Metody budowy mostów: Why Are Roman Bridges So Stable?
Rzymska architektura jest w centrum wizualnego powabu Europy. Wyrafinowane struktury rzymskie przetrwały setki wieków bez renowacji, opierając się chrześcijaństwu, Frankom, podbojom, a nawet Borisowi Johnsonowi.
Pamiętasz, jaki byłeś dumny, gdy zbudowałeś ten most w mieście Lego swojego syna? Cóż w 103AD rzymski inżynier Apollodorus z Damaszku zbudował 1,1 km most z kamienia i drewna. Most Trajana znajdował się 19m od powierzchni rzeki, miał 15 metrów szerokości i był w stanie utrzymać ciężar setek przemieszczających się rzymskich żołnierzy. Był tylko o kilka stóp krótszy od mostu portowego w Sydney.
Image Credit: www.livius.org
Rzymanie zbudowali wiele z najdłużej stojących budynków na Zachodzie. Byli również pierwszą cywilizacją, która zbudowała mosty z betonu. Niektóre z tych starożytnych mostów stoją teraz tak samo jak w dniu, w którym zostały zbudowane. Jest to możliwe dzięki innowacjom konstrukcyjnym, które zostały po raz pierwszy zastosowane przez Rzymian. Innowacjom, które ostatecznie pomogły ukształtować współczesną inżynierię mostową. Takim mostem jest most Alcántara, który stoi w Hiszpanii od 104 roku n.e. Za jego powstaniem stał rzymski inżynier budowlany Caius Julius Lacer. Jego grób znajduje się w pobliżu, a epitafium głosi: „Pozostawiam most na zawsze w wiekach świata”. Nie mylił się.
Dlaczego są tak mocne?
W sieci krąży plotka, że rzymscy inżynierowie odpowiedzialni za budowę mostów musieli stać pod nimi, gdy usuwano rusztowania. Najwyraźniej strach przed tonami skał i gruzu spadającego i miażdżącego cię prowadził do dość ścisłego planowania strukturalnego.
Najbardziej prawdopodobna historia znajduje się w ekspansji militarnej Imperium Rzymskiego. Aby poprawić rzymskie linie dostępu, imperium utworzyło gildie wykwalifikowanych pracowników i myślicieli, którzy dzielili się pomysłami i zasadami budowlanymi. Te wczesne gildie inżynieryjne dokonały ważnych odkryć w projektowaniu konstrukcji, w materiałach i w filarach, które podtrzymywały nogi mostów.
Łuk Voussoir
Rzymianie ulepszyli tradycyjną kładkę dla pieszych, tworząc most, który zachował integralność strukturalną w środku. Aby to osiągnąć, Rzymianie nie polegali na stalowych belkach biegnących przez kamienne elementy, lecz na wytrzymałości samych kamieni na rozciąganie.
Kształt łuku pozwalał na wstawianie cegieł pod zakrzywionym kątem, aż do momentu, gdy łączyły się one na szczycie łuku ze zwornikiem. Ten zwornik miał kształt trapezu, który wykorzystywał ciężar kamienia i betonu w moście do ściskania stożkowych kamieni razem. Nacisk ten tworzył w łuku strukturę, której rozerwanie wymagało ogromnej siły. Tam, gdzie tradycyjne mosty były najsłabsze w środku, łuk był najmocniejszy.
Jeśli czytając to czujesz się tak, jakbyś czytał instrukcje, jakie rzymscy inżynierowie dawali swoim pracownikom w 100AD, obejrzyj poniższy film.
Cement pucolanowy
Łuk był strukturalną innowacją w projektowaniu budynków. Ale nie była to jedyna rzecz, którą Imperium Rzymskie wniosło do budownictwa. Rzymianie byli również wyjątkowi pod względem materiałów, które wybrali do budowy. Naturalny cement zwany pucolaną był używany przez Rzymian jako zaprawa do filarów (nóg) ich mostów. Nie tylko mówi się, że ten cement jest ekologicznie czystszy niż dzisiejsze mieszanki cementowe, ale jest to również cement, który z czasem staje się coraz mocniejszy.
Pozzolana jest nadal używana w niektórych krajach. Jest ona wytwarzana przez połączenie dwóch części pucolany (która jest rodzajem żużla, który tworzy się naturalnie ze skał wulkanicznych) z jedną częścią sproszkowanego wapna. Już w III wieku p.n.e. Rzymianie używali pucolany zamiast piasku w swoich konstrukcjach betonowych. Dało to ich konstrukcjom najwyższą wytrzymałość i stabilność.
Kofferdams
Ponieważ nie każdy most zbudowany przez Rzymian miał luksus budowania filarów na lądzie, Rzymianie używali koferdamów tam, gdzie filary mieściły się w zbiorniku wodnym. Rzymianie używali koferdamu jako tymczasowej struktury, która pozwalała na budowę pomostu w przestrzeni wodnej.
Koferdamy, które były używane przez Rzymian były prostsze niż te używane we współczesnym budownictwie, ale ich funkcja jest identyczna. Najpierw Rzymianie wkopywali w dno rzeki pierścień z drewnianych bali. Następnie wypełniali szczeliny między balami gliną w celu zapewnienia wodoszczelności, po czym wypompowywali wodę z wnętrza kręgu bali. Na nowo wyschniętym dnie rzeki Rzymianie budowali pucolany i kamienne filary. Po zakończeniu budowy pierścień z bali był usuwany, a pomosty stały w korycie rzeki jak zaczarowane.
Sami Rzymianie
Rzymianie byli dumną i dobrze prosperującą cywilizacją. Nie tylko potknęli się o swoje osiągnięcia architektoniczne. Zanim udoskonalili mosty, zdążyli już ukraść i ulepszyć niektóre z najlepszych pomysłów konstrukcyjnych Greków. Rzymianie posiadali również wysoki poziom rzemiosła cywilnego i zaplecze wojskowe, które pozwoliło im zrozumieć, jak budować najsilniejsze fortyfikacje i mury. Podobnie jak większość wczesnych cywilizacji, nie mieli oni również związków zawodowych. Oznacza to, że nigdy nie postrzegali kosztów i pracy jako przeszkody przy tworzeniu swoich monolitycznych struktur.
.