Непростая задача стояла перед инженером-железнодорожником Робертом Стефенсоном. Он должен был построить мост, достаточно прочный, чтобы по нему могли ходить поезда с «Большого острова» — основной территории Англии — на остров Англси.

Между ними 270 метров водной глади, но это еще не все! Пролив, над которым планировалось построить мост, был судоходным. Согласно законам Великобритании, проекту Стефенсона предстояло получить одобрение самого Британского адмиралтейства. Арочный мост с опорами в воде чиновники строить не разрешили, поскольку существовала опасность перекрытия судоходного канала — фарватера. По этой же причине мост должен был возвышаться над водной поверхностью не менее чем на 30 метров.

Изучив карту пролива, Роберт Стефенсон остановился на месте, где почти посередине между берегами находился маленький островок. Возможность использовать то, что дано природой, всегда приветствовалась строителями. С опорой на островок Стефенсон мог построить два более коротких мостовых пролета вместо одного длинного. Поскольку арочная конструкция исключалась, инженер остановил свой выбор на стоечно-балочной.

Чтобы понять, как работает балка, представьте себе доску, лежащую на двух опорах. Если на середину доски положить груз, она прогнется. Сжавшись, ее верхняя сторона станет чуть короче, а нижняя, наоборот, удлинится, так как растянется. Если доска не может выдержать одной из этих сил — сжатия и растяжения — или обеих, она ломается.

В то время, когда строились опоры нового моста Стефенсона, другой его стоечно-балочный мост на той же железнодорожной линии рухнул, и пятеро человек погибли в водах реки Ди. Чугунные балки рухнувшего моста оказались слишком тонкими и не выдержали нагрузки. Печальный опыт навел Стефенсона и его коллег-инженеров на мысль о том, что балки должны обладать прочностью не только на изгиб, но и на скручивание.

Для уменьшения воздействия этих сил в пролетах моста, достигавших длины в 140 метров, решили использовать очень массивные балки. Деревянные не годились по целому ряду причин, а чугунные были слишком тяжелыми. Какой же выход нашли инженеры?

Представьте себе, что мы перевернули доску на ребро. Верхняя ее сторона точно так же будет подвергаться сжатию, а нижняя — растяжению, но сгибаться доска будет существенно меньше, потому что напряжение изгиба распределится на более глубокие слои материала. Стефенсон и его коллега Уильям Фейрберн решили построить мост из таких поставленных на ребро балок. Причем они спроектировали балки такого размера, что поезда могли проезжать не по ним, а... внутри них.

В законченном виде мост через пролив представлял собой две параллельные трубы по 9 метров в высоту и по 4,5 метра в ширину. Они были сделаны из пластичного сплава — ковкого чугуна — и установлены на высоких каменных опорах. Боковые части огромных балок-туннелей состояли из плоских панелей, низ и верх собраны из труб небольшого сечения. Все части конструкции были приклепаны друг к другу.

В отличие от других видов чугуна, ковкий чугун одинаково хорошо работает и на сжатие, и на растяжение. Верх балок-туннелей моста Британия сделали более массивным, чем низ. Этот хитрый прием помог избежать скручивания, которое погубило мост на реке Ди.

Четыре огромные балки, составляющие пролеты моста Британия, собрали на берегу и во время прилива доставили по воде на место монтажа. Их установили в вертикальные пазы на каменных опорах, а затем аккуратно подняли на место при помощи мощных домкратов.

Мост Британия (Бангор, Северный Уэльс, 1838 г.)

Мост Британия — единственный из описанных в этой главе мостов, который, к сожалению, не сохранился в своем первозданном виде до наших дней. Огонь губителен для металла: он хотя и не горит, но сильно деформируется. В 1970 году случился пожар, и металлические детали моста Британия были испорчены настолько, что по нему уже не могли ходить поезда. Конструкцию разобрали, и на ее месте построили новый мост — на этот раз все-таки арочный.

Дэвид Маколи. Как это построено: от мостов до небоскребов. Иллюстрированная энциклопедия.