Sillanrakennuksen opetuksen historia Teknillisessä korkeakoulussa
Sillat ovat olleet kautta historian tärkeä osa infrastruktuuria, ja tekniikan kehittyminen on mahdollistanut useiden erilaisten siltatyyppien kehityksen. Eri sillanrakennusmateriaalit ovat myös mahdollistaneet pidempien ja jykevämpien siltojen rakentamisen. Aalto-yliopiston arkiston kokoelmissa on useita valokuvia sillanrakennuksesta ja niiden käyttämisestä opetustarkoituksiin. Arkistossa ei ole keskitettyä sillanrakennuksen aineistokokonaisuutta, mutta eri kokoelmista löytyy huomattava määrä aineistoa aiheeseen liittyen.
Puu oli 1850-luvun loppupuolelle saakka sillanrakennuksen yleisin materiaali Suomessa, sillä sitä oli paljon ja se oli halpaa. Suuri muutos koettiin 1800-luvun loppupuolella rautateiden kehityksen myötä, sillä suuremmat kuormat pakottivat rakentamaan kestävämpiä rautatiesiltoja. Rautateiden rakentamisesta tuli suorastaan kansallinen hanke, ja puun osoittautuessa nopeasti sopimattomaksi rautatiesiltojen rakentamiseen oli sillanrakennusta edistettävä, ja kehiteltävä uudenlaisia siltatyyppejä.
Sillanrakennuksen varhaiset opettajat
Sillanrakennuksen opetus oli osa insinööriopetuksen opetusohjelmaa jo varhaisessa vaiheessa. Norjalainen Endre Lekve oli rakennustekniikan opettaja Helsingin teknillisen reaalikoulun sekä Polyteknillisen koulun ja opiston aikana vuosina 1861–1882, ja hänen opettamiinsa kursseihin sisältyi myös sillanrakennus. Nelivuotisen tutkinnon 3. ja 4. vuotena oppilaille opetettiin rakennustekniikkaa (silta-, tie-, rautatie- ja vesirakentamista) yhteensä 30 viikkotuntia. Lekve ei siis ollut ensimmäinen yksin sillanrakennukseen keskittynyt opettaja, mutta hän oli mukana kehittämässä insinööritieteiden opetusta ja hänen luennointityyliään pidettiin innostavana ja mukaansatempaavana. Lekve vastasi kaikesta insinööritieteiden opetuksesta vuosina 1861–1879, ja häntä onkin tituleerattu suomalaisen rakennusinsinööritaidon isäksi. Lekven opettaessa rakennustekniikkaa yleiset insinööritieteet olivat riippusiltojen ohella eniten esillä hänen opetuksessaan.
Sillanrakennuksen opetus keskittyi Lekven aikana pitkälti puusiltoihin, mutta muitakin rakennusaineita alettiin vähitellen hyödyntämään, mistä esimerkkinä käy vuonna 1877 valmistunut rautainen ketjuriippusilta Kiviniemessä. Kyseinen silta on Lekven suunnittelema ja ensimmäinen laatuaan Suomessa. Sillanrakennuksessa havaittiin pian raudan hyödyt, sillä puusiltojen rakenteet olivat heikompia ja niiden ylläpito oli kallista. Kiviniemen sillan perustukset tehtiin betonista, mikä tekee sillasta yhden varhaisimmista esimerkeistä betonin käytöstä tukevana rakenteena Suomessa. Lekven henkilöarkisto on osa Aalto-yliopiston arkiston kokoelmia.
Endre Lekveä seurasi slovenialainen Mikael Strukel, joka aloitti Polyteknisessä opistossa toisena rakennustekniikan opettajana Lekven rinnalla vuonna 1879, ja toimi Lekven kuoltua rakennustekniikan vanhempana opettajana vuosina 1884–1913. Strukel oli käynyt Wienin teknillisen korkeakoulun vuosina 1869–1874. Hän vahvisti rakenteiden statiikan teoreettista opetusta ja siltojen lujuuslaskennan osaamista Suomessa. Opetus nojasi Lekven tapaan yleisiin insinööritieteisiin, joskin konstruktiotekniikka oli hänen opetuksessaan hieman korostetummassa asemassa. Strukelin opetuksessa teorian osuus oli sillanrakennusta lukuun ottamatta vähäistä, mutta hänen luennointityyliään arvostettiin täsmällisenä ja havainnollistavana.
Strukelin tullessa vuonna 1879 opettajaksi silta, - tie ja vesirakentamista opetettiin 4. vuosikurssilla 13 viikkotuntia. Vuonna 1908 Polyteknisen opiston muuttuessa Suomen Teknilliseksi korkeakouluksi (lyh. TKK) hänestä tuli Suomen ensimmäinen siltarakennuksen ja rakennuskonstruktioiden statiikan professori. Strukel jäi eläkkeelle vuonna 1913, mutta toimi koulun kirjastonhoitajana aina kuolemaansa vuoteen 1923 saakka.
Jalmar Castrén toimi Strukelin seuraajana sillanrakennuksen professuurissa vuosina 1916–1923. Hänellä oli takanaan pitkä historia TKK:ssa, sillä hän oli aloittanut opettajana insinööriosastolla jo vuonna 1901. Suomenmielinen Castrén nimitettiin professoriksi vuonna 1916 pitkällisen keskustelun jälkeen, sillä kieliriita suomen ja ruotsin kielen asemasta TKK:n opetuksessa viivästytti nimitystä.
Castrén oli ennen professuuriaan opiskellut Berliinin teknillisessä korkeakoulussa, ja tehnyt lukuisia opintomatkoja. Tämän jälkeen hän oli toiminut myös siltakonstruktöörinä ja rautatierakennustyömailla, ja oli merkittävässä roolissa teräsbetonirakentamisen tuomisessa Suomeen. Teräsbetonirakentamisen merkitys ja arvostus nousikin hänen aikanaan suuresti, ja näitä rakenteita hän painotti opetuksessaan graafisen statiikan ohella. Teräsbetonin käyttö mahdollisti suuret jännevälit, mikä teki siitä hyödyllisen erityisesti sillanrakentamisessa. Castrénin omista suunnittelutöistä voidaan mainita Orimattilan Tönnön silta, joka on Suomen ensimmäisiä teräsbetonista rakennettuja siltoja. Vuonna 1923 Castrén nimitettiin Valtionrautateiden pääjohtajaksi, mikä päätti hänen opettajan uransa.
Herman Ossian Hannelius jatkoi Castrenin työtä sillanrakennuksen ja rakennusstatiikan professorina. Hän oli aloittanut opettamisen TKK:n puolella graafisen statiikan ja insinööritieteiden ensyklopedian lehtorina vuonna 1917. Tätä ennen hän oli toiminut Rautatiehallituksen sillanrakennus- ja huoneenrakennustoimistoissa. Hanneliuksen vuoden 1918 väitöskirja Tvådelade vertikalfackverk. Bidrag till bestämmande av grund- och sekundärspänningar samt elastiska formförändringar oli ensimmäinen sillanrakennukseen keskittynyt väitöskirja, ja samalla hänestä tuli ensimmäinen insinööriosastolta valmistunut tohtori vuonna 1921. Hannelius korosti opetuksessaan puusiltoja, betonisia holvi- ja kaarisiltoja sekä ristikko- ja levykannattimia. Hanneliuksen väitöskirja on luettavissa Aalto-yliopiston Oppimiskeskuksessa.
Toimiessaan pitkäaikaisena professorina vuosina 1924–1956 ja samalla osastonjohtajana vuosina 1928–1956 hänestä tuli insinööriosaston ”isähahmo”, ja Hannelius osallistuikin tunnollisesti killan iltarientoihin. Hänen arvostuksestaan kertoo se, että Rakennusinsinöörikilta on nimennyt vuosijuhlansa Hanneliuksen mukaan Hermanninsitseiksi. Hanneliuksen professuurin aikana 1920- ja 30-luvuilla suurin osa Teknillisen korkeakoulun diplomitöistä tehtiin sillanrakennuksen, rautatierakennuksen ja vesirakennuksen alalta.
Yhteiskunnallisia muutoksia
Herman Hanneliuksen aikana suomalainen yhteiskunta ja sen myötä sillanrakennus kokivat suuria muutoksia. Vuonna 1921 teiden ja siltojen rakentaminen sekä ylläpito alistettiin valtion vastuulle uudessa tielaissa. 1920- ja 1930-luvuilla rakennettiinkin yli 4000 siltaa, mikä osaltaan kuvastaa valtion kasvanutta roolia sillanrakennuksen edistäjänä. Rautateiden kehitys oli jo pakottanut kehittämään kestäviä rautatiesiltoja, mutta autoliikenteen kehittyminen ja autojen määrän nousu asetti muillekin silloille uusia vaatimuksia, sillä aiemmin hevosvetoisella aikakaudella siltojen ei ollut tarvinnut kestää erityisen suurta rasitusta. Itsenäisyyden jälkeen aina talvisodan alkuun asti kulkulaitosministeriö vei suurimman osan valtion budjetista, sillä infrastruktuurin kohentaminen nähtiin sekä taloudellisista että maanpuolustuksellisista syistä tärkeänä nuorelle valtiolle.
Tie- ja sillanrakennuksen keskittyessä uuden tielain myötä koulutuksen saaneiden ammattilaisten vastuulle, oli mahdollista ottaa huomioon tapahtunut tekninen kehitys. 1910-luvulle tultaessa teräs ja teräsbetoni vähitellen korvasivat puun ja kiven yleisimpinä rakennusmateriaaleina, betonin ohittaessa puun käytetyimpänä sillanrakennusmateriaalina vuonna 1926. Jatkosodan jälkeen puu koki uuden nousun sillanrakennuksen saralla, sillä säännöstelyn vuoksi muiden rakennusaineiden saaminen oli vaikeaa. Puusillat oli tarkoitettu väliaikaisiksi ja niitä uusittiin mahdollisuuksien mukaan 1950- ja 1960-lukujen aikana pysyviksi silloiksi.
Hanneliuksen luentomonisteet Sillanrakennus I ja III-kursseista vuosilta 1945-1947 ja Bertel Hellmanin luentomuistiinpanot 1920- ja 1930-lukujen vaihteesta tarjoavat kurkistuksen sillanrakennuksen opetukseen TKK:n ajoilta.
Kohti Otaniemeä
TKK:n opiskelijamäärä oli kasvanut koko sen olemassaolon ajan. 1940-luvulla TKK:n opiskelijamäärä kaksinkertaistui ja uusien tilojen tarve korostui. Uusi kampusalue päätettiin sijoittaa Otaniemen alueelle, ja rakentaminen aloitettiin 1950-luvun alussa. Vuonna 1959 rakennusinsinööriosastolle valmistui oma rakennus Otaniemeen, mikä edisti myös sillanrakennuksen opetusta.
Vuosina 1956–1969 sillanrakennusta opettanut Bruno Kivisalo ei toiminut enää rakennusstatiikan professorina vaan pelkästään sillanrakennuksen professorina. Tämän muutoksen mahdollisti teräsbetonirakenteiden kehittyminen, sillä rakennusstatiikka ja lujuusoppi alkoivat olla olennaisempia huoneenrakennusopin kuin sillanrakennuksen opettamisen yhteydessä. Kivisalon aikana opetuksessa korostettiin terässiltoja sekä konepajateknisiä lähtökohtia. Vuonna 1962 rakennusinsinööriosastolle tuli uusi opetusohjelma, jossa opiskelu jakautui kolmannen vuoden alussa neljään linjaan, joista yksi oli talon- ja sillanrakennus. Vuonna 1971 opetusta muokattiin niin, että enää ei ollut erillisiä opintolinjoja vaan opetukseen tuli selkeät pää- ja sivuaineet.
Aiemmin Teknologian tutkimuskeskus VTT:n sillanrakennus- ja staattisen laboratorion johtajana toiminut Heimo Paavola (sillanrakennuksen professorina 1970–1984) ja Aarne Jutila (professorina 1984–2008) jatkoivat edeltäjiensä työtä. Paavolan aikana siltojen analyysimenetelmät ja valmistus- sekä asennustekniikka korostuivat. Jutila jatkoi samoilla linjoilla Paavolan kanssa, korostaen liittorakennetekniikkaa sekä siltojen esteettisten arvojen merkitystä. Paavola ja Jutila kirjoittivat yhdessä Pentti Loikkasen kanssa teoksen Sillanrakennustekniikan perusteet, joka kirjoitettiin helpottamaan sillanrakennuksen opetuksen oppikirjapulaa, sillä suomenkielistä sillanrakennukseen keskittyvää kirjallisuutta oli heikosti saatavilla. Teos on löydettävissä Aalto-yliopiston oppimiskeskuksesta.
TKK:n arkkitehtiopiskelijat testaavat videolla suunnittelemiaan puisia siltamalleja vuonna 1986. Kukin sillan suunnitellut ryhmä sekä alittaa että ylittää sillan, ja jälkimmäisessä lasketaan rasitus. Näin testataan sillan lujuutta ja suunnitteluun vaikuttavia seikkoja käytännössä:
Sillanrakennusta opetettiin yhdessä tie, - rautatie ja vesirakentamisen kanssa jo Polyteknisen opiston aikoina (1879-1908) 3. ja 4. vuosikurssin aikana yhteensä 30 viikkotunnin edestä. Myös myöhempien opinto-oppaiden mukaan sillanrakennusta on opetettu juuri 3. ja 4. vuoden opiskelijoille ennen vuotta 1971, jolloin erilliset opintosuunnat korvattiin pää- ja sivuaineilla. Sillanrakennus on edelleen osa Aalto-yliopiston opetusohjelmaa rakennustekniikan osastolla.
Kirjoittaja: Tuukka Korhonen
Aineistoja:
Aalto-yliopiston arkiston Finna-sivuilla on nähtävissä , johon sisältyy paljon valokuvia silloista. Siltojen arkkitehtipiirustuksia löytyy taas käytetyn opetusmateriaalin seasta aina 1800-luvun alusta saakka. Sillanrakennuksesta on myös tehty paljon diplomitöitä erityisesti 1920- ja 1930-luvuilla. Aalto-yliopiston oppimiskeskuksen aineistoissa on , jotka perustuvat opetuksessa käytettyyn materiaaliin ja ovat Teknillisen korkeakoulun sillanrakennuksen professorien kirjoittamia. Lisäksi aiheesta on olemassa jonkin verran videoaineistoa, joista esimerkiksi tähän on valittu arkkitehtuurin opiskelijoiden siltatesti, jossa puusta rakennettujen siltamallien on kestettävä rakentajiensa paino. Bertel Hellmanin ja Lauri Hokkasen luentomuistiinpanoista 1920- ja 1930-lukujen vaihteesta on myös mahdollista tutustua sillanrakennuksen opetukseen.