Chepstow-Eisenbahnbrücke - Chepstow Railway Bridge

Koordinaten : 51°38′37.10″N 2°40′1.00″W / 51.6436389°N 2.6669444°W / 51.6436389; -2.6669444

Brunels ursprüngliche Eisenbahnbrücke über den Wye bei Chepstow, bevor sie 1962 ersetzt wurde.

Die Chepstow Railway Bridge wurde 1852 auf Anweisung von Isambard Kingdom Brunel gebaut . Die "Great Tubular Bridge" über den River Wye bei Chepstow , die zu diesem Zeitpunkt die Grenze zwischen Wales und England bildet, gilt trotz ihrer Aussehen. Es war sparsam im Materialeinsatz und sollte sich als Design-Prototyp für Brunels Royal Albert Bridge in Saltash erweisen . Obwohl der Überbau inzwischen ersetzt wurde, sind die rohrförmigen Eisenstützen von Brunel noch vorhanden. Es ist eine denkmalgeschützte Struktur.

Hintergrund

Erhaltener Abschnitt eines der horizontalen Träger, der außerhalb der Büros der angrenzenden Mabey Bridge- Werke erhalten ist.

Brunel musste die beiden Gleise der South Wales Railway über den Fluss Wye nehmen. Die Admiralität hatte auf einer lichten Spannweite von 91 m über dem Fluss bestanden, wobei die Brücke mindestens 15 m über der Flut liegen sollte. Die Spannweite müsste selbsttragend sein, denn obwohl die Gloucestershire- Seite des Flusses aus einer Kalksteinklippe besteht , ist die Monmouthshire- Seite eine niedrig liegende Sedimentablagerung , die regelmäßig überflutet wird. Somit gab es auf dieser Seite nirgendwo ein Widerlager , das dem Druck einer Bogenbrücke nach außen oder dem Zug einer herkömmlichen Hängebrücke nach innen standhalten konnte . Jedenfalls konnte beides nicht verwendet werden: Eine Bogenbrücke hätte die von der Admiralität auferlegten Höhen- und Breitenbeschränkungen nicht erfüllt, und Hängebrücken waren bekanntermaßen ungeeignet für die Beförderung von Eisenbahnzügen. Das konzentrierte Gewicht verursachte ein Durchbiegen der Ketten, wodurch das Brückendeck gefährlich auf und ab fahren konnte. Eine freitragende Fachwerkbrücke war die einzige Möglichkeit.

Robert Stephenson hatte den Fluss Conwy (1848) und die Menaistraße (1850) mit Spannweiten von 400 bzw. 450 Fuß (140 m) überbrückt , indem er große Kastenträgerabschnitte aus genietetem Schmiedeeisen verwendet. Conwy-ähnliche Kastenträger wären bei Chepstow sehr teuer und schwer gewesen (problematisch, da die Spannweiten viel höher gehoben werden mussten als bei Conwy). Brunel suchte charakteristischerweise nach einer radikalen Lösung. Er hatte bereits in Windsor (1849) eine Bogensehnen- oder Bogenbrücke gebaut, die aus drei zellularen Bogenrippen mit dreieckigem Querschnitt bestand, die von schmiedeeisernen Decksträgern "aufgereiht" waren, die von vertikalen Aufhängern von den Bögen getragen wurden. Dies war das gleiche Jahr wie Stephensons Hochebene Hochebene Brücke in Newcastle upon Tyne , die Brunel in Chepstow beeinflusst haben sollte. Brunels Lösung für letzteres bestand jedoch darin, einen Sprung nach vorne zu machen, der jedoch auf soliden Ingenieursprinzipien und einer Variation des gebundenen Bogenthemas beruhte.

Die Experimente von William Fairbairn und die mathematische Analyse von Eaton Hodgkinson hatten durch eine Reihe von Experimenten gezeigt, dass ein geschlossener Kastenträger aus genietetem Schmiedeeisen relative Leichtigkeit mit großer Festigkeit verband. Der rohrförmige schmiedeeiserne Träger – sei es im Querschnitt rechteckig, dreieckig oder rund – bildete ein höchst effizientes Fachwerkbauteil. Wenn der Querschnitt groß genug wäre, könnte er selbsttragend sein. Es waren Fairbairns Experimente, die zum Entwurf der Menai- und Conwy- Brücken führten. Stephenson hatte ursprünglich vorgeschlagen, einen Kastenträgerabschnitt zu verwenden, der an Ketten aufgehängt ist. Das Kastenprofil wäre, argumentierte er, steif genug, um die herkömmlichen Probleme der Brückendecks von Hängebrücken zu überwinden. Fairbairn zeigte dann, dass ein richtig konstruierter Hohlkasten stark genug ist, um auf die Ketten zu verzichten. Trotzdem wurde die Entscheidung (keine Ketten zu verwenden) spät im Projekt getroffen, so dass die Stütztürme der Britannia-Brücke noch mit Löchern für die Ketten gebaut wurden. Die Kastenträger von Stephenson waren eine großartige Innovation, und die Verwendung von Stahl oder Spannbeton anstelle von Schmiedeeisen ist heute der Standard für große Brücken. Aber wie Berridge bemerkte: "Brunel war nie einer, der Mode um der Mode willen folgte ... (in Chepstow) ... Hier war der echte Ingenieur bei der Arbeit, der die Brücke entwarf, die dem Standort und dem besten Weg, sie zu integrieren, passte Position".

Die Brücke füllte eine Lücke in der Hauptbahnstrecke zwischen Gloucester und Swansea . Die Strecke zwischen dem Bahnhof Chepstow und Swansea wurde am 18. Juni 1850 eröffnet und am 19. September 1851 zwischen Gloucester und einer Station östlich des Flusses, bekannt als Chepstow East, fertiggestellt . Bis zur Fertigstellung und Eröffnung der Brücke wurden die Passagiere mit Bussen von einer Station zur anderen befördert , wobei die Straßenbrücke von 1816 über den Fluss Wye benutzt wurde. Am 19. Juli 1852 wurde die Eisenbahnbrücke erstmals der Öffentlichkeit zugänglich gemacht; Gleichzeitig wurde der Bahnhof Chepstow East geschlossen. Ursprünglich führte nur eine Eisenbahnlinie über die Brücke; eine zweite wurde am 18. April 1853 in Betrieb genommen. Die neue Eisenbahnlinie und die neue Brücke reduzierten die Reisezeit zwischen London und Swansea von 15 Stunden mit Bahn, Straße und Fähre auf 5 Stunden mit der Bahn.

Das Chepstow Bridge-Design

Brunels gusseiserne Pfeiler für die ursprüngliche Brücke, die immer noch die moderne Eisenbahnbrücke und ihr untergehängtes Fachwerk tragen.

Brunel erkannte, dass ein Rohrträger mit kreisförmigem Querschnitt – ein flacher „Bogen“, ausgezeichnet in Druck und Zug – durch Aufhängungsketten aufgereiht werden kann, um eine steife, selbsttragende Struktur zu bilden, die sehr viel leichter (und damit weniger teuer) als eine Stephenson- Typ Kastenträger. Anstatt die Ketten an Türmen aufzuhängen und das Brückendeck daran aufzuhängen, nutzte Brunel die Ketten, um die mit Streben gegen die Ketten verspannten Rohre zu spannen und leicht zu biegen. Das Brückendeck war starr, weil es durch die Ketten effektiv gegen die Rohre geklemmt war. Brunel löste das Problem auf seine Weise, und über 100 Jahre lang waren die Chepstow und anschließend die Royal Albert Bridge die einzigen Hängebrücken des britischen Eisenbahnsystems.

Obwohl Rivalen, unterstützten Brunel und Stephenson sich beruflich. Als Stephenson während der Ermittlungen nach dem Einsturz seiner gusseisernen Trägerbrücke über den Fluss Dee , die mehrere Tote forderte, unter Druck stand , weigerte sich Brunel, die Verwendung von gusseisernen Trägern im Kreuzverhör als Sachverständiger zu verurteilen. Er war auch anwesend, um Stephenson moralische Unterstützung zu leisten, als die großen Britannia-Kastenträger über den Fluss getrieben wurden, bevor sie in ihre endgültigen Positionen gebracht wurden. Als es um den revolutionären Entwurf von Chepstow ging, berichtete die Times vom 24. Februar 1852, dass „Herr Stephenson, der hervorragende Ingenieur, die (große Eisenbahn-)Brücke (bei Chepstow) untersucht hat und dem von Herrn Brunel angenommenen Plan zugestimmt hat. ..".

Die Brücke war ein Triumph der Anwendung eines radikalen Designs auf ein spezifisches Problem unter Verwendung verfügbarer Materialien. Die Gesamtkosten (77.000 £) waren halb so hoch wie die Conwy-Brücke (145.190 £ 18s 0d) – zugegebenermaßen mit einer Hauptspannweite von nur 300 Fuß (91 m) im Vergleich zu Conwys 400 Fuß (120 m), aber es gab keine tiefen Wasserfundamente, die in Conwy und Chepstow benötigt wurden, beinhalteten weitere 91 m Landspanne.

In Bezug auf das Erscheinungsbild der Brücke stellten die Illustrated London News fest, dass „die Eigentümlichkeit des Ortes keine Ausstellung von ‚Kunst‘ – d mechanische Arbeit mit Scheinsäulen, Pilastern und kleinen ornamentalen Details."

Die Brücke wurde vor Ort für Brunel von Edward Finch aus Liverpool als Partner der Firma Finch & Willey gebaut. Nach seiner Fertigstellung blieb Finch in Chepstow und baute auf dem Gelände am Fluss ein bedeutendes Maschinenbau- und später Schiffbauunternehmen auf. Das angrenzende Gelände, das später vom Ingenieurbüro Mabey Bridge (ehemals Fairfield Mabey) genutzt wurde, war im Fertigteilbrückenbau tätig und war 1987 für den Bau der heute neben der Eisenbahnbrücke verlaufenden Straßenbrücke A48 verantwortlich . Mabey verließ das Gelände im Jahr 2015, und ab 2020 wird es für den Wohnungsbau saniert.

Erbe

Die heutige Chepstow-Eisenbahnbrücke

Aber auch Brunel war nicht unfehlbar, und seine Voraussicht, leichte Bewegungen der Tragketten gegen Stützen auf dem Brückendeck zuzulassen, um Spannungen abzubauen, führte zu einer Schwächung der Struktur. In den 1950er Jahren wurde die Geschwindigkeit der Züge auf der Brücke auf 24 km/h begrenzt, da einige der Träger verzogen waren. 1962 wurde ein neues Tragwerk für die Brücke unter dem Hauptfeld errichtet.

Von den hier erwähnten Brücken stehen die Windsor- und die Conwy-Brücke noch und sind in Gebrauch, obwohl die Conwy-Spannweiten durch Zwischenstützen verkürzt wurden; die Britannia-Brücke musste 1970 nach einem Brand ersetzt werden. Nichtsdestotrotz war Brunels Chepstow-Brücke eine Wasserscheide, die zu einer endgültigen Verfeinerung des Designs in seinem großen Meisterwerk führte, der Royal Albert Bridge über den Fluss Tamar bei Saltash, die weiterhin die ehemalige Hauptstrecke der Cornwall Railway nach Cornwall führt .

Siehe auch

Verweise