헬 게이트 다리

1. 개요

헬 게이트 다리는 뉴욕 이스트 강을 가로지르는 철도 아치교로, 네덜란드 탐험가 아드리안 블록이 붙인 '헬 게이트'라는 이름에서 유래했다. 1900년대 초 펜실베이니아 철도가 뉴욕과 뉴잉글랜드를 연결하기 위해 건설을 추진했으며, 1917년 개통되어 현재 암트랙이 소유하고 있다. 헬 게이트 다리는 세계에서 가장 긴 강철 아치교였으며, 시드니 하버 브리지 등 다른 다리 설계에도 영향을 미쳤다. 현재는 여객선과 화물선이 운행하며, 헬 게이트 선을 통해 뉴욕과 보스턴을 연결하는 아셀라 익스프레스와 노스이스트 리저널 열차가 운행된다.

2. 이름

헬 게이트()는 네덜란드인 탐험가 아드리안 블록이 이스트 강 전체를 가리켜 '맑은 해협'을 의미하는 네덜란드어 "Hellegat"(최초의 네덜란드어 지도에서는 Helle Gadt)라고 부른 데서 유래했다.

3. 역사

3.1. 계획 (19세기 말 ~ 1910년대 초)

19세기 말, 뉴잉글랜드와 뉴저지 사이, 그리고 롱아일랜드와 미국 본토 사이에는 직접적인 철도 연결이 없었다. 이 지역들을 오가는 열차는 바지선을 이용해야 했고, 이 바지선은 뉴욕 시의 혼잡한 수로를 지나야 했다. 이러한 이유로 뉴저지와 다른 주에서 운행하는 펜실베이니아 철도(PRR)와 뉴잉글랜드로 운행하는 뉴욕, 뉴 헤이븐 앤 하트포드 철도(NH)를 연결하려는 노력이 시작되었다. 당시 NH는 브롱크스의 포트 모리스에 화물 터미널을 가지고 있었고, 이곳에서 철도 페리가 철도 차량을 이스트 강을 따라 맨해튼이나 뉴저지로 운송했다.

뉴욕 커넥팅 철도(NYCR)는 1892년 4월, 올리버 W. 반스의 주도로 다리 건설을 위해 설립되었다. 1890년대 동안 뉴욕 주 의회는 NYCR에 롱아일랜드에서 미국 본토까지 다리를 건설할 수 있는 권한을 부여하는 다양한 법안을 고려했지만, 통과되지는 않았다. 1900년 4월, 뉴욕 주 의회는 브롱크스 포트 모리스 역에서 퀸스 부시윅 정션 역까지 다리를 건설할 수 있도록 NYCR을 승인하는 법안을 통과시켰고, 다음 달 테오도어 루스벨트 뉴욕 주지사가 이 법안에 서명했다.

1901년, PRR과 NH는 NYCR을 인수했다. 1904년, PRR은 뉴욕 시의 교량 위원인 구스타프 린덴탈(Gustav Lindenthal)을 구조 엔지니어 자문으로 고용했다. 린덴탈은 아치교 설계를 선택했고, 그의 조수 오트마르 암만(Othmar Ammann)은 아치 설계가 다리가 뉴욕-뉴저지 항만으로 가는 상징적인 관문 역할을 할 것이라고 썼다.

1907년, 린덴탈과 건축가 팔머와 혼보스텔(Palmer and Hornbostel)이 작성한 아치교 계획이 시립 예술 위원회에 제출되었으나 "예술적이지 않다"는 이유로 거부되었다. 1900년대 후반, NH와 PRR은 교량 부지를 확보했다. 1910년, 아치 교각에 대한 계획이 수정되었고, 측량사들은 교량과 접근로의 경로를 연구했다. 1911년, 시립 미술 위원회는 최종 수정된 계획을 승인했다.

3.2. 건설 (1911년 ~ 1916년)

3.3. 개통 및 운영 (1917년 이후)

1916년 9월 30일에 헬 게이트 다리가 개통되었고, 1917년 3월 9일, 헬 게이트 다리 개통식에서 첫 열차가 다리를 건넜다. 1917년 4월 1일부터는 NH의 연방 익스프레스가 다리를 경유하면서 도시 간 여객 열차 운행이 시작되었다. 1918년 1월에는 화물 열차가 다리를 건너기 시작했으며, 같은 해 여객 선로도 전철화되었다.

헬 게이트 다리는 1931년 뉴욕과 뉴저지 사이에 보욘 다리(Bayonne Bridge)가 완공될 때까지 세계에서 가장 긴 강철 아치교였다. 1936년에는 헬 게이트 다리에 평행하게 도로용 현수교인 트라이보로 다리(Triborough Bridge, 현재 RFK 다리)가 개통되었다.

1969년에는 화물 선로의 전철화가 해제되었다. 1970년대 동안 헬 게이트 다리는 화물 열차가 롱아일랜드로 오가는 유일한 방법이었다. 1976년, 암트랙(Amtrak)은 헬 게이트 다리와 다리를 이용하는 여객 서비스를 인수했다.

1996년, 헬 게이트 다리의 재도장이 완료되었다. 1998년에는 오크 포인트 링크(Oak Point Link)가 완공되어 허드슨 선(Hudson Line (Metro-North)) (서쪽)에서 오는 화물 열차가 여러 번 좁은 회전을 하지 않고 다리에 접근할 수 있게 되었다.

4. 구조

4.1. 주 경간

헬 게이트 해협을 가로지르는 주 경간은 스팬드럴 아치교이다. 해협 양쪽에는 커다란 석조 탑이 있다. 순수 경간(내부 면 사이)은 이고, 이 탑들의 중심 사이 거리는 이다. 주 경간 중앙에서 데크는 평균 고수위에서 의 최대 높이에 도달하며, 그 아래의 여유 높이는 이다.

경간은 두 경첩 아치이다. 아치의 스프링 지점(헬 게이트 양쪽의 탑 기저부)에 경첩이 있다.

4.2. 랜들스 및 워즈 아일랜드 고가교

헬 게이트 교량 북서쪽에서 고가교는 약 90도로 북동쪽으로 굽어져 워즈 섬과 랜들스 섬 동쪽을 따라 뻗어 있다. 워즈 섬 위의 고가교는 길이가 약 이며, 각각 길이가 인 30개의 플레이트 거더 구간으로 구성되어 있다. 각 교각은 높이가 최대 이고 기저부가 약 인 콘크리트 아치로 구성되어 있으며, 아치는 아치형 거더로 연결된 두 개의 다리로 구성되어 있다.

워즈 섬 고가교 북쪽에서 기차는 리틀 헬 게이트 교량을 건너 랜들스 섬 고가교에 도달한다. 랜들스 섬을 가로지르는 고가교는 길이가 약 이며, 높이가 약 이다. 워즈 섬과 유사한 콘크리트 아치로 지지되며, 아치는 길이가 인 24개의 플레이트 거더 구간을 지지한다.

고가교는 워즈 섬에서 랜들스 섬으로 북쪽으로 계속 이어지면서 경사로 내려간다. 원래 교각은 강철 격자 구조로 계획되었으나, 시립 미술 위원회가 이를 승인하지 않았고, 섬의 수감자와 정신과 환자가 탈출할 수 있다는 우려와 1914년 교각 계획 변경 당시 금속이 콘크리트보다 비쌌기 때문에 콘크리트로 변경되었다.

4.2.1. 리틀 헬 게이트 교량

4.3. 브롱스 킬 경간

4.3.1. 브롱스 고가교

브롱스 지역에서 헬 게이트 다리는 약 1327.71m 길이의 접근용 고가교를 가지고 있으며 최대 1.2%의 경사로 내려간다. 20세기 동안 보조 기관차가 접근 고가교의 경사를 오르는 화물 열차를 돕기 위해 사용되었다.

브롱스 고가교는 포트 모리스의 142번가에서 구 4선 포트 모리스 지선(현재 1선 오크 포인트 링크)과 합쳐진다. 별도의 경사로가 서쪽 및 동쪽의 철로 쌍을 포트 모리스 지선의 수준으로 내려간다. 건설 당시 서쪽 경사로는 포트 모리스 지선의 서쪽과 동쪽 철로 쌍 사이로 내려갔고, 동쪽 경사로는 포트 모리스 지선의 동쪽으로 내려갔다. 두 세트의 교각이 브롱스 킬 구간에서 132번가까지 경사로를 북쪽으로 지지한다.

브롱스 킬에서 북쪽 132번가까지 4선 폭의 고가교는 콘크리트 교각 위에 놓인 플레이트 거더로 구성된다. 각 교각은 약 15.24m 미만의 높이에 아치형 개구부가 바닥에 있다. 헬 게이트 통로가 아치 아래를 통과한다. 고가교는 132번가 북쪽에서 두 개의 경사로로 갈라지며, 각각 두 개의 철로를 위한 공간이 있다. 132번가와 138번가 사이에서 경사로는 주로 직사각형 콘크리트 교각에 의해 지지된다.

플레이트 거더는 철로 아래에 서로 평행하게 뻗어 있으며, 그 위 콘크리트 및 밸러스트 궤도를 지지하는 I-빔과 수직으로 교차한다. 서쪽 경사로는 132번가에서 133번가까지 포트 모리스 지선의 구 동쪽 철로 쌍 위를 지나가며 큰 강철 크로스 거더에 의해 지지된다. 138번가와 142번가 사이에서는, 노선은 약 274.32m 길이의 제방에 의해 운반된다.

4.3.2. 퀸스 고가교

퀸스 접근 고가교는 0.72% 이하의 경사로 내려오며, 현지 도로 위를 지나간다. 지면으로부터 약 33.53m에서 약 9.14m 높이에 있다. 29번가 서쪽 구간은 약 874.17m 길이이며, 원래 롱아일랜드 고가교로 알려져 있었다. 서쪽 고가교는 랜들스 및 워즈 아일랜드 위의 고가교와 매우 유사하지만, 퀸스 고가교의 교각은 고가교 아래 자갈과 모래가 있어 얕은 기초를 사용한다. 자갈과 모래는 3ST/ft2 이상의 하중을 견딜 수 없으므로, 퀸스 고가교는 특별히 넓은 콘크리트 교각으로 지지된다.

5. 운행

헬 게이트 다리는 여객 철도 선로 2개와 암트랙(Amtrak)의 전철화된 노스이스트 코리더 노선 1개, 화물 철도 선로 1개를 운송하며, 이는 뉴욕 연결 철도(New York Connecting Railroad)의 프레몬트 세컨더리 노선의 일부이다. 노스이스트 코리더 선로는 롱아일랜드가 미국 본토로 연결되는 몇 안 되는 철도 연결 노선 중 하나이다. 이 다리는 미국 표준 궤간을 사용한다.

헬 게이트 다리 건설 구상은 1900년대 초 펜실베이니아 철도가 뉴욕과 뉴잉글랜드를 잇는 노선을 위해 세웠다. 1916년 9월 30일 개통되었으며, 복복선으로 건설되었지만 현재는 여객용 복선과 화물용 단선으로 사용되고 있다. 다리 자체는 암트랙 소유이며, 암트랙 여객 열차 외에도 CSX 교통, 캐나다 태평양 철도, 뉴욕 앤 애틀랜틱 철도의 화물 열차가 통과한다.

도로용 현수교인 트라이보로 다리가 병행하여 가설되어 있다.

5.1. 여객 철도

헬 게이트 다리의 서쪽 두 개 선로는 헬 게이트 선의 일부로, 뉴욕과 보스턴 간 아셀라 익스프레스 및 노스이스트 리저널 운행에 사용된다. 과거 이 다리 이름을 딴 열차 "헬 게이트 익스프레스"가 펜 역 - 보스턴 남역 구간에서 운행되었다. 현재는 아셀라 익스프레스가 같은 구간을 운행한다.

5.2. 화물 철도

헬 게이트 다리 동쪽에는 뉴욕 커넥팅 철도의 단선 노선이 있으며, 이는 뉴욕시와 롱아일랜드를 북아메리카 본토와 연결한다. 이 선로는 프레몬트 세컨더리의 일부를 형성한다. 이 선로는 CSX, 캐나다 태평양 철도, 프로비던스 & 워체스터 철도의 열차를 브롱크스의 오크 포인트 야드에서 퀸스의 프레시 폰드 야드까지 수송하며, 이곳에서 롱아일랜드로 가는 뉴욕 앤 애틀랜틱 철도와 연결된다.

5.3. 전철화

여객 선로는 원래 뉴헤이븐 철도(NH)의 전철화 시스템의 일부였기 때문에 11 kV, 25 Hz 가공 전차선 견인 전력 시스템을 사용하여 전철화되었다. 화물 선로가 전철화되었을 때 화물 열차는 동일한 11 kV, 25 Hz 견인 전력 시스템을 사용했다. 암트랙이 1970년대에 노스이스트 코리더를 인수 한 후, 노선을 업그레이드하여 25 kV, 60 Hz 견인 전력 시스템으로 전환할 계획을 발표했다. 궁극적으로 헬 게이트 다리 위의 선로 구간은 12.5 kV, 60 Hz 전기 견인으로 업그레이드되었다.

6. 영향

헬 게이트 다리는 시드니 하버 브리지, 타인 브리지 등 전 세계 여러 다리 설계에 영향을 미쳤다.