Журавский Дмитрий Иванович

Журавский Дмитрий Иванович

Д. И. Журавский родился 29 декабря 1821 года в селе Белом Курской губернии и первоначальное образование получил в Нежинской «гимназии высших наук» — Нежинском лицее. Эту гимназию он окончил в 1838 г. Особую склонность он проявил к математическим наукам. Эта склонность и славные имена академиков-математиков Остроградского и Буняковского, бывших тогда профессорами Института корпуса инженеров путей сообщения, привлекли молодого Журавского по приезде в Петербург в этот институт. Это высшее учебное заведение давало уже в ту пору разностороннее математическое и инженерное образование. Д. И. Журавский блестяще окончил в 1842 г. институт с занесением на мраморную доску и немедленно же по окончании был назначен на изыскания железной дороги Петербург — Москва, Неутомимая деятельность, любовь к делу, хорошая инженерная подготовка выделили Д. И. Журавского из среды его товарищей.

Ему было поручено составление проектов мостов, а затем он был назначен строителем одного из самых ответственных мостов — Воробьинского. Перед Д. И. Журавским стояла очень сложная и трудная задача. Он впервые начинал такое ответственное дело, как постройка в России большого числа крупных железнодорожных мостов буквально на пустом месте. В настоящее время к услугам мостостроителя имеются прекрасно разработанные способы определения сил, действующих на различные элементы моста при движении по нему поезда; он может выбирать наиболее подходящий материал: сталь, бетон, камень, дерево; свойства этих материалов, их прочность всесторонне исследованы в механических лабораториях. Ничего это не было во времена Д. И. Журавского. Уровень знаний по определению усилий в частях мостов, по проверке-прочности материала и соединений частей моста был настолько низок, что проектирование и постройка таких сооружений, как мосты железной дороги Петербург — Москва, требовали от инженера обширных самостоятельных научных исследований. Д. И. Журавскому надо было не только ответить на вопросы: какую систему моста выбрать, из чего сделать мост, какие размеры придать его частям, как их соединить, как осуществить постройку моста, — но надо было впервые создать научные методы решения этих вопросов.

Обилие в России леса, отсутствие железоделательной промышленности, сходство условий местности и условий сооружения железных дорог в России и Америке позволяли применить для мостов ту же систему, получившую распространение в Америке, — систему Гау. Но и на родине этих мостов, в Америке, не было ясного представления о том, как следует проектировать эти сооружения. Они строились в значительной мере по шаблону. Строитель каждого нового моста выбирал размеры его частей, руководясь лишь опытом предыдущих построек. Перед Д. И. Журавским было два пути: путь шаблона и путь самостоятельного исследования. Он пошёл по второму. Американцы применяли крайне упрощённые приёмы определения размеров составных частей ферм. Не умея более или менее точно определить силы, действующие на составные части ферм при проходе поезда по мосту, американские инженеры делали все раскосы и все тяжи каждой фермы одного и того же размера.

Д. И. Журавский разработал способ определения сил, сжимающих или растягивающих при действии поезда каждый стержень фермы; он создал теорию расчёта сквозных ферм, которая потом развилась в обширную область строительной механики. Результаты расчёта сразу же привели Д. И. Журавского к мысли о необходимости видоизменения американских конструкций. Он показал, что тяжи и раскосы, ближайшие к середине пролёта, испытывают меньшие усилия, чем те же части, расположенные около опор; поэтому первой группе элементов можно было дать меньшие поперечные сечения. Эти заключения молодого инженера резко противоречили предложениям американского консультанта Уистлера, казались неправдоподобными и возбуждали недоверие. Д. И. Журавский решил прибегнуть к опыту. Он построил небольшую модель фермы Гау, в которой болты были заменены металлическими проволоками одинакового диаметра. Нагрузив модель и проводя смычком по этим проволокам, Д. И. Журавский обнаружил, что проволоки вблизи опор фермы давали более высокий тон и, следовательно, были натянуты сильнее. Опыт решительно подтвердил правильность его теоретических исследований.

Вообще Д. И. Журавский относился с недоверием к тем положениям, которые получались путём одних выкладок, без параллельного освещения опытами, и всегда, где было возможно, сопровождал свои исследования экспериментами. Так, впоследствии, обдумывая наивыгоднейшую систему моста через реку Оку, он предполагал применить соединение деревянной арки с решетчатой фермой. Желая проверить результаты расчёта, Д. И. Журавский подверг испытанию модель в 1/26 натуральной величины и получил довольно большие поправки к результатам расчёта. Возражая английскому учёному Кларку по вопросу о причинах разрушения стенки высоких металлических балок, он показал правильность своих соображений путём испытания специально изготовленной модели балки. Результаты экспериментальных исследований Д. И. Журавского привели его к выводу, что «вычисления, без контроля опыта, часто уходят в область фантазии».

Решительно меняя конструкцию американских ферм, Д. И. Журавский пришёл к мысли о целесообразности устройства неразрезных деревянных ферм, т. е. ферм, перекрывающих несколько пролётов, не прерываясь над опорами. Для Веребьинского моста Д. И. Журавский решил проектировать неразрезную ферму о девяти пролётах по 25 1/2 сажен каждый. Это был едва ли не единственный пример применения мостовой неразрезной фермы о девяти пролётах.

В то время были известны приёмы расчёта неразрезных балок, разработанные французскими учёными Навье и Клапейроном, и опытные данные Ферберна и Стефенсона, полученные ими при проектировании неразрезных балок, но все эти исследования относились к случаю сплошных балок. Теории же определения усилий в решетчатых неразрезных фермах ещё не существовало. Д. И. Журавский впервые разработал оригинальный метод определения этих усилий, идя совершенно другим путём, чем иностранные исследователи. Путём простых и ясных соображений он решил поставленную задачу точно по отношению к собственному весу моста и приближённо, но с достаточной для практики точностью по отношению к действию поезда. Попутно им был получен ряд выводов, которые лишь позднее были отысканы другими исследователями. Так, им найдено наивыгоднейшее отношение крайнего и средних пролётов неразрезной фермы — вывод, полученный несколько лет спустя французским учёным Брессом. Чтобы яснее представить себе роль Д. И. Журавского в создании теории решетчатых ферм, надо иметь в виду, что указанные исследования были произведены им в 1845-1848 гг. За границей же впервые способ определения усилий в решетчатой ферме был получен Кульманом в 1851 г., да и то для случая лишь одного пролёта. Одновременно с разработкой способа расчёта решетчатых ферм Д. И. Журавскому пришлось ответить на вопрос о прочности материалов, из которых изготовлялись фермы, — дерева и железа. Никаких сведений об этих свойствах русских материалов не было; пользоваться американскими сведениями было невозможно, — они относились совсем к другим породам леса.

Д. И. Журавскому пришлось проделать громадную работу по изучению прочности лесного материала при растяжении, сжатии, сгибании, срезывании. Он сам сконструировал и построил машины для этих испытаний. Пользуясь ими, он исследовал прочность не только материала, но и целых элементов моста и их соединений друг с другом. Он испытал ряд моделей ферм Гау в 1/15 натуральной величины, изучая характер разрушения этих моделей при различных способах соединения частей ферм. Шаг за шагом он сравнивает различные конструкции стыков деревянных элементов, исследует значение отдельных деталей в работе этих стыков. Результаты, полученные Д. И. Журавским при опытных исследованиях материала и моделей, легли в основу проектирования не только мостов железной дороги Петербург — Москва, но и последующих проектировок мостов и других деревянных сооружений (стропил и т. д.).

С другой стороны, теоретические выводы из этих экспериментов позволили Д. И. Журавскому подвергнуть основательной критике конструкции первых трубчатых английских мостов, Конуэйского и Британского, и указать на неправильные представления английских инженеров о работе элементов этих мостов. Д. И. Журавский был не только проектировщиком мостов, он был строителем ряда крупнейших из них. Ему пришлось самостоятельно создавать приёмы постройки таких сооружений. Результаты своих девятилетних исследований по проектированию и постройке ферм Гау и изучению материалов для них Журавский изложил в труде «О мостах раскосной системы Гау», получившем в 1855 г. Демидовскую премию Академии наук.

Комментарии закрыты.