Реализация проекта: быть или не быть?

Вопросы практического осуществления моста также занимали Кулибина. В наше время над проектом сооружения моста работают инженеры многих специальностей, в числе которых инженеры, разрабатывающие специальную часть, именуемую «проектом организации работ». Кулибину же самому, безо всякой помощи, пришлось разработать проект моста во всех его частях, включая проведение научно-экспериментальных исследований и вопросы организации строительства. В последней области он проявил исключительную изобретательность. По его мысли система канатов или тросов, укрепленных на береговых башнях, должна была служить конструкцией, посредством которой можно было вести монтаж и сборку отдельных частей моста. Эта идея сама по себе являлась гениальным новаторством. Наряду с этим Кулибин предлагал применять в пределах пролетного строения леса, основанные на сваях, вмороженных в лед.

Для осуществления моста в натуре требовалось, по подсчетам автора, 12 908 деревянных элементов (различных поперечных сечений и размеров), 49 650 железных болтов и 5500 металлических граненых обойм.

Третий вариант проекта моста был разработан Кулибиным до мельчайших подробностей, но самым убедительным аргументом, подтвердившим техническую возможность воплощения идеи автора в действительность, явилось испытание модели моста, выполненной им в 1:10 натуральной величины. После ознакомления придворных с его проектом один из них — видный государственный деятель князь Г. А. Потемкин — способствовал отпуску автору из государственной казны 1000 рублей на сооружение модели моста. Для Кулибина государственная помощь оказалась чрезвычайно важной и своевременной, ибо только на модели он мог

подтвердить свои теоретические обоснования, определить грузоподъемность моста, проверить правильность расчетов сечений его элементов и надежность всей конструктивной системы.

Модель моста Кулибина

Модель в масштабе 1:10 была сооружена в период с 1 мая 1775 г по 1 сентября 1776 г. Пролет её был равен 30 м, а масса — 5,4 т. По существу, модель представляла собой мост, способный перекрыть значительное пространство. Сооружалась она во дворе академического дома, где жил Кулибин (ныне угол набережной Лейтенанта Шмидта и 7-й линии Васильевского острова), и там же 27 декабря 1776 г. производилось её испытание в присутствии членов комиссии, назначенной Академическим собранием.

Испытание модели моста Кулибина

После того, как модель при испытании выдержала расчетную нагрузку, равную 3300 пудам, не претерпев при этом никаких видимых деформаций, автор её согласился увеличить груз на 570 пудов, т. е. довести нагрузку до 3870 пудов. Под такой нагрузкой она находилась 28 суток, в течение которых в модели также не было обнаружено никаких признаков деформаций. Те ученые и члены комиссии, которые не верили в положительный исход испытаний, были, по меньшей мере, удивлены их результатами. Испытание модели принесло заслуженную славу автору проекта моста. Его имя стало известно не только широкому кругу ученых, правительству Екатерины II, жителям города, но и далеко за пределами России.

После столь убедительного триумфа изобретателя комиссия Академии Наук единогласно признала правильность его расчетов и подтвердила техническую возможность осуществления моста через Неву по проекту Кулибина. Такое событие, естественно, не могло пройти незамеченным правительством Екатерины II, которое в знак признания столь выдающегося технического и научного достижения приняло решение о награждении его автора специально вычеканенной медалью на Андреевской ленте.

Несмотря на единодушное признание весьма авторитетной комиссией Академии Наук технической возможности постройки моста через Неву по проекту Кулибина, его идея все же не была осуществлена. Кроме ряда иных причин, не имевших отношения к технической стороне дела, существовали и обстоятельства, помешавшие реализации проекта. К ним нужно отнести указанные ниже.

Мост проектировался деревянным, а потому срок его службы ограничивался двадцатью-тридцатью годами, что не окупило бы затрат на постройку столь огромного сооружения, не говоря о том, что ремонт моста во время его эксплуатации чрезвычайно осложнялся бы отсутствием промежуточных опор.

Не менее серьезным обстоятельством, препятствовавшим осуществлению моста по проекту Кулибина, были соображения эстетического характера. Введение огромного деревянного сооружения высотой около 40 м (от зеркала воды) в среду равновысоких монументальных зданий на обоих берегах Невы, таких, как дворец Меншикова, Двенадцать коллегий, Кунсткамера, Адмиралтейство и др., привело бы к потере ими масштабности. Кроме того, въезды на мост в виде длинных и высоких пандусов испортили бы вид Сенатской площади и набережной Невы (ныне Университетской) на Васильевском острове на протяжении 400–500 м.

Таким образом, проект моста, которому Кулибин посвятил много творческих усилий не был осуществлен, но научно-экспериментальные исследования, проведенные им при проектировании этого грандиозного сооружения, оставили глубокий след в истории мирового мостостроения, в которой по оригинальности и техническому решению нет аналогичных примеров.

Прежде всего следует отметить, что Кулибин самостоятельно разработал впервые методику определения несущей способности моста по результатам испытаний модели. Правильность его выводов была подтверждена в дальнейшем работами крупнейшего ученого XVIII в. — петербургского академика Леонарда Эйлера.

К столь весомому научному вкладу Кулибина надо также причислить впервые примененные им арочные решетчатые фермы составлявшие основу несущих элементов моста, но не нашедшие в то время применения.

Позже их стали называть по имени инженеров, предлагавших их в качестве несущих элементов: фермами Бурра — в 1804 г. и Тауна — в 1820 г. Ценные научные выводы о взаимодействии сил в арке, сделанные Кулибиным в результате постановки опытов для решения задач, связанных с проектированием моста, лишь через полвека (1823 г.) были опубликованы в работах Б.-П. Э. Клапейрона и Г. Ламе по теории сводов.