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.
Галилео Галилей первым попытался рассчитать силы, действующие в строительной конструкции
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.
