Развитие строительной техники и железнодорожного транспорта

Утверждение капиталистических производственных отношений нашло свое отражение и в развитии строительной техники. Строение любого назначения становится капиталовложением и в процессе его эксплуатации должно покрыть вложения, эксплуатационные расходы и принести капиталисту определенный процент прибыли.

Рис. 5-44. Общий вид машиностроительного завода конца XIX в.

Деревянные бараки, служившие основным сооружением для размещения работников централизованных мануфактур, с развитием машинного производства сделались неприменимы. Для машинного производства потребовался иной тип промышленных зданий (рис. 5-44), способных разместить разнообразное машинное оборудование, часть которого (молоты, штампы и др.) вызывала сильные динамические нагрузки на стены сооружения, требовала прочных фундаментов. Котельные установки должны были располагаться в помещениях, удовлетворяющих ряду требований безопасности. Машинные производственные цехи нуждались в широких пролетах, в опорах под крановое оборудование, в устойчивых стенах, способных выдерживать нагрузку от многочисленных механических передаточных систем. В связи с увеличением объема и интенсификацией технологических процессов в фабрично-заводских корпусах выделялось много пыли, дыма, испарений, газов, что требовало вентиляции.

Концентрация населения в быстро растущих промышленных городах приводила к резкому возрастанию цен на земельные участки, а это вело к увеличению этажности зданий. Концентрация жилых и производственных площадей в городах крайне усложнила вопросы снабжения городов водой, топливом, поставила вопрос об организации рациональной канализации.

Таким образом, и в промышленном, и в жилищном строительстве возник ряд новых проблем, которые не могли разрешаться старыми методами. На строительную технику была возложена задача найти новые методы возведения сооружений новых типов.

Рис. 5-45. Цех ткацких станков середины XIX в. Чугунные колонны поддерживают балки потолочного перекрытия и несут на себе трансмиссионные валы

Задача сооружения плоских перекрытий большого пролета была решена введением в строительную практику сначала деревянных, а позднее и металлических балок и ферм. Получили значительное распространение чугунные конструкции, преимущественно колонны (рис. 5-45), несущие большую статическую нагрузку перекрытий. Позднее, в связи с развитием проката сортового железа различных профилей, чугун стал вытесняться из строительных сооружений клепаными конструкциями, получившими исключительно широкое распространение.

Вопрос скрепления кирпичной кладки заставил обратить внимание на технологию вяжущих растворов, особенно для фундаментов и стен, подвергающихся постоянному влиянию влаги. Большое значение имело изобретение цемента, технология массового способа производства которого была разработана в середине XIX в.

Развитие строительной техники потребовало от ученых разработки методов расчета пространственных конструкций. Трудами Журавского (1848 г.), Кульмана (1864 г.), Кремоны (1872 г.) и Риттера (1874 г.) были решены теоретические основы графостатики - графического метода определения величины усилий в стержнях решетчатых конструкций.

Одновременно с начавшейся разработкой методов расчета на прочность для самых разнообразных видов нагрузок были начаты лабораторные исследования прочности строительных материалов.

Середина XIX в. является временем возникновения целого ряда технических наук. Используя открытые наукой закономерности природы, многие ученые, инженеры и техники принимают участие в формировании ряда технических дисциплин: теории машин и механизмов, теоретических основ теплотехники, первых начал и положений электротехники, статики сооружений, корабельной техники, железнодорожной техники и др.

Во второй половине XIX в. организуются высшие технические школы общетехнического и специального направления. Даже в отсталой царской России открылись технические вузы, в которых ученые читали лекции и издавали учебные пособия применительно к программам с техническим направлением. Лишь в одной только области физики, связанной с распространением паровых двигателей в нашей стране, можно упомянуть курс лекций А. И. Вышнеградского "Механическая теория теплоты", читавшийся в С.-Петербургском Практическом Технологическом институте, лекции по курсу термодинамики Ф. Е. Орлова, профессора Московского университета в Инженерном техническом училище, лекции А. А. Брандта "Основания термодинамики в приложении к паровым машинам" в Институте инженеров путей сообщения в С.-Петербурге и др.

Период укрепления капитализма характеризуется интенсивным развитием железнодорожного транспорта, ставшего существенно необходимым в связи с развитием машинного производства и расширением мировой торговли. Железные дороги, увеличивая скорость перемещения грузовых потоков в 8-10 раз по сравнению с гужевым транспортом с одновременным многократным увеличением количества транспортируемого груза, буквально преобразовывали экономическую географию ряда стран. После строительства первых железнодорожных линий в Англии (1825 г.), Франции (1828 г.), США (1829 г.), Германии (1830 г.), России (1837 г.), показавших техническую зрелость и высокую экономичность нового вида транспорта, строительство железных дорог развивалось все нарастающими темпами. К 1840 г. в Америке и Европе было уже построено 8 600 км железнодорожных линий, а через десять лет их общая длина удвоилась; к 1870 г. мировая железнодорожная сеть выросла до 270 000 км.

Громадная территория России предопределила ее будущее "великой железнодорожной державы", однако строительство железных дорог было сопряжено с рядом препятствий, характерных для страны, в экономическом укладе которой господствовал феодальный порядок. Но тенденции нарождавшегося капитализма нашли в России своих последователей, горячо выступавших за строительство железных дорог. Крупный инженер, один из строителей Петербургско-Московской железной дороги, П. П. Мельников писал: "Железные дороги необходимы для России, они, можно сказать, выдуманы для нее... более, нежели для какой-либо страны Европы... естественные богатства нашей страны остаются непроизводительными и бесценными от неимения для них надлежащего сбыта... Хотя и неполная, но разумно составленная и так же исполненная сеть железных дорог произведет такое изменение, что через несколько лет вы не узнаете нашего отечества".

Через пятнадцать лет после открытия первой Царскосельской железной дороги, не имевшей экономического значения, в 1852 г. была открыта железнодорожная линия Петербург - Москва, а в 1859 г. Петербург - Варшава. Эти линии строились прежде всего по стратегическим соображениям, но вместе с тем они не могли не отразиться на экономике страны не только как транспортные артерии, но и как потребители большого количества продуктов промышленного производства: рельсов, локомотивов, мостовых конструкций и т. д. Под влиянием железных дорог начался прокат рельсов сначала на Людиновском заводе около Тулы в 1839 г., а с 1843 г.- на Старом Петербургском заводе.

До реформы 1861 г. в России было построено около 1500 км железных дорог, а затем темпы строительства значительно возросли: к 1865 г. было построено 3555, а к 1881 г.- более 21 000 км железнодорожных линий. Большая часть основного железнодорожного оборудования поставлялась из-за границы.