engineering_ru | Инженерная байка про смычок

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).