В деле постройки мостов техника последнего полувека сделала также огромные успехи. Мы скажем о них еще, когда будем говорить о путях и средствах сообщения, — здесь же опишем лишь несколько наиболее выдающихся сооружений этого рода. Изобретение кессона позволило вести постройку мостовых оснований, или как их называют "быков", на таких глубинах, раньше о которых не могли и мечтать, а применение железа в виде трубчатых и решетчатых ферм во много раз увеличило допустимую длину отдельных пролетов. Будем, впрочем, справедливы: разве не чудом строительного искусства того времени был каменный мост через Адду с пролетом в 72 метра, построенный еще в XII столетии, или деревянный мост с пролетом 119 метров, построенный в 1778 году через р. Лиммат в Германии?
Успех висячих мостов на железных цепях и стальных накатах, которыми так увлекались строители в начале прошлого века, вскоре побледнел перед успехом клепаных железных трубчатых и решетчатых листов, из коих мост "Британия" с пролетом в 121 метр, построенный Робертом Стефенсоном (сыном знаменитого изобретателя паровоза) в 1848 году через р. Конвей, долгое время считался своего рода совершенством. Но уже в 1857 году длину этого моста побивает решетчатый мост через Вислу около Диршау, построенный Ленце с пролетами по 131 метру каждый. Выяснилось, что такие мосты, где сплошные балки заменены составными решетчатыми с точно рассчитанными в них усилиями, гораздо выгоднее, чем прежние трубчатые, сплошные мосты. Одним из наиболее замечательных сооружений этого рода надолго будет считаться мост через Фортский залив в Шотландии с 2 пролетами по 521 метр (т.е. полверсты), выстроенный в 1883—1890 годах.
Постройка эта была вызвана страшной катастрофой — обрушением вблизи того же места недавно перед тем построенного моста вместе с проходившим поездом, причем погибло несколько десятков пассажиров. После этого было выдвинуто несколько проектов постройки нового моста, и железнодорожная компания остановилась на проекте инженера Б е ке р а, предложившего неслыханную длину пролетов — в 521 метр, причем он воспользовался развитием одного старого принципа консолей, или "подпоры на весу". Значительная глубина до 60 метров в месте, выбранном для постройки канала, не позволяла устроить там много устоев; наиболее удобным местом для постройки моста являлась та часть канала, где северный берег его образует небольшой полуостров и где посредине канала поднимается Инчгервская скала.
Полуостров значительно сокращал предполагаемый мост, а скала могла служить опорой для одного устоя; тем не менее, предстояло перекинуть пролеты через пространство в 521 метр шириной, в виду чего инженеры и остановились на принципе консолей. Хотя соседний мост через Тэй является самым длинным в свете, имея длину около 3 х/2 километров, однако, Фортский мост обладает гораздо более мощными пролетами, так как два главных пролета его имеют 521 метр в ширину, и кроме них имеется еще два других в 221 метр и 15 малых в 55 метров ширины. Общая длина этого великолепного моста, справедливо считаемого самым удивительным в свете, равняется 2.720 метров, включая ширину устоев, при чем громадные консоли его расположены на протяжении целых 12 километров. Эта часть моста и представляет наиболее поразительное зрелище. Высота моста посредине не менее 50 метров над уровнем высокой воды, между тем как самая высокая точка башен находится на высоте 103 метров над тем же уровнем .
Каким же образом был построен этот громадный мост? Поблизости в Сусс-Квинсферри были устроены мастерские, где собирали по частям гигантские консоли, которые затем в собранном виде доставлялись к мосту. Мастерские освещались электричеством и были снабжены механизмами для сгибания, разрезания, формовки, сверления и прокатывания железных плит. Вокруг них выросла целая сеть железных дорог. Немало трудностей было построить устои, без которых было невозможно самое сооружение. Обыкновенно основания для устоев закладываются при помощи кессона, который представляет либо деревянные сваи, вколоченные кругом в дно реки и тесно примыкающие друг к другу, причем промежутки замазываются цементом, либо же громадные железные цилиндры, которые нижним краем врезываются в дно реки. Воду из внутренности кессона выкачивают насосами и затем уже приступают к выемке в дне реки и к закладке основания устоев.
Но для закладки некоторых устоев Фортского моста глубина воды оказалась слишком значительной, так что невозможно было воспользоваться свайными кессонами, а обыкновенные подводные колокола были для этой цели слишком малы. Устои предполагались громадный размеров в 18 метров в поперечнике, а обширное пространство это не покрывалось обыкновенным колоколом. Поэтому были изготовлены громадные кессоны из железных плит в 23 метра шириною и высотой, смотря по глубине воды, до 50 метров. Нижняя часть этого громадного кессона, с целью сопротивления давлению воды, была разделена на замкнутые пространства, заполненные сжатым воздухом, и сообщение с ними производилось посредством двух труб, из которых одна служила для подъема вынутой земли, а по другой спускались и поднимались рабочие.
Каждый замок состоял из двух дверец, из которых одна открывалась в трубу, а другая служила для наружного сообщения. Когда запиралась последняя, и пространство между дверцами наполнялось по особой трубе сжатым воздухом, то отпиралась другая дверца, и рабочие свободно спускались вниз для работы. Работа заключалась, главным образом, в выемке речного дна в кессоне. Множество буравов, гидравлических резаков, наконец, динамит служили для этой цели, пока не получились громадные ямы, залегавшие на много ниже уровня речного дна. По мере того как пространство кессона над камерой со сжатым воздухом, где работали люди, наполнялось бетоном, кессон становился все тяжелее и от собственного веса погружался в приготовленное для него пространство.
Камера была высотою в 7 футов и освещалась электричеством. Речной ил, смешанный с водою, удалялся отчасти сжатым воздухом, давление которого достигло до 1/2 атмосфер. Кессоны погружались до твердой породы или валунной глины, и, когда погружение достигало намеченной глубины, то камера закладывалась бетоном; верхняя часть устоев складывалась из громадных камней, уложенных на цементе, так что все сооружение представляло прочную массу бетона и каменной кладки, которая в некоторых случаях залегала на 13 метров ниже уровня речного дна. Три главных устоя представляют каждый — группу из четырех каменных колонн, имеющих при основании в поперечнике 16 метров. На них опираются громадные консоли, скрепленные решетками в 112 метров длиной.
Центральный устой опирается на остров Инчгерви; два других устоя находятся по сторонам глубоких каналов. Кроме этих трех главных устоев имеется еще несколько других, построенных отчасти на суше, отчасти в мелководье. Расположенные на них части моста построены по обыкновенной решетчатой системе и сливаются с частями, устроенными на консолях. Консоли прикреплены к устоям множеством громадных стальных балок в 8 метров длиной и в 6 сантиметров в поперечнике, вставленных концами в каменную кладку. На каждую колонну консоли приходится 48 таких балок или болтов. Четыре громадных трубчатых ствола, по два с каждой стороны, подымаются на высоту 132 метров, опираясь на группу каменных колонн, образующих устои. Стволы эти для большей устойчивости слегка наклонены внутрь, и к ним прикреплены консоли, верхние и нижние концы которых связаны крепкими диагональными балками.
Консоли расположены таким образом, что до известной степени уравновешивают друг друга. Далее от этих трех главных опор простираются в обе стороны парные и связанные друг с другом подпоры, образующие вместе одну сложную консоль, направленную одним концом на север, а другим на юг. Рельсы уложены на шпалах, расположенных поперек и закрепленных в стальных выемках, таким образом, что если бы двигающийся по ним поезд сошел с рельсов, то колеса нашли бы себе опору в этих скреплениях. По расчету мост заключает в себе около 45.000 тонн стали. По контракту цена его равняется около 16 миллионов рублей, так что каждый метр его обошелся в 2.300 рублей.
Таково это замечательное сооружение, лишь недавно превзойденное новыми гигантскими мостами, построенными в Америке, Американская техника машиностроения пошла по двум путям — там с одинаковым успехом применяются и совершенствуются как решетчатые, так и висячие мосты. Правда, эти успехи достаются им недаром — в стремлении к возможно большей быстроте и экономии постройки американские строители иногда переходят границу выносливости материала и в результате катастрофы, в роде обрушения почти законченного консольного Квебекского моста, с 85, человеческими жертвами, случившегося около 12 лет тому назад... Но на таких неудачах учатся, и новые американские мосты подобного типа не уступают по своей длине Фортскому мосту, превосходя его в дешевизне.
Висячие мосты на мощных стальных канатах уже в 1876 г, достигли длины пролета в 486 метров (Бруклинский мост) (рис.63) и в 488 метров (Вильямсбургский мост). Оба эти моста находятся все около того же Нью-Йорка, расположенного на острове Мангатан и отделяемого от материка двумя широкими рукавами р. Гудзон. Последний мост выстроен в 1903 г. и издали кажется какой-то легчайшей паутиной проволок, держащихся на тонкой нитке, укрепленной на стройных колоннах. Но при ближайшем рассмотрении эти колонны оказываются гигантскими башнями в сто с лишним метров высоты. Проезжее полотно мостов лежит на высоте около 36 метров над уровнем воды, так что самые высокие суда могут свободно проходить под ним. Проезжая часть Вильямбургского моста состоит из клепаной фермы шириною в 40 метров, где в два яруса расположены 4 линии трамвая и 2 колеи железной дороги, два проезда для экипажей, два пути для велосипедистов и два тротуара, т.е. целая улица.
Для удержания этих железных ферм служат 4 огромных кабеля 47 сантиметров в диаметре, состоящие из 7 696 стальных проволок по 4,9 миллиметров толщины. Вес этих кабелей не менее 2.000 тонн, причем прочность их такова, что только груз, вдесятеро больший, чем тяжесть висячих частей моста был бы в состоянии разорвать эти кабели. Перекинутые через высокие башни, они лежат там, на роликовых опорах, позволяющих кабелям свободно растягиваться или сжиматься при изменениях температуры. Концы их прочно связаны с гигантскими бетонными монолитами, служащими так же быками для береговых пролетов. Появившийся новый проект висячего моста через р. Гудзон говорит уже о пролете в 535 метров, перекинутый через стальные башенные опоры, причем вес всех стальных частей моста доходит до 12.562 тонн. Но и это не удовлетворяет смелых американских строителей. Инженер Линденталь спроектировал мост через Гудзон, состоящий из шарнирных цепей, опирающихся на160-метровые башни и поддерживающие проезжую часть моста с двумя боковыми пролетами по 548 метров и одним средним пролетом в 945 метров. Другой появившийся проект предусматривает мост с еще большим пролетом в 1.060 метров, т.е. почти в целую версту.