Затопленный плавучий туннель - Submerged floating tunnel - Wikipedia

Два типа подводных плавучих туннелей:
  1. Якорь к морскому дну (слева)
  2. Подвешивается к понтону (справа)

А подводный плавучий туннель (SFT), также известный как погружной плавучий трубчатый мост (SFTB), подвесной туннель, или же Архимедов мост, это предлагаемый дизайн для туннель плавает в воде, опираясь на плавучесть (в частности, используя гидростатическую тягу, или Принцип архимеда ).[1]

Трубка будет размещена под водой на достаточно глубине, чтобы избежать движения воды и погодных условий, но не настолько глубоко, чтобы приходилось иметь дело с высоким давлением воды; обычно достаточно глубины от 20 до 50 м (от 66 до 164 футов). Кабели либо на якоре к морскому дну[1] или чтобы понтоны на поверхности[2] предотвратит его всплытие на поверхность или погружение, соответственно.

Строительство

Схема эффекта плавучести

Концепция подводных плавучих туннелей основана на известной технологии, применяемой в плавучие мосты и морских сооружений, но конструкция в основном аналогична конструкции погружные туннели: После того, как труба будет предварительно собрана в секции в сухом доке и секции будут перемещены на площадку, один из способов - сначала запечатать секции; погрузить их на место, пока они запечатаны; и, когда секции прикреплены друг к другу, сломайте уплотнения. Другой вариант - оставить секции незапечатанными и после их сварки на месте откачать воду.

В балласт рассчитывается так, чтобы конструкция имела приблизительное гидростатическое равновесие (то есть туннель имеет примерно такую ​​же общую плотность, что и вода), тогда как туннели с погруженными трубами балластированы для достижения отрицательной плавучести, поэтому они имеют тенденцию оставаться на морском дне. Это, конечно, означает, что затопленный плавучий туннель должен быть прикреплен к земле или к поверхности воды, чтобы удерживать его на месте, в зависимости от плавучести затопленного плавучего туннеля: слегка положительной или отрицательной соответственно.

Приложения

Гидравлические перекрытия:
  1. Подвесной мост
  2. Затопленный плавучий туннель
  3. Погружная трубка
  4. Подводный туннель

Погружные плавучие трубы позволяют построить туннель на очень большой глубине, где обычные мосты или туннели технически трудны или чрезмерно дороги. Они смогут справиться с сейсмические возмущения и погодных явлений легко, поскольку они имеют некоторую степень свободы в отношении движения, а их структурные характеристики не зависят от длины (то есть они могут быть очень длинными без ущерба для устойчивости и сопротивления).

С другой стороны, они могут быть уязвимы для якоря или движения подводных лодок, что, следовательно, необходимо учитывать при их строительстве.

Вероятные области применения включают фьорды, глубокие узкие морские каналы и глубокие озера.[3]

Предложения

По состоянию на 2016 год, подводный плавучий туннель никогда не строился, но разными организациями было выдвинуто несколько предложений.

ДатаМестоСтранаПредлагающийсвязь
1886Патент N.9558.[4]объединенное Королевствосэр Эдвард Джеймс Рид[5][6]
1890Патент № 447735[7]Соединенные ШтатыХ. Мозер[8]
1905Патент № 357983[9]ФранцияМ.Ф. Hennebique[6][8]
1907Патент № 862288[10]Соединенные ШтатыХ. О. Смит[8]
1923Патент «Дыккет понтонбро»НорвегияТрюгве Ольсен[6][11]
1947патент "« neddykket, flytende tunnel til kryssing av fjordløp »заявка № 91699НорвегияЭрик Эдегард[6][11]
1960Патент №1262386.[12]ФранцияМ.Ф. Cristaldi[8]
1969Мессинский проливИталияАлан Грант[6][13][14]
1980Остров Ванкувер (Фиксированная ссылка на остров Ванкувер )КанадаМинистерство транспорта из британская Колумбия, Канада[15]
1984Озеро КомоИталияДж. Магрини[16]
1998HøgsfjordenНорвегияУправление общественных дорог Норвегии[17][18][19][20]
16 апреля 2003 г.Трансатлантический туннельНет данныхКанал Дискавери с Экстремальная инженерия (Сезон 1, серия 3)[21][22]
2011Согне-фьордНорвегияНорвежская государственная дорожная администрация[23]
2016Бьёрна-фьордНорвегияНорвежская государственная дорожная администрация[24]
6 июня 2017 г.Несколько потенциальных сайтовНет данныхHyperloop One[25]
?Funka Bay, ХоккайдоЯпонияОбщество технологии подводных плавучих туннелей[26][27]
?Озеро Вашингтон, СиэтлСоединенные ШтатыДжеймс Фелч / Subterra, Inc.[14][27][28]
?Озеро ЛуганоШвейцария[14]
Пролив КукаНовая ЗеландияStuff.co.nz[29]
Озеро ГардаИталияКомитет Giacomo Cis Onlus[30]

Европа

В Норвегии первый патент на эту конструкцию был представлен в 1923 году Трюгве Ольсеном («Затопленный понтонный мост»), а новый запрос был сделан в 1947 году инженером Эриком Эдегордом. Интерес возродился в течение последних столетий благодаря нескольким исследованиям, проведенным в Норвегии, но только исследования, проведенные Норвежской государственной дорожной администрацией (NPRA), подтвердили осуществимость конструкции, а также недавние разработки оффшорных структур. Норвежское управление автомобильных дорог (NPRA) изучает технический и экономический потенциал ликвидации всех паромов на переходах через фьорд вдоль западного коридора (Европейский маршрут E39 ) между Кристиансанном и Тронхеймом.[31][32] Этот проект также связан с FEHRL через программу Forever Open Road.[33] Если проект будет реализован, его стоимость оценивается в 25 миллиардов долларов и будет завершена к 2050 году.[34]

Итальянская компания Ponte di Archimede International провела исследование SFT в сотрудничестве с Норвежской исследовательской лабораторией автомобильных дорог.[35] Датский дорожный институт и Итальянский судоходный регистр при финансовом гранте Европейского Союза и при координации FEHRL (Форум европейских национальных исследовательских лабораторий автомобильных дорог) Международная ассоциация, состоящая из более чем 30 национальных дорожных центров.[36] Кроме того, провинциальные администрации Комо (Озеро Комо ) и Лекко в Италии официально проявили большой интерес к мосту Архимеда для пересечения Ларио и исследование подводного плавучего туннеля в Мессинском проливе было продвинуто компанией Ponte di Archimede S.p.A. и подтверждено технико-экономическим обоснованием, проведенным Итальянским военно-морским регистром (RINA).[37]

Китай

SIJLAB (Китайско-итальянская совместная лаборатория моста Архимеда), созданная в 1998 году Институтом механики Китайской академии наук, Китай, и Ponte di Archimede SpA, финансируется Министерством иностранных дел Италии и Министерством науки Китая. и технологии и Институт механики Китайская Академия Наук.

Консорциум начал строительство 100-метрового демонстрационного туннеля в г. Озеро Цяньдао в Китай восточная провинция Чжэцзян. Внутри него посередине будут проходить два слоя автомагистралей с односторонним движением, а по бокам - два железнодорожных пути.[38] Прототип озера Цяньдао поможет спланировать проект подводного плавучего туннеля длиной 3300 метров в Пролив Цзиньтан, в Чжоушань архипелаг, также расположенный в Чжэцзян.[39][40][41]

По словам Элио Матасены, президента Ponte di Archimede International, единственная трудность при строительстве таких туннелей в более глубоких водах - это цена конструкции. А именно, кабели, которые очень дороги, будут очень длинными. Он также отмечает, что туннель способен выдерживать больший вес, чем традиционный мост, который имеет очень строгие ограничения по весу, но при этом дешевле в два раза. Матасена отмечает, что экологические исследования показывают, что туннель окажет очень небольшое влияние на водную жизнь.[42]

Индонезия

Индонезия также выразил интерес к технологии. Для инфраструктуры, которая соединит Суматру с островом Ява, были изучены два варианта: обычный мост или подводный туннель.

В 2004 году вариант туннеля обсуждался более широко, особенно когда Квик Киан Ги, затем министр национального развития, объявил, что европейский консорциум заинтересован в инвестировании в подводный туннель между Явой и Суматрой. Бюджет строительства подводного туннеля в Зондский пролив; в долгосрочной перспективе это свяжет Ява и Суматра в непрерывной цепочке. Строительство объекта должно было начаться в 2005 году и быть готовым к эксплуатации к 2018 году, и он был частью Азиатское шоссе.[43]

Однако позже предпочтение было отдано мостовому варианту.[44]

В 2007 году индонезийские специалисты во главе с Ир. Искендар, директор Центра оценки и применения технологий для транспортных систем и промышленности, принял участие во встрече с инженерами SIJLAB из китайско-итальянского проекта моста Архимеда.[40][45] Как архипелаг Страна, состоящая из более чем 13 тысяч островов, Индонезия могла бы извлечь выгоду из таких туннелей. Обычные перевозки между островами в основном осуществляются перевозить. Таким образом, подводные плавучие туннели могут быть альтернативным средством соединения соседних островов в дополнение к обычным мостам.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Занчи, Флорес (июль 2002 г.). «Мост Архимеда». Природа пола. Архивировано из оригинал на 2008-01-11. Получено 2007-02-11.
  2. ^ "Итальянские мосты культур". Официальный веб-портал Пекина. Архивировано из оригинал на 2008-01-11. Получено 2007-09-13.
  3. ^ ITA: Новая разработка: затопленный плавучий туннель В архиве 2008-02-05 на Wayback Machine
  4. ^ Патент Калифорнии 26192, Эдвард Джеймс Рид, "Система соединительных железных дорог, разделенных проливами или другими водами, со структурой и устройством для ее выполнения", опубликовано 10 марта 1887 г. 
  5. ^ Стикс, Гэри (Июль 1997 г.). «Туннельные видения». Scientific American. Vol. 277 нет. 1. п. 32. Дои:10.2307/24995825.
  6. ^ а б c d е Миноретти, Арианна (17 июля 2019 г.). "Il ponte di Archimede: l'evoluzione tecnica di unconcetto storico" [Мост Архимеда: техническая эволюция исторической концепции]. Strade и Autostrade. Получено 15 сентября 2020.
  7. ^ Патент США 447735, Генри Мозер, «Туннель», опубликовано 3 марта 1891 г. 
  8. ^ а б c d "Д.Коста, Э.Пажуско, L’UOMO, L’ACQUA E LA SUA ENERGIA, IL PONTE DI ARCHIMEDE COME SOLUZIONE PER L’ATTRAVERSAMENTO DELLO STRETTO DI MESSINA, IUAV 2003"
  9. ^ Патент FR 357983, Francois Hennebique, "Travées, palées et culées de ponts et de tunnels, en béton armé, plus ou moins émergés ou immergés dans l'eau ou dans des terrains aquifères ou vaseux", опубликовано 22 января 1906 г. 
  10. ^ Патент США 862288, Хэнфорд О Смит, «Подводный туннель», опубликовано 6 августа 1907 г. 
  11. ^ а б "Вестерос, Теа Мерете (весна 2014 г.). Rørbru som innovativ fjordkryssingsløsning (PDF) (Masteroppgave). Universitetet i Oslo, Центр технологий, инноваций и культуры. Получено 15 сентября 2020.
  12. ^ Патент FR 1262386, Филиппо Кристальди, "Moyens sous-marins de liaison et de communication entre des berges séparées par des eaux généralement profondes", опубликовано 26 мая 1961 г. 
  13. ^ Патент США 3738112, Алан Барнетт Грант и Ральф Шерман, «Преодоление или перекрытие водоемов», опубликовано 12 июня 1973 г., передано Alan Grant & Partners 
  14. ^ а б c "SIJLAB: Китайско-итальянская совместная лаборатория моста Архимеда" (PDF). В архиве (PDF) из оригинала 2007-07-03. Получено 2008-08-22.
  15. ^ «Возможная фиксированная связь с островом Ванкувер». Министерство транспорта, британская Колумбия. 2001. Архивировано с оригинал на 21.08.2010.
  16. ^ Магрини, Джанфранко (2006). "Тубо дель Лаго ди Комо". edixxon.com. Получено 15 сентября 2020.
  17. ^ "Konkurranse om fjordkryssing". Управление общественных дорог Норвегии. 7 мая 2012. Получено 13 октября 2013.
  18. ^ "E39 без парома: Rørbruer (Трубные мосты)". Управление общественных дорог Норвегии. Декабрь 2012. с. 60. Архивировано с оригинал на 2016-01-18. Получено 13 октября 2013.
  19. ^ "Рёрбру". Сентябрь 2004 г. В архиве из оригинала от 16.10.2013. Получено 2013-10-13.
  20. ^ Norwegian Submerged Floating Tunnel Company AS В архиве 10 января 2008 г. Wayback Machine
  21. ^ «Экстремальная инженерия: трансатлантический туннель». Канал Дискавери. Архивировано из оригинал 27 сентября 2011 г. - Интерактивная презентация теоретической структуры трансатлантического туннеля
  22. ^ «Трансатлантический туннель». Discovery Go. 16 апреля 2003 г.. Получено 15 сентября 2020.
  23. ^ Фьельд, Анетт (28 ноября 2012 г.). Технико-экономическое обоснование перехода через Согне-фьорд: затопленный плавучий туннель (Отчет). Архивировано из оригинал на 2019-01-30.
  24. ^ Погружной плавучий мост через Бьёрнафьорд: Технический отчет K3 / K4 (Отчет). Норвежская государственная дорожная администрация. 31 мая 2016 г.. Получено 15 сентября 2020.
  25. ^ Купер, Дэниел (6 июня 2017 г.). «Hyperloop One раскрывает свои планы по соединению Европы». Engadget. Получено 15 сентября 2020.
  26. ^ Мотохиро, Сато; Сюндзи, Кани; Такаши, Миками (2002). "弾 性 床上 梁 に モ デ ル 化 し た 水中 浮遊 式 ト ン ネ ル の 波浪 応 答 特性" [Характеристики волнового отклика затопленного плавучего туннеля, смоделированного как балка на упругом основании]. Журнал структурной инженерии. Высшая школа инженерии, Университет Хоккайдо. 48A (1): 27–34. Архивировано из оригинал на 2008-10-30.
  27. ^ а б «Группы, продвигающие концепцию SFT». Норвежская компания по подводным плавучим туннелям AS. Архивировано из оригинал на 2008-10-24. Получено 2008-08-22.
  28. ^ «Затопленный плавучий туннель через озеро Вашингтон» (PDF). SubTerra, Inc. 2001. В архиве (PDF) из оригинала от 04.03.2016. Получено 2013-04-03.
  29. ^ «Пришло время построить мост или туннель через пролив Кука?». Вещи. Получено 2018-02-20.
  30. ^ "Lago di Garda, ecco il progetto della prima pista ciclabile subacquea del mondo". ТрентоСегодня (на итальянском). Получено 2019-10-14.
  31. ^ Олав Эллевсет. «Прибрежная автомагистраль E39» (PDF). Управление общественных дорог Норвегии. В архиве из оригинала 18.01.2016. Получено 13 октября 2013.
  32. ^ Ариан Маршалл (14 июля 2016 г.). «Да,« затопленный плавучий мост »- разумный способ пересечь фьорд». Проводной. В архиве из оригинала на 2016-08-15. Получено 2016-07-31.
  33. ^ "Forever Open Road Home". В архиве из оригинала на 2013-10-04. Получено 2012-12-12.
  34. ^ "Первопроходцы Норвегии открыли первые плавучие подводные туннели". Родился инженер. 11 августа 2016. В архиве из оригинала от 17.09.2016. Получено 2016-08-11.
  35. ^ «Архивная копия». В архиве из оригинала от 16.10.2013. Получено 2012-12-12.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  36. ^ "Дома". В архиве из оригинала от 23.07.2008. Получено 2008-08-22.
  37. ^ "Ponte di Archimede S.p.A. - Исследования и разработки" (PDF). С. 6–7. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-07-15. Получено 2008-08-22.
  38. ^ "Китай построит первый в мире мост Архимеда"'". В архиве из оригинала от 11.01.2008. Получено 2007-12-23.
  39. ^ «Мост Архимеда». Ponte di Archimede International S.p.A. Архивировано с оригинал на 2008-01-10.
  40. ^ а б «Первый прототип моста Архимеда будет реализован на юге Китая». Жэньминь жибао в Интернете. 18 апреля 2007 г. В архиве из оригинала 11.01.2008. Получено 2007-09-14.
  41. ^ Мониторинг и контроль состояния здоровья Чжэцзянского университета, изучение крупномасштабных мостов и туннелей (2006 г.). "Исследование о приостановке туннеля". Архивировано из оригинал на 2008-01-11.
  42. ^ Мария Пиа Медина Луна (21.10.2006). "Le premier pont-tunnel submergé reliera en Chine le continent à une île sur 3 200 м" (На французском). L'Internaute - журнал Savoir. В архиве из оригинала от 26.07.2008. Получено 2008-08-18.
  43. ^ «Архивная копия» (на индонезийском). Архивировано из оригинал на 2004-05-04. Получено 2008-08-22.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  44. ^ «Архивная копия» (на индонезийском). Архивировано из оригинал на 2008-05-19. Получено 2008-08-22.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  45. ^ Институт механики, Китайская Академия Наук: ИМЕК посетили индонезийские эксперты В архиве 2007-12-18 на Wayback Machine

дальнейшее чтение

научно-исследовательские работы
ролики
компании