STEM-технологии. Египетский мост в Санкт-Петербурге
учебно-методический материал по физике (7, 8, 9, 10, 11 класс)

ЕГИПЕТСКИЙ МОСТ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

Проект моста разработал инженер В. А. Христианович под руководством Вильгельма Треттера, автора первого цепного Пантелеймоновского моста, взятого за прототип. В конструкцию моста авторы внесли ряд усовершенствований (по сравнению с конструкцией Пантелеймоновского моста), которые должны были уменьшить вертикальное и боковое раскачивания: пролётное строение поддерживалось тремя рядами цепей (вместо пяти у Пантелеймоновского); устройство тротуаров на консолях за пределами крайних цепей и расположение цепей так, что они едва касались настила; установка подвижных тележек или цилиндров над опорами цепей. Техническая характеристика моста была следующей: пролёт моста — 54,8 м; ширина моста — 11,7 м; расстояние между точками приложения цепей к порталам — 48,46 м; стрела подъёма 1/10 пролёта; высота колонн портала — 6,5 м; диаметр колонн у основания 65 см, вверху — 50 см.

Вибрация моста уменьшилась, но при движении по мосту слышны были заунывные звуки, издаваемые цепями. Поэтому, неофициально, мост называли «Поющим мостом».

20 января 1905 года мост обрушился под тяжестью проходившего по нему верховой колонны конной Гвардии Ее Императорского Величества. Арьергард обученных более, нежели дрессированные цирковые лошади, коней цокал копытами в такт (про людей сказали бы – "шли в ногу"), и мост не выдержал, сломался, лопнули железные цепи, поддерживающие пролет в висячем положении. Мгновенно вся конструкция обрушилась в реку вместе со всадниками!

Спустя год специальная комиссия установила, что причинами обрушения моста, могла быть недостаточная прочность металла на холоде, а также резонанс, возникший из-за совпадения частоты колебаний моста с частотой движущегося эскадрона. И якобы именно тогда и появилась команда «Идти не в ногу!», отдававшаяся любому строю перед входом на мост. 

В 1955 году, спустя 50 лет, на месте старого моста был построен новый Египетский мост, со стальными сварными двухшарнирными рамными строениями, устои облицованы гранитом. Длина моста 46,8 метров, а ширина 27 метров. В декоративных деталях перил восстановлены мотивы Древнего Египта.

Когда мост был достроен, провели его испытания под нагрузкой, в качестве которой использовались четыре машины на гусеничном ходу массой по 43 тонн каждая. Переправа испытание выдержала, и 30 декабря 1955 года новый Египетский мост был введен в эксплуатацию.

Задания

1. Что называют колебательной системой? Приведите примеры. Можно ли Египетский мост считать колебательной системой?

2. Что такое резонанс? Каково условие наступления резонанса?

3. Разрушение сооружений – пример вредного проявления резонанса. Может ли резонанс приносить пользу человеку? Приведите примеры.

4. Почему Египетский мост называли «Поющим мостом»? Что является источником звука? Приведите примеры. Укажите возможный диапазон колебания цепей Египетского моста.

5. Рассчитайте давление, которое оказывала на Египетский мост при его испытании каждая машина, если ширина одной ее гусеницы 700 мм, а длина соприкосновения с поверхностью 3,7 м.