Chepstow puente ferroviario
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El puente de ferrocarril Chepstow fue construido por Isambard Kingdom Brunel en 1852 . El "Puente Grande Tubular" sobre la Wye River en Chepstow, que en ese punto forma el límite entre Gales e Inglaterra , es considerado uno de los mayores logros de Brunel, a pesar de su apariencia. Fue económico en su uso de los materiales, y demostraría ser el prototipo de diseño de gran puente de Brunel en Saltash.
Fondo
Brunel tuvo que tomar las dos pistas del Gales del Sur ferroviario a través del río Wye. La Almirantazgo había insistido en un claro período de 300 metros sobre el río, con el puente de un mínimo de 50 pies sobre la pleamar. El lapso tendría que ser autosuficiente, ya que si bien la Gloucestershire lado del río consiste en una acantilado de piedra caliza, la Lado Monmouthshire es de baja altitud sedimentaria depósito sujetas a inundaciones periódicas. Por lo tanto en ese lado, no había ningún lugar para un pilar capaz de resistir bien el empuje hacia el exterior de un puente de arco, o la atracción hacia el interior de un convencional puente colgante. En cualquier caso, ni se podría utilizar: un puente de arco no habría cumplido las restricciones de altura y anchura impuestas por el Almirantazgo, y puentes colgantes eran notoriamente no aptos para la realización de los trenes. El peso concentrado provocó las cadenas para desviar, permitiendo que el puente-cubierta a montar peligrosamente arriba y hacia abajo. Un autoportante puente de armadura era la única opción.
Robert Stephenson había cruzado el Río Conwy ( 1848 ) y el Menai Straits ( 1850 ), con tramos de 400 y 450 metros respectivamente, utilizando grandes secciones de caja de vigas de hierro forjado remachado. Conwy-como vigas cajón habrían sido muy caro para el uso en Chepstow, además de ser pesada (problemático, ya que los tramos tenían que ser levantado mucho más alto que en Conwy). Brunel, característicamente, buscó una solución radical. Él ya había construido una cuerda de arco o arco atado puente en (Windsor 1849 que consta de tres triangulares de la sección transversal del arco celular costillas "colgados" por las esloras de cubierta de hierro forjado con el apoyo de perchas verticales de los arcos). Este fue el mismo año que el arco atado puente de alto nivel de Stephenson en Newcastle upon Tyne , que debía haber influido Brunel en Chepstow. Sin embargo, la solución de Brunel para este último era hacer un salto hacia adelante, basado, sin embargo, en los principios de ingeniería de sonido y una variación del tema-arco atado.
Los experimentos de William Fairbairn, y el análisis matemático de Eaton Hodgkinson había demostrado por una serie de experimentos que una "forma de cajón" viga cerrada, hecha de hierro forjado remachado, combinan ligereza relativa con gran fuerza. La viga tubular de hierro forjado - sea la sección transversal rectangular, triangular o circular - formado un componente cercha más eficiente. Si la sección transversal era lo suficientemente grande podría ser autoportante. Fue experimentos de Fairbairn que llevaron al diseño del Menai ( Britannia) y Conwy puentes. Stephenson había propuesto originalmente usando una sección de viga-cajón suspendido de cadenas. La sección de caja sería, según él, será suficiente para superar los problemas convencionales de los puentes cubiertas de puentes de suspensión rígida. En el evento, Fairbairn mostró que una viga cajón construido adecuadamente sería lo suficientemente fuerte como para que las cadenas pueden ser dispensados con. Sin embargo, la decisión (no utilizar cadenas) fue tomada tarde en el proyecto, por lo que las torres de apoyo del puente Britannia aún se construyeron con agujeros para las cadenas. Vigas cajón de Stephenson era una gran innovación, y el uso de acero o de hormigón pretensado en lugar de hierro forjado, construcción viga-cajón es el estándar actual para grandes puentes.
Pero como ha observado Berridge, "Brunel nunca fue uno seguir la moda para el bien de la moda ... (en Chepstow) ... Aquí estaba el verdadero ingeniero en el trabajo, el diseño del puente para adaptarse al sitio y la mejor manera de conseguir que en posición ".
El diseño del puente Chepstow
Brunel reconoció que una viga de sección transversal tubular circular - un "arco" superficial, excelente en compresión y tensión - podría ser encordada de cadenas de suspensión para formar una rígido, estructura autoportante mucho más ligero (por lo tanto menos costoso) que un Stephenson- escriba viga cajón. En lugar de colgar las cadenas de las torres y la suspensión de la cubierta del puente de ellos, Brunel utilizó las cadenas al estrés y un poco arco de los tubos, que fueron fijados para soportar las cadenas utilizando puntales. La cubierta del puente era rígida, ya que se sujetó con eficacia contra los tubos de las cadenas. Brunel resolvió el problema a su manera, y durante más de 100 años, el Chepstow y posteriormente el Royal Albert Bridge fueron los únicos puentes colgantes sobre la Sistema ferroviario británico.
A pesar de su aparente rivalidad, Brunel y Stephenson fueron grandes amigos personales, en la medida en que se apoyaron mutuamente profesionalmente. Cuando Stephenson estaba bajo presión durante la investigación que siguió al colapso de su puente de vigas de hierro fundido sobre el Río Dee matando a varias personas, Brunel no le desierto. A pesar de su extrema desconfianza en el uso de vigas de hierro fundido para tales fines, Brunel se negó a condenarlos cuando interrogado como testigo experto. Él también estuvo presente para dar apoyo moral Stephenson, cuando los grandes Britannia vigas cajón se flotaron a través del río antes de ser secuestrada hasta sus posiciones finales. Así que cuando llegó al diseño revolucionario en Chepstow, The Times of 24 de febrero de 1852 , informó que "el señor Stephenson, el ingeniero eminente, ha examinado la (gran ferrocarril) puente (en Chepstow) y coincidió en el plan adoptado por el Sr. Brunel ...".
El puente fue un triunfo de la aplicación de un diseño radical a un problema específico utilizando materiales disponibles. El costo total (£ 77,000) fue la mitad el costo del puente de Conwy (£ 145,190 18s 0d) - es verdad que con un vano principal de tan sólo 300 metros en comparación con 400 pies de Conwy, pero no hubo fundamentos de aguas profundas se necesitan en Conwy, y en Chepstow, el costo incluye otros 300 pies de palmos de tierra.
El puente fue construido en el sitio de Brunel por Edward Finch de Liverpool . Después de que se terminó, Finch se quedó en Chepstow, y desarrolló una importante empresa de ingeniería en el sitio contiguo al lado del río. El sitio, que hoy ocupa la firma de ingeniería Fairfield Mabey, sigue siendo (en 2008) que participan en la construcción prefabricada puente.
Epílogo
Sin embargo, incluso Brunel no era infalible, y su previsión para permitir un ligero movimiento de las cadenas de suspensión contra los soportes del puente-cubierta para aliviar el estrés, la llevó a un debilitamiento de la estructura que requiere su sustitución en la década de 1960. Sin embargo, el puente Chepstow de Brunel fue un hito, que conduce a un refinamiento final del diseño en su gran obra maestra, el Royal Albert Bridge sobre el Río Tamar en Saltash.
De los puentes mencionados aquí, los puentes Conwy Windsor y están aún en pie y en uso, a pesar de los vanos Conwy se han acortado utilizando apoyos intermedios. El puente Britannia tuvo tristemente ser reemplazada cuando algunos chicos, de aves que anidan, lograron prender fuego a la guarnición del puente. El puente Chepstow también tuvo que ser reemplazado. Pero brillante y económico concepto de diseño de Brunel sigue vivo en el Royal Albert Puente, que sigue llevando a la antigua Cornwall Línea ferroviaria principal en Cornualles.
