Falkirk hjul

Falkirk hjul
Falkirk's hjul i stoppestilling
Falkirk's hjul i stoppestilling
Geografi
Land Storbritannia
Nasjon Skottland
Kommune Falkirk
Geografiske koordinater 56 ° 00 ′ 01 ″ N, 3 ° 50 ′ 30 ″ V
Geolokalisering på kartet: Falkirk
(Se situasjon på kart: Falkirk) Falkirk hjul
Geolokalisering på kartet: Skottland
(Se beliggenhet på kart: Skottland) Falkirk hjul
Geolokalisering på kartet: Storbritannia
(Se situasjon på kart: Storbritannia) Falkirk hjul

The Falkirk Wheel (i engelsk Falkirk Wheel ) er en båt heis roterende forbinder Forth og Clyde Canal med Union Canal , nær byen Falkirk i sentrum av Skottland . Åpningen av heisen i 2002 førte de to kanalene sammen for første gang siden 1930-tallet som en del av Millennium Link- planen .

Gjenvinningsprosjektet for kanalene i Central Belt Scotland for å koble Glasgow til Edinburgh ble ledet av British Waterways og støttet og finansiert av syv lokale myndigheter, nettverket av Scottish Enterprise  (in) og Fund European Regional Development Commission og Millennium Commission . Prosjektledere har bestemt fra begynnelsen å gjøre dette til å bygge en bygning radikalt forankret i XXI th  århundre heller enn gjenskape den gamle trapp av låser .

Heisesystemet gjør at båtene kan heves med 24  m, men Union Canal er fortsatt 11  m høyere; båtene må derfor passere gjennom to låser for å nå den. Dette "hjulet" er en unik modell i verden, og utgjør et bemerkelsesverdig arbeid innen byggingeniør som tiltrekker seg mange turister. Båtheisen i Anderton , Cheshire , opererer etter et mer konvensjonelt prinsipp, og er det eneste andre slike utstyr i Storbritannia .

Historie

Forbindelse før 1933

De to kanalene som ble betjent av rattet var tidligere koblet sammen av en serie på elleve låser . 35-meters fallet krevde 3.500 tonn vann per pass, og stigningen varte det meste av dagen.

Dette systemet ble utgått tidlig på 1930-tallet, og i 1933 ble låsene demontert. Forth and Clyde Canal ble stengt på slutten av 1962, og ved midten av 1970-tallet ble Union Canal blokkert i begge ender; installasjon av dyser to steder og tilstedeværelsen av mange rør på grunn av konstruksjonen av en underavdeling gjør det umulig. Komiteen British Waterways (BW) er opprettet på en st  januar 1963 dato for Forth og Clyde Canal nedleggelse. Dette organet har som mål å etablere en storplan for fremtidig bruk av UK-kanalene.

I 1976 bestemte komiteen under et møte med lokalrådene at de fremdeles navigerbare delene av Forth- og Clyde-kanalen, hvis rute hadde vært fragmentert av forskjellige konstruksjoner, skulle bevares ved å bygge broer som var høye nok til å tillate passering av vannveier. fartøy og ved å holde de fortsatt eksisterende låser i bruk. Kostnaden for fullstendig reetablering av vannveien fra Nordsjøen til Atlanterhavet ble imidlertid ansett for stor, men i det minste bør den ikke nedbrytes ytterligere. I 1979 nevnte en granskningsrapport 69 hindringer for navigering og ba om meningene fra tjue grupper av berørte om Forth and Clyde Canal Local Plan.

Prosjektforslag

I 1993 stod en lov om bruk av midler generert av National Lottery ved opprinnelsen til Millennium Commission  : overskuddet vil bli brukt til å finansiere "store formål". I 1996 anså kommisjonen kapitalen tilstrekkelig og foreslo å sende inn ulike søknader om ulike prosjekter "verdige interesser som vil markere år 2000 og overgangen til et nytt årtusen." " . Det ble avtalt at Kommisjonen bare ville finansiere halvparten av de valgte prosjektene, og det resterende beløpet skulle leveres av oppdragsgivere.

BW hadde allerede vurdert en plan om å koble til de to kanalene på nytt etter et prosjekt som fullt ut ville dekket kostnadene for virksomheten. I 1994 kommuniserte BW prosjektet for å søke finansiering: det ble inkludert i “ Millennium Link” -programmet i 1995. Planene krevde at kanalene skulle åpnes på nytt til de opprinnelige dimensjonene, med et luftuttak på tre meter. Budsjettet for prosjektet som helhet var £ 78million (nesten € 93million).

14. februar 1997 erklærte kommisjonen at den kom til å finansiere forbindelsen til 32 millioner pund, eller 41,02% av den totale kostnaden. Kostnaden for "hjulet" og bassenget er anslått til 17 millioner pund, mer enn en femtedel av det totale budsjettet. De resterende $ 46 millioner som trengs for å starte byggingen, blir gitt i løpet av de neste to årene av British Waterways og Scottish Enterprise; syv kommunestyre bidrar. Den European Regional Development Fund er å bidra til å finansiere prosjektet med et bidrag på £ 8,6 millioner.

Visuell design

I 1999 foreslo joint venture-selskapet Morrison-Bachy Soletanche et konsept som ligner et pariserhjul med fire naceller. Alle medlemmene av prosjektet er enige om forslagets funksjonalitet, men BW ser det ikke som den forventede juvelen til utstillingen. Dette er et team på tjue arkitekter og erfarne ingeniører som vurderer prosjektet på nytt under ledelse av Tony Kettle  (i) byrået RMJM i tre uker sommeren 1999. Sluttresultatet er kombinasjonen av britisk innsats Waterways, Arup-designkontoret , Butterley Engineering  (en) og RMJM.

Kettle brukte sin åtte år gamle datters Lego til å utvikle visse elementer i bygningen: det er en slik modell som han viser til klienter og givere. Utseendet til besøkssenteret er også resultatet av arbeidet til en arkitekt fra RMJM-byrået, Paul Stallan.

Den visuelle designinspirasjonen inkluderer den keltiske tokantede øksen, propellen til et skip eller brystkassen til en hval. Kettle sier om Wheel at det er "en vakker ting, grasiøs som en fiskes ryggrad", mens Royal Fine Art Commission for Skottland kaller det "moderne skulptur" .

Modellene og tegningene av Falkirk Wheel ble utstilt i 2012 på Victoria and Albert Museum i London . Det kan sees på baksiden av den 50  pund sterile sedelen som ble utstedt av Bank of Scotland siden 2007. Disse sedlene minnes de store skotske tekniske prestasjonene gjennom representasjon av flere broer som Glenfinnan Viaduct og Forth Bridge .

Konstruksjon

I mars 1999 kappet statssekretæren for Skottland det første spadestikket ved Lock 31 i Forth and Clyde Canal, noe som markerte starten på arbeidet. I alt er over 1000 personer ansatt i konstruksjonen av hjulet, som er planlagt å fungere i 120 år.

Hjulet ble fullstendig bygget og montert på fabrikken i Betterley Engineering i Ripley i Derbyshire . Sommeren 2001 ble konstruksjonen demontert og transportert til Falkirk med 35 lastebil. Rammen blir deretter montert på bakken i fem deler og hevet på stedet. Kanalkonstruksjonen krevde utgravning av 250.000  m 3 bytte, installasjon av en underjordisk kanal åtte meter i diameter , kanalbroer på 20  m og 120  m i lengde, tre låsesystemer, flere broer og også 600  m side vei til kanalen. Tunnelen Roughcastle, langs 180  m , ble utført i tre trinn: de to fjerdedeler av den høyeste tunnelen ble gravd ved hjelp av en gravemaskinstandard ; den nedre delen jordes ved hjelp av en veghøvler som er modifisert for å fjerne 100 mm lag  som reduserer byggetiden med to uker og kostnaden med 15%.

Tekniske hensyn

Surface leire og kull gruver, samt en tjære -fabrikken, var en gang i løpet av prosjekt rettigheter til veien; sistnevnte aktivitet hadde effekten av å forurense kanalen med tjære og kvikksølv . De 20  m tykke sandsteinfyllingene utgjorde ikke en solid nok base for å legge grunnlaget: bruk av betongpeler 30  m x 22  m gjorde det mulig å nå berggrunnen .

Siden hjulet vipper i forskjellige retninger, er belastningen på konstruksjonen variabel, og noen deler opplever reverseringer av den påførte spenningen . For å unngå utmattelse som kunne ha ført til sprekker, ble seksjoner boltet i stedet for sveiset: 14 000 bolter og 45 000 bolthull var påkrevd.

Kanalbroen designet av ARUP ble opprinnelig beskrevet som "ubyggbar", men takket være 40  mm armeringsjern ble konstruksjonen endelig mulig. De opprinnelige planene indikerer også at kanalen skulle ha krysset Antoninemuren, men en begjæring favoriserte denne ideen om installasjon av to låser og en tunnel som passerte under muren.

Når heisen er ferdig, kan båtene heves med 24  meter .

Innsettelse

Dronning Elizabeth II innviet Falkirk Wheel 24. mai 2002 som en del av hennes Golden Jubilee- feiring . Arrangementet ble imidlertid forsinket med en måned på grunn av hærverk: den tvungne åpningen av hjulets dører hadde oversvømmet en tørr brønn og forårsaket skade på elektrisk og hydraulisk utstyr. Kostnaden for reparasjonen er beregnet til 350.000  pund.

Operasjon

Struktur

Den totale diameteren på hjulet er 35  m  ; de motsatte armene strekker seg 15  m rundt akselen som gir helheten formen til en tokantet øks . To av disse store armene er festet til den sentrale akselen, 3,8  m i diameter og 28  m i lengde. I hver ende av armene er det bokser fylt med vann, hver med en kapasitet på 250 000  liter.

Disse kassene har en total masse på 500 tonn ved hver passasje: til vekten til båtene og vannet tilsettes selve nacellen, dvs. rundt 50 tonn. Vannnivået skal holdes likt på hver side for å balansere massen i begge ender av armen. Prinsippet med Archimedes 'skyvekraft forklarer at et flytende legeme fortrenger vannekvivalenten til sin egen masse: når båten plasseres i nacellen, er massen av vannet som kommer ut identisk. Dette er mulig ved å holde vannstanden innenfor et intervall på ca 37  mm på hver side takket være et datasystem utvidet til hele nettstedet. Dette systemet inneholder blant annet vannstandsdetektorer samt pumper og automatiserte låser. Å drive de ti hydrauliske motorene krever bare 22,5 kilowatt, eller 1,5  kWh per skala. Det handler om energien det tar å bringe åtte vannkokere fylt med vann til koking.

De to saksene er 6,5  m brede og har plass til opptil fire 20  m lange lektere . De vanntette dørene som er plassert i hver ende av nacellene, er festet til de som er plassert i den øvre delen og de i underkummen. På grunn av begrensningen av ledig plass, ble dører som stiger vertikalt foretrukket fremfor en hengslet modell som ville ha redusert lengden på den brukbare boksen betraktelig. Dørene løftes fra en utsparing i bunnen av boksen, og når de lukkes og åpnes ved kaien, blir de matet av en hydraulikkslange.

Motorrom

Området som huser maskineriet som driver hjulet, ligger i kanalbroens siste søyle: dette består av syv rom forbundet med stiger. Det er tilgjengelig via en dør på bakkenivå eller gjennom en inngang i midten av høyden for å lette installasjonen av utstyr.

De transformatorer som kraft mekanismen er plassert på bakkenivå. Under flommen forårsaket av hærverk i 2002 nådde vannet nesten 11  kV samleskinne  : det var bare 8  cm . Nødgeneratoren og det elektriske utstyret ligger i første etasje: deres funksjon er å ta over hvis hovedgeneratoren svikter. Den andre fasen huser to hydrauliske pumper som forsyner hydraulikkmotorene i øvre rom. Kraft leveres direkte til akselen av ti hydrauliske motorer som også fungerer som bremser. Hver motor er forbundet med et tannhjul som reduserer rotasjonshastigheten på et 100: 1 -forhold .

Mekanisme

For å opprettholde et stabilt nivå, må nacellene følge hjulet i rotasjonen. Selv om massen av nacellene på lagrene vanligvis er tilstrekkelig til å få dem til å rotere, sørger et utstyr som består av tre store tannhjul som er sammenkoblet av to mindre tannhjul, at balansen opprettholdes og riktig hastighet opprettholdes.

Hver ende av nacellen er montert på små hjul anordnet på en skinne installert på innsiden av hullene på 8  m i diameter på begge sider av de store armene. Rotasjonen kontrolleres takket være en serie tannhjul: to hjul med mindre diameter settes inn mellom de tre hjulene med en diameter på 8  m . Det sentrale tannhjulet er installert over akselen, på nivået til maskinrommet; dette elementet er immobilisert for å forhindre at det snur. De to mindre hjulene er koblet til dette sentrale hjulet. Når motorene mater akselen og dreier den, vippes armene og de to mindre hjulene griper inn rundt det sentrale hjulet: disse dreier raskere enn hjulet som helhet, men i samme retning; de kjører de store hjulene i endene av armen i en rotasjon hvis hastighet er lik den på hjulet, men i motsatt retning. Denne mekanismen gjør det mulig å avbryte rotasjonen som er påtrykt armene, og nacellene er dermed perfekt stabile.

Nedre grop

Den nedre gropen ligner en form for refit isolert fra bassenget ved hjelp av vanntette dører og vannpumper. Hjulets vertikale stoppposisjon gjør det mulig for båter å gå inn i eller ut av caisson uten å oversvømme denne gropen. Plassen under skapet er tom.

Uten denne gropen ville nacellene og endene av armen være nedsenket for hver rotasjon av hjulet. Den oppdrift til nacellen vil da i stor grad vanskeliggjøre rotasjon.

Besøksmottak

Et besøkssenter er for besøkende øst for nedre bassenget. Båtturer på hjulet tilbys i gjennomsnitt en gang i timen. Siden bygningen ble åpnet i 2002, har rundt 4,4 millioner mennesker kommet for å besøke den, eller 400 000 mennesker hvert år; av disse besøkende tok 1,3 millioner en båttur.

Vedlegg

Relaterte artikler

Eksterne linker

Merknader og referanser

  1. (in) "  History of The Falkirk Wheel  " (åpnet 10. mars 2014 ) .
  2. (i) "  Historie  " (åpnet 10. mars 2014 ) .
  3. (i) "  The Millenium link  " (åpnet 10. mars 2014 ) .
  4. (en) Len Paterson, From Sea to Sea: A History of the Scottish Lowland and Highland Canals , Neil Wilson Publishing,2013( ISBN  978-1-906000-34-9 ) , s.  1875.
  5. (en) Len Paterson, From Sea to Sea: A History of the Scottish Lowland and Highland Canals , Neil Wilson Publishing,2013( ISBN  978-1-906000-34-9 ) , s.  1877.
  6. (en) Len Paterson, From Sea to Sea: A History of the Scottish Lowland and Highland Canals , Neil Wilson Publishing,2013( ISBN  978-1-906000-34-9 ) , s.  1880.
  7. (en) Len Paterson, From Sea to Sea: A History of the Scottish Lowland and Highland Canals , Neil Wilson Publishing,2013( ISBN  978-1-906000-34-9 ) , s.  1885.
  8. (in) Len Paterson, From Sea to Sea: A History of the Scottish Lowland and Highland Canals , Neil Wilson Publishing2013( ISBN  978-1-906000-34-9 ) , s.  1885-1886.
  9. (in) Len Paterson, From Sea to Sea: A History of the Scottish Lowland and Highland Canals , Neil Wilson Publishing2013( ISBN  978-1-906000-34-9 ) , s.  1886.
  10. (in) Len Paterson, From Sea to Sea: A History of the Scottish Lowland and Highland Canals , Neil Wilson Publishing2013( ISBN  978-1-906000-34-9 ) , s.  1887.
  11. (in) Len Paterson, From Sea to Sea: A History of the Scottish Lowland and Highland Canals , Neil Wilson Publishing2013( ISBN  978-1-906000-34-9 ) , s.  1889.
  12. (en) Len Paterson, From Sea to Sea: A History of the Scottish Lowland and Highland Canals , Neil Wilson Publishing,2013( ISBN  978-1-906000-34-9 ) , s.  1890.
  13. (no) "  Nettstedet til Falkirk Wheel.  » , På bacsol.co.uk (åpnet 10. mars 2014 ) .
  14. (in) "  Det store hjulet til Falkirk.  ” (Besøkt 10. mars 2014 ) .
  15. (en) "  Falkirk Wheel Information Booklet.  ” (Besøkt 10. mars 2014 ) .
  16. (no) "  Bygg den manglende lenken  " [ arkiv av6. januar 2014] , på millenniumnow.org.uk (åpnet 10. mars 2014 ) .
  17. (en) Robert Crawford, On Glasgow og Edinburgh , Harvard University Press ,2013, 361  s. ( ISBN  978-0-674-07059-2 , leses online ) , s.  206.
  18. (in) "  The Falkirk Wheel.  » , På urbanrealm.com (åpnet 10. mars 2014 ) .
  19. (i) Richard Waithe, "  rebrand: Paul Stallan fører RMJM gjenfødelse.  » , Architects 'Journal ,15. juli 2011.
  20. (en) “  Wheel of Falkirk.  " På elevator-world.com (åpnet 10. mars 2014 ) .
  21. (in) "  The British Design 1948-2012: Innovation in the Modern Age.  ” (Besøkt 10. mars 2014 ) .
  22. (in) "  På de skotske sedlene: broserien i Bank of Scotland.  ” (Besøkt 10. mars 2014 ) .
  23. (no) “  Lite anekdotiske data.  " På thefalkirkwheel.co.uk (åpnet 10. mars 2014 ) .
  24. (in) "  Reinventing the Wheel  " på gentles.info (åpnet 10. mars 2014 ) .
  25. (in) "  Design and engineering  " på thefalkirkwheel.co.uk (åpnet 10. mars 2014 ) .
  26. (in) Review of the Session , Royal Society of Edinburgh , 1958, s.  91-92 .
  27. (no) “  Falkirk's Wheel.  » , På engineering-timelines.com (åpnet 10. mars 2014 ) .
  28. (no) "  Returhjulet etter hærverkreparasjonen."  ” (Besøkt 10. mars 2014 ) .
  29. (in) "  Vandalism of the Falkirk Wheel.  » , On gentles.info (åpnet 10. mars 2014 ) .
  30. (no) Giant rotating wheel caries boats entre canals , Siviele Ingenieurswese , 2002, s.  145 .
  31. (in) InCom, innovasjoner innen navigasjonslåsdesign , PIANC,2009, 208  s. ( ISBN  978-2-87223-175-1 ) , s.  26.
  32. (no) "  Symbolet for årtusenet: Wheel of Falkirk.  » , På asme.org (åpnet 10. mars 2014 ) .
  33. (in) American Society of Civil Engineers, International engineering history and heritage: Improving bridges to ASCE's 150th anniversary: ​​Proceedings of the third National Congress on Civil Engineering History and Heritage ,2001( ISBN  978-0-7844-0594-9 ) , s.  48.
  34. (in) "  Closures Falkirk Wheel.  » , On gentles.info (åpnet 10. mars 2014 ) .
  35. (en) "  Besøk til Falkirk Wheel-sjekkpunktet.  » , On gentles.info (åpnet 10. mars 2014 ) .
  36. (no) "  Hvordan fungerer det?"  " På thefalkirkwheel.co.uk (åpnet 10. mars 2014 ) .
  37. (i) "  Åpningstider  " på thefalkirkwheel.co.uk (åpnet 10. mars 2014 ) .
  38. (in) "  Falkirk Wheel is a big success  " på scottishtourismalliance.co.uk (åpnet 10. mars 2014 ) .
  39. (in) "  Besøksfigurer for britiske turistattraksjoner: hvem er oppe og hvem er nede?  » , På Theguardian.com ,23. februar 2011(åpnet 10. mars 2014 ) .