Венделл Боллман: Американдық инженер және теміржол көпірлерінің новаторы

Кіріспе

Вендел Боллман (21 қаңтар 1814 - 1884) - американдық өздігінен білім алған инженер-құрылысшы, ең көп танымалдығы теміржол көпірлерімен. Оның патенттелген "Боллман фермасы" көпірлерінің тек біреуі ғана сақталған, ол Мэриленд штатының Савидж қаласындағы Боллман фермасы теміржол көпірі. Пенсильвания штатының Мейерсдейл қаласының жанындағы Уэллс-Крик Боллман көпірі де тұр, бірақ бұл көпір Уоррен фермасы жүйесін пайдаланады.

Ерте өмір және мансап

Боллман Мэриленд штатының Балтимор қаласында неміс иммигранттарының отбасында дүниеге келді және сегіз баланың жетіншісі болды. Әкесі Уэнделл 11 жасқа келгенде қайтыс болды, ол отбасын күтіну үшін мектепті тастады. Боллман 1828 жылы Балтимор және Огайо темір жолында (B&O) ағаш ұстасы болып жұмыс істей бастады, дәл сол кезде B&O теміржол құрылысын бастады. Бірақ ол көп ұзамай үй салуға кетті. Осы кезеңде ол Энн Смитқа үйленді, олардың 10 баласы болды. 1837 жылы ол B&O-ға ағаш ұстасы ретінде қайта оралды, бірақ Бенджамин Х. Латроб II оны желі бастығы етіп тағайындады. Мэриленд штатының орталық бөлігіндегі алғашқы B&O көпірлері тас аркалы болғанмен (Томас виадугі ең әсерлісі саналады), Харперс-Ферри, Вирджиниядан батысқа қарай ағаш көпірлер жиі кездесетін, ал Боллман олардың кейбіреулерін жобалай бастады. 1848 жылы ол жолдағы барлық көпірлерге жауапты болды. Ағаш көпірлердің қызмет ету мерзімі шамамен 10 жылдай екенін байқаған ол көпірлерде темірді пайдалану мүмкіндігін қарастыра бастады. Сол кезде теміржолдар темір көпірлерді шектеулі түрде ғана қолданды. 1849 жылы Нью-Йорк және Эридегі темір көпірдің құлауынан кейін, теміржол оларды пайдалануды тоқтатты.

Көпірлердің жобалары

Боллман темір көпірлер үшін жаңа фермалық конструкциялардың үстінде жұмыс істей бастады, ал 1849 жылы Латроуб оны B&O компаниясының екі қысқа аралығында пайдалануға қабылдады. 1851 жылы Боллман Харперс-Ферридегі 124 футтық (37,8 м) ағаш көпірді ауыстырды. Бұл оның ең танымал көпіріне айналды және Америка Азамат соғысы кезінде оның жүйесін пайдаланып көп рет қайта жаңартылды (көбінесе жаудың атысына тап болды). Боллман элементтердің қосымшалығын пайдаланды, осылайша оның фермалық жүйелері бұзылмайтын. Осы кезеңде көпірлерді жобалауда көбінесе абстрактілі теория қолданылса да, Боллман математика мен модельдеуді пайдаланды. 1852 жылдың 6 қаңтарында Боллман өзінің бірегей дизайны үшін, «Боллман фермасы» деп белгілі No. 8,624 патентін алды. Ол B&O компаниясынан кетіп, 1858 жылы серіктестері Джон Кларк және Джон Х. Тегмейермен бірге W. Bollman and Company компаниясын құрды. B&O компаниясымен көпірлерді жобалау бойынша келісімшарт жасады. Оның барлық жобаларында Боллман фермасы қолданылмады. W. Bollman and Company компаниясы шамамен 1863 жылы таратылды, бірақ екі жылдан кейін Боллман 1884 жылы қайтыс болғанға дейін өмір сүрген Patapsco Bridge and Iron Works компаниясын құрды. Оның компаниялары Кубада, Мексикада, Чилиде, сондай-ақ АҚШ-тың шығысында көпірлер салды. Боллманның көптеген көпірлері, олар ауыстырған ағаш көпірлерге қарағанда әлдеқайда берік болғанымен, сақталмады. Бұл теміржол жабдықтарының өзгеруіне байланысты, құрылысына емес. XIX ғасырдың соңында арзан болатты жасаудың жаңа технологиялары оны теміржол көпірлерінде пайдалануды мүмкін етті. Болат көпірлер ауыр локомотивтерді тасымалдай алды, ал көп ұзамай шойын және құйылған темір көпірлер қолданыстан шықты; темірді қайта өңдеу оңай болды. Савидж көпірі сақталды, өйткені ол 1947 жылы жабылған диірменге баратын өндірістік тармақта орналасқан. Мейерсдейл көпірі шамамен 1910 жылы көшіріліп, автомобиль көпіріне айналдырылды. Ол 2007 жылы тағы бір рет көшіріліп, Ұлы Аллегени жолының 30.5 шақырымында жаңа өмірге ие болды. Харперс-Ферри көпірі 1936 жылдың наурыз айында су тасқынынан қирады. Жаңа Зеландияның Оңтүстік аралында 1882 жылы салынған Ескі Ракайя шатқалының көпірі Боллманның конструкциясын пайдаланды және Heritage New Zealand ұйымында I санаттағы мұра нысаны ретінде тіркелген.

Bollman began working on a new truss configuration for iron bridges, and in 1849 Latrobe found it acceptable for use on two of the B&O's shorter spans. In 1851 Bollman replaced the 124 foot (37.8 m) wooden bridge at Harpers Ferry. This would become his most famous bridge and was rebuilt many times using his system during the American Civil War (it came under frequent enemy fire). Bollman used the idea of redundancy of members so that his truss systems did not fail. Although abstract theory was often used to design bridges during this time period, Bollman used math and modeling instead. On January 6, 1852, Bollman was awarded patent No. 8,624 for his unique design known as the "Bollman truss." He left the B&O and founded W. Bollman and Company in 1858 with his partners John Clark and John H. Tegmeyer. The B&O continued to contract with him for bridge design. Not all his designs used the Bollman truss. W. Bollman and Company dissolved about 1863, but two years later Bollman founded Patapsco Bridge and Iron Works which lasted until his death in 1884. His companies built bridges in Cuba, Mexico, and Chile, as well as the eastern United States. Although far more durable than the wooden bridges they replaced, most of Bollman's bridges have not survived. This is due to changes in railroad equipment, rather than their construction. New technologies for making inexpensive steel in the late 19th century made its use in railroad bridges practical. Steel bridges could carry heavier locomotives and soon wrought and cast iron bridges became obsolete; the iron was easily recycled. The Savage bridge survives because it was on an industrial spur for a mill that closed in 1947. The Meyersdale bridge was moved and converted into a road bridge around 1910. It was moved a second time in 2007 to have a new life on the Great Allegheny Passage at milepost 30.5. The Harpers Ferry Bridge was destroyed in a flood in March 1936. The Old Rakaia Gorge Bridge in New Zealand's South Island from 1882 utilized the Bollman truss design and is registered as a Category I heritage item with Heritage New Zealand.