¿Qué hace que los puentes colgantes sean inadecuados para los ferrocarriles?

Recuerdo haber leído en un viejo número de Model Railroader un artículo sobre puentes ferroviarios. En él, el autor mencionó que no debería tener un modelo de puente colgante para una vía férrea en su diseño, porque tal disposición no sería prototípica.

En sus propias palabras, "los puentes colgantes y los trenes no se mezclan".

Me doy cuenta de que el autor probablemente no era ingeniero (al menos en el sentido de este sitio), pero su comentario me hizo pensar. Soy un aficionado a los ferrocarriles, y no puedo pensar en un puente colgante para trenes: lo más cercano que me viene a la mente son las vías del tranvía que estaban en el Puente de Brooklyn ^* .

Entiendo que no habría muchos puentes colgantes para trenes, ya que otros tipos de puentes serían más adecuados (más baratos, más fáciles de construir, etc.) pero ¿por qué son tan raros?

^{* Sin} _{embargo, tenga en cuenta que vivo en los EE. UU. Y no estoy muy familiarizado con la infraestructura ferroviaria extranjera.}

Hay algunas razones principales por las cuales los puentes colgantes no se utilizan para ferrocarriles.

La razón principal es que los puentes colgantes se usan típicamente donde se necesitan tramos muy largos. Los trenes son muy pesados, especialmente en comparación con los carriles de tráfico de la autopista. Esto significa que los tramos largos requieren estructuras de soporte muy fuertes, que en el caso de los puentes colgantes son cables y torres.

La segunda razón va junto con la primera; los trenes causan altas cargas dinámicas a medida que se mueven a lo largo del riel. Esto puede aumentar las cargas verticales en un 30%.

En tercer lugar, los trenes realmente no tienen suspensiones, especialmente los trenes de carga. Esto significa que cualquier movimiento en el puente tiene pocas oportunidades de amortiguarse antes de llegar al tren. Los puentes colgantes son relativamente flexibles por diseño, lo que hace que el movimiento transferido sea un problema aún mayor. ¡No quieres que el puente ruede debajo de un tren!

Ninguno de estos son problemas de ingeniería imposibles de superar. Pero en el momento en que los haya acomodado a todos, también podría encontrar una ubicación diferente o construir un puente de armadura.

¿Posiblemente la reputación de los puentes colgantes ferroviarios fue fatalmente dañada por el pobre desempeño del primero?

En 1830, el ferrocarril de Stockton y Darlington construyó un puente colgante sobre el río Tees, diseñado por Samuel Brown .

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

Destinado a transportar trenes de 150 toneladas, las pruebas mostraron que las torres del puente sufrieron daños cuando la carga excedió las 66 toneladas. Chris Lloyd describe la ocasión :

Cuando el primer motor, que tiraba de 16 camiones de carbón, se acercó al puente, la cubierta se tambaleó y se sacudió, y el pilar del lado de Yorkshire se balanceó y agrietó. A medida que el tren se acercaba al centro, la cubierta se elevó en el medio, creando una mini montaña, con ocho camiones subiendo la cuesta de Durham mientras, simultáneamente, los otros ocho rodaban por el lado de Yorkshire. El acoplamiento en el medio se rompió, y mientras los ocho vagones delanteros y el motor avanzaban hacia Yorkshire, los ocho vagones traseros se escaparon, acelerando por la joroba hacia Durham.

A partir de entonces, los trenes se limitaron a cuatro vagones a la vez conectados " por medio de cadenas con acoplamientos que los mantenían a 9 yardas de distancia ". En 1844, el tráfico fue transferido a un puente de vigas de hierro fundido diseñado por Robert Stephenson , y el puente colgante fue demolido en 1880.

Por el contrario, dos puentes colgantes modernos transportan ferrocarriles en tramos muy largos:

• El puente Shimotsui-Seto de dos pisos (inaugurado en 1988) lleva una carretera y un ferrocarril en un lapso de 940 m entre Honshū y Hitsuishijima en Japón.
• El puente Tsing Ma de dos pisos (inaugurado en 1997) lleva una carretera y un ferrocarril en un lapso de 1,377 m entre las islas Tsing Yi y Ma Wan, Hong Kong. El libro Structural Health Monitoring of Long-Span Suspension Bridges de You Lin Xu y Yong Xia describe en detalle cómo los ingenieros de puentes aseguran que esto funcione de manera segura.

( Imagen de dominio público de Tsing Ma Bridge por Snaveed, 2006. )

Tren ligero y un puente flotante en lugar de un puente colgante, sin embargo, sospecho que muchos de los problemas son los mismos: http://bulletin.pbworld.com/volumes/2014_04/taking_light_rail_over_floating_bridge.aspx

"El puente destinado a albergar el tren ligero es el Puente Homer M. Hadley Memorial, uno de los puentes flotantes más largos del mundo, que actualmente transporta la carretera interestatal 90 sobre el lago Washington. Dos de los carriles existentes del puente serán reemplazados por dos. seguir el tren ligero para tomar el sistema de tren ligero de la región sobre el lago Washington como parte de la extensión East Link de Sound Transit de Seattle a Redmond. Si bien se han desarrollado sistemas de tren de pasajeros que cruzan estructuras de soporte de cables y encuentran movimientos multidimensionales, no hay otro puente que transporta rieles de pasajeros que acomoda el amplio rango y la magnitud de los movimientos que se requerirán del Puente Hadley ".

Entonces parece que el desarrollo está en curso en esta área.

(Lo siento, todavía no hay suficiente reputación para agregar como comentario, pero pensé que podría ser de interés)

Si observa el puente de Øresund , afirman que el puente fue diseñado teniendo en cuenta el tráfico ferroviario pesado:

Se eligió un diseño de viga y cable atirantado para proporcionar la rigidez específica necesaria para transportar tráfico ferroviario pesado y también para resistir grandes acumulaciones de hielo.

Los trenes corren en una cubierta debajo del tráfico de la carretera.

Como el artículo en wikipedia carece de una referencia para esta declaración, no puedo dar la razón real. Pero parece que un puente colgante es demasiado tambaleante. Personalmente, escuché que los trenes en un puente colgante empujarían una ola de puente frente a ellos, destrozando las vías y el puente.

En segundo lugar, los puentes colgantes a menudo son bastante empinados hacia el medio, algo que a los trenes no les gusta, los trenes necesitan un poco menos de inclinación de lo que puede manejar un automóvil o un camión.