3 найбільш незвичайних моста в світі: в Шотландії, Японії і на Мадагаскарі
Як побудувати висячий міст і міст, який повертається
Як привернути увагу жінки, якщо вона інженер-проектувальник? Показати їй конструкції, які вона ще не бачила — наприклад, незвичайних мостів. Про деяких з них інженер Рома Агравал (саме вона була предметом залицянь) розповідає в своїй книзі “Built. Невідомі історії відомих будівель”. Включайте ці знамениті споруди в маршрути своїх подорожей і читайте, до чого призвело спілкування двох “ботаніків”.
Фолкеркское колесо: обертовий міст замість шлюзів
Обертовий міст замість шлюзів — пам’ятка Шотландії
Кельтський двосторонній сокиру був грізною зброєю — з обох боків у нього були леза, так що в битві хоробрий воїн міг махати їм і вправо, і вліво з не менш смертельним результатом. Як би дивно це не здавалося, цей бойовий інструмент послужив прототипом самого класного і незвичайного проекту в світі — Фолкеркского колеса.
Коли-то в низинних каналах Шотландії вирувало життя. Канал Юніон, відкритий в 1822 році, йшов з Фолкерка в Едінбург. За нього в столицю доставляли вугілля. Канал Форт і Клайд (відкритий у 1790 році) служив тієї ж мети, тільки в Глазго — в ті часи маленькому містечку, який швидко перетворився на промисловий центр Шотландії. Однак з розвитком залізниць у 1840-х роках ці канали, як і багато інших, стали затребувані, тому що викопні було швидше перевозити на поїздах. Поступово, до 1930-х років канали прийшли в занепад.
В кінці XX століття архітектори та інженери вирішили відновити роботу каналів, створивши водне сполучення між Глазго і Единбургом, особливо між каналами Форт і Клайд і Юніон. Це справа представляло кілька складних технічних завдань, і в першу чергу заважав великий крутий схил, який треба було подолати.
Традиційний спосіб, за допомогою якого будівельники каналів вирішували проблему схилу, — спорудження шлюзів. Спочатку на шляху між Единбургом і Глазго потрібно було цілий день проходити 11 таких шлюзів, відкриваючи і закриваючи 44 пари воріт. Чи це легке завдання — так і ворота в будь-якому разі з тих пір вже прибрали. Тому інженерам довелося гарненько подумати.
Сьогодні, якщо ви пливете на захід від Единбурга по каналу Юніон в бік каналу Клайд або в бік Глазго, то в якийсь момент опинитеся в місце, де земля з одного боку різко обривається, а ви залишаєтеся бовтатися на акведуке, який немов веде в порожнечу. Так закінчується Юніон канал. У цьому місці ви опиняєтеся на своєму судні в 24 метрах над землею —на висоті 8-поверхового будинку. Щоб спуститися з цієї висоти в нижній канал Форт і Клайд, потрібно довірити судно обіймів неймовірного інженерного винаходу — сучасної інтерпретації кельтського сокири.
Величезна вертикальне колесо (нагадує колесо огляду) 35 м в діаметрі з’являється перед судном. У цього колеса дві лопаті у формі сокир, які обертаються на 180°. У кожній лопаті знаходиться свого роду “гондола”: великий посудину, в якому вміщаються два судна і 250 тисяч літрів води.
Гідравлічні сталеві ворота блокують воду з верхнього каналу. Коли гондола колеса стає врівень з краєм акведука, ворота в кінці каналу і ворота гондоли відкриваються, так що судно може заплисти прямо в гондолу. Потім ворота закриваються, і лопаті починають обертатися.
Ви помічали, що, коли колесо огляду обертається, сидіння теж обертаються, так що пасажири так і залишаються сидіти вертикально. Аналогічним чином гондоли Фолкеркского колеса зберігають горизонтальне положення, коли обертаються лопаті. Для одного повороту на 180° потрібно зовсім небагато енергії — те ж кількість електрики, що було б, щоб скип’ятити вісім чайників з водою.
Фолкеркское колесо переправляє суду з верхньої частини басейну в нижню (і навпаки) всього за п’ять хвилин, порівняно з цілим днем шляху, який витрачається на проходження оригінальної системи шлюзів.
У світі кілька таких суднопідіймачів: наприклад, Стрепи-Тя в Бельгії, Нидерфинов (найстаріший працює суднопідіймач в Німеччині) і ще один на електростанції “Три ущелини” в Китаї (зараз це найбільший суднопідіймач в світі, він піднімає суду вертикально на колосальну висоту 113 м).
Але в спостереженні за Фолкеркским колесом і в катанні на ньому є особливе задоволення. Можливо, воно пробуджує в нас спогади з дитинства, коли ми каталися на колесі огляду. Це є прикладом того, як інженерний проект поєднує в собі естетичні якості і навіть нотки ностальгії, яка частково позначається на тому, як ми сприймаємо цей об’єкт.
Шовковий міст від павука з Мадагаскару
Один з найбільш продуктивних будівельників мостів у світі — жіночої статі і живе на Мадагаскарі. Розміром вона приблизно з ніготь, у неї вісім волосатих ніжок, а тільце нагадує за текстурою кору дерева, що допомагає їй маскуватися від хижаків. Крім того, у неї є прядильний орган, який як раз і відповідає за її блискучі інженерні навички.
Деревне павук Дарвіна (сaerostris darwini) будує міст довжиною до 25 м (тобто в 1000 разів більше його самого) над річкою або навіть озером. На відміну від більшості проектувальників мостів, цієї паучихе не потрібно добиратися з одного берега на інший. Вона таким чином здобуває собі їжу.
Вона вивчає рослинність на березі річки і знаходить відповідне місце для свого проекту (як і будь-який професійний інженер), а потім випускає десятки шовкових ниток з свого прядильного органу. Вони розлітаються в сторони — прямо як у Людини-Павука в кіно, — і їх підхоплюють природні потоки вітру над водою в густому лісі. Тонкий невидимий потік несе нитки через річку, і вони чіпляються за рослини на іншому березі.
Цей шовковий шлях — перший етап будівництва мосту — називається лінією мосту. Це несучий трос, який прогинається під власною вагою. Смикнувши за трос і переконавшись, що він безпечний, павучиха з допомогою волосків на ніжках, які являють собою крихітні гачки, трохи змотує його, щоб він не сильно провисав.
Найдовший у світі міст з павутини
Потім вона йде за своїм несучого тросу та перевіряє його міцність, а по дорозі з допомогою шовку і виділень зміцнює його ще сильніше. Коли вона доходить до кінця, то зміцнює з’єднання з рослинами, обмотуючи навколо них ще кілька ниток. Важливо, щоб це з’єднання, яке створив вітер, просто приклеївши нитку до стовбура дерева, було досить міцним і витримало вага всієї іншої конструкції.
Тепер несучий трос потрібно закріпити якорем. Павучиха шукає рослини, начебто довгих травинок, що стирчать з води, і йде по тросу, поки не виявиться прямо над ними. Повільно виробляючи шовк, вона спускається і прив’язує нитку до травинки недалеко від поверхні води, щоб вийшов Т-образний каркас.
Наступні кілька годин павучиха легко бігає туди-назад і до свого Т-образним каркаса приделывает безліч шовкових ниток. Вона виробляє шовк і плете по колу велику павутину. Деякі шовкові нитки не липкі: вони служать частиною каркаса усієї конструкції. А інші липкі, і вони складають ту частину павутини, куди попадеться видобуток. В результаті у неї виходить величезний круг діаметром до 2 м.
Деревне павук Дарвіна — єдиний відомий павук, який будує мости над водою, щоб ловити здобич. Його жертвами стають смачні мухи і бабки, які літають над серединою річки. З-за великого діаметру павутини туди можуть попадати й інші дрібні тварини: птахи і кажани.
Розмір павутини по-справжньому вражає, але ще більше вражає шовк, з якого вона зроблена. Результати досліджень показують, що він володіє неймовірною пружністю. Це властивість матеріалу, завдяки якому він може розтягнутися під навантаженням, а потім повернутися в колишню форму. Випробування показали, що шовк цього павука в два рази більш еластичною всіх інших відомих видів натурального шовку. Також шовк деревного павука Дарвіна — найміцніший біологічний матеріал, який ми знаємо на сьогоднішній день, — він навіть міцніше сталі.
Я спеціально включила в свій список міст деревного павука Дарвіна, щоб не забути, що не тільки люди будують різні споруди: насправді, як показує це істота, ми ще відстаємо від природи. Ми тільки зараз починаємо будувати мости такої ж довжини, як будує цей павук, порівняно з розміром власного тіла — зараз рекорд найдовшого мосту належить Акасі-Кайке в Японії протяжністю 1991 м.
Чому висячі мости люблять в одних країнах і не використовують в інших
В тому році я отримала грант на поїздку від Інституту інженерів-будівельників — я запропонувала вивчити особливий вид мосту. Я поговорила з колегами, провела невелике дослідження і дізналася про висячий міст-стрічку, витончений і простий міст, яких у Великобританії лише кілька. Я хотіла дізнатися про них більше і зрозуміти, чому вони такі рідкісні. Я передбачала з’їздити в Європу та Японію — туди, де ці мости використовуються, — і написати про це звіт.
Першим ділом я вирушила до Чехії, де інженери показали мені величезний спектр проектів на основі висячого мосту-стрічки — від мостів з автомагістралями до тунелю, побудованого за тим же принципам.
Потім в університеті в Німеччині я познайомилася з дослідниками, які побудували в лабораторії прототип мосту довжиною 13 м і проводили над ним експерименти. Мені теж дали взяти участь — пострибати на мосту, щоб змусити його резонувати.
Висячий міст Ишибуна
Щоб побудувати свій власний міні-міст такого типу, візьміть дві бляшані банки квасолі і поставте в метрі один від одного — вони будуть опорами мосту. Потім покладіть на банки дві товсті мотузки, а кінці приклейте скотчем до столу, який буде зображувати землю.
Щоб вийшов міст-стрічка, йому потрібно полотно, а його можна зробити із сірникових коробок. Проробіть в коробках по два отвори — по одному з кожної сторони, — а потім покладіть зверху на мотузки. Просуньте гумки через отвори в коробках. Гумки розтягнуться, а коробки стискатимуться разом.
Якщо ви натиснете на міст посередині, то побачите, що несучі троси натягаються (іншими словами, в них збільшується розтягнення). Мотузки тягнуть скотч, яким їх кінці прикріплені до столу.
Висячий міст-стрічка влаштований таким же чином. Через річку або яр перекидають сталеві троси. Товсті троси діаметром приблизно з кулак — і складаються з численних тонких сталевих дротів, які разом сплетені в сильну мотузку, захищену зовні гумовою оболонкою.
Бетонні упори з обох кінців мосту підтримують троси. Вони надійно закріплені на землі. Упори досить сильні і витримують натяг тросів, навіть якщо на мосту багато людей. Бетонні планки (те ж, що і наші сірникові коробки) з пазами внизу кладуть на сталеві троси і з’єднують з ними. В планках виконані наскрізні отвори, через які їх все з’єднують між собою більш тонкими сталевими тросами і затягують, так планки зсуваються разом.
Міст-стрічка ще і дуже легкий — бетонні планки досить тонкі, близько 200 мм, — а природний вигин сталевих тросів надає їм витончений і естетично приємний вигляд. Не менш важливим я вважаю той факт, що такі мости дуже практичні і їх відносно швидко будувати. Як тільки готові основи, укладання бетонних планок на троси проходить швидко і просто, тому спорудження такого мосту чинить менший вплив на навколишнє середовище.
Червоний вигнутий японський міст-стрічка в околицях Токіо пролягав над глибоким яром, на дні якого тече швидкий потік. Я ступила на полотно. Міст трохи хитався. Я пройшла вгору і вниз кілька разів з різною швидкістю, а потім пострибала на ньому, щоб зрозуміти, яке це. Від цього руху у мене закрутилася голова, і я зрозуміла, чому багато хто не люблять такі мости, незважаючи на те, що вони дуже гарні і їх швидко будувати.
Вони легкі і тримаються на тросах, в середині у них великий прогин, а краї досить круті, і це може представляти незручності для пішоходів з дитячими колясками і в інвалідних кріслах. А ще вони рухаються — з-за своєї легкості і гнучкості вони не зовсім стійкі, коли за ним ходять. Незважаючи на те, що вони абсолютно безпечні, прогин в поєднанні з хиткістю створює враження, що міст нестійкий. Жителі тих трьох країн, які я відвідала, люблять ці мости, але їм звично їх рух. В інших місцях висячі мости-стрічки не могли прижитися з-за помилкового почуття нестійкості та відсутності твердого грунту, в якій можна закріпити упори, щоб конструкція міцно трималася.
Мене надихає той факт, що простий мотузяний міст еволюціонував і увібрав у себе нові технології і матеріали, і, незважаючи на його сучасний зміст, зберіг простоту і елегантність свого предка. Нові інженерні технології не обов’язково повинні бути якимось наднових проривом — іноді вони засновані на скромних винаходи минулого.
Мости — це, звичайно, добре, але, можливо, ви хочете знати, що ж там було далі у нас з містером Фліртом. Все, що я можу сказати, — я пошкодувала про те, що похвалилася тоді подрузі, що позбавилася від нього за три хвилини. Чотири роки потому вона прочитала це повідомлення вголос перед сотнями людей. Коли вимовляла мова подружки нареченої. На моєму весіллі.
Так, дорогий читачу, я вийшла за нього заміж.