Одним из старейших сохранившихся балочных мостов является мост Аньпин он был построен на юго-востоке Китая в середине XII века. Выглядит этот мост довольно необычно: его длина составляет два километра и семьдесят метров, и он состоит из 331 пролёта! Каждый из них в длину примерно 6 метров. Пролётное строение состоит из 6 каменных балок, уложенных рядом друг с другом. Ширина моста составляет от 3 до 3,8 метра, что раньше позволяло свободно разъехаться двум встречным повозкам. Сегодня этот мост является объектом всемирного наследия ЮНЕСКО, а потому ходить по нему могут только пешеходы.
Мост Аньпин – не единственный в своем роде. В XI–XII веках каменные балочные мосты были популярны во всём Китае. Так, мост Луоян, построенный за сто лет до Аньпина, состоит из 47 каменных пролётов общей длиной 730 метров.
Возникает вопрос: почему же при такой значительной длине эти мосты имели так много маленьких пролётов? Зачем было строить в воде столько опор? Ответ очень прост. Если бы каменные балки были длиннее, они не выдержали бы собственного веса и сломались. Как говорят инженеры, камень плохо работает на изгиб – он не приспособлен к такому виду нагрузки.
Одни из первых цивилизаций на Земле – Месопотамия (Междуречье) и Древний Египет. В этих регионах появились первые масштабные строительные проекты: крепости, дворцы, каналы для орошения полей и, конечно же, мосты. Однако, поскольку дерево и камень были в дефиците, местные жители научились изготавливать новый материал из имевшейся в избытке глины – кирпич.
Но как выложить мост из такого мелкого материала? Около трёх с половиной тысяч лет назад строители нашли решение – они стали возводить из кирпича конструкции в виде выгнутой вверх дуги. У восточных цивилизаций эту конструкцию переняли древние римляне и дали ей название арка, которое используется до сих пор.
Римляне вошли в историю как искусные и неутомимые мостостроители. По всей Европе, Великобритании, Турции, а также на Ближнем Востоке и в Северной Африке до сих пор сохранилось около тысячи построенных ими арочных мостов. Римляне также научились строить рекордные пролёты – так, мост Траяна через Дунай имел пролёты по 35 метров. Создавали они и очень протяжённые конструкции – например, мост Константина через Дунай протяжённостью около 2,5 километра.
Вертикальная нагрузка (например, вес автомобилей) преобразуется в сторонах арки в усилие сжатия. Камень и кирпич хорошо выдерживают сжатие и передают большую часть усилий на опоры.
Однако в арке также возникает сила, направленная в стороны, – инженеры называют её горизонтальным распором. Для наглядности проведём эксперимент. Возьмите железную линейку, изогните её в виде дуги и закрепите между двумя стопками книг таким образом, чтобы не дать линейке разогнуться. Получился арочный мост. Теперь надавите на него сверху – горизонтальный распор раздвинет стопки книг в стороны.
Большинство арочных мостов древности, Средневековья и Нового времени имели множество небольших пролётов, где соседние арки взаимно гасили горизонтальный распор друг друга. В наши дни часто строят мосты в виде одной арки с большим пролётом, например Москворецкий и Большой Каменный мосты в Москве. В них горизонтальный распор принимают на себя массивные опоры.
Древние римляне были известны не только мостами и дорогами, но и тем, что уделяли пристальное внимание городскому хозяйству. Практически в каждом крупном городе они строили водопровод – по-латински «акведук» (от «aqua» – вода и «duco» – веду). И хотя римляне считали акведуком водопровод целиком, сегодня так принято называть мосты, по которым вода в каменном канале перетекает через реку или ущелье.
Один из крупнейших и хорошо сохранившихся римских акведуков находится на юге Франции, неподалёку от города Ним, и называется Пон-дю-Гар (что в переводе с французского означает «мост через реку Гар»). Он был построен в середине I века н. э., то есть почти две тысячи лет назад! Вода в нём текла из горных ручьёв в римский город Немаус (современный Ним) по каменной галерее в верхней части акведука, которая сохранилась до сих пор. После распада Римской империи, в Средние века, акведук пришёл в запустение и перестал подавать в город воду. Однако люди и повозки переправлялись по нему вплоть до XVIII века, когда к акведуку был пристроен новый мост. В настоящее время Пон-дю-Гар – одна из самых популярных достопримечательностей Франции.
1. В начале строители собирали специальные леса круглой формы, которые называются кружалами.
2. Каменные блоки укладывались на кружала с помощью подъёмных кранов, приводившихся в движение силой мышц. В конце устанавливали верхний блок, который называется замковым камнем. Он как бы запирает всю арку на замок, скрепляя её.
