Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Мост Ниагарского кантиливера, или кантиливерный мост Мичиганской центральной железной дороги, был кантиливерным мостом через ущелье Ниагара. Это был международный железнодорожный мост между Канадой и Соединенными Штатами, соединявший Ниагарский водопад (штат Нью-Йорк) и Ниагарский водопад (провинция Онтарио). Он располагался к югу от моста Вирлпул и был открыт для движения в 1883 году. В 1925 году он был заменен стальным арочным мостом Мичиганской центральной железной дороги.
The Niagara Cantilever Bridge or Michigan Central Railway Cantilever Bridge was a cantilever bridge across the Niagara Gorge. An international railway only bridge between Canada and the United States, it connected Niagara Falls, New York, and Niagara Falls, Ontario, located just south of the Whirlpool Bridge, and opened to traffic in 1883, it was replaced by the Michigan Central Railway Steel Arch Bridge in 1925.
Предыстория
Хотя британские инженеры предложили использовать консольную конструкцию в качестве замены нестатически определенных ферм еще в 1846 году, консольный мост, если он построен с шарнирными соединениями, является статически определимым, что упрощает расчет напряжений и подбор размеров элементов конструкции. Отдельные элементы моста не имеют присущего недостатка статически неопределяемой непрерывной балки или прогона. В них возникают неизвестные, возможно, значительные внутренние напряжения, которые могут привести к разрушению, если один из опор или устоев осядет. Неустойчивые грунтовые условия затрудняли проектирование фундаментов, опор и устоев, особенно до начала 20-го века, поэтому способность надстройки моста адаптироваться в случае опускания одного из пирсов или устоев стало значительным достижением в проектировании. Первым современным консольным мостом, который был фактически построен, был мост Хайнриха Гербера в Хасфурте над рекой Майн в Германии (1867) с центральным пролетом 38 м.
Although British engineers suggested using the cantilever form as a replacement for non statically determinate trusses as early as 1846,The Cantilever bridge, if built with pinned joints, is statically determinant, which makes it easier to calculate the stresses and size the parts of the structure. Individual bridge components (members) do not suffer the inherent deficiency of the statically indeterminante continuous beam or girder. These develop unknown, possibly large internal stresses which could lead to failure should one of the piers or abutments subside. Unstable soil conditions plagued foundation, pier, and abutment design, especially prior to the 20th century, so the ability of a bridge's superstructure to adjust should one of the piers or abutments sink was a significant design breakthrough. the first modern cantilever actually built was Heinrich Gerber's Hassfurt Bridge over the Main River in Germany (1867), with a central span of 38 m.
Следующий важный консольный мост был построен американским инженером К. Шалером Смитом десять лет спустя, в 1877 году. Он стал первым практическим испытанием применения принципа консольной конструкции при проектировании мостов с большими пролетами. Он построил тогда самый длинный в мире консольный мост для железной дороги Cincinnati Southern Railway, перекинутый через ущелье реки Кентукки шириной 366 м и глубиной 84 м вблизи Диксвилля, штат Кентукки. Другими важными противовесными пролетами являются мост Michigan Central Railroad через ущелье Ниагара (этот мост), спроектированный Чарльзом Конрадом Шнайдером/Апольдой в 1883 году. Этот пролет длиной 151 м, с консольными ветвями, поддерживающими простую подвесную ферму, и почти идентичный мост через реку Фрейзер в Британской Колумбии, Канада, привлекли внимание инженерного мира к этой новой форме моста. Эти два моста стали прототипами для последующих консольных мостов: моста Покипси через реку Гудзон в Нью-Йорке, высокого моста Янга через реку Кентукки, моста Форт в Шотландии и моста Квебек в Канаде.
The next important cantilever was built by American engineer C. Shaler Smith, ten years later in 1877. It provided the first practical test of the application of the cantilever principle to long span bridge design. He built what was then the world's longest cantilever for the Cincinnati Southern Railway over a 366 m wide and 84 m deep gorge of the Kentucky River near Dixville, Kentucky. Other important counterbalanced spans are the Michigan Central Railroad bridge over the Niagara Gorge (this bridge), designed by Charles Conrad Schneider/Apolda in 1883. With cantilever arms supporting a simple suspended truss, this 151 m span and, the nearly identical Fraser River Bridge in British Columbia, Canada, directed the attention of the engineering world to this new bridge form. These two were the prototypes for subsequent cantilevers, the Poughkeepsie Bridge over the Hudson River in New York, Young's High Bridge over the Kentucky River, the Forth Bridge in Scotland, and the Quebec Bridge in Canada.
История строительства
Мичиганский железнодорожный мост был мечтой финансиста и железнодорожного девелопера. Вандербильт был движущей силой Нью-Йоркской центральной железной дороги в этот период. Michigan Central Railway являлась дочерней компанией (позже вошедшей в её состав). Корнелиус Вандербильт. Вандербильту требовалась железнодорожная связь между Канадой и США, но он не был готов платить высокую арендную плату, которую запрашивали владельцы Нижнего моста (первого железнодорожного моста через ущелье). Мистер Вандербильт владел Michigan Central Railway и контролировал долю в Canada Southern Railway. Вместо оплаты аренды он решил построить новый мост. Вандербильт учредил компанию Niagara River Bridge Company и получил разрешение на строительство нового моста как от канадских, так и от американских властей. 9 апреля 1883 года Niagara River Bridge Company подписала контракт с Central Bridge Works Company из Буффало, штат Нью-Йорк, на строительство этого моста. Главным инженером был Чарльз К. Шнайдер. Этот первый в Ниагаре мост консольной конструкции был построен через Ниагарское ущелье инженером Эдмундом Хейсом из Central Bridge Works Company, к югу от Нижнего моста (моста Whirlpool).
The Michigan Central Railway Bridge was the dream of financier and railway developerVanderbilt was the driving force behind the New York Central Railroad during this period. Michigan Central Railway was a subsidiary (later merged in). Cornelius Vanderbilt. Material in the [[#Construction history Vanderbilt needed a rail link between Canada and the USA, but was not prepared to pay the high rental price which the owners of the Lower Arch Bridge (the first railway bridge across the gorge) were asking. Mr. Vanderbilt owned the Michigan Central Railway and had controlling interest in the Canada Southern Railway. In lieu of paying rent, he decided to build a new bridge. Vanderbilt formed the Niagara River Bridge Company and received a charter to build a new bridge from both the Canadian and US authorities. On April 9, 1883, the Niagara River Bridge Company signed a contract with the Central Bridge Works Company of Buffalo New York to build this bridge. The chief engineer was Charles C. Schneider. This first bridge of cantilever design at Niagara, was built across the Niagara Gorge by engineer Edmund Hayes, of the Central Bridge Works Company, at a site just south of the Lower Arch Bridge. (the Whirlpool Bridge)
Строительство моста началось 15 апреля 1883 года. Подрядчики работали в условиях крайнего срока – 1 ноября. За каждый день просрочки подрядчик должен был выплачивать штраф в размере 500 долларов. Башни высотой 40,3 метра были завершены 11 октября. Вскоре подрядчик осознал, что завершить мост и железнодорожные пути к 1 ноября не удастся. Они рассчитывали монтировать секции длиной 7,6 метра с каждой стороны моста каждые два дня и соединить центральный пролет за пять дней. К 18 ноября были установлены консоли, каждый длиной 99 метров и высотой 7,9 метра. К каждому консольному выступу были прикреплены и удлинены два участка длиной 7,5 метра. Центральный пролет был измерен и отправлен на завод компании в Буффало, штат Нью-Йорк, для изготовления. Каждый конец центрального пролета представлял собой стальную секцию, простирающуюся от каждого берега почти до середины ущелья. Каждая секция поддерживалась стальной башней, от которой отходили два рычага: один – к берегу, а другой – над рекой, на 53 метра за башню. Внешний рычаг не имел опоры и, как и береговой рычаг, подвергался весу поездов, что давало преимущество береговому рычагу, прочно закрепленному в скале на берегу. Башни с каждой стороны возвышались над уровнем воды. Пролет моста составлял 495 футов (151 метр). Концы консолей простирались на 120 метров от опор, оставляя зазор в 37 метров, который был заполнен обычным ферменным мостом, подвешенным к концам консолей. В конструкцию моста были предусмотрены компенсационные устройства для расширения и сжатия, позволяющие концам свободно перемещаться при изменении температуры. Общая длина моста составляла 906 футов (276 метров). Он имел два пути и мог выдерживать вес двух одновременно пересекающих мост поездов, создавая боковое давление, эквивалентное ветру скоростью 75 миль в час (120 км/ч). Железная дорога располагалась на высоте 240 футов (73 метра) над рекой Ниагара. 21 ноября в прессе появились сообщения о завершении строительства моста, соединившего Канаду и США. 1 декабря 1883 года мост был официально сдан в эксплуатацию. Строительство моста обошлось в 700 000 долларов США. 6 декабря 1883 года в 11:41 утра состоялся первый проезд по новому мосту. Состав состоял из локомотива, вагона-тендера и пассажирского вагона. В пассажирском вагоне находились ряд высокопоставленных лиц, в том числе железнодорожный суперинтендант Г. Х. Берроуз. Мост Шнайдера прослужил более 40 лет, в период, когда вес железнодорожного подвижного состава значительно увеличился. Скорость возведения моста нового типа и его эксплуатационные характеристики сделали его одним из самых инновационных и значительных мостов, построенных в мире к тому времени.
Construction of this bridge began on April 15, 1883. The contractors were working against a deadline of November 1. Every day afterwards, the contractor had to pay a penalty of $500 per day. The 40.3 meter (132.6 ft) high towers were completed on October 11. The contractor soon realized that it would not be possible to complete the bridge and railway tracks by November 1. They anticipated they could put 25 foot (7.6 m) sections onto each side of the bridge every two days and connect the center span in five days. Each cantilever measuring 99 meters (325 ft) long and 7.9 meters (26 ft) high where they were anchored were in place by November 18. Two 7.5 meter (25 ft) long sections were attached and extended from each cantilever. The center span was measured and sent to the company's Buffalo, New York plant for fabrication. Each end was made of a section constructed of steel extending from each shoreline nearly half way across the gorge. Each section was supported near its center by a steel tower from which extended two lever arms, one reaching the shore while the other extended over the river 175 feet (53 m) beyond the towers. By the outer arm having no support and being subjected the same as the shore arm to the weight of the trains, a counter advantage is given to the shore arm being firmly anchored to the rock on shore. The towers on each side rose from the water level below. The bridge span was 495 feet (151 m). The ends of the cantilevers extended 395 feet (120 m) from the abutments leaving a gap of 120 feet (37 m) which was filled by an ordinary truss type bridge hung form the ends of the cantilever. Provisions had been built into this bridge to allow for expansion and contraction, allowing the ends to move freely as the temperature changed. The total length of the bridge was 906 feet (276 m). It had a double track and had the capacity to bear the weight of two trains crossing at the same time producing a side pressure equal to a 75 mile per hour (120 km/h) wind. The railway was 240 feet (73 m) above the Niagara River. On November 21, media reports indicated that the bridge had been completed, linking Canada and the USA together. On December 1, 1883, the bridge was officially completed. The bridge had cost $700,000 US dollars. On December 6, 1883 at 11:41 a. m., the first crossing of this new bridge was made. It consisted of an engine pulling a tender and passenger car. The passenger car carried a number of dignitaries including railway Superintendent G. H. Burrows. Schneider's bridge had a useful life of over 40 years during a period when rolling stock on the railroads grew much heavier. The speed of erection of a new style bridge coupled with its performance made it one of the most innovative and significant bridges built in the world up to that time.