Венделл Боллман: Инженер и его железные мосты

Введение

Вендель Боллман (21 января 1814 – 1884) — американский самоучка-инженер-строитель, наиболее известный своими железными железнодорожными мостами. Сохранился лишь один из его запатентованных мостов с фермой "Bollman truss" — железнодорожный мост Bollman Truss в Савидж, штат Мэриленд. Мост Уэллс-Крик-Боллман близ Мейерсдейла, штат Пенсильвания, также существует, хотя в нём используется система ферм Уоррена.

Ранние годы и карьера

Боллман родился в Балтиморе, штат Мэриленд, в семье немецких иммигрантов и был седьмым из восьми детей. Его отец умер, когда Уэнделлу было 11 лет, и он бросил школу, чтобы помогать семье. Боллман начал свою карьеру на Балтиморской и Огайоской железной дороге (B&O) плотником в 1828 году, как раз когда B&O приступила к укладке путей. Вскоре после этого он оставил работу, чтобы строить дома. В этот период он женился на Энн Смит, и у них родилось 10 детей. В 1837 году он вернулся в B&O плотником, но вскоре был повышен до бригадира Бенджамином Х. Латробом II. Хотя первые мосты B&O в центральном Мэриленде были каменными арочными (виадук Томаса, пожалуй, самый впечатляющий), деревянные мосты стали обычным явлением на участке пути к западу от Харперс-Ферри, штат Вирджиния, и Боллман начал проектировать некоторые из них. В 1848 году он был назначен ответственным за все мосты на линии. Заметив, что срок службы деревянных мостов составлял всего около 10 лет, он начал рассматривать возможность использования железа для строительства мостов. В то время железные дороги использовали железные мосты в ограниченном масштабе. После обрушения железного моста на железной дороге Нью-Йорк и Эри в 1849 году, эта железная дорога отказалась от их использования.

Конструкция мостов

Боллман начал работу над новой конструкцией ферм для железных мостов, и в 1849 году Латроуб счёл её приемлемой для использования на двух более коротких пролётах железной дороги B&O. В 1851 году Боллман заменил 37,8-метровый (124 фута) деревянный мост в Харперс-Ферри. Этот мост стал его самым известным творением и многократно перестраивался с использованием его системы во время Гражданской войны в США (он часто подвергался вражескому обстрелу). Боллман использовал принцип избыточности элементов, чтобы обеспечить надёжность своих ферменных конструкций. В то время как для проектирования мостов часто применялась абстрактная теория, Боллман предпочитал математические расчёты и моделирование. 6 января 1852 года Боллман получил патент № 8624 на свой уникальный проект, известный как "ферма Боллмана". Он покинул B&O и в 1858 году основал компанию W. Bollman and Company вместе со своими партнёрами Джоном Кларком и Джоном Х. Тегмейером. B&O продолжала заключать с ним контракты на проектирование мостов. Не все его проекты использовали ферму Боллмана. Компания W. Bollman and Company прекратила своё существование около 1863 года, но два года спустя Боллман основал Patapsco Bridge and Iron Works, которая просуществовала до его смерти в 1884 году. Его компании строили мосты на Кубе, в Мексике, Чили, а также на востоке Соединённых Штатов. Несмотря на то, что мосты Боллмана были значительно прочнее деревянных, большинство из них не сохранились до наших дней. Это связано с изменениями в железнодорожном подвижном составе, а не с особенностями их строительства. Новые технологии производства дешёвой стали в конце XIX века сделали её использование в железнодорожных мостах целесообразным. Стальные мосты могли выдерживать более тяжёлые локомотивы, и вскоре кованые и чугунные мосты устарели, поскольку железо легко перерабатывалось. Мост Савидж сохранился, потому что он находился на подъездном пути к мельнице, закрытой в 1947 году. Мост Мейерсдейл был перенесён и превращён в автомобильный мост около 1910 года. В 2007 году он был перемещён во второй раз, чтобы получить новую жизнь на маршруте Great Allegheny Passage на 30,5-й миле. Мост в Харперс-Ферри был разрушен во время наводнения в марте 1936 года. Старый мост через ущелье Ракайя на Южном острове Новой Зеландии, построенный в 1882 году, использовал конструкцию фермы Боллмана и зарегистрирован как объект культурного наследия I категории в Heritage New Zealand.

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.