Что делает подвесные мосты непригодными для железных дорог?

19

Я помню, как читал в старом номере Model Railroader статью о железнодорожных мостах. В нем автор упомянул, что на вашей компоновке не должно быть модельного подвесного моста для железнодорожного пути, поскольку такое расположение не будет прототипом.

По его собственным словам, «подвесные мосты и поезда не смешиваются».

Я понимаю, что автор, вероятно, не был инженером (по крайней мере, в смысле этого сайта), но его замечание заставило меня задуматься. Я отчасти любитель железных дорог, и я не могу вспомнить подвесной мост для поездов - самое близкое, что приходит на ум, - это троллейбусные пути, которые были на Бруклинском мосту * .

Я понимаю, что не будет много подвесных мостов для поездов, так как другие типы мостов будут лучше подходить (дешевле, проще строить и т. Д.), Но почему они так редки?

* Имейте в виду, однако, я живу в США, и я довольно незнаком с иностранной железнодорожной инфраструктурой.

Дейв Коффман
источник
Вы спрашиваете о мостах, которые предназначены исключительно для железных дорог, или у которых они есть как второстепенная особенность?
HDE 226868,
@ HDE226868 Обе, я полагаю. Я не могу придумать много примеров того или другого.
Дейв Коффман
1
На cs.trains.com довольно долгое обсуждение этой темы . Нет убедительных доказательств, но единодушное мнение состоит в том, что преимущества подвесного моста плохо работают при больших, движущихся, сосредоточенных нагрузках.
Крис Мюллер
ПАТКО - Бен Франклин мост в Филадельфии.

Ответы:

20

Есть несколько основных причин, по которым подвесные мосты не используются для железных дорог.

Основная причина заключается в том, что подвесные мосты обычно используются там, где необходимы очень длинные пролеты. Поезда очень тяжелые, особенно по сравнению с полосами движения по шоссе. Это означает, что для длинных пролетов требуются очень прочные опорные конструкции, которые в случае подвесных мостов представляют собой тросы и опоры.

Вторая причина идет вместе с первой; поезда вызывают высокие динамические нагрузки при движении по рельсу. Это может увеличить вертикальные нагрузки на 30%.

В-третьих, поезда не имеют подвесок, особенно грузовых. Это означает, что любое движение в самом мосту имеет небольшую возможность быть ослабленным, прежде чем оно достигнет поезда. Подвесные мосты относительно гибки по своей конструкции, что делает переданное движение еще большей проблемой. Вы не хотите, чтобы мост катился под поездом!

Ни одна из этих проблем не может быть преодолена. Но к тому времени, когда вы разместите их все, вы можете найти другое место или построить ферменный мост.

Хаззей
источник
1
Мало того, что поезда тяжелые, но грузовые локомотивы особенно тяжелы. В типичном подвесном мосту части настила моста уравновешивают другие части. Если в середине моста имеется большая точечная нагрузка, на башни будет оказываться большее напряжение, если на мосту нет ничего другого, чем если бы остальная часть также была загружена. Кластер грузовых локомотивов, тянущих кучу пустых вагонов, для целей погрузки будет очень близок к этому наихудшему сценарию.
суперкат
trains cause high dynamic loads as they move along the rail. This can increase the vertical loads by 30%.Можете ли вы объяснить, что это значит? Если вагон весит 100 тонн, его вес составляет 981 кН. Как можно увеличить нагрузку на мост под этой машиной до 1275 кН?
DrZ214
@ DrZ214 Когда поезд подпрыгивает, эффективная сила на мосту увеличивается. Вместо сложных вычислений импульса и энергии нагрузка в состоянии покоя увеличивается на процент для учета добавленной силы.
Хаззи
12

Возможно, репутация железнодорожных висячих мостов была смертельно повреждена плохой работой самого первого?

В 1830 году железная дорога Стоктон и Дарлингтон построила подвесной мост через реку Тис, спроектированный Сэмюэлем Брауном .

введите описание изображения здесь

(Иллюстрация Уильяма Миллера из «Северо-восточной железной дороги » Уильяма Томлинсона, 1915 г.)

Испытания, предназначенные для перевозки поездов грузоподъемностью 150 тонн, показали, что башни моста получили повреждения, когда нагрузка превысила 66 тонн. Крис Ллойд описывает случай :

Когда первый двигатель, тянущий 16 угольных грузовиков, врезался в мост, палуба качалась и качалась, а столб со стороны Йоркшира качался и трескал. Когда поезд приблизился к центру, палуба поднялась посередине, образовав мини-гору, где восемь грузовиков шли вверх по склону Дарема, в то время как остальные восемь катились по йоркширской стороне. Муфта посередине сломалась, и в то время как передние восемь вагонов и двигатель продвигались к Йоркширу, восемь задних фургонов убежали, ускоряя горб вниз в Дарем.

После этого поезда были ограничены четырьмя вагонами одновременно, соединенными « цепями с муфтами, которые держали их на расстоянии 9 ярдов ». В 1844 году движение было перенесено на чугунный балочный мост, спроектированный Робертом Стефенсоном , а подвесной мост был снесен в 1880 году.

Напротив, два современных подвесных моста несут железные дороги по очень длинным пролетам:

  • Двухэтажный мост Симоцуи-Сето (открыт в 1988 году) пролегает по автомобильной и железной дороге на протяжении 940 м между Хонсю и Хитсуисидзима в Японии.
  • Двухэтажный мост Цин Ма (открыт в 1997 году) пролегает по автодороге и железной дороге на протяжении 1377 м между островами Цин Йи и Ма Ван в Гонконге. Книга Structural Health Monitoring большепролетных висячих мостов на You Лин Сюй и Ен Ся подробно описывает , как инженеры мостовые обеспечить это работает безопасно.

Цин Ма мост

( Образ общественного достояния моста Цин Ма, автор Snaveed, 2006 г. )

Гарет Рис
источник
4
Обратите внимание, что эти мосты предназначены для пассажирских (междугородных или тяжелых транзитных) железнодорожных перевозок, что создает значительно меньшую нагрузку, чем грузовые железнодорожные перевозки.
ThreePhaseEel
7

Скоростной трамвай и плавающий, а не подвесной мост, однако я подозреваю, что многие из проблем одинаковы: http://bulletin.pbworld.com/volumes/2014_04/taking_light_rail_over_floating_bridge.aspx

«Мостом, предназначенным для размещения легкорельсового транспорта, является Мемориальный мост Гомера М. Хэдли, один из самых длинных плавучих мостов в мире, который в настоящее время проходит по межштатной автомагистрали 90 через озеро Вашингтон. Две из существующих полос движения моста будут заменены двухпутными. отслеживание скоростного трамвая для того, чтобы перенести систему скоростного трамвая региона через озеро Вашингтон в рамках расширения Sound Link Transit East Link от Сиэтла до Редмонда. Несмотря на то, что были разработаны пассажирские железнодорожные системы, которые пересекают кабельные опорные конструкции и сталкиваются с многомерными движениями, нет другой мост, несущий пассажирский рельс, который приспосабливает широкий диапазон и величину движений, которые потребуются от Хэдли-Бридж. "

Таким образом, кажется, что развитие продолжается в этой области.

(Извините, репутации недостаточно для добавления в качестве комментария, но я подумал, что это может быть интересно)

Welf
источник
5

Если вы посмотрите на мост Эресунн, они утверждают, что мост был спроектирован с учетом интенсивного железнодорожного движения:

Балочная и вантовая конструкция была выбрана для обеспечения особой жесткости, необходимой для перевозки тяжелых железнодорожных перевозок, а также для противодействия большим скоплениям льда.

Поезда ходят в палубе ниже дорожного движения.

Так как в статье в википедии отсутствует ссылка на это утверждение, я не могу назвать реальную причину. Но кажется, что подвесной мост слишком шаткий. Лично я слышал, что поезда на висячем мосту толкают перед собой волну моста, разрывая рельсы и мост на части.

Во-вторых, подвесные мосты часто бывают довольно крутыми к середине, что-то не нравится поездам, поездам нужно немного меньше наклонять, чем то, что может выдержать автомобиль или грузовик.

изогнутый
источник
Стоит отметить, что Эресуннский мост - это не подвесной мост. Это вантовый мост. Они выглядят одинаково, но в принципе они функционируют по-разному, особенно при динамических нагрузках.
Сметано
Я думаю, что единственная причина, по которой подвесные мосты часто поднимаются посередине, заключается в том, чтобы обеспечить проход для проходящих под ними судов. Это не ограничение дизайна.
Робин Беннет