Николай Аполло́нович Белелю́бский (1 марта , Харьков - 4 августа , Петроград) - русский инженер и учёный в области строительной механики и мостостроения .
Биография [ | ]
Родился в Харькове в семье известного инженера путей сообщения.
Белелюбский после окончания таганрогской гимназии (1862; золотая медаль) учился в . По окончании института (1867) был оставлен на кафедре строительной механики в качестве репетитора. В 1873 году был избран экстраординарным профессором по кафедре строительной механики, с 1878 года - ординарный профессор . С 1884 года состоял деятельным членом международных совещаний и конгрессов по установлению однообразных способов испытания строительных материалов, являясь представителем от России в совете международного общества испытания материалов. Белелюбский был удостоен звания доктора-инженера берлинской высшей технической школы, состоял действительным членом Академии Художеств .
В Институте инженеров путей сообщения он основал лабораторию по испытанию материалов, которая получила значение центральной станции для механического исследования строительных материалов. Белелюбский, в качестве представителя лаборатории, участвовал в выработке принятых в России новейших правил и условий приёмки строительных материалов - цемента, металлов и пр. О деятельности лаборатории за первые 10 лет её существования Белелюбский написал в статье «Механическая лаборатория» в «Сборнике Института инженеров путей сообщения» (1875. - VII).
Белелюбский руководил работами студентов по проектированию дипломных мостов, преподавал также строительную механику и строительное искусство в и в . С 1895 года профессор Белелюбский читал курс испытания материалов в институте инженеров путей сообщения и в Высшем художественном училище при Академии художеств, а с 1906 года на Высших Женских Политехнических курсах . В 1895 году он был избран действительным членом Академии художеств, а в 1897 году ему было присвоено звание заслуженного профессора Института инженеров путей сообщения.
В конце 1905 года Н. А. Белелюбский тайным голосованием членов Совета был избран директором Института инженеров путей сообщения. Однако Кабинет министров не утвердил его в должности по причине подписания им письменного протеста против действий полиции в отношении студенческой демонстрации в Петербурге в 1905 году и в связи с этим Белелюбский вынужден был «отказаться» от поста.
Мостостроение [ | ]
| Годы | Длина моста, м | Тип моста | Примечание | См.также |
|---|---|---|---|---|
| 1869-1881 | 90 | ж/д | Замена на Николаевской железной дороге деревянных мостов, построенных в 1840-1850-х годах по системе -Журавского железными стала одной из первых серьёзных работ профессора Белелюбского | Николаевский |
| 1910-1912 | 538 | ж/д | Возглавлял проект строительства Финляндского железнодорожного моста. Руководил коллективом, в который входили инженеры Г. Г. Кривошеин , И. Г. Александров, архитектор В. П. Апышков . Разводной мост через Неву находится на Финляндской соединительной железнодорожной ветке | Финляндский |
Кроме того, осуществил проекты железнодорожных мостов:
Белелюбским спроектированы также городские и шоссейные мосты:
Лично Н. А. Белелюбским и под его руководством разработано больше 100 проектов больших мостов. Общая длина мостов, построенных по его проектам, превышает 17 км.
Научно-просветительская деятельность [ | ]
На всех международных выставках: в Эдинбурге (1890) , Чикаго (1893), Стокгольме (1897) и пяти, проходивших в Париже , - творчество Н. А. Белелюбского было представлено книгами, чертежами и моделями построенных по его проектам мостов. На Парижской выставке в
Русский инженер путей сообщения, ученый в области мостостроения, строительной механики, материаловедения, Н.А. Белелюбский родился 1 (13) марта 1845 года в Харькове в дворянской семье. Его отец - А.В. Белелюбский был инспектором Курско-Киевской железной дороги. В 1862 году 17-летний Николай закончил с золотой медалью Таганрогскую гимназию и в том же году поступил в Петербургский институт путей сообщения, который окончил в 1867 году. За отличные успехи его имя было занесено на мраморную мемориальную доску, а сам он был оставлен в институте в качестве репетитора и преподавателя по строительной механике, мостам и гидравлике.
В первые годы преподавательской деятельности Н.А. Белелюбский читал лекции по строительной механике не только в Институте путей сообщения, но также в Горном институте, в Институте гражданских инженеров и в Академии художеств. Его научная и практическая работа в области мостостроения и исследования строительных материалов снискали ему мировую известность, оставили глубокий след в развитии науки. В 1873 году Н.А. Белелюбский был избран экстраординарным профессором по кафедре строительной механики, а в 1878 году ординарным профессором Петербургского института инженеров путей сообщения, заведующим кафедрой. Кроме того, он же руководил работами студентов по проектированию дипломных мостов.
В 1878 году Н.А. Белелюбский основал в Петербургском институте инженеров железнодорожного транспорта механическую лабораторию по испытанию материалов, ныне носящую его имя. Эта лаборатория получила значение центральной станции для механического исследования строительных материалов. Белелюбский, в качестве представителя лаборатории, участвовал в выработке принятых в России новейших правил и условий приёмки строительных материалов - цемента, различных металлов. Он обладал чувством нового и всегда старался воплотить в жизнь самые прогрессивные и новые идеи. Он высоко оценил железобетон - новый по тому времени строительный материал и предсказал ему большое будущее, по собственной программе руководил испытаниями железобетонных сооружений. В 1886-1891 годах под руководством Белелюбского были всесторонне изучены механических свойств железобетона, а в 1905-1908 годах были разработаны технические условия для железобетонных работ. В одном из своих выступлений под названием "О применении железобетона в мостовом деле" Н.А. Белелюбский обосновал преимущества железобетона для увеличения длины пролетов и разнообразия мостовых конструкций. В лаборатории, возглавляемой Н.А. Белелюбским, преобразованной в Государственную испытательную станцию, были исследованы и описаны механические свойства русских строительных материалов.
Н.А. Белелюбский первым отметил высокие качества литого железа по сравнению со сварочным для мостовых конструкций и с 1883 года внедрил его в отечественное мостостроение. С 1884 года Н.А. Белелюбский состоял деятельным членом международных совещаний и конгрессов по установлению однообразных способов испытания строительных материалов, являясь представителем от России в совете международного общества испытания материалов. С 1895 года профессор Белелюбский читает курс испытания материалов в институте инженеров путей сообщения и в Высшем художественном училище при Академии Художеств, а с 1906 года на Высших женских политехнических курсах.
Что же касается практической деятельности Белелюбского, то она выразилась, главным образом, в составлении проектов большого числа мостов, причем для большинства из них была применена в России раньше, чем в других государствах, предложенная им конструкция свободных поперечных балок. Первым практическим опытом профессора Белелюбского были работы (в 1877-1881 годах) по проектированию и строительству "обхода Веребьинского подъема". Веребьинский подъем считался самым аварийным и "узким местом" всей линии Николаевской железной дороги от Петербурга до Москвы. При строительстве были решены две сложнейшие инженерные задачи: возведение уникальной насыпи высотой 49 метров и постройка мостовых опор в русле глубоководной реки Мсты впервые кессонным способом. Строительство Мстинского моста проводилось в рамках коренной реконструкции Николаевской железной дороги, которая проходила с 1869 по 1881 год. В эти годы на линии Петербург-Москва было заменено 90 деревянных мостов, построенных в 1840-1850-х годах по системе Гау-Журавского, железными. Любопытно, что массовая перестройка мостов производилась без перерыва в движении поездов, причем именно Белелюбский разработал способ быстрой замены деревянных конструкций мостов металлическими без перерыва движения, внёс существенные улучшения в конструкции металлических пролётных строений.
Вся творческая деятельность Н.А. Белелюбского с 1875 года и до Октябрьской революции 1917 года характеризуется работой по проектированию мостов на многих строящихся дорогах. В 1875-1880 годах он по собственному проекту построил Александровский мост через Волгу Самаро-Златоустовской железной дороги у Сызрани. При проектировании моста Белелюбский разработал метод расчета отверстий больших мостов, получивший широкое распространение. Новинка техники составила 13 пролетов по 52 сажени общей длиной около 700 сажен (1483 метра). Потребовалось до 5000 куб. сажен каменной кладки и около 400 000 пудов железа. Железо он принимал лично из Бельгии и требовал улучшения его качества. Сам исследовал бытовые условия Волги. В работах участвовало 2,5 тыс. человек. Первый поезд проследовал 30 августа 1880 года. Сызранский мост, это замечательное создание инженерного искусства, длительное время оставался самым большим мостом в Европе и вторым по протяженности в мире. Мост соединил железнодорожную сеть центра России с Заволжьем и Сибирью.
В 1880-е годы профессор Белелюбский построил двухъярусный мост через Днепр у Екатеринослава длиной в 585 сажен (15 пролетов по 39 сажен), причем низ моста служил как железнодорожный, а верх - как экипажный проезд. Вскоре по его проекту был построен мост через реку Белую возле Уфы на Самаро-Златоустовской железной дороге.
В проекте моста через Волгу на Николаевской железной дороге (1888) Н.А. Белелюбским впервые было применено свободное опирание поперечных балок на балансиры. Модель этого шарнирного опирания поперечных балок была удостоена медали на Эдинбургской выставке в 1896 году. Позднее, на реке Бузан (проток в дельте Волги) у Астрахани по проекту Белелюбского был построен мост с консольным пролетным строением, позволившем достигнуть перекрытия пролетов в 150 м с криволинейным очертанием верхнего пояса. Глубина заложения кессонов здесь наибольшая из всех мостов России того времени и достигает 32 метров. Белелюбским здесь были созданы оригинальные мостовые конструкции, предложен метод расчета отверстий больших мостов, принятый в международной практике мостостроения.
Н.А. Белелюбский вел большую педагогическую работу по подготовке специалистов для железных дорог страны, а его труд "Курс строительной механики", изданный впервые в 1885 году, долгое время был самым популярным учебником для студентов и настольной книгой многих инженеров. Он говорил студентам: "Вы - будущие инженеры. Нет прекрасней доли. Вы будете проектировать и строить мосты. Это дело на века. Ищите лучших конструкций, приемов и способов строительства. Но не забудьте одного - быть хозяином своих строек. Не владельцами, а хозяевами, ибо строите для государства, для народа. Стройте рачительно, бережно, экономно, прочно. И ново. Каждое время приносит свою полезную новизну, каждый инженер должен сделать в своей практике шаг вперед. Во всяком случае, он должен хотеть это сделать, иначе он не инженер, не хозяин своего дела". Занятия по проектированию мостов, а затем лекции Николая Аполлоновича по строительной механике были красочными и живыми, они слушались с большим вниманием.
По инициативе Н.А. Белелюбского было создано "Общество воспомоществования недостаточным студентам". Высокие гражданские качества Н.А. Белелюбского проявились в организации и совершенствовании русского технического образования женщин. По его инициативе было учреждено "Общество изыскания средств для технического образования женщин", а позднее он стал первым председателем Совета Петроградских женских политехнических курсов.
Труды Белелюбского касаются расчёта и проектирования мостов: перевод сочинения Лесля и Шюблера "Расчёт ферм железных мостов" (2 части), из которых первая напечатана в "Журнале министерства путей сообщения" 1868, а вторая отдельно в 1871 году; "Строительная механика" (лекции, 1895); брошюры на русском и немецком языках по разным вопросам мостовой практики; таблицы для подбора сечений и исчисления веса при проектировании железных сооружений, многие статьи в "Журнале министерства путей сообщения" (1911), "Записки Императорского русского технического общества", "Известия собрания инженеров путей сообщения" и в разных технических журналах на французском, немецком и английском языках.
Н.А. Белелюбский был среди талантливых русских инженеров, участвовавших в проектировании и строительстве Транссибирской магистрали. Он был одним из членов комиссии "По вопросу о железной дороге через всю Сибирь". Суровые природно-климатические условия, сложнейший рельеф местности, обилие рек, в том числе таких крупных и многоводных, как Иртыш, Обь, Енисей, Амур, потребовали строительства большого количества сооружений - тоннелей, подпорных стенок, железнодорожных мостов. Профессор Н.А. Белелюбский был главным строителем Обского моста (1897) - первого из мостов-гигантов Великого рельсового пути. Мост связал два самых крупных и значимых участка Транссиба - Западно-Сибирскую и Средне-Сибирскую железные дороги. Здесь впервые были применены пролеты, которые перекрывались металлическими конструкциями консольно-балочного типа, а сам мост вошел в историю как крупнейшее сооружение Западно-Сибирской магистрали. Обский мост, автором которого был Н.А. Белелюбский, способствовал возникновению и быстрому росту города Новониколаевска (Новосибирска).
Но не только конструкции железнодорожных мостов разрабатывал Белелюбский. В 1904 году в Николаеве был построен железнодорожный маяк по проекту Н.К. Пятницкого и А.Н. Барышникова, экспертом которого был Н.А. Белелюбский. Это было уникальное сооружение высотой 40,2 м с толщиной стенок от 7,5 до 10 см. Эксперт нашел в проекте неточности и дал авторам некоторые рекомендации, которые были учтены при постройке. Особое внимание ученый уделял внешнему виду сооружений, особенно городских мостов - по его проектам строились Русановский мост (через Русановский проток) в Киеве, Невский мост в Петербурге. Каждый из его мостов - архитектурно-художественное произведение, сочетание практической пользы, красоты и прочности. Благодаря таким инженерам Россия почти не знала мостовых катастроф.
Н.А. Белелюбский принимал участие в разработке проектов петербургских мостов: Охтинского, Троицкого, Дворцового. А в 1910-1912 годах Н.А. Белелюбский возглавлял проект строительства Финляндского железнодорожного моста. Он руководил коллективом, в который входили инженеры Г.Г. Кривошеин, И.Г. Александров, архитектор В.П. Апышков. Разводной двухпутный мост (длина 538 метров) через Неву находится на Финляндской соединительной железнодорожной ветке в черте Петербурга. Однако вершиной деятельности ученого стал Романовский мост (после Октябрьской революции переименованный в Красный мост) с ажурными овальными решетчатыми пролетами, построенный в 1913 году на перегоне Свияжск - Зеленый Дол. Ажурные овальные решетчатые пролеты составили 75 саженей или 960,3 м. За счет их удлинения было сокращено количество пролетов (шесть и два малых). Известно, что проект Белелюбского предусматривал строительство еще более красивого моста, но Акционерное общество МКЖД не пошло на дополнительные расходы. 11 июля 1913 года Свияжский железнодорожный мост через Волгу - великолепное гидротехническое творение - был торжественно открыт к 300-летию правления династии Романовых и исправно служит людям до сих пор.
Симбирский (Николаевский) мост - последний и крупнейший из ста мостов Белелюбского, сооруженных в России. Пролеты моста (длина каждого из 12 пролетов - 158, 4 метра) с высоты напоминают гигантские волны и органично вписываются в волжский пейзаж. Тогда это были самые длинные пролеты русских балочных мостов. Общая длина моста с учетом подходящей к нему эстакады составила 2810 метров. На строительстве грандиозного по тем временам сооружения применялась новейшая в то время техника: кессоны, опускные колодцы, экскаваторы. Окончание строительства моста 5 октября 1916 года означало многое для России, вовлеченной в первую мировую войну. В 1916 году Симбирский мост занимал по длине четвертое место в мире.
Лично Н.А. Белелюбским и под его руководством было разработано более 100 проектов больших мостов. Общая длина мостов, построенных по его проектам, превышает 17 км. В их число входят мосты через Волгу, Днепр, Дон, Обь, Тобол, Ишим, Каму, Оку, Неву, Иртыш, Белую, Уфу, Волхов, Неман, Селену, Ингулец, Чусовую, Березину и другие реки. Все сооружения Н.А. Белелюбского отличались смелостью технических решений, улучшенной конструкцией, экономичностью, высокой надежностью. Им спроектированы также городские и шоссейные мосты: через реку Мсту в Боровичах, через Днепр в Смоленске, через Вилию в Вильне, и через Неман у Олиты.
В течение нескольких десятилетий Белелюбский возглавлял развитие мостостроения в России. Ни одно строительство железных переходов через реки в России не обошлось без его участия. Он по праву считается основателем школы русских мостовиков. Он постоянно совершенствовал конструкций, как актер от спектакля к спектаклю оттачивал роли. Н.А. Белелюбский плодотворно работал в Инженерном совете Министерства путей сообщения и более 20 лет был председателем Мостовой комиссии. Деятельность Н.А. Белелюбского была широка и многогранна. Современники говорили, что Николай Аполлонович не человек, а целое министерство, а то и два…
Белелюбский слыл разносторонним ученым, например, в области испытания строительных материалов: с 1912 года по день смерти был президентом Общества этой отрасли. В 1885 году напечатал курс строительной механики. Выдающийся труд "Мостовые этюды" написан в дни отдыха близ Севастополя. Он оставил людям более 50 печатных трудов. Даже при посещении театров, в антрактах, мысленно находился среди формул. Человек высокой культуры и внутреннего содержания, с мягким характером, отличался скромностью и материальным бескорыстием. Богатства не нажил, если не считать уникальной библиотеки, которую собирал всю жизнь.
В конце 1905 года Н.А. Белелюбский тайным голосованием членов Совета (первые свободные выборы) был избран директором Института инженеров путей сообщения. Однако Кабинет министров не утвердил его в избранной должности по причине подписания им письменного протеста против действий полиции в отношении студенческой демонстрации в Петербурге в 1905 году. В связи с этим Белелюбский лишь несколько месяцев пробыл ректором Института, и в 1906 году вынужден был "отказаться" от этого поста.
В 1895 году Белелюбский был избран действительным членом Академии Художеств. В 1897 году ему присвоено звание заслуженного профессора Института инженеров путей сообщения. О мировом признании выдающегося инженера свидетельствует тот факт, что он избирался почетным доктором инженерных наук Германии, Франции, Англии, почетным членом Общества гражданских инженеров Франции, почетным членом Института Бетона в Англии. В 1907 году Высшая техническая школа в Берлине присвоила ему звание доктора-инженера honora causa за заслуги в области мостового искусства. Н.А. Белелюбский имел широкие международные связи и был активным участником интернациональных конгрессов и совещаний, избирался председателем бюро цементных съездов и др.
По свидетельствам современников Н.А. Белелюбский слыл человеком высокой культуры и внутреннего содержания. Отличительными чертами основателя школы русских мостовиков и "поэта" мостостроения были скромность и материальное бескорыстие. По меркам среды, в которой вращался выдающийся ученый, он считался человеком бедным, чудаковатым. От этого Николай Аполлонович не страдал. Он предпочел материальные блага высоким духовным ценностям, служение народу было для него великим счастьем.
Н.А. Белелюбский постоянно проявлял заботу о достоинстве русской науки, активно пропагандировал русские достижения, представляя русскую науку на многих международных форумах. Он был членом Международной ассоциации железнодорожных конгрессов, принимал участие в их работе в Брюсселе, Милане, Париже, Петербурге, Лондоне, Вашингтоне, Берне. На международных выставках: в Эдинбурге (1890), Чикаго (1893), Стокгольме (1897) и пяти, проходивших в Париже, - творчество Белелюбского было представлено книгами, чертежами и моделями построенных по его проектам мостов. На Парижской выставке (1900) был удостоен высшей награды.
После Октябрьской революции профессор Н.А. Белелюбский был в числе тех ученых, которые активно выступали против саботажников, поддерживали мероприятия Советской власти, оказывали практическую помощь НКПС в подготовке кадров для транспорта.
Выдающийся инженер и ученый, в области строительной механики и мостостроения, профессор Петербургского института инженеров путей сообщения, Н.А. Белелюбский скончался в Ленинграде 4 августа 1922 года и был похоронен на Новодевичьем кладбище. Надгробие Н.А. Белелюбского не сохранилось, гранитный обелиск на его могиле был восстановлен в 1958 году.
Имя Николая Аполлоновича Белелюбского вписано золотыми буквами в историю русского мостостроения.
Николай Аполлонович Белелюбский - выдающийся русский инженер в области мостостроения и строительных материалов, ученый и педагог. Вся его жизнь является примером самоотверженного служения на благо России. К научному и практическому наследию Н.А. Белелюбского современные инженеры обращаются до сей поры при необходимости решить возникающие трудные задачи.
Николай Аполлонович Белелюбский родился в 1845. в Харькове в семье инженера путей сообщения Аполлона Васильевича Белелюбского - автора проекта и строителя водопровода в Новочеркасске и Таганроге.
В 1867 г. Н.А. Белелюбский блестяще закончил Институт инженеров путей сообщения. Его имя, как лучшего по выпуску, было занесено на мраморную доску института. Диплом гражданского инженера путей сообщения с правом производства строительных работ открывал молодому инженеру огромные перспективы как научной, так и практической деятельности. Основной сферой его деятельности становятся мосты и строительная механика.
В 1869 г. Николая Аполлоновича приглашают в Главное общество железных дорог. Молодому 24-летнему инженеру поручается составление проектов реконструкции всех деревянных мостов на железнодорожной магистрали Санкт-Петербург - Москва. В течение трех лет (1869 - 1872 гг.) он разработал 60 проектов металлических мостов, а также составил специальные проекты по производству работ. В целях сокращения сроков строительства Н.А. Белелюбский максимально унифицировал не только схемы мостов, но и конструктивные детали пролетных строений, разделив все мосты на 6 серий и разработав для каждой серии общие чертежи. Реконструкция мостов без прекращения движения по С.-Петербургско-Московской железной дороге продолжалась в течение 11 лет (с 1869 по 1880 гг.).
С огромной по объему работой Николай Аполлонович справился блестяще, показал себя как талантливый проектировщик и умелый организатор. В его обязанности входила не только разработка проектов, но и осуществление надзора за изготовлением конструкций на заводах и установка их на место. Проявив незаурядную изобретательность, Н.А. Белелюбский внес много новшеств в мостостроение того периода. Расчетно-конструктивные и производственно-организационные работы по реконструкции деревянных мостов С.-Петербургско-Московской магистрали принесли автору всероссийское признание.
Начало практической деятельности Н.А. Белелюбского совпало с очередным подъемом в строительстве железных дорог.
В начале 1870-х годов ежегодно строилось свыше 2 тыс. км новых железных дорог, сооружение которых сопровождалось возведением мостов, в том числе через крупные реки Волгу, Днепр, Дон, Енисей, Иртыш.
Во второй половине XIX в. на смену дереву в мостостроение приходит металл. Именно в области строительства металлических мостов проявился талант Н.А. Белелюбского как инженера-новатора. По его проектам было построено более 100 мостов общей протяженностью более 17 км.
Русская школа мостостроения, которую 20 лет возглавлял профессор Петербургского института инженеров путей сообщения Н.А. Белелюбский, занимала одно из ведущих мест в мире.
Под его руководством в русском мостостроении закладываются те направления, которых придерживались и которым следовали несколько поколений отечественных мостостроителей. Русскому мостостроению этого периода свойственно стремление к максимальной рациональности технических решений.
Интуиция инженера подсказывала Н.А. Белелюбскому, что при столь большом объеме строительства мостов необходимо создавать конструкции пролетных строений, которые возможно применять для сооружения мостов целыми сериями. Если рассматривать мосты, построенные по проектам Н.А. Белелюбского, очевиден сравнительно узкий диапазон конструкций пролетных строений, а именно предпочтение отдавалось балочным сквозным фермам, но при этом постоянно совершенствовалась их конструкция.
В 1884 г. Н.А. Белелюбский разработал первые в России типовые проекты раскосных ферм железнодорожных мостов длиной от 25 до 50 саж.(50,36 - 100,73 м). Его типовые фермы коренным образом отличались от распространенных в то время ферм как в России, так и за границей. Им была введена двухраскосная решетка ферм с плавным очертанием верхнего пояса. Впервые портальные раскосы выполнены восходящими, тем самым была значительно увеличена жесткость портальных частей мостов, кроме того, сжаторастянутые раскосы в средних панелях были заменены жесткими.
Н.А. Белелюбский предложил новую конструкцию проезжей части с шарнирным опиранием поперечных балок на узлы ферм через специальные части, получившую название «русской свободной проезжей части». Такая конструкция обеспечивала независимую от ферм работу проезжей части в соответствии с расчетами. «Русская свободная проезжая часть» была использована на многих российских мостах, с том числе на мостах Транссибирской магистрали, и в ряде заграничных мостов, в частности на крупнейшем арочном мосте с пролетом 503 м в Сиднее (1932 г.)
В 1884 г. типовые фермы Н.А. Белелюбского были утверждены в технических условиях и нормах проектирования мостов. Для пролетных строений Н.А. Белелюбского характерны рациональность схемы пролетного строения, проработка всех деталей, максимальная дешевизна работ. Такой подход к проектированию мостов позволял максимально сократить сроки строительства мостов. Типовые пролетные строения Н.А. Белелюбского применялись более 50 лет. Таким образом, Н.А. Белелюбского можно считать основоположником типового проектирования в отечественном мостостроении.
Почти полвека продолжалась активная мостовая деятельность Н.А. Белелюбского. Его мостовое наследие настолько велико, что в границах этой статьи невозможно полностью рассказать историю каждого моста, поэтому напомним лишь о самых-самых.
В начале своей практической деятельности, будучи совсем молодым инженером, Н.А. Белелюбский составил проект самого большого по длине моста на С.-Петербургско-Московской железной дороге через р. Мсту. В отличие от других мостов магистрали, при реконструкции которых укрепляли или ремонтировали старые опоры, а затем устанавливали металлические пролетные строения, через р. Мсту был построен новый мост. Строительство нового моста было объективной необходимостью, так как для улучшения условий движения поездов была изменена трасса дороги вблизи ст. Веребье.
При сооружении Мстинского моста Н.А. Белелюбскому удалось весьма оригинально и неординарно решить ряд трудных проблем по организации строительства. Им был предложен новый способ монтажа пролетных строений без устройства дорогих подмостей.
В двух пролетах, где опоры достигали максимальной высоты (h = 40 м), сначала были построены подмости небольшой высоты, около 16 м. На них собирали фермы, которые затем поднимали вверх домкратами по мере кладки опор. Такая организация работ позволила вести кладку опор одновременно со сборкой пролетных строений. Фермы центрального судоходного пролета, предварительно собранные на берегу, устанавливали с помощью наплавных подмостей.
Мстинский мост являлся наглядным примером умелого сочетания различных способов организации строительства в целях сокращения сроков и стоимости сооружения. На практике была доказана возможность переходить широкие и глубокие реки, не пользуясь постоянными подмостями.
Н.А. Белелюбский составил проект не только моста через р. Мсту, но и проект замены самого высокого на магистрали моста через овраг Веребье насыпью высотой более 40 м с каменной трубой отверстием 6,39 м.
Новый Мстинский мост и Веребьинская труба являлись замечательными сооружениями своего времени.
В 1875 г. Н.А. Белелюбский разработал проект моста через Волгу у Батраков (ныне Октябрьск) близ Сызрани на Оренбургской (Самаро-Златоустовской) железной дороге. В процессе изысканий места перехода Н.А. Белелюбский сформулировал свой первый научный постулат о расчете отверстия моста, провел экономическое сравнение различных вариантов пролетных строений.
К строительству был принят проект тринадцатипролетного моста с главными трехраскосными фермами длиной по 106,5 м. Вместо принятых тогда плоских раскосов в средней части были поставлены раскосы жесткого сечения, в конечных панелях ферм установлены восходящие сжатые (обратные) раскосы. Эти нововведения стали характерны для большого числа русских мостов. Мост был построен из сварочного бельгийского железа, но именно при сооружении этого моста Н.А. Белелюбский пришел к мысли о необходимости введения контроля за качеством металла не только по временному сопротивлению, но и по удлинению. В дальнейшем им были разработаны нормы на приемку мостового железа. Открытие моста состоялось 20 августа 1880 г. Этот мост долгое время был самым длинным (1436 м) в Европе и шестым по длине в мире. На его строительство пошло 6814 т железа.
Строительство этого моста стало исключительным событием в русском мостостроении. Ведущие российские и иностранные технические журналы поместили описание этого моста как выдающегося сооружения.
В сооружении моста принимали участие как молодые, так и опытные инженеры: В.И. Березин, К.Я. Михайловский, Е.К. Кнорре, но душой являлся Н.А. Белелюбский. В самые трудные и критические моменты строительства опыт и талант Н.А. Белелюбского находили наиболее рациональные решения. Так например, благодаря кессону особой туфлеобразной формы, спроектированному Н.А. Белелюбским, удалось увеличить надежность одной из опор моста.
В 1881 г. начинается строительство совмещенного моста через Днепр в Екатеринославле на Екатеринославской железной дороге, автором проекта которого был Н.А. Белелюбский. Этот двухъярусный мост (15×83,1 = 1246 м) - первый через Днепр на всем его протяжении от Херсона до Киева. Верхний ярус был приспособлен для езды экипажей, движение поездов происходило по нижнему ярусу. Мост был открыт для движения в 1884 г.
В 1891 г. в России приступают к строительству Транссибирской магистрали. Дорога прошла по всей Сибири, пересекая крупнейшие сибирские реки Тобол, Ишим, Иртыш, Обь, Енисей, Белую, через которые были построены мосты из литого железа. Автором проектов всех больших мостов, кроме моста через Енисей у Красноярска, был Николай Аполлонович.
Применение типовых ферм, разработанных Н.А. Белелюбским, позволило в течение пяти лет построить двенадцать с мостов через сибирские реки.
По проектам Н.А. Белелюбского были построены большие мосты консольно-балочной системы через реки Обь (1896 г., Западно-Сиб. ж. д, совместно с инж. Н.Б. Богуславским.), Днепр в Смоленске (1896 г., совместно с инж. Н.Б. Богуславским), Дон (1898 г., Юго-Восточная ж. д., совместно с инж. Н.Б. Богуславским.), Бузан (1907 г., Астраханская линия, Рязано-Уральской ж. д., совместно с инж. В. Персеном).
Мост через р. Бузан общей длиной 304,5 саж. (748,6 м) состоял из семи пролетов. Этот мост интересен оригинальным криволинейным «верблюдообразным» очертанием верхних поясов ферм. Опоры были возведены кессонным способом. Мост занимал первое место по глубине опускания кессонов - до 32 м.
Последними большими мостами, построенными по проекту Н.А. Белелюбского, стали мосты через Волгу у Свияжска на Московско-Казанской (1913 г.) и Симбирска на Волго-Бульгуминской (1912 - 1916 гг.) железных дорогах.
Свияжский железнодорожный мост через Волгу состоял из 6 пролетов по 74,2 саж. (158,6 м), перекрытых полупараболическими раскосными фермами с нижними шпренгелями и ездой по низу. В то время мост был первым по величине пролетов. Установка ферм производилась с помощью плавучих подмостей. Благодаря центральной передаче усилий от поперечных балок устранены вредные дополнительные напряжения в фермах. Для волжского моста у Симбирска Н.А. Белелюбский разработал проект полупараболического пролетного строения длиной 75 саж. (159,57 м) со свободными поперечными балками.
На протяжении всей жизни Н.А. Белелюбский строил в основном железнодорожные мосты. Однако по его проектам построено несколько оригинальных городских мостов. В качестве несущей конструкции городских мостов Н.А. Белелюбский применял сквозные арки, придававшие легкость и изящность общему абрису мостов.
В 1905 г. по проекту Н.А. Белелюбского был построен один из самых оригинальных металлических городских мостов России - мост через р. Мсту в Боровичах. Впервые в России для городского моста была применена трехшарнирная сквозная арка без затяжки. Мост существует до сих пор в первозданном виде и является главной достопримечательностью небольшого городка Боровичи. Только в 2001 г. было принято решение о реконструкции моста с целью увеличения ширины проезжей части, так как ширина старого моста всего 6 м.
Работа инженера-практика доказала Н.А. Белелюбскому, что успех строительства моста зависит не только от правильного решения проектировщика при выборе системы и конструкции моста. Для того чтобы мост стал надежным и долговечным сооружением, необходимы отечественные строительные материалы высокого качества.
Н.А. Белелюбский уделял большое внимание изучению строительных материалов и разрабатывал способы их испытаний. В сферу его научных интересов попали такие материалы, как цемент, металл, железобетон. В течение многих лет кропотливой работы ученый доказал, что русские цементные заводы выпускают цемент не хуже традиционных английских. С 1876 г. в механической лаборатории Института инженеров путей сообщения под руководством Н.А. Белелюбского проводили систематические испытания русских цементов, в результате которых были разработаны единые русские «Нормальные условия для поставки портландцементов», утвержденные Министерством путей сообщения в 1881 г.
В 1885 г. в рабочем кабинете ученого состоялось первое совещание русских специалистов по цементу. Оно положило начало съездам русских техников и заводчиков по цементному делу. Все съезды (за исключением 12-го) проходили в стенах Института инженеров путей сообщения. На них обсуждались проблемы и достижения русской цементной промышленности, рассматривались поправки к техническим условиям приемки портландцементов. Русские цементные съезды положили начало основания первого в мире научного общества, занимавшегося проблемами цемента.
В 1889 г. в механической лаборатории института (ИИПСа) в целях популяризации русского цемента Н.А. Белелюбский организовал испытания цементов пяти русских заводов. Их результаты стали доступны широкому кругу техников благодаря публикациям в журналах «Зодчий», «Цемент, его производство и применение», «Портландцемент», в издании которых активное участие принимал Н.А. Белелюбский.
С 1895 г. все сооружения Министерства путей сообщения стали строить, используя русский цемент. Труды Н.А. Белелюбского по цементному делу были отмечены дипломами на промышленной выставке в Москве (1882 г.), на конгрессе в Нью-Йорке (1912 г.), где ученого избрали президентом Международного общества испытания материалов.
Инженер С.И. Лебедев в статье, посвященной 50-летию научной деятельности ученого, писал: «Деятельность Николая Аполлоновича Белелюбского в области цемента - это сама история русского цемента, и никто не мог бы оспаривать звание «отца» русского цемента. Николай Аполлонович столь же среди нас, сколько в истории его любимого цементного дела».
Для мостов необходим не только цемент, но и металл. В 80-е гг. XIX в. профессор Н.А. Белелюбский приступает к изучению свойств металла, пригодного для мостостроения. В 1882 г. им опубликована первая научная работа о замене сварочного железа, которое являлось доминирующим в мостостроении не только России, но и европейских стран, литым железом. По инициативе ученого литое железо, т.е. сталь, которую получали конверторным или мартеновским способом, впервые в России применили на мостах Псковско-Рижской, Ржево-Вяземской и Гомель-Брянской железных дорог.
Для того чтобы преодолеть недоверие чиновников и некоторых инженеров к новому виду железа, Н.А. Белелюбский провел сравнительные испытания сварочного и литого железа. Многие инженеры не считали нужным переходить в мостостроении от испытанного временем сварочного железа к новому материалу, тем более что прочностные характеристики обоих видов железа были почти одинаковы. Однако неоднородная структура сварочного железа приводила к развитию коррозии в результате расслоения металла под воздействием различных факторов. Именно Н.А. Белелюбский обратил внимание на сталь как на наиболее однородный по структуре металл, а значит, имеющий большие запасы сопротивления всем воздействиям, в том числе и динамическим. Литое железо - не только более надежный, но и более долговечный материал по сравнению со сварочным железом - таков вывод Н.А. Белелюбского.
В механической лаборатории были выработаны единые формы образцов для испытаний литого железа, условия проведения и перечень испытаний. Итогом работы стали первые в России технические условия приемки стали для мостов и строящихся железных дорог. Циркуляр Министерства путей сообщения от 13 июня 1885 г. официально закрепил применение литого железа для мостов России.
В 1889 г. на международном конгрессе в Париже Н.А. Белелюбский сообщил о широком применении литого железа в России. К этому времени были опубликованы его две научные работы по исследованию стали и построено шесть больших мостов из литого железа.
Строительство металлических мостов в России осложнялось отсутствием единого сортамента прокатного металла. В 1884 г. Н.А. Белелюбский совместно с инженером Н.Б. Богуславским издал таблицы «для подбора поперечных сечений и исчисления веса железных сооружений». В 1885 г. ученый выступает на съезде железозаводчиков России, где впервые в стране четко ставит задачу необходимости разработки единого и рационального русского сортамента. В 1894 г. его избрали председателем комиссии при МПС для выработки сортамента прокатного металла.
В 1899 г. после пяти лет наряженной работы по результатам комиссии был утвержден единый русский метрический сортамент, который имел огромное значение для развития железоделательной промышленности России.
В 1883 г. Императорское Русское техническое общество приступило к исследованию рельсовой стали и бандажей. В механической лаборатории института под руководством Н.А. Белелюбского были проведены сравнительные испытания качества рельсовой стали российских металлургических заводов, проведено исследование состава стали и его влияния на качество рельсов. На основании результатов исследований были разработаны технические условия приемки рельсов и бандажей.
В 1900 - 1906 гг. специальная рельсовая комиссия произвела испытания 196 рельсов 25 железных дорог. Программу исследований составил Н.А. Белелюбский совместно с инженером Н.М. Ляминым. В 1908 г. на основе результатов исследований и проекта технических условий на рельсы, предложенных Н.А. Белелюбским, были утверждены типовые профили рельсов I-А и IV-A.
Научная и практическая деятельность Н.А. Белелюбского сопровождалась интенсивной педагогической и административной работой. К преподаванию в Институте инженеров путей сообщения Н.А. Белелюбский приступил сразу после его окончания в качестве репетитора по строительной механике, мостам и гидравлике. В 1873 г. его избирают экстраординарным профессором по кафедре строительной механики и назначают заведующим механической лаборатории института.
Благодаря его энергии учебная лаборатория стала главной опытной станцией МПС с самым современным испытательным оборудованием. В механической лаборатории института проводили испытания различных строительных материалов от цемента до железобетона, от чугуна до стали. Ученый руководил лабораторией до конца своей жизни. В 1921 г. совет института избрал Н.А. Белелюбского почетным директором механической лаборатории.
В 1878 г. Н.А. Белелюбский был назначен заведующим кафедрой строительной механики, и ему присваивается звание ординарного (штатного) профессора. Педагогическая работа была неотъемлемой частью жизни ученого. Им многое сделано для становления таких технических дисциплин, как строительная механика, сопротивление материалов, мостостроение. Николай Аполлонович был автором первого полного русского курса строительной механики для высших учебных заведений, изданного в 1885 г. Эта книга выдержала три издания, каждое из них дополнялось автором новыми главами.
В 1895 г. ученый издает учебник по строительной механике, в который входят разделы по сопротивлению материалов, устойчивости сооружения и вспомогательно-справочный.
Н.А. Белелюбский читал лекции по строительной механике и строительному искусству в Горном институте, Институте гражданских инженеров, на Петербургских политехнических курсах, в Петербургском политехническом институте.
Н.А. Белелюбский был одним из самых ярких представителей технической интеллигенции России. Ученый, инженер, педагог, заслуженный профессор и действительный член Академии художеств, Николай Аполлонович Белелюбский занимал высокие должностные посты в России. С 1881 г. ученый состоял при Министерстве путей сообщения, был членом инженерного совета, председателем мостовой комиссии, ректором Петербургского института инженеров путей сообщения.
Представитель и участник от России на международных выставках, съездах и конгрессах, Николай Аполлонович Белелюбский всегда стремился отстаивать приоритет русской науки и техники. Он автор 70 научных трудов в области строительной механики, мостостроения и строительных материалов, изданных на русском и иностранных языках.
Активная гражданская позиция ученого-патриота была оценена не только соотечественниками. В Германии Н.А. Белелюбскому было присвоено звание почетного доктора технических наук, во Франции - почетного члена Общества гражданских инженеров, в Англии - почетного члена Бетонного института.
В 1912 г. Н.А. Белелюбский был избран президентом Международного общества испытания материалов (общество прекратило свое существование в 1924 г.)
Память о Николае Аполлоновиче Белелюбском бережно хранят в стенах Петербургского государственного университета инженеров путей сообщения. Имя Н.А. Белелюбского носит механическая лаборатория Университета инженеров путей сообщения.
Подготовлено по:
Косова, Н.Е. Николай Апполонович Белелюбский, его научное и инженерное наследие (1845−1922) // Проблемы культурного наследия в области инженерной деятельности: сб.ст. – Вып.3. – М., 2001. – С.29−54.
4.12 Техника, оружие
4.12.081 Мосты и цемент Белелюбского
Механик, материаловед, проектировщик и строитель мостов, педагог, пропагандист русских научных достижений; заслуженный профессор, заведующий кафедрой строительной механики, ректор Петербургского института инженеров путей сообщения; начальник первой в России механической лаборатории по испытанию сопротивления материалов (Государственной испытательной станции); действительный член Академии художеств; председатель Мостовой комиссии при Инженерном совете МПС; основатель и редактор журнала «Цемент, его производство и применение»; председатель бюро «Съездов русских техников и заводчиков по цементному, бетонному и железобетонному делу»; президент Международного общества испытания материалов; учредитель «Общества вспомоществования недостаточным студентам» и «Общества изыскания средств для технического образования женщин»; доктор-инженер honora causa Высшей технической школы в Берлине; почетный член Общества гражданских инженеров во Франции и Бетонного института в Англии; лауреат медали Эдинбургской выставки 1890 г, высшей награды Парижской выставки 1900 г., а также участник еще 6 международных выставок в Чикаго, Стокгольме и Париже - Николай Аполлонович Белелюбский (1845-1922) является автором более 50 трудов по цементам и мостостроению. Белелюбский - глава первой научной школы русских мостостроителей, спроектировал и построил более ста мостовых сооружений.
Первый русский полный «Курс строительной механики», написанный профессором Н.А. Белелюбским в 1885 г., на много десятилетий стал классическим учебником для студентов и настольной книгой специалистов, а напутствие педагога своим ученикам актуально и ныне: «Вы - будущие инженеры. Нет прекрасней доли. Вы будете проектировать и строить мосты. Это дело на века. Ищите лучших конструкций, приемов и способов строительства. Но не забудьте одного - быть хозяином своих строек. Не владельцами, а хозяевами, ибо строите для государства, для народа. Стройте рачительно, бережно, экономно, прочно. И ново. Каждое время приносит свою полезную новизну, каждый инженер должен сделать в своей практике шаг вперед. Во всяком случае он должен хотеть это сделать, иначе он не инженер, не хозяин своего дела».
Николай Аполлонович был хозяином своих слов и своих дел: как говорил, так и жил - «деятельность его была широка и многогранна. Современники говорили, что Николай Аполлонович не человек, а целое министерство, а то и два» (http://funeral-spb.narod.ru/); за полвека «в России не было построено ни одного моста, в проектировании, сооружении или экспертизе которого не принимал бы участия Белелюбский» (http://www.snor.ru/). И ни к одному из его сооружений ни время, ни люди не предъявили претензий, ни один мост не разрушился сам по себе!
При этом надо заметить, что в заслугах ученого, конструктора, инженера и педагога в двух неразрывно связанных направлениях его деятельности - мостостроении и изучении цементов невозможно выделить главные - их не разорвать, они будто скреплены цементом, да и не хватит места в очерке.
Посему, не вникая в суть научных достижений мостостроителя, остановимся хотя бы на перечне его нововведений, а также на конкретном воплощении новаций в конструкциях самых знаменитых мостов.
Применив в пролетных строениях мостов литое железо, Белелюбский первым отметил его высокие качества по сравнению со сварочным. После подробного изучения механических свойств и особенностей обработки этого железа, ученый, несмотря на противодействие со стороны МПС, внедрил его в отечественное мостостроение, создал на него технические условия (ТУ), легшие затем в основу зарубежных ТУ.
Проведя сравнительные испытания считавшегося в ту пору лучшим английского цемента и отечественного, Белелюбский доказал, что наши цементы по своему качеству ничем не уступают заморским.
Одновременно ученый выдал рекомендации по выбору песка, выработал номенклатуру вяжущих веществ, провел исследования шлаковых цементов и русской пуццоланы (активная минеральная добавка из смеси вулканического пепла, пемзы, туфа и т.п.).
Возглавив комиссию для выработки норм и ТУ по приемке и испытанию цементов, Николай Аполлонович успешно справился и с этой работой.
Авторитет ученого в решении любых «цементных» вопросов был столь велик, что его - мостостроителя - много лет избирали вице-председателем, а затем и председателем бюро «Съездов русских техников и заводчиков по цементному, бетонному и железобетонному делу».
Когда в начале 1890-х гг. в строительстве появился новый материал - железобетон, Белелюбский стал его страстным пропагандистом. Тщательно изучив новый строительный материал, ученый в 1905 г. организовал комиссию по выработке ТУ для железобетонных работ на основе опыта отечественного строительства и к 1908 г. выработал и утвердил первые нормы.
Помимо научных и организационных мер, Николай Аполлонович первым в нашей стране применил железобетон на строительстве мостов, позволивший ему увеличить длину пролетов и разнообразие мостовых конструкций.
Отдельной заслугой материаловеда Белелюбского стала возглавляемая им с 1878 г. механическая лаборатория Института инженеров путей сообщения, преобразованная затем за величайшие заслуги перед отечественной наукой и техникой в Государственную испытательную станцию.
Удивительно, но ученый в одиночку (еще с одним помощником) в этой единственной в России лаборатории умудрился исследовать и описать для нужд МПС механические и физические (выветриваемость) свойства почти всех русских строительных материалов! Эта лаборатории стала первым в России местом испытаний сопротивления материалов.
Многие результаты исследований Белелюбского легли в основу норм испытаний строительных материалов, рельсов и пр. у нас и за рубежом. Потомкам испытатель оставил громадную коллекцию каменных материалов со всей страны с характеристикой их механических свойств. Ныне эта лаборатория носит имя своего создателя.
Ну и, наконец, о главном детище Белелюбского - мостах. Их Николай Аполлонович спроектировал больше ста, в т.ч. величайший для своего времени по протяженности и совершенству конструкции Сызранский мост через Волгу, соединивший железнодорожную сеть центра России с Заволжьем и Сибирью; двухъярусный мост через Днепр возле Днепропетровска, разрушенный во время Великой Отечественной войны; Обской мост, связавший два самых крупных и значимых участка Транссиба - Западно-Сибирскую и Средне-Сибирскую железные дороги и послуживший основанием города Ново-Николаевска (Новосибирска)…
Все мосты строителя хороши сами по себе, но во многих ученый заложил еще и новшества, которые стали непременным атрибутом последующих мостовых конструкций у нас и на Западе.
Так, заменяя деревянные конструкции старых мостов металлическими, Белелюбский разработал способ быстрой замены без перерыва движения; впервые в мировой практике предложил конструкцию свободных поперечных балок, стал возводить уникальные насыпи и строить мостовые опоры кессонным способом; существенно улучшил конструкции металлических пролетных строений; впервые применил свободное шарнирное опирание поперечных балок на балансиры, за что был удостоен медали на Эдинбургской выставке в 1890 г.; предложил метод расчета отверстий больших мостов, принятый с тех пор в международной практике мостостроения.
Последним и крупнейшим из мостов Белелюбского, сооруженных в России (были и за рубежом), стал Симбирский (Николаевский) мост (1916 г.) с длиной каждого из 12 пролетов 158,4 м и общей длиной (с учетом подходящей к нему эстакады) 2810 м (четвертое место в мире по длине). На строительстве этого сооружения применялась новейшая техника: кессоны, опускные колодцы, экскаваторы...
P.S. Очерк хочется завершить словами академика Г.П. Передерия: «Н.А. Белелюбский своей деятельностью, особенно в области мостостроения, стяжал себе мировую известность. Такая слава редко выпадает на долю инженера, и даром она не дается. Нужно родиться с талантами и задатками, с такой колоссальной энергией, какими обладал Н.А. Белелюбский. Нужно направить эту энергию на большое общественное дело, нужно суметь его довести до успешного конца, и тогда слава приходит как дань благодарности современников и последующих поколений людей».
ОСНОВАНИЕ И СТАНОВЛЕНИЕ ПЕРВОЙ В МИРЕ ЛАБОРАТОРИИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ - МЕХАНИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ им. проф. Н.А.БЕЛЕЛЮБСКОГО
Интенсивное строительство мостов, шоссейных и железных дорог, развернувшееся с 30-х годов XIX в., требовало новых строительных материалов, систематического изучения их механических свойств и выработки рекомендаций по применению. Эти испытания производились на разных строительных площадках, заводах, по методикам, составленным разными исследователями. Например, сидерометр – разрывная машина для испытания цепей и тросов, запроектированная А. Бетанкуром и использованная для испытания цепей для Пантелеймоновского моста Г.Ламе, была установлена на Александровском металлическом заводе. Журавский Д.И. свои модели Веребьевского и Мстинского мостов испытывал на строительной площадке первого постоянного моста через Неву, и т.д. Назрела необходимость создания научного центра, в котором бы все эти проблемы решались в совокупности.
Инициаторами создания специально оборудованной для этих целей лаборатории выступили осенью 1849 г. профессора института Ф.И.Сулима и
П.И.Собко. В 1851 г. ими был подготовлен проект, а к концу 1853 г. новая лаборатория для химических и механических исследований
строительных материалов была полностью построена, оборудована машинами и приборами. В ней начались занятия. Это была первая лаборатория в
институте корпуса инженеров путей сообщения.
Официальное открытие лаборатории состоялось 28 января (10 февраля) 1854 г. Первым ее заведующим стал Петр Иванович Собко - один из создателей русской школы строительной механики. Так начиналась деятельность первой в России и в мире специализированной учебной и научной лаборатории по исследованию прочности и деформируемости материалов и элементов конструкций. По свидетельству С.П.Тимошенко , первые подобные лаборатории за рубежом появились в Англии в 1862 и 1865 гг., а в Германии, при Мюнхенском политехническом институте, - в 1871 г.
В Механической лаборатории впервые в России начинаются учебные занятия по практическому исследованию физико-механических свойств строительных материалов, заинтересовавшие инженерную общественность Санкт-Петербурга. В лаборатории проводились занятия со студентами не только своего института, но и Горного института, Военно-инженерной академии, Строительного училища.
Так как Механическая лаборатория была первой и единственной в России, прежде чем начать испытания, приходилось разрабатывать технические условия на их проведение.
В 1854 г. П.И.Собко разработал первые методы испытания строительных материалов, по которым испытывались камень из различных каменоломен и
лесные материалы, поступившие в 1856 г. из экспедиции П.П.Мельникова, занимавшейся изысканиями дороги Москва-Курск. В 1854 г. в лаборатории
производилось испытание материалов, предназначенных для шпиля собора Петропавловской крепости, реконструкция которого - замена деревянного
каркаса на металлический - велась по проекту инженера Д.И.Журавского. В эти же годы велись испытания кирпича, телеграфной проволоки,
опорных подушек рельсового пути и прочих изделий.
В 1863 г. Механическая лаборатория отделяется от химической в самостоятельную, перемещается в большее помещение, пополняется испытательным оборудованием и расширяет свои исследования.
В 1864 году в ИКИПС организуются 12 первых кафедр. В том числе кафедра Строительной механики, заведующий которой должен был возглавлять и Механическую лабораторию.
В 70-е годы XIX в. в России продолжало расширяться железнодорожное и гидротехническое строительство. Учитывая это, профессор
Н.А.Белелюбский, возглавивший с 1873 г. Механическую лабораторию, видел ее ближайшую задачу «...в производстве возможно большего числа
опытов по определению сопротивления и других механических свойств русских материалов, а также в удовлетворении запросов строительной
практики по приемке материалов вообще».
С 1876 г. в Механической лаборатории проводились систематические испытания цементов различных заводов. В 1881 г. на основании накопленного опыта Н.А.Белелюбским были разработаны, а Министерством путей сообщения утверждены единые русские «Нормальные условия для поставки и приемки портландских цементов».
Н.А. Белелюбский является одним из организаторов ряда совещаний, посвященных обсуждению вопросов производства и испытания цементов.
Их участниками были представители отечественных цементных заводов и научных учреждений. На первом совещании (1885 г.) было принято решение
образовать в Механической лаборатории Института инженеров путей сообщения Постоянное бюро по испытанию цементов.
На основе результатов испытаний, полученных в Механической лаборатории, в 1890 г. были составлены Технические условия на приемку цементов
для портовых сооружений, написаны инструкции по надзору за производством работ. В 1895 г. состоялось третье совещание по цементам,
названное, благодаря своей представительности, съездом. Одно из его заседаний проходило в Механической лаборатории, где демонстрировались
новые приборы и обсуждались вопросы техники испытания строительных материалов.
Н.А.Белелюбский доказал, что качество русских цементов не уступает лучшим маркам иностранных. Его трудами с 1895 г. было прекращено использование импортного цемента в сооружениях, строившиеся Министерством путей сообщения.
Накопленные в лаборатории данные при испытании образцов литого железа послужили основой для составления первых Технических условий на приемку литого железа для строительства мостов. В состав комиссии Министерства путей сообщения, завершившей в 1885 г. разработку этих технических условий, входил Н.А. Белелюбский.
Н.А. Белелюбский был и известным мостостроителем, по проектам которого возведено более 100 крупных мостов из литого железа. Обширные исследования в Механической лаборатории его свойств и влияния на них различных способов обработки позволили Н.А. Белелюбскому в работах, опубликованных в 1882-1885 гг., рекомендовать литое железо к использованию в мостостроении в замен сварочному.
Первые в мире мосты из литого железа появились на Псковско-Ржевской железной дороге в 1883 г., а к 1886 г. такие мосты были построены и на Ржево-Вяземской и Гомель-Брянской железных дорогах. В течение 40 лет не было внесено существенных изменений в конструкцию типовых ферм, разработанных Н.А.Белелюбским в 1884 г.
Теоретические исследования профессора Н.А.Белелюбского нашли свое обобщение в его «Курсе строительной механики», который вышел первым изданием в 1885 г. и стал настольной книгой для студентов и инженеров-строителей того времени.
С 1883 г. большое место среди исследований в Механической лаборатории занимали работы по изучению рельсовой стали. Результаты этих исследований были использованы при разработке в 1886 г. Технических условий на приемку рельсов и бандажей.
Механическая лаборатория института была участницей и одним из организаторов всех международных конференции и конгрессов по испытаниям строительных материалов, членом постоянно действующих международных комиссий.
Первая международная конференция по методам испытания материалов состоялась в 1884 г. в Мюнхене, вторая - в 1886 г. в Дрездене, третья - в 1890 г. в Берлине, четвертая - в 1893 г. в Вене. На этих конференциях докладывались результаты исследований, выполненных учеными института. К 80-м годам ХIХ столетия Механическая лаборатория завоевала славу одной из лучших в Европе.
В 1895 г. под председательством Н.А. Белелюбского была образована комиссия для выработки сортамента профилей фасонного прокатного металла. В этой работе принимали участие Ф.С. Ясинский и Н.Н. Митинский. В 1899 г. «Русский нормальный сортамент железа в метрических мерах» был введен и действовал без существенных изменении вплоть до 1926 г.
С 1900 по 1905 г. по заданию Министерства путей сообщения в лаборатории проводилось большое комплексное исследование свойств стали из рельсов, прослуживших продолжительные сроки на различных дорогах страны. Результаты этой большой работы послужили основой для разработки Технических условий на рельсы и нормальных типовых профилей рельсов, утвержденных в 1908 г. и действовавших до 40-х годов, когда они были дополнены более тяжелыми типами.
В связи с организацией в 1889 г. Всемирной выставки в Париже состоялся Международный конгресс по строительству и механическому делу. Вице-председателем конгресса был избран Н.А. Белелюбский. В докладах, сделанных на конгрессе, был показан приоритет русских ученых в ряде вопросов экспериментального изучения материалов и сооружений.
Для лучшей организации информационной и координационной работы было основано Международное общество по испытанию строительных материалов, которое каждые 3-5 лет созывало свои конгрессы.
Первый конгресс общества состоялся в 1895 г. в Швейцарии, в Цюрихе, последующие - в других странах. Седьмой конгресс был назначен на 1915 г. в Петербурге. Однако он не состоялся из-за начавшейся первой мировой войны.
На этих конгрессах Механическую лабораторию представлял Н.А. Белелюбский и его сотрудники, выступавшие с докладами. Н.А. Белелюбский с момента организации Совета - постоянно действующего органа общества - входил в его состав, затем он был избран вице-президентом, а в 1912 г. - президентом Международного общества по испытанию строительных материалов.
На протяжении многих лет в лаборатории испытывались образцы каменных пород различных месторождений со всех концов страны. Совокупность этих исследований позволила Академии наук СССР в 1920 г. составить карту месторождений каменных материалов, пригодных для строительных целей.
В конце XIX в. деятельность кафедры Строительной механики и Механической лаборатории была связана с именами таких ученых, как
Л.Д. Проскуряков, С.И. Дружинин, Ф.Е. Максименко, Н.Н. Митинский, С.К. Куницкий, М.А. Ляхницкий. Первым, кто ввел в институте преподавание
курса «Теория упругости», был Феликс Станиславович Ясинский. В 1913 г. учебной работой на кафедре руководил вновь избранный профессор
С.П.Тимошенко.
Можно без преувеличения сказать, что содержание и методика преподавания курса сопротивления материалов и постановка лабораторного практикума по этой дисциплине в России зародились в стенах нашего института на кафедре и в Механической лаборатории. Отсюда они были в прямом смысле перенесены в другие высшие учебные заведения. Вот несколько иллюстраций к этому утверждению. Штатными помощниками Н.А.Белелюбского по Механической лаборатории были с 1888 по 1891 г. Н.К.Лахтин, с 1891 по 1898 г.- Л.Д. Проскуряков, с 1898 по 1903 г. - С.И. Дружинин, с 1903 по 1906 г. - Н.М. Абрамов. В связи с образованием новых вузов они основали и возглавили Механические лаборатории и кафедры Строительной механики соответственно в Московском училище живописи, зодчества и ваяния, Московском инженерном училище (МИИТ), Петербургском политехническом и Ленинградском кораблестроительном, Новочеркасском политехническом институтах. При этом, естественно, использовался опыт, традиции и методики, приобретенные в Механической лаборатории и на кафедре Строительной механики Петербургского путейского института.
С 1923 г. после смерти Н.А.Белелюбского Механическую лабораторию, как и кафедру Сопротивления материалов, возглавил профессор Н.М. Беляев.
В 1922 г. при лаборатории была организована мостоиспытательная станция, которую возглавил Н.М. Беляев. В ее работе принимали участие
такие известные ученые, как Г.К. Евграфов, Г.П. Передерий, В.А. Гастев, В.К. Качурин. На основании обследования и испытания эксплуатируемых
мостов на сети железных дорог сотрудниками станции была произведена классификация мостов по их грузоподъемности, что позволило допустить
эксплуатацию некоторых старых мостов в условиях возросших нагрузок от подвижного состава без их реконструкции. В составе Механической
лаборатории мостоиспытательная станция находилась до 1930 г.
В 1927 г. при НТК НКПС была создана рельсовая комиссия с участием профессора Н.М.Беляева и члена-корреспондента А.А. Байкова. В течение нескольких лет проводились механические, металлографические и химические исследования образцов рельсовой стали при статических, ударных и циклических нагрузках. Результаты этой обширной работы были использованы при выработке Технических условий на рельсы для широкой колеи, введенных в действие в 1933 г.
В 1923 г., впервые в стране, в Механической лаборатории под руководством В.К. Качурина - инженера лаборатории, впоследствии профессора, начали проводиться испытания при циклически изменяющихся нагрузках. Им была сконструирована и изготовлена специальная установка для испытаний на усталость металлов при изгибе, отрабатывалась методика этих испытаний. В результате проведенных исследований были вскрыты причины и выработаны рекомендации по борьбе с усталостными изломами. Сотрудники лаборатории и кафедры организовали техническую учебу на предприятиях железнодорожного транспорта с целью быстрейшего внедрения этих рекомендаций.
При Н.М.Беляеве получили дальнейшее развитие исследования физико-механических свойств бетонов. Если первоначально при строительстве применялись жесткие трамбованные бетонные смеси, то с распространением железобетона потребовались пластичные и литые бетонные смеси. Работы по изучению влияния состава бетона, его подвижности, на последующую прочность конструкции сосредоточились в Механической лаборатории и велись под руководством Н.М.Беляева.
В 1929 г. в Ленинграде при активном участии Н.М.Беляева был создан Всесоюзный научно-исследовательский институт бетона (Н.М.Беляев был заместителем директора этого института до 1931 г.), а Механическая лаборатория стала центральной опорной лабораторией Института бетонов. Принципы подбора состава бетонов разработанные Н.М.Беляевым быстро распространились по научным центрам страны.
В 30-х годах в Механической лаборатории велось изучение упругих и пластических свойств бетона, усадки, ползучести; впервые в стране были проведены исследования свойств вибрированных и прессованных бетонов; изучались вопросы технологии зимнего бетонирования: пропаривание, электропрогрев; исследовались возможности замены в бетоне части портландцемента мелкопомольными и гидравлическими добавками, а также ударная прочность бетона. Эти работы вели профессора И.П. Александрин, А.Е. Шейкин, А.В.Саталкин и другие.
Большое внимание уделялось изучению и подбору составов бетонов для гидротехнических сооружений. Такая работа под руководством Н.М.Беляева была выполнена при сооружении Днепрогэса, Волховской, Свирской, Чирчикской ГЭС, Беломоро-Балтийского канала, Химкинского моста в Москве; в 50-е годы, уже при В.К.Качурине - Куйбышевской, Волгоградской, Иркутской ГЭС.
В 1935-1939 гг. в лаборатории испытывались эскалаторные цепи для Московского метрополитена. В 50-е годы в связи со строительством Ленинградского метро, доцентами Я.Е. Иохельсоном, О.В. Кунцевичем, профессором И.П. Александриным и другими были выполнены исследования по подбору состава высокопрочного бетона для изготовления железобетонных тюбингов взамен чугунных для обделки тоннелей метрополитена.
В годы блокады Ленинграда в 1941-1944 гг., в Механической лаборатории подбирались составы бетонов и испытывались контрольные образцы бетона для оборонительных сооружений вокруг города; испытывались корпуса снарядов для гвардейских минометов «Катюш».
В 1944 году заведующим кафедрой Сопротивление материалов стал профессор В.К. Качурин. Для Северо-Западного речного пароходства в
1947-1953 гг. в лаборатории проводилось обширное исследование котельных сталей. В период газификации города было проведено большое число
контрольных испытаний сварки газовых труб для Ленгазстроя. С.А.Степкин и другие сотрудники принимали участие в разработке норм контроля
качества сварных соединений труб.
Сотрудниками лаборатории, профессором В.К.Качуриным, доцентом С.А.Степкиным и другими совместно со специалистами Мостостроя-6 в 1948-1954 гг. была разработана технология постадий-ного бетонирования предварительно напряженных пролетных строений 23...32 м. Эта технология была применена при строительстве четырехпутного железнодорожного путепровода через Московский проспект у завода «Электросила».
С 1957 года по 1976 год заведовал кафедрой и Механической лабораторией им. проф. Н.А.Белелюбского профессор Анатолий Петрович Филин.
В 1959-1975 гг. велись подборы составов бетонов стойких против воздействия мороза и размыва мощным потоком воды для таких крупных гидротехнических сооружений, как Братская, Красноярская, Зейская ГЭС.
В 50-е и 70-е годы ХХ столетия Механическая лаборатория провела большую работу по изучению влияния остаточных напряжений на скорость развития усталостных процессов в тяжелых типах рельсов. Разрабатывались методы контроля качества сварных рельсовых стыков, изготовлялись опытные образцы ультразвукового дефектоскопа, применявшегося в исследованиях.
В 70-80-е годы ХХ столетия доцентом Н.Ф.Махновским изучалось явление длительной прочности напряженных стальных канатов, применяемых в транспортном строительстве. Им предложены динамометры для контроля усилий натяжения, получившие признание в инженерной практике.
На протяжении многих лет по заданию Ленинградского производственного объединения подъемно-транспортного оборудования имени С.М.Кирова велись экспериментальные исследования напряженного состояния в различных узлах металлоконструкций.
Механическая лаборатория приходила на помощь строителям во многих случаях, когда требовалась экспертиза причин разрушения в результате аварий.
С 1954 по 1995 гг. доцентом Ю.П.Каптелиным для заводов Кировского, Металлического, Электросилы, предприятия НПО «Прометей» производились исследования различных марок металлов: меди, титанов, сталей на ползучесть, длительную прочность, релаксацию. Исследовалась кратковременная ползучесть и ее закономерности.
С 1976 по 1977 и с 1979 по 1985 годы Механической лабораторией и кафедрой руководил доцент Ю.П. Каптелин.
В этот период, как и прежде, научные работы на кафедре и в лаборатории велись в тесном контакте с проектными и научно-исследовательскими институтами, заводами, строительными организациями по следующим основным направлениям:
- теоретическое изучение напряженно-деформированного состояния сложных конструкций (мосты, тоннели, здания, радиотелескопы, вагоны, валопроводы, сильфоны и др.) при действии статических и динамических, в том числе сейсмических нагрузок;
- применение и развитие оптико-геометрических методов измерения деформаций на моделях (метод нерегулярных растров, стереомуаровый метод и др.);
- экспериментальное изучение реологических свойств высокопрочных сплавов;
- рентгенографические и рентгеноструктурные исследования повреждений и усталостной прочности рельсовой стали;
- текущие испытания конструкционных материалов.
С 1985 по 2003 годы заведующим кафедрой «Строительная механика», затем «Прочность материалов и конструкций» стал профессор Виталий Захарович Васильев.
В 90-е годы XX столетия значительно сократились экспериментальные исследования в Механической лаборатории, тем не менее, в эти сложные для всей страны годы удалось сохранить основной парк экспериментальных машин, а главное персонал лаборатории.
В 2003 году заведующим кафедрой «Прочность материалов и конструкций» был назначен профессор С.В.Елизаров, а в 2004 г. заведующим ИЛ «Механическая лаборатория им. проф. Н. А. Белелюбского» стал доцент кафедры А.В.Бенин.
В 2004 году был отмечен 150-летний юбилей Механической лаборатории, которому была посвящена ставшая уже традиционной шестая Международная конференция по проблемам прочности материалов и сооружений на транспорте.
Для проведения официальных испытаний лаборатория аккредитована при различных системах сертификации: ФГУ «ТЕСТ-С.Петербург», Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии (в составе испытательного центра «Прочность-серт»), Системе сертификации на Федеральном железнодорожном транспорте (в составе испытательного центра «Технические измерения, прочность и материаловедение»), ЗАО «Санкт-Петербургская техническая экспертная компания».
В настоящее время в лаборатории проводится широкий спектр испытаний строительных материалов и конструкций – в частности, динамические и статические испытания деталей подвижного состава и автомобилей, стальных канатов, цепей и ступеней эскалаторов метрополитена, сварных арматурных каркасов, железобетонных конструкций и других изделий, применяемых в строительстве. Разработанные в.н.с., к.т.н. Махновским Н.Ф. накладные механические динамометры для контроля усилий в гибких связях (канатах, арматуре и т.п.) нашли широкое применение в практике испытательных лабораторий и других организациях, занимающихся эксплуатацией мостов, вышек сотовой связи и других объектов. Данные динамометры внесены в Государственный реестр средств измерений под № 29170-05 (сертификат об утверждении средств измерений RU.C.28.001.A №20594) и защищены свидетельствами на полезные модели (например, RU № 25940 U1, МПК 7G01 L 5/06).
Большое внимание уделяется проведению научных исследований в области, слоистых композиционных материалов на основе полимерной матрицы,
совершенствования методов расчета железобетонных конструкций, выполняются теоретические и экспериментальные работы по внедрению в практику
новых критериев прочности для элементов конструкций и др. направлениям.
К своему 150-летию в лаборатории был выполнен капитальный ремонт помещений. Однако оборудование, которым была оснащена лаборатория, осталось старым, выпущенным в 50-е и 60-е годы прошлого века. Удалось закупить только две новые испытательные машины: МИРИ-500К – на растяжение и изгиб силой до 500 кН и МИС-2000К – пресс до 2000 кН, оснащенных компьютерной системой управления и выпущенных в 2000 г. фирмой НИКЦИМ «Точмашприбор» (г. Армавир).
Поэтому в 2007-08 годах большая часть заработанных лабораторией средств была направлена на кардинальное переоснащение материально-технической базы. За эти годы были закуплены цифровой универсальный твердомер (фирмы Wolpert Wilson), позволяющий проводить измерения твердости по методам Викерса, Роквелла и Бринелля, гидравлическая испытательная машина Instron с максимальной нагрузкой до 1200 кН, электромеханические универсальные испытательные машины AG-50KNX с максимальной нагрузкой 50 кН и EZ-L с максимальной нагрузкой 5 кН (производство фирмы Шимадзу, Япония), инструментальный маятниковый копер Instron с максимальной энергией удара 460 Дж и некоторое другое оборудование.
Благодаря взаимодействию с кафедрой «Автоматика и телемеханика на ж.д.» были приобретены электродинамическая испытательная виброустановка V400LT/DSA1-2K, климатическая камера тепла-влаги-холода СН600С (производство фирмы Angelantoni, Италия) и пульсатор AMSLER HB 250 для динамических испытаний до 250 кН (производство фирмы Zwick/Roell, Германия). Приобретение данного оборудования с одной стороны позволило лаборатории существенно расширить спектр выполняемых вибродинамических и климатических испытаний, а с другой стороны кафедре «Автоматика и телемеханика на ж.д.» отказаться от услуг сторонних лабораторий.
В этот же период стало интенсивно развиваться новое направление деятельности лаборатории – контроль качества сварных соединений неразрушающим (ультразвуковым) методом, в том числе, выполняемый при аттестации сварщиков (руководит данным направлением к.т.н., доцент кафедры «МПНК» Николаев С.В.). Ультразвуковой контроль выполнялся на различных объектах Санкт-Петербурга, например при строительстве защитных сооружений, кольцевой автодороги и многих других. За выполнение работ по контролю при монтаже металлической конструкции прозрачного перекрытия атриума внутреннего дворика архитектурного ансамбля «Таврический дворец», сотрудникам лаборатории была объявлена благодарность со стороны Секретариата Совета Межпарламентской Ассамблеи стран-участников СНГ.
Другим абсолютно новым направлением деятельности лаборатории является высокоточная обработка, изготовление и испытания деталей и конструкций из композиционных материалов.
Возрождается утраченное в одно время (опять же из-за выхода из строя устаревшего оборудования) направление по химическому анализу состава сталей и сплавов. Для этого был приобретен оптический эмиссионный спектрометр PDA-7000 (производство фирмы Шимадзу, Япония).
Все вышеизложенное позволяет вновь говорить о Механической лаборатории им. проф. Н.А. Белелюбского, как об одной из ведущих испытательных лабораторий Северо-Западного региона России.