Николай Белелюбский

Годы жизни

1 (13) марта 1845 — 4 августа 1922

Род занятий

Строительная механика и мостостроение

Выдающийся русский мостостроитель

Биография

Предметы и документы

Библиография

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.