Железнодорожный мост через Исеть

В 1934 году было начато строительство Уральского алюминиевого завода. Чтобы обеспечить завод необходимым сырьем и топливом нужен, был железнодорожный транспорт. Ветка Екатеринбург – Шадринск – Курган, проходящая через Каменск, лежала к северу от Уральского алюминиевого комбината, на достаточном расстоянии. Между ней и заводом – еще одна преграда, река Исеть. И тогда, в 1938 году, был разработан проект железнодорожного моста, чтобы подвести транспорт. Однопролетный арочный мост стал еще одним каменским «ноу-хау» — здесь впервые применили конструкцию из стальных труб, заполненных бетоном. Соединение таких строительных материалов, как бетон и труба, было использовано при строительстве Володарского моста через реку Неву в 1936 году. Однако этот мост был выполнен из железобетона, армированного трубчатой арматурой. Арматура была увязана спиральной обмоткой и заполнена бетоном. Такое армирование было использовано в практике мостостроения впервые.

Володарский мост, Санкт-Петербург

Профессор Росновский В.А, выступавший инженером при строительстве Каменского моста, видимо, положил в основу конструкции этот способ армирования. Он сделал расчеты и разработал ряд проектов мостов с новой конструктивной схемой. Тонкостенная стальная труба, что раньше использовалось в качестве арматуры, сейчас стала основным конструктивным элементом. И вот, в 1939 году был возведен мост через реку Исеть, по одному из проектов Росновского.
Известно, что профессор Росновский издал несколько книг, посвященных применению трубобетона в мостостроении, которые используются и по сей день. Еще остался мост, который жители Каменска считают одним из своих символов. Печально, что мост через реку Исеть не получил имени своего создателя, да и, строго говоря, вообще никакого имени он не имеет, но его ажурный силуэт, отраженный в спокойной воде реки, надолго остается в памяти.
« Главный речной пролет моста перекрыт сквозной аркой пролетом 140 м и стрелой подъема 22 м. Высота арочных ферм на среднем участке равна 6 метрам. На концевых участках пояса очерчены по двум параболам, сближающимся к опорным узлам. Расстояние между арочными фермами составляет 7 метров…Пояса арок выполнены из труб диаметром 820Х13 мм, изготовленных из стали марки Ст.З, заполненных бетоном марки 350».
Изящный силуэт моста хорошо видим со стороны города. Река на этом участке спокойная, и её гладкая поверхность всегда отражает светлое кружево конструкций. Мост, дугой выгибаясь над поверхностью воды, соединяет два высоких берега Исети: левый – скалистый, крутой, с выходами горной породы, и более пологий правый. Составы выныривают из левобережного леса, в считанные секунды проносятся по мосту, исчезают в городской застройке, и над рекой и мостом вновь воцаряются тишина и спокойствие.

Как известно, арочные мосты из металла возводились с конца XVIII века, а большое распространение получили во второй половине XIX века. В начале ХХ века их возводили преимущественно из стали, а величина пролетов арок варьировалась – от скромных 30 метров до поражающих воображение 582 метров (Шотландия, мост через залив Форт, рис. 15), в среднем составляла 60-100 метров.

Шотландия, мост через залив Форт

Каменский мост, по пролету арки, не является самым большим, его уникальность в другом – в принципиально новом материале. Конструктивная схема, примененная в данном случае – типичная двухшарнирная арка – старая и надежная, очертание – тоже не ново, а общий абрис и пропорции очень напоминают мост через Днепр.
В 1927 году при строительстве Днепрогрэс был затоплен существовавший Кичкасский мост близ Запорожья. Для нормального железнодорожного сообщения необходим был новый мост. Поэтому было разработано несколько проектов мостов через Днепр близ острова Хортица. В итоге, принят один, согласно которому мост был устроен двухъярусным. По верхнему ярусу проходили железнодорожные пути, по нижнему ярусу шла магистраль для грузового и легкового транспорта, а на консолях были вынесены тротуары (рис. 16). Кроме того, он состоял из двух частей: мост через Новый Днепр и мост через Старый Днепр — одноарочный, длинной 370 метров, размер пролета арки – 224 метра. Конструкция разработана профессором Стрелецким Н.С., советским учёным в области строительных конструкций и мостостроения, членом-корреспондентом АН СССР (1931).

Мост через Старый Днепр в Запорожье ( из книги «Мосты Запорожья»)

«Мост стальной, клепанный, самые ответственные части моста — арки — были изготовлены из ферросилициевой стали, а надарочные строения — из обычной углеродистой марки Ст.3. Прокат ферросилициевой стали был заказан на Витковецком сталеплавильном заводе в Чехословакии» [11]. Общий вес конструкции составил конструкции 13700 тонн. Предварительная стоимость на 1927 оценивалась в 18000 рублей. Достаточно крупная сумма, учитывая, что золотой рубль был устойчивой денежной единицей.

Каменский мост построен почти 10 лет спустя. Он очень похож на Константиновский мост (так называли жители Запорожья мост через Днепр), что можно объяснить тем, что мосты, имеющие в конструктивной основе пологую арку, часто строятся в местах с активным рельефом. В таком случае активные элементы ландшафта принимают часть усилий, возникающих в конструкции, на себя. В обеих ситуациях рельеф активен: гранитные берега в Запорожье, горные выступы в Каменске. Однако мост через реку Исеть имеет всего лишь один уровень – для железнодорожного транспорта, и опоры арки не касаются воды. В остальном есть немало сходств – арка серповидного очертания, и сталь той же марки — Ст.З. Только если в Константиновском мосте из неё сделаны второстепенные элементы, несущие небольшую нагрузку, то в Каменском все ключевые элементы выполнены из такой стали. Прочность конструкции придает бетон, заполняющий трубы, что позволило облегчить конструкцию, снизить затраты приблизительно на 20% и сэкономить 52% стали.

После удачного применения в конструкции Каменского моста трубобетон стал широко применяться в строительстве мостов, линий электропередач и даже промышленных цехов. Новый материал получил распространение и в зарубежной практике строительства. Например 508 –метровая башня в Тайбэе, 2004 год, архитекторы C.Y. Lee & Partners, столице Тайвань, и 610-метровый небоскреб в Гауньчжоу 2009 год, архитекторы Mark Hemel, Barbara Kuitи компания IBA, имеют каркас с применением трубобетона. И это лишь немногие примеры. Сегодня из трубобетона изготавливают колонны для каркасов высотных и промышленных зданий, подземных и защитных сооружений, эстакад, АЭС и, конечно же, большепролетных мостов.