Британский мост - Britannia Bridge

Британский мост Мост Британия
Современный мост Британия.
Координаты	53 ° 12'58,5 ″ N 4 ° 11'9 ″ з.д. / 53,216250 ° с.ш.4,18583 ° з. / 53.216250; -4,18583 Координаты: 53 ° 12'58,5 ″ N 4 ° 11'9 ″ з.д. / 53,216250 ° с.ш.4,18583 ° з. / 53.216250; -4,18583
Несет	Береговая линия Северного Уэльса A55
Кресты	Менайский пролив
Locale	Англси , Северный Уэльс
Характеристики
Дизайн	Трубчатый мост (первый мост) Двухъярусный ферменно-арочный мост (второй мост)
Материал	Кованое железо и камень (первый мост) Сталь и бетон (второй мост)
Общая длина	1,510,25 футов (460,32 м)
Рост	221,25 фута (67,44 м) до вершины центральной башни
Самый длинный промежуток	460 футов (140 м)
Кол- во пролетов	Четыре
Причалы в воде	Один
Оформление выше	103 фута (31 м) до нижней части железнодорожной платформы
История
Дизайнер	Роберт Стивенсон
Начало строительства	1846 г. (первый мост) 1972 г. (второй мост)
Окончание строительства	1850 г. (первый мост) 1980 г. (второй мост)
Открыт	1850 г. (рельс, первый мост) 1974 (рельс, второй мост) 1980 (дорога, второй мост)
Свернут	1970 (первый мост)
Закрыто	1974 (первый мост)
Место нахождения

Мост Британия ( валлийский : Pont Britannia ) - это мост через пролив Менай между островом Англси и материковой частью Уэльса. Первоначально он был спроектирован и построен известным железнодорожным инженером Робертом Стефенсоном как трубчатый мост из кованого железа с пролетами прямоугольного сечения коробчатого сечения для перевозки железнодорожного транспорта. Его важность заключалась в том, чтобы сформировать критически важное звено на маршруте железной дороги Честера и Холихеда , что позволило поездам напрямую перемещаться между Лондоном и портом Холихеда , облегчая тем самым морское сообщение с Дублином , Ирландия.

За десятилетия до строительства моста Британия был завершен висячий мост Менай , но в этом сооружении была дорога, а не рельсы; до его строительства не было железнодорожного сообщения с Англси. После многих лет обсуждений и предложений 30 июня 1845 года парламентский законопроект о строительстве моста Британия получил королевское одобрение . По настоянию Адмиралтейства элементы моста должны были быть относительно высокими, чтобы обеспечить проход полностью оснащенного военного корабля . Чтобы удовлетворить разнообразные требования, Стивенсон, главный инженер проекта, провел глубокие исследования концепции трубчатых мостовидных протезов. Для детального проектирования балок конструкции Стефенсон получил помощь выдающегося инженера Уильяма Фэйрберна . 10 апреля 1846 года был заложен фундамент моста Британия. Метод строительства , используемый для приковываемой железы кованых труб был получен из современной практики судостроительной; та же техника, что использовалась для моста Британия, была также использована на меньшем железнодорожном мосту Конви . 5 марта 1850 года Стефенсон сам установил последнюю заклепку конструкции, что ознаменовало официальное завершение строительства моста.

В марте 1966 года мост Британия получил статус внесенного в списки категории II .

Катастрофический пожар в мае 1970 года нанес серьезный ущерб мосту Британия. В результате расследования было установлено, что повреждения трубок были настолько обширными, что их невозможно было отремонтировать. Было решено перестроить структуру в совершенно другой конфигурации, повторно используя опоры и используя новые арки, чтобы поддерживать не одну, а две палубы, поскольку новый мост Британия должен был функционировать как комбинированный автомобильно-железнодорожный мост. Процесс восстановления проводился поэтапно, и первоначально он был вновь открыт в 1972 году как одноярусный арочный мост со стальными фермами , обеспечивающий только железнодорожное движение. В течение следующих восьми лет была заменена большая часть конструкции, что позволило запустить больше поездов и достроить второй ярус. Второй ярус был открыт для дорожного движения в 1980 году. В течение 2011 года в рамках четырехмесячной программы капитального ремонта моста на 4 миллиона фунтов стерлингов. за счет расширения дорожного полотна существующего моста или строительства третьего моста.

Дизайн

Вход в Британский мост

Оригинальный коробчатый мост Британия, около 1852 года.

Открытка с изображением моста около 1902 года.

Открытие моста Менай в 1826 году, в одной миле (1,6 км) к востоку от того места, где позже был построен мост Британия, обеспечило первую фиксированную дорожную связь между Англси и материком. Растущая популярность железнодорожного транспорта вскоре потребовала строительства второго моста, который обеспечил прямое железнодорожное сообщение между Лондоном и портом Холихед , а также железной дорогой Честер и Холихед .

Были предложены другие железнодорожные схемы, в том числе одна в 1838 году, чтобы пересечь существующий мост Менай Томаса Телфорда . Пионеру железной дороги Джорджу Стефенсону было предложено прокомментировать это предложение, но он выразил озабоченность по поводу повторного использования единственной проезжей части подвесного моста, поскольку мосты этого типа не подходят для использования на локомотивах. К 1840 году комитет казначейства в целом принял решение в пользу предложений Стефенсона, однако окончательное согласие на маршрут, включая мост Британия, не будет предоставлено до 30 июня 1845 года, даты, когда соответствующий парламентский законопроект получил королевское одобрение . Примерно в то же время сын Стефенсона, Роберт Стефенсон , был назначен главным инженером проекта.

По настоянию Адмиралтейства любой мост должен был позволить пройти через пролив полностью оснащенному военному кораблю . Поэтому Стивенсон намеревался пересечь пролив на высоком уровне, более 100 футов (30 м), по мосту с двумя основными пролетами длиной 460 футов (140 м), прямоугольными железными трубами, каждая из которых весит 1500 длинных тонн (1500 тонн). ; 1700 коротких тонн), поддерживаемые каменными опорами, центральный из которых должен был быть построен на скале Британия. Два дополнительных пролета длиной 230 футов (70 м) завершат мост, образуя непрерывную балку длиной 1511 футов (461 м). Поезда должны были идти внутри труб (внутри коробчатых балок ). До этого самый длинный пролет из кованого железа составлял 31 фут 6 дюймов (9,60 м), что составляло лишь одну пятнадцатую из пролетов моста в 460 футов (140 м). Как первоначально предполагалось Стефенсоном, трубчатая конструкция могла бы дать структуру, достаточно жесткую, чтобы выдерживать тяжелую нагрузку, связанную с поездами, но трубы не будут полностью самонесущими, часть их веса придется принимать на подвесные цепи.

Для детального проектирования балок Стефенсон заручился помощью выдающегося инженера Уильяма Фэйрберна , старого друга своего отца, которого Стивенсон описал как «хорошо известного своими глубокими практическими знаниями в таких вопросах». Фэйрберн начал серию практических экспериментов с трубками различной формы и заручился помощью Итона Ходжкинсона, «известного как первый научный авторитет в области прочности железных балок ». Из экспериментов Фэйрберна стало очевидно, что - без особых мер предосторожности - режим отказа для трубки под нагрузкой произойдет изгиб верхней пластины при сжатии, теоретический анализ которого вызвал у Ходжкинсона определенные трудности. Когда Стефенсон отчитывался перед директорами железной дороги в феврале 1846 года, он приложил отчеты как Ходжкинсона, так и Фэйрберна. Исходя из своего анализа устойчивости труб с одинарными верхними пластинами к изгибу, Ходжкинсон полагал, что потребуется непрактично толстая (и, следовательно, тяжелая) верхняя пластина, чтобы сделать трубы достаточно жесткими , чтобы выдерживать их собственный вес, и посоветовал использовать вспомогательную подвеску из звеньев цепи. .

Однако эксперименты Фэйрберна отошли от экспериментов, охватываемых теорией Ходжкинсона, и включили конструкции, в которых верхняя пластина была усилена за счет «гофрирования» (включения цилиндрических трубок). Результаты этих более поздних экспериментов он нашел очень обнадеживающими; пока еще предстояло определить, какой должна быть оптимальная форма трубчатой ​​балки "Я осмелюсь заявить, что трубчатый мост может быть построен с такими мощностями и размерами, которые будут с полной безопасностью удовлетворять требованиям железнодорожного движения через Проливы », хотя для этого может потребоваться больше материалов, чем предполагалось изначально, и при его строительстве потребуется максимальная осторожность. Он считал «в высшей степени неприличным» полагаться на цепи как на основную опору моста.

Я считаю, что при любых обстоятельствах трубы должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать не только их собственный вес, но и вдобавок к этой нагрузке 2000 тонн, равномерно распределенных по поверхности платформы, что в десять раз больше, чем когда-либо. быть призванным к поддержке. Фактически, это должна быть огромная полая балка из листового железа, достаточной прочности и жесткости, чтобы выдержать такой вес; и, при условии, что части имеют правильные пропорции и пластины должным образом приклепаны, вы можете снять цепи и использовать их как полезный памятник предприимчивости и энергии той эпохи, в которой он был построен.

Вид на вход на мост Британия со стороны Бангора: паровой поезд, входящий в мост, наблюдающие за людьми, два больших каменных льва и надпись, относящаяся к инженеру Роберту Стефенсону.

Отчет Стивенсона привлек внимание к разнице во мнениях между его экспертами, но заверил директоров, что конструкция каменных опор позволяет трубам иметь подвесную опору, и пока нет необходимости принимать во внимание необходимость в этом, что могло бы разрешится дальнейшими экспериментами. Модель с размахом 75 футов (23 м) была построена и испытана на верфи Миллуолл в Fairbairn и использована в качестве основы для окончательного дизайна. Стефенсон, который ранее не присутствовал ни в одном из экспериментов Фэйрберна, присутствовал на одном из экспериментов с этой «модельной трубкой», и, следовательно, был убежден, что вспомогательные цепи не нужны. Хотя Стефенсон настаивал на том, чтобы трубы были эллиптическими в сечении, предпочтительное прямоугольное сечение Фэрберна было принято. Fairbairn отвечал как за ячеистую конструкцию верхней части трубок, так и за усиление жесткости боковых панелей. Каждый главный пролет весил около 1830 тонн.

Строительство и использование

Часть оригинального трубчатого моста из кованого железа, стоящая рядом с современным переходом.

10 апреля 1846 года был заложен фундамент моста Британия, что ознаменовало официальное начало строительных работ на этом месте. Постоянным инженером по строительству конструкции был инженер-строитель Эдвин Кларк , который ранее помогал Стивенсону в выполнении сложных расчетов структурных напряжений, включенных в процесс его проектирования. Первыми основными элементами конструкции, которые должны были быть построены, были боковые трубы, эта работа выполнялась на месте с использованием деревянных платформ для ее поддержки. Метод строительства, использованный для изготовления железных труб, был заимствован из современной практики судостроения и состоял из клепаных пластин из кованого железа толщиной 5 ⁄ 8 дюйма (16 мм), в комплекте с обшитыми листами боковыми стенками и ячеистыми крышами и основаниями. Тот же метод, что и для моста Британия, также использовался на меньшем железнодорожном мосту Конуи , который был построен примерно в то же время. 10 августа 1847 года была забита первая заклепка.

Работая параллельно с процессом строительства на месте, две центральные секции трубы, которые весили 1800 длинных тонн (1830 тонн) каждая, были отдельно построены на близлежащей береговой линии Карнарфона. После того, как они были полностью собраны, каждая из центральных труб по очереди спускалась в дамбу прямо под конструкцией. Секции на месте постепенно поднимались на место с помощью мощных гидроцилиндров ; они поднимались только на несколько дюймов за раз, после чего под секцией устанавливались опоры, чтобы удерживать ее на месте. Этот аспект строительства моста был новаторским для того времени. Сообщается, что инновационный процесс стоил Стивенсону нескольких ночей сна на одном из этапов проекта. Работа шла не гладко; в какой-то момент одна из труб якобы была близка к тому, чтобы быть унесенной в море, прежде чем ее снова поймали и, наконец, поставили на место. В период с июня 1849 г. по февраль 1850 г. трубы устанавливали на место.

После установки отдельные отрезки трубы были соединены в параллельные предварительно напряженные непрерывные конструкции, каждая из которых имела длину 1511 футов (460,6 м) и весила 5270 длинных тонн (5350 тонн). Процесс предварительного напряжения увеличил несущую способность конструкции и уменьшил прогиб. Трубки имели ширину 15 футов (4,5 м) и различались по глубине от 23 футов (7 м) до 30 футов (9,1 м), при этом между ними имелся зазор в 10 футов (3 м); они опирались на серию чугунных балок длиной 15 футов (4,6 м), которые были встроены в каменную кладку башен. Чтобы лучше защитить утюг от непогоды, была построена арочная деревянная крыша, закрывающая обе трубы; он был примерно 39 футов (12 м) в ширину, сплошной по всей длине и покрыт просмоленным гессианом . Центральный проход шириной 12 футов (3,7 м) имелся над крышей с целью обеспечения доступа для обслуживания.

5 марта 1850 года Стефенсон сам установил последнюю заклепку конструкции, что ознаменовало официальное завершение строительства моста. В целом строительство моста заняло более трех лет. 18 марта 1850 года для железнодорожного движения была открыта единственная труба. К 21 октября того же года обе трубы были открыты для движения.

Для своего времени мост Британия был сооружением «величия и необычайной новизны», намного превосходившим по длине современные мосты с литыми балками или железные мосты с пластинчатыми балками. Известный инженер Исамбард Кингдом Брунель , профессиональный соперник и личный друг Стивенсона, как утверждали, заметил ему: «Если ваш мост удастся, то мой все потерпит грандиозную неудачу». 20 июня 1849 года Брюнель и Стефенсон оба наблюдали, как первая из труб моста спускается на его понтоны . Строительные методы, использованные на мосту Британия, очевидно, повлияли на Брунеля, поскольку он позже использовал тот же метод секций плавучего моста во время строительства Королевского моста Альберта через реку Тамар в Салташе .

Первоначально на восточной стороне моста у входа в туннель находилась железнодорожная станция, которой управляла железнодорожная компания Честера и Холихеда , которая обслуживала местное железнодорожное сообщение в обоих направлениях. Однако эту станцию ​​закрыли только через 8+1 ⁄ 2 года эксплуатации из-за невысоких пассажиропотоков. В настоящее время от этой станции мало что осталось, кроме остатков нижнего здания вокзала. Вскоре после этого была открытановая станция под названием Menai Bridge .

Львы

Один из четырех монументальных львов, стоящих на каждом углу моста Британия.

Мост был украшен четырьмя большими львов высеченных в известняке на Джона Томаса , два с обоих концов. Каждый был построен из 11 кусков известняка. Их длина - 25 футов (7,6 м), высота - 12 футов (3,7 м), а вес - 30 тонн.

Они были увековечены в следующем валлийском стихотворении бардом Джоном Эвансом (1826–1888), родившимся на соседнем мосту Менай :

Pedwar llew tew
Heb ddim bloww
Dau 'ochryma
A dau' ochr рисовал

Четыре толстых льва
Без волос
Двое с этой стороны
И двое вон там

Львов не видно с автомагистрали A55 , которая пересекает современный мост на том же месте, хотя их можно увидеть из поездов на береговой линии Северного Уэльса ниже. Идея поднять их до уровня дороги время от времени высказывалась местными активистами.

Пожар и реконструкция

Вечером 23 мая 1970 года мост был сильно поврежден, когда мальчики, играющие внутри сооружения, уронили горящий факел, зажег деревянную крышу труб, покрытую смолой. Несмотря на все усилия пожарных команд Кернарфоншира и Англси, высота моста, конструкция и отсутствие надлежащего водоснабжения означали, что они не смогли справиться с огнем, который распространился по всей территории от материка до стороны Англси. После того, как огонь потух, мост все еще стоял. Однако структурная целостность железных труб была серьезно нарушена из-за высокой температуры; они заметно раскололись у трех башен и начали провисать. Было признано, что опасность обрушения конструкции все еще существует. Как следствие, мост был приведен в негодность без проведения капитальных реставрационных работ.

В свете событий, главный инженер британских железных дорог Лондон Midland области, WF Битти, искал структурные советы от консалтинговой инжиниринговой компании Мужа & Co . После тщательного исследования участка, проведенного компанией, было установлено, что чугунные балки внутри башен подверглись значительному растрескиванию и перекосу, а это означает, что трубы требовали немедленной поддержки на всех трех башнях. Royal Engineers быстро принес , чтобы спасти мост, быстрого развертывание вертикальных моста Bailey единиц , чтобы заполнить оригинальные слоты домкрата в каменных башнях. К концу июля 1970 года было возведено восемь стальных опор моста Бейли, каждая из которых способна выдерживать вертикальную нагрузку около 200 тонн.

Дальнейший анализ показал, что трубы из кованого железа были слишком сильно повреждены, чтобы их можно было сохранить. В свете этого открытия было решено разобрать трубки в пользу замены их новой колодой того же уровня, что и оригинальные гусеницы. За исключением оригинального каменного каркаса, конструкция была полностью перестроена компанией Cleveland Bridge & Engineering . Надстройка нового моста должна была включать две палубы: нижнюю железнодорожную платформу, поддерживаемую стальными арками, и верхнюю палубу из железобетона, чтобы нести новый автомобильный переход через пролив. Бетонные опоры были построены под подходными пролетами, а стальные арочные проходы построены под длинными пролетами по обе стороны от центральной башни Британия. Два длинных пролета поддерживаются арками, что не было вариантом для первоначальной конструкции из-за зазора, необходимого для высокомачтовых судов; современные навигационные требования требуют гораздо меньшего запаса прочности.

Мост перестраивали поэтапно. Первым этапом было возведение новых стальных арок под две оригинальные кованые трубы. Арки были завершены, и 30 января 1972 года на железной дороге была восстановлена однолинейная работа путем повторного использования одной из труб. Следующим этапом был демонтаж и снятие другой трубы и замена ее бетонным настилом для другого железнодорожного пути. Затем однолинейная выработка была перенесена на новую колею (с западной стороны); это позволило удалить вторую трубу и заменить ее бетонным настилом (который используется только для служебного доступа) к 1974 году. Наконец, был установлен верхний дорожный настил, и к июлю 1980 года, спустя более 10 лет после пожара, новый дорожный переход был завершен и официально открыт принцем Уэльским , на котором проходит участок дороги A5 с односторонним движением (ныне A55 ).

В течение 2011 года совместная программа на сумму 4 млн фунтов стерлингов, проводимая владельцем национальной железнодорожной инфраструктуры Network Rail , правительством Ассамблеи Уэльса и Английским агентством автомобильных дорог , была реализована на мосту Британия, направленная на укрепление 160-летней конструкции и повышение ее надежности. Работы включали замену разрушенных стальных конструкций, ремонт дренажной системы, восстановление парапетов и каменной кладки, а также покраску стальных входных порталов моста. Был проведен подробный осмотр внутренних камер трех башен, а также был построен специальный переход, чтобы облегчить и безопасный доступ к конструкции для будущих осмотров каменных опор; Специальные защитные меры, принятые для работы, включали использование специальной краски, минимизирующей загрязнение, и дезактивацию всего оборудования перед доставкой на место.

Предлагаемое улучшение моста

Гравюра 1868 года, изображающая Роберта Стефенсона (сидящий в центре) с инженерами, которые спроектировали и построили мост Британия.

В ноябре 2007 г. начались консультации с общественностью по «Усовершенствованию моста A55 Британия». Заявленные предполагаемые проблемы включают:

• Это единственный участок трассы A55 без двухполосного движения.
• Застой в утренние и дневные пиковые периоды
• Заторы из-за сезонного движения и паромного сообщения из Холихеда
• Очередь на перекрестках на обоих концах
• Ожидается, что трафик значительно увеличится в течение следующих десяти лет или около того.

В документе представлены четыре варианта, каждый со своими плюсами и минусами:

• Ничего не делать. Перегрузка будет увеличиваться по мере увеличения уровня трафика.
• Расширить существующий мост. Для этого башни придется убрать, чтобы освободить место для дополнительных полос. Это проблема, поскольку мост внесен в список 2-го уровня, а также принадлежит компании Network Rail . Дополнительные полосы движения должны быть меньшей ширины, поскольку существующая конструкция не может поддерживать четыре полосы полной ширины.
• Рядом новый многопролетный железобетонный мост . Строительство отдельного моста позволит использовать существующий мост в обычном режиме во время строительства. Для моста потребуются опорные столбы в проливе Менай, что представляет собой экологическую проблему, поскольку пролив является Особой охраняемой зоной . Визуальное воздействие будет низким, поскольку столбы и дорожное покрытие будут выровнены с нынешним мостом.
• Новый однопролетный вантовый мост . Это устранит необходимость в опорах в проливе, но мост будет иметь большое влияние на ландшафт из-за высоты опор для кабелей. Это также самый затратный вариант.

Подавляющее большинство респондентов высказались за некоторые улучшения, а 70% поддержали решение о строительстве второго моста.

Подобные мосты

Было построено очень мало других трубчатых железных мостов, поскольку вскоре были разработаны более экономичные конструкции мостов. Самыми известными из других трубчатых мостов были железнодорожный мост Стефенсона Конуи между Лландидно-Джанкшен и Конуи , первый мост Великой магистрали Сент-Анн-де-Бельвю ( Квебек ) , который был прототипом моста Виктории через реку Святого Лаврентия в Монреаль .

Железнодорожный мост Конви остается в эксплуатации и является единственным оставшимся трубчатым мостом; однако для его усиления были добавлены промежуточные опоры. Мост можно увидеть с близкого расстояния от примыкающего к нему подвесного моста Конуи 1826 года Томаса Телфорда .

Мост Виктории был первым мостом через реку Святого Лаврентия и самым длинным мостом в мире, когда он был завершен в 1859 году. В 1898 году он был перестроен в ферменный мост.

Смотрите также

• Список мостов в Уэльсе
• Выставка мостов Menai Heritage Bridges , музей мостов Menai и Britannia

использованная литература

Примечания

Библиография

дальнейшее чтение

• Митчелл, Вик; Смит, Кейт (2011). Бангор - Холихед . Западный Сассекс: Миддлтон Пресс. инжир. 18–25. ISBN 9781908174017. OCLC  795179106 .

внешние ссылки

• Британский мост (1850 г.) в Structurae
• Мост Британия (1905 г.) в фотоальбоме дедушки
• Мост Британия, вход в Бангор со львом (1905 г.) в фотоальбоме дедушки
• Британский мост (1971) в Structurae
• Общее описание трубчатых мостов Британия и Конвей на железной дороге Честера и Холихеда , 1849 г., из Поиска книг Google
• В 1969 году в программе BBC Bird's Eye View в эпизоде ​​« Человек в движении» был запечатлен вид с воздуха на поезд, пересекающий мост . Доступный в онлайн-архиве BBC сегмент моста Британия появляется на отметке 25:47.
• Ночь загорелся мост, страница программы BBC
• Menai Heritage Общественный проект и музей, посвященный двум мостам через пролив Менай и городскому мосту Менай.