El puente ferroviario de Chepstow fue construido siguiendo las instrucciones de Isambard Kingdom Brunel en 1852. El "Gran Puente Tubular" sobre el río Wye en Chepstow , que en ese punto forma la frontera entre Gales e Inglaterra, se considera uno de los mayores logros de Brunel, a pesar de su apariencia. Era económico en el uso de materiales y demostraría ser el prototipo de diseño para el Puente Royal Albert de Brunel en Saltash . Aunque la superestructura ha sido reemplazada desde entonces, los soportes de hierro tubular de Brunel todavía están en su lugar. Es una estructura catalogada de Grado II . [1]
Brunel tuvo que tomar las dos vías del Ferrocarril de Gales del Sur a través del río Wye. El Almirantazgo había insistido en un tramo libre de 300 pies (91 m) sobre el río, con el puente a un mínimo de 50 pies (15 m) por encima de la marea alta. [2] El tramo tendría que ser autoportante, ya que aunque el lado de Gloucestershire del río consiste en un acantilado de piedra caliza , el lado de Monmouthshire es un depósito sedimentario de baja altitud sujeto a inundaciones regulares. Por lo tanto, en ese lado, no había lugar para un estribo capaz de resistir el empuje hacia afuera de un puente de arco , o el tirón hacia adentro de un puente colgante convencional. En cualquier caso, no se podía utilizar ninguno: un puente de arco no habría cumplido con las restricciones de altura y ancho impuestas por el Almirantazgo, y los puentes colgantes eran notoriamente inadecuados para transportar trenes. El peso concentrado hizo que las cadenas se desviaran, lo que permitió que el tablero del puente subiera y bajara peligrosamente. Un puente de celosía autoportante era la única opción.
Robert Stephenson había construido un puente sobre el río Conwy (1848) y el estrecho de Menai (1850) con vanos de 400 y 450 pies (140 m) respectivamente, utilizando grandes secciones de vigas cajón de hierro forjado remachado. Las vigas cajón similares a las de Conwy habrían sido muy caras de utilizar en Chepstow, además de ser pesadas (problemáticas, ya que los vanos debían elevarse mucho más que en Conwy). Brunel, como era habitual en él, buscó una solución radical. Ya había construido un puente de arco atirantado en Windsor (1849) que consistía en tres costillas de arco celular de sección transversal triangular "ensartadas" por vigas de cubierta de hierro forjado sostenidas por colgadores verticales de los arcos. Este fue el mismo año en que Stephenson construyó el puente de arco atirantado High Level en Newcastle upon Tyne , que se supone que influyó en Brunel en Chepstow. Sin embargo, la solución de Brunel para esto último fue dar un salto adelante, basado, no obstante, en sólidos principios de ingeniería y en una variación del tema del arco atado.
Los experimentos de William Fairbairn y el análisis matemático de Eaton Hodgkinson habían demostrado mediante una serie de experimentos que una viga cajón cerrada , hecha de hierro forjado remachado, combinaba una ligereza relativa con una gran resistencia. La viga de hierro forjado tubular, ya fuera de sección transversal rectangular, triangular o circular, formaba un componente de celosía muy eficiente. Si la sección transversal era lo suficientemente grande, podía ser autoportante. Fueron los experimentos de Fairbairn los que llevaron al diseño de los puentes de Menai y Conwy . Stephenson había propuesto originalmente utilizar una sección de viga cajón suspendida de cadenas. La sección cajón, argumentó, sería lo suficientemente rígida como para superar los problemas convencionales de los tableros de los puentes colgantes. En el caso, Fairbairn demostró que una viga cajón construida correctamente sería lo suficientemente fuerte como para que se pudiera prescindir de las cadenas. Sin embargo, la decisión de no utilizar cadenas se tomó en una fase avanzada del proyecto, por lo que las torres de apoyo del puente Britannia se construyeron con agujeros para las cadenas. Las vigas cajón de Stephenson fueron una gran innovación y, al utilizar acero u hormigón pretensado en lugar de hierro forjado, la construcción con vigas cajón es hoy la norma para los puentes de gran tamaño. Pero, como ha observado Berridge, "Brunel nunca fue de los que siguen la moda por la moda misma... (en Chepstow)... Aquí estaba el verdadero ingeniero trabajando, diseñando el puente para que se adaptara al lugar y a la mejor forma de colocarlo en su sitio".
El puente llenó un vacío en la línea ferroviaria principal entre Gloucester y Swansea . La línea entre la estación de tren de Chepstow y Swansea se inauguró el 18 de junio de 1850, y el 19 de septiembre de 1851 se completó la línea entre Gloucester y una estación al este del río, conocida como Chepstow East . Hasta que el puente se completó y abrió, los pasajeros eran transportados de una estación a otra en autocar , utilizando el puente de carretera de 1816 sobre el río Wye. El puente ferroviario se abrió al uso público por primera vez el 19 de julio de 1852; la estación de Chepstow East cerró al mismo tiempo por ser redundante. Originalmente solo había una línea de ferrocarril sobre el puente; se puso en funcionamiento una segunda el 18 de abril de 1853. La nueva línea ferroviaria y el puente tuvieron el efecto de reducir el tiempo de viaje entre Londres y Swansea de 15 horas, en tren, carretera y ferry , a 5 horas en tren. [3] [4]
Brunel se dio cuenta de que una viga tubular de sección transversal circular (un "arco" poco profundo, excelente en compresión y tensión) podía ser tensada por cadenas de suspensión para formar una estructura rígida y autoportante mucho más ligera (y por lo tanto menos costosa) que una viga cajón de tipo Stephenson. En lugar de colgar las cadenas de las torres y suspender el tablero del puente de ellas, Brunel utilizó las cadenas para tensar y arquear ligeramente los tubos, que estaban apuntalados contra las cadenas mediante puntales. El tablero del puente era rígido, porque estaba efectivamente sujeto contra los tubos por las cadenas. Brunel resolvió el problema a su manera y, durante más de 100 años, el puente de Chepstow y, posteriormente, el puente Royal Albert fueron los únicos puentes colgantes del sistema ferroviario británico.
Aunque rivales, Brunel y Stephenson se apoyaron mutuamente en lo profesional. Cuando Stephenson se vio presionado durante la investigación tras el colapso de su puente de vigas de hierro fundido sobre el río Dee , que resultó en varias muertes, Brunel se negó a condenar el uso de vigas de hierro fundido cuando fue interrogado como testigo experto. [5] También estuvo presente para brindar apoyo moral a Stephenson cuando las grandes vigas cajón Britannia fueron flotadas a través del río antes de ser elevadas a sus posiciones finales. Entonces, cuando se trató del diseño revolucionario en Chepstow, The Times del 24 de febrero de 1852 informó que "el Sr. Stephenson, el eminente ingeniero, examinó el (gran) puente ferroviario (en Chepstow) y estuvo de acuerdo con el plan adoptado por el Sr. Brunel...".
El puente fue un triunfo de la aplicación de un diseño radical a un problema específico utilizando materiales disponibles. El coste total (77.000 libras esterlinas) fue la mitad de lo que costó el puente de Conwy (145.190 libras esterlinas, 18 chelines y 0 peniques), aunque hay que reconocer que el tramo principal era de tan solo 91 metros, frente a los 120 metros del de Conwy, pero en Conwy no se necesitaron cimientos en aguas profundas y, en Chepstow, el coste incluía otros 91 metros de tramos de tierra.
En cuanto al aspecto del puente, el Illustrated London News afirmó que "la peculiaridad del lugar no permitía ninguna exhibición de 'arte', es decir, de embellecimiento arquitectónico; de hecho, un gusto puro rechaza cualquier intento de decorar una gran obra mecánica con falsas columnas, pilastras y pequeños detalles ornamentales". [3]
El puente fue construido en el lugar para Brunel por Edward Finch de Liverpool como socio de la firma Finch & Willey. Después de que se completó, Finch permaneció en Chepstow y desarrolló un importante negocio de ingeniería y, más tarde, de construcción naval en el sitio, junto al río. El sitio adyacente, ocupado más tarde por la firma de ingeniería Mabey Bridge (anteriormente Fairfield Mabey), se dedicó a la construcción de puentes prefabricados y en 1987 fue responsable de la construcción del puente de la carretera A48 que ahora corre junto al puente ferroviario. [6] [7] Mabey abandonó el sitio en 2015 y, en 2020, se está renovando para viviendas. [8]
Sin embargo, ni siquiera Brunel era infalible, y su previsión al permitir un ligero movimiento de las cadenas de suspensión contra los soportes del tablero del puente para aliviar la tensión provocó un debilitamiento de la estructura. En la década de 1950, la velocidad de los trenes que utilizaban el puente se limitó a 15 millas por hora (24 km/h), porque algunas de las vigas se habían deformado. En 1962, se colocó una nueva estructura para sostener el puente debajo del tramo principal. [3]
De los puentes mencionados aquí, los de Windsor y Conwy siguen en pie y en uso, aunque los tramos de Conwy se han acortado utilizando soportes intermedios; el puente Britannia tuvo que ser reemplazado en 1970 después de un incendio. Sin embargo, el puente Chepstow de Brunel marcó un hito, ya que condujo a un refinamiento final del diseño en su gran obra maestra, el puente Royal Albert sobre el río Tamar en Saltash, que continúa llevando la antigua línea principal del ferrocarril de Cornualles hasta Cornualles .
51°38′37.10″N 2°40′1.00″O / 51.6436389°N 2.6669444°W / 51.6436389; -2.6669444