Хотя Эйфелева башня, возведенная в Париже к открытию Всемирной выставки в 1889 году, с самого начала разделила французское общество на восторженных ее почитателей и столь же ярых противников, выдающиеся инженерно-технические достоинства этого сооружения никем и никогда не оспаривались. Сегодня любой турист, оказавшись в Париже, первым делом направляет свои стопы к этому уникальному памятнику инженерного искусства, уже давно ставшему символом французской столицы. 16 тысяч человек ежедневно поднимаются на лифтах на смотровые площадки Эйфелевой башни, с которых открывается прекрасный вид на город и его окрестности.

Нагрузки и сверхнагрузки

Но то, что для туристов - незабываемое впечатление, то для самого сооружения - колоссальная нагрузка, на которую оно, в общем-то, не рассчитано. А тут еще ветры, дождь, снег, жара, да и возраст дает о себе знать: как-никак, башне больше 120 лет. И еще вечные перестройки: то ресторан, то каток, то новое освещение, то новые антенны и ретрансляторы...

До сих пор техническое состояние башни контролировалось раз в 7 лет, когда специальная бригада наносила на металлические конструкции сооружения очередной слой антикоррозионного покрытия и декоративной бронзовой краски. Стефан Руссен (Stephane Roussin), главный инженер комплекса, поясняет: "Эйфелева башня построена из особого, так называемого пудлингового железа, а не из стали. Это очень важное обстоятельство, потому что пудлинговое железо практически не ржавеет. Все металлические детали соединены между собой заклепками. И 95 процентов всех конструкций - с тех времен. А вот на платформах, то есть этажах, многое изменилось: там появились и рестораны, и помещения для проведения семинаров, и небольшой музей".

Главное - равновесие

Все это, а также кондиционеры, новые электрические лифтовые приводы взамен гидравлических, оставшихся тут же в качестве экспонатов, распределительные электрощиты и прочие технические устройства изрядно утяжелили конструкцию, причем вес этот распределен крайне неравномерно. На этом фоне десятки тонн краски, наносимой на башню раз в 7 лет - сущий пустяк, тем более что краска-то как раз равновесия сооружения не нарушает. А вот сильные порывы ветра, скорость которых может достигать 200 километров в час, отклоняют верхушку башни на 10-15 сантиметров. Еще более разрушительное воздействие оказывает жара: солнечные лучи порой нагревают обращенную к ним сторону сооружения так, что верхушка из-за неравномерного теплового расширения конструкции отклоняется от нейтрального положения на 18 сантиметров.

Правда, пока башня на удивление успешно справляется с такой нагрузкой. "При проектировании своего детища Гюстав Эйфель в каком-то смысле перестарался, - говорит Стефан Руссен. - Он заложил очень большой запас прочности. Сегодня из того же количества металла конструкторы построили бы три таких башни".

От модели - к натуре...

И все же за столь знаменитым сооружением нужен глаз да глаз. И вот теперь у Стефана Руссена и его коллег появилась возможность постоянного мониторинга. Отслеживать состояние уникального исторического памятника они впредь будут на экране компьютера, поскольку французские специалисты завершили, наконец, работу над детальной цифровой моделью Эйфелевой башни. Ведь сегодня любое, а не только такое сложное и новаторское инженерно-строительное сооружение, каким является творение Эйфеля, проектируется на компьютере и всесторонне испытывается виртуально, прежде чем начинается его реальное возведение. Здесь же все происходило в обратном порядке. Правда, оригинальные записки и чертежи великого французского инженера неплохо сохранились, однако на все последующие изменения и на применявшиеся при этом материалы документов не нашлось.

... и наоборот

Поэтому экспертам двух фирм, специализирующихся на оценке строительных рисков, пришлось взять несметное количество проб и потратить 14 месяцев на выяснение их химического состава и механических свойств. Лишь после этого начался перенос данных в компьютер и построение модели. Работа заняла полгода. Модель состоит из 165 тысяч элементов и 148 тысяч сочленений. В ней заложено 990 тысяч возможных движений и смещений, позволяющих имитировать реакцию конструкции на самые разные нагрузки. Модель не имеет аналогов в мире, с гордостью говорит Стефан Руссен: "Мы проверили, как наша модель поведет себя, если применить к ней современные строительные нормы и правила, принятые в Евросоюзе. И убедились в прочности башни. В ходе таких виртуальных испытаний мы даже водрузили сверху на эту башню вторую такую же, и она это выдержала. Тем не менее, могут возникать и неприятные ситуации. Скажем, частичное обледенение одной из платформ, что чревато существенным смещением центра тяжести. Модель показывает, какие элементы подвергаются в таких случаях критическим нагрузкам. На них-то мы и должны будем обратить особое внимание, инспектируя башню в натуре".

До сих пор информация о "слабых местах" сооружения передавалась из одного поколения инженеров в другое чуть ли не по секрету. Теперь ситуация меняется, тем более что модель может выявить и новые "слабые места", заметить которые при внешнем осмотре сооружения было невозможно. А поскольку на конец года намечена крупная реконструкция нижней платформы башни, Стефану Руссену в ближайшие месяцы предстоит провести немало времени у компьютера.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман