Ponte Britannia - Britannia Bridge

Ponte Britannia

Pont Britannia
Cruzamento do trem da ponte Britannia 3.jpg
A moderna Ponte Britannia.
Coordenadas 53 ° 12′58,5 ″ N 4 ° 11′9 ″ W / 53,216250 ° N 4,18583 ° W / 53.216250; -4,18583 Coordenadas: 53 ° 12′58,5 ″ N 4 ° 11′9 ″ W / 53,216250 ° N 4,18583 ° W / 53.216250; -4,18583
Carries Linha A55 da costa norte do País de Gales
Cruzes Estreito de Menai
Localidade Anglesey , North Wales
Características
Projeto Ponte tubular (primeira ponte) Ponte em arco de treliça de
duas camadas (segunda ponte)
Material Ferro forjado e pedra (primeira ponte)
Aço e concreto (segunda ponte)
Comprimento total 1.510,25 pés (460,32 m)
Altura 221,25 pés (67,44 m) até o topo da torre central
Período mais longo 460 pés (140 m)
No. de vãos Quatro
Piers na água 1
Liberação acima 103 pés (31 m) para a parte inferior da plataforma ferroviária
História
Designer Robert Stephenson
Início de construção 1846 (primeira ponte)
1972 (segunda ponte)
Fim da construção 1850 (primeira ponte)
1980 (segunda ponte)
Aberto 1850 (ferrovia, primeira ponte)
1974 (ferrovia, segunda ponte)
1980 (estrada, segunda ponte)
Desabou 1970 (primeira ponte)
Fechadas 1974 (primeira ponte)
Localização

Britannia Bridge (em galês : Pont Britannia ) é uma ponte que atravessa o estreito de Menai entre a ilha de Anglesey e o continente de Gales. Foi originalmente projetada e construída pelo notável engenheiro ferroviário Robert Stephenson como uma ponte tubular de vãos retangulares de seção em caixa de ferro forjado para transportar o tráfego ferroviário. Sua importância era formar uma ligação crítica da rota da Ferrovia Chester and Holyhead , permitindo que os trens viajassem diretamente entre Londres e o porto de Holyhead , facilitando assim uma ligação marítima para Dublin , na Irlanda.

Décadas antes da construção da Ponte Britannia, a Ponte Suspensa Menai foi concluída, mas essa estrutura carregava uma estrada em vez de trilhos; não havia conexão ferroviária com Anglesey antes de sua construção. Depois de muitos anos de deliberação e propostas, em 30 de junho de 1845, um projeto de lei parlamentar cobrindo a construção da Ponte Britannia recebeu o consentimento real . Por insistência do Almirantado , os elementos da ponte deveriam ser relativamente altos para permitir a passagem de um navio de guerra totalmente equipado . Para atender aos diversos requisitos, Stephenson, engenheiro-chefe do projeto, realizou estudos aprofundados sobre o conceito de pontes tubulares. Para o projeto detalhado das vigas da estrutura, Stephenson contou com a ajuda do ilustre engenheiro William Fairbairn . Em 10 de abril de 1846, foi lançada a pedra fundamental da Ponte Britannia. O método de construção usado para os tubos de ferro forjado rebitados foi derivado das práticas de construção naval contemporâneas; a mesma técnica usada para a Ponte Britannia também foi usada na ponte ferroviária menor de Conwy . Em 5 de março de 1850, o próprio Stephenson instalou o último rebite da estrutura, marcando a conclusão oficial da ponte.

Em março de 1966, a ponte Britannia recebeu o status de listado como Grau II .

Um desastroso incêndio em maio de 1970 causou grandes danos à Ponte Britannia. Após investigação, foi determinado que os danos aos tubos foram tão extensos que não foram realisticamente reparados. Decidiu-se reconstruir a estrutura em uma configuração bastante diferente, reutilizando os pilares enquanto empregava novos arcos para suportar não um, mas dois conveses, já que a nova Ponte Britannia deveria funcionar como uma ponte rodoviária e ferroviária combinada. O processo de reconstrução foi feito em fases, sendo inicialmente reaberto em 1972 como uma ponte em arco de treliça de aço de camada única , transportando apenas o tráfego ferroviário. Ao longo dos próximos oito anos, mais da estrutura foi substituída, permitindo que mais trens circulassem e uma segunda camada fosse concluída. O segundo nível foi aberto para acomodar o tráfego rodoviário em 1980. A ponte foi sujeita a um programa de manutenção em profundidade de quatro meses de £ 4 milhões durante 2011. Desde a década de 1990, tem-se falado em aumentar a capacidade rodoviária ao longo do Estreito de Menai. estendendo o tabuleiro da estrada da ponte existente ou através da construção de uma terceira ponte.

Projeto

Entrada da ponte Britannia
A seção da caixa original Ponte Britannia, por volta de 1852.
Foto de cartão postal da ponte de cerca de 1902

A abertura da Ponte Menai em 1826, uma milha (1,6 km) a leste de onde a Ponte Britannia foi posteriormente construída, forneceu a primeira ligação rodoviária fixa entre Anglesey e o continente. A crescente popularidade das viagens ferroviárias logo precisou de uma segunda ponte para fornecer uma ligação ferroviária direta entre Londres e o porto de Holyhead , o Chester e Holyhead Railway .

Outros esquemas ferroviários foram propostos, incluindo um em 1838 para cruzar a ponte Menai existente de Thomas Telford . O pioneiro das ferrovias, George Stephenson, foi convidado a comentar esta proposta, mas manifestou sua preocupação em reutilizar uma única faixa de rodagem da ponte pênsil, já que pontes desse tipo não eram adequadas ao uso de locomotivas. Em 1840, um comitê do Tesouro decidiu amplamente a favor das propostas de Stephenson, no entanto, o consentimento final para a rota, incluindo a Ponte Britannia, não seria concedido até 30 de junho de 1845, data em que o projeto de lei parlamentar correspondente recebeu o consentimento real . Na mesma época, o filho de Stephenson, Robert Stephenson , foi nomeado engenheiro-chefe do projeto.

Por insistência do Almirantado , qualquer ponte teria que permitir a passagem do estreito por um navio de guerra totalmente equipado . Stephenson pretendia, portanto, atravessar o estreito em um nível elevado, mais de 100 pés (30 m), por uma ponte com dois vãos principais de 460 pés de comprimento (140 m), tubos retangulares de ferro, cada um pesando 1.500 toneladas de comprimento (1.500 toneladas) ; 1.700 toneladas curtas), apoiado em pilares de alvenaria, sendo o centro um deles a ser construído na Rocha Britannia. Dois vãos adicionais de 230 pés (70 m) de comprimento completariam a ponte, formando uma viga contínua de 1.511 pés (461 m). Os trens deveriam circular dentro dos tubos (dentro das vigas da caixa ). Até então, o vão de ferro forjado mais longo tinha sido de 31 pés e 6 polegadas (9,60 m), apenas um décimo quinto dos vãos da ponte de 460 pés (140 m). Como originalmente previsto por Stephenson, a construção tubular daria uma estrutura suficientemente rígida para suportar a carga pesada associada aos trens, mas os tubos não seriam totalmente autossustentáveis, parte de seu peso tendo que ser suportado por correntes de suspensão.

Para o projeto detalhado das vigas, Stephenson contou com a ajuda do distinto engenheiro William Fairbairn , um velho amigo de seu pai e descrito por Stephenson como "bem conhecido por seu profundo conhecimento prático nessas questões". Fairbairn começou uma série de experimentos práticos em vários formatos de tubo e contou com a ajuda de Eaton Hodgkinson "distinguido como a primeira autoridade científica na resistência de vigas de ferro " Tornou-se aparente a partir dos experimentos de Fairbairn que - sem precauções especiais - o modo de falha do tubo sob carga seria a flambagem da placa superior na compressão, cuja análise teórica deu a Hodgkinson alguma dificuldade. Quando Stephenson se reportou aos diretores da ferrovia em fevereiro de 1846, ele anexou relatórios de Hodgkinson e Fairbairn. A partir de sua análise da resistência à flambagem de tubos com placas superiores únicas, Hodgkinson acreditava que seria necessária uma placa superior impraticávelmente espessa (e, portanto, pesada) para tornar os tubos rígidos o suficiente para suportar seu próprio peso, e aconselhou suspensão auxiliar de correntes de elos .

No entanto, os experimentos de Fairbairn passaram daqueles cobertos pela teoria de Hodgkinson para incluir designs nos quais a placa superior era enrijecida por "corrugação" (a incorporação de tubos cilíndricos). Os resultados dessas experiências posteriores ele achou muito encorajadores; enquanto ainda estava para ser determinado qual deveria ser a forma ideal da viga tubular "Eu me arrisco a afirmar que uma ponte tubular pode ser construída com tais poderes e dimensões que atendam, com segurança perfeita, aos requisitos do tráfego ferroviário através do Estreito "embora possa exigir mais materiais do que o inicialmente previsto e o máximo cuidado seja necessário em sua construção. Ele acreditava que seria "altamente impróprio" confiar em correntes como principal suporte da ponte.

Em todas as circunstâncias, sou de opinião que os tubos devem ser fortes o suficiente para sustentar não só o seu próprio peso, mas além dessa carga 2.000 toneladas igualmente distribuídas pela superfície da plataforma, uma carga dez vezes maior do que nunca. ser chamado a apoiar. Na verdade, deveria ser uma enorme viga oca de ferro laminado, com resistência e rigidez suficientes para sustentar esses pesos; e, desde que as peças sejam bem proporcionadas e as placas devidamente rebitadas, você pode retirar as correntes e tê-la como um monumento útil do empreendimento e da energia da época em que foi construída.

Vista da entrada da Ponte Britannia pelo lado de Bangor, mostrando um trem a vapor entrando na ponte, pessoas observando, dois grandes leões de pedra e uma inscrição relacionada ao engenheiro, Robert Stephenson

O relatório de Stephenson chamou a atenção para a diferença de opinião entre seus especialistas, mas assegurou aos diretores que o projeto dos pilares de alvenaria permitia que os tubos recebessem suporte de suspensão, não havendo ainda a necessidade de se avaliar a necessidade disso, o que seria ser resolvido por mais experimentos. Um modelo de vão de 23 m (75 pés) foi construído e testado no estaleiro Millwall de Fairbairn e usado como base para o projeto final. Stephenson, que não havia participado anteriormente de nenhum experimento de Fairbairn, esteve presente em um envolvendo este 'tubo modelo' e, conseqüentemente, foi persuadido de que as correntes auxiliares eram desnecessárias. Embora Stephenson tenha pressionado para que os tubos fossem elípticos em seção, a seção retangular preferida de Fairbairn foi adotada. Fairbairn foi responsável pela construção celular da parte superior dos tubos e pelo desenvolvimento do enrijecimento dos painéis laterais. Cada vão principal pesava cerca de 1.830 toneladas.

Construção e uso

Uma seção da ponte tubular de ferro forjado original ao lado do cruzamento moderno.

Em 10 de abril de 1846, a pedra fundamental da Ponte Britannia foi lançada, marcando o início oficial das obras no local. O engenheiro residente para a construção da estrutura foi o engenheiro civil Edwin Clark , que já havia ajudado Stephenson a realizar os cálculos de tensões estruturais complexas envolvidas em seu processo de projeto. Os primeiros grandes elementos da estrutura a ser construída foram os tubos laterais, este trabalho foi executado in loco, utilizando plataformas de madeira para o apoiar. O método de construção usado para os tubos de ferro foi derivado das práticas de construção naval contemporâneas, sendo composto de placas de ferro forjado rebitadas de 58 polegadas (16 mm) de espessura, completas com laterais laminadas e telhados e bases celulares. A mesma técnica usada para a Ponte Britannia também foi usada na ponte ferroviária menor de Conwy , que foi construída na mesma época. Em 10 de agosto de 1847, o primeiro rebite foi cravado.

Trabalhando em paralelo ao processo de construção local, as duas seções centrais do tubo, que pesavam 1.800 toneladas longas (1.830 toneladas) cada, foram construídas separadamente na costa próxima de Caernarfon. Depois de totalmente montados, cada um dos tubos centrais foi flutuado, um de cada vez, na ponte e diretamente abaixo da estrutura. As seções no local foram gradualmente levantadas no local usando poderosos cilindros hidráulicos ; eles foram aumentados apenas alguns centímetros de cada vez, após o que suportes seriam construídos sob a seção para mantê-la no lugar. Esse aspecto da construção da ponte era novo na época. Alegadamente, o processo inovador foi responsável por custar a Stephenson várias noites de sono em uma fase do projeto. O trabalho não correu bem; em um ponto, um dos tubos supostamente esteve perto de ser varrido para o mar antes de ser recapturado e finalmente colocado de volta no lugar. Os tubos foram colocados no lugar entre junho de 1849 e fevereiro de 1850.

Uma vez no lugar, os comprimentos separados do tubo foram unidos para formar estruturas contínuas protendidas paralelas, cada uma possuindo um comprimento de 1.511 pés (460,6 m) e pesando 5.270 toneladas longas (5.350 toneladas). O processo de pré-tensionamento aumentou a capacidade de carga da estrutura e reduziu a deflexão. Os tubos tinham uma largura de 15 pés (4,5 m) e diferiam entre 23 pés (7 m) e 30 pés (9,1 m) em profundidade total, embora também tivessem uma folga de 10 pés (3 m) entre eles; eles foram apoiados em uma série de vigas de ferro fundido de 15 pés (4,6 m) que foram embutidas na alvenaria das torres. Para proteger melhor o ferro das intempéries, um telhado de madeira arqueado foi construído para cobrir os dois tubos; tinha cerca de 12 m de largura, contínua ao longo de todo o comprimento e coberta com juta alcatroada . Uma passarela central de 12 pés (3,7 m) de largura estava presente acima do telhado com a finalidade de produzir acesso de manutenção.

Em 5 de março de 1850, o próprio Stephenson instalou o último rebite da estrutura, marcando a conclusão oficial da ponte. Ao todo, a ponte levou mais de três anos para ser concluída. Em 18 de março de 1850, um único tubo foi aberto ao tráfego ferroviário. Em 21 de outubro daquele ano, os dois tubos foram abertos ao tráfego.

Por sua vez, a Ponte Britannia era uma estrutura de "magnitude e novidade singular", ultrapassando de longe em comprimento tanto as vigas fundidas contemporâneas quanto as pontes de ferro com vigas de placa. O famoso engenheiro Isambard Kingdom Brunel , um rival profissional e amigo pessoal de Stephenson, teria dito a ele: "Se sua ponte for bem-sucedida, então todas as minhas foram fracassos magníficos". Em 20 de junho de 1849, Brunel e Stephenson observaram o primeiro tubo da ponte flutuar em seus pontões . As técnicas de construção empregadas na ponte Britannia obviamente influenciaram Brunel, já que ele mais tarde usou o mesmo método de seções de ponte flutuantes durante a construção da Ponte Royal Albert através do rio Tamar em Saltash .

Originalmente, havia uma estação ferroviária localizada no lado leste da ponte na entrada do túnel, administrada pela empresa Chester and Holyhead Railway , que servia ao tráfego ferroviário local em ambas as direções. No entanto, esta estação foi fechada após apenas 8+12 anos em operação devido ao baixo volume de passageiros. Nos dias atuais, pouco resta desta estação, além dos restos do prédio da estação de nível inferior. Uma nova estação chamada Menai Bridge foi inaugurada pouco depois.

Leões

Um dos quatro leões monumentais que estão em cada canto da Ponte Britannia.

A ponte foi decorada por quatro grandes leões esculpidos em calcário por John Thomas , dois em cada extremidade. Cada um foi construído com 11 peças de calcário. Eles têm 25 pés (7,6 m) de comprimento, 12 pés (3,7 m) de altura e pesam 30 toneladas.

Eles foram imortalizados na seguinte rima galesa do bardo John Evans (1826-1888), que nasceu nas proximidades da Ponte Menai :

Pedwar llew tew
Heb ddim soprou
Dau 'ochr yma
A dau' ochr desenhou

Quatro leões gordos
sem nenhum cabelo
Dois deste lado
E dois ali

Os leões não podem ser vistos da A55 , que cruza a ponte moderna no mesmo local, embora possam ser vistos a partir de trens na North Wales Coast Line abaixo. A ideia de elevá-los ao nível da estrada tem sido sugerida por ativistas locais de vez em quando.

Incêndio e reconstrução

Durante a noite de 23 de maio de 1970, a ponte foi fortemente danificada quando meninos brincando dentro da estrutura largaram uma tocha acesa, incendiando o telhado de madeira revestido de alcatrão dos tubos. Apesar dos melhores esforços das brigadas de incêndio de Caernarfonshire e Anglesey, a altura da ponte, a construção e a falta de um suprimento de água adequado significava que eles foram incapazes de controlar o incêndio, que se espalhou do continente até o lado de Anglesey. Depois que o fogo se extinguiu, a ponte ainda estava de pé. No entanto, a integridade estrutural dos tubos de ferro foi gravemente comprometida pelo intenso calor; eles se abriram visivelmente nas três torres e começaram a ceder. Foi reconhecido que ainda havia perigo de desabamento da estrutura. Como consequência, a ponte foi inutilizada sem a realização de grandes trabalhos de restauração.

À luz dos acontecimentos, o engenheiro civil chefe da região de Londres Midland British Railways', WF Beatty, procurou o conselho estrutural da empresa de consultoria de engenharia Marido & Co . Após uma investigação aprofundada do local realizada pela empresa, foi determinado que as vigas de ferro fundido no interior das torres haviam sofrido rachaduras e inclinações substanciais, o que significa que os tubos precisavam de suporte imediato em todas as três torres. Os Royal Engineers foram rapidamente trazidos para salvar a ponte, implantando rapidamente unidades de ponte Bailey verticais para preencher os slots de levantamento originais nas torres de alvenaria. No final de julho de 1970, um total de oito torres de aço da ponte Bailey foram erguidas, cada uma sendo capaz de suportar uma carga vertical de cerca de 200 toneladas.

Uma análise posterior mostrou que os tubos de ferro forjado estavam muito danificados para serem retidos. Face a esta descoberta, optou-se pela desmontagem dos tubos em favor da sua substituição por um novo tabuleiro ao mesmo nível das calhas originais. Com exceção da subestrutura de pedra original, a estrutura foi totalmente reconstruída pela Cleveland Bridge & Engineering Company . A superestrutura da nova ponte deveria incluir dois conveses: um convés inferior da ferrovia sustentado por arcos de aço e um convés superior construído em concreto armado, para realizar uma nova travessia rodoviária sobre o estreito. Apoios de concreto foram construídos sob os vãos de acesso e arcos de aço construídos sob os longos vãos de cada lado da Torre Britannia central. Os dois vãos longos são sustentados por arcos, o que não era uma opção para a estrutura original em decorrência da folga necessária para embarcações de mastro alto; os requisitos de navegação modernos exigem muito menos espaço livre.

A ponte foi reconstruída em etapas. A primeira etapa foi erigir os novos arcos de aço sob os dois tubos de ferro forjado originais. Os arcos foram concluídos e o funcionamento de uma linha foi restaurado na ferrovia em 30 de janeiro de 1972, com a reutilização de um dos tubos. A próxima etapa foi desmontar e remover o outro tubo e substituí-lo por uma plataforma de concreto para a outra via férrea. Em seguida, o trabalho de linha única foi transferido para a nova pista (no lado oeste); isto permitiu que o outro tubo fosse removido e substituído por um tabuleiro de concreto (que é usado apenas para acesso de serviço) em 1974. Finalmente o tabuleiro superior foi instalado e em julho de 1980, mais de 10 anos após o incêndio, a nova travessia foi concluída e formalmente inaugurada pelo Príncipe de Gales , transportando um trecho de faixa única da estrada A5 (agora A55 ).

Durante 2011, um programa conjunto de £ 4 milhões pelo proprietário da infraestrutura ferroviária nacional Network Rail , o Welsh Assembly Government e a English Highways Agency , foi executado na Ponte Britannia, com o objetivo de fortalecer a estrutura de 160 anos e melhorar sua confiabilidade. A obra envolveu a substituição de ferragens erodidas, a reparação do sistema de drenagem, o restauro dos parapeitos e cantaria e a pintura dos portais de acesso em aço da ponte. Foi efectuada uma vistoria detalhada nas câmaras internas das três torres, tendo também sido construída uma passarela especial para permitir um acesso mais fácil e seguro à estrutura para futuras inspecções dos pilares de alvenaria; esforços especiais de proteção adotados para o trabalho incluíram o uso de tintas especiais para minimizar a poluição e a descontaminação de todos os equipamentos antes de serem trazidos para o local.

Melhoria de ponte proposta

Uma gravura de 1868 que mostra Robert Stephenson (sentado no centro) com os engenheiros que projetaram e construíram a Ponte Britannia.

Em novembro de 2007, um exercício de consulta pública sobre a 'A55 Britannia Bridge Improvement' teve início. Os problemas percebidos declarados incluem:

  • É o único trecho de via não dupla ao longo da A55
  • Congestionamento durante os períodos de pico da manhã e da tarde
  • Congestionamento do tráfego sazonal e de balsas de Holyhead
  • Fila nas junções em ambas as extremidades
  • Espera-se que o tráfego aumente significativamente nos próximos dez anos ou mais

No documento, quatro opções são apresentadas, cada uma com seus prós e contras:

  • Fazer nada. O congestionamento aumentará à medida que os níveis de tráfego aumentam.
  • Amplie a ponte existente. Para fazer isso, as torres teriam que ser removidas para dar espaço às pistas extras. Este é um problema, pois a ponte é uma estrutura listada de Grau 2 e também é propriedade da Network Rail . As faixas extras teriam de ser de largura reduzida, pois a estrutura existente não é capaz de suportar quatro faixas de largura total.
  • Nova ponte em caixão de concreto com vários vãos ao lado. A construção de uma ponte separada permitiria que a ponte existente fosse usada normalmente durante a construção. A ponte exigiria pilar (es) de apoio no Estreito de Menai, o que é uma questão ambiental, pois o estreito é uma Área Especial de Conservação . O impacto visual seria baixo, pois os pilares e a superfície da estrada seriam alinhados com a ponte atual.
  • Nova ponte estaiada de vão único . Isso eliminaria a necessidade de pilares no Estreito, mas a ponte teria um grande impacto na paisagem devido à altura dos pilares de sustentação dos cabos. Esta também é a opção mais cara.

Os entrevistados foram em grande parte a favor de ver algumas melhorias, com 70 por cento a favor da solução de construir uma segunda ponte.

Pontes semelhantes

Muito poucas outras pontes tubulares de ferro foram construídas, uma vez que projetos de ponte mais econômicos foram logo desenvolvidos. A mais notável das outras pontes tubulares foi a ponte ferroviária Conwy de Stephenson entre Llandudno Junction e Conwy , a primeira ponte ferroviária de Grande Tronco de Sainte-Anne-de-Bellevue ( Québec ) , que foi o protótipo da Ponte Victoria sobre o Rio São Lourenço em Montreal .

A ponte ferroviária Conwy continua em uso e é a única ponte tubular remanescente; no entanto, pilares intermediários foram adicionados para fortalecê-lo. A ponte pode ser vista de perto da ponte suspensa 1826 Conwy, adjacente a Thomas Telford .

A Victoria Bridge foi a primeira ponte a cruzar o Rio São Lourenço e foi a ponte mais longa do mundo quando foi concluída em 1859. Ela foi reconstruída como uma ponte de treliça em 1898.

Veja também

Referências

Notas

Bibliografia

  • Jones, Reg Chambers (2011). Travessia do Menai: uma história ilustrada das balsas e pontes do Estreito de Menai . Wrexham: Bridge Books. ISBN 9781844940745.
  • Fairbairn, William (1849). Um relato da construção das pontes tubulares de Britannia e Conway . Londres: John Weale.
  • Norrie, Charles Matthew (1956) Bridging the Years - uma breve história da engenharia civil britânica , Edward Arnold (Publishers) Ltd
  • Rapley, John (2003). The Britannia and other Tubular Bridges , Tempus, ISBN  0-7524-2753-9
  • Richards, Robin (2004). Duas pontes sobre Menai (nova edição revisada). Llanrwst: Gwasg Carreg Gwalch. ISBN 1845241304.
  • Rolt, LTC (1960). George e Robert Stephenson: The Railway Revolution , Penguin, Ch. 15, ISBN  0-14-007646-8
  • Rosenberg, Nathan; Vincenti, Walter G. (1978). A Ponte Britannia: geração e difusão de conhecimento técnico . Série de monografias / Sociedade para a História da Tecnologia, no. 10. Cambridge, Mass .: MIT Press. ISBN 0262180871.

Leitura adicional

links externos