O que torna as pontes suspensas inadequadas para ferrovias?

Lembro-me de ler em uma edição antiga da Model Railroader um artigo sobre pontes ferroviárias. Nele, o autor mencionou que você não deveria ter uma ponte suspensa modelo para uma ferrovia em seu layout, porque nenhum arranjo desse tipo seria prototípico.

Em suas próprias palavras, "pontes suspensas e trens não se misturam".

Percebo que o autor provavelmente não era um engenheiro (pelo menos no sentido deste site), mas sua observação me fez pensar. Sou um pouco aficionado por ferrovias e não consigo pensar em uma ponte suspensa para trens - o que mais me vem à mente são os trilhos de trólebus que estavam na ponte do Brooklyn ^* .

Entendo que não haveria muitas pontes suspensas para trens, pois outros tipos de pontes seriam mais adequados (mais baratos, mais fáceis de construir etc.), mas por que são tão raros?

^* _{Lembre-se, porém, moro nos EUA e não estou familiarizado com a infraestrutura ferroviária estrangeira.}

Existem algumas razões principais pelas quais pontes suspensas não são usadas para ferrovias.

O principal motivo é que as pontes suspensas são normalmente usadas onde vãos muito longos são necessários. Os trens são muito pesados, especialmente quando comparados às faixas de tráfego da rodovia. Isso significa que vãos longos requerem estruturas de suporte muito fortes, que no caso de pontes suspensas são cabos e torres.

A segunda razão acompanha a primeira; os trens causam altas cargas dinâmicas à medida que se movem ao longo do trilho. Isso pode aumentar as cargas verticais em 30%.

Terceiro, os trens não têm realmente suspensões, principalmente trens de carga. Isso significa que qualquer movimento na ponte em si tem pouca oportunidade de ser amortecido antes de chegar ao trem. As pontes de suspensão são relativamente flexíveis por design, o que torna o movimento transferido ainda mais um problema. Você não quer que a ponte esteja rolando embaixo de um trem!

Nada disso é impossível resolver problemas de engenharia. Mas quando você acomodar todos eles, poderá encontrar um local diferente ou construir uma ponte de treliça.

Possivelmente a reputação das pontes suspensas ferroviárias foi fatalmente prejudicada pelo fraco desempenho da primeira?

Em 1830, a Ferrovia Stockton e Darlington construiu uma ponte suspensa sobre o rio Tees, projetada por Samuel Brown .

(Ilustração de William Miller, de The North Eastern Railway, de William Tomlinson, 1915.)

Com a intenção de transportar trens de 150 toneladas, os testes mostraram que as torres da ponte sofreram danos quando a carga excedeu 66 toneladas. Chris Lloyd descreve a ocasião :

Quando o primeiro motor, puxando 16 caminhões de carvão, entrou na ponte, o convés oscilou e tremeu, e o pilar do lado de Yorkshire balançou e rachou. Quando o trem se aproximou do centro, o convés subiu no meio, criando uma mini-montanha, com oito caminhões subindo a encosta de Durham, enquanto, simultaneamente, os outros oito rolavam pelo lado de Yorkshire. O acoplamento no meio estalou e, enquanto os oito vagões dianteiros e o motor seguiam para Yorkshire, os oito vagões traseiros fugiram, acelerando a corcunda em Durham.

A partir de então, os trens foram limitados a quatro vagões conectados " por meio de correntes com acoplamentos que os mantinham a 9 jardas de distância ". Em 1844, o tráfego foi transferido para uma ponte de vigas de ferro fundido projetada por Robert Stephenson , e a ponte suspensa foi demolida em 1880.

Por outro lado, duas modernas pontes suspensas transportam ferrovias por vãos muito longos:

• A ponte de dois andares Shimotsui-Seto (inaugurada em 1988) transporta uma estrada e uma ferrovia ao longo de 940 m de extensão entre Honshū e Hitsuishijima no Japão.
• A ponte de dois andares Tsing Ma Bridge (inaugurada em 1997) transporta uma estrada e uma ferrovia ao longo de um trecho de 1.377 m entre Tsing Yi e as ilhas Ma Wan, Hong Kong. O livro Monitoramento de integridade estrutural de pontes suspensas de longo alcance de You Lin Xu e Yong Xia descreve em detalhes como os engenheiros de pontes garantem que isso funcione com segurança.

( Imagem de domínio público da Ponte Tsing Ma de Snaveed, 2006. )

Light rail e uma ponte flutuante em vez de suspensa, no entanto, suspeito que muitos dos problemas sejam os mesmos: http://bulletin.pbworld.com/volumes/2014_04/taking_light_rail_over_floating_bridge.aspx

"A ponte destinada a hospedar trens leves é a Homer M. Hadley Memorial Bridge, uma das pontes flutuantes mais longas do mundo, que atualmente transporta a rodovia Interestadual 90 sobre o lago Washington. Duas das pistas existentes da ponte serão substituídas por duas trilhos leves de trilhos para levar o sistema de trilhos leves da região sobre o lago Washington como parte da extensão East Link da Sound Transit de Seattle para Redmond.Enquanto os sistemas de trilhos de passageiros foram desenvolvidos para atravessar estruturas de suporte de cabos e encontrar movimentos multidimensionais, não há outra ponte que transporta trilhos de passageiros que acomoda a ampla variedade e magnitude de movimentos que serão exigidos da ponte Hadley. "

Portanto, parece que o desenvolvimento está em andamento nesta área.

(Desculpe, ainda não há reputação suficiente para adicionar como comentário, mas achei que poderia ser interessante)

Se você olhar para a ponte de Øresund, eles afirmam que a ponte foi projetada com o tráfego ferroviário pesado em mente:

Um projeto de viga e estaço de cabo foi escolhido para fornecer a rigidez específica necessária para transportar tráfego ferroviário pesado e também para resistir a grandes acumulações de gelo.

Os trens circulam em um convés abaixo do tráfego rodoviário.

Como o artigo na wikipedia carece de uma referência para essa afirmação, não posso explicar o motivo real. Mas parece que uma ponte suspensa é instável demais. Pessoalmente, ouvi dizer que trens em uma ponte suspensa empurravam uma onda de ponte na frente deles, rasgando os trilhos e a ponte.

Em segundo lugar, as pontes suspensas costumam ser bastante íngremes para o meio, algo que os trens não gostam, os trens precisam de um pouco menos de inclinação do que aquilo que um carro ou caminhão pode suportar.