Детали моста были такими громоздкими, что для их изготовления был построен специальный завод возле Монреаля. Консольные фермы моста – одни из самых больших в мире. Их высота составляет 95 метров, что примерно равно высоте 30-этажного дома. Представьте себе, каким крошечным кажется поезд, проезжающий по такому мосту! С завода детали сплавляли на баржах вниз по реке, до Квебека. Подвесной пролёт был собран в стороне, ближе к берегу. Затем его доставили на место установки на барже и подняли с помощью кранов.
Вернёмся в далекие доисторические времена. Древний человек, живущий в джунглях, мог наблюдать за животными, которые пересекали реки по повисшим над ними лианам. Со временем он сам начал строить мосты из сплетённых лиан. Судя по всему, уже в древности такие конструкции появились в Юго-Восточной Азии, Центральной и Южной Америке.
В середине XVI века испанский священник и историк Педро Сьеса де Леон восхищался сплетёнными из лиан мостами инков. Он писал, что «они настолько крепкие, что по ним могут пройти спущенные с поводов лошади, как если бы они шли по мосту Алькантары или Кордовы».
Давайте проведём эксперимент. Возьмём линейку и сожмём её – она немедленно выгнется. Теперь потянем линейку за концы – разорвать её мы не сможем. С инженерной точки зрения линейка способна выдерживать большое растягивающее усилие без потери устойчивости. Это свойство многих материалов и используется в строительстве висячих мостов.
Идея использовать для висячих мостов железо возникла ещё в Средние века. В начале XV века тибетский монах, учёный и инженер Тангтонг Гьялпо строил пешеходные висячие мосты с железными несущими цепями. Пролёт самого большого из них, моста Чакзам, составлял 140 метров.
Однако только с началом научно-технической революции, когда человечество научилось производить металлические конструкции, удалось построить крупные висячие мосты. Первый из них был построен судьёй и инженером Джоном Финли через реку Джейкобс-Крик в штате Пенсильвания в США в 1801 году. Его пролёт составлял 21 метр, а несущей конструкцией были цепи из сравнительно хрупкого чугуна.
Висячие мосты совершили революцию в мостостроении. Уже в 1826 году Томас Телфорд завершил строительство Менайского моста в Великобритании с самым большим в мире пролётом в 176 метров. Когда вместо массивных чугунных цепей в качестве несущей конструкции научились использовать стальные тросы, пролёты стали расти ещё стремительнее. В 1883 году инженер Джон Рёблинг завершил строительство Бруклинского моста в Нью-Йорке с рекордным пролётом 486 метров. А мост Джорджа Вашингтона в Нью-Йорке, завершённый в 1931 году, впервые в мире преодолел отметку в километр – его пролёт составил 1067 метров.
Пролив Золотые Ворота отделяет город Сан-Франциско от округа Марин. Паромная переправа работала здесь десятилетиями, но в 1920-е годы перестала справляться с количеством пассажиров. Надо было строить мост.
Однако всё было не так просто. Пролив имеет ширину более двух километров, глубина его достигает 113 метров. Его дно резко понижается со стороны округа Марин, что требовало строить опору у самого берега. Другую опору, со стороны города, можно было построить в воде, на глубине около 30 метров. Перед инженерами встала задача создать самый большой в мире пролёт в 1280 метров.
На этом трудности не закончились. Военные поставили перед инженерами дополнительную задачу – обеспечить свободный проход кораблей под мостом. Для этого так называемую ферму жёсткости, на которой лежит дорожное полотно, надо было расположить на высоте 67 метров над водой. Для того чтобы тросы правильно работали, они должны провисать по определённой линии. С учетом всех этих требований высота башен-пилонов, которые держали тросы, должна была составить рекордные 227 метров.
Прибавьте к этим сложностям стремительное течение, резкие приливы, сильный ветер и частый смог – и вы поймёте, что мост Золотые Ворота стал одним из самых сложных инженерных сооружений в истории. Тем не менее инженеры Джозеф Штраусс, Лев Моисеев и Чарльз Эллис справились с этой задачей всего за пять лет. Давайте проследим за ними шаг за шагом.
Со стороны Сан-Франциско опора расположена в 340 метрах от берега. Инженерам предстояло построить конструкцию высотой 43 метра и площадью почти с футбольное поле посреди залива с быстрым течением и активным судоходством.
Для защиты от течения и кораблей вокруг будущей опоры возвели дамбу из железобетона в форме овала. Инженеры называют такую конструкцию «кранец», а рабочие прозвали просто «ванной».
Фундамент под опору строили с помощью кессона (см. главу «Что такое кессон?»). Его заранее собрали на берегу, затем переместили внутрь кранца и затопили. Фундамент вместе с кранцем образовал герметичный железобетонный «стакан». Воду из него откачали и продолжили бетонировать опору в сухих условиях.
