Замки Панамского канала

Эта статья включает в себя список общих ссылок , но он остается в значительной степени непроверенным, поскольку в нем отсутствует достаточное количество соответствующих встроенных ссылок . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив более точные цитаты. ( Апрель 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Шлюз Гатун, смотрящий на север в сторону Атлантического океана .

В замках Панамского канала ( испанский : Esclusas дель Канал де ПАНАМА ) являются замок системой, лифты судов до 85 футов (26 метров) до главного возвышения Панамского канала и снова вниз. Первоначальный канал имел в общей сложности шесть ступенек (три вверх, три вниз) для прохода корабля. Общая длина шлюзовых конструкций, включая подходные стены, составляет более 3 км. Шлюзы были одними из величайших инженерных сооружений, когда-либо проводившихся, когда они открылись в 1914 году. Никакого другого бетонного сооружения сопоставимого размера не производилось до плотины Гувера в 1930-х годах.

Есть две независимые транзитные полосы, так как каждый замок построен двойным. Размер оригинальных шлюзов ограничивает максимальный размер судов, которые могут пройти через канал; этот размер известен как Panamax . Строительство по проекту расширения Панамского канала , которое включало третий комплект шлюзов, началось в сентябре 2007 года, было завершено к маю 2016 года ^[1] и начало коммерческой эксплуатации 26 июня 2016 года. Новые шлюзы позволяют проходить более крупным судам New Panamax , которые имеют большую грузоподъемность, чем были способны обрабатывать предыдущие замки. ^[2]

Дизайн [ править ]

Всего замков двенадцать. Двухступенчатый полет в Мирафлорес и один рейс в Педро Мигель поднимают корабли из Тихого океана до озера Гатун ; затем тройной полет на Гатуне опускает их в сторону Атлантического океана . Все три комплекта замков парные; то есть, есть два параллельных пролета замков на каждом из трех замков. Это, в принципе, позволяет судам проходить одновременно в противоположных направлениях; однако большие корабли не могут безопасно пересекать реку на высокой скорости в Кулебра-Кат , поэтому на практике корабли какое-то время проходят в одном направлении, а затем в другом, используя обе «полосы» шлюзов в одном направлении за раз.

Воспроизвести медиа

24-часовая съемка верхней камеры шлюзов Мирафлорес

Шлюзовые камеры имеют ширину 110 футов (33,53 м), длину 1050 футов (320 м) и полезную длину 1 000 футов (305 м). Эти размеры определяют максимальный размер судов, которые могут использовать канал; этот размер известен как Panamax. Общий подъем (величина, на которую судно поднимается или опускается) в трех ступенях шлюзов Гатун составляет 85 футов (25,9 м); Подъем двухступенчатых замков Miraflores составляет 54 фута (16 м). Одноступенчатые замки Pedro Miguel имеют подъем на 31 фут (9,4 м). Подъем на Мирафлорес фактически меняется из-за экстремальных приливов на стороне Тихого океана, от 43 футов (13 м) во время сильного прилива и 64,5 футов (20 м) во время крайнего отлива; приливные перепады на атлантической стороне очень малы.

Шлюзовые камеры представляют собой массивные бетонные конструкции. Боковые стены имеют толщину у основания от 45 до 55 футов (от 14 до 17 м); к вершине, где требуется меньшая сила, они постепенно сужаются до 8 футов (2,4 м). Центральная стена между камерами имеет толщину 60 футов (18 м) и вмещает три галереи, которые проходят по всей ее длине. Самый нижний из них - дренажный туннель; над ним - галерея для прокладки электрических кабелей; а кверху - проход, позволяющий операторам получить доступ к механизму замка.

Наполнение и слив [ править ]

Для каждой шлюзовой камеры требуется 26 700 000 галлонов США (101 000 м ³ ) воды для ее заполнения из опущенного в поднятое положение; такое же количество воды необходимо слить из камеры, чтобы снова ее опустить. ^[1] В боковые и центральные стены встроены три больших водопропускных трубы.которые используются для переноса воды из озера в камеры, чтобы поднимать их, и из каждой камеры вниз в другую или в море, чтобы опускать их. Диаметр этих водопропускных труб начинается с диаметра 22 фута (6,71 м) и уменьшается до 18 футов (5,49 м) в диаметре, что достаточно для размещения поезда. Поперечные водопропускные трубы отходят от этих основных водопропускных труб, проходя под шлюзовыми камерами к отверстиям в полу. В каждой камере четырнадцать поперечных водопропускных труб, каждая с пятью отверстиями; семь поперечных водопропускных труб от главных водопропускных труб боковины чередуются с семью водопропускными трубами от центральной стены.

Вода перемещается под действием силы тяжести и контролируется огромными клапанами в водопропускных трубах. Каждая поперечная водопропускная труба контролируется независимо. Заполнить шлюзовую камеру можно всего за восемь минут. Во время этого процесса в шлюзовой камере наблюдается значительная турбулентность ^{[ необходима цитата ]} .

Гейтс [ править ]

Ворота шлюза Гатун открываются для круизного лайнера, спускающегося к Карибскому краю канала. Ворота на обоих концах верхней камеры удвоены для безопасности.

Ворота, разделяющие камеры в каждом пролете шлюзов, должны удерживать значительный вес воды и должны быть одновременно надежными и достаточно прочными, чтобы выдерживать аварии, поскольку выход из строя ворот может вызвать катастрофический поток воды ниже по течению.

Эти ворота огромны, от 47 до 82 футов (от 14,33 до 24,99 м) в высоту, в зависимости от положения, и в толщину 7 футов (2,13 м). Самые высокие ворота находятся в Мирафлоресе из-за большого диапазона приливов и отливов. Самые тяжелые листья весят 662 т (730 коротких тонн; 652 длинных тонны); каждая петля весит 16,7 т (36 817 фунтов). У каждых ворот есть две створки шириной 65 футов (19,81 м), которые близки к V-образной форме с острием вверх по течению. Такое расположение приводит к тому, что сила воды с более высокой стороны плотно прижимает концы ворот вместе. Затворы можно открыть только тогда, когда в рабочем цикле уровень воды с обеих сторон одинаков.

Первоначальный механизм ворот состоял из огромного ведущего колеса, приводимого в движение электродвигателем, к которому был прикреплен соединительный стержень, который, в свою очередь, был прикреплен к середине ворот. Эти механизмы были заменены гидравлическими стойками с января 1998 года, после 84 лет эксплуатации. Ворота полые и плавучие, как корпус корабля, и настолько хорошо сбалансированы, что двух двигателей мощностью 19 кВт (25 л.с.) достаточно для перемещения каждой створки ворот. Если один двигатель выходит из строя, другой все еще может управлять воротами на пониженной скорости.

Каждая камера также содержит пару вспомогательных ворот, которые можно использовать для разделения камеры на две части. Такая конструкция позволяет проходить судам меньшего размера, например буксирам для каналов, без использования всего количества воды. Вспомогательные ворота были изначально включены, потому что подавляющее большинство всех кораблей начала 1900-х годов были менее 600 футов (183 м) в длину и, следовательно, не нуждались во всей длине шлюзовой камеры. Эти ворота сейчас используются редко; вместо этого небольшие лодки, такие как туристические катера, буксиры и яхты, передаются группами.

Мулы [ править ]

С самого начала это было сочтено важный элемент безопасности , что корабли будут руководствоваться через шлюзовые камеры с помощью электровозов, известных как Мулас ( мулы, названный в честь животных, традиционно пересекающих Панамский перешеек), бегающих по стенам шлюза. Эти мулы используются для поперечного смещения и контроля торможения в замках, которые являются узкими по сравнению с современными кораблями. Поступательное движение в замки и через них фактически обеспечивается двигателями корабля, а не мулами. Корабль, приближающийся к замкам, сначала подтягивается к направляющей стене, которая является продолжением центральной стены замков, где его берут под контроль мулы на стене, прежде чем войти в шлюз. По мере продвижения вперед к мулам на другой стене прикрепляются дополнительные линии. На больших кораблях есть два мула с каждой стороны на носу и по два с каждой стороны на корме - всего восемь, что позволяет точно управлять кораблем.

Мулы сам по себе работают на стойки дорожек с широкой колеей, 5 футов , ^[3] , к которому они редукторные . Тяга осуществляется за счет электроэнергии, подаваемой через третий рельс, проложенный ниже уровня земли на суше. У каждого мула есть мощная лебедка , управляемая водителем; они используются для ввода или вывода двух тросов, чтобы корабль находился в центре шлюза при перемещении его из камеры в камеру. Имея зазор всего 2 фута (60 см) с каждой стороны судна, от операторов требуется значительный опыт.

Меньшие суда, такие как небольшие туристические катера и частные яхты, используются в качестве ручных переходов, где швартовочные тросы к стенкам шлюза обрабатываются вручную линейными операторами на судне.

Функции безопасности [ править ]

Отказ шлюзовых ворот - например, вызванный ударами корабля, сбежавшего с них, - может вызвать наводнение на землях ниже шлюзов, поскольку озеро над шлюзами ( озеро Гатун или озеро Мирафлорес ) стекает через систему шлюзов. Дополнительные меры предосторожности против этого обеспечиваются двойными затворами на обоих концах верхней камеры в каждом пролете замков; следовательно, всегда есть по крайней мере два затвора в каждом пролете шлюзов, которые должны были бы выйти из строя, чтобы позволить более высокому уровню воды пройти вниз по течению. Дополнительные ворота находятся на расстоянии 70 футов (21 м) от рабочих ворот.

Первоначально замки также имели цепные барьеры, которые были протянуты через шлюзовые камеры, чтобы предотвратить выход корабля из-под контроля и протаранить ворота, и которые были опущены в пол шлюза, чтобы позволить кораблю пройти. Эти отбойные цепи отличались продуманными тормозными механизмами, позволяющими безопасно остановить судно водоизмещением до 10 000 тонн. Однако, учитывая точный контроль над кораблями, который стал возможным благодаря мулам, было очень маловероятно, что эти цепи когда-либо потребуются. Поскольку многие современные пользователи каналов весят более 60 000 тонн, и учитывая расходы на их содержание, в 1976 году было сокращено количество отбойных цепей, а в 1980 году они были окончательно удалены.

Помимо этого, у оригинальной конструкции замков была еще одна функция безопасности - аварийные дамбы, которые можно было поворачивать через замки на верхнем конце каждого пролета. Они состояли из качающихся мостов, с которых опускались балки на перекрытие шлюза; Затем по этим балкам можно было спустить стальные ставни, чтобы заблокировать поток воды. Ежемесячные тренировки проводились днем ​​и ночью, чтобы убедиться, что эти плотины могут быть развернуты в чрезвычайной ситуации.

В конце 1930-х годов первоначальные плотины были заменены новыми, которые поднимались из щелей в нижней части шлюзовых камер гидравлически или с помощью сжатого воздуха. Новые плотины были выведены из эксплуатации в конце 1980-х годов, и сегодня аварийных плотин нет.

Элементы управления [ править ]

Поскольку все шлюзовое оборудование управляется электрически, процессом запирания корабля вверх или вниз можно управлять из центральной диспетчерской, которая расположена на центральной стене верхнего пролета шлюзов. Органы управления были разработаны с самого начала, чтобы минимизировать вероятность ошибки оператора, и включают полную модель замков с движущимися компонентами, которые отражают состояние реальных затворов и клапанов шлюза. Таким образом, оператор может точно увидеть, в каком состоянии находятся замки и водяные клапаны.

Механические блокировки встроены в элементы управления, чтобы гарантировать, что ни один компонент не может быть перемещен, когда другой находится в неправильном состоянии - например, одновременное открытие слива и заполнение клапанов шлюзовой камеры.

Строительство [ править ]

Строительство шлюзов началось с первого бетона, заложенного в Гатуне 24 августа 1909 года компанией Day & Zimmermann из Филадельфии (ранее известной как Dodge & Day).

Шлюзы Гатун встроены в выемку, сделанную в холме, граничащем с озером, что потребовало выемки 5 000 000 кубических ярдов (3 800 000 кубических метров) материала, в основном камня. Сами замки были сделаны из 2 046 100 кубических ярдов (1 564 000 м ³ ) бетона.

Количество материала, необходимого для изготовления замков, потребовало принятия серьезных мер для обработки камня и цемента. Камень был доставлен из Портобело в шлюзы Гатун, в то время как для работ на тихоокеанской стороне использовался камень, добытый на холме Анкон.

Были построены огромные подвесные канатные дороги для транспортировки бетона в сооружение на Гатуне. Башни высотой 85 футов (26 м) были построены на берегу канала, и между ними были протянуты тросы из стальной проволоки 2,5 дюйма (6 см), чтобы перекрыть замки. Ковши, идущие по этим тросам, несли в шлюзы до шести тонн бетона за раз. Электрические железные дороги были построены для доставки камня, песка и цемента от доков к бетоносмесительным машинам, откуда другая электрическая железная дорога доставляла по два 6-тонных ковша на канатные дороги. В меньших постройках Педро Мигеля и Мирафлорес аналогичным образом использовались краны и паровозы.

Бетон обычно формуют в опалубке , временных конструкциях, которые придают форму бетону по мере его схватывания. Для простой конструкции их обычно делали из дерева, но размеры замков требовали необычных форм.

Формы для стен состояли из башен, облицованных связанными вертикальными листами, толщиной 7,5 дюймов (19 см), установленных на рельсах, чтобы замки можно было построить секциями. Секция блокировки будет налита позади формы, и когда она будет установлена, форма будет перемещена для выполнения следующей секции. Каждая из двенадцати башен была высотой 78 футов (24 м) и шириной 36 футов (11 м). Формы для водопропускных труб были сделаны из стали и были разборными, поэтому их можно было снимать и перемещать после того, как каждая секция водопропускной трубы застыла. Всего было 33 формы для центральных и боковых водопропускных труб, каждая длиной 12 футов (3,7 м), и 100 меньших форм для боковых водопропускных труб.

Первыми были завершены шлюзы на тихоокеанской стороне - одиночный полет на Педро Мигеле в 1911 году и Мирафлорес в мае 1913 года.

Морской буксир « Гатун» , рабочий буксир входа в Атлантический океан, используемый для буксировки барж, произвел первую пробную блокировку шлюзов Гатун 26 сентября 1913 года. Шлюз прошел отлично, хотя все клапаны управлялись вручную, поскольку центральный пульт управления еще не был готов.

Карта [ править ]

v т е Панамский канал
Легенда
км ми Атлантический океан ( Карибское море ) 0 Атлантический вход, Вход в бухту Мансанильо 8,7 5,4 Порт Колон (Кристобаль) 8,7 5,4 Порт Колон (Кристобаль) Колон, круизный терминал, Массачусетский технологический институт , зона свободной торговли , аэропорт Кристобаль гавань, Атлантический пассажирский вокзал Атлантический мост 1.9 1.2 Замки Гатун 3 камеры, +26 м (85 футов) новые замки Agua Clara (3 камеры; в каждой по 3 водосберегающих бассейна) Гатунская плотина , Гидроэлектростанция на реке Чагрес (22,5 МВт) [4] , водосброс 24,2 15.0 Озеро Гатун Река Гатун , дамба, мост Монте Лирио 8,5 5,3 Гамбоа Река Чагрес , Мэдден Дам , озеро Алахуэла с гидроэлектростанцией (36 МВт) [4] 12,6 7,8 Кулебра Cut (Гайярская версия) Континентальный водораздел , вершина Мост столетия ( Панамериканское шоссе , через Панама-Сити) 1.4 0,9 Педро Мигель Локс 1 камера, +9,5 м (31 фут) новые замки Cocoli (3 камеры; в каждой по 3 водосберегающих бассейна) 1,7 1.1 Озеро Мирафлорес 1,7 1.1 Замки Мирафлорес 2 камеры, +16,5 м (54 фута); водосброс 13,2 8,2 Порт Бальбоа 13,2 8,2 Порт Бальбоа Diablo, пассажирский вокзал Коросаль, аэропорт , вокзал Бальбоа   общее Мост Америк (Аррайхан - Панама-Сити ) 77,1 47,9 Тихоокеанский вход Тихий океан ( Панамский залив )
Легенда
Судоходный канал (максимальная осадка: 12,0 м (39,5 футов)) Несудоходные воды Док, промышленная или логистическая зона Направление потока воды Панамский канал (пассажирский вокзал, грузовой вокзал) Город, деревня или поселок

Ссылки [ править ]

1. ^ Часто задаваемые вопросы о Панамском канале

• История Панамского канала , Ира Э. Беннетт
• История Панамского канала от администрации Панамского канала
• Цемент и бетон от строителей Панамского канала , CZ Brats
• Панамский канал , полковник Джордж У. Геталс.
• Первоначальная аварийная плотина проходит испытания на шлюзах Гатун

Внешние ссылки [ править ]

СМИ, связанные с замками Панамского канала, на Викискладе?