Архив на блога

Мостовете на Брунел - Първа част


Увод

В следващите няколко материала, ще разкажа накратко за част от железопътните мостове, а също и за два пешеходни и един пътен мост, проектирани и/или построени от гениалния инженер Изъмбард Киндъм Брунел (Isambard Kingdom Brunel).
Изъмбард Киндъм Брунел
  Може би много от вас са чували за Брунел, като строител на първия голям кораб, изработен от ковано желязо. Обаче огромният талант на този изобретател няма граници. Той умее да усети и възприеме новото, революционното във всичко, с което се занимава, а там, където то все още не е създадено, Брунел го създава. Тъй като целта на този цикъл от публикации  е да представя според силите и времето си развитието на модерното мостостроене, водещо началото си от Железния мост, т.е. от първия мост с изцяло желязна носеща конструкция, аз ще се спра само на железните мостове на Брунел, въпреки че той има и някои много интересни масивни мостови конструкции (изградени от тухли), дървени мостови конструкции (с долно строене от каменна зидария и дървена връхна конструкция) и др. Такъв например е тухленият железопътен мост със странно име Мейданхед ( Maidenhead Railway Bridge), който за разлика от масовата практика на изпълнение на сводовите мостове по сегмент от окръжност, Брунел изпълнява по примера на Джон Рьони Старши*, по очертанието на елипса, която обаче е значително по-сплескана от елипсите на Рьони, което позволява да се премости много по-голям отвор, при по-малка стрелка на дъгата.
Мостът Мейданхед Maidenhead Railway Bridge 1

Мостът Мейданхед Maidenhead Railway Bridge 2

Брунел е бил недоверчив към чугуна като материал за изграждане на мостове. Поне за големи дъги. 
Пешеходен мост Сидни Гардънс , 1840 г.  (Sydney gardens foot bridge, 1840)  - 1
Пешеходен мост Сидни Гардънс , 1840 г.  (Sydney gardens foot bridge, 1840)  - 2

Пешеходен мост Сидни Гардънс , 1840 г. - 3
Пешеходен мост Сидни Гардънс , 1840 г. - 4
  Все пак Брунел е имал няколко чугунени моста, последният оцелял от които е пешеходен мост над Великата Западна железница (Great Western Railway) в района на Сидни Гардънс в Бат, Съмърсет, Англия (Sydney Gardens Bath, Somerset, England).
  Т
ова недоверие се оправдало, когато построеният през 1846 година от приятеля му Робърт Стивънсън железопътен мост над река Дий пропада. Пред комисията, разследваща причините за аварията, Брунел се изказва в защита на приятеля си, като заявява, че той е един от водещите съвременни инженери в областта на железопътните мостове. Това обаче не променя убеждението на Брунел, че чугунът не е подходящ за изграждане на железопътни мостове, което се доказва и от изследванията на Уилям Феърбайрн
(William_Fairbairn), доказал експериментално неспособността на чугуна да издържа на умора, което е характерно за периодичните натоварвания на железопътните мостове.
Друга от теоретичните разработки на Уилям Феърбайрн е по отношение на тръбните мостове на Стивънсън, за железопътните мостове на река Конуи и над пролива Менай (мостът „Британия“), в които се показва как гредите губят устойчивост и се разрушават от натисковите напрежения, възникващи при огъване. Това довежда до конструиране на клетъчна структура на горната и долната плоча на кутиите, за които ви разказах в цикъла за мостовете на Робърт Стивънсън.
Брунел много умело се възползва и доразвива постиженията на предшествениците си, за да достигне съвършенство при изграждането на собствените си мостове.

_____________________________________________________
Джон Рьони Старши John Rennie FRS (7 June 1761 – 4 October 1821) е шотландски строителен инженер, проектирал много мостове, канали и докове. Той е проектант на първия мост Ватерло (Waterloo Bridge), Югозападния мост (Southwark bridge) и проектант и вдъхновител на изграждането на Новия Лондонски мост (New London Bridge - изпълнен от синовете му Джордж и Джон Рьони Младши, открит през 1831година). За Джон Рьони ще разкажа в отделна публикация след цикъла за мостовете на Брунел.




   Железопътният мост "Уиндзор" 
Железопътният мост "Уиндзор" 1
Железопътният мост "Уиндзор" (WindsorRailway Bridge) е мост от "ковано желязо" в Уиндзор, проектиран от Брунел на пресичането на река Темза от жп отклонението на Великата Западна железница (Great Western Railway) от Слюг до Уиндзор.
Железопътният мост "Уиндзор" 2 - чертеж на Брунел
 Мостът е едноотворна конструкция, състояща се от три дъги, свързани в долния край с хоризонтални опъвачи, които създават главната носещата конструкция на двате премоствани жп линии, преминаващи по него.
  Мостът "Уиндзор" е най-старият железопътен мост от ковано желязо в света, който все още е в редовна експлоатация.
  Отворът на моста е 62 m (202 feet)
  Височината на конструкцията е 5.41 m (17 feet 9 inches)
 Мостът е открит през 1849 година. Тухленият виадукт, осъществяващ връзка с моста е построен между 1861-65 г, за да замени оригиналния дървен виадукт съществувал преди това.
Железопътният мост "Уиндзор" 3
  Въпреки, че мостът е построен за двойна жп линия, едната лиия е била премахната, когато линията е била преустроена през 60-те години на 20-ти век. Днес пътната платформа от горната спрямо течението страна е премахната и се използва за преминаване на водопроводни и канализационни тръби, а от долната страна спрямо течението, продължава да се използва за влаково движение.
Железопътният мост "Уиндзор" 4

Железопътният мост "Уиндзор" 5


 Железопътният мост Чепстоу 

 Железопътният мост Чепстоу (Chepstow bridge) е построен по проект на Брунел през 1852 г.
 Мостът е с иновативна тръбна конструкция. Известен е като "Големият тръбен мост". Разположен е по протежение на жп линията  между Глостър (Англия) и Суонзи (Уелс), на мястото на пресичането с река Уай (Wye) в Чепстоу (Chepstow), където в този момент е границата между Уелс и Англия. Той се смята за едно от основните постижения на Брунел. Конструкцията е икономична в използването на материали. Тя е дизайнерският прототип на моста "Роял Албърт" в Салташ.
мост Чепстоу 1 - план

мост Чепстоу 2  -  напречен разрез
мост Чепстоу 3  -  изглед от момента на изграждане на моста
 Проектът е трябвало да прехвърли двойната железопътната линия в Южен Уелс през река Уай. Адмиралтейството настоявало за премостване на реката с конструкция с дължина от 91 метра (298 ft), като е трябвало конструкцията да се издигне най-малко на 15 метра (50 ft)   над водното ниво. Макар че от страната на графство Глостършър, чиито административен център е град Глостър, брегът на реката да се състои от варовикова скала, от страната на Мънмътшър е утайка от наноси от редовните наводнения. Така от тази страна нямало никъде здрава опора, способна да се съпротивлява на голямото натоварването от арка. Освен това арков мост нямаше да изпълни ограниченията за височината и ширината, наложени от Адмиралтейството, а окачените мостове към този период  са  неспособни да пренасят влакове, поради отклоненията на веригите, които водят до опасни отклонения на палубата на окачен мост.
 Брунел проектира в основната част над реката конструкцията на моста така, че да отговори на изискванията на Адмиралтейството и в съответствие особеностите на терена, като същевременно постига икономична към разхода на желязо конструкция. Мостът е триумф на прилагането на радикален проект при решаване на специфични проблеми. 
мост Чепстоу 4  -  изглед
мост Чепстоу 5  -  изглед

мост Чепстоу 6  -  изглед
мост Чепстоу 7  -  изглед
мост Чепстоу 8 - фрагмент от едната от носещите тръби
мост Чепстоу 9 - фрагмент от едната от надлъжните греди
  В горната част на връхната конструкция се използва кръгла тръба, изпълнена от нитовани листи от ковано желязо. Тръбата е извита като лък и стъпваща в двата края на опори, съставени от вертикални чугунени тръби, запълнени с бетон и свързани с греди и диафрагми с дъговидна форма също от ковано желязо. Към краищата и в третините по дължина на тръбата са закрепени вериги, носещи гредите на пътната палуба. По този начин Брунел решава проблема с деформациите на окачената конструкция от големите концентрирани товари, каквито са влаковете.
мост Чепстоу 9  -  изглед
мост Чепстоу 10  -  изглед
 Линията между железопътната гара Чепстоу и Суонзи е открита на 18 юни 1850 г, а на 19 септември 1851 г. е завършена линията между Глостър и гарата на изток от реката, известна като Чепстоу Изток (Chepstow East). Докато мостът не бил завършен и отворен, пътниците били превозвани от гара Чепстоу Изток до гара Чепстоу с каруци, използвайки пътния мост, построен през 1816 г. на река Уай (Old Wye Bridge).
Железопътният мост е отворен за обществено ползване за първи път на 19 юли 1852 г. След това гара  Чепстоу Изток  е затворена, защото става излишна. С Новата железопътна линия и моста се постига ефект на намаляване на времето за пътуване между Лондон и Суонзи от 15 часа, при първоначалния комбиниран железопътен, автомобилен и фериботен транспорт, до 5 часа с влак.

мост Чепстоу 11  -  изглед след реконструкцията от 1962г.

мост Чепстоу 12  -  изглед след реконструкцията от 1962г.
 Повече от 100 години мостът в Чепстоу се използвал за преминаване на влаковете.
 Но дори и Брунел не е непогрешим, а проектът му, позволяващ леко движение на окачващите вериги в зоната на окачване на мостовата палуба за облекчаване на натиска в гредите, довел до отслабване на конструкцията. Брунел не можал да реши окончателно проблем, довел до разрушаване на моста на приятеля му Робърт Стивънсън на река Дий в Честър на 24 May 1847**.
 През 50-те години на двайсти век скоростта на влаковете, използващи моста, е била ограничена до 15 мили в час (24 км/ч), тъй като някои от гредите са били изкривени. През 1962 г. е създадена нова конструкция на моста в основния участък.

  
______________________________________________
** Въпреки очевидното професионално съперничество, между Брунел и Стивънсън те са били страхотни лични приятели и са се поддържали добри професионални отношения. Когато Стивънсън е бил разследван след пропадането на чугунения мост над река Дий, убивайки няколко души, Брунел не го е изоставил. Независимо от крайното недоверие към използването на чугунени греди за такива цели, Брунел отказва да осъди приятеля си при експертната проверка.
Той също така присъства, за да осигури морална подкрепа на Стивънсън, и при издигането на тръбните греди на моста "Британия".
Когато се дискотира революционния дизайн на моста в Чепстоун, The Times от 24 февруари 1852 г. съобщава, че "...г-н Стивънсън, изтъкнатият инженер, изследва моста (в Чепстоу) и се съгласява с плана, приет от г-н Brunel. .. ".







Няма коментари: