Un arco volante es una forma de puente en arco que no soporta ninguna carga vertical, sino que se proporciona únicamente para suministrar fuerzas horizontales hacia afuera, para resistir una compresión hacia adentro. Se utilizan a través de esquejes , para evitar que se desplomen hacia dentro.
El arco convencional soporta una carga vertical hacia abajo en el centro del arco y la traduce en fuerzas tanto hacia abajo como hacia afuera en la base del arco. En la mayoría de los casos, esta fuerza lateral es una molestia y debe ser resistida por cimientos fuertes o por otra viga tipo "cuerda de arco", en forma de un puente de arco atado .
Sin embargo, en algunos casos, originalmente para cortes de ferrocarril en roca suelta, los lados del corte no pueden retener su propio peso y tienden a deslizarse hacia adentro. Se pueden proporcionar arcos volantes para retener estas paredes laterales. A diferencia del arco convencional, la carga vertical sobre el arco no soporta una carga útil, sino que simplemente se utiliza para generar el empuje lateral, que en este caso es útil para sujetar los muros laterales.
Los arcos volantes no son una solución común para los cortes de ferrocarril. Para cortes grandes en tierra blanda, una pendiente suave es autoportante en la mayoría de las condiciones. En cortes pequeños, los muros de contención son una solución más común, aunque la gruesa mampostería necesaria para construirlos pronto se vuelve costosa. A menudo se utilizaban arcos volantes, como en Llansamlet , donde más tarde se consideró que un corte inicial de pendientes suaves no era fiable y luego se añadieron los arcos como medida de seguridad.
Posiblemente los primeros puentes de arco volador sobre un ferrocarril estuvieron en el ferrocarril de Londres y Birmingham (inaugurado en 1838), del cual sobrevive el puente Mile Lane en Coventry . [1] [2] Otros ejemplos tempranos se pueden encontrar en Chorley , en el ferrocarril de Bolton y Preston , construido en 1841. [3] [4] Se trataba de una serie de estrechos de 25 pies (7,6 m) de largo, en forma de puntal. Arcos entre dos muros de contención de mampostería . Los muros de contención restringieron las fuerzas laterales de tal manera que sólo podían actuar axialmente a lo largo de las columnas; entre bancos de tierra, arcos tan estrechos habrían estado en riesgo de colapsar debido a fuerzas fuera del eje. En 2008, los arcos de piedra originales fueron reemplazados por acero durante los trabajos para bajar las líneas de circulación con el fin de crear espacio libre para los trabajos de electrificación. [5] [6] Los arcos de piedra fueron restaurados posteriormente sobre las nuevas estructuras de acero en 2014. [7] [8] Los 16 arcos han sido catalogados como de grado II desde 1984, y la lista de Inglaterra histórica utiliza el término " arcos de colador ". . [9]
El ferrocarril de Gales del Sur en Llansamlet , [10] cerca de Swansea , pasa por un corte diseñado por Isambard Kingdom Brunel . Después de un deslizamiento de tierra en el primer año de 1850, Brunel diseñó cuatro arcos voladores de 70 pies (21 m) para mantener separados los muros de corte. Para mayor estabilidad, estos arcos fueron lastrados con altos montículos de escoria de cobre, un denso producto de desecho convenientemente disponible localmente. [4] [11] Los cuatro arcos ahora están clasificados individualmente como Grado II . [12] [13] [14] [15]
Justo al oeste de Swansea, el túnel Cockett de 758 m (829 yardas) sufrió un colapso parcial en 1899, mucho después de la muerte de Brunel. Algún tiempo después de la reconstrucción, se abrió el extremo oriental del túnel (reduciendo la longitud a 788 yardas) y el corte resultante se sostuvo sobre dos arcos volantes construidos con ladrillos. [16] [17] [18]