В 1896 году инженер Евгений Кнорре приступил к строительству моста через Енисей близ Красноярска по проекту инженера Лавра Проскурякова. Река была известна очень быстрым течением, регулярными паводками, а дно её состояло из гальки, что не позволяло якорям закрепиться в нём. Поэтому, строить мост летом не представлялось возможным. Работать можно было только с декабря до середины марта, пока лёд был крепок. Кнорре должен был закончить мост в 1899 году – на строительство у него было всего 11 месяцев!
Кнорре предложил сооружать на берегу реки огромные фермы в летние месяцы, а зимой надвигать их на опоры. С помощью специальных деревянных кранов, которые называются козловы´е (из-за сходства с кóзлами, на которых пилят брёвна), на каждом берегу были построены три фермы длиной 145 метров (это примерно полтора футбольных поля). Высота ферм составляла 21 метр, что соответствовало семиэтажному дому.
Когда наступила зима и Енисей покрылся прочной коркой льда, между опорами построили деревянные подмости, на которые установили стальные катки, и переместили фермы на нужное место. Надвижка всех шести пролётов отняла чуть больше месяца.
Строительство моста начинается с возведения опор. Делать это летом было невозможно из-за быстрого течения Енисея. Строителям вновь ничего не оставалось, кроме как вести работы зимой.
Кнорре сумел превратить эту проблему в преимущество. Чтобы добраться до дна реки, строители сделали в толстом слое льда прорубь, оставив над водой тонкую ледяную корку. Через несколько дней лёд нарастал – и операцию повторяли. Так внутри реки постепенно возникала сухая ледяная шахта глубиной около 20 метров.
Внутри такой ледяной шахты можно было легко построить кессон. В переводе с французского этот термин означает «ящик». Он и вправду похож на перевёрнутый деревянный или металлический ящик, который опускают на дно и наполняют воздухом, чтобы вытеснить воду.
Кессоны обычно делались из железа. Однако доставка железа на Енисей шла очень долго, чем замедляла строительство. Тогда инженер Кнорре предложил строить кессоны из дерева. Это не только ускорило строительство, но и позволило отлично сэкономить.
Давайте проведём эксперимент. Возьмём пластиковый стаканчик, проделаем отверстие в его дне, вставим туда трубочку для сока и замажем шов пластилином, чтобы через него не проникла вода. Опустим стаканчик в банку с водой трубочкой вверх. Вода вытеснит воздух и заполнит стакан. Однако, если мы подуем в трубочку, воздух вытеснит воду из стакана.
Точно так же насосы создают внутри кессона высокое давление, которое вытесняет воду из кессона и прилегающего к нему грунта. Под его защитой рабочие вычерпывают грунт и подают его наверх. Таким образом удаётся построить фундаменты для мостовых опор на дне реки.
Однако резкие перепады давления опасны для здоровья и могут вызывать кессонную болезнь – ей подвержены, например, аквалангисты, которые слишком быстро поднимаются с глубины. Первоначально ею страдали рабочие, которые резко выходили из кессона, поэтому болезнь и получила такое название. В связи с этим над кессоном стали строить специальное сооружение – шлюз, в котором давление плавно повышается или понижается, позволяя организму человека спокойно адаптироваться.
Опоры моста строились из кирпича на цементном растворе. В холодную погоду вода в растворе замерзала и кладка могла рассыпаться. Поэтому над строящимися опорами возводили отапливаемые павильоны – тепляки.
Строить опоры в воде – очень сложная задача. Да и судоходство они затрудняют. Поэтому инженеры постоянно ищут способы увеличить пролёт моста.
Один из них – использование консоли. Так называют балку, закреплённую с одной стороны и свободно висящую с другой. Что, если поставить балку на опору посередине её длины, чтобы её половинки образовали консоли? Две консоли можно будет расположить с зазором, в котором можно подвесить балку. Общий пролёт двух консолей и балки получится довольно внушительным.
Хотя сегодня консольные мосты используются редко, в XIX веке они стали прорывом и позволили значительно увеличить длину пролёта. В 1890 году в Шотландии был построен консольный мост Форт-Бридж с рекордным пролётом – 520 метров.
Самым большепролётным консольным мостом в мире является Квебекский мост в Канаде, завершённый в 1919 году. Река Святого Лаврентия, через которую он перекинут, имеет большую глубину, поэтому строить опоры посредине русла было сложно. Тогда решено было поставить их ближе к берегам, благодаря чему пролёт моста должен был составить 549 метров. Инженер Ральф Моджески предложил использовать консольную конструкцию.
