ГЮСТАВ ЭЙФЕЛЬ
(1832—1923)
Двенадцатую Всемирную промышленную выставку 1889 года было решено провести в Париже. Столица Франции уже в четвертый раз удостоилась чести стать местом форума достижений современной науки и техники.
Это льстило самолюбию французов, и никто не сомневался в том, что к выставке 1889 года Париж должен преподнести миру сенсацию, тем более что выставка была приурочена к сотой годовщине Французской революции.
Французы хотели создать сооружение, способное поразить современников. Был объявлен конкурс на лучший проект, главной задачей которого была демонстрация успехов инженерной мысли и использование их в будущем. Позднее эта задача была сформулирована так: создать произведение, которое служило бы эмблемой технических достижений XIX века. На конкурс поступило семьсот работ, но выбрать нужно было только одну. Победителем конкурса стал проект Триумфального портала выставки, который представлял из себя стальную решетчатую башню высотой около трехсот метров. Ее предложил знаменитый французский архитектор и инженер Эйфель.
Александр Гюстав Эйфель родился 15 декабря 1832 года. Он происходил из Бургундии, родины многих знаменитых конструкторов. Эйфель получил прекрасное образование в Политехнической и Центральной школах. Он очень быстро прославил себя как строитель-новатор, оригинально и с успехом применявший новые лучшие методы проектирования и монтажа. В 1858 году в возрасте двадцати шести лет при строительстве своего первого сооружения – железного моста в Бордо – одним из первых во Франции он использовал силу сжатого воздуха.
Впервые Эйфель получил известность как автор расчета конструкции покрытия Галереи машин (1867). Затем он прославился как автор проекта универсального магазина «Бон Марше» в Париже (1876).
Интерьер магазина «Бон Марше» несет на себе печать таланта великого конструктора. Площадь магазина, составляющая 2700 квадратных метров, разделена на ряд помещений со стеклянной кровлей. Переходы из одного помещения в другое облегчены наличием высоких чугунных мостиков, подобных тем, которые применял Лабруст почти двумя десятилетиями раньше в книгохранилище Национальной библиотеки.
Никогда раньше свет не вливался внутрь магазина такими сверкающими потоками. Творческая фантазия архитекторов 19-го столетия проявилась в сочетании стеклянных зенитных фонарей с воздушными мостиками из чугуна, стройными чугунными колоннами и забавным орнаментом элементов декора, столь характерными для той эпохи. При всем этом многообразии магазин «Бон Марше» в целом производит впечатление простоты и строгости. Архитектурная помпезность, призванная привлекать массы покупателей и служить рекламой, здесь еще отсутствует.
Огромная масса света, врывающаяся внутрь здания сквозь изящные воздушные конструкции, как бы предвосхищает тенденции современной архитектуры. Через пятьдесят лет после того, как Эйфель построил «Бон Марше», того же «радостного» эффекта от игры света, проникающего сквозь ажурную пространственную конструкцию, добился Ле Корбюзье путем взаимопроникновения наружного и внутреннего пространства.
Решение технических проблем Эйфелем можно оценить, рассматривая снаружи крутую стеклянную крышу зенитных фонарей, расположенных над торговыми залами-пассажами. Переходные мостики фантастическим образом повисли в воздухе над наклонными плоскостями этой стеклянной кровли. XIX век сознавал, что он не обладает теоретическими знаниями для создания подобных конструкций, и, тем не менее, он осуществляет их в натуре – это истинное бесстрашие! С этого времени различные функциональные элементы из железа и бетона стали появляться на фасадах зданий в незамаскированном виде, украшая их своей естественной выразительностью. Это относится в первую очередь к бесчисленным железнодорожным вокзалам и промышленным зданиям.
Имя Эйфеля можно было обнаружить среди создателей едва ли не всех крупных сооружений второй половины XIX века и не только во Франции. Именно он заставил «плавать» стотонный купол обсерватории в Ницце, отчего для его передвижения нужны были усилия не более чем одного человека. Это им в 1881 году создан каркас, ставший основой гигантской статуи Свободы, которую Франция подарила Соединенным Штатам. Это он спроектировал и руководил работами по устройству шлюзов Панамского канала, поставляя машины и механизмы, на своем же заводе и созданные.
Устроители Парижских выставок также пользовались услугами Эйфеля. В 1867 году он опытным путем проверил расчеты главных зданий, а еще через одиннадцать лет сам спроектировал главный фасад выставки, с потрясающими стеклянными стенами огромного вестибюля.
Эйфель прославился как непревзойденный строитель мостов. Проектируя в своем бюро дерзкие конструкции мостов через глубокие реки Европы и Африки, а также через огромные водные артерии Индокитая, он стремился учитывать факторы погоды, уровня воды, направления и силы ветра. Сваи его первого моста возле Бордо были погружены на глубину двадцати пяти метров от зеркала воды посредством гидравлического пресса.
Позднее, когда перед ним встала задача перекрыть глубокие ущелья, он возвел стройные пилоны в виде сужающихся кверху стальных пирамид, несущих настил моста. Большие пролеты, которые удалось таким образом перекрыть, и большая эксплуатационная нагрузка на пролетное строение, которую удалось таким образом воспринять, – все это было достигнуто благодаря применению решетчатых опор, запроектированных в соответствии с самыми современными методами расчета.
Эта работа способствовала близкому ознакомлению Эйфеля и его сотрудников с действием ветровой нагрузки. Очень рано Эйфель начал интересоваться метеорологическими условиями эксплуатации сооружения и один из первых на собственные средства основал аэродинамическую лабораторию. С верхней площадки своей башни он сбрасывал изобретенный им аппарат для определения давления ветра на плоские поверхности. Позднее в своей лаборатории в Отейле он создал большую аэродинамическую трубу для экспериментов в области авиации. Его всегда занимала проблема воздействия потока воздуха на жесткие тела. Повышенный интерес Эйфеля к этой теме нашел отражение в ряде опубликованных им работ.
Гюстав Эйфель – признанный мастер сооружения изящных металлических башен-пилонов и воздушных двухшарнирных арок, которые, будучи связанными с горизонтальным настилом, образуют конструкцию транспортных мостов. Эти сооружения являют собой грандиозную, непревзойденную демонстрацию торжества принципа гибкого равновесия в мостостроении.
Мост Эйфеля через реку Дуро в Португалии включен в справочники и энциклопедии. Река Дуро в Северной Португалии имеет сильное и меняющееся течение, ее глубина от 13 до 18 метров. Мягкий, сильно размывающийся грунт на дне реки не позволял применять сваи. Эйфель перекрыл реку единственным пролетом длиной около ста шестидесяти метров. В то время это был самый большой пролет в мире, за исключением, разумеется, висячих мостов. Эйфель возвел двухшарнирную арку с помощью стального троса, натянутого между высокими пилонами, не прибегая к сооружению подмостей (1876—1877).
Самым смелым проектом Эйфеля в области мостостроения остается виадук Гарабит (1880—1884). Его общая длина равна почти пятистам метрам, он перекрывает одной аркой пролетом 165 метров ущелье, по которому протекает река Тюйер. Эйфель использовал всевозможные графические, аналитические и экспериментальные методы расчета при проектировании параболических арок, которые касаются земли лишь в точках опоры. Именно здесь Эйфель и работавшие с ним инженеры научились преодолевать трудности точного монтажа объемных элементов, так что впоследствии при монтаже Эйфелевой башни удалось обеспечить совпадение заклепочных отверстий сборных элементов с точностью до десятых долей миллиметра. Эйфелева башня воплотила в себе весь опыт, накопленный архитектором в области устройства фундаментов и возведения опор в зависимости от свойств грунта и величины ветровой нагрузки.
Самыми высокими сооружениями в мире в то время были пирамиды Хеопса, Кельнский и Ульмский соборы. Эйфель же предлагал построить сооружение в два раза выше. В том, что это возможно, сомнений не было, но многие считали, что такое сооружение вряд ли украсит Париж – жемчужину мирового градостроительного искусства.
Первыми выступили против многие деятели французской культуры, они опубликовали письмо протеста: «…пора отдать себе отчет в том, к чему мы стремимся, и представить себе чудовищно смешную башню, возвышающуюся над Парижем в виде гигантской черной заводской трубы, которая своим массивом будет угнетать такие сооружения, как собор Нотр-Дам, Дворец инвалидов, Триумфальную арку. Этот безобразный столб из клепаного железа бросит отвратительную тень на город, проникнутый духом стольких столетий…»
Все это было написано еще до начала строительства. Можно себе представить, сколько настойчивости и упорства нужно было, чтобы отстоять свою правоту. То, что башня была все-таки построена, доказывает огромный авторитет, которым обладал автор проекта. Ведь ему безоговорочно поверили в деле, не имевшем аналогов ни в области строительной техники, ни в архитектуре. Александр Гюстав Эйфель как раз и был человеком с таким авторитетом. Его репутация лучшего создателя металлических конструкций второй половины XIX века была безупречна.
В июне 1886 года Эйфель представил чертежи и расчеты в главный совет выставки, а уже в ноябре получил первые полтора миллионов франков ассигнований для ее строительства. 28 января 1887 года на левом берегу реки Сены напротив Йенского моста началось грандиозное строительство. Полтора года было затрачено на закладку фундамента, а на монтаж башни ушло всего чуть больше восьми месяцев. Два года и два месяца на все строительство – для тех времен срок поистине рекордный!
Множество проблем пришлось решить Эйфелю тогда впервые: тщательное исследование свойств и напластований грунта, использование сжатого воздуха и кессонов для устройства основания, установка 800-тонных домкратов для регулирования положения башни, специальные монтажные краны для работы на высоте. Почти все его находки, все созданное им новое механическое оборудование были серьезным шагом в развитии техники.
Сборка каждого из трех этажей башни требовала своего решения. Три этажа – три усеченные квадратные пирамиды, поставленные одна на другую. По сути, это были четыре ноги, не связанные друг с другом по диагоналям и соединенные между собой на разных уровнях только поясами горизонтальных балок по сторонам квадрата. И если в основании эти ноги образовывали квадрат со стороной 123, 4 метра, то на вершине поперечник был всего 16 метров. Это представляло труднейшую техническую задачу.
Первый этаж поднимался до уровня 58 метров, и его можно было собирать с использованием кранов и лебедок. Но непонятно было, что делать со сборкой второго этажа, верхняя платформа которого была на высоте 116 метров. Тут Эйфель изобрел особые краны для работы на высоте. Четыре крана, каждый массой 12 тонн грузоподъемностью в две тонны, были установлены на рабочих платформах с рельсами и специальное устройство поднимало их вверх.
Последнюю, гигантскую 180-метровую пирамиду уже собирали рабочие, которые висели в люльках. Все расчеты Эйфеля были настолько точны, что в процессе сборки не потребовалось никаких изменений. На его заводе в Левалуа-Перре было изготовлено двенадцать тысяч различной величины деталей, и ни одна из них не нуждалась в переделке при сборке. Безопасность работ была продумана до таких мельчайших подробностей, что за два года не было ни одного несчастного случая.
Кроме способа монтажа Эйфелю предстояло решить ряд чрезвычайно сложных технических проблем. Во-первых, необходимо было рассчитать прочность башни под ветровой нагрузкой – вопрос особенно злободневный после ужасной катастрофы самого длинного в те времена 85-пролетного моста Тай Бридж, который в декабре 1879 года рухнул под напором ветра вместе с ехавшим по нему пассажирским поездом. Эйфель решил эту задачу, придав боковым стойкам своей пирамиды такую кривизну, которая исключала даже самые небольшие колебания башни. В результате теперь даже во время сильных бурь отклонение башни от вертикали не превышает 15 сантиметров.
За два с небольшим года были изготовлены металлические детали общей массой 7300 тонн. Это был невиданный доселе проект, и то, что вся работа была завершена за каких-то восемь месяцев, можно приравнять к подвигу.
31 марта 1889 года все было закончено. Для двадцати пяти миллионов посетителей Всемирной выставки башня стала главной притягательной силой. В ней воплощалось все, что дал строительной технике целый век. Башня стала одним из самых смелых и прогрессивных достижений технической мысли, подлинным памятником инженерному искусству.
Но оказалось, что башня привлекает не только своими размерами и видом, но и огромными возможностями для обслуживания туристов. Четыре подъемника вместимостью до ста человек поднимали до 115-метровой высоты ежедневно тысячи желающих взглянуть на Париж с высоты птичьего полета. Каждый из них мог потом спуститься вниз по 1792 ступеням. Коммерческий успех выставки был настолько велик, а желание взглянуть на новое «чудо» света было таким огромным, что очередная, тринадцатая, выставка была вновь проведена в Париже, причем в следующем же году.
Башня стала всемирно известной буквально в течение нескольких дней. Эйфель добился своего. Демонстрация принципа создания металлического скелета при строительстве высотных зданий и сооружений была настолько убедительна, что произвела настоящий переворот в строительной технике и архитектуре. Эйфель и помогавший ему архитектор Совестр задумывали башню как «чисто техническое сооружение», не предполагая даже, что она окажет такое огромное влияние на архитектурную эстетику своего времени. Башня стала мощной архитектурной вертикалью, выделяющей силуэт Парижа совершенно особым резко контрастным и вместе с тем исключительно выразительным штрихом. Благодаря высоте она зрительно вошла в целый ряд парижских ансамблей. Миллионы килограммов металла и три сотни метров высоты кажутся воздушно легкими в ажурном сплетении железных кружев.
Имя Александра Эйфеля прочно вошло в мировую историю, увековеченное в названии созданной им башни. Это был его триумф, но это было и последним его инженерным детищем. В 1890 году он оставил предпринимательскую деятельность и посвятил свою жизнь научным исследованиям в области метрологии и аэродинамики. Свой рабочий кабинет он устроил на самой высокой площадке своей башни.
Эйфель сконструировал ряд новых приборов и устройств для прочностных испытаний, написал несколько работ по авиационной технике. Он уже ничего не строил, но авторитет его был настолько велик, что, когда в 1890 году к очередной, уже шестнадцатой Всемирной выставке предполагалось пустить первую линию парижского метрополитена, к этой работе был привлечен и автор Эйфелевой башни.
Башню тем временем стали использовать и для практических целей. С 1910 года и до наших дней она обеспечивает службу международного времени. С 1918 года с нее ведутся радиопередачи, а после установки антенны телевизионного центра башня достигла высоты 320 метров.
27 декабря 1923 года Эйфель скончался.
