Летающая арка — это форма арочного моста , которая не несет никакой вертикальной нагрузки, а предназначена исключительно для передачи внешних горизонтальных сил, чтобы противостоять внутреннему сжатию. Они используются поперек выемок , чтобы избежать их обрушения внутрь.
Обычная арка поддерживает вертикальную нагрузку вниз по центру арки и преобразует ее в силы как вниз, так и наружу у основания арки. В большинстве случаев эта боковая сила является неприятностью и должна быть уравновешена либо прочным фундаментом, либо дополнительной балкой-«тетивой» в форме моста с завязанной аркой .
В некоторых случаях, хотя изначально для железнодорожных выемок в рыхлой породе, стороны выемки не могут удерживать свой собственный вес и имеют тенденцию скользить внутрь. Для удержания этих боковых стенок могут быть предусмотрены летящие арки. В отличие от обычной арки, летящая арка не несет полезной нагрузки, она просто используется для создания бокового напора, который в этом случае полезен для сдерживания боковых стенок.
Арки-парусники не являются обычным решением для железнодорожных выемок. Для больших выемок в мягкой земле пологий склон является самонесущим в большинстве условий. Для небольших выемок подпорные стенки являются более распространенным решением, хотя толстая кладка, необходимая для их возведения, вскоре становится дорогой. Арки-парусники часто использовались, как в Ллансамлете , где первоначальная выемка пологих склонов позже была признана ненадежно устойчивой, и арки были добавлены в качестве меры безопасности.
Возможно, первые арочные мосты через железную дорогу были на железной дороге Лондона и Бирмингема (открыта в 1838 году), из которых сохранился мост Майл-Лейн в Ковентри . [1] [2] Другие ранние примеры можно найти в Чорли , на железной дороге Болтона и Престона , построенной в 1841 году. [3] [4] Это были серии узких 25-футовых (7,6 м) в длину, похожих на распорки арок между двумя каменными подпорными стенками . Подпорные стенки ограничивали боковые силы таким образом, что они могли действовать только в осевом направлении вдоль колонн; между земляными насыпями такие узкие арки в противном случае подвергались бы риску обрушения от внеосевых сил. В 2008 году оригинальные каменные арки были заменены стальными во время работ по снижению прокладки линий с целью создания зазора для электрификации. [5] [6] Каменные арки были впоследствии восстановлены поверх новых стальных конструкций в 2014 году. [7] [8] 16 арок были включены в список II категории с 1984 года, и в списке Historic England используется термин « арки-натяжители ». [9]
Южно -Уэльская железная дорога в Ллансамлете [10] около Суонси проходит через выемку , спроектированную Изамбардом Кингдомом Брюнелем . После оползня в первый год 1850 года Брюнель спроектировал четыре 70-футовые (21 м) летящие арки, чтобы удерживать стены выемки отдельно. Для дополнительной устойчивости эти арки были балластированы высокими насыпями медного шлака, плотного отхода, который легко доступен на месте. [ 4] [11] Четыре арки теперь индивидуально перечислены как Grade II . [12] [13] [14] [15]
К западу от Суонси, туннель Кокетта длиной 829 ярдов (758 м) частично обрушился в 1899 году, спустя долгое время после смерти Брюнеля. Через некоторое время после реконструкции восточный конец туннеля был открыт (что сократило длину до 788 ярдов), и образовавшаяся в результате этого выемка поддерживалась двумя кирпичными летящими арками. [16] [17] [18]