Западный фасад Исаакиевского собора

Колокольня собора

Расчетной проверки прочности металла тогда еще не существовало, но возведение такого огромного сооружения, как купол Исаакиевского собора, без учета законов строительной механики и без предварительных статических расчетов было бы невозможно. Зодчему помогли математики и инженеры Ламе, Клапейрон и Ломновский^[32].

Все металлические части купола были изготовлены на заводе Берда (ныне Адмиралтейском) по чертежам Монферрана. Несомненно, что талант, опыт и энергия Берда, а также главного механика завода инж. Хендесида способствовали выполнению необычайного заказа. Созданные из чугуна, железа и меди конструкции состояли из элементов сравнительно небольшого веса, размера и одинакового сечения, что обеспечивало быстроту и легкость при сборке купола, которую могли выполнить даже рабочие невысокой квалификации. Металлическими были не только конструкции купола, но и перекрытия портиков, их плафоны-потолки. Базы и капители колонн изготовлены из литой бронзы.

Сравнительный план диаметров куполов зданий Исаакиевского собора, собора св. Петра в Риме, собора Дома Инвалидов в Париже, собора св. Павла в Лондоне и церкви св. Женевьевы в Париже. 1845 г.

Разрез конструкции купола Исаакиевского собора. Гравюра Нормана старшего по рисунку О. Монферрана. 1845 г.

Кованое железо, листовая медь и чугунное литье применялись для круглого антаблемента над колоннадой вокруг барабана большого купола, малых куполов и фонаря, завершающего здание, а также как материал для закладных деталей.

Железокирпичными перемычками Монферран заменил первоначально задуманные цельные архитравные камни, считая их более надежными. Конструктивный замысел заключался в том, что все колонны поверху были соединены вдоль и поперек портика горизонтальной арматурой из полосовой стали, сечение которой обладало значительным запасом прочности на растяжение, а монолитные гранитные колонны работали на осевое сжатие.

Интересна также арочная система, которая помогла зодчему решить вопрос прочности перекрытий портиков. Перекрытие кирпичными цилиндрическими сводами создавало боковой распор, и чтобы уравновесить возникающие усилия, Монферран применил металлическую конструкцию, в которой горизонтальные усилия воспринимались металлическими затяжками, а вертикальные — гранитными монолитами колонн. Конструкция полностью оправдала себя в последующие годы, когда вследствие происходившего частичного оседания центральной части здания прочная арматура удержала портики от разрушения. Несмотря на то что колонны несколько отклонились от вертикали, а концы их в результате концентрации напряжений подверглись некоторой деформации, портики остались незыблемыми.

Металлические конструкции купола. Литография В. Адама по рисунку О. Монферрана. 1845 г.

В период позднего классицизма, в то время как зодчие часто используют традиционные материалы в конструкциях несущих частей и элементах декора (стены, колонны, капители, розетки выполнялись из камня, кирпича и гипса, а конструкции покрытий — из дерева), Монферран обращается к такому материалу, как металл, высоко оценив его прочность, легкость, несгораемость и долговечность. Вслед за Монферраном архитекторы В. П. Стасов и А. П. Брюллов при восстановлении Зимнего дворца после пожара 1837 г. проектируют металлические конструкции для перекрытия пролетов шириной до 21 метра. В 1842 г. построен первый постоянный металлический мост через Неву по проекту инж. С. В. Кербедза.

В 1840-х гг. ученики Монферрана Н. Е. Ефимов и А. И. Штакеншнейдер в зданиях Министерства государственных имуществ, Мариинского и Николаевского дворцов перекрывают большие пролеты металлическими фермами, а архитектор А. Брюллов заменяет деревянные фермы на металлические в Мраморном дворце. Инженер Д. И. Журавский в 1857 г. вместо деревянной конструкции шпиля Петропавловского собора установил металлическую.

Чердачные помещения Исаакиевского собора. Литография В. Адама по рисунку О. Монферрана. 1845 г.

Своего рода новаторским был и выбор материала для конструкций стен и пилонов собора. Пилоны возводили, чередуя кирпичную кладку с прокладными гранитными рядами, составляющими почти половину полного объема пилона. Прокладные ряды из тесаного гранита различной конфигурации в плане могут быть признаны идеальной опорной конструкцией, в которой давление от одного слоя к другому передается по весьма тщательно обработанным поверхностям, как горизонтальным, так и вертикальным. Монферран внес в конструкцию пилона много технических усовершенствований, и их следует считать теоретическим и практическим вкладом зодчего в строительную механику XIX в.

Другим техническим достижением Монферрана был предложенный им способ возведения портиков собора. Понимая, что исход данной операции зависит от того, насколько быстро и успешно произойдет оседание фундаментов под колонны до их установки, Монферран предложил новое для того времени решение: поскольку в глинистых грунтах процесс осадки фундаментов длится много лет, впервые в русской строительной практике следует применить предварительное «спрессовывание» фундаментов, а именно «сделать площадки портиков складами каменных материалов и сложить на них колонны и столько самых тяжелых материалов, сколько окажется возможным» [61].

С этим решением связана другая оригинальная идея зодчего — установка колонн портиков до кладки стен. Для этого потребовалось создать специальные механизмы и главное — высокие и надежные опоры, способные воспринять нагрузку. Такой способ облегчал процесс установки колонн и обеспечивал условия наблюдения за возможным оседанием их под тяжестью архитравов и собственного веса.

Исаакиевский собор в лесах. Литография Байо по рисунку О. Монферрана. 1845 г.

К числу технических новшеств относится и устройство воздушного отопления по системе Амосова, применение метода и технологии гальванопластики для изготовления скульптур, а также золочение огневым способом куполов собора, которые до настоящего времени сохраняют свой первоначальный блеск, ни разу не подвергшись реставрации.

Задолго до устройства первой железной дороги в России (1837 г.) на строительной площадке Исаакиевского собора существовал железнодорожный путь (рельсы для этой железной дороги были выписаны из-за границы), соединяющий специальный причал на Неве со строительной площадкой. Все большегрузные материалы — лес, песок, каменные заготовки и монолиты — доставлялись в Петербург по воде, перегружались на платформы и конной тягой привозились к месту обработки.

Кроме крупных технических достижений в области строительных конструкций, методов ведения работ, теоретических обоснований многих положений архитектурно-строительной практики Монферрану принадлежит большая заслуга в широком использовании природного камня.