Γέφυρα Φορθ

Ιστορία

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 μιας γέφυρας θεωρήθηκε ως η καλύτερη λύση. Αρχικά είχε γίνει προσπάθεια κατασκευής μιας 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 γέφυρας Tay, της οποίας το κεντρικό κομμάτι κατέρρευσε τις 28 Δεκεμβρίου 1879. Ο Μπάουτς είχε προτείνει μια κρεμαστή γέφυρα με δύο κεντρικά ανοίγματα 488 μέτρων, αλλά οι έρευνες σχετικά με την καταστροφή της γέφυρας Tay 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), ο οποίος 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 βραχίονων ώστε κλείσει το κενό ανάμεσα στους πύργους. Εξαιτίας της μορφής της γέφυρας, η επέκταση των βραχιόνων μπορούσε να γίνει χωρίς τη κατασκευή υποστυλωμάτων, αφού στηριζόταν 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 μια 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', ο οποίος μετέφερε το τελευταίο μπουλόνι, το οποίο ήταν επιχρυσωμένο και κατάλληλα σκαλισμένο. Το κλειδί για την επίσημη έναρξη κατασκευάστηκε από το Εδιμβούργο αργυροχρυσοχόο John Finlayson Bain. Υπάρχει μια πλάκα στη γέφυρα για τον εορτασμό αυτό.
Ο Μπέικερ και ο συνάδελφός του Άλλαν Στίγουορ (Allan Stewart) έλαβαν τη μεγαλύτερη αναγνώριση για το σχεδιασμό και την επίβλεψη των οικοδομικών εργασιών. Κατά την κατασκευή της γέφυρας πάνω 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 χτίστηκε 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 ένα στην Ουαλία.

Κατασκευή

Η γέφυρα, ακόμα και σήμερα, θεωρείται ένα θαύμα της μηχανικής. Έχει μήκος 2,5 χιλιόμετρα και η διπλή σιδηροδρομική γραμμή είναι 46 μέτρα πάνω 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 του προβόλου, οι οποίοι έχουν 207,3 μέτρων, που στηρίζουν ένα κεντρικό κομμάτι 106,7 μέτρων. Οι τρεις μεγάλες υπερδομές του προλοβού έχουν ύψος 100,6 μέτρα και αποτελούνται από τέσσερις πύργους με διάμετρο 21 μέτρα και ακουμπούν ο καθένας σε ένα ξεχωριστό θεμέλιο. Η νότια ομάδα θεμελίων έπρεπε να κατασκευαστεί σε βάθος 27 μέτρων (90 πόδια) με καταδυτικούς κώδονες. 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 Επισκευτών 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 της 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 Stirling-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 ημερισίως 190-200 τρένα.

Συντήρηση

Μια κατασκευή όπως η γέφυρα Φορθ χρειάζεται συνεχή συντήρηση και βοηθητικές εργασίες για τη γέφυρα επιτελούνται από όχι μόνο ένα συνεργείο συντήρησης, σιδηροδρομική «αποικία» περίπου πενήντα σπίτια στο σταθμό Dalmeny. Οι ράγες της γέφυρας είναι κατασκευής «waybeam»: 12 ιντσών πλατεία 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 μια μοναδική ενότητα «γέφυρα Φορθ».
Παρόλο που τα σύγχρονα τρένα ασκούν λιγότερες πιέσεις στην γέφυρα από τις προηγούμενες ατμομηχανές, η γέφυρα χρειάζεται συνεχή συντήρηση, και αυτό που σήμερα πραγματοποιούνται από την 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 βαψίμο της γέφυρα που απαιτούνταν άρχιζε αμέσως μετά την ολοκλήρωση του προηγούμενου. Σύμφωνα με την μία έκθεση του περιοδικού Νιου Σιβιλ Εντζινίαρ το 2004 σχετικά με τη σύγχρονη συντήρηση, μια τέτοια πρακτική δεν υπήρξε ποτέ, αν και υπό διοίκηση των Βρετανικών Σιδηροδρόμων, και πριν, η γέφυρα είχε ένα μόνιμο συνεργείο συντήρησης.
Μια πρόσφατη ανακαίνιση των χρωματισμών της γέφυρας ξεκίνησε με την ανάθεση σύμβασης το 2002, για ένα χρονοδιάγραμμα των εργασιών που 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 τις επισκευές να γίνουν στο χάλυβα.