Ha kronológiai időrendben kezdjük vizsgálni a hidak építészeti kialakítását, hamar arra a következtetésre jutunk, hogy eleinte az elérhető anyagok tulajdonságai határozták meg azt. Érdekes megfi gyelni például, hogyan fejlődik ki a masszív oszlop-gerenda szer-kezetből a ma is ismert nyomott szerkezetű boltív. (2. ábra)
A hagyományos anyagoknak (kivéve a fát) nincs számottevő húzó- és hajlítószilárdsá-guk, ezért a hidak stabilitását csak az önsúllyal, nagy tömeggel lehetett biztosítani, külö-nösen a vízszintes erőt kifejtő, boltozott hidaknál nyilvánvaló ez a törvényszerűség. (3.
ábra)
2. ábra: A boltív fejlődése [4]
3. ábra: Félköríves és szegmensívű boltozott hidak erőjátéka [4]
Természetesen a szegmensívű hidak kialakulásáig a felköríves boltozott hidaktól szá-mítva nagyon sok időnek kellett eltelnie, s ekkoriban még intuitív módon alakították ki őket, statikai számításról még nem beszélhetünk.
Ezzel szemben az új anyagok húzószilárdsága ma már lehetővé teszi, hogy a szerkezet minimális önsúllyal is stabil legyen, s ezek az új lehetőségek új építészeti formákat is magukkal hoztak. Nyilvánvaló azonban az is, hogy itt tulajdonképpen az erőjáték anyag-ban rejlő lehetőségeinek kibontásáról van szó, így ez az elemzési szempont nem vo-natkoztatható el az erőjátéknak megfelelő forma kérdésétől. Ennek ellenére érdemes az anyagot külön is vizsgálni. Az építőanyagok fejlődése igen lassú volt a történelem során; az anyagszerű formák felismerése sokszor évszázadokig tartott, ugyanis mindig a hagyományos formákat igyekeztek utánozni az új anyagokkal is, függetlenül annak mechanikai tulajdonságaitól. E tanulmányban csak néhány, a legjelentősebb változáso-kat okozó új építőanyagováltozáso-kat emeljük ki.
„Általános ontológiai alaptörvény, hogy nem egyeztethető össze minden forma minden ma-tériával, hanem csak meghatározott forma meghatározott matériával. Ez a törvény érvényes az egész természetben, minden emberi alkotásban, minden technikában.”
Nicolai Hartmann
ábra
Az egyik mérföldkő az anyagfejlődés tekintetében a rómaiak puzzolánfölddel készí-tett betonja volt, amely technológiai szempontból jelentős előrelépés volt, az erőjáték szempontjából azonban a beton mesterséges kőnek is tekinthető, így formai szempont-ból nem hozott újdonságot, ezért a kőből készült félköríves boltív ebben az esetben is követhető volt.
Az igazán új korszakot a 18. és 19. század hozta el a vas nagyipari előállításával. Az ön-töttvas, a kovácsolt és folytvas szerkezetek megjelenése új lehetőségeket hozott a híd-építésben és a mérnöki gyakorlatban gyorsan elterjedt annak ellenére, hogy az anyag tulajdonságait csak később ismerték meg igazán. Eleinte a fa- és kőhídépítés több ezer éves tapasztalatait használták fel ez esetben is, amelynek ékes példája a Coalbrook-dale-i Iron Bridge 1779-ből, amely öntöttvasból készült. A vashíd könnyedsége és meg-lepően nagy teherbírása ösztönözte a tervezőket az anyag használatára és az új formák keresésére.
4. ábra: A vashíd formai kialakítása a hagyományos formákat követi, részletképzéseiben a többezer éves fa- és kőépítészet hagyományai fi gyelhetők meg [4]
A 19. század második felében ismét egy jelentős mérföldkőhöz érkezünk; a vasbe-ton felfedezéséhez. A legtöbb tervező eleinte a vasbevasbe-tont is, mint mesterséges követ használja, ellenben Robert Maillarttal, aki az első 20. századi tervező, aki kihasználja az anyagban rejlő lehetőségeket és esztétika értékkel bíró formákat hoz létre. Bár a boltív alapvetően nyomott szerkezet, a húzószilárdsággal rendelkező anyagok megismerése ezen a téren is újabb lehetőségeket teremtett. Maillart művészetének kialakulásában jelentős szerepet játszott az akkoriban egyedinek számító svájci oktatásmódszertan, amely Carl Culmann munkáját, a grafosztatikát vette alapul. Ebből adódóan Maillart művészete alapvetően a mérnöki tudományból fakadt. Mesterművének megalkotásá-hoz alapvetően az anyag viselkedésének és a formai kialakításnak összefüggései vezet-ték. Egy esztétikus ívhíd, a zürichi Stauff acher-híd formája ihlette az 1901-ben elkészült Zuoz-híd megépítésére, amely ugyanolyan íves kialakítást kapott, csak éppen üreges dobozszelvényből készítette el, amely új szerkezeti megoldásnak számított ekkor. A vasbeton szerkezet karcsúsága eleinte olyan szokatlan volt, hogy évtizedeknek kellett eltelniük, mire az emberek átlagos esztétikai érzéke is elfogadta, ebből adódóan Mail-lart művei sokszor ellenállást váltottak ki.
5. ábra: Balra: Stauff acher-híd, jobbra: Zuoz-híd
Két évvel a Zuoz-híd megépítését követően Maillart repedéseket fi gyelt meg a hídfők közelében az oromfalon, annak ellenére, hogy a szerkezet sértetlen maradt. Ebből a ta-pasztalatból kiindulva a következő, Tavanasa-hídnál elhagyta a berepedt oromfali részt, amellyel nemcsak hogy jelentősen növelte az esztétika értéket, de az anyag kihasznált-sága is jelentősen megnőtt, továbbá csökkentek az építési költségek is.
6. ábra: Tavanasa-híd
„Természetes módon kell alkalmazni a természetes és szintetikus építőanyagokat egyaránt;
rá kell találni a célnak leginkább megfelelő építési módszerekre. A tudomány új építőanya-gokkal ajándékozott meg bennünket… állandóan új formákat kell segítségükkel fejleszte-nünk.”
F. L. Wright
A szerkezet gazdaságossága sok esetben a megvalósítás feltétele, amelynek természe-tesen formai következményei is vannak. Itt meg kell említenünk Maillart 1927-ben elké-szült Salginatobel-hídját, amely kielégíti a szerkezeti esztétika kapcsán a 20. században megfogalmazott legfontosabb követelményeket:
• minimális anyagfelhasználás
• minimális költség
• maximális esztétikai érték.
7. ábra: Salginatobel-híd
Bár az anyagszerűség szorosan összefügg az erőjátékkal, nem merül ki annak meg-felelő alkalmazásával, ugyanis szerepet kap a hídesztétika kapcsán az anyagok felüle-ti megmunkálása, a technológia vagy az öntőforma megjelenésre gyakorolt hatása. A betont azelőtt például nem merték burkolat nélkül alkalmazni, ma már azonban hidak esetében is egyre gyakrabban alkalmaznak látszóbeton felületeket, így az anyagszerű-ség fogalmának vizsgálata még mindig aktuális kérdés.