是什么使吊桥不适合铁路使用?


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我记得在旧版的《模型铁路》中读过一篇有关铁路桥梁的文章。在其中,作者提到您不应在布局中使用铁轨模型悬索桥,因为这样的布局不会是典型的。

用他自己的话说,“悬索桥和火车不混在一起。”

我意识到作者可能不是工程师(至少在本网站的意义上是这样),但是他的言论确实让我思考。我有点像个铁路迷,我想不出火车的悬索桥-我想到的最接近的东西是布鲁克林大桥*上的电车轨道。

我知道不会有很多火车悬索桥,因为其他类型的桥会更适合(更便宜,更容易构建等),但是为什么它们如此稀有?

*但是请记住,我住在美国,对外国铁路基础设施非常陌生。


您是在询问纯粹用于铁路的桥梁,还是恰好将其作为次要功能?
HDE 226868 2015年

@ HDE226868我想都是。我想不出很多例子。
戴夫·科夫曼

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在cs.trains.com上对该主题进行了相当长的讨论。没有确凿的证据,但共识是,吊桥的优点不适用于大型,移动,集中的载荷。
克里斯·穆勒

PATCO-本富兰克林桥在费城。

Answers:


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悬索桥不用于铁路的主要原因有几个。

主要原因是吊桥通常用于需要很长跨度的地方。火车非常沉重,特别是与公路车道相比。这意味着大跨度需要非常坚固的支撑结构,在悬索桥的情况下是电缆和塔架。

第二个原因与第一个相同。火车沿轨道移动时会产生高动态载荷。这样可以将垂直载荷增加30%。

第三是火车并没有真正的悬架,尤其是货运火车。这意味着桥梁本身的任何运动在到达火车之前几乎没有机会被阻尼。悬索桥在设计上相对灵活,这使得传递运动成为更大的问题。您不希望桥梁在火车下滚动!

这些都不是不可能克服的工程问题。但是,当您容纳所有这些时,您可能会找到其他位置或建起桁架桥。


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不仅火车很重,货运机车也特别重。在典型的悬索桥中,桥面板的一部分与其他部分保持平衡。如果桥的中间有很大的点荷载,那么如果桥上的其他地方都没有荷载,那么塔的压力就会更大。一堆货运机车拉着一堆空的铁路车用于装载目的,非常接近最坏的情况。
supercat 2015年

trains cause high dynamic loads as they move along the rail. This can increase the vertical loads by 30%.您能解释一下这是什么意思吗?如果火车重100吨,则其重量为981 kN。那辆车下的桥上的负载如何以某种方式增加到1275 kN?
DrZ214 '16

@ DrZ214随着火车的弹跳,桥上的有效力会增加。无需进行复杂的动量和能量计算,而是将静载荷增加一个百分比以说明增加的力。
hazzey

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铁路悬索桥的声誉可能会因为第一座悬臂桥的不良性能而受到致命的损害?

1830年,斯托克顿铁路和达灵顿铁路塞姆·布朗Samuel Brown)设计的提斯河上建造了一座吊桥。

在此处输入图片说明

(威廉·米勒的插图,来自威廉·汤姆林森的《东北铁路》,1915年。)

打算运载150吨的火车,测试表明,当载荷超过66吨时,桥塔受到了破坏。克里斯·劳埃德(Chris Lloyd)描述了这种情况

作为第一个发动机,拉动16辆运煤车,驶向桥边,甲板摆动并摇晃,约克郡一侧的支柱摇晃并破裂。当火车靠近中心时,甲板在中间升起,形成了一个迷你山,八辆卡车在达勒姆山坡上行驶,而另外八辆则从约克郡一侧滑下。中间的联轴器折断了,当前八辆货车和发动机驶向约克郡时,八辆后货车逃跑了,加快了进入达勒姆峰的速度。

此后,火车一次只能限制在四辆货车上,“ 用链节和联轴器将它们分开9码。” 1844年,交通被转移到由罗伯特·斯蒂芬森Robert Stephenson)设计的铸铁大梁桥,悬索桥于1880年被拆除。

相比之下,两座现代悬索桥在很长的跨度内承载着铁路:

青马大桥

2006年,Snaveed拍摄的《青马大桥》的公共领域图像。


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请注意,这些桥梁是专为客运铁路(城际或重型运输)而设计的,与货运铁路相比,它们所承受的载荷要少得多。
ThreePhaseEel

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轻轨和浮桥而不是吊桥,但是我怀疑许多问题是相同的:http : //bulletin.pbworld.com/volumes/2014_04/take_light_rail_over_floating_bridge.aspx

“注定要承载轻轨的桥是荷马M.哈德利纪念桥,这是世界上最长的浮桥之一,目前在华盛顿湖上架有90号州际公路。该桥现有的两条车道将被双轨道轻轨是为了将华盛顿州湖上的轻轨系统作为Sound Transit从西雅图到雷德蒙德的East Link延伸的一部分而开发的客运轨道系统可以跨越电缆支撑结构并遇到多维运动,但是没有另一架载有旅客轨道的桥梁,可以适应哈德利大桥所要求的各种范围和幅度的运动。”

因此,似乎该领域正在不断发展。

(对不起,尚无足够的声誉作为评论添加,但我认为可能会很有意思)


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如果您查看Øresund大桥,他们会指出该大桥在设计时考虑到了繁忙的铁路运输:

选择了桁架和斜拉桥设计,以提供承载重型轨道交通所需的特定刚度,并且还可以抵抗冰的大量积聚。

火车在公路交通下方的甲板上行驶。

由于Wikipedia中的文章缺少对此声明的参考,因此我无法给出实际原因。但是似乎吊桥太摇晃了。我个人听说过,悬索桥上的火车会在他们面前推动一波桥梁,将铁轨和桥梁分开。

其次,悬索桥通常向中间倾斜,这是火车所不喜欢的,火车所需要的倾斜度比汽车或货车所能承受的要少得多。


值得指出的是,厄勒海峡大桥不是悬索桥。它是一座斜拉桥。它们看上去相似,但原则上它们的功能有所不同,尤其是在动态负载下。
Smeato

我认为,经常在中间高架吊桥的唯一原因是为从下面通过的船只提供净空。这不是设计的限制。
罗宾·贝内特
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