Инженерная байка про смычок

[22sobaki.livejournal.com]

Зачем инженеру путей сообщения смычок?
Не только для того, чтобы скрасить вечер игрой на скрипке. Смычок может стать инструментом при исследовании мостовых конструкций.

1841 год. В стране начинает строиться первая протяженная железная дорога — Петербурго-Московская. Там планируется построить 184 моста, многие из которых станут самыми длинными и сложными с нашей стране.

Консультировать русских инженеров путей сообщения пригласили опытного американского железнодорожника Джорджа Уистлера. Из штатов он привез последнюю разработку — мосты системы Гау

1 - опорная стойка; 2 - стальной тяж; 3,4 - раскосы; 5 - верхний пояс; 6 - нижний пояс; 7 - узловые подушки

Еще древнеримские строители понимали: чтобы придать устойчивость стоечно-балочной системе, необходимо дополнить ее раскосами. Такая конструкция, состоящая из треугольных элементов, называется ферма (от лат. firmus - прочный).

Строя новый мост и выбирая размеры его частей, американцы опирались на предыдущий опыт. В частности, раскосы они делали одинаковыми.
Но инженер путей сообщения Дмитрий Иванович Журавский не хотел слепо копировать штатовский образец и сначала разработал способ определения сил, сжимающих и растягивающих составные части фермы и каждый отдельный стержень при проходе поезда.


Журавский пришел к выводу, что нет нужды делать все стойки одного и того же размера - по его расчетам тяжи и раскосы, ближайшие к середине пролета, испытывают усилия меньше, чем расположенные около опор, и, стало быть, их можно делать тоньше.
Уистлер посчитал выводы русского не слишком убедительными, но Журавский придумал способ доказать свою правоту.

Он построил небольшую модель фермы, заменив стойки проволоками одинаковой толщины. Нагрузив модель, Журавский стал водить смычком обыкновенной скрипки по этим проволокам, и тогда все смогли услышать, что проволоки вблизи опор давали более высокий тон, чем находившиеся в середине - следовательно, они были натянуты сильнее.

© фото "Окрестности Петербурга"

Все крупные мосты на Петербурго-Московской дороге были построены на основе теории расчета Журавского. Среди них — Веребьинский (500 м) и Мстинский (550 м).


С сайта «Москва глазами инженера» по наводке anirik_01

Comments

[krisor.livejournal.com]

Потрясающе!
Спасибо за пост.

[22sobaki.livejournal.com]

Спасибо автору.

[prostak-1982.livejournal.com]

Красиво.

[ahitech.livejournal.com]

Спасибо за пост, очень интересно!

[22sobaki.livejournal.com]

Еще парочка: http://engineer-history.ru/topic/inzhenernye-bajki/

[ovelakaoleg.livejournal.com]

Если имеете знакомство с владельцем сайта, передайте ему, что такой тонкий шрифт в сочетании с этим цветом на сером фоне #00a79d вообше нечитабелен.
Извините, но глаза просто вытекли...

[22sobaki.livejournal.com]

Не, не имею чести знать.
Там к любому посту можно комментарий оставить.

[ovelakaoleg.livejournal.com]

Да я уже нашел, это опера походе сайт не переваривает и пихает серый фон.
Выглядело это вот так.

[nordown.livejournal.com]

любую страницу кого угодно можно смотреть в стиле своего собственного журнала

[alex-avr2.livejournal.com]

Там не ЖЖ.

[nordown.livejournal.com]

сорри, невнимателен

[rivveta.livejournal.com]

Интересно, спасибо!

[22sobaki.livejournal.com]

Пожалуйста.

[biglebowsky.livejournal.com]

Хм...
Мне казалось, что любой инженер должен сходу понимать, как в балке с распределенной нагрузкой меняются касательные напряжения (грубо говоря, усилие на срез).
А если не понимает, то такому инженеру и звук от смычка не поможет.

[antontsau.livejournal.com]

это сейчас, а не в середине 19го века. Все эти примитивы, которые сейчас зубрят в сопромате на первом курсе, тогда не просто были вершиной достижений, а не существовали вовсе. Огромные достижения всей жизни Великих этак конца 19 начала 20 веков - "создал метод расчета ******", "применил новые способы расчета при строительстве многочисленных мостов" и тп.

[biglebowsky.livejournal.com]

Да, конечно, Вы правы.

Просто в данной конструкции, чтобы качественно разобраться, знания сопромата вообще не нужны. Выбрасывается половина связей и рассматривается упрощенная задача - балка с решеткой из равносторонник треугольников с шарнирами в узлах. Будет статически определимая конструкция. Чтобы понять усилия, ничего, кроме умения вектора складывать, не потребуется.

[antontsau.livejournal.com]

дык в этом и все изобретение - придумать эту несложную мысль. Первым. Самому. А не прочитать в учебнике для тупых студентов.

[muh2.livejournal.com]

Посчитать - да. А заметить, что есть разница - достаточно тривиальных знаний и здравого смысла.

[msmirnov.livejournal.com]

так заметил же. А вот доказать, да еще иностранцу - пришлось делать перформанс, ггг

[vinylice.livejournal.com]

"Узловые подушки" это круто, никогда не слыхал про такой термин равно как и про "подушку" в металлической ферме, хотя мостов настроил за 12 лет не один десяток даже. Достаточно исправить просто на "узел нижнего пояса".

[22sobaki.livejournal.com]

Не построил ни одного моста, но "узловые подушки фермы" гуглятся. Мопед не мой, исправлять не стану, пусть будет на совести автора.

Скажите лучше как мостовик: на последней фотке вроде раскосы в центре и у опор одинаковой толщины. Просто не видно?

[vinylice.livejournal.com]

У меня такое ощущение, что это терминология древняя, возможно придуманная горе-изобретателями, просто мне такой сленг у нас не встречался, и чертежах такого точно не видел.

По геометрии не скажу, они могут быть геометрически одинаковы, но сечение материала из которого изготовлен элемент будет разное.

[snowman-sailor.livejournal.com]

На первый взгляд интересное и красивое решение, но если задуматься то это то что в западном мире называют "Русским способом" - грошовую экономию которая перечеркивает нечто более существенное, в данном случае простоту и универсальность. На фото видно что толщина раскосов изменяется незначительно чтобы экономия металла была хоть сколько-то существенной, но каждую пару приходилось проектировать, рассчитывать и изготавливать отдельно что существенно увеличивало риски и стоимость строительства.

Да и сами мосты на фотографиях, честно говоря, то еще убожество. Ну ладно нормальных методов расчета не было, но что мешало построить модель из палок и веревок и поубирать лишнее?

[22sobaki.livejournal.com]

Это ж мост, не особо типовая вещь, большая, дорогая, можно и посчитать. Для этого инженер и нужен.

А что, и правда есть такое выражение "русский способ"?

[vaquero1978.livejournal.com]

я слышал только про "русский ксерокс", будучи студентом МАИ: берется учебник или что-то еще, что нужно скопировать, выдирается нужная страница - вуаля!

[22sobaki.livejournal.com]

:)))

[ed-jan-lt.livejournal.com]

Вам бы только обосрать всё русское.
Человек вывел верную теорию и доказал её весьма оригинальным способом.
- Что не так?
Он дал в руки человечеству инструмент, позволяющий уменьшить и расход материала и, что ещё важнее - вес конструкции. А уж тот, будет строить пусть считает что ему выгоднее - экономить на материалах или сэкономить время на расчётах и на более быстрой сборке фермы из унифицированных элементов.
А когда чуть-чуть проявили фантазию - на основе той же методики расчёта потом стали уменьшать и количество распорок и делать куда более лёгкие распорки не из цельного листа, а с "дырками". Тут уж экономия стала заметна даже невооружённым взглядом.

Дать волю таким как вы - до сих пор не знали что такое калькулятор, а строили бы методом "научного втыка", экспериментируя на палках и верёвках.

[osetrov-les.livejournal.com]

тогда металл был малость подороже, и экономия получалась весьма не грошевая. К примеру, если сравните переплет атриума над фонтаном в ГУМе и любом современном ТРЦ сопоставимых размеров, то разница будет весьма показательной. А конструкции ГУМа делались намного позже 1841 года. Ну кроме того, все эти балки надо было привезти и смонтировать, подозреваю, что вручную.

[arimotozuka.livejournal.com]

ааа, это видимо который придумал правило журавского)
кстати, эти все расчетные вещи в части сопромата/стр мех они наши исключительно, или зарубеж тж. распространились?
нопремер, во франции изучают le principe Gouravsky?

[22sobaki.livejournal.com]

О. Из глубин моей памяти, расталкивая тину, всплыло выражение "правило Журавского" ) и ушло обратно в небытие :))

[arimotozuka.livejournal.com]

каюсь - у меня тоже всплыло, пришлось погуглить чтоб вспомнить что это про эпюры моментов)

[22sobaki.livejournal.com]

http://engineering-ru.livejournal.com/266807.html?thread=15868215#t15868215

[arimotozuka.livejournal.com]

все-таки я перепутала, да)

[ales800.livejournal.com]

Изобретатель акустической эмиссии?

[22sobaki.livejournal.com]

Где-то. А вообще о пользе изучения музыки в технических вузах.

[jm8844.livejournal.com]

В учебниках по сопротивлению материалов есть формула (но не правило) Журавского для определения касательных напряжений при изгибе балки. Эта формула входит во все французские учебники именно как формула Журавского (Formule de Jourawski). Смотрите, например, здесь http://homepages.ulb.ac.be/~pbouilla/cours/II-06-1-flexionsimple-comments.pdf (стр. 11).

[arimotozuka.livejournal.com]

ух ты, как здорово) спасибо.

[b00-dc.livejournal.com]

Фермы с последнего снимка сохранились? Такая плотная "сетка" раскосов, посмотреть бы вживую.

[22sobaki.livejournal.com]

Вряд ли, 170 лет как-никак.

[drvit.livejournal.com]

Надо уж тогда и про одинаковую длину тогда написать, иначе не понятно, правильный вывод о натяжении или нет: "проволоками одинаковой толщины. Нагрузив модель, Журавский стал водить смычком обыкновенной скрипки по этим проволокам, и тогда все смогли услышать, что проволоки вблизи опор давали более высокий тон, чем находившиеся в середине - следовательно, они были натянуты сильнее."

[22sobaki.livejournal.com]

Ага. Хотя при желании можно вывернуться и с разными длинами. Если их предварительно настроить на один тон.