти лет использования потребуется замена примерно 25% плит, а по истечении 60 лет — всех 100%.
Разведение моста осуществляется за счет давления воды в городской водопроводной сети. При этом механизмы привода — в отличие от решения, примененного на Высоком мосту, где всё оборудование было сосредоточено внутри мостовой опоры, — частично размещены в отдельном машинном домике, построенном на левом берегу реки. Такое вынесение двигателей не только обеспечивает удобный доступ к ним, но и дает дополнительное преимущество: их можно будет использовать также для обслуживания соседнего моста, подлежащего в будущем реконструкции.
В упомянутом машинном домике установлен двухцилиндровый гидравлический двигатель системы Шмидта мощностью в три лошадиные силы, с диаметром цилиндра 15 см и ходом поршня 20 см. Этот двигатель подключен через соответствующий запорный клапан к городскому водопроводу (трубе диаметром 125 мм) и совершает 70 оборотов в минуту; посредством зубчатой передачи он приводит в действие два небольших сопряженных насоса, которые нагнетают воду — также забираемую из водопровода — в расположенный рядом вертикальный аккумулятор давления.
Последний рассчитан таким образом, что при приложении максимальной нагрузки в 34 000 кг создается давление воды в 43 атмосферы, а его вместимости вполне достаточно для того, чтобы один раз открыть и снова закрыть мост.
Кроме того, предусмотрена возможность отключения отдельных частей нагрузки аккумулятора в определенных случаях; соответственно, насосы и прочие передаточные механизмы также рассчитаны на работу с переменной производительностью. Аккумулятор был внедрен для того, чтобы обеспечить открытие и закрытие моста в кратчайшие сроки, независимо от давления в водопроводной сети.
Чтобы в случае возможных неисправностей городского водопровода не прерывать работу гидравлической системы разводного моста, в машинном отделении предусмотрен резервный привод для насосов, забирающих воду из реки Прегель: здесь установлен двухцилиндровый газовый двигатель системы Кёртинга мощностью в три лошадиные силы, работающий с частотой вращения 175 оборотов в минуту.
Для эксплуатации моста прежде всего необходимо, чтобы аккумулятор был наполнен; это совершается так: утром открываются уличный задвижной кран и вентиль непосредственно перед машинами, водопроводная вода пускает в ход водяной двигатель, тот приводит в движение помпы, и наполнение аккумулятора завершается в течение 10 минут.
При гидравлическом приводе открывание моста занимает 15 секунд, а закрывание — 23 секунды. На случай необходимости ремонта самого аккумулятора (что может происходить довольно часто, поскольку он здесь расположен не горизонтально внутри опоры, как в случае с Высоким мостом), предусмотрена возможность подачи воды насосами непосредственно в рабочие цилиндры. Кроме того, для каждой створки моста предусмотрен ручной привод; поскольку при его использовании движение створки происходит медленно, такой механизм можно было разместить лишь с одной стороны — на той части опоры, которая обращена вниз по течению.
Мост был выполнен из литой стали (Flusseisen)(7). В качестве расчётной схемы нагрузки на мост приняты три расположенных рядом грузовых автомобиля (с нагрузкой на колесо 3 т), при этом остальное свободное пространство заполнено людьми (400 кг на 1 м²).
Нагрузка от скопления людей на тротуарах принята равной 560 кг. На случай транспортировки по мосту транспортных средств, создающих давление на колесо в 8 т, предусмотрено, что мост должен быть свободен от людей; при этом в подобных исключительных ситуациях допускается увеличение напряжений в материалах в 1,5 раза.
Общая стоимость строительства оценивается в 370 000 марок. Работы ведутся под общим руководством городского строительного советника Фрюлинга и непосредственным управлением правительственного инженера-строителя Наумана. Автор отчета выражает им обоим искреннюю благодарность за любезно предоставленные разъяснения.
К. Кинцер [2]
_____________
Кузнечный мост — стальной уличный разводной мост в Кёнигсберге в Пруссии
Поздней осенью 1896 года в Кёнигсберге (Пруссия) был открыт для движения новый стальной разводной мост — четвёртое сооружение подобного типа в городе. Хотя в своих основных конструктивных особенностях он повторяет проект местного Потрохового моста (Köttelbrücke), который за десять лет эксплуатации зарекомендовал себя наилучшим образом, новый мост всё же заслуживает особого внимания ввиду своих внушительных размеров. Мост перекрывает реку Новый Прегель — участок, ранее недоступный для морских судов, — одним пролётом. Ширина судоходного прохода составляет 22,5 м между шпунтовыми стенками и 24,1 м между опорами на уровне среднего горизонта воды; расстояние между осями вращения — 28,3 м. Ширина самого моста составляет 12,5 м: из них 7,5 м приходится на проезжую часть, а по 2,5 м — на каждый из тротуаров. Для сравнения: расстояние между осями вращения у известного роттердамского моста через внутреннюю гавань Фейеноорд составляет лишь 27,5 м, тогда как у нового Тауэрского моста в Лондоне оно достигает почти 60 метров!
Разводные мосты имеют перед поворотными — по крайней мере перед равноплечными поворотными — существенный недостаток: при каждом открытии и закрытии приходится перемещать сравнительно большой несущий груз. В данном случае собственный вес одной створки без противовеса составляет 78 т, вместе с ним — 208 т; противовес, стало быть, равен 62,5 % общего веса. Зато разводные мосты обладают решающим для местных условий преимуществом малой строительной высоты, причём наименьшая высота приходится как раз на середину моста. Поскольку суда без мачт должны иметь возможность проходить под мостом при опущенных крыльях, установлены определённые требования к габаритам прохода; кроме того, прилегающие улицы расположены низко, и при этом необходимо обеспечить комфортные уклоны дорожного полотна. Эти условия доныне полностью исключали устройство здесь поворотных мостов.
Большая ширина пролёта нового Кузнечного моста (Schmiedebrücke) объясняется тем, что вскоре на 200 м ниже по течению должен быть построен точно такой же мост. Он расположен в такой излучине реки, что проходящие морские суда в пределах опор должны иметь возможность выполнять разворот. Для этого был совершенно необходим проход указанной ширины. Благодаря использованию одних и тех же моделей механизмов для подвижных частей обоих мостов строительные расходы, которые сами по себе сильно зависят от величины пролёта, соответствующим образом снижаются. Иначе для Кузнечного моста, возможно, выбрали бы решение, при котором два узких средних быка уходят в русло реки, а противовесы, подвешенные на длинных задних рычагах, постоянно оставались бы под водой — как на здешнем Высоком мосту. Для установки широких средних быков, у которых ниши для противовесов можно было бы разместить выше уровня паводковых вод — как у Потрохового моста (Köttelbrücke), — река в этом месте была слишком узка. Размещение же судоходного пролета у одного из берегов было исключено, в частности, из-за того, что в таком случае подъездные пандусы с этой стороны оказались бы крайне неудобными — при проектировании там приходилось буквально бороться за каждый сантиметр пространства.
Весьма интересное решение, примененное — пока что в порядке исключения — для уже упомянутого разводного моста в Роттердаме, при котором главные балки в закрытом положении работают как трехшарнирные арочные конструкции, побудило проектировщиков детально разработать и рассчитать смету для альтернативного варианта моста, основанного на этой системе. Однако ни сравнение двух проектов, ни осмотр самого роттердамского моста — который, надо признать, функционирует безупречно, — не дали оснований отдать предпочтение этой довольно сложной схеме перед конструкцией Потрохового моста.
Опоры. Новый Кузнечный мост расположен почти строго перпендикулярно основному руслу реки, но под некоторым углом к береговым линиям. «Мертвые зоны», возникшие из-за установки опор, были скрыты: с одной стороны — машинным зданием, выдвинутым в русло реки, а с другой — лестничным спуском к воде. Необходимость размещения полостей для противовесов, с одной стороны, и механизмов привода — с другой, потребовала значительных размеров береговых опор: при глубине воды около 6,0 м их площадь основания составила 20,0 × 5,5 м. Фундамент этих опор представляет собой бетонный массив, ограниченный шпунтовым ограждением и опирающийся — согласно принятой практике — на ровно срезанные оголовки свай. Чрезвычайно неблагоприятные грунтовые условия в долине реки Прегель — где по-настоящему надежное основание (слой гравия, залегающий непосредственно над дилювиальными глинами) обнаруживается лишь на глубине около 20 м ниже среднего уровня воды — потребовали устройства свайного ростверка с очень частым расположением свай. Сосновые сваи, большинство из которых имеют длину 17,0 м, были забиты — с применением надставок — как можно глубже в слой песка, перекрывающий гравий. Максимальная нагрузка на передний ряд свай определена в 18,0 т на одну сваю.
Проезжая часть выполнена из литых стальных листов, которые здесь уже 15 лет с наилучшим успехом применяются на разводных мостах: сначала они закупались у акционерного общества Bergische Stahlindustrie в Ремсхайде, в последнее время также у Siegen-Solinger Gussstahl-Actien-Verein в Золингене, и укладываются на профиль Зореса с буковыми или кожаными прокладками. Листы имеют здесь размеры от 480×500 до 500×520 мм, у опор 55 мм и в середине 70 мм высотой. Помимо весьма малой строительной высоты, которую даёт их применение, эти листы перед деревянным настилом имеют то преимущество, что их вес одинаков при любой погоде, и требуют куда меньшей работы по содержанию. На Потроховом мосту за десять лет заменено лишь 2,25 % листов. Поверхность плит удобна для пешеходов в любую погоду, хотя при движении они создают некоторый шум. Тротуары опираются на стальные балки и имеют настил из дубовых досок высокого качества толщиной 5 мм (именно так в оригинале, хотя сомнительно, чтобы доска была толщиной в 5 мм. — admin). Доски укладываются на пропитанные дубовые лаги и, несмотря на интенсивное движение, обычно служат десять лет без необходимости замены.
Механизм привода. Подъём и опускание крыльев моста может осуществляться как с помощью гидравлики(8), так и вручную. В первом случае открывание занимает около 25 секунд, а закрывание — примерно 35 секунд; при ручном управлении каждая из этих операций длится около 8 минут.
Для создания этого давления непосредственно у моста, в пристройке к одной из его опор, возведена машинная станция, которая также предназначена для обслуживания двух соседних мостов. В ней установлены газовый двигатель и электродвигатель (мощностью по восемь лошадиных сил каждый), которые попеременно приводят в действие трехплунжерный насос; этот насос перекачивает воду из резервуара, расположенного в подвальном помещении, в аккумулятор давления. Ёмкость последнего рассчитана так, что одного его заполнения достаточно для полного цикла открывания и закрывания крыльев моста.
Как только аккумулятор достигает своего верхнего положения, он автоматически отключает насос, а при начале расхода воды — когда аккумулятор начинает опускаться — автоматически включает его снова. Двигатели, однако, должны запускаться вручную; в промежутках между циклами работы они работают вхолостую. Впрочем, было бы целесообразно предусмотреть автоматическое включение и выключение хотя бы самого электродвигателя. Из аккумулятора вода под давлением подается в управляющие цилиндры, расположенные в оголовке опоры. Отработанная вода возвращается из них обратно в резервуар; благодаря этому в рабочую жидкость можно добавлять глицерин или другие химические вещества для защиты от замерзания.
Ход строительных работ. Сооружение временных конструкций и демонтаж старого свайного моста начались поздней осенью 1894 года. После того как на строительной площадке было извлечено около 900 старых свай — оставшихся ещё со времен существования прежнего моста, ледорезов или фундаментов старых зданий, — в марте 1895 года приступили к забивке новых свай. Сначала с помощью паровых копров системы «Менк и Хамброк» (Menck & Hambrock), установленных на жёстких подмостках, были погружены основные шпунтовые стенки; практически одновременно, примерно в 1,5 метрах от них, с помощью плавучих копров были возведены более лёгкие шпунтовые ограждения. Затем внутрь пространства, ограниченного основными шпунтовыми стенками, забили фундаментные сваи. Для этого использовали те же паровые копры, но их переоборудовали: сняли рабочий цилиндр и установили систему с бесконечной цепью и свободно падающим ударным грузом (бабой). Параллельно в пространство между двумя рядами шпунта засыпали глину, создав тем самым прочную, хотя и весьма дорогостоящую перемычку (коффердам). Значительная глубина воды потребовала анкеровки шпунтовых стенок на половине их высоты — примерно на 2,3 метра ниже среднего уровня воды; выполнить эту задачу мог только опытный водолаз. Кроме того, угловые участки, наиболее подверженные деформации, пришлось укрепить поперечными шпунтовыми перемычками. Под защитой этой перемычки удалось не только выполнить земляные работы, обрубку свай и установку анкеров для крепления элементов «отрицательной опоры», но и — при постоянной откачке воды паровым центробежным насосом — удобно и безопасно провести все бетонные работы в сухих условиях.
Монтаж металлоконструкций шёл зимой 1895/96 года, но отделочные работы затянулись до осени 1896-го.
Стоимость постройки моста составила около 385 000 марок, машинной станции — около 75 000; устройство примыканий к берегам и замощение пандусов стоили ещё 40 000; таким образом, общие затраты без покупки земли составили около 500 000 марок.
Интересно ещё и то, что по створкам Кузнечного моста должна пойти электрическая железная дорога (трамвай) с надземной подачей тока. Ещё не решено, сделать ли приспособления, позволяющие перед каждым открытием створок быстро снимать натянутый над мостом провод и потом навешивать его обратно, — или же оснастить вагоны аккумуляторами, которые сделали бы проводку над мостом вовсе ненужной. Во всяком случае, от откидных (поворотных) стрел-консолей и подобных им вспомогательных конструкций — с учётом их неэстетичного вида — решено наверняка отказаться.
Разработка проектов и руководство строительными работами на месте осуществлялись нижеподписавшимся под общим контролем городского строительного советника г-на Наумана. Архитектурное решение моста — в особенности машинных зданий, фонарей освещения и будок разводных механизмов — принадлежит городскому строительному инспектору г-ну Бернеру.
Рихтер, городской строительный инспектор [3]
_____________
Новые разводные мосты в Кёнигсберге в Пруссии
В Кёнигсберге в Пруссии недавно сданы в эксплуатацию два разводных моста, которые по основной идее не отличаются от трёх предыдущих мостов подобного типа, построенных здесь, но всё же заслуживают определённого внимания, поскольку перекрывают реку под углом в 16,5 градусов. Прегель в обоих местах имеет ширину около 76 м.
Строительство поворотных мостов всерьёз не рассматривалось: во-первых, потому, что общая компоновка получилась бы менее удачной; во-вторых, потому, что у поворотного моста полезная высота судоходного пролёта вышла бы меньше; наконец, потому, что такой мост приходится разводить для каждого судна в отдельности, а открытие и закрытие створок разводного моста совершается быстрее, чем отвод и возврат поворотного пролёта.
Правильнее всего показалось устроить два русловых быка, поместить судоходный пролёт точно посередине и выполнить его в виде разводного моста со створками.
Косые разводные мосты в собственном смысле слова, разумеется, неосуществимы: оси вращения створок моста всегда должны лежать перпендикулярно продольной оси моста. Если ширина судоходного прохода задана по направлению течения, то расстояние между осями вращения тем больше, чем под более косым углом мост пересекает реку.
Быки можно ставить косо, то есть по направлению течения; но тогда, с учётом размещения опорных подшипников, механизмов и шахт противовесов, они тем шире, чем больше наклон. Опоры, поставленные перпендикулярно продольной оси моста, получаются существенно меньше и потому дешевле, как на Биржевом мосту в Копенгагене.
В нашем случае отклонение оси вращения от оси опоры на 16,5 градуса потребовало ширины опоры в 8 м, тогда как при перпендикулярной установке хватило бы 6,5 м.
Полная ширина обоих мостов — 12 м: из них 7 м приходится на проезжую часть и по 2,5 м на тротуары. На разводных створках тротуары сужены до 2 м каждый. Трамвайные пути лежат по внешним сторонам проезжей части, так что в середине остаётся пространство для разъезда и обгона повозок. Судоходный пролёт у нового Деревянного моста (Holzbrücke) имеет просвет в 16 м, у Императорского (Kaiserbrücke) — 12,5 м между шпунтовыми стенками. Оба боковых пролёта перекрыты клёпаными балками при сравнительно большой опорной длине 19,63 м у Деревянного моста и 21,48 м у Императорского; ради беспрепятственного движения по мосту балки целиком убраны под мостовое полотно.
Для разводных мостов без изменений сохранена конструкция, добросовестно служащая вот уже 20 лет, и применённая для Потрохового моста, построенного в 1885-1886 годах по проекту нынешнего городского строительного советника Науманна, — так же, как это было сделано на Кузнечном мосту, открытом в 1896 году, и на совершенно однотипном Лавочном мосту, открытом в 1891 году. В то время, когда крылья Кузнечного и Лавочного мостов при расстоянии между осями вращения 28,3 м и общей ширине 12 и 13,5 м из-за малой строительной высоты вынуждены были иметь по четыре главных фермы, для нового Деревянного моста при расстоянии осей 24,3 м и для Императорского при 20,9 м удалось обойтись всего двумя главными фермами крыльев.
Полотно неподвижных частей моста, как и пандусов, вымощено гранитной брусчаткой; для крыльев, как почти на всех наших и выстроенных в других местах новых разводных мостах, применены литые стальные плиты. Тротуары неподвижных частей заасфальтированы, на крыльях настелен дубовый дощатый настил.
Приводные механизмы устроены в точности так же, как у трёх упомянутых выше старых мостов, а развод мостов осуществляется напорным (гидравлическим) приводом, хотя электрический привод, возможно, дешевле и даёт к тому же преимущество полной устойчивости к морозу.
Для Деревянного моста можно было использовать напорную воду, вырабатываемую в машинном зале Кузнечного моста. Для Императорского моста пришлось создать новую напорную установку; впрочем, и так имелось желание устроить мостовой дом со служебным помещением и двумя квартирами для мостовых смотрителей. К тому же в пору разработки проекта опыта эксплуатации электрических разводных мостов ещё не было, а по нашему собственному опыту гидравлический привод чрезвычайно прост и надёжен и добавлением глицерина может быть в высокой степени защищён от замерзания. Смесью из двух частей воды и одной части глицерина работа гидравлического привода обеспечена при морозе до −13 °C, и на практике этого достаточно.
Помимо напорного привода предусмотрен и ручной.
Архитектуру мостов, разработанную городской строительной конторой, — в особенности Императорского и принадлежащего ему машинного зала — можно назвать очень удачной, хотя устройство кронштейнов, на которых кончаются провода трамвайной контактной сети, представляло особые трудности. У нас трамвайные вагоны переезжают крылья мостов исключительно по инерции, и это не вызывает неприятных перерывов движения.
Каменные и плотницкие работы на обоих мостах выполнила кёнигсбергская фирма Р. Зандманн (R. Sandmann), стальные конструкции и приводные механизмы обоих мостов — кёнигсбергская машиностроительная фабрика «Унион-Гиссерай» (Maschinenfabrik Union-Gießerei). Стоимость Деревянного моста составила около 500 000 марок (включая подводящую и обратную напорные линии длиной около 250 м), Императорского — 460 000 марок, а относящегося к нему машинного зала — 80 000 марок.
Начато строительство ещё одного — восьмого городского разводного моста, нового Зелёного моста (Grüne Brücke). Он лежит всего в 100 м ниже упомянутого в начале статьи Потрохового моста и потому получил в точности ту же общую компоновку. Лишь ширина полотна увеличена с 12 до 13,5 м: из них 7,5 м на проезжую часть и по 3 м на тротуары, которые на этот раз и на створках выполнены той же ширины.
Примерно в 40 м ниже Зелёного моста сливаются оба рукава Прегеля, текущие через город. В месте слияния река имеет глубину 20 м. Отрог этой ямы тянется до Зелёного моста, так что новые русловые устои придётся строить примерно на 9-метровой глубине. Для них был выбран метод кессонного основания (фундамент в условиях сжатого воздуха). Опоры должны быть опущены на глубину до 20 м ниже среднего уровня воды; если же песчаный слой, залегающий на этой глубине, окажется недостаточно прочным, их следует заглубить ещё на 2,5 м — до слоя дилювиальной глины. Кессонные работы при столь большой глубине опускания вместе с теснотой строительной площадки делают стоимость работ очень высокой: она оценена в 786 000 марок. Из них на одни только подмости и накладные расходы по кессонному основанию русловых устоев приходится 74 000 марок. Кессоны при площади основания в 150 м² каждый стоят по 20 000 марок; подъём грунта при опускании — 23 марки за м³; кладка фундамента в процессе опускания — 10 марок за м³; изготовление и закачивание бетона для заполнения рабочей камеры кессона, без материала, — 31,5 марки за м³. Остальные цены примерно так же высоки. Возведение опор вновь взяла на себя кёнигсбергская фирма Р. Зандманн; собственно кессонные работы ведёт берлинская фирма «Филипп Гольцман и Ко.» (Phil. Holzmann u. Co). Сталь и приводные механизмы снова поставляет кёнигсбергская «Унион-Гиссерай». Для эксплуатации этого моста тоже предусмотрен гидравлический привод, так как можно использовать установку соседнего Потрохового моста.
Кёнигсберг в Пруссии
Рихтер, городской строительный инспектор [4]
Примечания:
(1) …Зорес… — Шарль Фердинанд Зорес (Charles Ferdinand Zores, 1822-1869), французский инженер, изобретатель профильной балки, высота которой (от 80 до 600 мм) вдвое превышает её ширину. Профиль Зореса использовался в качестве экономичной альтернативы двутавровым балкам для строительства легких перекрытий, в том числе мостов.
(2) …Джон и Лангер — инженеры, разработавшие специальную конструкцию дорожного полотна — систему чугунных плит с ячеистой структурой (Guss-Zellenplatten), которая использовалась для мощения городских дорог и была усовершенствованным аналогом торцовой мостовой.
(3) …единственные сооружения такого рода… — если это и впрямь так, то Калининград может по праву гордиться тем, что как минимум два моста-чемпиона сохранились с тех самых пор до сей поры.
(4) …Прёлль и Шаровски — компания из Дрездена «Dr. Proell & Scharowski» была широко известна в последней четверти XIX века своими изобретениями в области машиностроения, точной механики, систем регулирования и приводных механизмов, в том числе и для мостостроения.
(5) …вызванных влиянием течений… — на самом деле колебания уровня воды в Преголе обусловлены ветрами, точнее — западным ветром, вызывающим нагонные явления в Калининградском заливе и подпирающим течение реки в месте её впадения в залив. Часто во время западных ветров можно видеть, как уровень воды в реке существенно повышается, а сама река как бы течёт вспять.
(6) …древесина граба… — ранее в качестве подобного материала упоминался бук. Тут сложно определить, что имелось в виду в том или ином случае. Граб имеет очень высокую твёрдость древесины. Но Weißbuchenholz (древесина граба) и просто Buchenholz (буковая древесина) это то, что напечатано в разных источниках.
(7) …литой стали… — Flusseisen, устаревший немецкий металлургический термин, которым в XIX веке называли низкоуглеродистую литую сталь. В современном русском языке этому понятию точнее всего соответствует термин «литая мягкая сталь» или «малоуглеродистая сталь». Термин возник в период бурного развития металлургии в Германии, чтобы отличать принципиально новый для того времени вид металла от классического сварочного железа.
(8) …с помощью гидравлики… — в сети гуляет версия о том, что в «башенке управления» (sic!) разводным механизмом Кузнечного моста находилась паровая установка. Как видно из первоисточника, вариантов привода была два: гидравлический и ручной. И использовались они не только на этом мосту. Далее по тексту станет понятно, что альтернативой гидравлике мог бы стать электрический двигатель (но никак не паровой), но из-за своей простоты и надёжности гидравлика была вне конкуренции.
Источники:
Versuche mit verschiedenen Arten von Brückenbelag. — Zentralblatt der Bauverwaltung, Jg. I, 1881, Nr. 19, S. 163-164
Kinzer K. Eiserne Klappbrücke zu Königsberg i. Pr. — Zeitschrift des österr. Ing.- u. Arch.-Vereins, Bd. XXXIX, 1887, S. 127–130
Die Schmiedebrücke, eiserne Strassen-Klappbrücke, in Königsberg i. Pr. — Zeitschrift für Bauwesen, XLVII, 1897, H. 10-12, S. 515-526
Neuere Klappbrücken in Königsberg i. Pr. — Zentralblatt der Bauverwaltung, Jg. XXVII, Nr. 3, 5 Januar 1907, S. 17-19
Изображения:
Почтовые открытки из коллекции автора и из собрания Бильдархива Восточной Пруссии.