Гвоздь всероссийской выставки
Гвоздь всероссийской выставки
Об одной из главных достопримечательностей Нижегородской выставки - водонапорной башне Шухова - в газетах и журналах того времени написано немало. «Водонапорный бак, из которого снабжается питьевой водой вся площадь выставки, вмещает 10 000 ведер воды,- сообщали «Одесские новости» 11 июля 1896 года.- Полная высота башни 15 сажен, остов башни состоит из ряда прямых железных уголков, взаимное пересечение которых образует весьма красивую сетчатую поверхность. (В геометрии такая поверхность называется гиперболоидом вращения.) Конструкция остова представляет собой полную новизну, так как криволинейная форма поверхности башни дает ей хорошую устойчивость, которая чувствуется глазом смотрящего; причем работа всей башни оказывается очень простой, так как она образуется из прямолинейных железных прутков.
Доступ на верхнюю площадку башни открывается посредством винтовой лестницы. Подъем очень легкий и удобный. С верхней площадки можно обозреть всю выставку. Словом, на Всероссийской выставке башня эта играет роль маленькой Эйфелевой, являясь для публики одним из главных магнитов выставки. Вид с нее дивный: вся выставка и ярмарка у ваших ног…»
Принадлежит ли эта напечатанная без подписи заметка молодому Горькому? Известно, что Алексей Максимович в ту пору сотрудничал в «Нижегородском листке» и в «Одесских новостях», опубликовав там более ста очерков, посвященных Всероссийской выставке. Во всяком случае, автор заметки, кто бы он ни был, сумел подметить и верно охарактеризовать основные черты шуховской гиперболоидной башни.
Сто пятьдесят ступенек, ведущих по спиральной лестнице на вершину башни - не препятствие для охотников полюбоваться видом выставки. Сколько восторженных слов посвящено панораме, открывающейся со смотровой площадки! «Чтобы полностью насладиться видом, нужно прийти сюда под вечер, когда день начинает гаснуть,- советует один из печатных отзывов.- Стихает шум дневной в городе. На судах, на выставке и ярмарке зажигаются огни. Эта картина одна из немногих по красоте и грандиозности в мире». Привлекает и архитектура самой башни, по отзыву одного из посетителей, «поражающей зрителя своей удивительной простотой и легкостью».
Чем же объяснить успех, выпавший на долю башни Шухова? По высоте она не может претендовать на первенство в ряду металлических сооружений своего времени. Семью годами раньше мир обходит весть о чуде строительной техники - башне инженера Густава Эйфеля, сооруженной для Всемирной выставки 1889 года в Париже. Высота ее - 300 метров - не имела себе равных. Даже людей, непричастных к технике, поражали цифры, характеризующие невиданные размеры сооружения: 7 тысяч тонн прокатного металла, 15 тысяч деталей, 2,5 миллиона заклепок. Русский литератор, в 1890 году опубликовавший «Наброски с Парижской выставки», простодушно удивляется тому, что, «несмотря на огромное число составных частей и на высоту, башня вышла вполне вертикальной», и тому, что 5 миллионов франков, затраченных на ее постройку, окупились уже к концу выставки за счет сборов от входной платы.
В гигантской тени, отбрасываемой башней Эйфеля, кажется, и не разглядишь водонапорную вышку Шухова высотой 32 метра, стоившую выставке всего 2 тысячи рублей. И все же путеводитель отводит этой постройке роль гвоздя выставки: «На Парижской выставке была башпя Эйфеля, на Нижегородской - башня Бари, хотя правильнее было бы назвать ее башней Шухова, по имени инженера, проектировавшего все металлические строения выставки, в том числе и эту башню».
Подлинное величие шуховской гиперболоидной вышки не измеряется метрами. Это первенец в ряду созданных Владимиром Григорьевичем совершенно самобытных металлических конструкций, не имеющих ничего общего с сооружениями Эйфеля и его подражателей.
Идея сетчатых гиперболоидных башен, как и идеи многих других изобретений Шухова, была буквально на лету подхвачена проектировщиками и конструкторами, разглядевшими ее преимущества. Сразу и не перечислишь все области техники, все страны, где стали применять шухов-ские конструкции без ведома автора, невзирая на полученную им привилегию. Шуховские гиперболоиды узнаются в линиях электропередач, в антеннах радиостанций, в водонапорных и пожарных вышках, в береговых маяках, даже в башнях военных кораблей. Почти тридцатью годами позже академик А. Н. Крылов в составе специальной комиссии посетил французский порт Бизерту, чтобы осмотреть военные корабли Черноморского флота, уведенные туда врангелевцами. «Следующий корабль был линкор «Генерал Алексеев», первоначально «Император Александр 111»,- вспоминает А. Н. Крылов.- Я прежде всего обратил внимание адмирала Буи на силуэт корабля: четыре башни, все в одном уровне, две боковые рубки и две трубы, две мачты американского образца (точнее, образца Шухова, впервые предложившего гораздо раньше такую конструкцию) с наблюдательными постами, и больше ничего, тогда как на французских линейных кораблях были выстроены целые замки и минареты. Беренс (в ту пору советский военно-морской атташе во Франции.- Авт.) говорил: «Стоит только в ту сторону выстрелить - не промахнешься».
Американские кораблестроители поняли, какое значение для военно-морского флота могут иметь башни Шухова, отличающиеся высокой устойчивостью и прочностью, легкостью и, главное, большой живучестью при попадании в них артиллерийских снарядов. Сетчатые гиперболоиды, которые в Соединенных Штатах с 1906 года начинают устанавливать на кораблях военно-морского флота, получают известность под названием американских. Косность и неповоротливость царских чиновников из военно-морского ведомства приводит к тому, что шуховские сетчатые мачты начинают применять на русских броненосцах лишь с 1909 года.
В нашей стране широкое признание завоевывают шуховские водонапорные башни. Увенчанные круглыми шапками резервуаров, издали так похожие на шахматных ферзей, как бы сплетенных из тонких проволочек, они вырастают всюду, где городам, промышленным предприятиям, железным дорогам требуется подавать воду с равномерным напором, быстро вытесняя башни из кирпича или бутового камня.
Железные остовы водонапорных башен строили и до Шухова, остовы эти, как можно узнать из выпущенной в 1911 году книги Д. Петрова «Железные водонапорные башни», состояли из чугунных колонн, связанных в горизонтальных плоскостях. Своими башмаками колонны опирались на чугунные плиты или на общее опорное кольцо. В верхней части колонны связывали венчающим кольцом - базой для резервуара. Такую башенную установку возвели, например, в Армавире, где чугунные колонны высотой 6 сажен поддерживали резервуар емкостью в 10 тысяч ведер.
Более высокие железные башни с резервуарами большей емкости предпочитали собирать из вертикально стоящих железных ферм или отдельных решетчатых столбов - так называемых устоев. Пробовали возводить водонапорные башни и в виде нескольких конусов, склепанных из котельного листового металла, без внутреннего каркаса и колец жесткости. Все эти конструкции, как более сложные для сборки и более тяжелые, вытесняются, пишет Д. Петров, «чаще всего остроумными гиперболическими башнями системы известного инженера В. Г. Шухова». Сетчатые башни Шухова, несравненно более легкие, чем кирпичные и каменные, требуют и более легкого фундамента. А это опять-таки значительно сокращает затраты на строительные работы.
Секрет успеха шуховских башен кроется в тщательной разработке конструкции их главных элементов - вышки и водяного резервуара. Как помнит читатель, задачу выбора наиболее выгодных размеров для резервуаров Владимир Григорьевич с блеском решил еще в первые годы своей инженерной деятельности, когда сооружал металлические емкости для хранения нефти. Правда, конструкция днищ у водяных резервуаров оказалась сложнее, чем у нефтяных хранилищ, опирающихся на сплошную песчаную подушку. Но общая методика расчета, предложенная Шуховым, полностью сохранилась. Шуховские резервуары покоятся на сквозных металлических башнях его же конструкции, смонтированных из прокатных профилей.
После Нижегородской выставки ажурный силуэт гипер-болоидной башни неизменно воспроизводится на всех фирменных бланках и конвертах, во всех каталогах и проспектах конторы Бари. Однако растущую с каждым годом популярность этих конструкций никак не объяснишь только хорошо поставленной рекламой. На стороне шуховских башен куда более существенные факторы - прежде всего дешевизна, легкость, удобство сборки и ремонта.
В 1906 году Николаевская городская управа объявляет торги на каменные и кирпичные работы по устройству водонапорной башни высотой 12 сажен с резервуаром емкостью 50 тысяч ведер. Торги на строительные работы - своего рода аукцион навыворот. Устроитель торгов объявляет сметную стоимость. Подряд достается тому из «соревнователей», кто предложит самую низкую, по сравнению со сметной, цифру стоимости работ.
Сметная стоимость башни в Николаеве - 40 тысяч рублей - привлекает целый рой московских, киевских и харьковских подрядчиков, которые берутся выполнить работы за 37 и даже 35 тысяч рублей. На этом торги, кажется, должны закончиться. Но тут в борьбу за подряд вступают представители металлических заводов, которые предлагают строить не каменную, а железную башню. По проекту завода Фицнер и Гампер в Сосновицах все сооружение, включая фундамент, трубы и резервуар, обойдется в 36 тысяч рублей. Анонимное общество судостроительных, литейных и механических заводов согласно строить за 29 тысяч рублей. Самая низкая цифра названа в проекте гипербо-лоидной башни В. Г. Шухова - 25 200 рублей.
Подряд достается конторе Бари. Сравнивая полную стоимость сетчатой башни вместе со всем оборудованием и сметную стоимость каменной башни той же высоты, Д. Петров приходит к заключению, что город Николаев сэкономил почти 20 тысяч рублей.
Одно из существенных преимуществ ажурных башен - их легкость. Шуховская гиперболоидная башня в Николаеве весит в 6 раз меньше, чем вода, заполняющая ее резервуар. Вес кирпичной башни, наоборот, в 2 раза превышал бы вес воды в резервуаре. Еще тяжелее оказалась бы каменная башня.
Шуховские водонапорные башни сооружаются с исключительной для того времени быстротой. В октябре 1906 года в Николаеве начались работы по устройству каменного фундамента под основное опорное кольцо башни. Одновременно на площадку подвозили из Москвы металлические части остова башни. Остов собирали на болтах, и только после завершения сборки болтовые соединения заменили заклепками. Благодаря точной разметке отверстий склепка остова закончилась, несмотря на морозы и сильные ветры, в январе 1907 года. Началась сборка резервуара. В марте 1907 года башня была включена в общую сеть водопровода.
Преимущества шуховских конструкций настолько очевидны, что многие заказчики обращались прямо к автору, не теряя времени на устройство торгов или конкурсов. Однажды в кабинет Шухова пришел член правления Среднеазиатского нефтепромышленного общества для переговоров о возможности срочной постройки двух водонапорных башен.
Выяснив примерные размеры, а также желательную стоимость будущего сооружения, Владимир Григорьевич просит извинения у гостя и покидает его на несколько минут. В возобновившемся затем разговоре время летит незаметно. Ровно через полчаса открывается дверь, и сотрудник конторы кладет на стол перед Шуховым небольшой листок кальки и какую-то табличку. Бегло просмотрев документы, Владимир Григорьевич передает их гостю. Тот поражен: перед ним аккуратно выполненные схемы водонапорной башни, о которой только что шел разговор, со всеми основными размерами. В табличке, приложенной к кальке, указаны сечения стоек по ярусам, сечения опорного, верхнего и промежуточного колец, даже число и диаметр болтов. Нефтепромышленник в немой растерянности смотрит на Шухова: уж не мистификация ли это?
Насладившись изумлением гостя (одно из невинных развлечений, которые позволяет себе иногда главный инженер конторы), Шухов охотно раскрывает секрет невиданно быстрого оформления первичных технических документов. Оказывается, Владимир Григорьевич, по своему обыкновению, не ограничивался тем, что проектировал и строил водонапорные вышки. Он приводил в строгую систему накапливающийся материал, подвергал его вдумчивому анализу. Проведя дополнительные расчеты, Шухов заранее подобрал сечения отдельных элементов башни, наиболее подходящие для резервуаров различной емкости, ввел в практику типовые детали внутренней винтовой лестницы, верхней площадки и других частей сооружения.
Вот почему заказчику достаточно указать величину требуемого напора и емкость бака, и он может тут же получить в технической конторе схематический чертеж, на котором проставлены все основные размеры, сделана разбивка колец, установлено число ног гинерболоидной башни.
Не надо забывать, что происходила эта сцена в эпоху, когда о планомерной, направляемой государством работе в области стандартизации еще невозможно было и думать. Нельзя переоценить значения подлинно новаторской работы Шухова, одним из первых в нашей стране настойчиво пропагандировавшего и внедрявшего прогрессивные принципы стандартизации.
Этих же принципов придерживался Шухов во всех областях своей инженерной деятельности. «Владимиру Григорьевичу достаточно было сообщить величину пролета и длину цеха для покрытия металлическими фермами,- свидетельствует А. П. Галанкин,- и он тут же назовет вам общий вес покрытия. Для резервуаров и барж достаточно было дать емкость, для мостов - длину пролета, уточнить - один или два пути, для водонапорной башни - емкость бака и высоту, чтобы он тотчас же точно определил вес требуемого металла. Для всех конструкций у Владимира Григорьевича были особые формулы, которыми он пользовался, чтобы немедленно определить общий вес металла».
В строительстве гиперболоидных башен Шухов неизменно сохраняет верность и другому своему принципу - по возможности облегчить труд людей, которые будут возводить созданные им конструкции. Вот почему он старается графически оформить проект так, чтобы не только дипломированный инженер, но и каждый мастер или десятник мог легко разобраться во всех деталях сложного и необычного сооружения.
Чертеж с условной разверткой пространственной сетки башни, так называемая эпюра, наглядно показывал расположение ног и колец жесткости, размещение 225 пересечений и 150 стыков элементов сетчатой башни. Несколько чертежей стыков и пересечений ног башни, приложенные к схеме, по существу, исчерпывали всю проектную документацию, выдаваемую технической конторой. Однако этого было вполне достаточно, чтобы составить точный заказ на материалы и уверенно вести строительные работы. Шу-ховский почерк, его всегдашнее стремление к наиболее простым и экономным, как выражался сам Владимир Григорьевич - наивыгоднейшим, решениям обнаруживаешь и в оформлении проектных материалов.
Столь же просты и рациональны методы монтажа гиперболоидных башен, разработанные Владимиром Григорьевичем. В местах пересечений стоек башни укладывается деревянный настил (как мы сегодня выразились бы - монтажная площадка), на котором можно вести сборку. С помощью небольшой ручной лебедки и системы блоков настил последовательно переносится с яруса на ярус. Meталлический резервуар полностью собирается на земле и поднимается на остов башни в готовом виде.
И здесь Шухов намного опередил свою эпоху, положив начало широко известным в наше время методам крупноблочного монтажа стальных конструкций. Эти методы Владимир Григорьевич применит много лет спустя для сборки Шаболовской радиобашни, а также для монтажа мачт линий высоковольтных электропередач.
Гиперболоидная башня, идея которой выкристаллизовалась у Шухова в результате последовательной целеустремленной работы над пространственными стальными конструкциями перекрытий, достойно завершает собой целый этап его инженерного творчества.
Много позднее, уже в середине нашего века, И. М. Бондаренко, использовавший шуховский гиперболоид для постройки железобетонных градирен, напишет: «Русская инженерная мысль в лице инженера Шухова создала стержневые гиперболические башни, завоевав в этой области приоритет; забывать это наследство нам, советским людям, непозволительно…».
Данный текст является ознакомительным фрагментом.