Πολιτικά Μηχανικά

Πώς κατασκευάζουν οι μηχανικοί υποβρύχιες κατασκευές;

Πώς κατασκευάζουν οι μηχανικοί υποβρύχιες κατασκευές;

Έχετε κοιτάξει ποτέ μια μεγάλη γέφυρα ή άλλη δομή της οποίας το θεμέλιο είχε τις ρίζες του κάτω από το νερό και αναρωτηθήκατε πώς πήγαν ποτέ οι μηχανικοί για την κατασκευή του ή θα το διορθώσουν ποτέ; Όταν η κατασκευή πρέπει να πραγματοποιηθεί κάπου που βυθίζεται υποβρύχια, οι μηχανικοί χρησιμοποιούν μια σειρά από μεγάλους οδηγούς σωρούς στην κοίτη του νερού που ονομάζεται cofferdams για να δημιουργήσουν έναν ξηρό χώρο εργασίας.

Ο τρόπος κατασκευής των cofferdams

Όσον αφορά τη γεωτεχνική μηχανική, η διαδικασία δεν είναι τόσο απλή όσο απλώς σπρώχνοντας τοίχους στο έδαφος, οι μηχανικοί πρέπει να σχεδιάσουν προσεκτικά τη δομή για να μην πλημμυρίσουν και να κρατήσουν τους εργαζόμενους στο εσωτερικό ασφαλείς από την κατάρρευση. Τις περισσότερες φορές παραδοσιακά θα βλέπετε cofferdams στη διαδικασία κατασκευής των υποστηριγμάτων για γέφυρες, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μια μεγάλη ποικιλία υδατικής μηχανικής

Οι σωροί ενός cofferdam οδηγούνται στη γη σε όποιο σχηματισμό είναι απαραίτητο σε ένα συγκεκριμένο βάθος. Όταν το νερό βρίσκεται στη μία πλευρά του τοίχου και το νερό αντλείται από την άλλη πλευρά του τοίχου, αυτό δημιουργεί ένα υδραυλικά ασταθές σύστημα που μπορεί να προκαλέσει τη διαρροή νερού από το έδαφος.

ΣΧΕΤΙΖΕΤΑΙ ΜΕ: Η ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΥΔΑΤΟΣ ΥΔΑΤΟΣ ΕΙΝΑΙ ΜΙΑ ΑΠΟ ΤΙΣ ΠΙΟ ΕΠΙΣΤΡΟΦΕΣ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΕΣ ΣΤΟΝ ΚΟΣΜΟ

Χωρίς να γίνουμε πολύ περίπλοκοι στη γεωτεχνική μηχανική αυτού του υδραυλικού φαινομένου, υπάρχει ένα βάθος στο οποίο ένας τοίχος μπορεί να οδηγηθεί στο έδαφος που θα εμποδίσει το νερό να διεισδύσει στην άλλη πλευρά του τοίχου - συνήθως ορίζεται από τον τύπο του εδάφους και τον υδροφόρο ορίζοντα. Οι στοίβες που χρησιμοποιούνται σε cofferdams οδηγούνται συνήθως στην επιφάνεια τουλάχιστον σε αυτό το υπολογιζόμενο ύψος για να διατηρηθεί το νερό έξω.

Αφαίρεση του νερού από τη δομή

Μόλις τοποθετηθεί ολόκληρο το cofferdam, οι αντλίες χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή του εσωτερικού νερού στη δομή του φράγματος, δημιουργώντας τελικά έναν ξηρό χώρο εργασίας. Μερικές φορές, το να φτιάξετε τους σωρούς που αποτελούν το cofferdam σε ένα απαραίτητο βάθος στη λίμνη / τον ωκεανό / τον ποταμό είναι απλά πολύ ακριβό ή ανέφικτο. Σε τέτοιες περιπτώσεις, μια σειρά αντλιών είναι έτοιμη να αντλεί συνεχώς περίσσεια νερού καθώς εισχωρεί στη δομή του cofferdam.

Αυτές οι κατασκευές χρησιμοποιούνται πολύ συχνά κατά την κατασκευή φραγμάτων, αποβαθρών για γέφυρες ή άλλες μορφές υδρόβιας μηχανικής. Αν και φαίνεται ότι η ύπαρξη μιας τόσο μεγάλης περιοχής εργασίας κάτω από τη γύρω στάθμη του νερού μπορεί να είναι επικίνδυνη και δεν είναι τόσο επικίνδυνη όσο νομίζετε. Η εργασία στο εσωτερικό των cofferdams επιτρέπεται συνήθως μόνο υπό τις πιο παρθένες συνθήκες όταν το νερό είναι γενικά στατικό. Σε αυτές τις καταστάσεις, οι τρόποι αστοχίας του φράγματος στοίβας είναι αργοί και προβλέψιμοι στη φύση. Για να βοηθήσουμε στην καταπολέμηση αυτών των αργών βλαβών, μια σειρά από πρωτεύουσες ή εφεδρικές αντλίες μπορεί να ξεπεράσει το overdrive για να διατηρήσει το εσωτερικό του cofferdam στεγνό έως ότου τα πληρώματα μπορούν να εκκενωθούν.

Όταν τα πλοία πρέπει να επισκευαστούν, οι μηχανικοί θα χρησιμοποιούν επίσης cofferdams ως ένα είδος ξηράς για να απομονώσουν το πλοίο από το νερό και να το επισκευάσουν εκεί που κάθεται. Αυτό γίνεται συνήθως σε μεγαλύτερα πλοία όπου διαφορετικά θα ήταν αδύνατο να σηκωθεί το πλοίο από το νερό. Έτσι, για παράδειγμα, όταν ένα κρουαζιερόπλοιο επιμηκυνθεί ή επεκταθεί, οι μηχανικοί θα κατασκευάσουν ένα cofferdam γύρω από το πλοίο και θα αντλήσουν το νερό, επιτρέποντας στους εργαζόμενους να έχουν ξηρό χώρο εργασίας. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τα cofferdams δεν είναι φθηνά, αλλά για τα έργα όπου χρησιμοποιούνται, είναι η μόνη επιλογή κατασκευής.

ΣΧΕΤΙΖΕΤΑΙ ΜΕ: ΑΥΤΑ ΤΑ 10 ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΑ ΕΡΓΑ ΕΙΝΑΙ ΚΑΤΑΠΛΗΚΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ

Μπορεί επίσης να φαίνεται ότι η δημιουργία αυτών των μεγάλων κιβωτίων είναι πολύ ακριβή - είναι. Οι μηχανικοί αποφεύγουν να χρησιμοποιούν οποιεσδήποτε μορφές υποβρύχιας κατασκευής με κάθε κόστος, αλλά όταν είναι απαραίτητο, τα cofferdams είναι πολύ ασφαλέστερα από άλλες μεθόδους υποβρύχιας κατασκευής όπως η χρήση δυτών. Είναι επίσης μια πιο μόνιμη λύση όταν τα συνεχιζόμενα έργα πρέπει να πραγματοποιούνται στην άκρη των λιμνών ή των ωκεανών, όπως φαίνεται παραπάνω.

Μόλις ολοκληρωθεί ένα έργο, το νερό αντλείται πίσω στο cofferdam και οι σωροί αφαιρούνται. Όσον αφορά τους χώρους προσωρινής κατασκευής, οι γιγαντιαίοι κιβώτιοι μπορεί να είναι ένας από τους πιο όμορφους και εντυπωσιακούς.

Ιστορία των cofferdams

Οι Cofferdams είναι αρκετά παλιές όταν πρόκειται για υποβρύχια κατασκευή ότι δεν υπάρχουν πραγματικά άλλοι τρόποι κατασκευής υποβρύχιας. Η προέλευση αυτών των δομών χρονολογείται από την περσική αυτοκρατορία όπου ξεκίνησαν ως γήινα κιβώτια.

Αυτές οι πρώτες κατασκευές κατασκευάστηκαν ουσιαστικά με τον τρόπο που θα μπορούσατε να σκεφτείτε, με τα χωμάτινα τοιχώματα να χτίζονται, το νερό να είναι κουβά, το κτίριο να χτίζεται και μετά τα γήινα τείχη να αφαιρούνται. Ήταν μάλλον κουραστικό, επικίνδυνο και χρονοβόρο, αλλά έκανε το κόλπο.

Η επόμενη καινοτομία στη μηχανική cofferdam έγινε από τους Ρωμαίους. Οι Ρωμαίοι μηχανικοί χρησιμοποίησαν ξύλινες στοίβες που οδήγησαν σε υδάτινα κρεβάτια για να καταστρέψουν υποβρύχιες περιοχές. Αυτό ήταν ένα ιδιαίτερα εντυπωσιακό επίτευγμα, δεδομένου ότι η λειτουργία ήταν παρόμοια με τα σύγχρονα ατσάλινα κιβώτια, αλλά οι Ρωμαίοι μπόρεσαν να το επιτύχουν με ξύλινα στηρίγματα.

Σε ό, τι φαίνεται σαν ένα βήμα πίσω στη μηχανική των cofferdams, η επόμενη καινοτομία ήταν να μετακινηθούμε σε σάκους άμμου, οι οποίες δεν συνέβησαν μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα. Κατά τη διάρκεια των Ναπολεόντων πολέμων, οι άνθρωποι άρχισαν να χρησιμοποιούν σάκους άμμου για τον έλεγχο του νερού. Οι τσάντες χρησιμοποιήθηκαν αρχικά για την προστασία των στρατευμάτων, αλλά τελικά άρχισαν να χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο του νερού με την κατασκευή γρήγορων φραγμάτων. Παρόλο που δεν είναι η παραδοσιακή χρήση των cofferdams, αυτά τα φράγματα πρώιμης σακούλας επέτρεψαν την κίνηση στρατευμάτων, προσφέροντας επίσης το πρόσθετο όφελος της προστασίας από πυροβολισμούς.

Χαλύβδινοι σωροί φύλλων

Τέλος, μετά τη μακρά ιστορία των cofferdams στις κατασκευές, στις αρχές του 1900, χάλυβα cofferdams εφευρέθηκαν για πρώτη φορά από έναν Γερμανό μηχανικό. Αυτά τα πρώτα χαλύβδινα φράγματα χρησιμοποιούσαν αλληλοσυνδεόμενα σχήματα U απότομα για τον έλεγχο της ροής του νερού και μοιάζουν πολύ με αυτό που βλέπουμε ακόμα σε χρήση σήμερα. Αυτή ήταν πραγματικά η τελευταία σημαντική καινοτομία στην ιστορία των Cofferdams, όπως σήμερα, βλέπουμε μόνο μικρές ιδιοκτησιακές αλλαγές στην τεχνολογία ενδασφάλισης τοίχου.


Δες το βίντεο: Θέλουν να αντικαταστήσουν τους ανθρώπους με τέλεια ρομπότ (Ιούλιος 2021).