هندسة معمارية

السفر في دائرة كاملة مع عجلة فالكيرك

السفر في دائرة كاملة مع عجلة فالكيرك


تظل عجلة فالكيرك واحدة من أكثر الإنجازات الهندسية إثارة للإعجاب في المملكة المتحدة. تم افتتاح عجلة فالكيرك في عام 2002 ، حيث ربطت بشكل فريد قناتي فورث وكلايد يونيون في اسكتلندا.

شكلت جزءًا من الممرات المائية البريطانية وخطة هيئات أخرى لتجديد قنوات وسط اسكتلندا. سعت هذه الخطة أيضًا إلى إعادة ربط غلاسكو وادنبره. أراد المهندسون المعنيون صياغة معلم بارز في القرن الحادي والعشرين أثناء إصلاح مشكلة لوجستية.

عجلة فالكيرك ومركز الزوار [مصدر الصورة:بيكساباي]

رابط ما قبل 1933

تم توصيل قناتي Forth و Clyde Union سابقًا بـ 11 قفلًا ، بفارق 35 مترًا في الارتفاع. كانت هناك حاجة إلى ما يقرب من 3500 طن من المياه في كل مرة تستغرق معظم اليوم للمرور عبر الأقفال.

سقط نظام الأقفال في الخدمة في الثلاثينيات من القرن الماضي وتم إيقاف تشغيله وتفكيكه في عام 1933. كما سقطت القنوات نفسها في حالة إهمال وأغلقت في عام 1962 وأصبحت غير سالكة في سبعينيات القرن الماضي بسبب وجود اثنين من القنوات والأنابيب من منطقة سكنية قريبة. في نفس اليوم ، تم إنشاء مجلس الممرات المائية البريطاني (BWB) لوضع استراتيجية لمستقبل جميع القنوات البريطانية.

بعد اجتماع المجالس المحلية في عام 1976 ، قرر BWB إبقاء جميع القنوات المتبقية صالحة للملاحة من خلال بناء الجسور ورفع التخليص للقوارب وكذلك الحفاظ على أنظمة القفل.

إعادة اختراع العجلة

في عام 1993 ، أدى قانون اليانصيب إلى تشكيل لجنة الألفية لاستخدام إيرادات تذاكر اليانصيب "لأسباب جيدة" مختارة. وفقا للكاتب لين باترسون ، مع الأموال الكافية التي تراكمت بحلول عام 1996 ، طلبت اللجنة طلبات من أجل:

"افعلوا أي شيء يرون أنه مرغوب فيه ... لدعم قضايا جديرة بالاهتمام بمناسبة عام 2000 وبداية الألفية الجديدة."

وقد نصت الشروط على أن اللجنة لن تمول أكثر من نصف المشروع ، مع ضرورة تغطية الرصيد المتبقي من قبل داعمي المشروع. في عام 1994 ، قدم BWB خطته إلى لجنة الألفية لإعادة فتح وصلة القناة. دعت الخطط إلى فتح القنوات على أبعادها التشغيلية الأصلية ، مع ارتفاع 3 أمتار (9.8 قدم) فوق سطح الماء. كانت ميزانية المشروع بأكمله 78 مليون جنيه إسترليني.

أعلنت اللجنة عن الاقتراح في عيد الحب 1997. قبلوا 32 مليون جنيه إسترليني من التمويل ، 42 في المائة من تكلفة المشروع. تم تسعير عجلة فالكيرك الشهيرة الآن والحوض المرتبط بها بـ 17 مليون جنيه إسترليني ، أي أكثر من خمس الميزانية الإجمالية. وبتمويل من لجنة اليانصيب ، كان لا بد من جمع 46 مليون جنيه إسترليني أخرى في العامين المقبلين قبل أن يبدأ البناء.

عجلة في العمل: مصدر القنوات الاسكتلندية

التصميم

في عام 1999 ، تم تقديم التصميم الأصلي من قبل Morrison-Bachy Soletanche Joint Venture Team. يشبه هذا التصميم عجلة فيريس بأربعة جندول. على الرغم من وظيفتها ، لم تعتقد اللجنة أن لديها ما يكفي لتصبح مبدعًا.

تم تجميع فريق مكون من 2o قوي من المهندسين المعماريين والمهندسين تحت قيادة Tony Kettle بواسطة British Waterways لإنتاج تصميم جديد. كانت هذه فترة عمل مكثفة مع مفهوم التصميم النهائي الذي اكتمل في فترة ثلاثة أسابيع خلال صيف 1999 كان التصميم النهائي جهدًا تعاونيًا بين مجلس الممرات المائية البريطاني والاستشارات الهندسية Arup و Butterley Engineering و RMJM.

تم تصميم مخططات أنظمة التروس التي تم اقتراحها في المفاهيم الأولى بواسطة Kettle باستخدام مجموعة LEGO لابنته البالغة من العمر 8 سنوات. تم عرض الرسومات وانطباعات الفنانين على العملاء والممولين وتم تصميم مركز الزوار بواسطة مهندس معماري آخر في RMJM ، بول ستالان.

تضمنت مفاهيم التصميم الأولية فأس سلتيك برأسين ، ومروحة دافعة للسفينة ، وقفص صدري للحوت - كلها خيارات بصرية مثيرة للاهتمام للغاية.

وصفت كيتل العجلة بأنها "شيء جميل يتدفق عضويًا ، مثل العمود الفقري للأسماك" ، ووصفتها اللجنة الملكية للفنون الجميلة في اسكتلندا بأنها "شكل من أشكال النحت المعاصر".

في عام 2007 ، أظهر بنك اسكتلندا عجلة فالكيرك على الجانب الخلفي من الأوراق النقدية الجديدة البالغة 50 جنيهًا إسترلينيًا.

[مصدر الصورة:بيكساباي]

احصاءات حيوية

بقطر إجمالي يبلغ 35 مترًا ، تتكون عجلة فالكيرك من ذراعين متعارضين يمتدان بمقدار 15 مترًا وراء المحور المركزي. التصميم عبارة عن فأس سلتيك مزدوج الرأس. مجموعتان من هذه الأذرع على شكل فأس متصلتان بمحور مركزي يبلغ قطره 3.8 متر (12 قدمًا) بطول 28 مترًا (92 قدمًا). يتم تركيب قيسونات أو جندول مملوءين بالماء متعارضين تمامًا بين طرفي الذراعين. تتمتع كل واحدة من هذه الجندول بسعة مذهلة تبلغ 250.000 لتر.

يستفيد التصميم من مبدأ أرخميدس للحفاظ على مستويات المياه وبالتالي موازنة وزن الجندول. يحافظ على مستويات المياه على كل جانب في حدود فرق 37 مم (1.5 بوصة) باستخدام نظام تحكم كمبيوتر على مستوى الموقع يشتمل على أجهزة استشعار لمستوى المياه ، وفتحات آلية ومضخات.

يتطلب الأمر 22.5 كيلوواط (30.2 حصان) لتشغيل عشرة محركات هيدروليكية. يستهلك هذا 1.5 كيلو وات / ساعة (5100 وحدة حرارية بريطانية) لكل نصف دورة ، تقريبًا مثل غليان ثمانية غلايات من الماء.

يبلغ عرض كل من القيسونات 6.5 متر (21 قدمًا) ويمكنها استيعاب ما يصل إلى أربعة قوارب قناة بطول 20 مترًا (66 قدمًا).

آلية

تحتاج الجندول إلى الدوران مع المحور لتبقى مستوية. بالنسبة للجزء الأكبر ، فإن وزنها يكفي لتشغيل التروس. من أجل الدقة ، تم تصميم نظام التروس بشكل خاص مع اثنين من التروس الثلاثة الكبيرة المتماثلة واثنين من التروس الأصغر لتوفير دوران سلس ومحكم.

يتم دعم كل طرف من نهايات كل غواص على عجلات صغيرة ، تعمل على قضبان على الوجه الداخلي للفتحات التي يبلغ قطرها 8 أمتار (26 قدمًا) في نهايات الذراعين.

منظر لتروس الجندول [مصدر الصورة:بيكساباي]

يتم التحكم في الدوران بواسطة قطار من التروس. يتضمن نمطًا متناوبًا من ثلاثة تروس حلقية قطرها 8 أمتار (26 قدمًا) وتروسان أصغر حجمًا ، وكلها بأسنان خارجية ، كما هو موضح أعلاه. عندما تقوم المحركات بتدوير المحور المركزي ، تتأرجح الذراعين وتشترك التروس الصغيرة في الترس المركزي. ثم تدور التروس الأصغر بسرعة أعلى من العجلة ولكن في نفس الاتجاه.

تشغل التروس الأصغر التروس الحلقية الكبيرة في نهاية القيسونات. هذا يقودهم بنفس سرعة العجلة ولكن في الاتجاه المعاكس. هذا يلغي الدوران بسبب الذراعين ويحافظ على استقرار القيسونات ومستوية تمامًا.

تمثل عجلة فالكيرك قصة هندسية حقيقية من "الخرق إلى الثراء". يستمر إلهام رؤية تاريخها يتحول من قبل فريق من المهندسين المعماريين المتحمسين. يبقى تصميمًا بسيطًا ولكنه فعال جدًا ، ونجرؤ على القول ، تصميم جميل.

راجع أيضًا: اكتشف الأعجوبة الهندسية القديمة لغرفة تناول الطعام في Nero's Spinning

المصدر القنوات الاسكتلندية


شاهد الفيديو: عجلة فالكيرك: آلة مدهشة لرفع القوارب في اسكتلندا