เหล็กหล่อ
ประวัติศาสตร์ > สะพานเหล็กหล่อ

การใช้เหล็กหล่อเพื่อวัตถุประสงค์ด้านโครงสร้าง เริ่มต้นขึ้นในปลายทศวรรษ 1770 เมื่อ อับราฮัม ดาร์บีที่ 3 สร้าง "สะพานเหล็ก" ถึงแม้จะมีการใช้คานเหล็กขนาดสั้นมาก่อนหน้านี้แล้ว เช่น ในเตาเผาแบบยุโรปที่โคลบรูคเดล สิ่งประดิษฐ์อื่น ๆ ก็ตามมา รวมถึงสิ่งประดิษฐ์ที่ได้รับสิทธิบัตรโดยทอมัส เพน สะพานเหล็กหล่อกลายเป็นสิ่งที่พบเห็นได้ทั่วไปในช่วงที่การปฏิวัติอุตสาหกรรมทวีความรุนแรง โทมัส เทลฟอร์ด นำวัสดุนี้ไปใช้กับสะพานของเขาที่ด้านเหนือน้ำที่บิลด์วอส (Buildwas) และจากนั้นก็ใช้กับสะพานส่งน้ำลองดอนออนเทิร์น (Longdon-on-Tern Aqueduct) ซึ่งเป็นท่อลำเลียงน้ำบนคลองที่ลองดอนออนเทิร์น บนคลองชรูส์บรี ตามมาด้วยท่อระบายน้ำเชิร์ค (Chirk Aqueduct) และสะพานส่งน้ำพนต์เคอซัดเต (Pontcysyllte Aqueduct) ซึ่งทั้งสองแห่งยังคงใช้งานอยู่หลังจากการบูรณะครั้งล่าสุด
วิธีที่ดีที่สุดในการใช้เหล็กหล่อสำหรับการสร้างสะพานคือการใช้[[โครงสร้างแบบโค้ง เพื่อให้วัสดุทั้งหมดอยู่ภายแรงกด เหล็กหล่อ เช่นเดียวกับหินก่อ มีความแข็งแรงมากภายแรงกด ในทางกลับกัน เหล็กเหนียวมีความแข็งแรงภายแรงดึงและเหนียว ทนต่อการแตกหัก ความสัมพันธ์ระหว่างเหล็กเหนียวและเหล็กหล่อ สำหรับวัตถุประสงค์ด้านโครงสร้าง อาจพิจารณาเปรียบเทียบได้กับความสัมพันธ์ระหว่างไม้กับหิน หินมีความแข็งแรงภายแรงกด แต่เปราะง่ายภายแรงดึง เช่นเดียวกับเหล็กหล่อ ในขณะที่ไม้มีความแข็งแรงภายแรงดึง แต่ไม่แข็งแรงภายแรงกด คล้ายกับเหล็กเหนียว
สะพานรางรถไฟที่ทำจากเหล็กหล่อเคยถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในยุคแรกของการรถไฟ เช่น สะพานวอเตอร์สตรีท ที่สถานีปลายทางแมนเชสเตอร์ของทางรถไฟลิเวอร์พูลและแมนเชสเตอร์ สร้างขึ้นในปี 1830 แต่ปัญหาในการใช้สะพานประเภทนี้ปรากฏชัดเจนขึ้น เมื่อสะพานใหม่ที่ใช้สำหรับทางรถไฟเชสเตอร์และโฮลีเฮด ข้ามแม่น้ำดี ในเมืองเชสเตอร์ พังถล่ม ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิต 5 คน ในเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 1847 ซึ่งห่างจากวันเปิดใช้งานไม่ถึงปี ภัยพิบัติสะพานดีเกิดจากน้ำหนักที่มากเกินไปบริเวณกึ่งกลางของคานสะพาน โดยเกิดจากรถไฟที่วิ่งผ่าน ส่งผลให้สะพานเหล็กหล่อหลายแห่งที่มีลักษณะคล้ายกันต้องถูกรื้อถอนและสร้างใหม่ บ่อยครั้งมักจะเปลี่ยนเป็นใช้เหล็กอ่อน สาเหตุหลักเกิดจากการออกแบบสะพานที่ผิดพลาด โครงสร้างใช้สายรัดเหล็กอ่อนยึดตรึง ซึ่งเข้าใจผิดว่าจะช่วยเสริมความแข็งแรงให้กับตัวสะพาน แรงกดที่บริเวณกึ่งกลางของคานสะพานส่งผลให้เกิดแรงดึงที่ขอบด้านล่างของคาน ซึ่งเป็นจุดที่เหล็กหล่อ (เช่นเดียวกับวัสดุก่อ) มีความอ่อนแอมาก
แม้กระนั้น เหล็กหล่อยังคงถูกนำไปใช้ในงานโครงสร้างที่ไม่เหมาะสม จนกระทั่งภัยพิบัติสะพานรางรถไฟเทย์ ในปี 1879 ทำให้เกิดข้อสงสัยอย่างมากเกี่ยวกับการใช้เหล็กหล่อเป็นวัสดุ ชิ้นส่วนสำคัญที่ยึดทับเหล็กยึดและค้ำยันในสะพานเทย์ ถูกหล่อติดตายกับเสาหลัก ส่งผลให้เกิดความเสียหายในช่วงแรกของเหตุการณ์ นอกจากนี้ รูสำหรับสลักเกลียวก็ถูกหล่อขึ้นรูป ไม่ได้เจาะทีหลัง ดังนั้น ด้วยองศาเอียงของการหล่อ ทำให้แรงดึงจากเหล็กยึด ตกกระทบที่ขอบของรู แทนที่จะกระจายไปตามแนวยาวของรู สะพานทดแทนที่สร้างขึ้นใหม่นั้น ใช้เหล็กอ่อนและเหล็กกล้า
แม้จะมีการแก้ไขปัญหาสะพานพังถล่มไปบ้างแล้ว แต่ก็ยังคงเกิดเหตุการณ์สะพานร่วงอีกครั้ง จุดสูงสุดคืออุบัติเหตุทางรถไฟที่นอร์วูดจังก์ชั่น (Norwood Junction) ในปี 1891 ความกังวลอย่างแพร่หลายเกี่ยวกับการใช้เหล็กหล่อใต้สะพานรถไฟในเครือข่ายรถไฟของบริเตน ทำให้สะพานข้ามทางรถไฟใต้สะพานเหล็กหล่อหลายพันแห่ง ถูกแทนที่ด้วยสะพานเหล็กกล้าภายในปี 1900
สะพานเหล็กหล่อข้ามแม่น้ำเซเวิร์น ที่ โคลบรูคเดล, อังกฤษ (สร้างเสร็จปี 1779)
สะพานการแข่งขันเอกลินตัน (สร้างเสร็จประมาณ ค.ศ. 1845),ไอร์เชอร์เหนือ-สกอตแลนด์สร้างจากเหล็กหล่อ
สะพานเทย์เดิม มองจากทิศเหนือ (สร้างเสร็จปี 1878)
ซากสะพานเทย์ที่พังถล่ม มองจากทิศเหนือ