Pont ferroviaire de Chepstow - Chepstow Railway Bridge

Coordonnées : 51°38′37.10″N 2°40′1.00″W / 51,6436389°N 2,6669444°W / 51.6436389; -2.6669444

Pont ferroviaire d'origine de Brunel sur la Wye à Chepstow, avant son remplacement en 1962.

Le pont ferroviaire de Chepstow a été construit selon les instructions d' Isambard Kingdom Brunel en 1852. Le « grand pont tubulaire » sur la rivière Wye à Chepstow , qui forme à ce moment-là la frontière entre le Pays de Galles et l'Angleterre, est considéré comme l'une des réalisations majeures de Brunel, malgré son apparence. Il était économique dans son utilisation des matériaux et s'avérerait être le prototype de conception du pont Royal Albert de Brunel à Saltash . Bien que la superstructure ait depuis été remplacée, les supports tubulaires en fer de Brunel sont toujours en place. C'est une structure classée Grade II .

Fond

Section survivante de l'une des poutres horizontales, conservée à l'extérieur des bureaux de l' usine adjacente du pont Mabey .

Brunel a dû emprunter les deux voies du South Wales Railway de l' autre côté de la rivière Wye. L' Amirauté avait insisté sur une portée libre de 300 pieds (91 m) au-dessus de la rivière, avec le pont à un minimum de 50 pieds (15 m) au-dessus de la marée haute. La travée devrait être autoportante, car bien que le côté Gloucestershire de la rivière se compose d'une falaise calcaire , le côté Monmouthshire est un dépôt sédimentaire de faible altitude soumis à des inondations régulières. Ainsi de ce côté, il n'y avait nulle part une culée capable de résister soit à la poussée vers l'extérieur d'un pont en arc , soit à la traction vers l'intérieur d'un pont suspendu conventionnel . En tout cas, ni l'un ni l'autre ne pouvait être utilisé : un pont en arc n'aurait pas respecté les restrictions de hauteur et de largeur imposées par l'Amirauté, et les ponts suspendus étaient notoirement inaptes à transporter des trains de chemin de fer. Le poids concentré a fait dévier les chaînes, permettant au tablier de pont de monter et de descendre dangereusement. Un pont en treillis autoportant était la seule option.

Robert Stephenson avait ponté la rivière Conwy (1848) et le détroit de Menai (1850) avec des portées de 400 et 450 pieds (140 m) respectivement, en utilisant de grandes sections de poutre-caisson en fer forgé riveté. Des poutres-caissons de type Conwy auraient été très coûteuses à utiliser à Chepstow en plus d'être lourdes (problème, car les travées devaient être soulevées beaucoup plus haut qu'à Conwy). Brunel, de façon caractéristique, cherchait une solution radicale. Il avait déjà construit à Windsor (1849) un pont en arc à cordes ou noué composé de trois nervures en arc cellulaire de section triangulaire « enfilées » par des poutres de pont en fer forgé soutenues par des cintres verticaux des arches. C'était la même année que le pont de haut niveau à arc attaché de Stephenson à Newcastle upon Tyne , qui était censé avoir influencé Brunel à Chepstow. Cependant, la solution de Brunel pour ce dernier était de faire un bond en avant, basé, néanmoins, sur de solides principes d'ingénierie et une variation du thème de l'arc attaché.

Les expériences de William Fairbairn et l'analyse mathématique d' Eaton Hodgkinson avaient montré par une série d'expériences qu'une poutre-caisson fermée , en fer forgé riveté, combinait une relative légèreté avec une grande résistance. La poutre tubulaire en fer forgé - qu'elle soit de section rectangulaire, triangulaire ou circulaire - formait un élément de ferme des plus efficaces. Si la section transversale était suffisamment grande, elle pourrait être autoportante. Ce sont les expériences de Fairbairn qui ont conduit à la conception des ponts Menai et Conwy . Stephenson avait initialement proposé d'utiliser une section de poutre-caisson suspendue à des chaînes. La section en caisson serait, selon lui, suffisamment rigide pour surmonter les problèmes conventionnels des tabliers des ponts suspendus. En l'occurrence, Fairbairn a montré qu'une poutre-caisson correctement construite serait suffisamment solide pour qu'on puisse se passer des chaînes. Néanmoins, la décision (de ne pas utiliser de chaînes) a été prise tardivement dans le projet, de sorte que les tours de support du pont Britannia étaient toujours construites avec des trous pour les chaînes. Les poutres-caissons de Stephenson étaient une grande innovation, et en utilisant de l'acier ou du béton précontraint au lieu du fer forgé, la construction à poutres-caissons est aujourd'hui la norme pour les grands ponts. Mais comme Berridge l'a observé, "Brunel n'a jamais été du genre à suivre la mode pour la mode... (à Chepstow)... C'était le vrai ingénieur au travail, concevant le pont en fonction du site et de la meilleure façon de le faire entrer dans position".

Le pont a comblé une lacune dans la ligne ferroviaire principale entre Gloucester et Swansea . La ligne entre la gare de Chepstow et Swansea a été ouverte le 18 juin 1850 et le 19 septembre 1851, la ligne a été achevée entre Gloucester et une gare à l'est de la rivière, connue sous le nom de Chepstow East . Jusqu'à l'achèvement et l'ouverture du pont, les passagers étaient transportés d'une gare à l'autre en autocar , en utilisant le pont routier de 1816 traversant la rivière Wye. Le pont ferroviaire a été ouvert au public pour la première fois le 19 juillet 1852 ; La gare de Chepstow East a été fermée en même temps que redondante. À l'origine, il n'y avait qu'une seule ligne de chemin de fer sur le pont ; une seconde a été mise en service le 18 avril 1853. La nouvelle ligne de chemin de fer, et le pont, ont eu pour effet de réduire le temps de trajet entre Londres et Swansea de 15 heures, par chemin de fer, route et ferry , à 5 heures par chemin de fer.

La conception du pont Chepstow

Les piliers en fonte de Brunel pour le pont d'origine, supportant toujours le pont ferroviaire moderne et sa poutre en treillis.

Brunel a reconnu qu'une poutre tubulaire à section transversale circulaire - un "arc" peu profond, excellent en compression et en tension - pouvait être enfilée par des chaînes de suspension pour former une structure rigide et autoportante beaucoup plus légère (donc moins chère) qu'un Stephenson- type poutre-caisson. Au lieu de suspendre les chaînes aux tours et d'y suspendre le tablier du pont, Brunel a utilisé les chaînes pour stresser et incliner légèrement les tubes, qui étaient maintenus contre les chaînes à l'aide d'entretoises. Le tablier du pont était rigide, car il était efficacement serré contre les tubes par les chaînes. Brunel a résolu le problème à sa manière, et pendant plus de 100 ans, le Chepstow et par la suite le Royal Albert Bridge ont été les seuls ponts suspendus du système ferroviaire britannique.

Bien que rivaux, Brunel et Stephenson se sont soutenus professionnellement. Lorsque Stephenson était sous pression lors de l'enquête suite à l'effondrement de son pont à poutres en fonte sur la rivière Dee , qui a fait plusieurs morts, Brunel a refusé de condamner l'utilisation de poutres en fonte lors d'un contre-interrogatoire en tant que témoin expert. Il était également présent pour apporter un soutien moral à Stephenson lorsque les grandes poutres-caissons Britannia ont été flottées de l'autre côté de la rivière avant d'être hissées vers leurs positions finales. Ainsi, en ce qui concerne la conception révolutionnaire de Chepstow, le Times du 24 février 1852 rapporte que « M. Stephenson, l'éminent ingénieur, a examiné le pont (grand chemin de fer) (à Chepstow) et a souscrit au plan adopté par M. Brunel. ..”.

Le pont était un triomphe de l'application d'une conception radicale à un problème spécifique en utilisant les matériaux disponibles. Le coût total (77 000 £) était la moitié du coût du pont de Conwy (145 190 £ 18s 0j) - certes avec une travée principale de seulement 300 pieds (91 m) par rapport aux 400 pieds (120 m) de Conwy, mais il n'y avait pas de profondeur. fondations d'eau nécessaires à Conwy et à Chepstow, le coût comprenait encore 300 pieds (91 m) de travées terrestres.

En ce qui concerne l'apparence du pont, l' Illustrated London News a déclaré que "la particularité du site ne permettait aucune exposition d'"Art" - c'est-à-dire d'embellissement architectural ; en effet, un goût pur rejette toute tentative de décorer un grand travail mécanique avec fausses colonnes, pilastres et petits détails ornementaux."

Le pont a été construit sur place pour Brunel par Edward Finch de Liverpool en tant qu'associé de la société Finch & Willey. Après son achèvement, Finch est resté à Chepstow et a développé une importante entreprise d'ingénierie et, plus tard, de construction navale sur le site, au bord de la rivière. Le site attenant, occupé plus tard par la société d'ingénierie Mabey Bridge (anciennement Fairfield Mabey), était engagé dans la construction de ponts préfabriqués et, en 1987, était chargé de la construction du pont routier A48 qui longe maintenant le pont ferroviaire. Mabey a quitté le site en 2015, et en 2020, il est en cours de réaménagement pour le logement.

Héritage

Pont ferroviaire actuel de Chepstow

Cependant, même Brunel n'était pas infaillible, et sa prévoyance en permettant un léger mouvement des chaînes de suspension contre les supports sur le tablier du pont pour soulager les contraintes, a conduit à un affaiblissement de la structure. Dans les années 1950, la vitesse des trains empruntant le pont était limitée à 15 miles par heure (24 km/h), car certaines poutres étaient déformées. En 1962, une nouvelle structure pour soutenir le pont sous la travée principale a été mise en place.

Parmi les ponts mentionnés ici, les ponts de Windsor et de Conwy sont toujours debout et en service, bien que les travées de Conwy aient été raccourcies à l'aide de supports intermédiaires ; le pont Britannia a dû être remplacé en 1970 après un incendie. Néanmoins, le pont Chepstow de Brunel a été un tournant, conduisant à un raffinement final de la conception de son grand chef-d'œuvre, le pont Royal Albert sur la rivière Tamar à Saltash, qui continue de transporter l'ancienne ligne principale du chemin de fer de Cornwall jusqu'à Cornwall .

Voir également

Les références