Эйфелева башня и история ее строительства

Содержание

Мост-виадук Гарабитской долины

Строительство Эйфелевой башни

В этом году исполнилось 132 года (башня построена в 1889 году) со времени постройки одного из самых замечательных сооружений XIX века – 300-метровой башни в Париже.

Ее создатель Гюстав Александр Эйфель — автор целого ряда выдающихся инженерных сооружений, которых было бы достаточно, чтобы прославить его имя, даже если бы он не создал этой башни.

Хотя Эйфелева башня не такая высокая, как некоторые небоскребы, появившиеся после ее строительства, она, без сомнения, по-прежнему остается одним из самых красивых и впечатляющих сооружений, которые может предложить мир.

По этой причине этот символ Парижа привлек более 200 миллионов посетителей с момента его постройки в XIX веке. Эйфелева башня была задумана французским инженером Гюставом Эйфелем во время конкурса на создание впечатляющего памятника для предстоящей Всемирной выставки, которая состоится в Париже.

Вопреки предложениям других инженеров, был выбран проект Эйфеля, и строительство проходило между 1887 и 1889 годами — как раз к его грандиозному дебюту на Всемирной выставке. С момента этого дебюта Эйфелева башня изображалась в искусстве, кино, музыке и товарах как главный символ Парижа.

Гюстав Александр Эйфель

Г. Эйфель родился в Дижоне в 1832 году. Окончив в 1855 году в Париже технологический институт «Ecole centrale», получил диплом инженера-химика. Затем стал сотрудником железнодорожных строительных мастерских инженера Шарля Непвё.

Двадцати шести лет от роду он сооружает свой первый железнодорожный мост. С 1868 года и до конца своих дней он хозяин большого инженерно-строительного предприятия «Г. Эйфель и К°» в Леваллуа-Перре.

Всю жизнь Эйфель трудился в полную силу заставлял так же работать своих учеников и сотрудников. Все выше поднимался он по ступеням национальной славы, менее всего заботясь об этом. Вот, собственно, основные вехи внешней стороны его биографии.

Но эта биография была насыщена огромным творческим содержанием. Начало практической работы Эйфеля как раз совпало с временем быстрого вытеснения из строительства чугунного литья — с заменой его сталью. Эйфель, с самого начала чувствовавший себя больше экспериментатором, нежели теоретиком, и более всего тяготевший к химической технологии.

Эйфель сразу заинтересовался изучением возможностей, создаваемых новыми материалами. Тогда наиболее распространены были взгляды, что железо и сталь несравненно лучше работают на растяжение, чем на сжатие, то есть наиболее пригодны для пролетных строений, а не для опор.

Эйфеля же увлекла идея испытать на практике все возможности, которые таятся в этих материалах по отношению к вертикальной, сжимающей нагрузке. Наилучшим объектом для такого изучения и испытания были опоры для мостов.

Вскоре после поступления в мастерские Непвё Эйфель оказался заброшенным в предгорья Пиренеев с глубокими долинами, ущельями горных рек и речек.

Любому современнику Эйфеля строительство железнодорожных путей на значительной высоте над землей представлялось возможным не иначе, как на каменных опорах: ведь именно камень за многие века зарекомендовал себя незаменимым материалом для сооружений, испытывающих действие вертикальных нагрузок.

Эйфель смело пошел на эксперименты, и впечатлявшие и устрашавшие современников: первые же его самостоятельные работы — мосты-виадуки в Южной Франции и Португалии (Мильйозо, Каминьо, Тамега, Рио-Крис) — имели в качестве опор высившиеся на приземистых каменных фундаментах ажурные железные башни, нараставшие по высоте от моста к мосту.

Строительство этих похожих друг на друга мостов-виадуков явилось для Эйфеля как бы вступительным курсом к его дальнейшим творческим поискам и взлетам.

В конце 1870 года предприятие «Г. Эйфель и К°» и получило заказ на постройку железнодорожного моста через реку Дуэро, на линии Лисабон — Опорто. Мост надо было перекинуть через глубокую расселину в скалах. Глубина быстрой горной реки достигала 15 — 20 метров, и поэтому всякая мысль о промежуточных опорах исключалась.

Всю ширину ущелья надо было перекрыть крутой аркой и притом по возможности без подмостей. Две параболические двупоясные арочные фермы, наклоненные друг к другу для лучшей противоветровой устойчивости, позволяли блестяще справиться с задачей.

Ветровая опасность, как пугающий жупел, стояла в ту пору во весь рост перед мостостроителями. В 1879 году случилась страшная катастрофа с мостом через Тэйское устье близ Данди: 13 семидесятиметровых пролетов моста вместе с проходившим в это время по мосту поездом были сдунуты в реку ураганом.

Ни один из пассажиров не спасся. Расчеты Тэйского моста оказались неверными. Резко преуменьшенными оказались значения, принятые для максимального ветрового давления, никем до этого всерьез не изучавшегося.

Обеспечение противоветровой прочности оставалась в поле пристального внимания Эйфеля в течение всей его строительной деятельности, и одною из практических задач, которые он намечал для будущей 300-метровой башни, было как раз систематическое изучение ветрового давления на разных уровнях над землей.

Арка моста была строго рассчитана и выполнена с большой точностью. Благодаря этому успеху Эйфель уже с полной уверенностью мог приступить в 1883 году к разрешению аналогичной задачи, но в большем масштабе: управление южнофранцузских железных дорог дало ему заказ на перекрытие глубокой Гарабитской долины мостом-виадуком по типу Дуэро.

Мост-виадук Гарабитской долины

Об этом великолепном памятнике инженерного искусства следует рассказать подробнее. Железнодорожной линии между городами Марвежоль и Нессарг предстояло пересечь близ города Гараби глубокое ущелье с бурной горной рекой Трюйер.

Общая длина моста-виадука должна была составить 565 метров. Генеральной задачей являлось, конечно, перекрытие центрального пролета. Требовалось построить арку еще небывалого — с пролетом в 165 метров размера (это длина московского Манежа) и стрелой в середине в 60 метров.

Полотно проезжей части пролегало под самой глубокой частью долины на высоте 122,5 метра — выше венца Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге. Подходы к арке с обеих сторон точно копировали тип ранних мостов Эйфеля: параллельные пояса и железные ажурные башни, постепенно повышающиеся по мере приближения к арке.

Строение для проезжей части на всем протяжении представляло собою лоток сечением 5 Х 5 метров из двух параллельных ферм, между которыми на 1,6 метра ниже верхнего пояса пролегало однопутное полотно. Такое заглубление полотна гарантировало поезд от падения с высоты даже в случае схода с рельсов.

Башнеобразные решетчатые устои, суживающиеся кверху наподобие усеченных пирамид, составлялись из этажей по 10 метров высоты и постепенно вырастали до 60,75 метра у конца арки.

С одной стороны, было 5, а с другой — 2 устоя. Опирающиеся на них продольные части виадука представляли собой две сплошные, неразрезные балки длиной 285 и 115 метров. Концы балок лежали на литых катках.

Самая интересная средняя часть виадука — собственно мост через Трюйер — состояла из двух двупоясных параболических решетчатых арок, наклоненных друг к другу для лучшего сопротивления ураганным горным ветрам (у опор арки отстояли одна от другой на 20 метров; в замке, наверху, — 7 метров).

Высота от пояса до пояса составляла у вершины каждой арки 10 метров, и постепенно уменьшалась в направлении к опорам. Упоры располагались на невысоких гранитных блоках, одновременна служивших основаниями для 6-этажных башен-устоев у концов арки.

Большой интерес у современников вызвал метод сборки арочной части, уже испытанный Эйфелем в меньшем масштабе на строительстве моста в Дуэро. Через реку был перекинут низенький деревянный мосток, а между вершинами смежных с аркою башен была протянута подвесная дорога с передвижными подъемными кранами. С их помощью детали одна за другой поднимались с земли на стометровую высоту и подавались к нужному месту.

Собирать арку начали одновременно с обоих концов, наращивая элемент за элементом. Как только конструкции выросли до нескольких метров, свободные их концы были подвешены к вершинам башен посредством мощных стальных канатов, регулируемых по длине с помощью помещенных наверху гидравлических устройств.

Это позволило в течение всей сборки выверять с огромной точностью наклон и высоту полуарок. Высота все время выдерживалась чуть выше проектной, так что в последний момент достаточно было выключить гидравлику, чтобы эти полуарки замкнулись сами собою.

В середине 1884 года виадук был построен. Испытания прошли с блеском. Под статической нагрузкой — на мосту стоял поезд общим весом 405 тонн — прогиб арки составил всего 8 миллиметров, а под быстро двигавшимся тем же поездом — 12 миллиметров!

Эйфелева башня и история ее строительства. Мост-виадук Гарабитской долины

Гарабитский виадук вызвал живейший интерес современников, отнюдь не только с инженерной точки зрения, хотя и в этом смысле его единодушно признали замечательным достижением строительного мастерства.

Новая неоспоримая красота

Широкая публика с не меньшим единодушием признала за ним другое свойство — неоспоримую красоту. Виадук едва ли не впервые заставил задуматься над вопросом; значит, голая сквозная железная конструкция способна удовлетворить нашему чувству прекрасного?

Этот вопрос не мог не волновать современников. Ведь если империя Наполеона I смогла оставить после себя ряд хоть и подражательных, но красивых и величавых зданий в стиле позднего ампира, то при «Наполеоне-маленьком» в период османовых стараний по модернизации Парижа обуржуазившаяся архитектура растворилась в беспринципном эклектизме. Красоту подменили украшательством.

Зодчие провозгласили, что каждая деталь здания обязана быть красивой сама по себе. Париж наводнили постройки, похожие больше всего на кондитерские торты: с изобильной лепниной и аляповатыми украшениями везде, где только удавалось их втиснуть.

Венцом и выразителем этого растерянного бесстилья было здание парижской «Гранд-опера». (Некоторое представление об этой архитектурной манере могут дать, например, построенные в Москве дом Сандуновских бань, гостиница «Националь», бывшая школа Айседоры Дункан на Кропоткинской, 20.)

Почему же так красив во всех арочный виадук в Гараби, на котором нет ни одного украшения который весь – одна воплощения, сдержанная целесообразность? Целесообразность не в смысле соответствия поставленной практической задаче, а в смысле внутренней обоснованности и логичности как целого, так и каждого из его элементов. Не в ней ли залог истинной архитектурной красоты?

Этот вопрос стал еще острее, когда дело коснулось сооружения гигантской башни, не имевшей какого-либо практического назначения.

Проект железной башни

При всей неясности тогдашнего политического горизонта правительство Третьей республики вознамерилось поразить воображение современников не бывало эффектной Всемирной выставкой, приурочив ее к сотой годовщине Великой революции.

Решено было создать сооружение, подобно которому еще не видал мир. И тогда Эйфель выдвинул свой проект трехсотметровой железной башни.

Она должна была далеко превзойти по высоте все созданные до нее постройки. Большая пирамида в Гизе имеет 146 метров, Кельнский собор — 159 метров. Незадолго перед тем рекорд высоты захватил Вашингтонский обелиск — 175 метров.

Имея опыт предыдущих своих построек, Эйфель уже нимало не опасался увеличить эту рекордную цифру почти вдвое. Его занимала задача убедить современников, что железо как строительный материал может безупречно выдерживать гигантские усилия при работе сжатие.

Но теперь в центре его внимания стала новая проблема — противоветровой устойчивости, требовавшая как расчетного, так и опытного решения. Сам Эйфель взял на себя всегда предпочитавшийся им графостатический метод расчета; инженеру Кехлину он поручил углубиться в тяжелую артиллерию интегралов — для параллельного решения и взаимной сверки результатов.

Если мы посмотрим на схематический чертеж башни, то увидим, что очертания ее по каждому из ребер представляют собою отрезки равносторонних гипербол.

Выбор такого решения определялся логикой статики сооружений. Для вертикальной постройки — столба, подвергающегося горизонтальному напору ветра (перпендикулярно к оси), — такая конструкция наиболее устойчивая

По теореме, выведенной коллективом инженеров, руководимых Эйфелем, оптимальная сопротивляемость ветру требует, чтобы прямые, касательные к четырем гиперболам остова башни, проведенные в точках на любом уровне, пересекались между собой в центре ветрового давления на всю часть башни, находящуюся над этим уровнем. Этот вывод послужил основой всех проектных расчетов.

Надо сказать, что меркантильном мире капитала, допускающем крупные денежные ассигнования только на предприятия, сулящие несомненную прибыль, запланированная Всемирная выставка была редкостной удачей для осуществления такого дорогого сооружения с сомнительной доходностью, как Эйфелева башня.

Эйфелева башня

Главные поступления ожидались от посетителей, большой наплыв которых на выставку был очень вероятен, а в дальнейшем — от туристов. Башня обошлась в 7,8 миллиона франков; к 1929 году поступления от посетителей составили около 6 миллионов франков.

Для оправдания огромных расходов на постройку придумывались возможности использования башни: устройство высотной метеолаборатории, маяк с радиусом видимости до 70 километров, пункт для дальней оптической сигнализации (у парижан тогда еще не угасла память об осаде 1871 года, когда единственной связью с периферией была голубиная почта), изучение свободного падения тел в воздухе т. д.

Все же не один раз судьба Эйфелевой башни висела на волоске. В 1900-х годах дело было уже совсем близко к демонтажу, башню спасло только появление радио. Она стала и по сей день продолжает быть опорою антенн для радиовещания, телевидения радарной службы.

Любопытно, что башня Эйфеля перенесла опасный недуг еще в своем «утробном периоде», когда лишь первые путаные сведения о ней проникли в печать, а ее автор с коллективом полным ходом работал над детальным проектом.

Неожиданный натиск последовал со стороны эстетов. Большая группа представителей изящных искусств, людей, стерпевших и принявших «Гранд-опера» и всю османовскую крашенину, обратилась к директору выставки Альфанду с документом, который сейчас способен вызвать у нас только усмешку недоумения.

Подписалась под ним не какая-нибудь литературная мелочь — под пим стояли подписи Фр. Коппе, Гюисманса, Ги де Мопассана… Вот выдержки из этого письма. «Мы, писатели, живописцы, ваятели, зодчие, страстные поклонники доселе незапятнанной красоты нашего Парижа.

Протестуем во всю силу нашего негодования, во имя оскорбленного вкуса французов, во имя угрозы нашему искусству и нашей истории против сооружения в самом сердце пашей столицы никчемной и чудовищной башни Эйфеля, которую народная молва, нередко отмеченная здравым смыслом и чувством справедливости, уже успела насмешливо окрестить названием вавилонской башни».

После целого потока восхвалений неподражаемой и прославленной во всем мире красоте любимой столицы авторы документа продолжают:

«И мы позволим профанировать все это?! Париж должен будет, унизившись до союза с торгашескими фантазиями машиностроителей, подвергнуться непоправимому изуродованию и позору?

Ибо Эйфелева башня, которую, будьте уверены, не приняла бы даже меркантильная Америка, — это бесчестье Парижа. Прибывшие на выставку иностранцы воскликнут: как! И этим-то страшилищем французы решили дать нам понятие об их хваленом вкусе?!

Вы только вообразите на мгновение этакую гигантскую черную фабричную трубу, придавившую своею варварской массой наш Собор богоматери, наши готику и ампир, торчащую на посмеяние над Парижем как железная клякса!

Мы бьем тревогу. Будем ли мы услышаны или нет, — этот протест есть дело нашей чести!»

У страха глаза велики. Почтенные авторы письма даже не заметили, что речь идет об ажурной башне, решили, видимо, что это будет клепаный железный котел. К чести для Альфанда, документ был положен им под сукно. Сам Эйфель в интервью газете «Тан» ответил на нападки обоснованно и со спокойным достоинством.

Видео: Пропавшие корабли и Летучий Голландец

Строительство Эйфелевой башни

Тем временем работы на площади Марсова поля начались. Закладка фундамента потребовала основательных кессонных работ, с заглублением до 5 метров ниже уровня Сены. В котлованы были уложены бетонные блоки десятиметровой толщины: ничем нельзя было пренебрегать для безусловной гарантии устойчивости.

В каждый из четырех фундаментов для башенных ног были вмонтированы гидравлические прессы грузоподъемностью по 800 тонн: они предназначались для точной регулировки вертикальности башни и для застрахования ее против возможной неравномерной осадки оснований. Проектный вес башни составлял 5 тысяч тонн.

Наиболее сложным был монтаж нижнего этажа — первых 60 метров по высоте. Базис башни представляет собой квадрат со стороной 123,4 метра и углами, расположенными на север, юг, запад, восток. Каждая из четырех ног башни (15 Х 15 метров в сечении) поднимается под углом в 54° к горизонту.

Поэтому для сборки пришлось соорудить солидные деревянные подмости. Только на уровне 40 метров появляется уже опояска поперечными фермами, связывающая ноги в одно целое, — наподобие усеченной пирамиды.

Сборка все время велась при помощи путешествующих четырехтонных кранов — по одному на каждую ногу. Когда к началу 1888 года пирамида была доведена до уровня первой платформы, все главные трудности, по отзыву Эйфеля, остались позади.

Дальнейший монтаж шел уже быстро: к середине года постройка имела высоту 140 метров, а 31 марта 1889 года башня праздновала день своего рождения.

Приведем несколько цифр, для сборки башни потребовались 12 тысяч фасонных составных элементов. Ее три платформы расположены соответственно на высоте 60, 140 и 275 метров и обслуживаются пятью вместительными лифтами (четыре идут внутри ног до второй платформы, пятый лифт поднимается от второй до третьей платформы). Первоначально лифты были гидравлическими, но уже в начале ХХ века их электрифицировали.

Первая платформа имеет 4,2 тысячи квадратных метров полезной площади, несмотря на большое отверстие в середине, придающее ей кольцеобразную форму.

Площадь второй платформы – 1400 квадратных метров, третья платформа (квадрат со стороной 18 метров) состоит из двух этажей — застекленного и открытого. Самый верхний (примерно 50-метровый) отрезок башни (с третьей платформой и маяком), кажущийся на общих видах совсем маленьким, мог бы сам, будучи поставлен где-нибудь в центре города, представить собою внушительную башню-вышку.

Над третьей платформой находится небольшая закрытая для посетителей каморка-лаборатория (предназначавшаяся лично для Эйфеля), еще выше — балкончик-галерейка диаметром в 1,7 метра; под нею — маячный фонарь.

Протекли годы, давно миновали и забылись страхи эстетствовавших интеллигентов, и сейчас мало кто станет отрицать изящную красоту Эйфелева монумента, стройного, как кипарис.

Замечательно, что башня не только ничего не придавила и не приплюснула своей громадой, но (в чем признавались уже современники ее сооружения) даже не выглядит столь колоссальной, если, конечно, не приблизиться к ней вплотную.

В наши дни, наверно, только ничтожный процент парижан мог бы высказаться за ее демонтаж. Париж сроднился с ней, как со своим Собором богоматери, святой капеллой или башней св. Жака.

За все годы существования Эйфелевой башни, только одно здание превзошло ее по высоте — это 380-метровый небоскреб «Эмпайр стейт билдинг» в Нью-Йорке. В разных странах имеется сейчас с полдюжины превышающих ее по высоте телевизионных мачт и зданий.

Не лишено интереса, что на первоначальных эскизах башни Эйфель помещал там и сям статуи и фигурные украшения для платформ. Это было последней данью духу времени.

Чем дальше, тем больше рисунки башни освобождались под его рукой от этих излишеств, и в осуществленном варианте от всех них остались только декоративные арки над четырьмя проемами основной пирамиды, не несущие конструктивной нагрузки.

После башни Эйфель уже не создал ничего особенно выдающегося. Все же заслуживают упоминания еще две его незаурядные работы: поворотный купол для экваториала Ниццской обсерватории (установленный не на вальках, как обычно, а на плаву над кольцевым желобом, наполненным раствором хлористого магния) и опорный каркас для гигантской статуи Свободы (скульптор Бартольди), которую Франция преподнесла в дар Соединенным Штатам Америки.

Уникальный дизайн Эйфелевой башни и ее неоспоримое очарование, делают ее одним из самых популярных туристических направлений в мире. Эйфелева башня расположена прямо напротив прекрасного парка Марсова поля, поэтому посетители Парижа могут устроить пикник в 7-м округе, любуясь этой ослепительной достопримечательностью.

Посетители также могут полюбоваться видом с высоты башни, поднявшись на лифте на ее третий уровень. Для тех, кто любит физические испытания, по лестнице можно подняться на второй уровень — на высоту около 115 метров.