Γέφυρα Φορθ

Η γέφυρα Φορθ είναι μία με προβόλους γέφυρα για σιδηροδρομική χρήση, η οποία βρίσκεται στον Κόλπο του Φορθ στη Σκωτία, περίπου 14 χιλιόμετρα δυτικά από το κέντρο του Εδιμβούργου. Χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά τις 4 Μαρτίου 1890 και έχει συνολικό μήκος 2.528,7 μέτρα. Αποκαλείται και σιδηροδρομική γέφυρα Φορθ, για να ξεχωρίζει από τη γειτονική οδική γέφυρα Φορθ, αν και αποκαλείται γέφυρα Φορθ από τη κατασκευή της, και από τη γέφυρα Queensferry bridge, που επίσης βρίσκεται εκεί. Η γέφυρα συνδέει τις δύο πλευρές του κόλπου Φορθ: το Κουίνσφερρυ, το Νταλμένυ και το Εδιμβούργο στα νότια (επαρχία Λόθιαν) με το Νορθ Κουίνσφερρυ, το Ινβερκίδινγκ και το Ντανφέρμλιν στα βόρεια (επαρχία Φάιφ). Λειτουργεί ως κύρια αρτηρία, που συνδέει τη βορειοαναντολική και νοτιοανατολική Σκωτία. Περιγράφεται στην εγκυκλοπαίδεια Collins της Σκωτίας ως «το άμεσα και διεθνώς αναγνωρισμένο Σκωτικό ορόσημο», και το 2015 ανακηρύχθηκε μνημείο παγκόσμιας κληρονομιάς από την UNESCO. Η γέφυρα, και η σχετιζόμενη με αυτή σιδηροδρομική υποδομή, ανήκει στη Network Rail Infrastructure Limited. Μέχρι το 1917, όταν η γέφυρα του Κεμπέκ ολοκληρώθηκε, η γέφυρα Φορθ είχε το μεγαλύτερο ενιαίο άνοιγμα με προβόλους στον κόσμο, με δύο ανοίγματα μήκους 521,3 μέτρων. Έχει ακόμη το δεύτερο μεγαλύτερο ενιαίο άνοιγμα του κόσμου στο είδος της.

 Πριν προταθεί η κατασκευή της γέφυρας, υπήρχαν προτάσεις η διάβαση από το Φιρθ οφ Φορθ να γίνει με σήραγγα, αλλά τελικά, στις αρχές του 1800, ο σχεδιασμός μίας γέφυρας θεωρήθηκε ως η καλύτερη λύση. Αρχικά είχε γίνει προσπάθεια κατασκευής μίας προγενέστερης γέφυρας, σχεδιασμένης από τον Σερ Τόμας Μπάουτς (Thomas Bouch), η κατασκευή της οποίας έφτασε μέχρι την τοποθέτηση του θεμέλιου λίθου, αλλά σταμάτησε μετά την αποτυχία ενός άλλου από τα έργα του, της κρεμαστής γέφυρας Τάι στον κόλπο Τάι (firth of Tay) βορειότερα, της οποίας το κεντρικό κομμάτι κατέρρευσε τις 28 Δεκεμβρίου 1879 ένεκα σφοδρών ανέμων. Ο Μπάουτς είχε προτείνει μία κρεμαστή γέφυρα με δύο κεντρικά ανοίγματα 488 μέτρων, αλλά οι έρευνες σχετικά με την καταστροφή της γέφυρας Τάι έδειξαν ότι η δομή του πλαισίου είχε σχεδιαστεί λάθος, όπως λανθασμένη ήταν και η χρήση χυτοσίδηρου, που αποδυνάμωσε το σύνολο της δομής. Τελικά, το έργο ανατέθηκε σε δύο άλλους Άγγλους, τους Σερ Τζον Φόουλερ (John Fowler) και Σερ Μπέντζαμιν Μπέικερ (Benjamin Baker), οι οποίοι σχεδίασε μια δομή που χτίστηκε από την εταιρεία με βάση τη Γλασκώβη Sir William Arrol & Co μεταξύ 1883 και 1890. Η ανοικοδόμηση της γέφυρας άρχισε με την κατασκευή των υποστηρικτικών δοκών, μια εργασία που μπορούσε να πραγματοποιηθεί και σε δυσμενείς καιρικές συνθήκες. Ο καθένας από τους τρεις κύριους πύργους υποστηρίζεται σε τέσσερα ξεχωριστά θεμέλια από γρανίτη, κατασκευασμένα μέσα σε σιδερένια υδατοστεγή κιβώτια διαμέτρου 21 μέτρων. Αυτά τα υδατοστεγή κιβώτια θεμελιώθηκαν στο πυθμένα του Φιρθ οφ Φορθ, σε βάθη από 4,25 εώς 27 μέτρα. Ένα από αυτά τα κιβώτια αναποδογύρισε και βυθίστηκε στη λάσπη. Χρειάστηκαν δέκα μήνες για να ανασυρθεί και να ξαναβυθιστεί στη σωστή θέση.Το 1887 η ανέγερση των πύργων είχε σχεδόν ολοκληρωθεί και έτσι άρχισε η προέκταση των βραχιόνων (προβόλων), ώστε να κλείσει το κενό ανάμεσα στους πύργους. Εξαιτίας της μορφής της γέφυρας, η επέκταση των προβόλων μπορούσε να γίνει χωρίς τη κατασκευή υποστυλωμάτων, αφού στηρίζονταν σε μέρη που είχαν ήδη τοποθετηθεί στη γέφυρα. Τις 6 Νοεμβρίου 1889 το κεντρικό δοκάρι ήταν έτοιμο να συνδεθεί στη γέφυρα, κάτι που έγινε ύστερα από μία εβδομάδα, ώστε η κατάλληλη εναλλαγή θερμοκρασίας μέσω της διαστολής θα επέτρεπε τη συσσωμάτωση των συνδέσεων. Τα εγκαίνια έγιναν στις 4 Μαρτίου 1890 από τον πρίγκιπα της Ουαλίας, αργότερα βασιλιά Εδουάρδο Ζ΄, που μετέφερε το τελευταίο μπουλόνι, το οποίο ήταν επιχρυσωμένο και κατάλληλα σκαλισμένο. Το κλειδί για την επίσημη έναρξη κατασκευάστηκεστο Εδιμβούργο από τον αργυροχρυσοχόο John Finlayson Bain. Υπάρχει ί πλάκα στη γέφυρα για τον εορτασμό αυτόν. Ο Μπέικερ και ο συνάδελφός του Άλλαν Στίγουορ (Allan Stewart) έλαβαν τη μεγαλύτερη αναγνώριση για τον σχεδιασμό και την επίβλεψη των οικοδομικών εργασιών. Κατά την κατασκευή της γέφυρας, περισσότεροι από 450 εργάτες τραυματίστηκαν και 98 έχασαν τη ζωή τους. Η γέφυρα ήταν η πρώτη μεγάλη δομή στη Βρετανία κατασκευασμένη από χάλυβα· ο σύγχρονός της Πύργος του Άιφελ κατασκευάστηκε από σφυρήλατο σίδερο. Μεγάλες ποσότητες χάλυβα έγιναν διαθέσιμες μόνο μετά την εφεύρεση της διαδικασίας Μπέσσεμερ το 1855. Μέχρι το 1877 η Βρετανική Επιτροπή Εμπορίου είχε περιορίσει τη χρήση του χάλυβα στις δομικές κατασκευές, επειδή η διαδικασία αυτή παρήγαγε χάλυβα άγνωστης αντοχής. Μόνο η διαδικασία Ζίμενς-Μάρτιν ανοικτής φωτιάς, που αναπτύχθηκε το 1875, απέδιδε χάλυβα σταθερής ποιότητας. Οι 64.800 τόνοι χάλυβα που ήταν απαραίτητοι για τη γέφυρα, παρήχθησαν σε δύο χαλυβουργεία στη Σκωτία και σε ένα στην Ουαλία. Η γέφυρα, ακόμη και σήμερα, θεωρείται ένα θαύμα της μηχανικής. Έχει μήκος 2,5 χιλιόμετρα και η διπλή σιδηροδρομική γραμμή είναι 46 μέτρα επάνω από την επιφάνεια της θάλασσας κατά την υψηλή παλίρροια. Αποτελείται από δύο κύρια ανοίγματα 521,3 μέτρων, δύο πλευρικά ανοίγματα των 207,3 μέτρων και 15 ανοίγματα προσέγγισης των 51,2 μέτρων. Κάθε κύριο άνοιγμα αποτελείται από δύο βραχίονες (προβόλους), οι οποίοι έχουν 207,3 μέτρων, που στηρίζουν ένα κεντρικό κομμάτι 106,7 μέτρων. Καθεμία από τις τρεις μεγάλες υπερδομές της γέφυρας έχει ύψος 100,6 μέτρα και αποτελείται από έναν κεντρικό πύργο με δύο προβόλους εκατέρωθεν. Ο πύργος έχει τέσσερις βάσεις· κάθε βάση έχει διάμετρο 21 μέτρα και εδράζεται σε ξεχωριστό θεμέλιο. Η νότια ομάδα θεμελίων έπρεπε να κατασκευαστεί σε βάθος 27 μέτρων (90 πόδια) με καταδυτικούς κώδωνες. Στο απόγειο των εργασιών κατασκευής της, περίπου 4.600 εργαζόμενοι απασχολούνταν στην ανοικοδόμηση της γέφυρας. Αρχικά, είχε καταγραφεί ότι 57 ζωές χάθηκαν, ωστόσο, μετά από εκτεταμένη έρευνα από τους τοπικούς ιστορικούς, ο αριθμός αυτός αυξήθηκε σε 98. Οκτώ άνθρωποι διασώθηκαν από σκάφη στον ποταμό κάτω από το εργοτάξιο. Εκατοντάδες εργαζόμενοι έμειναν ανάπηροι από σοβαρά ατυχήματα, και ένα βιβλίο καταγραφής ατυχημάτων και ασθενειών είχε 26.000 καταγραφές. Το 2005 ένα σχέδιο δημιουργήθηκε από την Ομάδα Ιστορίας του Queensferry, για την τοποθέτηση ενός μνημείου, για τους εργαζόμενους που έχασαν τη ζωή τους κατά τη διάρκεια της κατασκευής της γέφυρας. Στο Βόρειο Queensferry αποφασίστηκε επίσης να κατασκευαστούν παγκάκια, για να τιμήσουν όσους έχασαν τη ζωή τους κατά τη διάρκεια της κατασκευής τόσο της σιδηροδρομικής, όσο και της οδικής γέφυρας, καθώς και να αναζητήσει υποστήριξη για το έργο αυτό από το συμβούλιο του Φάιφ.Σύμφωνα με το κέντρο Επισκεπτών Γεφυρών Φορθ, την 1η Ιανουαρίου 1890, το βάρος της υπερκατασκευής ήταν 51.324 τόνοι. Έκτος από χάλυβα, για την κατασκευή της γέφυρας απαιτήθηκαν 18.122 κυβικά μέτρα γρανίτη και 6,5 εκατομμύρια πριτσίνια.Η χρήση του προβόλου στον σχεδιασμό μιας γέφυρας δεν ήταν μια νέα ιδέα, αλλά η κλίμακα αυτής της κατασκευής ήταν μια πρωτοποριακή προσπάθεια, που αργότερα ακολουθήθηκε σε διάφορα μέρη του κόσμου. Μεγάλο μέρος της εργασίας ήταν χωρίς προηγούμενο, συμπεριλαμβανομένων υπολογισμών για τη συχνότητα των φαινομένων καταπόνησης, προβλέψεις που γίνονταν για τη μείωση μελλοντικών δαπανών συντήρησης, υπολογισμοί για πιέσεις που προκαλεί ο άνεμος και έγιναν εμφανείς από την καταστροφή της γέφυρας Tay, η επίδραση της θερμοκρασίας στη δομή και ούτω καθεξής. Όπου είναι δυνατόν, η γέφυρα χρησιμοποιεί φυσικά χαρακτηριστικά, όπως το νησί Inchgarvie, τα ακρωτήρια και στις δύο πλευρές του κόλπου σε αυτό το σημείο, καθώς επίσης και τις υψηλές όχθες και στις δύο πλευρές. Η γέφυρα έχει όριο ταχύτητας 50 μιλίων ανά ώρα (80 km/h) για επιβατικές αμαξοστοιχίες και 20 μίλια ανά ώρα (32 km/h) για τις εμπορευματικές αμαξοστοιχίες. Το όριο βάρους για κάθε τρένο που διέρχεται από τη γέφυρα είναι 1.422 τόνοι, αν και αυτό αφορούσε τα τακτικά τρένα μεταφοράς άνθρακα, που χρησιμοποιούσαν τη γέφυρα πριν από την επαναλειτουργία της γραμμής Στέρλινγκ-Αλόα-Κινκαρντάιν, υπό την προϋπόθεση ότι δύο τέτοια τρένα δεν ήταν ταυτόχρονα στην γέφυρα. Ο κωδικός διαθεσιμότητας διαδρομής είναι RΑ8, δηλαδή οποιαδήποτε τρέχουσα μηχανή στο Ηνωμένο Βασίλειο μπορεί να χρησιμοποιήσει τη γέφυρα, η οποία σχεδιάστηκε για να αντέχει τις πιέσεις από τις βαρύτερες ατμομηχανές. Τη γέφυρα διέσχιζαν το 2006 ημερησίως 190-200 τρένα. Μία κατασκευή όπως η γέφυρα Φορθ χρειάζεται συνεχή συντήρηση· βοηθητικές εργασίες για τη γέφυρα επιτελούνται από όχι μόνο ένα συνεργείο συντήρησης, αλλά από μία σιδηροδρομική «αποικία» περίπου πενήντα σπιτιών στον σταθμό Dalmeny. Οι ράγες της γέφυρας είναι κατασκευής «waybeam»: 12 ιντσών πλατειά κομμάτια ξυλείας μήκος 6 μέτρων βιδώνονται σε αυλάκια χάλυβα στο κατάστρωμα της γέφυρας και οι ράγες στερεώνονται στη κορυφή τραβερσών. Το 1992 στη γέφυρα τοποθετήθηκαν νέες ράγες με το πρότυπο BS113A (54 kg/m). Πριν από το 1992 οι ράγες στη γέφυρα ήταν μία ξεχωριστή κατηγορία: «γέφυρας Φορθ». Παρόλο που τα σύγχρονα τρένα ασκούν λιγότερες πιέσεις στην γέφυρα από τις προηγούμενες ατμομηχανές, η γέφυρα χρειάζεται συνεχή συντήρηση και αυτό σήμερα πραγματοποιείται από τη Balfour Beatty, στο πλαίσιο σύμβασης με τη Network Rail.«Painting the Forth Bridge» (Βάφοντας τη γέφυρα Φόρθ) είναι μια έκφραση της καθομιλουμένης στα αγγλικά για ένα ατέρμονο καθήκον, που επινοήθηκε από την εσφαλμένη πεποίθηση ότι κάποια στιγμή στην ιστορία το βάψιμο της γέφυρας, που απαιτούνταν, άρχιζε αμέσως μετά την ολοκλήρωση του προηγούμενου. Σύμφωνα με μία έκθεση του περιοδικού Νιου Σίβιλ Εντζινίαρ το 2004 σχετικά με τη σύγχρονη συντήρηση, μια τέτοια πρακτική δεν υπήρξε ποτέ, αν και υπό τη διοίκηση των Βρετανικών Σιδηροδρόμων, και πριν, η γέφυρα είχε ένα μόνιμο συνεργείο συντήρησης. Μία πρόσφατη ανακαίνιση των χρωματισμών της γέφυρας ξεκίνησε με την ανάθεση σύμβασης το 2002 για ένα χρονοδιάγραμμα των εργασιών· το βάψιμο ολοκληρώθηκε στις 9 Δεκεμβρίου 2011. Πρόκειται για την εφαρμογή των 230.000 τετραγωνικών μέτρων βαφής με συνολικό κόστος 130 εκατομμύρια £. Αυτό το νέο χρώμα αναμένεται να έχει διάρκεια ζωής τουλάχιστον 25 χρόνια, ίσως και μέχρι 40, εξουδετερώνοντας έτσι την ανάγκη για συνεχή βαψίματα. Οι εργασίες αφορούσαν την απομάκρυνση όλων των προηγούμενων στρώσεων χρώματος από τη γέφυρα για πρώτη φορά στην ιστορία της, επιτρέποντας να γίνουν επισκευές στο χάλυβα.