С появлением новых коммуникаций первые мосты для стальных магистралей в Европе строили по традиционным арочным технологиям из камня. Но инженеры быстро поняли: столько камня, сколько нужно, не напасёшься. Да и строились каменные мосты уж слишком долго.
История строительства не стояла на месте: на смену каменным аркам пришли балки, а их заменили фермы — те же балки, но не сплошные, а собранные из жёстких треугольных элементов. Горизонтальные и наклонные детали — пояса и подкосы — несущих треугольников были деревянными, а вертикальные — тяжи — американец Гау придумал делать из железа.
Гау подозревал, что нагрузка на тяжи в разных местах конструкции разная, но рассчитать её не смог, махнул рукой и предложил делать все стальные детали одинакового диаметра. Просто и удобно, зачем голову морочить?
Так и строили фермы со стальными тяжами и в Америке, и в Европе, и в России. До тех пор строили, пока Дмитрию Ивановичу Журавскому не поручили проектировать мост на прямом как стрела железнодорожном пути из Петербурга в Москву.
Знатоки, пожалуй, припомнят, что прямой как стрела магистраль стала лишь в 2001 году, когда построили новый мост через речку Веребью. До этого здесь была знаменитая дуга, которая заставляла поезда сбрасывать скорость. Про неё ещё исторический анекдот рассказывали.
Будто Николай I самолично начертал на карте карандашиком под линеечку трассу, соединявшую две столицы. Но даже на бумаге не всегда всё гладко случается. Наткнулся карандашик на монарший палец и обогнул его. Не смея перечить императору, дорогу так и построили с никчёмной дугой посредине.
Неправда это, россказни. Железная дорога, как и предусматривал проект, с самого начала была прямой как стрела. И мост через Веребью был прямым. Самым высоким и длинным в России на момент постройки. Дуга тоже была. Но не сразу, а появилась потом. И о ней чуть позже. Сначала о Журавском и его мосте…
Инженер предположил, что нагрузка на стальные тяжи в середине пролёта и у опор разная. Если это так, зачем делать все тяжи одинакового диаметра? Можно облегчить конструкцию и удешевить её одновременно. Дело за «малым». Журавскому потребовалось рассчитать нагрузку, в чём ему помогли струны.
Дмитрий Иванович построил деревянную модель будущего моста, в которой в качестве стальных тяжей использовал струны. Затем чем-то её нагрузил, имитируя железнодорожный состав, и стал водить по струнам скрипичным смычком. Струны, как им и положено, «запели». Чем большая нагрузка приходилась на струну, тем выше был тон её звука.
Вот так и доказал талантливый инженер, что нагрузка разная. Потом и формулу вывел для расчёта. Ту самую, о которую споткнулось немало современных студентов, сдавая ненавистный сопромат.
Деревянно-металлические фермы с переменным диаметром тяжей с тех пор называют фермами Гау-Журавского. Их век на практике оказался недолгим. Со временем деревянные мосты в России и по всему миру заменили стальными. Так надёжнее.
Построенный в 1851 году самый высокий и длинный в России Веребьинский мост прослужил до 1881 года. Кроме высоты и длины, его отличал большой уклон, существенно затруднявший эксплуатацию. Поэтому, когда пришла пора менять деревянные фермы стальными, от моста отказались, построив вместо него пологую дугообразную насыпь. Ту самую дугу, якобы начертанную самодержцем.