Most łukowy Kulibina. Projekt drewnianego mostu przez Newę, opracowany przez Kulibina
Słynny mechanik-samouk Iwan Pietrowicz Kulibin jest nie tylko wynalazcą oryginalnego zegara, łodzi wodnej, powozu napędzanego pedałami i innych dziwacznych jak na tamte czasy konstrukcji, ale także autorem projektu unikalnego jednołukowego mostu drewnianego przez Newę.
Kulibin stworzył projekt gigantycznego drewnianego jednołukowego mostu przez Newę o długości 298 metrów. Wysokość mostu pozwalałaby na przepływanie pod nim statków z masztami i żaglami. Planowano, że podpory brzegowe będą wykonane z kamienia, a sam łuk z desek układanych na krawędzi i łączonych metalowymi śrubami. Most składał się z dwóch galerii: górna przeznaczona była dla pieszych, dolna dla komunikacji miejskiej. Największy na świecie drewniany most przez rzekę Limmat (Szwajcaria), zbudowany w 1778 roku, miał rozpiętość zaledwie 119 metrów.
Wiele osób, w tym wybitni naukowcy, podeszło do projektu samouka z nieukrywanym sceptycyzmem. Następnie Kulibin stworzył model mostu o długości jednej dziesiątej pierwotnej (30 metrów długości). Aby to sprawdzić, na posiedzeniu Akademii Petersburskiej powołano komisję ekspertów.
27 grudnia 1776 roku odbył się oficjalny test modelu mostu. Najpierw na model nałożono obciążenie o masie 3300 funtów, co zgodnie z obliczeniami uznano za granicę. Zdecydowana większość naukowców była przekonana, że model nie wytrzyma działania grawitacji i zapadnie się. Ale wynalazca, pewny siły modelu, dodał kolejne 570 funtów. I „dla dalszego dowodu” sam Kulibin wszedł na model i zaprosił wszystkich członków komisji ekspertów oraz pracowników dźwigających ciężary, aby poszli za nim.
Model przez 28 dni stał pod ciężarem 3870 funtów, czyli piętnastokrotności jego własnej wagi, ale nie zaobserwowano żadnych oznak deformacji. Było to wspaniałe zwycięstwo wynalazcy. Jednak w warunkach feudalnej Rosji projekt I.P. Kulibina, pomimo pozytywnej oceny komisji, pozostał niezrealizowany i został skazany na zapomnienie.
Model mostu po raz pierwszy wystawiono do wglądu na dziedzińcu akademickim, a w 1793 roku przewieziono go do Ogrodu Taurydów. 27 lipca 1816 roku zgniły model runął.
Zawiera Więcej na temat
Pierwszy rosyjski mechanik
21 kwietnia 1735 roku urodził się wynalazca-samouk Iwan Kulibin / cykl „Zwycięstwa Rosji”
Iwan Kulibin urodził się w rodzinie staroobrzędowego kupca z Niżnego Nowogrodu w 1735 r. Nie miał nastroju na handel mąką, zamiast tego samodzielnie uczył się mechaniki z książek. Już w wieku 17 lat sprzedawał swoje pierwsze wyroby: zegary z kukułką miedzianą i drewnianą, koła do odlewania kół miedzianych, tokarkę i inne narzędzia. Także w
„Portret wynalazcy Iwana Kulibina” artysty Piotra Wiedenieckiego
Otrzymawszy stanowisko mechanika dworskiego, Kulibin wynalazł wiele różnych urządzeń, z których większość pozostawiła obojętnych jego współczesnych. Reflektor, telegraf optyczny, maszyna do wydobywania soli, mechaniczne nogi (protezy) i bezdymne fajerwerki interesowały jedynie nielicznych przedstawicieli dworu cesarskiego i nie były powszechnie stosowane w rodzącym się przemyśle kraju.„Russian Planet” opowiada o niektórych wynalazkach Kulibina.
Zegar jajeczny
Kulibin zyskał przychylność Katarzyny II w 1767 r., kiedy kupiec Michaił Kostromin przedstawił wynalazcę cesarzowej. Kulibin pokazał jej swój teleskop, mikroskop i maszynę elektryczną, ułożył odę na cześć Katarzyny, a także opowiedział jej o wymyślonym przez siebie niezwykłym zegarku kieszonkowym. Urządzenie w kształcie gęsiego jaja było gotowe już dwa lata później i oprócz tarczy posiadało małe drzwiczki, za którymi co godzinę odtwarzano spektakl „Zmartwychwstanie Chrystusa”. Kiedy drzwi się otworzyły, miniaturowy mechaniczny anioł odsunął kamień od Grobu Świętego, strażnicy stojący po obu jego stronach padli na twarz, pojawiło się dwóch nosicieli mirry i zaczęła grać muzyka.
Urządzenie mogło odtwarzać kilka melodii. Rano i po południu zegar trzykrotnie odtwarzał modlitwę: „Chrystus zmartwychwstał, śmiercią podeptał śmierć i ożywił tych, którzy są w grobowcach”. Od piątej wieczorem do ósmej rano słychać było werset: „Jezus powstał z grobu, jak prorokował, da nam życie wieczne i wielkie miłosierdzie”. W południe urządzenie zagrało melodię, którą Kulibin skomponował na przyjazd cesarzowej do Niżnego Nowogrodu w 1769 roku.
Cesarzowa była tak zadowolona, że mianowała Kulibina szefem warsztatu mechanicznego Akademii Nauk w Petersburgu.
Most jednołukowy nad Newą
Gdy tylko przybył do Petersburga, Kulibin natychmiast znalazł nowy cel. Głębokość i prędkość przepływu Newy przestraszyły inżynierów, więc w stolicy nadal nie było niezawodnego przeprawy przez rzekę - zimą i latem mieszkańcy Petersburga korzystali z tymczasowego mostu pływającego, który jesienią i wiosną rozbierano. Podczas przeprawy przez chwiejną konstrukcję doszło do wielu wypadków, przeprawa łodziami była długa i również niebezpieczna.
Projekt drewnianego mostu łukowego przez Newę autorstwa Iwana Kulibina, 1776
Kulibin planował budowę mostu drewnianego o rozpiętości 298 metrów, czyli 5–6 razy dłuższej niż inne budowane wówczas mosty. Jednołukowa budowla miała opierać się końcami na brzegach Newy. Wynalazca spędził ponad dziesięć lat na rozwiązywaniu tego problemu, podczas których stworzył kilka projektów mostów. Model pierwszego z nich, wykonany z prętów lipowych przewiązanych linami, wytrzymał obciążenie 15 razy większe od jego ciężaru własnego, jednak Akademia odrzuciła projekt. Druga, ulepszona wersja mostu przewidywała budowę przęsła sześciu niezależnych kratownic. Do 1774 roku opracowano trzecią wersję projektu, w której znacznie zmniejszono ciężar środkowej części mostu i zwiększono liczbę krat. Uznano to za optymalne i w maju następnego roku rozpoczęto budowę modelu w skali 1:10, która trwała do października 1776 roku. Komisja Akademii Nauk zbadała model i była bardzo zadowolona, dzieło Kulibina zostało wysoko ocenione przez matematyka Leonharda Eulera, a Katarzyna II przyznała Kulibinowi Order Świętego Andrzeja Pierwszego.
Model stał na dziedzińcu Akademii Nauk przez 17 lat, po czym został przeniesiony do ogrodu Pałacu Taurydów i umieszczony nad kanałem. Przez następne 40 lat zapewniał publiczności przyjemną rozrywkę, aż do upadku. „Mój most albo zostanie zbudowany na Newie, albo w ogóle nie zostanie zbudowany” – odpowiedział Kulibin tym, którzy chcieli kupić projekt Brytyjczykom.
Wodochod
Kolejny wynalazek Kulibina miał ułatwić ciężką pracę przewoźników barek. W 1782 roku zbudował statek żeglowny napędzany prądem rzeki. Ideą projektu było to, że droga wodna „ciągnęłaby się” w górę rzeki bez konieczności angażowania człowieka. Koła umieszczone po jego bokach obracały się i przekazywały obrót na kilka osi, z których ruch przenoszony był na bęben nawijający linę. Drugi koniec liny był przywiązany do kotwicy rzuconej w górę rzeki.
Testy drugiej wersji maszyny odbyły się w Niżnym Nowogrodzie dopiero 22 lata później. Droga wodna poruszała się bardzo powoli, z prędkością zaledwie jednej mili na godzinę, a jej ruch musiał stale monitorować mechanik. W 1807 roku pojawiła się trzecia ulepszona wersja statku, którego prędkość miała być nieco większa ze względu na jedną parę kół zamiast dwóch. Do wad należy między innymi budowa drogi wodnej, która była bardzo kosztowna i choć uznano ją za przydatną, nikt nie zamierzał jej oddać do użytku.
Wózek do hulajnogi
W 1784 roku Kulibin wpadł na pomysł stworzenia wózka do hulajnogi, którego realizacja zajęła mu siedem lat. Podobnie jak większość wynalazków mechaników, ta maszyna wymagała bezpośredniej interwencji człowieka do działania i była poruszana przez służącego, który naciskał pedały.
Początkowo Kulibin próbował zaprojektować czterokołową „skuter”, ale aby zmniejszyć wagę samochodu, trzeba było zrezygnować z jednego koła. W 1791 roku wynalazca przejechał ulicami Petersburga na swoim trójkołowym powozie, a następnie podarował przyszłym cesarzom Pawłowi i Aleksandrowi kilka mniejszych modeli zabawek. Tylne koła wózka miały większą średnicę niż jedyne przednie. Przed ramą znajdowało się dwuosobowe siedzenie, za którym mogła stać służąca. Włożył stopy w specjalne „buty” i naciskając po kolei uruchomił skomplikowany system dźwigni wprawiających hulajnogę w ruch.
Model załogi wózka hulajnogowego
Płynną pracę maszyny zapewniało koło zamachowe. Na podjazdach i tak już dość wolna prędkość hulajnogi spadła 2–3 razy, dzięki czemu służący nie musiał wkładać większego wysiłku. Ta powolność uniemożliwiała powszechne użycie wózka.
Winda
W 1793 roku Katarzyna II skończyła 64 lata i z trudem wspinała się po licznych schodach Pałacu Zimowego. Specjalnie dla swojego patrona Kulibin zaprojektował krzesełko podnośne, które stało się prototypem windy. Jego mechanizm składał się z dwóch grubych filarów, pomiędzy którymi znajdował się podest z krzesłem. Kiedy cesarzowa w nim usiadła, dwie stojące za nim osoby opuszczały i podnosiły platformę „w linii prostopadłej, ale bez niebezpiecznej wyobraźni” za pomocą parowego mechanizmu śrubowego.
Krzesło przez trzy lata aktywnie pomagało cesarzowej przemieszczać się między piętrami Pałacu Zimowego. Po śmierci Katarzyny II winda nie była już używana zgodnie z jej przeznaczeniem, służyła jedynie do rozrywki i żartów. Wkrótce wszyscy zapomnieli o mechanizmie, a potem całkowicie zablokowali „kopalnię” cegłami. Dopiero na początku XXI wieku konserwatorzy Ermitażu odkryli za ozdobną ścianą fragmenty urządzenia.
***
Życie samouka mechanika po śmierci cesarzowej było równie smutne jak życie jego dzieł. W 1801 r. sporządził „Wykaz wynalazków Kulibina”, który został przedłożony cesarzowi Aleksandrowi I w celu przedłużenia finansowania jego działalności wynalazczej. Kulibinowi odmówiono pomocy finansowej, wrócił do Niżnego Nowogrodu i większość czasu poświęcił budowie perpetuum mobile.
Kulibin odmówił także przyznanej mu szlachty, w zamian za co musiałby porzucić wiarę staroobrzędową i zgolić brodę. Zmarł w 1818 roku w wieku 83 lat, pozostawiając 11 dzieci z trzech małżeństw. Aby pochować męża, wdowa po Kulibinie musiała sprzedać należący do niego zegar ścienny.
Szybki rozwój komunikacji kolejowej oraz budowa nowych i nowych linii kolejowych postawiły przed nami szereg różnorodnych wyzwań technicznych.Za największe z tych zadań na wczesnych etapach budowy kolei należy uznać poszukiwanie nowych sposobów pokonywania granic wodnych.
Oczywiście wraz z drogami pojawiły się konstrukcje mostowe. W końcu pierwsze drzewo, które szczęśliwie przewróciło się przez strumień lub wąwóz, stało się już najprostszym rodzajem mostu belkowego. Skała, która wpadła do tego samego strumienia, mogła sugerować ideę kamiennego mostu. Na przestrzeni tysięcy lat historii budownictwa drogowego sztuka budowania mostów osiągnęła pewien stopień doskonałości, a projekty tego typu obiektów stały się niezwykle różnorodne.
Mosty przeznaczone dla pieszych i wózków nie nadawały się jednak do ruchu kolejowego. Aby pokonać granice wodne, transport kolejowy potrzebował lekkich i mocnych mostów, które byłyby w stanie wytrzymać bardzo duże obciążenia. Aby przeprawić się przez szerokie rzeki, piesi i wozy mogli korzystać z promów; transport kolejowy nie mógł się zadowolić takim przejazdem i wymagał konstrukcji mostowych o niespotykanej dotąd długości.
Rozwiązanie problemu mostu kolejowego należy do rosyjskiej myśli inżynieryjnej i technicznej.
Naszą charakterystyczną cechą geograficzną jest obfitość rzek, wiele wąwozów i wąwozów, a o budowniczych mostów wspomina się już w „Russkiej Prawdzie” – zbiorze ustaw z 1020 roku.
Biorąc pod uwagę ogromną obfitość zasobów leśnych na Rusi, głównym materiałem budowlanym było naturalnie drewno, a starożytną rosyjską sztukę inżynieryjną charakteryzuje przede wszystkim różnorodność konstrukcji drewnianych. Na Rusi szczególnie rozwinęło się drewniane budownictwo mostowe, przy czym z grubych bali połączonych w tratwy z pomostami budowano nie tylko pływające, czyli „żywe mosty”, ale także mosty belkowe.
Most pływający przez Dniepr w Kijowie, zbudowany za Włodzimierza Monomacha, wzmiankowany jest w kronice pod rokiem 1115. Dmitrij Donskoj zbudował mosty przez Wołgę w Twerze podczas oblężenia tego miasta, a w 1380 r. - przez Don, na polu Kulikowo.
W Nowogrodzie od niepamiętnych czasów znajdował się stały most przez Wołchow, na którym toczyły się walki na pięści pomiędzy ludnością obu stron rzeki. O zniszczeniu tego mostu przez zaspy lodowe wspomina Kronika Nowogrodu z 1335 roku.
Stałe mosty drewniane posiadały podpory w postaci potężnych grzbietów z częścią przejściową w kształcie trójkąta dla skuteczniejszej walki z lodem. Były wypełnione kamieniem. Przęsła kryte były baliami, przypominającymi belki. Deski nie zostały użyte, gdyż były zbyt drogie.
Mosty drewniane reprezentują ich najwcześniejszą formę. Początkowo budowano je po prostu z belek, potem zaczęto je wzmacniać rozpórkami, aż w połowie XVIII wieku pojawiły się mosty łukowe, z ościeży i giętych belek połączonych w łuki. Potem wymyślono nowe konstrukcje i mosty drewniane zapewne będą budowane jeszcze przez bardzo długi czas, szczególnie na terenach zasobnych w lasy. To prawda, że drewno gnije i jest niebezpieczne pod względem ognia, ale ostatnio odkryto i zastosowano wiele środków ognioodpornych i zapobiegających gniciu.
W przeciwieństwie do mostów z belkami obcymi i stężonymi, wszystkie rosyjskie mosty drewniane zbudowane są z drewna okrągłego, co wymaga specjalnych umiejętności wykonywania cięć i połączeń, ale nadaje konstrukcji piękniejszy wygląd i znacznie zwiększa jej wytrzymałość.
Od dawna budowano także kamienne mosty. Na rzymskich autostradach zachowały się pozostałości wyjątkowo mocnych mostów sklepionych.
Kamienny most na rzece Moskwie, zbudowany w 1687 roku, przez długi czas uznawany był za „ósmy cud świata”. To był wspaniały budynek.
Ósmy cud świata to Wielki Kamienny Most na rzece Moskwie, zbudowany przez nieznanego rosyjskiego mistrza w 1687 roku
Most składał się z siedmiu przęseł rzecznych i dwóch przybrzeżnych, mających sto czterdzieści metrów długości i dwadzieścia dwa metry szerokości. Na jednym końcu mostu znajdowała się wysoka kamienna wieża z sześcioma przejściami zwieńczonymi sklepieniami. W wieży znajdował się urząd jakiegoś zakonu, a pod nim odbywał się handel. Na samym moście, który zadziwiał wszystkich swoją szerokością, znajdowały się kamienne komnaty ze sklepami, pubami i celnikami.
Następnie zamiast tego mostu zbudowano most żelazny według projektu inżyniera K. N. Woskobojnikowa, ale za nim zachowano jednak nazwę mostu „Wielki Kamień”, którego pamięć jako „ósmy cud świat” – powtarzali wszyscy, którzy przypadkiem widzieli ten budynek.
Arcydziełem drewnianego budownictwa mostowego jest projekt i model słynnego mostu genialnego mechanika Iwana Pietrowicza Kulibina przez Newę.
Syn kupca z Niżnego Nowogrodu, urodził się w 1735 roku i jako dziecko był pomocnikiem w magazynie mąki swojego ojca. Ale chłopca nie interesowało zarabianie pieniędzy, ale coś zupełnie innego. Uwielbiał wszelkiego rodzaju maszyny, instrumenty, urządzenia mechaniczne, które sam chciał zbudować. Ale jedynym mechanizmem, z którym młody człowiek mógł się zapoznać, był zegarek. Tak dokładnie przestudiował budowę wszelkiego rodzaju zegarów, od zegarów wieżowych znajdujących się w dzwonnicy kościelnej po drewniane zegary ścienne z kukułką, że wkrótce zaczął samodzielnie wykonywać wszelkiego rodzaju zegary.
W końcu zbudował zegar wielkości gęsiego jaja, co przyniosło Kulibinowi wielką sławę. Zegar nie tylko pokazywał godzinę, wybijał godzinę, pół i kwadrans, ale także co godzinę odgrywał całe przedstawienie na maleńkim automatycznym teatrze umieszczonym w zegarze. Była to najbardziej niesamowita maszyna, jaką kiedykolwiek stworzył człowiek i kosztowała wynalazcę kilka lat żmudnej pracy i pomysłowości.
Kiedy pogłoski o niezwykłym mechaniku dotarły do Petersburga, Kulibin został powołany na stanowisko głównego mechanika Akademii Nauk. Tutaj musiał budować wszelkiego rodzaju instrumenty naukowe i uczyć studentów swojej sztuki. W warsztatach stworzonych przez Kulibina na Akademii wytwarzano teleskopy, lunety, mikroskopy, wagi precyzyjne, barometry i maszyny elektryczne. Jednak w stolicy Iwan Pietrowicz musiał jeszcze ciężej pracować na dworze królewskim. Albo zamówili mu podnośnik, albo wózek na hulajnodze dla grubej królowej, potem zmusili go do robienia fajerwerków na uroczystości, potem kazali znaleźć sposób na oświetlenie ciemnych korytarzy pałacu, albo wezwali go, żeby naprawić niektóre zagraniczne automatyczne lalki.
Rosyjski mechanik spełnił żądania cara z błyskotliwą pomysłowością, budząc podziw wszystkich. Ale on sam unikał próżnego życia dworskiego, nie nawiązywał znajomości ze szlachtą, nie zdejmował chłopskich ubrań i myślał tylko o tym, jak swoją pracą i talentem służyć zwykłym ludziom, aby pomóc im w trudnym życiu.
W Petersburgu Kulibin zwrócił uwagę na brak stałych mostów na Newie, co było prawdziwą katastrofą dla ludności. Wczesną wiosną i późną jesienią mosty zdejmowano, a zimą trzeba było pokonywać lód. Jednak duża głębokość Newy i silny prąd jej wód wydawały się w tamtych czasach przeszkodą nie do pokonania w budowie stałego mostu, a stolica radziła sobie z tymczasowymi mostami i transportem promami i łodziami.
Portret I. P. Kulibina
Kulibin, człowiek o bystrym, jasnym i wyrafinowanym technicznie umyśle, pracując w Akademii, zaczął zastanawiać się nad projektem mostu, który nie wymagałby wbijania pali i podpór w głębokiej i burzliwej rzece. Początkowo myślał o zbudowaniu łuku mostu w formie rury z kratownic. Kratownica to system pojedynczych ogniw lub prętów połączonych przegubowo za pomocą zawiasów. Posiada właściwość niezmienności geometrycznej, dzięki czemu zastępuje w konstrukcji bryłę bryłową przy znacznym zmniejszeniu ciężaru i objętości materiału.
Testowany model nie zadowolił jednak Kulibina. Potem zaczął myśleć o innej opcji i wtedy przeczytał w „Gazecie Petersburga” wiadomość o konkursie ogłoszonym w Anglii.
W 1772 roku Towarzystwo Królewskie w Londynie ogłosiło międzynarodowy konkurs na budowę najlepszego modelu takiego mostu, „który składałby się z pojedynczego łuku lub łuku bez pali i osadzałby swoje końce jedynie na brzegach rzeki”. Zwracając się do międzynarodowego zespołu budowniczych mostów, Brytyjczycy oczywiście uznali zaproponowane zadanie za bardzo trudne technicznie i rzeczywiście tak było. Chociaż mosty jednołukowe istniały już od dawna, największy z nich – nad Renem w Schiffhausen – miał rozpiętość 60 metrów; Brytyjczycy planowali budowę mostu przez Tamizę, gdzie jednołukowy most musiałby mieć dziurę cztery do pięciu razy większą.
Teraz dla Kulibina nie chodziło już tylko o zaspokojenie potrzeb stolicy, ale także o rywalizację z inżynierami z całego świata. Iwan Pietrowicz całkowicie poświęcił się rozwiązaniu trudnego problemu i już w 1773 roku przedstawił swój słynny projekt drewnianego jednołukowego mostu przez Newę. Biorąc pod uwagę trudności w budowie podpór na dużych głębokościach przy szybko płynącej rzece, rosyjski inżynier rozwiązał problem z niezwykłą odwagą i urzekającą inspiracją. Zaproponował zablokowanie Newy łukowym mostem o jednym przęśle i długości trzystu metrów, z kamiennymi podporami na brzegach. Było to nie tylko rozwiązanie problemu jednołukowego mostu nad dużą rzeką, ale był to także pierwszy na świecie most wykonany z kratownic, który później stał się tak szeroko stosowany w budownictwie mostowym. Jak duży. była odwaga myśli rosyjskiego inżyniera, można sądzić po tym, że do dziś za największy jednołukowy drewniany most, jaki kiedykolwiek zbudowano, uważa się most z prześwitem o długości 119 metrów przez rzekę Limmat w Szwajcarii, zbudowany w 1788 roku i spalony w 1799 r. przez Francuzów.
Profesor mechaniki na Uniwersytecie Moskiewskim Aleksander Stepanowicz Erszow, jeden z najbardziej energicznych i autorytatywnych badaczy rozwoju rosyjskiej myśli technicznej, w jednym ze swoich artykułów przekazuje następującą ocenę „łuku Kulibino” dokonaną przez Dmitrija Iwanowicza Żurawskiego:
„Ma na sobie piętno geniuszu; jest zbudowany według systemu uznanego przez współczesną naukę za najbardziej racjonalny; Most wsparty jest na łuku, jego wygięciu zapobiega system stężeń, który ze względu na niewiadomą, co się dzieje w Rosji, nazywany jest amerykańskim.”
DI Żurawski, jak zobaczymy później, był jednym z wielkich rosyjskich inżynierów, który zyskał niekwestionowany autorytet w sprawach teorii i praktyki budowy mostów nie tylko w swojej ojczyźnie, ale na całym świecie. Jego opinia na temat mostu Kulibina jest dla nas szczególnie cenna, ponieważ ustanawia priorytet naszego kraju w tworzeniu systemu diagonalnego, nad badaniem którego sam Żurawski pracował przede wszystkim i którego teorię podał w swoim słynnym dziele.
Niezwykłe dzieło A. S. Erszowa „O znaczeniu sztuki mechanicznej i jej stanie w Rosji”, opublikowane w 1859 r., pozostało bez wpływu, chociaż autor przywrócił w nim prawdę historyczną nie tylko w odniesieniu do Kulibina, ale w odniesieniu do całej liczby rosyjskich mechanika.
Po dokonaniu wszystkich wstępnych obliczeń i przeprowadzeniu wielu eksperymentów Kulibin zbudował model swojego mostu o długości około 30 metrów. Model został przetestowany w obecności najwybitniejszych naukowców petersburskich.
Model wytrzymał obciążenie trzech tysięcy funtów, co według obliczeń stanowiło granicę jego wytrzymałości. Kulibin kazał zwiększyć ładunek o kolejne pięćset funtów, a gdy na placu nie było wystarczającej ilości ładunku, zaprosił wszystkich obecnych na wejście na most. Model wytrzymał to dodatkowe obciążenie. W raporcie z testów stwierdzono, że projekt jest słuszny i że całkiem możliwe jest zbudowanie mostu przez Newę o rozpiętości 140 sążni, czyli około 300 metrów.
Projekt Kulibina w pełni spełnił warunki konkursu, ponieważ był jeszcze większy w otwarciu, niż było to wymagane do pokrycia Tamizy.
Zdając sobie sprawę, że most drewniany jest krótkotrwały, Kulibin w 1799 r. wysunął pomysł mostu żelaznego, a w 1818 r. sporządził projekt i zbudował model. Był to most łukowy o trzech przęsłach i łącznej długości 130 sążni, z przejściem dla statków u wybrzeży. Znakomity model tego mostu, przechowywany w muzeum Instytutu Kolei, mogli oglądać wszyscy kolejni rosyjscy budowniczowie mostów.
Jaka jest zasługa Iwana Pietrowicza Kulibina?
Podał jakościowo nowy projekt mostu drewnianego wraz ze szczegółowym opisem prac niezbędnych do realizacji tej najbardziej złożonej konstrukcji. Jako projektant wprowadził szereg nowych eksperymentów na poszczególnych częściach konstrukcji, wykorzystując w tym celu wymyślone przez siebie urządzenia. Nie ograniczył się do samych eksperymentów, ale nakreślił teorię działania konstrukcji w oparciu o badany model. Wreszcie jako pierwszy poruszył kwestię żelaza jako materiału mostów w czasach, gdy cały świat zadowalał się jeszcze kamieniem i drewnem.
Daniil Bernoulli, rosyjski akademik, jeden z najwybitniejszych umysłów tamtych czasów, po otrzymaniu wiadomości o testowaniu modelu mostu Kulibina, zapytał swojego korespondenta:
„Proszę o informację, jaka jest wysokość modelu w jego środku w stosunku do jego końcówek oraz w jaki sposób ten wielki artysta obciążył swój model trzy i pół tysiąca funtów.”
Most Kulibina był wydarzeniem w historii inżynierii i w ogromnym stopniu przyczynił się do dalszego rozwoju budownictwa mostowego.
Pomysł Kulibina dotyczący wykorzystania żelaza w budowie mostów wkrótce został zrealizowany, choć nie w Rosji.
Najprostszą formą mostu żelaznego jest również most belkowy. Jest to żelazna kratownica ułożona na specjalnych przyczółkach i przenosząca na nie nacisk w kierunku pionowym. Początkowo kratownice były wykonane z belek żeliwnych, ale wkrótce zastąpiono je belkami żelaznymi.
Najprostszy most, często spotykany na liniach kolejowych o krótkich rozpiętościach, tworzy szereg rurowych żelaznych belek; w przypadku dużych belek takie stają się ciężkie i dlatego ich solidna ściana pionowa zostaje zastąpiona ścianą przelotową, składającą się z dwóch rzędów stężeń płaskich: część z nich pracuje na ściskanie, część na rozciąganie. Taka belka jest już kratownicą stężoną.
Kratownice układa się w całości na całej długości mostu lub przycina na każdym przyczółku. Dla ułatwienia montażu przeszliśmy z mostów dźwigarowych na mosty wspornikowe - ich kratownice po przekryciu jednego przęsła wiszą nad następnym. Dwa takie przęsła z wiszącymi końcami, zwane „wspornikami”, są połączone tzw. kratownicą podwieszaną i przykrywają trzecie przęsło.
Konstrukcja mostów w dalszym rozwoju przeniosła się do bardziej złożonych kratownic z zakrzywionymi górnymi lub dolnymi pasami. Zróżnicowane wymagania stawiane budowniczym mostów zmusiły ich do stworzenia konstrukcji spełniających te wymagania. Wymagania te są na tyle szerokie i niejednorodne, że można mówić o sztuce budowy mostów. Wiele, zwłaszcza dużych, mostów buduje się inaczej, w zależności od ich przeznaczenia, warunków terenowych itp.
Budowa mostów kończy się ich testowaniem przy obciążeniu odpowiadającym zadaniu. W praktyce europejskiej zdarzały się przypadki niszczenia mostów podczas testów. W rosyjskiej praktyce takie zdarzenia, przynajmniej podczas budowy dużych mostów, są zupełnie nieznane.
Problem mostu kolejowego z dużymi otworami, czyli przęsłami, lekkimi i mocnymi, w całości stanął przed rosyjskimi inżynierami już podczas układania pierwszej rosyjskiej autostrady - kolei Petersburg-Moskwa. Problem ten został całkowicie rozwiązany przez Stanisława Waleryanowicza Kerbedza i Dmitrija Iwanowicza Żurawskiego. Ich działalność jest ściśle związana z budową pierwszych rosyjskich kolei.
Jak wszyscy wiedzą, Petersburg położony jest w delcie Newy. A jednym z głównych problemów inżynieryjnych miasta było stworzenie licznych mostów. O ile jednak mosty na małych rzekach i kanałach powstawały stosunkowo łatwo, o tyle pierwszy stały most przez Newę powstał dopiero w połowie XIX wieku. Jednak wiele planów stałego mostu powstało na długo przed tym. Zapraszam do zapoznania się z niektórymi z nich i wyobrażenia sobie, jak wyglądałby Petersburg, gdyby zostały wdrożone.
Zacznijmy od projektu przejścia mostowego, który został zamówiony przez Katarzynę II przez architekta Flaminię Minozzi w 1788 roku:
Kolejny most przejściowy, ale w stylu klasycyzmu (w odróżnieniu od poprzedniego projektu, tutaj jezdnia jest poniżej, zawieszona na łańcuchach):
Jego autor, architekt Giaco Trombaro, opracował go w 1799 roku. Za tę realizację otrzymał tytuł Akademika Architektury.
Most drewniany autorstwa I.P. Kulibina:
W 1776 roku Akademia Nauk przetestowała model tego mostu w skali 1:10. Po tym jak model wytrzymał projektowe obciążenie 3300 funtów, obciążenie zwiększono o kolejne 570 funtów i model przebywał pod nim przez 28 dni bez zauważalnych odkształceń. Po tym badaniu komisja Akademii Nauk jednomyślnie uznała poprawność obliczeń Kulibina. Autor projektu został odznaczony specjalnie wybitym medalem na wstędze św. Andrzeja.
Mostu jednak nigdy nie zbudowano. Wśród głównych powodów, które uniemożliwiły jego powstanie, należy wskazać, że był on wykonany z drewna, co oznacza, że jego żywotność została ograniczona do 20-30 lat, co nie było wystarczające dla tak ogromnej konstrukcji.
Poważną przeszkodą były także problemy natury estetycznej – utworzenie mostu na wysokości około 40 metrów nad poziomem wody spowodowałoby utratę skali większości budynków położonych nad brzegami Newy, a rampy o długości 400-500 metrów prowadzące na most psułoby widok na Plac Senacki i Wały Uniwersyteckie.
A poniższe projekty mają już zupełnie futurystyczny wygląd i patrząc na nie trudno sobie wyobrazić, że powstały w 1816 roku. Ich autorem jest angielski inżynier I. S. Loudon.
Most łańcuchowy łukowy z trzema łukami:
Most łukowy łańcuchowy z krzyżującymi się łukami:
Most łańcuchowy łukowy z dwoma łukami i przęsłem łańcuchowym:
A oto kolejny projekt łukowego mostu łańcuchowego, sporządzony w 1820 roku przez inżyniera I. H. Brunela.
I kolejny projekt Loudona - most łańcuchowy wiszący na dwóch piramidach.
Główną wadą projektów mostów łańcuchowych, w których łańcuchy są przymocowane do wysokich filarów na brzegu, było to, że wymagały one bardzo wysokich filarów, co było nie do przyjęcia z architektonicznego punktu widzenia, ponieważ przytłaczałyby istniejącą zabudowę trzy-czteropiętrową. budynki fabularne. Dlatego pojawiły się projekty, w których na środku rzeki instalowano podpory w formie łuku triumfalnego. W 1841 r. złożono dwa takie projekty.
Projekt francuskiego inżyniera Desfontainesa:
A oto projekt kapitana inżyniera S.V. Kerbedza. Wysokość łuku sięgałaby 30 metrów, szerokość przęsła pociągowego wynosiłaby 20 metrów, a szerokość przęseł bocznych wynosiłaby 112,8 metra.
Za sporządzenie tego projektu Kerbiedź na polecenie komisji GUPS i PZ został przez cesarza awansowany na kolejny stopień. Jednak most dla tego projektu nigdy nie został zbudowany, ponieważ Komisja obawiała się, że system nie będzie wystarczająco odporny. W rezultacie pierwszy stały most, Blagoveshchensky (później przemianowany na Nikolaevsky, a następnie Most Porucznika Schmidta), został zbudowany według tego samego projektu Kerbedza, ale na bardziej tradycyjnych żeliwnych łukach.
Wśród utalentowanych ludzi z przeszłości można wyróżnić rosyjskiego wynalazcę mechanika Iwana Kulibina, urodzonego 21 kwietnia 282 lata temu.
Co ciekawe, jego nazwisko stało się powszechnie znane, ale większość ludzi używa go w ironicznym kontekście: „Ja też Kulibin!” – gdy ktoś wpadnie na coś ciekawego, ale bezużytecznego. Kulibin przez całe życie musiał znosić tę postawę. W Akademii Nauk wyśmiewano jego wynalazki, choć były nie mniej rewolucyjne niż odkrycia Leonarda da Vinci. Ale ekscentryczny samouk był kochany przez kobiety, a sama cesarzowa była dla niego przychylna.
Reflektor Kulibiny
Kulibin urodził się w 1735 roku w rodzinie kupca staroobrzędowego i przez całe życie był wierny tradycjom staroobrzędowym: nie grał w karty, nie palił tytoniu, nie pił alkoholu i nosił brodę. Nawet gdy Katarzyna II zaproponowała mu zgolenie brody w zamian za przyjęcie szlachectwa, zdecydował się pozostać w klasie kupieckiej. Cesarzowa była jednak protekcjonalna wobec dziwactw Kulibina – był on autorem tak wielu rewolucyjnych wynalazków na tamte czasy, że miał prawo do swoich dziwactw.
Zegarek stworzony przez Kulibina dla Cesarzowej
Wielki wynalazca był samoukiem: nigdy nie chodził do szkoły i samodzielnie opanował mechanikę. W jego pokoju zgromadzono cały dostępny wówczas sprzęt do toczenia, hydrauliki i innych prac. Znajomy jego ojca, kupiec Kostromin, dostrzegł jego talent i zaprosił go do wykonania niezwykłego zegarka, który miał podarować cesarzowej.
Kulibin sprostał zadaniu: mimo że prace na jakiś czas ustały – zainteresował się stworzeniem mikroskopu – zegarek okazał się naprawdę niezwykły. Wykonano je w kształcie kaczego jaja, w którym co godzinę otwierały się małe drzwiczki, a za nimi widoczny był Grób Święty i pilnujący go strażnicy. Zegarek posiadał także urządzenie muzyczne z kilkoma melodiami. Catherine doceniła dar i talent wynalazcy i wkrótce mianowała Kulibina szefem warsztatu mechanicznego Akademii Nauk w Petersburgu.
Projekt jednołukowego mostu przez Newę
Kulibin przez 30 lat kierował warsztatami Akademii Nauk, proponując znaczną liczbę wynalazków: 300-metrowy jednołukowy most przez Newę, windę śrubową, reflektor, mechaniczną protezę nogi, samobieżny statek rzeczny z silnikiem wodnym mogącym płynąć pod prąd, telegrafem optycznym, załogą mechaniczną z napędem pedałowym itp.
Statek wodny Kulibina
Niestety większość jego wynalazków pozostała projektami. Żaden z mostów Kulibina nie został zbudowany pomimo udanych testów pomniejszonego modelu mostu jednołukowego. Zbudowana dla cesarzowej winda – „krzesło podnoszone”, które porusza się w specjalnym szybie za pomocą mechanizmu śrubowego – po śmierci Katarzyny nie była używana, a szyb został zamurowany.
Wynalazkom Kulibina nie spieszyło się z realizacją, gdyż eksperci traktowali je z wielkim powątpiewaniem, a nawet ironią. Żaden z nich nie traktował poważnie samouka bez wykształcenia inżynierskiego, uważano go za ekscentryka i wynalazcę. Projekt mostu został wyśmiany: mówią, że ignorant nie zna się na podstawowych rzeczach i proponuje konstrukcję, która natychmiast się zawali. Z jakiegoś powodu dyrektor Akademii Nauk Ekaterina Dashkova nie lubiła wynalazcy. Kulibin napisał do swojego ucznia Iwana Piaterikowa: „Pracuję dużo i pilnie, ale moja pozycja wśród dumnych akademików jest daleka od przyjemnej i tylko intensywną pracą zagłuszam smutek, który nieustannie sprawiają mi wyśmiewanie i pogardliwe traktowanie o mnie, biednym samouku.
Model *wózek samobieżny* Kulibina
Mówią, że wielki wynalazca był bardzo kochający i cieszył się wielkim sukcesem u kobiet. Ani dziwactwa Kulibina, ani jego konserwatyzm w życiu codziennym i przyzwyczajeniach nie odstraszyły pań. Wyróżniał się pogodnym usposobieniem, uwielbiał chodzić na przyjęcia, na których chętnie żartował, dowcipnie reagował na wszelkie kpiny i wiedział, jak pozyskać ludzi. Ponadto Kulibin pisał wiersze i wyglądał bardzo nietypowo: zawsze w długim kaftanie, wysokich butach, z gęstą brodą, wydawał się płci pięknej ekstrawagancki i tajemniczy, co jeszcze bardziej ich pociągało.
Reflektor Kulibiny
Kulibin był żonaty trzykrotnie, a po raz trzeci ożenił się w wieku 70 lat. Miał 12 dzieci, troje z nich pojawiło się w trzecim małżeństwie, gdy wynalazca przekroczył 70. rok życia. Wszystkim chłopcom zapewnił dobre wykształcenie, a oni zostali inżynierami górnictwa.
Pomnik Iwana Kulibina w Niżnym Nowogrodzie