РЕЛСИ И МОСТОВЕ: Мостовете на Брунел

Мостът "Роял Албърт" (Royal Albert Bridge)

Корнуолската главна железопътната линия (Cornish Main Line) е най-южната жп линия в Обединеното кралство и най-западната в Англия. По трасето на жп линията има едно значително препятствие, които трябвало да бъде преодоляно. Плавателната река Тамар.

Две съперничещи схеми за железопътен транспорт до Фолмът (Falmouth), Корнуол (Cornwall) са били предложени през 1830-те. Централната схема представлявала маршрут от Ексетър в северната част на Дартмоор, т.е. навътре в сушата. Лесен път за изграждане, но с малко междинен трафик. Другата, "крайбрежна" схема, е била линия с множество инженерни трудности, но може да служи на важния военно-морски град Плимът (Plymouth) и индустриалната зона около Свети Аустел (St Austell), разположен приблизително по средата на разстоянието между Плимът и Фолмът.

Карта на разположението на графства Корнуол и Девън и положението на моста "Роял Албърт" на река Тамар"

Централната схема била подкрепена от "Лондонската и Югозападна железопътна компания" ( London and South Western Railway), докато крайбрежната схема била подкрепена от Корнуолската Железопътна компания (Cornwall Railway) и от Западна железопътна компания (Great Western Railway), която искала да се присъедини към железопътната линия в Девонпорт.

Корнуолската главна железопътната линия е кандидатствала за одобрение на парламента през 1845 г, но е била отхвърлена, отчасти поради плана на Уилям Скарт Мурсом да пренася влакове с ферибот.

Карта на разположението на моста "Роял Албърт" на река Тамар" и варианта на превозване на влаковете през реката с ферибот

След като Изъмбард Киндъм Брунел (Isambard Kingdom Brunel) предложил да прекоси водата по-високо, в Салташ, парламентът одобрява схемата на жп линията. Законът, който позволява тази схема, е приет на 3 август 1846 г.

Мостът "Роял Албърт" (Royal Albert) свързва двата бряга на река Тамар, като прехвърля между Плимут в графство Девън и град Салташ в графство Корнуол Корнуолската Главна железопътната линия (Cornish Main Line). Мостът се счита за инженерно чудо.

Изглед на моста "Роял Албърт" днес 1
(На заден план се вижда висящия пътен мост на река Тамар, известен като Tamar bridge)

Изглед на моста "Роял Албърт" днес 2

Изглед на моста "Роял Албърт" днес 3
(В дясно се вижда висящия пътен мост на река Тамар, известен като Tamar bridge)

Изглед на моста "Роял Албърт" днес 4

Изглед на моста "Роял Албърт" днес 5

(В дясно се вижда висящия пътен мост на река Тамар, известен като Tamar bridge)

Ако за някой мост може да се каже, че има уникален дизайн, то това важи именно за моста "Роял Албърт". Той вплита в едно цяло философията на два различни вида мостове - дъгови и висящи. Мостът има 19 отвора, от които двата най-големи са разположени над плавателната река. Подпрени са на три стълба, разположени във водата. В тази основна част мостът се състои от двe 138,7 метрови (455ft) лещовидни ферми от ковано желязо*, премостващи двата най-големи отвора на моста, разположени на височина от 30 метра (100 ft) над водата. Общата дължина на моста е 670,6 метра.
______________________________________________
Забележка: Кованото желязо е вид материал получен при обработката на желязна руда, с много по-ниско въглеродно съдържание от чугуна и стоманата. Кованото желязо е по-пластично и с много по-голямо провлачване и не така трошливо като чугуна. То лесно се обработва и формова, но има много по-ниска якост от стоманата. В наши дни се използва за изработване на дeкоративни железни изделия като метални врати, парапети и др.

Изглед към средната част на моста днес 1

Изглед към средната част на моста днес 2

Изглед към средната част на моста днес 3

Изглед към средната част на моста днес 4

Изглед към средната част на моста днес 5

Геодезията и проектирането започват още през 1848 г, но строителството започва чак през 1854 г.
Първият основен участък от моста е изпълнен през 1857 г. Мостът е завършен през април 1859 година и е открит от принц Алберт на 2 май 1859г. Брунел умира няколко месеца по късно (на 15.09.1859 г).

Конструкцията е третата от поредица от три големи моста от ковано желязо, построени в средата на деветнадесети век, и е повлияна от предходните две, които са проектирани от Робърт Стивънсън. Двете централни секции на моста на Брунел са адаптирани версии на моста High Level Bridge на Робърт Стивънсън, през река Тайн (Tyne) в Нюкасъл през 1849 г.

Брунел присъствал и когато Стивънсън вдигал през годината гредите на моста Британия през протока Менай.

Фермите, монтирани в док, се пренасят с плаващи докове и се издигат на няколко етапа с кранови механизми, задвижвани от парни двигатели

От 1849 до 1853 г. Брунел изгражда железен мост в Чепстоу, пренасящ железопътната линия в Южен Уелс през река Уай. Подобно конструктивно решение е прието от него и за пресичане на река Тамар в Салташ.

Подобно на моста в Чепстоу, фермата се състои от долна верижна част и горна дъговидна тръба, образуващи свободно подпряна върху повдигнати над нивото на железния път опори. Пътната палуба е изпълнена от дървени греди, разположени една до друга, стъпващи върху напречни греди, подпрени на надлъжните греди под фермите.

Конструкцията е лентикулярна ферма

В натисковия пояс се ползва голяма тръба от ковано желязо

Цялата ферма е изпълнена от ковано желязо

Мостът е еднопътен, за разлика от моста на река Уай, където мостът е за двойна жп линия

Разходът на метал е отнесен към премоствания отвор е изключително нисък, особено като се сравни с тръбните мостове (моста Британия или моста на река Конуи на Робърт Стивънсън)

Реката в Салташ е широка около 330 метра (1100ft). Първоначалната идея на Брунел била да пресекат реката на дървен виадукт с централен диапазон от 77 м (255 ft) и шест отвора по 31,5м (105 ft) за свързване с основната конструкция, с височина от 24 м (80 ft) над водата. Това било отхвърлено от адмиралтейството, което има законова отговорност за плавателните води. Така Брунел създава нов проект, който да осигури 30 м (100 ft) клирънс, т.е. светла височина над водата, с две подпорни разстояния от 90м (300 ft) и две от 60 м (200 ft).

Изглед от река Тамар при моста 1

Изглед от река Тамар при моста 2

Изглед от река Тамар при моста 3

Изглед от река Тамар при моста 4

Обаче изискването на адмиралтейството е в плавателната част на реката да има максимум един стълб, вследствие на което проектът е изготвен отново и това е окончателният проект. Той се състои от два основни отвора с желязна конструкция с отвор от 455 фута и 100 фута над средната височина на водите при пролетен отлив. Тези два основни отвора се премостват от лантикуларни ферми, като горната част на всяка от тях е тежка тръбна натисната дъга, а долната включва двойка вериги. Всяка от фермите е просто подпряна, поради което не се упражняват хоризонтални усилия върху опорите. Вертикални носачи поддържат напречни греди, които носят железопътната палуба, която е непрекъсната плоча.

Изглед на конструкцията от железния път върху нея

Подходите към основните отвори са оформени от седемнайсет много по-къси и по-конвенционални площадки. Откъм Корнуелската страна конструкцията има десет отвора. Общата дължина за деветнадесетте разстояния е 666,75 м (2 187,5 ft).

Изглед на моста по време на строителството 1

Първата работа била да се проучи подробно коритото на реката. На 26 април 1848 г. в Тамар е спуснат железен цилиндър с диаметър 1,8 м (6 ft) височина 25,9 м (85 ft). От дъното му може да се изследва леглото на реката, за да се определи вида на почвите и скалите, за да се определи местоположението на солидни основи.

Изглед на моста по време на строителството 2

По това време Корнуолската железопътна компания сметнала, че е трудно да наберат необходимите средства, така че повечето операции били преустановени през това лято, но на Брунел е позволен малък фонд, с който да продължи проучването. Цилиндърът е поставен на 35 различни места и са направени общо 175 сондажа.

Изглед на моста по време на строителството 3

През 1853 г. офертите за моста се разглеждат от корабостроителния борд на Корнуол и се решава работата да се възложи работата на Чарлз Маре, корабостроител от Блеклоу, който е изпълнил железната конструкция за моста Британия (мост на Робърт Стивънсън). Таксата, която е поискал за строежа на моста Салташ, е била 162 000 британски лири.

Първата задача на Маре била, да създаде строителен двор на брега на Девън, с кей и работилници. След това той започва да изгражда 11,25 м (37ft) железен цилиндър с височина 27 м (90 ft), който трябваше да формира работната база за изграждането на средния стълб. Това стартира през май 1854 г, като закотвя цилиндъра в центъра на реката между четири понтона. Дъното е изкопано до здрава скала, изследвана през 1848 г. След като цилиндърът е спуснат върху речното дъно, водата се изпомпва, калта се изкопава и се изпълнява солидна зидана опора, завържваща над нивото на водата. Работниците трябвало да работят в цилиндъра на 21метра (70ft) под нивото на водата.

На 21 септември 1855 г. Чарлз Маре подал жалба за несъстоятелност. Брунел предложил железопътната компания да поеме работите по изграждането на моста, докато бъде избран друг изпълнител.

Работите по опорите от страна на Корнуол са завършени през ноември 1856 г.

Първо била изготвена и издигната фермата от Корнуолската страна на реката.

Изглед на чугунения стълб, разположен в средата на река Тамар

Изглед от вътрешността на една от четирите чугунени осмоъгълни тръби, формиращи чугунения стълб в средата на река Тамар

Корнуолският участък е издигнат на проектната позиция на 1 септември 1857 г. Издигнат е до пълна височина на 3 етапа, като опорите са били изградени под издиганата ферма. Централната опора е съставена от четири чугунени осмоъгълни колони, а другите опори са от каменна зидария.

Издигане на Корнуолската ферма

Част от веригите за фермите на моста на Брунел са взети от спрения за строителство мост в Бристол, проектиран от Брунел, Клайфтънски висящ мост (Clifton Suspension Bridge).

Корнуолската конструкция е била тествана още преди да бъде монтирана. Двата края се подпират на значителни дървени опори, а останалите скелета се отстраняват. На палубата са поставени статични натоварвания от 4,2 до 7,5 т/м, измерените отклонения и всяка постоянна промяна.

След като първата ферма е освободила кея, на който е изпълнена, започва изграждането на втората.

Изглед към моста от страна на Корнуол преди строителството на пътния мост

Мостът е завършен през април 1859 година.

Фрагмент от зоната на стъпване на фермите върху средния (чугунен) стълб

Фрагмент от зоната на стъпване на фермите върху страничните (зидани) стълбове

Фрагмент от верижната част на фермата, вертикалните носачи и надлъжните греди, между които е разположена жп линията

Фрагмент от свързването на вертикалните с верижната част на фермата и на свързването на носачите и надлъжните греди

Фрагмент на тръбната част на фермата

Фрагмент на вертикала

Детайл на свързване на вертикала с тръбната част на моста

Сега, когато е завършен, са извършени задължителните проверки и тестове от някой си полковник Йоланд от името на Търговския съвет на 20 април 1859 г. Той прекарал тежък влак над моста и измервал деформации в главните ферми от 29 мм в Девънската ферма и 30 мм в Корнуолската. Като цяло той описва резултатите от изпитването на моста като "много задоволителни".

Мостът е открит от принц Алберт през май 1859 г., но Брунел не присъствал поради лошото си здравословно състояние.

Брунел в крайна сметка прекосил моста си на вагон два дни по-късно.

Изглед към моста в наши дни 1

Този мост бил последната му голяма работа на големия инженер. Брунел умира три месеца след отварянето на моста (на 15 септември 1859 година).

Изглед към моста в наши дни 2

Мостът "Роял Албърт" е продукт на хиляди часове тежка физическа работа от хора, които са били управлявани от велики умове като Брунел.

Днес, през всичките тези години след построяването му, мостът продължаваше да превозва пътници между Корнуол и Девън.

Надписът с името и годината на построяване е поставен от признателните британци

През 2006 година беше чествана 200 годишнината от рождението на И.К.Брунел. На юбилейната марка беше изобразен мостът Роял Албърт.

Надписът "И.К. BRUNEL ENGINEER 1859 "е поставен на моста в почит след смъртта на Брунел.

От 1846 г. до откриването през 1859 година, изпълнението на моста мостът отнема 14 години, макар действителната строителна работа да е само шест години.

Общата стойност на строителството е била 225 000 паунда (£), таксата на Брунел за неговата част от проекта и строителството е 5 000 паунда. Неговата годишна заплата е 1 200 паунда.

В наши дни през моста преминават около 21 000 влака годишно

В наши дни по моста преминават годишно 21 000 влака.

Общо взето изграждането на моста включва 2 650 тона ковано желязо, 1 200 тона чугун, 12 393 м³ (459 000 ft³) зидария и 14 000 м³ (501 790 ft³) дървесина.