Co sprawia, że ​​mosty wiszące są nieodpowiednie dla kolei?

Pamiętam, jak czytałem w starym numerze Model Railroader artykuł o mostach kolejowych. W nim autor wspomniał, że nie powinieneś mieć modelu zawieszenia mostu dla toru kolejowego na swoim planie, ponieważ żadne takie ustawienie nie byłoby prototypowe.

Jego własnymi słowami „mosty wiszące i pociągi nie mieszają się”.

Zdaję sobie sprawę, że autor prawdopodobnie nie był inżynierem (przynajmniej w sensie tej strony), ale jego uwaga skłoniła mnie do myślenia. Jestem trochę miłośnikiem kolei i nie mogę sobie wyobrazić wiszącego mostu dla pociągów - najbliższe mi rzeczy, które przychodzą na myśl, to tory tramwajowe, które były na Brooklyn Bridge ^* .

Rozumiem, że nie byłoby wielu mostów wiszących dla pociągów, ponieważ inne typy mostów byłyby bardziej odpowiednie (tańsze, łatwiejsze do zbudowania itp.), Ale dlaczego są tak rzadkie?

^* _{Pamiętaj jednak, że mieszkam w Stanach Zjednoczonych i nie znam obcej infrastruktury kolejowej.}

Istnieje kilka głównych powodów, dla których mosty wiszące nie są używane na kolei.

Głównym powodem jest to, że mosty wiszące są zwykle stosowane tam, gdzie potrzebne są bardzo długie rozpiętości. Pociągi są bardzo ciężkie, zwłaszcza w porównaniu z pasami ruchu drogowego. Oznacza to, że długie rozpiętości wymagają bardzo mocnych konstrukcji wsporczych, które w przypadku mostów wiszących to kable i wieże.

Drugi powód idzie w parze z pierwszym; pociągi powodują wysokie obciążenia dynamiczne, gdy poruszają się wzdłuż szyny. Może to zwiększyć obciążenia pionowe o 30%.

Po trzecie, pociągi tak naprawdę nie mają zawieszenia, zwłaszcza pociągów towarowych. Oznacza to, że jakikolwiek ruch w samym moście ma niewielkie szanse na wytłumienie, zanim dotrze do pociągu. Mosty zawieszenia są stosunkowo elastyczne, co sprawia, że ​​przenoszony ruch jest jeszcze większym problemem. Nie chcesz, żeby most toczył się pod pociągiem!

Żadne z tych problemów nie są niemożliwe do rozwiązania. Ale do czasu, gdy pomieścisz je wszystkie, równie dobrze możesz znaleźć inną lokalizację lub zamiast tego zbudować most kratownicowy.

Być może reputacja mostów podwieszanych została poważnie uszkodzona z powodu słabej wydajności pierwszego?

W 1830 r. Stockton i Darlington Railway zbudowali most wiszący nad rzeką Tees, zaprojektowany przez Samuela Browna .

(Ilustracja Williama Millera, z The North Eastern Railway , William Tomlinson, 1915.)

Testy, mające na celu przewożenie pociągów o masie 150 ton, wykazały, że wieże mostu poniosły szkody, gdy obciążenie przekroczyło 66 ton. Chris Lloyd opisuje okazję :

Gdy pierwszy silnik, ciągnący 16 ciężarówek z węglem, wjechał na mostek, pokład zatrząsł się i zatrząsł, a filar po stronie Yorkshire kołysał się i pękał. Gdy pociąg zbliżał się do centrum, pokład uniósł się na środku, tworząc minibaterię, z ośmioma ciężarówkami jadącymi na zbocze Durham, podczas gdy pozostałe osiem stoczyło się po stronie Yorkshire. Sprzęgło pośrodku pękło i podczas gdy osiem wagonów z przodu i silnik przejechały do ​​Yorkshire, osiem wagonów z tyłu uciekło, pędząc garbem do Durham.

Pociągi były następnie ograniczone do czterech wagonów jednocześnie połączonych „ za pomocą łańcuchów ze sprzęgłami, które utrzymywały je w odległości 9 jardów ”. W 1844 r. Ruch został przeniesiony na żeliwny most dźwigarowy zaprojektowany przez Roberta Stephensona , a most wiszący został rozebrany w 1880 r.

Natomiast dwa nowoczesne mosty wiszące przenoszą tory na bardzo długich rozpiętościach:

• Piętrowy most Shimotsui-Seto (otwarty w 1988 r.) Prowadzi drogę i linię kolejową na rozpiętości 940 m między Honshū i Hitsuishijima w Japonii.
• Piętrowy most Tsing Ma (otwarty w 1997 r.) Prowadzi drogę i linię kolejową na rozpiętości 1 377 m między wyspami Tsing Yi i Ma Wan w Hongkongu. Książka Structural Health Monitoring of Long-Span Suspension Bridges autorstwa You Lin Xu i Yong Xia szczegółowo opisuje, w jaki sposób inżynierowie mostu zapewniają, że działa ona bezpiecznie.

( Obraz domeny publicznej Tsing Ma Bridge autorstwa Snaveed, 2006. )

Lekka szyna i most pływający zamiast wiszącego, jednak podejrzewam, że wiele problemów jest takich samych: http://bulletin.pbworld.com/volumes/2014_04/taking_light_rail_over_floating_bridge.aspx

„Most przeznaczony do obsługi lekkiej kolei to Homer M. Hadley Memorial Bridge, jeden z najdłuższych mostów pływających na świecie, który obecnie prowadzi autostradą międzystanową nr 90 nad jeziorem Waszyngton. Dwa z istniejących pasów mostu zostaną zastąpione podwójnymi śledzić lekką szynę w celu przejęcia regionalnego systemu lekkiej kolei nad jeziorem Waszyngton w ramach rozszerzenia East Link Sound Transit z Seattle do Redmond. Chociaż opracowano systemy kolei pasażerskiej, które krzyżują konstrukcje wsporcze kabli i napotykają ruchy wielowymiarowe, nie ma inny most przewożący szynę pasażerską, który obsługuje szeroki zakres i wielkość ruchów, które będą wymagane od mostu Hadleya.

Wydaje się więc, że w tej dziedzinie trwają prace rozwojowe.

(Niestety, za mało reputacji, aby dodać jako komentarz, ale pomyślałem, że może być interesujący)

Jeśli spojrzysz na most Øresund , stwierdzają, że most został zaprojektowany z myślą o dużym natężeniu ruchu kolejowego:

Wybrano konstrukcję dźwigara i podpory kablowej, aby zapewnić szczególną sztywność niezbędną do transportu ciężkiego ruchu kolejowego, a także aby wytrzymać duże nagromadzenie lodu.

Pociągi kursują na pokładzie poniżej natężenia ruchu drogowego.

Ponieważ artykuł w wikipedii nie zawiera odniesienia do tego stwierdzenia, nie mogę podać prawdziwego powodu. Ale wydaje się, że most wiszący jest zbyt chwiejny. Osobiście słyszałem, że pociągi na wiszącym moście pchnęłyby przed sobą falę mostu, rozrywając tory i most.

Po drugie, mosty wiszące są często dość strome do środka, coś, czego pociągi nie lubią, pociągi potrzebują nieco mniejszego nachylenia niż to, co może obsługiwać samochód lub ciężarówka.