Инженеры проверили конструкцию моста Леонардо да Винчи

Изображения для загрузки на веб-сайте офиса новостей MIT предоставляются некоммерческим организациям, прессе и широкой публике в соответствии с некоммерческой лицензией Creative Commons «С указанием авторства». Вы не можете изменять предоставленные изображения, кроме как обрезать их до нужного размера. При воспроизведении изображений необходимо использовать кредитную линию; если оно не указано ниже, укажите авторство изображений в «MIT».

Предыдущее изображение Следующее изображение

В 1502 году нашей эры султан Баязид II разослал правительственный запрос предложений (запрос предложений) в стиле эпохи Возрождения с просьбой разработать проект моста, который соединит Стамбул с соседним городом Галата. Леонардо да Винчи, уже известный художник и изобретатель, придумал новую конструкцию моста, которую он описал в письме султану и набросал на небольшом рисунке в своем блокноте.

Он не получил работу. Но спустя 500 лет после его смерти проект самого длинного в мире пролета моста того времени заинтриговал исследователей из Массачусетского технологического института, которые задавались вопросом, насколько продуманной была концепция Леонардо и действительно ли она сработала бы.

Спойлер: Леонардо знал, что делал.

Чтобы изучить этот вопрос, недавняя аспирантка Карли Баст Мэн '19, работая с профессором архитектуры, гражданского и экологического проектирования Джоном Оксендорфом и студенткой Мишель Се, решила проблему, проанализировав доступные документы, возможные материалы и методы строительства, которые были доступны. в то время, а также геологические условия на предполагаемом участке, который представлял собой устье реки под названием Золотой Рог. В конечном итоге команда построила подробную масштабную модель, чтобы проверить способность конструкции выдерживать вес и даже выдержать осадку фундамента.

Результаты исследования были представлены в Барселоне на этой неделе на конференции Международной ассоциации оболочечных и пространственных конструкций. Они также будут представлены в беседе в Draper в Кембридже, штат Массачусетс, позднее в этом месяце, а также в эпизоде ​​программы PBS NOVA, которая выйдет в эфир 13 ноября.

Плоская арка

Во времена Леонардо большинство каменных опор моста выполнялись в виде обычных полукруглых арок, для поддержки столь длинного моста потребовалось бы 10 и более опор вдоль пролета. Концепция моста Леонардо была совершенно иной: плоская арка, которая была бы достаточно высокой, чтобы позволить парусной лодке пройти под ней с установленной мачтой, как показано на его эскизе, но которая пересекала бы широкий пролет одной огромной аркой.

Мост имел бы длину около 280 метров (хотя сам Леонардо использовал другую систему измерения, поскольку до метрической системы оставалось еще несколько столетий), что делало бы его самым длинным пролетом в мире на тот момент, если бы он был построен. «Это невероятно амбициозно», — говорит Баст. «Он был примерно в 10 раз длиннее типичных мостов того времени».

В конструкции также был использован необычный способ стабилизации пролета от боковых движений, что на протяжении веков приводило к обрушению многих мостов. Чтобы бороться с этим, Леонардо предложил абатменты, которые выдвигались наружу с обеих сторон, как стоящая пассажирка метро, ​​расширяющая свою стойку, чтобы балансировать в раскачивающемся автомобиле.

В своих записных книжках и письме султану Леонардо не сообщил подробностей о материалах, которые будут использованы, или о методе строительства. Баст и его команда проанализировали доступные на тот момент материалы и пришли к выводу, что мост мог быть построен только из камня, поскольку дерево или кирпич не могли выдержать нагрузки такого длинного пролета. И они пришли к выводу, что, как и в классических каменных мостах, таких как построенные римлянами, мост будет стоять сам по себе под действием силы тяжести, без каких-либо крепежей или раствора, скрепляющих камень.

Чтобы доказать это, им пришлось построить модель и продемонстрировать ее стабильность. Для этого потребовалось выяснить, как разрезать сложную форму на отдельные блоки, которые можно было бы собрать в окончательную конструкцию. Хотя полномасштабный мост должен был состоять из тысяч каменных блоков, они выбрали для своей модели конструкцию из 126 блоков, которая была построена в масштабе 1 к 500 (что составляет около 32 дюймов в длину). Затем отдельные блоки были изготовлены на 3D-принтере, на изготовление одного блока ушло около шести часов.