Qu'est-ce qui rend les ponts suspendus inadaptés aux chemins de fer?

Je me souviens d'avoir lu dans un ancien numéro de Model Railroader un article sur les ponts ferroviaires. Dans ce document, l'auteur a mentionné que vous ne devriez pas avoir de modèle de pont suspendu pour une voie ferrée sur votre tracé car aucun arrangement de ce type ne serait prototypique.

Selon ses propres mots, «les ponts suspendus et les trains ne se mélangent pas».

Je me rends compte que l'auteur n'était probablement pas un ingénieur (au moins dans le sens de ce site), mais sa remarque m'a fait réfléchir. Je suis un peu féru de chemin de fer, et je ne peux pas penser à un pont suspendu pour les trains - la chose la plus proche qui me vient à l'esprit sont les voies de tramway qui se trouvaient sur le pont de Brooklyn ^* .

Je comprends qu'il n'y aurait pas beaucoup de ponts suspendus pour les trains, car d'autres types de ponts seraient mieux adaptés (moins chers, plus faciles à construire, etc.), mais pourquoi sont-ils si rares?

^* _{Gardez à l'esprit, cependant, que je vis aux États-Unis et que je ne connais pas bien les infrastructures ferroviaires étrangères.}

Il y a quelques raisons principales pour lesquelles les ponts suspendus ne sont pas utilisés pour les chemins de fer.

La raison principale est que les ponts suspendus sont généralement utilisés là où de très longues portées sont nécessaires. Les trains sont très lourds, surtout par rapport aux voies de circulation routière. Cela signifie que les longues portées nécessitent des structures de support très solides, qui dans le cas des ponts suspendus sont des câbles et des tours.

La deuxième raison va de pair avec la première; les trains provoquent des charges dynamiques élevées lorsqu'ils se déplacent le long du rail. Cela peut augmenter les charges verticales de 30%.

Troisièmement, les trains n'ont pas vraiment de suspensions, en particulier les trains de marchandises. Cela signifie que tout mouvement dans le pont lui-même a peu de chances d'être amorti avant d'atteindre le train. Les ponts suspendus sont relativement flexibles par conception, ce qui rend le mouvement transféré encore plus problématique. Vous ne voulez pas que le pont roule sous un train!

Aucun de ces problèmes d'ingénierie est impossible à surmonter. Mais au moment où vous les avez tous hébergés, vous pourriez aussi bien trouver un autre emplacement ou construire un pont à poutres en treillis à la place.

Peut-être la réputation des ponts suspendus ferroviaires a-t-elle été mortellement endommagée par la mauvaise performance du tout premier?

En 1830, le Stockton and Darlington Railway a construit un pont suspendu sur la rivière Tees, conçu par Samuel Brown .

(Illustration de William Miller, tirée de The North Eastern Railway par William Tomlinson, 1915.)

Destinés à transporter des trains de 150 tonnes, les tests ont montré que les tours du pont étaient endommagées lorsque la charge dépassait 66 tonnes. Chris Lloyd décrit l'occasion :

Alors que le premier moteur, tirant 16 camions à charbon, avançait sur le pont, le pont vacillait et tremblait, et le pilier du côté du Yorkshire se balançait et se fissurait. Alors que le train approchait du centre, le pont s'est élevé au milieu, créant une mini-montagne, avec huit camions qui montaient la pente de Durham tandis que, simultanément, les huit autres roulaient sur le côté du Yorkshire. L'attelage au milieu s'est cassé, et tandis que les huit wagons avant et le moteur se dirigeaient vers le Yorkshire, les huit wagons arrière se sont enfuis, accélérant la bosse vers Durham.

Les trains ont ensuite été limités à quatre wagons connectés à la fois " au moyen de chaînes avec attelages qui les maintenaient à 9 mètres l'un de l'autre ". En 1844, le trafic a été transféré vers un pont à poutres en fonte conçu par Robert Stephenson , et le pont suspendu a été démoli en 1880.

En revanche, deux ponts suspendus modernes transportent des voies ferrées sur de très longues portées:

• Le pont à deux étages Shimotsui-Seto (ouvert en 1988) porte une route et un chemin de fer sur une portée de 940 m entre Honshū et Hitsuishijima au Japon.
• Le pont Tsing Ma à deux étages (ouvert en 1997) porte une route et un chemin de fer sur une portée de 1 377 m entre les îles Tsing Yi et Ma Wan, à Hong Kong. Le livre Structural Health Monitoring of Long-Span Suspension Bridges de You Lin Xu et Yong Xia décrit en détail comment les ingénieurs de ponts s'assurent que cela fonctionne en toute sécurité.

( Image du domaine public du pont Tsing Ma par Snaveed, 2006. )

Rail léger et pont flottant plutôt que suspendu, mais je soupçonne que la plupart des problèmes sont les mêmes: http://bulletin.pbworld.com/volumes/2014_04/taking_light_rail_over_floating_bridge.aspx

"Le pont destiné à accueillir le métro léger est le Homer M. Hadley Memorial Bridge, l'un des plus longs ponts flottants au monde, qui porte actuellement l'autoroute Interstate 90 sur le lac Washington. Deux des voies existantes du pont seront remplacées par des suivre le train léger sur rail afin de prendre le système de train léger sur rail de la région au-dessus du lac Washington dans le cadre de l'extension East Link de Sound Transit de Seattle à Redmond. autre pont transportant des rails de passagers qui s'adapte à la large gamme et à l'amplitude des mouvements qui seront requis du pont Hadley. "

Il semble donc que le développement se poursuive dans ce domaine.

(Désolé, pas encore assez de réputation pour ajouter un commentaire, mais j'ai pensé que cela pourrait être intéressant)

Si vous regardez le pont Øresund, ils déclarent que le pont a été conçu avec un trafic ferroviaire lourd à l'esprit:

Une conception à poutres et haubans a été choisie pour fournir la rigidité spécifique nécessaire pour transporter un trafic ferroviaire lourd, mais aussi pour résister à de grandes accumulations de glace.

Les trains circulent sur un pont en dessous du trafic routier.

Comme l'article dans wikipedia manque de référence pour cette déclaration, je ne peux pas donner la raison réelle. Mais il semble qu'un pont suspendu soit trop bancal. Personnellement, j'ai entendu dire que des trains sur un pont suspendu poussaient une vague de pont devant eux, déchirant les voies et le pont.

Deuxièmement, les ponts suspendus sont souvent plutôt raides au milieu, ce que les trains n'aiment pas, les trains ont besoin d'un peu moins d'inclinaison que ce qu'une voiture ou un camion peut gérer.