В конце XX века французское правительство приняло решение построить новый мост через реку Сену с пролетом длиной 850 метров. Чтобы не мешать движению речного транспорта, дорожное полотно должно было возвышаться над водой на 50 метров. Проектировщики рассматривали вариант подвесного моста, но, внимательнее изучив геологическое строение дна и берегов реки, отказались от этой идеи. Анкерные конструкции из-за отсутствия скального грунта, в который можно было бы их вмонтировать, пришлось бы делать очень массивными, а стоило бы это невероятно дорого. В конце концов остановились на варианте конструкции, для которой они не нужны, — это вантовый мост.
Построенный к 1994 году мост Нормандии стал на тот момент самым протяженным вантовым мостом в мире. Дорожное полотно любого моста поддерживается тросами, спускающимися с одной или нескольких башен. В отличие от основного троса подвесного моста, тросы вантового моста не имеют изгиба и напрямую крепятся к дорожному полотну: линии, создаваемые башней, полотном и тросом, образуют треугольник. Получается, что на ванты (тросы) действует сила растяжения, в то время как на дорожное полотно и башню — сила сжатия.
После установки бетонных оснований — фундаментов моста — строители возвели две железобетонные башни высотой 213 метров каждая. Дорожное полотно они собирали из заранее изготовленных секций. Секции боковых пролетов, а также секции центрального пролета под башнями были отлиты из бетона. Более тяжелые бетонные секции дорожного полотна под башнями выдавались с двух сторон, словно консоли, что укрепляло конструкцию и поддерживало ее равновесие. Остальные секции центрального пролета были изготовлены из стали, которая легче бетона, но не уступает ему по прочности. Стальные секции доставляли к месту строительства по воде, а затем поднимали наверх и крепили к конструкции. При монтаже каждой новой секции к ней прикрепляли два троса, идущие от вершины башни.
В поперечном сечении дорожное полотно (неважно, из бетона оно или из стали) представляло собой полую конструкцию аэродинамической (обтекаемой) формы. Благодаря этому уменьшалась парусность, или площадь конструкции, воспринимающая силу воздушных потоков, что делало мост более устойчивым. Есть мосты, в которых ванты соединяются с дорожным полотном не по краям, а по его центру.
Их необходимо делать более массивными: из-за отсутствия поддержки с двух сторон они гораздо больше подвержены воздействию ветра и, как следствие, скручиванию.
Хотя сооружение и эксплуатация вантовых мостов с одним или двумя поддерживающими тросами — хлопотное дело, они требуют меньшего количества строительных материалов, чем подвесной мост, покрывающий такое же расстояние. Отсутствие анкерных опор значительно удешевляет их конструкцию. Поэтому после Второй мировой войны все чаще строят именно вантовые мосты.
Своей популярностью они обязаны и развитию компьютерных технологий, которые сегодня позволяют воплотить в жизнь мечту каждого инженера: он может в режиме онлайн следить за процессом строительства и при необходимости перепроверять свои расчеты, благодаря чему удается значительно снизить расходы при строительстве.
Правда, длина самого протяженного из существующих ныне вантовых мостов с трудом достигает и половины длины самого протяженного подвесного моста. И это вряд ли изменится: слишком длинные вантовые мосты, способные выдерживать невероятные нагрузки на дорожное полотно, стоили бы баснословно дорого, и за их возведение не рискнули бы взяться даже самые богатые государства.
С развитием технологий и созданием новых материалов мостостроители в будущем шагнут далеко за границы своих нынешних возможностей. Они смогут перебрасывать мосты через большие пространства, заменят уже существующие конструкции более надежными и в то же время более легкими. Но какими бы невероятными и сложными ни стали эти строения, мы сможем узнать их секреты, пока в нас есть любопытство и живой интерес к новым знаниям.
Дэвид Маколи. Как это построено: от мостов до небоскребов. Иллюстрированная энциклопедия.