هندسة مدنية

كيف يقوم المهندسون ببناء الهياكل تحت الماء؟

كيف يقوم المهندسون ببناء الهياكل تحت الماء؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل سبق لك أن نظرت إلى جسر كبير أو أي هيكل آخر كان أساسه متجذرًا تحت الماء وتساءلت كيف شرع المهندسون في بنائه أو سيقومون بإصلاحه؟ عندما يحتاج البناء إلى أن يتم في مكان ما مغمور تحت الماء ، يستخدم المهندسون سلسلة من الأكوام الكبيرة المدفوعة في قاع الماء تسمى cofferdams لإنشاء مكان عمل جاف.

طريقة بناء السدود

فيما يتعلق بالهندسة الجيوتقنية ، فإن العملية ليست بسيطة مثل مجرد دفع الجدران إلى الأرض ، حيث يتعين على المهندسين تصميم الهيكل بعناية حتى لا يغرق العمال ويحافظوا على سلامة العمال بالداخل من الانهيار. عادةً ما ترى السدود في عملية بناء أرصفة الدعم للجسور ، ولكن يمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من الهندسة المائية

يتم دفع أكوام السد إلى الأرض بأي شكل ضروري لعمق معين. عندما يكون الماء على جانب واحد من الجدار ويتم ضخ المياه من الجانب الآخر من الجدار ، فإن هذا يخلق نظامًا غير مستقر هيدروليكيًا مما قد يتسبب في تسرب المياه عبر الأرض.

ذات الصلة: اللحام تحت الماء هي واحدة من أكثر المهن خطورة في العالم

بدون التعقيد الشديد في الهندسة الجيوتقنية لهذه الظاهرة الهيدروليكية ، هناك عمق يمكن من خلاله دفع الجدار إلى الأرض والذي من شأنه أن يمنع المياه من التسرب إلى الجانب الآخر من الجدار - يتم تحديده عادةً حسب نوع التربة و منسوب المياه. عادة ما يتم دفع الأكوام المستخدمة في السدود إلى السطح عند الحد الأدنى من هذا الارتفاع المحسوب من أجل إبعاد المياه.

إزالة الماء من الهيكل

بمجرد أن يتم وضع سد الخزان بالكامل في مكانه ، يتم استخدام المضخات لاستخراج المياه الداخلية إلى هيكل السد ، مما يؤدي في النهاية إلى إنشاء مساحة عمل جافة. في بعض الأحيان ، يكون الحصول على الأكوام التي تشكل السد إلى العمق الضروري في قاع البحيرة / المحيط / النهر مكلفًا للغاية أو غير عملي. في مثل هذه الحالات ، يتم وضع سلسلة من المضخات لضخ المياه الزائدة باستمرار أثناء تسربها إلى هيكل سد الحاجز.

تُستخدم هذه الهياكل بشكل شائع عند إنشاء السدود أو أرصفة الجسور أو غيرها من أشكال الهندسة المائية. في حين أنه قد يبدو أن وجود منطقة عمل كبيرة تحت مستوى الماء المحيط بها قد يكون أمرًا خطيرًا ، وهي كذلك ، فهي ليست خطيرة كما تعتقد. يُسمح عادةً بالعمل داخل سدود الخزان فقط في ظل أكثر الظروف بدائية عندما يكون الماء ثابتًا بشكل عام. في هذه الحالات ، تكون أنماط فشل سد الوبر بطيئة ويمكن التنبؤ بها بطبيعتها. للمساعدة في مكافحة هذه الإخفاقات البطيئة أيضًا ، يمكن لسلسلة من المضخات الأولية أو الاحتياطية أن تبدأ في زيادة السرعة للمساعدة في الحفاظ على الجزء الداخلي من سد التجويف جافًا حتى تتمكن الأطقم من الإخلاء.

عندما تحتاج السفن إلى الإصلاح ، سيستخدم المهندسون أيضًا سدودًا كنوع من الأحواض الجافة لعزل السفينة عن المياه وإصلاحها في مكانها. يتم ذلك عادةً على السفن الأكبر حجمًا حيث سيكون من المستحيل رفع السفينة من الماء. لذلك ، على سبيل المثال ، عندما يتم إطالة سفينة الرحلات أو توسيعها ، يقوم المهندسون ببناء سد حول السفينة وضخ المياه ، مما يسمح للعمال بالحصول على منطقة عمل جافة. من المهم أن نلاحظ أن السدود ليست رخيصة ، ولكن بالنسبة للمشاريع التي يتم استخدامها فيها ، فهي الخيار الوحيد للبناء.

ذات صلة: هذه المشاريع الإنشائية العشرة ميزات مذهلة للهندسة

قد يبدو أيضًا أن إنشاء هذه السدود الكبيرة باهظة الثمن - إنها كذلك. يتجنب المهندسون استخدام أي شكل من أشكال البناء تحت الماء بأي ثمن ، ولكن عند الحاجة ، تكون السدود أكثر أمانًا من الطرق الأخرى للبناء تحت الماء مثل استخدام الغواصين. إنها أيضًا حل دائم عندما تحتاج المشاريع المستمرة إلى أن تتم على حافة البحيرات أو المحيطات كما في الصورة أعلاه.

بمجرد اكتمال المشروع ، يتم ضخ المياه مرة أخرى داخل السد وإزالة الأكوام. فيما يتعلق بمساحات العمل المؤقتة للبناء ، قد تكون السدود العملاقة واحدة من أروع المباني وأكثرها إثارة للإعجاب.

تاريخ سدود

تعتبر Cofferdams قديمة نوعًا ما عندما يتعلق الأمر بنائب البناء تحت الماء ، فلا توجد طرق أخرى للبناء تحت الماء. تعود أصول هذه الهياكل إلى الإمبراطورية الفارسية حيث بدأت كسدود ترابية.

تم بناء هذه الهياكل المبكرة بشكل أساسي بالطريقة التي قد تفكر بها ، مع بناء الجدران الترابية ، والمياه التي يجري بناؤها ، والهيكل الذي يتم بناؤه ، ثم إزالة الجدران الأرضية. كان الأمر شاقًا وخطيرًا ويستغرق وقتًا طويلاً ، لكنه أدى إلى الحيلة.

تم صنع الابتكار التالي في هندسة cofferdam بواسطة الرومان. استخدم المهندسون الرومان أكوام الخشب التي قادوها في أحواض المياه لتطويق المناطق تحت الماء. كان هذا إنجازًا مثيرًا للإعجاب بشكل خاص بالنظر إلى أن الوظيفة كانت مشابهة لسدود الصلب الحديثة ، لكن الرومان كانوا قادرين على إنجازها باستخدام دعامات خشبية.

فيما يبدو وكأنه خطوة إلى الوراء في هندسة السدود ، كان الابتكار التالي هو الانتقال إلى أكياس الرمل ، والتي لم تحدث حتى أواخر القرن التاسع عشر. خلال الحروب النابليونية ، بدأ الناس في استخدام أكياس الرمل للتحكم في المياه. تم استخدام الأكياس في البداية لحماية القوات ولكن في النهاية بدأ استخدامها للسيطرة على المياه من خلال بناء سدود سريعة. على الرغم من عدم الاستخدام التقليدي للسدود ، إلا أن سدود الأكياس الرملية هذه سمحت بتحركات القوات مع توفير ميزة إضافية للحماية من إطلاق النار.

سدود كومة صفائح الصلب

أخيرًا ، بعد تاريخ طويل من السدود في البناء ، في أوائل القرن العشرين ، اخترع مهندس ألماني سدود الخزان الفولاذية. استخدمت هذه السدود الفولاذية الأولى الانحدار المتشابك على شكل حرف U للتحكم في تدفق المياه وهي تشبه إلى حد كبير ما لا نزال نراه قيد الاستخدام اليوم. كان هذا حقًا آخر ابتكار رئيسي في تاريخ Cofferdams كما هو الحال اليوم ، نرى فقط تغييرات طفيفة في الملكية في تقنية تشابك الجدار.


شاهد الفيديو: كيف يتم بناء الهياكل تحت الماء (قد 2022).