Журавский Дмитрий Иванович

Дми́трий Ива́нович Жура́вский (17 (29) декабря 1821, село Белое, Курской губернии; ныне Курской области — 18 (30) ноября 1891, Петербург) — русский учёный и инженер, специалист в области мостостроения и строительной механики; строитель знаменитого Веребьинского моста Николаевской железной дороги (в настоящее время — Октябрьская железная дорога). Лауреат Демидовской премии 1855 года.

Биография

Окончил Нежинскую гимназию.

В 1838 поступил в Институт инженеров путей сообщения, который окончил в 1840 году с отличием и с занесением его имени на мраморную доску.

Николаевская железная дорога

По окончании института Журавский был назначен на изыскания, проектирование и строительство Николаевской железной дороги между Петербургом и Москвой.

Дорога строилась по прямому варианту, что потребовало возведения 278 искусственных сооружений, в том числе 184 моста, 69 каменных и чугунных труб и 19 путепроводов.

Руководил строительством мостов американский инженер Д. В. Уистлер. В качестве базового проекта использованы чертежи американского инженера и изобретателя Уильяма Гау.

Суть проекта заключалась в том, что мостовой пролёт являлся деревянной фермой с раскосами, стянутой поперечными железными стержнями (использование двух материалов в несущих конструкциях было новшеством).

Металлические элементы сделали мост значительно прочнее без существенного увеличения веса сооружения.

Дмитрий Журавский теоретически перепроверил и усовершенствовал систему Гау: он доказал, что чем ближе к опорам, тем больше нагрузка на вертикальные тяжи и раскосы, и предложил делать элементы фермы разной толщины в зависимости от их расположения.

Эти предложения были поддержаны Уистлером и использованы во всех мостах на дороге.^[1]

Наиболее крупные железнодорожные мосты спроектированы и построены под его руководством.

По окончании этих работ Журавскому было поручено подготовить проекты мостов, над которыми тот и проработал несколько лет.

Затем ему была поручена постройка Веребьинского моста, этот особо сложный проект был успешно воплощён в решетчатой конструкции, состоящей из 9 пролетов по 54 м.

Для них было найдено оптимальное отношение крайнего и среднего пролетов неразрезной фермы.

Позднее была проверена и признана правильность его расчётов и неоспоримость его приоритета.

Эти доказательства позднее были подкреплены трудами французского инженера Ж. Бресса. Успешное окончание строительства Веребьинского моста послужило началом пути учёного и прославило Журавского как мостостроителя.

Теория расчёта мостовых ферм стала выдающиймя вкладом в строительную науку, а автор Академией наук был удостоен большой Демидовской премией.

Работа в других проектах

Весной 1855 года его командировали на изыскания железной дороги от Москвы до Орла.

Петропавловский собор

По возвращении в Петербург возложили на него перестройку шпиля на соборе Петропавловской крепости с заменой деревянных конструкций металлическими.

Эти работы выполнялись в 1857—1858 годах совместно с архитектором К. А. Тоном инженерами А. С. Рехневским и П. П. Мельниковым. Журавский разработал конструкцию шпиля, и разработал метод её расчёта. Разработка выделки крупносортного железа в качестве материала была проведена металлургом А. А. Иосса^[2].

За эту работу Д. И. Журавскому был присвоен чин полковника Корпуса инженеров путей сообщения.

См. также: Петропавловский собор#История

В 1869 году Журавский работал над восстановлением сгоревшего Мстиславского моста. Эта блестящяя работа стала одним из последних проектов Журавского в области мостостроения.

В 1869 году для изучения железнодорожного дела Журавский отправился в США.

По возвращении из этой заграничной командировки он был назначен членом в совет управления Главного общества российских железных дорог.

Вице-президентом этого общества он состоял несколько лет и в то же время являлся председателем строительного отдела Императорского технического общества и сотрудничал в его «Записках».

В 1873 участвовал, в качестве представителя Министерства путей сообщения в Международном статистическом конгрессе, проходившем в Санкт-Петербурге и был избран вице-председателем коммерческой статистики.

В 1871-1876 годах Журавский активно участвовал в переустройстве Мариинского водного пути, руководил проектированием обводного Ладожского канала, Морского Петербургского канала и Либавского порта.

Руководящая и научная работа

В эти же годы он вёл активную научную работу, исследовал прочность дерева при различных типах нагружения, а также изучал прочность рельсов при низкой температуре.

Затем в 1877 году назначен директором департамента железных дорог и получил в своё ведение технически-инспекторский комитет.

Находясь на этом посту в период 1877-1889 годов он осуществил ряд важных мероприятий по увеличению провозной способности Российских железных дорог.

В 1883—1889 годах Журавский также был членом Совета МПС (с 1886 года назывался Совет по железнодорожным делам).

В «Журнале Министерства путей сообщения», «Русском Вестнике», «Современнике» и других журналах печаталось немало его статей по железнодорожному делу.

Журавским впервые была разработана теория расчёта многорешётчатых деревянных ферм с железными тяжами (т. н. ферм Гау), которая была успешно использована им при проектировании мостов через реки Веребья, Волга, Волхов и др. Благодаря этим исследованиям, появилась возможность сооружать и безотказно эксплуатировать раскосные фермы пролётом до 60 м (размеры которых до этого назначались эмпирически, в связи с чем происходили обрушения построенных мостов). Журавский впервые (1855) предложил метод определения касательных напряжений в изгибаемых балках и установил наличие в стенках балок косых усилий (главных напряжений).

Сочинение «О мостах по раскосной системе Гау», над которым он работал около десяти лет, было удостоено Демидовской премии (1855).

Формула Журавского для касательных напряжений:

$\tau=\frac{Q\cdot S_x^*}{J_x\cdot b_y},\quad\quad S_x^*=y_c\cdot F^*$,

где Q — поперечная сила; S^*_x — статический момент отсечённой части поперечного сечения относительно оси х, F^* — площадь отсечённой части поперечного сечения, y_c — расстояние от центра отсечённой части поперечного сечения до оси х, J_x — главный осевой момент инерции полного сечения, b_y — ширина сечения в той точке, для которой находится напряжение.

Из формулы следует, что касательные напряжения меняются по высоте сечения в соответствие с параболической зависимостью, причём максимальные значения, представляющие интерес, наблюдаются на нейтральной линии, проходящей через центр площади сечения.

Например, для прямоугольного сечения b­×h (b, h — ширина и высота сечения соответственно):

$\tau=\frac{6Q}{b h^3}\left( \frac{h^2}{4}-y^2 \right),\quad\quad -\frac{h}{2}\le y\le \frac{h}{2}$,

$\tau_{max}=\tau_{y=0}=\frac{3}{2}\cdot\frac{Q}{F},\quad\quad F=b\cdot h$.

Для круглого поперечного сечения радиуса R:

$\tau=\frac{4Q}{3\pi R^2}\left( 1-\frac{y^2}{R^2}\right),\quad\quad -R\le y\le R$,

$\tau_{max}=\tau_{y=0}=\frac{4}{3}\cdot\frac{Q}{F},\quad\quad F=\pi\cdot R^2$.

В качестве примера ниже представлены распределения касательных напряжений для прямолинейных балок постоянных прямоугольного (b = 2 см, h = 4 см) и круглого поперечных сечения при Q = 10 кН. Красная линия на рисунках соответствует напряжениям в круглом сечении, синяя — в прямоугольном. На левом рисунке сравниваются балки одинаковой массы, на правом — одинакового момента сопротивления изгибу.

Итог жизни

Журавский умер в 1891 году, являясь признанным авторитетом в области мостостроения.

Он на практике применял разработанные теории став одним из основоположников научного подхода к строительству мостов.

Память о Журавском

Бюст знаменитого строителя мостов, создателя расчета раскосных ферм и теории скалывания при изгибе установлен в Колонном зале ПИИПС в 1897 году.

Примечания

1. ↑ Статья «Петербургские „американцы“» на сайте Юридический гид Санкт-Петербурга
2. ↑ БСЭ — А. А. Иосса

При написании этой статьи использовался материал из Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона (1890—1907).

Ссылки

• Статья «Дмитрий Иванович Журавский» на сайте Биографии, интервью, истории