После сооружения этих конструкций приступили к установке 24 монолитных колонн из гранита, каждая массой 64 тонны. Затрата времени на все операции по установке каждой отдельной колонны составляла два часа.
Первая колонна была поставлена 5 ноября 1837 г., в течение двух месяцев подняты и все остальные. Началась разборка лесов и специальных приспособлений.
Прежде чем начать возведение купола Исаакиевского собора, Монферран изучил купола знаменитых соборов — Флорентийского (архит. Брунеллески), св. Петра в Риме (архит. Микеланджело), Пантеона в Париже (архит. Ж. Суфло и Ронделе), св. Павла в Лондоне (архит. К. Рен), Казанского собора в Петербурге (архит. А. Воронихин), а также другие купола и своды древних и современных зданий.
В основе конструктивного решения купола Исаакиевского собора лежит трехоболочная система. Нижний сферический купол является внутренним; второй, имеющий коническую форму, выдерживает значительную нагрузку светового фонаря. И первый и второй выполнены из чугунных сборно-разборных элементов. На коническую оболочку опирается, кроме фонаря, металлическая конструкция третьего, наружного, купола, покрытие которого состоит из листов золоченой меди. История техники до начала 1838 г. не знала столь широкого применения целиком сборных чугунных и железных элементов. Только в 1850–1851 гг. архитектор Дж. Пэкстон применил сборные металлические конструкции в лондонском Хрустальном дворце, построенном для первой Всемирной выставки 1851 г.
Установка колонн малых куполов собора. Литография Ф. Бенуа по рисунку О. Монферрана, 1845 г.
Барабан с куполом
Монферран использовал идею устройства купола лондонского собора св. Павла[31]. Архитектор К. Рен заменил средний сферический купол, несущий тяжелый фонарь, завершающий здание, коническим — для уменьшения распора давления на стены. Монферран, анализируя статическую работу конструкции этого купола, и меры, принятые Реном для погашения распора, писал: «Что касается нас, мы решили построить купол св. Исаакия таким же прочным, как лондонский, но сделать его более легким. Мы добились этого, применив комбинацию чугуна, кованого железа и пустотелых керамических цилиндров — гончаров» [61].
Таким образом, опираясь на опыт предшественников, зодчий смело идет дальше. «Прискорбно видеть, — сообщает архитектор, — что все купола, составленные на парусных сводах по старой методе, не могут существовать долгое время, находятся под угрозой разрушения и в большинстве случаев уже не существовали бы, если бы не принимались меры для их спасения. Наш новый способ предлагает цельную, прочную конструкцию, которая внутри себя не может подвергнуться никаким расстройствам, которая не дает никакого распора и вес которой сводится к 1/10 того веса, который имел бы этот купол, если бы он был построен старым методом из камня» [61].
Монферран первым из архитекторов, работавших в Петербурге, разрешил вопрос о прочности купола, полностью созданного из металла. В этом Монферран не имел предшественников. В конструкции купола Казанского собора из металла сделана только наружная оболочка. К. И. Росси и инж. Кларк спроектировали железные арочные фермы большого пролета для Александрийского театра, что для того времени было техническим новшеством и вызывало сомнения даже у специалистов. Многие видные инженеры во главе с Н. П. Базеном усомнились в прочности конструкций и добились приостановления строительства. Оскорбленный Росси написал министру Двора письмо, где с горячностью заявил, что если в упомянутом здании от устройства металлической крыши произойдет какое-либо несчастье, то «в пример другим, пусть тотчас же меня повесят на одной из стропил».
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].
31
Собор св. Павла в Лондоне (архит. К. Рен, 1675–1710 гг.) — самое высокое здание Лондона (высота 111 м, диаметр барабана купола 34 м), имеет двухъярусный портик с колоннами, сближенными попарно, и колоннаду купола. Самый большой некатолический храм мира.
32
«Веревочный многоугольник» — графический способ построения формы арки с помощью свободно провисающей веревки, применяемый в конце XVIII в.