miniatuur|rechtop=1.6|Openingsrit van de Liverpool and Manchester Railway
De Liverpool and Manchester Railway (L&MR), geopend op 15 september 1830, was ‘s werelds eerste spoorverbinding tussen twee grote steden en de eerste openbare spoorlijn waarop passagiers en post per stoomtrein en volgens een vaste dienstregeling werden vervoerd. Het was bovendien de eerste lijn die over het de gehele traject beschikte over dubbel spoor – ook in de jaren erna nog lang eerder uitzondering dan regel - en over een eenvoudig signaleringssysteem. De lijn werd primair aangelegd om een sneller en goedkoper transport van grondstoffen en afgewerkte producten mogelijk te maken tussen de haven van Liverpool en de fabrieken in Manchester en omgeving. Maar haar grote zakelijk succes had de lijn vooral te danken aan het onverwacht omvangrijke vervoer van passagiers. De opening van deze lijn wordt algemeen gezien als de doorbraak naar het spoorwegtijdperk, niet alleen in het Verenigd Koninkrijk maar ook in de rest van Europa en Noord-Amerika.
Voorgeschiedenis De vroegste tramwegen en spoorlijnen Al veel langer werd in mijnen en steengroeven gebruikgemaakt van rails om de zware delfstoffen met mens- of paardenkracht te verplaatsen. De rails werden eerst van hout gemaakt, in de 18e eeuw steeds vaker ook van gietijzer. Voor het vervoer van de mijnen naar geschikte overslagplaatsen op schepen werden vanaf de 18e eeuw, vooral in Groot-Brittannië, in toenemende mate ‘tramwegen’ aangelegd. Eerst waren dit alleen karrensporen van dikke houten planken, maar steeds vaker werden ze ook met gietijzeren rails uitgerust, waarop paarden de zware karren een stuk gemakkelijker konden trekken. Rond 1800 ontstonden hieruit eerste openbare paardentramlijnen. Tegen betaling mocht vaak iedere vervoerder van deze lijnen gebruikmaken, zowel voor goederen- als voor personenvervoer. Werkbare stoommachines waren al de gehele 18e eeuw in gebruik, eveneens het vroegst en het meest in mijnen, in het bijzonder voor het wegpompen van water. Rond de eeuwwisseling naar de 19e eeuw werd ook voor het transport op mijnterreinen en tussen mijnterreinen en havens geëxperimenteerd met stoommachines en met eerste stoomlocomotieven. Stoomtractie en paardenvervoer werden daarbij vaak nog in combinatie toegepast.
thumb|300px|Personenvervoer per paardentram op de Swansea and Mumbles Railway in 1897 De L&MR was de allereerste openbare spoorlijn die, op de twee korte aftakkingen in Liverpool na, uitsluitend gebruik maakte van stoomlocomotieven en waarop paardenvervoer helemaal werd uitgesloten. Prominente raillijnen die al eerder waren geopend, waren onder meer: de Surrey Iron Railway, de eerste openbare spoorwegmaatschappij voor goederenvervoer met paardenkracht (1801); de Swansea and Mumbles Railway, waarop de eerste openbare paardentram voor betalende passagiers reed (1807); de Stockton and Darlington Railway, de eerste openbare spoorlijn die voor het goederenvervoer uitsluitend gebruik maakte van stoomtractie, waarvan het grootste gedeelte met stoomlocomotieven (1825). Passagiers werden er echter in de beginjaren nog in door paarden getrokken koetsen en wagons vervoerd. De lijn Saint-Étienne - Andrézieux in Frankrijk, de eerste openbare spoorlijn op het Europese continent (1827), geëxploiteerd met door paarden getrokken wagens.
Een nieuw concept: railverbinding tussen steden upright=1.5|right|thumb|300px|Het tracé van de Liverpool and Manchester Railway Manchester was al sinds de 18e eeuw via de Mersey en Irwell Navigation en het Bridgewater Canal verbonden met de zeehaven van Liverpool. De industriebedrijven in de regio hadden echter steeds meer last van de in hun ogen excessieve tarieven op deze waterverbinding. Met de aanleg van een spoorweg tussen de twee snel groeiende steden hoopte men het transport van grondstoffen naar Manchester en van verwerkte producten terug naar de Liverpoolse haven goedkoper en sneller te kunnen maken en daarmee de productiekosten te drukken. Die verwachting werd gesterkt door de ervaringen op de Stockton and Darlington Railway, waar de prijs van kolen in de haven kort na de opening van de spoorlijn sterk was gedaald.
Daarmee was in feite een nieuw concept voor een spoorlijn geboren. Terwijl de eerdere spoorlijnen vrijwel allen waren gebouwd als verbinding tussen mijnen of steengroeven met een dichtstbijzijnde haven, wilde men hier voor het eerst een spoorverbinding realiseren tussen twee snelgroeiende steden en industriecentra. Zoals men daarna al snel zou ontdekken, zou zo’n verbinding tussen steden ongekende nieuwe mogelijkheden bieden voor spoorvervoer. Tamelijk nieuw was ook dat er een spoorlijn zou worden gelegd op een traject, waar al eerder een kanaal was aangelegd. Hierdoor zou een directe concurrentie ontstaan tussen spoorvervoer en vervoer over water.
Als belangrijkste initiatiefnemers voor deze nieuwe soort spoorlijn gelden Joseph Sandars, een rijke graanhandelaar uit Liverpool, en John Kennedy, eigenaar van de toen grootste spinnerij in Manchester. Samen met anderen richtten zij op 24 mei 1823 de Liverpool en Manchester Railway Company op. Ruim 300 mensen uit met name Liverpool, Manchester en Londen tekenden vervolgens in voor de 4.233 aandelen. De markies van Stafford, volgens velen de rijkste Brit van zijn tijd, kocht uiteindelijk 1.000 aandelen en was daarmee de grootste aandeelhouder.
De bouw en eerste jaren Een tracékeuze met vele uitdagingen thumb|300px|left|Het viaduct over het dal van de Sankey, aquatint van Thomas Talbot Bury, 1831 thumb|300px|Het tracé door het moeras van Chat Moss, 1833. Het onderzoek naar een geschikt tracé in en tussen de twee steden had behoorlijk wat voeten in de aarde. Na mislukte pogingen in 1824 en 1825 kreeg pas het derde tracé, ontworpen door de ingenieurs George en John Rennie, in 1826 de benodigde goedkeuring van het Britse parlement. Zij waren erin geslaagd een tracé te ontwerpen buiten de gronden van de belangrijkste tegenstanders om. De oorspronkelijk belangrijkste tegenstander, de machtige Markies van Stafford, wisten zij via hun relaties persoonlijk te benaderen en hem over te halen zijn tegenstand op te geven en in plaats daarvan flink te investeren in het project.
Ook technisch stelde het 56 km lange tracé de bouwers, voorop de als hoofdingenieur aangestelde George Stephenson en zijn assistent Joseph Locke, voor grote opgaven. Aan de zuidkant van Liverpool moest de 2 km lange Wapping Tunnel vanaf de Liverpool Docks naar Edge Hill worden gegraven. Het werd 's werelds eerste tunnel die onder stedelijke bebouwing door liep. Daarop aansluitend moest over een lengte van ruim 3 km een tot meer dan 20 meter diepe sleuf in het zandgesteente van de Olive Mount worden gegraven. 64 bruggen en viaducten moesten er in totaal worden gebouwd. Maar de wellicht moeilijkste opgave was de aanleg van een 7,6 km lange spoorbaan over het Chat Moss. Drooglegging van dit moeras was geen optie. Uiteindelijk koos Stephenson voor een ondergrond uit vlechtwerken van hout en heide waarop een dam werd gestort. Die constructie heeft tot de dag van vandaag stand gehouden, ondanks het tegenwoordig vele malen grotere gewicht van locomotieven en wagons en ondanks de veel grotere snelheid van de treinen. Als men in de buurt van de baan staat kan men nog steeds de veengrond voelen trillen als een trein passeert.
thumb|left|De sleuf door het zandgesteente van de Olive Mount, aquatint van Thomas Talbot Bury, 1831 thumb|right|300px|De brug over de Water Street in Manchester, 1831 Net als bij de Stockton and Darlington Railway koos Stephenson ook bij deze lijn voor de spoorbreedte van 1435 mm, die later als normaalspoor in vele landen breed ingang zou vinden. De smeedijzeren rails waren zwaarder en sterker dan bij de Stockton and Darlington Railway en werden op stenen blokken gelegd. Alleen op het traject over het Chat Moss werd een constructie met houten dwarsliggers toegepast. Maar het meest opvallend is de keus om de gehele lijn vanaf het begin als dubbel spoor te bouwen, iets wat eerder nog niet was vertoond. De initiatiefnemers verwachtten dat de grote goederenstroom tussen de twee steden twee sporen noodzakelijk zou maken. In een tijd dat er nog geen ervaringen waren opgedaan met goede signaleringssystemen en goede communicatiemiddelen langs de spoorlijn ontbraken - de telegraaf was nog niet uitgevonden – werd dubbel spoor bovendien gezien als een veiliger manier om een spoorlijn te exploiteren. Toch werd al snel juist op deze lijn het allereerste, eenvoudige signaleringssysteem ingevoerd. Politieagenten stonden op vaste plaatsen langs de lijn en gaven naderende treinen signalen door hun houding en handgebaren. Bij het aansluitpunt van een al snel geopende aftakkende lijn stonden zelfs permanent vier politieagenten. Geleidelijk aan gebruikten de agenten steeds meer gekleurde vlaggen. Een rode kleur betekende toen al dat een trein moest stoppen.
Wel of geen stoomlocomotieven, de Rainhill Trials Het spoortracé was met zijn slechts zeer flauwe hellingen weliswaar ontworpen om te kunnen worden gebruikt door stoomtreinen. Toch was het zelfs tijdens de bouw nog helemaal geen uitgemaakte zaak dat er op de lijn ook daadwerkelijk stoomlocomotieven zouden rijden. De op dat moment bekende eerste locomotieven bleken weinig betrouwbaar. De vijf jaar eerder geopende Stockton and Darlington Railway had om die reden in de eerste jaren voortdurend een tekort aan werkende locomotieven. Met stationaire stoommachines die treinen met lange touwen trokken, had men wat dat betreft betere ervaringen opgedaan. Het bestuur van de L&MR was daarom verdeeld tussen een groep die het voorstel van Stephenson voor locomotieven steunde en een groep die pleitte voor stationaire stoommachines. Stephenson was geen principiële tegenstander van stationaire machines, hij had elders ook trajecten met dat soort machines gebouwd. Maar hij kende ook de grote nadelen daarvan - de noodzaak om de trein bij elke nieuwe machine omslachtig weer af en aan te moeten koppelen en het gegeven dat één niet werkende machine de gehele lijn zou stilleggen. Om de directeuren te overtuigen schreven Stephenson’s zoon Robert en zijn assistent Joseph Locke een rapport waarin de voor- en nadelen van de beide werkwijzen uit de doeken werden gedaan.
right|thumb|300px|De door George en Robert Stephenson ontwikkelde locomotief Rocket volgens een tekening uit 1834. Toch waren de tegenstanders nog niet overtuigd. De beroemde Rainhill wedstrijd (Engels: Rainhill Trials) van oktober 1829 moest definitief duidelijk maken of en welke locomotieven geschikt zouden zijn voor de nieuwe spoorlijn. Ontwerpers en bouwers van stoommachines werden opgeroepen stoomlocomotieven te ontwikkelen die met een hogere snelheid konden rijden dan tot dan elders op spoorlijnen was bereikt. De prestaties van de locomotieven moesten worden getoond door volgens vastgelegde regels tien korte ritten nabij Rainhill af te leggen, in totaal een afstand overeenkomstig het traject tussen Liverpool en Manchester. Aan deze eisen bleken bij de toenmalige stand der techniek maar weinigen te kunnen voldoen. Van de tien locomotieven die zich voor de wedstrijd hadden aangemeld, verschenen uiteindelijk slechts vijf aan de start. De locomotief Rocket, ontwerpen door George en zijn zoon Robert Stephenson doorstond als enige de gehele test. De Rocket haalde een gemiddelde snelheid van 12 mijl per uur (19 km/h) en een topsnelheid van 30 mijl per uur (48 km/h). De Stephensons wonnen daarmee de prijs van £ 500 en kregen de opdracht om de eerste locomotieven voor de Liverpool en Manchester Railway te produceren.