Подводный плавучий туннель
Погружной плавучий туннель ( SFT ), также известный как подводный плавучий трубчатый мост ( SFTB ), подвесной туннель или мост Архимеда , представляет собой предлагаемую конструкцию туннеля , который плавает в воде, поддерживаемый его плавучестью (в частности, за счет использования гидростатической тяги). или принцип Архимеда ). [1]
Трубка будет помещена под воду, достаточно глубоко, чтобы избежать движения воды и непогоды, но не настолько глубоко, чтобы приходилось справляться с высоким давлением воды; обычно достаточно глубины от 20 до 50 м (от 66 до 164 футов). Кабели либо закреплены на морском дне [1] или к понтонам на поверхности [2] будет препятствовать его всплытию на поверхность или погружению соответственно.
Строительство
[ редактировать ]
Концепция подводных плавучих туннелей основана на хорошо известной технологии, применяемой для плавучих мостов и морских сооружений, но конструкция в основном аналогична конструкции погружных туннелей : после того, как труба собирается по секциям в сухом доке и секции перемещаются в сайта, один из способов – сначала загерметизировать секции; погрузить их на место, пока они запечатаны; и, когда секции прикреплены друг к другу, сломайте уплотнения. Другой вариант — оставить секции незагерметизированными, а после сварки их на месте откачать воду.
Балласт рассчитывается так, чтобы конструкция имела приблизительное гидростатическое равновесие (то есть туннель имеет примерно такую же общую плотность, как и вода), тогда как туннели с погружными трубами балластируются для достижения отрицательной плавучести, поэтому они имеют тенденцию оставаться на морском дне. Это, конечно, означает, что затопленный плавучий тоннель должен быть закреплен на земле или на поверхности воды, чтобы удерживать его на месте, в зависимости от плавучести затопленного плавучего тоннеля: слегка положительной или отрицательной соответственно.
Приложения
[ редактировать ]
- Подвесной мост
- Подводный плавучий туннель
- Погружная трубка
- Подводный туннель
Погружные плавучие трубы позволяют строить туннели на очень глубокой воде, где обычные мосты или туннели технически сложны или непомерно дороги. Они смогут легко справляться с сейсмическими возмущениями и погодными явлениями, поскольку имеют некоторую степень свободы в отношении движения, а их структурные характеристики не зависят от длины (то есть они могут быть очень длинными, не ставя под угрозу их стабильность и сопротивление). .
С другой стороны, они могут быть уязвимы в отношении якорей или движения подводных лодок, что поэтому необходимо учитывать при их строительстве.
Вероятные области применения включают фьорды, глубокие узкие морские каналы и глубокие озера. [3]
Предложения
[ редактировать ]По состоянию на 2016 год [update]Подводный плавучий туннель так и не был построен, но различные организации выдвинули несколько предложений.
| Дата | Место | Страна | Предложить | связь |
|---|---|---|---|---|
| 1886 | Патент №9558. [4] | Великобритания | сэр Эдвард Джеймс Рид | [5] [6] |
| 1890 | Патент №447735. [7] | Соединенные Штаты | Х. Мозер | [8] |
| 1905 | Патент №357983. [9] | Франция | МФ Эннебик | [6] [8] |
| 1907 | Патент №862288. [10] | Соединенные Штаты | ХОСмит | [8] |
| 1923 | Патент «Погружной понтонный мост». | Норвегия | Трюгве Ольсен | [6] [11] |
| 1947 | патент «Погружной плавучий туннель для пересечения фьордов» находится на рассмотрении № 91699. | Норвегия | Эрик Эдегорд | [6] [11] |
| 1960 | Патент №1262386. [12] | Франция | МФ Кристальди | [8] |
| 1969 | Мессинский пролив | Италия | Алан Грант | [6] [13] [14] |
| 1980 | Остров Ванкувер ( фиксированная ссылка на остров Ванкувер ) | Канада | Министерство транспорта Британской Колумбии , Канада | [15] |
| 1984 | Как озеро | Италия | Дж. Магрини | [16] |
| 1998 | Хёгсфьорд | Норвегия | Норвежское управление дорог общего пользования | [17] [18] [19] [20] |
| 2003 | Трансатлантический туннель | — | Discovery канала Экстремальная инженерия ( сезон 1 , серия 3) | [21] [22] |
| 2011 | Согне-фьорд | Норвегия | Норвежское управление общественных дорог | [23] |
| 2016 | Бьорна-фьорд | Норвегия | Норвежское управление общественных дорог | [24] |
| 2017 | Несколько потенциальных сайтов | — | Гиперлуп Один | [25] |
| ? | Функа Бэй , Хоккайдо | Япония | Общество технологии подводных плавучих туннелей | [26] [27] |
| ? | Озеро Вашингтон , Сиэтл | Соединенные Штаты | Джеймс Фелч / Subterra, Inc. | [14] [27] [28] |
| ? | Озеро Лугано | Швейцария | [14] | |
| 2018 | Пролив Кука | Новая Зеландия | Stuff.co.nz Журналисты | [29] |
| ? | Озеро Гарда | Италия | Комитет Джакомо Сис Онлус | [30] |
| 2021 | Ирландское море | Великобритания | Борис Джонсон | [31] |
Европа
[ редактировать ]В Норвегии первый патент на эту конструкцию был представлен в 1923 году Трюгве Олсеном («Затопленный понтонный мост»), а новый запрос поступил в 1947 году от инженера Эрика Эдегорда. Интерес возродился в течение последних столетий благодаря нескольким исследованиям в Норвегии, но именно исследования, проведенные Норвежским управлением государственных дорог (NPRA), доказали осуществимость этой структуры, а также недавние разработки морских сооружений. Норвежское управление дорог общего пользования (NPRA) изучило технический и экономический потенциал ликвидации всех паромов на пересечении фьордов вдоль западного коридора ( европейский маршрут E39 ) между Кристиансанном и Тронхеймом. [32] [33] Этот проект также связан с FEHRL через программу Forever Open Road. [34] Если проект будет продолжен, его стоимость оценивается в 25 миллиардов долларов, и он будет завершен к 2050 году. [35]
Итальянская компания Ponte di Archimede International исследовала SFT в сотрудничестве с Норвежской исследовательской лабораторией дорог. [36] Датский дорожный институт и Итальянский регистр судоходства при финансовом гранте Европейского Союза и координации FEHRL (Форум европейских национальных исследовательских лабораторий автомобильных дорог), Международной ассоциации, объединяющей более 30 национальных дорожных центров. [37] Кроме того, администрации провинций Комо ( озеро Комо ) и Лекко в Италии официально проявили большой интерес к мосту Архимеда для пересечения Ларио , а исследование затопленного плавучего туннеля в Мессинском проливе было поддержано Понте ди Archimede SpA и проверено технико-экономическим обоснованием Итальянского военно-морского регистра (RINA). [38]
Китай
[ редактировать ]SIJLAB (Китайско-итальянская совместная лаборатория моста Архимеда), созданная в 1998 году Институтом механики Китайской академии наук Китая и Ponte di Archimede SpA, финансируется Министерством иностранных дел Италии и Министерством науки Китая. и технологии и Института механики Китайской академии наук .
Консорциум планировал построить 100-метровый демонстрационный туннель на озере Цяньдао в восточной китайской провинции Чжэцзян . Внутри него посередине пройдут два яруса автомагистралей с односторонним движением, а по бокам - два железнодорожных пути. [39] Позже сообщалось, что пилотный проект теперь будет представлять собой туннель для наблюдения за туристами, который позволит беспрепятственно наблюдать за руинами затопленного города Хэчэн, которые в настоящее время можно увидеть только с помощью подводного плавания. [40] [41] Прототип озера Цяньдао поможет спланировать проект подводного плавучего туннеля длиной 3300 метров в проливе Цзиньтан на архипелаге Чжоушань , также расположенном в провинции Чжэцзян . [42] [43] [44]
По словам Элио Матасены, президента Ponte di Archimede International, единственная трудность при строительстве таких туннелей на более глубоких водах — это цена конструкции. А именно, кабели, которые очень дороги, будут очень длинными. Он также отмечает, что туннель способен выдержать больший вес, чем традиционный мост, у которого очень строгие ограничения по весу, и при этом он в два раза дешевле. Матасена отмечает, что экологические исследования показывают, что туннель окажет очень незначительное воздействие на водную жизнь. [45]
Индонезия
[ редактировать ]Индонезия также выразила интерес к этой технологии. Для инфраструктуры, которая соединит Суматру с островом Ява, рассматривались два варианта: обычный мост или подводный туннель.
В 2004 году вариант туннеля обсуждался более широко, особенно когда Квик Киан Ги , тогдашний министр национального развития, объявил, что европейский консорциум заинтересован в инвестициях в подводный туннель между Явой и Суматрой. Сообщалось, что бюджет строительства подводного туннеля в Зондском проливе составит около 15 миллиардов долларов США ; в долгосрочной перспективе это свяжет Яву и Суматру в непрерывную цепь. Строительство проекта должно было начаться в 2005 году и быть готово к использованию к 2018 году, и он был частью Азиатской автомагистрали . [46]
Однако позже вариант моста был отдан предпочтение. [47]
В 2007 году индонезийские эксперты во главе с Ир. Искендар, директор Центра оценки и применения технологий для транспортной системы и промышленности, принял участие во встрече с инженерами SIJLAB из китайско-итальянского проекта моста Архимеда. [43] [48] Как страна -архипелаг , состоящая из более чем 13 тысяч островов, Индонезия могла бы извлечь выгоду из таких туннелей. Обычные перевозки между островами осуществляются в основном на пароме . Таким образом, подводные плавучие туннели могут стать альтернативным средством соединения соседних островов в дополнение к обычным мостам.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Занчи, Флорес (июль 2002 г.). «Архимедов мост» . Полприрода. Архивировано из оригинала 11 января 2008 г. Проверено 11 февраля 2007 г.
- ^ «Итальянские мосты культур» . Официальный веб-портал Пекина. Архивировано из оригинала 11 января 2008 г. Проверено 13 сентября 2007 г.
- ^ ITA : Новая разработка: затопленный плавучий туннель. Архивировано 5 февраля 2008 г. в Wayback Machine.
- ^ Патент Калифорнии 26192 , Эдвард Джеймс Рид , «Система соединяющих железных дорог, разделенных проливами или другими водами, со структурой и устройством для ее осуществления», опубликован 10 марта 1887 г.
- ^ Стикс, Гэри (июль 1997 г.). «Туннельные видения». Научный американец . Том. 277, нет. 1. п. 32. JSTOR 24995825 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Миноретти, Арианна (17 июля 2019 г.). «Мост Архимеда: техническая эволюция исторической концепции» . Дороги и автомагистрали . Проверено 15 сентября 2020 г.
- ^ Патент США 447735 , Генри Мозер, «Туннель», опубликован 3 марта 1891 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д «Д.Коста, Э.Пажуско, ЧЕЛОВЕК, ВОДА И ЕЕ ЭНЕРГИЯ, МОСТ АРХИМЕДА КАК РЕШЕНИЕ ДЛЯ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ МЕССИНСКОГО ПРОЛИВА, IUAV 2003»
- ^ Патент Франции 357983 , Франсуа Эннебик, «Пролеты, блоки и опоры мостов и туннелей из железобетона, более или менее выступающие или погруженные в воду, водоносный горизонт или илистый грунт», опубликован 22 января 1906 г.
- ^ Патент США 862288 , Хэнфорд О. Смит, «Подводный туннель», опубликован 6 августа 1907 г.
- ^ Перейти обратно: а б " Вестерос, Тея Мерете (весна 2014 г.). Трубный мост как инновационное решение для пересечения фьордов (PDF) (магистерская диссертация). Университет Осло , Центр технологий, инноваций и культуры . Проверено 15 сентября 2020 г.
- ^ Патент Франции № 1262386 , Филиппо Кристальди, «Подводные средства связи и связи между берегами, разделенными обычно глубокой водой», опубликован 26 мая 1961 г.
- ^ Патент США 3738112 , Алан Барнетт Грант и Ральф Шерман, «Соединение или пересечение водоемов», опубликованный 12 июня 1973 г., передан Alan Grant & Partners.
- ^ Перейти обратно: а б с «SIJLAB: Совместная китайско-итальянская лаборатория моста Архимеда» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 3 июля 2007 г. Проверено 22 августа 2008 г.
- ^ «Потенциальное фиксированное сообщение с островом Ванкувер» . Министерство транспорта Британской Колумбии . 2001. Архивировано из оригинала 21 августа 2010 г.
- ^ Магрини, Джанфранко (2006). «Трубка озера Комо» . edixxon.com . Проверено 15 сентября 2020 г.
- ^ «Соревнования по пересечению фьордов» . Норвежское управление дорог общего пользования . 7 мая 2012 года . Проверено 13 октября 2013 г.
- ^ «Беспаромная E39: Рёрбруер (Трубные мосты)» . Норвежское управление дорог общего пользования . Декабрь 2012. с. 60. Архивировано из оригинала 18 января 2016 г. Проверено 13 октября 2013 г.
- ^ «Рёрбру» . Сентябрь 2004 г. Архивировано из оригинала 16 октября 2013 г. Проверено 13 октября 2013 г.
- ↑ Норвежская компания по производству подводных плавучих туннелей AS. Архивировано 10 января 2008 г., в Wayback Machine.
- ^ «Экстремальная инженерия: Трансатлантический туннель» . Канал Дискавери. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 г. – Интерактивная презентация теоретической структуры трансатлантического туннеля
- ^ «Трансатлантический туннель» . Дискавери Гоу. 16 апреля 2003 года . Проверено 15 сентября 2020 г.
- ^ Фьельд, Анетт (28 ноября 2012 г.). Технико-экономическое обоснование пересечения Согне-фьорда: затопленный плавучий туннель (отчет). Архивировано из оригинала 30 января 2019 г.
- ^ Подводный плавучий трубчатый мост Бьёрна-фьорд: Технический отчет K3/K4 (Отчет). Норвежское управление государственных дорог. 31 мая 2016 года . Проверено 15 сентября 2020 г.
- ^ Купер, Дэниел (6 июня 2017 г.). «Hyperloop One раскрывает свои планы по соединению Европы» . Engadget . Проверено 15 сентября 2020 г.
- ^ Мотохиро, Сато; Сюнджи, Такаши, Миками (2002). смоделированного как балка на упругом фундаменте» . Журнал строительной инженерии , 48A (1) «Характеристики волнового отклика затопленного плавучего туннеля , . 27–34. Архивировано из оригинала 30 октября 2008 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Группы, продвигающие концепцию SFT» . Норвежская компания по производству подводных плавучих тоннелей AS. Архивировано из оригинала 24 октября 2008 г. Проверено 22 августа 2008 г.
- ^ «Затопленный плавучий туннель через озеро Вашингтон» (PDF) . SubTerra, Inc., 2001 г. Архивировано (PDF) из оригинала 4 марта 2016 г. Проверено 3 апреля 2013 г.
- ^ «Пришло время построить мост или туннель через пролив Кука?» . Вещи . 6 февраля 2018 года . Проверено 20 февраля 2018 г.
- ^ «Озеро Гарда, вот проект первой в мире подводной велосипедной дорожки» . TrentoToday (на итальянском языке) . Проверено 14 октября 2019 г.
- ^ «Туннель Бориса Джонсона в Ирландском море – годный к эксплуатации или несбыточная мечта?» . Новости Би-би-си . 22 августа 2021 г. Проверено 24 августа 2021 г.
- ^ Олав Эллевсет. «Прибрежное шоссе E39» (PDF) . Норвежское управление дорог общего пользования . Архивировано из оригинала 18 января 2016 г. Проверено 13 октября 2013 г.
- ^ Аариан Маршалл (14 июля 2016 г.). «Да, «затопленный плавучий мост» — разумный способ пересечь фьорд» . Проводной . Архивировано из оригинала 15 августа 2016 г. Проверено 31 июля 2016 г.
- ^ «Навсегда открытая дорога домой» . Архивировано из оригинала 4 октября 2013 г. Проверено 12 декабря 2012 г.
- ^ «Норвежские пионеры первых плавучих подводных туннелей» . Рожденный инженером . 11 августа 2016 г. Архивировано из оригинала 17 сентября 2016 г. Проверено 11 августа 2016 г.
- ^ «FEHRL: Затопленные плавучие туннели» . Архивировано из оригинала 16 октября 2013 г. Проверено 12 декабря 2012 г.
- ^ "Дом" . Архивировано из оригинала 23 июля 2008 г. Проверено 22 августа 2008 г.
- ^ «Ponte di Archimede SpA — Исследования и разработки» (PDF) . стр. 6–7. Архивировано из оригинала (PDF) 15 июля 2011 г. Проверено 22 августа 2008 г.
- ^ «Китай построит первый в мире «мост Архимеда» » . Архивировано из оригинала 11 января 2008 г. Проверено 23 декабря 2007 г.
- ^ «Озеро Цяньдао: озеро Тысячи островов и древние затопленные города» . www.amusingplanet.com . Проверено 18 апреля 2021 г.
- ^ sina_mobile (10 декабря 2018 г.). «На озере Цяньдао строится «подводный подвесной туннель», и ожидается, что подводный «древний город» появится снова » . k.sina.cn Проверено 18 апреля 2021 г.
- ^ «Архимедов мост» . Ponte di Archimede International SpA Архивировано из оригинала 10 января 2008 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Первый прототип моста Архимеда будет реализован на юге Китая» . Народная газета онлайн. 18 апреля 2007 г. Архивировано из оригинала 11 января 2008 г. Проверено 14 сентября 2007 г.
- ^ Мониторинг и контроль состояния здоровья Чжэцзянского университета, исследование крупномасштабной конструкции мостов и туннелей (2006 г.). «Исследование о подвесном туннеле» . Архивировано из оригинала 11 января 2008 г.
- ^ Мария Пиа Медина Луна (21 октября 2006 г.). «Первый подводный мост-тоннель в Китае соединит континент с островом высотой более 3200 м» (на французском языке). L’Internaute — журнал Savoir. Архивировано из оригинала 26 июля 2008 г. Проверено 18 августа 2008 г.
- ^ «Менямбунг Бали сампай Таиланд — Сенин, 5 апреля 2004 г.» (на индонезийском языке). Архивировано из оригинала 4 мая 2004 г. Проверено 22 августа 2008 г.
- ^ «Kompas.Com - Jembatan.selat.sunda.bakal.panjang.di.dunia» (на индонезийском языке). Архивировано из оригинала 19 мая 2008 г. Проверено 22 августа 2008 г.
- ^ Институт механики Китайской академии наук : Индонезийские эксперты посетили IMECH. Архивировано 18 декабря 2007 г. в Wayback Machine.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Научные статьи
- Мариаграция Ди Пилато; Анна Фериани; Федерико Перотти (17 марта 2008 г.). «Численные модели динамического реагирования подводных плавучих туннелей на сейсмические нагрузки» . Сейсмическая инженерия и структурная динамика, том 37, выпуск 9, страницы 1203–1222 . Архивировано из оригинала 5 января 2013 года.
- FEHRL – Форум европейских национальных исследовательских лабораторий автомобильных дорог (17 марта 2008 г.). «Анализ концепции подводного плавучего тоннеля» . Отчет № 1996/2а, ISSN 1362-6019 .
- Переходы через пролив, 2001 , Джон Крокеборг. страницы 511–590
- Остлид, Гавард; Гранц, Уолтер К.; Савер, Ян; Якобсен, Бернт (2007). «Следующий шаг: Очень длинный туннель (VLT)» . В Бартаке, Иржи; Хрдина, Иван; Романцов, Георгий; Зламал, Яромир (ред.). Подземное пространство — 4-е измерение мегаполисов . Группа Тейлор и Фрэнсис . стр. 149–154. ISBN 978-0-415-40807-3 . OCLC 7350147091 .
- Хаккаарт, Дж.А.; Ланселотти, А.; Остлид, Х.; Марацца, Р.; Нюхус, К.А. (1993). Калвервелл, доктор медицинских наук (ред.). «Глава 6: Затопленные плавучие туннели» . Туннельная и подземная космическая техника . 8 (2). Международная ассоциация туннелей: 265–285. дои : 10.1016/0886-7798(93)90096-E . Проверено 14 сентября 2020 г.
- Видео
- Видео с описанием нескольких предложений Норвежского управления дорог общего пользования по пересечению Согне - фьорда . Затопленный плавучий туннель описан в 4:24.
- Видео, объясняющее некоторые концепции моста Архимеда
- Новости итальянского телевидения, освещающие проект озера Киандао (на итальянском языке)
- Еще один новостной репортаж о китайско-итальянском проекте (на итальянском языке)