FALKIRK WHEELA unique engineering a

FALKIRK WHEEL

A unique engineering achievement

The Falkirk Wheel in Scotland is the world's first and only rotating boat lift. Opened in 2002, it is central to the ambitious £84.5m Millennium Link project to restore navigability across Scotland by reconnecting the historic waterways of the Forth & Clyde and Union Canals.

The major challenge of the project lays in the fact that the Forth & Clyde Canal is situated 35 metres below the level of the Union Canal. Historically, the two canals had been joined near the town of Falkirk by a sequence of 11 locks - enclosed sections of canal in which the water level could be raised or lowered - that stepped down across a distance of 1.5 km. This had been dismantled in 1933, thereby breaking the link. When the project was launched in 1994, the British Waterways authority were keen to create a dramatic twenty-first-century landmark which would not only be a fitting commemoration of the Millennium, but also a lasting symbol of the economic regeneration of the region.

Numerous ideas were submitted for the project, including concepts ranging from rolling eggs to tilting tanks, from giant seesaws to overhead monorails. The eventual winner was a plan for the huge rotating steel boat lift which was to become The Falkirk Wheel. The unique shape of the structure is claimed to have been inspired by various sources, both manmade and natural, most notably a Celtic double headed axe, but also the vast turning propeller of a ship, the ribcage of a whale or the spine of a fish.

The various parts of The Falkirk Wheel were all constructed and assembled, like one giant toy building set, at Butterley Engineering's Steelworks in Derbyshire, some 400 km from Falkirk. A team there carefully assembled the 1,200 tonnes of steel, painstakingly fitting the pieces together to an accuracy of just 10 mm to ensure a perfect final fit. In the summer of 2001, the structure was then dismantled and transported on 35 lorries to Falkirk, before all being bolted back together again on the ground, and finally lifted into position in five large sections by crane. The Wheel would need to withstand immense and constantly changing stresses as it rotated, so to make the structure more robust, the steel sections were bolted rather than welded together. Over 45,000 bolt holes were matched with their bolts, and each bolt was hand-tightened.

The Wheel consists of two sets of opposing axe-shaped arms, attached about 25 metres apart to a fixed central spine.

Two diametrically opposed water-filled 'gondolas', each with a capacity of 360,000 litres, are fitted between the ends of the arms. These gondolas always weigh the same, whether or not they are carrying boats. This is because, according to Archimedes' principle of displacement, floating objects displace their own weight in water. So when a boat enters a gondola, the amount of water leaving the gondola weighs exactly the same as the boat. This keeps the Wheel balanced and so, despite its enormous mass, it rotates through 180° in five and a half minutes while using very little power. It takes just 1.5 kilowatt-hours (5.4 MJ) of energy to rotate the Wheel -roughly the same as boiling eight small domestic kettles of water.

Boats needing to be lifted up enter the canal basin at the level of the Forth & Clyde Canal and then enter the lower gondola of the Wheel. Two hydraulic steel gates are raised, so as to seal the gondola off from the water in the canal basin. The water between the gates is then pumped out. A hydraulic clamp, which prevents the arms of the Wheel moving while the gondola is docked, is removed, allowing the Wheel to turn. In the central machine room an array of ten hydraulic motors then begins to rotate the central axle. The axle connects to the outer arms of the Wheel, which begin to rotate at a speed of 1/8 of a revolution per minute. As the wheel rotates, the gondolas are kept in the upright position by a simple gearing system. Two eight-metre-wide cogs orbit a fixed inner cog of the same width, connected by two smaller cogs travelling in the opposite direction to the outer cogs - so ensuring that the gondolas always remain level. When the gondola reaches the top, the boat passes straight onto the aqueduct situated 24 metres above the canal basin.

The remaining 11 metres of lift needed to reach the Union Canal is achieved by means of a pair of locks. The Wheel could not be constructed to elevate boats over the full 35-metre difference between the two canals, owing to the presence of the historically important Antonine Wall, which was built by the Romans in the second century AD. Boats travel under this wall via a tunnel, then through the locks, and finally on to the Union Canal.

Kết quả (Việt) 1:

FALKIRK WHEELMột thành tựu kỹ thuật độc đáoFalkirk Wheel ở Scotland là của thế giới đầu tiên và chỉ quay thuyền lift. Khai trương vào năm 2002, là trung tâm của tham vọng £84. 5m liên kết thiên niên kỷ dự án để khôi phục lại các điều hướng qua Scotland bằng cách kết nối lại lịch sử dòng sông Forth & Clyde và kênh rạch liên minh.Thách thức lớn của dự án nằm trong thực tế là Forth & Clyde Canal nằm 35 m dưới mức của kênh liên minh. Trong lịch sử, hai con kênh đã được tham gia gần thành phố Falkirk bởi một chuỗi các 11 khóa - kèm theo các phần của các kênh đào ở mực nước có thể được nâng lên hay hạ xuống - mà bước xuống trên khoảng cách 1,5 km. Điều này đã được tháo dỡ vào năm 1933, qua đó phá vỡ các liên kết. Khi dự án được tung ra vào năm 1994, chính quyền Anh đường thủy đã được quan tâm để tạo ra một bước ngoặt hai mươi đầu thế kỷ đầy kịch tính mà sẽ không chỉ là một phù hợp để kỷ niệm Thiên niên kỷ, nhưng cũng là một biểu tượng lâu dài của tái sinh kinh tế của vùng.Rất nhiều ý tưởng được gửi cho các dự án, bao gồm các khái niệm khác nhau, từ lăn trứng để nghiêng xe tăng, từ seesaws khổng lồ để hệ trên không. Người chiến thắng cuối cùng là một kế hoạch cho Thang máy lớn thép thuyền quay mà đã trở thành The Falkirk Wheel. Hình dáng độc đáo của các cấu trúc được tuyên bố đã được lấy cảm hứng từ nhiều nguồn khác nhau, cả nhân tạo và tự nhiên, đáng chú ý là một đôi Celtic đứng đầu rìu, nhưng cũng có cánh quạt khổng lồ quay của một con tàu, ribcage của cá voi hay cột sống của một con cá.Các bộ phận khác nhau của The Falkirk Wheel tất cả đã được xây dựng và lắp ráp, giống như một đồ chơi khổng lồ xây dựng thiết lập, vào Butterley kỹ thuật Steelworks ở Derbyshire, một số 400 km từ Falkirk. Một đội ngũ có cẩn thận lắp ráp 1.200 tấn thép, sửa chữa lắp các mảnh lại với nhau với độ chính xác của chỉ 10 mm để đảm bảo một trận chung kết hoàn hảo phù hợp. Vào mùa hè năm 2001, cấu trúc là sau đó đã bị tháo dỡ và vận chuyển trên các xe tải 35 tới Falkirk, trước khi tất cả được bolted trở lại với nhau một lần nữa trên mặt đất, và cuối cùng nâng lên vào các vị trí trong năm phần lớn bằng cần cẩu. Các bánh xe sẽ cần phải chịu được bao la và thay đổi liên tục căng thẳng vì nó xoay, do đó, để làm cho các cấu trúc mạnh mẽ hơn, các phần thép được bolted chứ hàn với nhau. Hơn 45.000 bolt lỗ đã được kết hợp với các bu lông của họ, và mỗi bolt là thắt chặt tay.Bánh xe bao gồm hai bộ hình axe đối lập cánh tay, gắn vào khoảng 25 m ngoài một cột sống trung cố định.Hai xuyên tâm trái ngược đầy nước 'gondolas', với công suất 360.000 lít, mỗi phòng được trang bị giữa các kết thúc của cánh tay. Gondolas những luôn luôn cân nhắc như vậy, hay không mà họ đang mang thuyền. Điều này là bởi vì, theo nguyên lý Archimedes của thuyên, các đối tượng nổi thuyên trọng lượng riêng của họ trong nước. Vì vậy, khi một chiếc thuyền đi vào một gondola, lượng nước để lại gondola nặng chính xác giống như con thuyền. Điều này sẽ giúp xe cân bằng và vì vậy, mặc dù khối lượng khổng lồ của nó, nó quay qua 180° trong năm và một nửa phút trong khi sử dụng rất ít điện năng. Nó sẽ chỉ 1,5 kilowatt-giờ (5,4 MJ) năng lượng để xoay bánh xe-khoảng tương tự như sôi tám ấm đun nước trong nước nhỏ nước.Thuyền cần phải được nâng lên nhập lưu vực kênh ở cấp độ của Forth & Clyde kênh và sau đó nhập gondola thấp của bánh xe. Hai cửa thủy lực thép được nêu ra, để con dấu gondola từ các nước trong lưu vực kênh. Nước giữa các cổng sau đó được bơm ra. Một kẹp thủy lực, trong đó ngăn chặn cánh tay của các bánh xe di chuyển trong khi gondola là docked, bị loại bỏ, cho phép các bánh xe quay. Trong phòng máy miền trung một mảng mười thủy lực cơ sau đó bắt đầu xoay trục trung tâm. Trục xe kết nối với cánh tay bên ngoài của bánh xe, mà bắt đầu xoay ở tốc độ 1/8 của một cuộc cách mạng cho mỗi phút. Như bánh xe quay, các gondolas được giữ ở vị trí thẳng đứng bằng một hệ thống đòn bẩy tài chính đơn giản. Hai 8 mét, rộng cogs quỹ đạo một cog rộng tương tự, được kết nối bởi hai cogs nhỏ đi du lịch theo hướng đối diện để cogs bên ngoài - vì vậy đảm bảo rằng các gondolas luôn vẫn cấp cố định bên trong. Khi gondola đạt đến đỉnh, thuyền đi thẳng lên cống dẫn nước có cự ly 24 mét trên lưu vực kênh.Còn lại 11 mét của Thang máy cần thiết để đạt được liên minh kênh là đạt được bằng phương tiện của một cặp khóa. Bánh xe không có thể được xây dựng để nâng cao chiếc thuyền qua sự khác biệt đầy đủ 35 m giữa hai kênh, do sự hiện diện của bức tường Antonine trong lịch sử quan trọng, được xây dựng bởi những người La Mã ở thế kỷ thứ hai. Thuyền du lịch dưới bức tường này thông qua một đường hầm, sau đó thông qua các ổ khóa, và cuối cùng vào liên minh kênh.