Grafik kalkan makinesi - metro nasıl kazılır?
Önce bir iç yapıya bakın-
İnşaat sürecinin restorasyonuna tekrar bakalım-
Çin'de tünel yapımının hızlanmasıyla birlikte "kalkan makinesi" adı kamuoyuna girmeye başladı.
Son zamanlarda Çin tarafından geliştirilen süper geniş çaplı kalkan makinesi sadece dünyanın ön saflarında yer almakla kalmadı, aynı zamanda yurtdışı pazarlara da ihraç edildi ...
Peki, kalkan makinesi nasıl icat edildi? Kalkan makineleri hakkında az bilinen hikayeler nelerdir?
Kalkan makinesi (ağ diyagramı)
Kolomb'un nefret ettiği gemi kurtçukları bize ilham verdi
18. yüzyılın sonunda İngilizler, Londra'daki Thames yeraltı boyunca bir tünel inşa etmeyi planladılar. Bununla birlikte, o zamanki inşaat teknolojisi koşulları altında, bu ölçekte bir nehir dibi tüneli inşa etmek, tırmanmaktan daha zordu!
1798'de Thames Nehri Tüneli projesi operasyonel aşamaya girdi. Ancak çeşitli aşılmaz zorluklar nedeniyle proje kesintiye uğradı. Fransız mühendis Brunol şefkatli bir insan, bu yüzden Thames Tüneli projesi hakkında düşünüyor.
Kurtçukları ahşapta gönderin (filigrana bakın)
Brunoer şans eseri bir gemi kurtçukunun delme davranışının çok ilginç olduğunu keşfetti. Peki, tekne kurtçuk nedir? Başlangıçta, gemi kurtçukları bir tür yumuşakçadır, çünkü tahta gemileri oyarlar ve gemileri tehlikeye atarlar, bu nedenle onlara gemi kurtçukları ve gemi keskisi denir.
Filipinler'deki bilim adamları tarafından keşfedilen dev canlı gemi kurtçukları (resim için filigrana bakın)
Bu dev tekne kurtçukları sert bir kabukta yaşar, odunla beslenir, valf şeklindeki bir organla (V) yer ve suyu emip boşaltmak için iki sifona (S) sahiptir.
Gemi kurtçukları tüm dünyada okyanuslara yayılmıştır ve okyanustaki gemiler gibi ahşap ekipmanlara ciddi şekilde zarar verir. Haziran 1503'te Columbus, Güney Amerika'da dördüncü kez Jamaika'ya gitti. Öfkeli bot kurtları Columbus filosunun yarısını yok etti ve denizciler Jamaika'daki küçük bir adaya yanaşmak zorunda kaldı.
Brunol
Denizciler yerel sakinlerle çatışırken, yerel halk filoya tatlı su ve yiyecek sağlamayı bıraktı. Kolomb'u baş ağrısı yapan bu tür bir gemi kurtçukuydu, ancak Brunoer'a ilham kaynağı oldu.
Brunoer, gemi kurtçuklarının gemi gövdesindeki oyuk davranışını dikkatlice gözlemledi ve ayrıca vücuttan bir sıvı salgıladığını ve tahtanın ıslandığında genişlemesine direnmek için koruyucu bir kabuk oluşturmak için delik duvarına sürdüğünü buldu ...
Brunoer bu fenomenden ilham aldı ve defalarca Benim bir yolum var! Diye seslendi Doğal olarak, Brunoer yine de bot kurtçuğuna teşekkür etmek istiyor. Sonuç olarak, Brunoer kalkan tünelleme ilkesini önerdi ve bir İngiliz patenti aldı. Bu, açık elle kazılmış kalkanın prototipidir.
Brunel'in İngiltere'de kalkan makinesi patenti
1818'de Brunel, kalkan yapısının mekanik sistemini mükemmelleştirdi ve tam yüz spiral kazı ile kapalı bir kalkan kabuğu tasarladı. Brunel'in kalkan makinesi, karmaşık makinelere ve yardımcı ekipmanlara sahip metal bir silindirdir. Metal silindir çerçeve, kriko ile yatay olarak öne doğru itilir ve metal silindir çerçeve, çökmeyi önlemek için toprak (kaya) gövdeyi destekler.Aynı zamanda kaplama yapısının konstrüksiyonu metal silindir çerçeve arkasında gerçekleştirilir.
25 yılda bir "kalkan" oluşturarak, 200 yıldır gelecek nesilleri etkiliyor
İyi eğitimli bir mühendis olan Bruno, kendi kalkan inşa yöntemine güveniyor. Ardından, Brunel tünel projesinin mühendisi olarak atandı. 1823'te Brunel, Londra'daki Thames Nehri'nin her iki yakasında başka bir yol tüneli için bir plan yaptı ve dünyanın ilk kalkan makinesini yaptı.
Brunel'in icat ettiği kalkan makinesi ilk olarak tünel yapımında kullanıldı (ağ diyagramı)
1825 yılında icat ettiği dikdörtgen kalkan makinesi ilk kez Londra'daki Thames Nehri Tüneli'nin yapımında kullanıldı. Dikdörtgen kalkan 6,8 metre yüksekliğinde ve 11,4 metre genişliğindedir. Thames Tüneli, dünyadaki ilk su altı tüneli olarak ilk başta sorunsuz geçti.
Ancak inşaat sürecinde büyük zorluklarla karşılaşılmış, tünele giren nehir suyu ve tünele giren metanın ışıklarla tutuşması ve can kayıplarına yol açması gibi kazalar yaşanmıştır. Ancak Brunel cesaretini kırmadı, başarısızlık derslerini özetlerken, kalkan makinesinde iyileştirmeler yaptı.
Thames sualtı tüneli (ağ haritası)
7 uzun yıllık iyileştirmeden sonra, dikdörtgen kalkan makinesi artık eskisi gibi değil. 1835'te, geliştirilmiş kalkan inşa yöntemi tekrar kullanıma alındı ve birkaç yıllık titiz inşaattan sonra, Thames sualtı tüneli nihayet 1843'te tamamlandı.
Brunel kalkan makinesini icat etti, yapısı 36 küçük birime bölündü, her birimin önünde kili kazmak için bir madenci var. Birçok madenci aynı miktarda kili kazdığında, yapı ilerleyebilir ve oyulmuş alan tuğlalarla kaplanır.
Brunel tarafından icat edilen kalkan makinesi, insanlık tarihinde tünel yapımında büyük bir teknolojik atılımdır ve teknik ilkeleri modern kalkan makinelerinin tasarımının temelini atmıştır. Brunoer'in oğlunun da buluş sürecinde katkıda bulunduğu unutulmamalıdır.
Thames Nehri Tüneli, dünyada kalkan teknolojisi ile kazılan ilk tüneldir, bu nedenle tünel mühendisliği tarihinde önemli bir kilometre taşıdır. Brunel'in Thames Tüneli'ne büyük katkılarından dolayı Birleşik Krallık Kraliçesi Victoria ona şövalyelik ödülünü verdi.
Thames Nehri Tüneli yaklaşık 396 metre uzunluğunda ve 23 metre yüksekliğindedir. Bugün, Thames Tüneli Londra Metro sisteminin bir parçası haline geldi ve her gün binlerce Londralı bu muhteşem tünelden geçiyor. Aynı zamanda, Thames Tüneli dünya çapında ilgi gören bir kamusal cazibe merkezi haline geldi.
El kazmaktan akıllıya kadar gerçek savaşta büyüyün
Bir kalkan makinesinin tam adı bir tünel açma makinesidir (Tünel Açma Makinesi), bazen kısaca kalkan olarak da adlandırılabilir. Tünel açma için özel bir mühendislik makinesi olan kalkan makinesi, metro, demiryolu, otoyol, belediye, hidroelektrik ve diğer tünel projelerinde yaygın olarak kullanılabilir.
Makine damgası üzerindeki kalkan (ağ diyagramı)
Brunoer tarafından icat edilen kalkan makinesi, kalkan makinesinin birincil formu olan elle kazılmış bir kalkan makinesidir. Bu buluşun önemi olağanüstü olsa da, el kazma prangalarından henüz sarsılmadı. Genellikle Brunel tarafından icat edilen kalkan makinesini ilk nesil kalkan makinesi olarak adlandırıyoruz.
Dünyanın ilk mekanize kalkan makinesi (İngiliz patenti, 1876)
Mekanize kalkan makinesinin araştırılması ve geliştirilmesi, kalkan makinesi evrimi tarihinde önemli bir kilometre taşıdır. Mekanize bir kalkan için ilk patent 1876'da Britann ve diğerleri tarafından verilmiş ve ilerlemesi, manuel kazıyı mekanik kazı ile değiştiren basınçlı hava kullanımıyla işaretlenmiştir. Genel olarak mekanik ve pnömatik kalkan makinelerine ikinci nesil kalkan makineleri denir.
Modern kalkan makinesi (ağ diyagramı)
Üçüncü nesil kalkan makineleri, çoğunlukla çamurlu su kalkan makineleri ve toprak basıncı kalkanı makineleri dahil olmak üzere kapalı göğüslü kalkan makineleri ile temsil edilmektedir. Çamur-su denge kalkanı makinesi, çamur tankının çamurlu su basıncının ayarlanarak hafriyat yüzeyinin stabilize edildiği ve yağın çamurlu su şeklinde tahliye edildiği kalkan makinesidir. Toprak basınç denge kalkanı makinesi, çamur tankının toprak basıncını ayarlayarak hafriyat yüzeyini stabilize eden ve yağın çamur tankından boşaltılabildiği bir kalkan makinesidir.
Kalkan makinesinin geliştirme geçmişi (ağ diyagramı)
Büyük çap, büyük itme kuvveti, büyük tork ve yüksek zeka gibi temel özellikleri ile dördüncü nesil kalkan makinesi, tünel yapımında önemli bir rol oynuyor. Kalkan makinesinin geliştirilmesi ve derinlik algısı, akıllı karar verme ve otomatik yürütme işlevlerine sahip kontrol sistemi, kalkan makinesinin gelecekteki gelişme yönüdür.
"Çelik solucana" yaklaşın ve "delikler açmanın ve toprağı yutmanın" sırrını ortaya çıkarın
Kalkan makinesi "çelik solucan" olarak bilinir ve şu anda tünel inşaatı için ana ekipmanlardan biridir. Kalkan makinesi genel olarak dört bölüme ayrılabilir: kalkan kabuğu, tahrik sistemi, montaj sistemi ve ortaya çıkarılmamış sistem.
Kalkan kabuğu, zeminin çökmesini önlemek için bir destek olarak, kalkan makinesinin dışındaki silindirik kabuğu ifade eder. Kalkan makinesinin ön gövdesi, sakal yerine kiri tıraş etmesi dışında dev bir elektrikli tıraş makinesine benziyor. Orijinal olarak sert ve yoğun toprağı kabarık hale getirmek için, toprağı kesmeden önce toprağa özel olarak yapılmış bir miktar köpük maddesi püskürtün.
Kalkan makinesi çalışırken, döner kesicisi ile kazı yapar. Kalkan makinesinin ön tarafındaki kesici kafa tam bir devir yaptığında, çok fazla kiri keser! Bu şekilde, kalkan makinesi bir bütün olarak belirli bir mesafe ilerleyebilir ve kazılan çamuru "tükürebilir".
Kalkan makinesi, kentsel tünellerin yapımına katkıda bulunur (ağ şeması)
Kalkan makinesinin özel bir kazı sistemi ile donatıldığı ortaya çıktı. Kalkan makinesinin kesici kafasının arkasında, kalkan makinesi tarafından kesilen toprağı tutmak için kullanılan, pisliği toplamak için bir toprak kovası olduğu ortaya çıktı. Toprak haznesinin arkasına, toprak haznesindeki toprağı sürekli olarak kalkan makinesinin arkasındaki römorka taşıyabilen bir vidalı konveyör ve bir iletim kayışı takılmıştır.
Kalkan makinesi çalışma sürecinin şematik diyagramı (ağ diyagramı)
Kalkan makinenin güç kaynağı elektriktir ve güç birkaç kilovattan 10.000 kilovattan fazlaya kadar değişir ve güç kaynağı için özel bir hatta ihtiyacı vardır. Kalkan makinesinin tahrik sistemi, bir kalkan krikosu ve hidrolik ekipmandan oluşur. Kalkan krikosunun, kalkanın ve çevresindeki toprağın ağırlığından kaynaklanan ön ve yan duvarların sürtünme direncini aşması gerekir.
Montaj sistemine gelince, işçiler, kazılan tüneli çökmeden desteklemek için kalın bir betonarme kalkan kabuğunu (dilimleri) monte etmek için bir montaj makinesi kullanıyorlar. Kriko, monte edilmiş olan halka tünel astarı üzerinde desteklenir ve her bir halka segmenti, bir kaplama halkası genişliğini ilerletmek için monte edilir.
Modern kalkan makineleri kontrol sisteminin "beyni" (filigrana bakın)
Karanlıkta yeraltında çalışan "çelik solucan" ileriye giden yolu nasıl sağlıyor? Modern kalkan makinelerinin yüksek hassasiyetli ölçüm ve navigasyon sistemleriyle donatıldığı ortaya çıktı, böylece kalkan makinesinin doğru yönde tünel açmasını sağlamak için mevcut konumun tünel tasarım eksenine göre konum sapmasını dinamik olarak görüntüleyebilirler.
"Hakim tepeleri" tam olarak ele geçirmek için sıfırdan bir atılım
Çin'de kalkan makinelerinin geliştirilmesi ve uygulanması 1953'te başladı. Kuzeydoğu Fuxin Kömür Madeninde ilk kez drenaj tünelleri inşa etmek için elle kazılmış bir kalkan kullanıldı ve böylece Çin kalkan makinelerinin tarihini sıfırdan ortaya çıkardı.
Çin'in bağımsız fikri mülkiyet haklarına sahip ilk kompozit kalkan makinesi (2008)
25 Nisan 2008'de Çin'in bağımsız fikri mülkiyet haklarına sahip ilk kompozit kalkan makinesi, Çin'in kalkan makinesinin endüstriyel gelişiminin başlangıcı olan Henan Eyaletindeki Xinxiang Hattı üzerindeki Tianjin Metro inşaatına başarıyla uygulandı.
Sadece 65 yıl içinde, Çin'in kalkan makinesi sadece sıfırdan bir atılım elde etmekle kalmadı, aynı zamanda, çeşitli özellik ve tiplerdeki kalkan makinelerinin üretim teknolojisinde ustalaşmak için, piyasaya sürerken ve teşvik ederken bağımsız yenilik konusunda ısrar etti. Günümüzde kalkan makinesi, Çin'deki metro gibi tünel projelerinin inşası için geleneksel bir ekipman haline geldi ve birçok alanda önemli rol oynadı.
Süper geniş çaplı çamur-su denge kalkanı makinesinin temel teknolojisi, birkaç gelişmiş ülke tarafından tekelleştirildi. Çinli bilim adamları, başkaları tarafından kısıtlanan bu durumu değiştirmek için teknolojik atılımlar yoluyla bir dizi temel teknolojiyi kırdılar ve böylece Çin'in ultra geniş çaplı çamur denge kalkanı makinesinin geliştirilmesindeki boşluğu doldurdular.
26 Ekim 2017'de 15.03 metre çapındaki çamur-su dengesi kalkan makinesi resmi olarak Çin Demiryolu Mühendisliği Ekipman Kalkanı Montaj Atölyesi montaj hattından çıktı. Bu, şimdiye kadar Çin tarafından bağımsız olarak tasarlanan ve üretilen en büyük çaplı çamur-su dengesi kalkanı makinesidir. Bu, Çin'in kalkan makinesinin tasarım ve üretim seviyesinin en üst seviyeye doğru ilerlediğini ve dünyanın yol başlığı teknolojisinin üstünlüklerini tam olarak ele geçirdiğini gösteriyor.
Çin'in süper geniş çaplı kalkan makinesi Bangladeş'e ihraç edildi (ağ haritası)
13 Mart 2018'de, Çin tarafından bağımsız olarak geliştirilen süper büyük çaplı kalkan makinesi, montaj hattından başarıyla çıkarıldı ve Kanapuri Nehri altındaki tünelin inşası için Bangladeş'e ihraç edilecek. 12.12 metre çapındaki bu süper geniş çaplı kalkan makinesinin ihracatı, Avrupa ve Amerika ülkelerinin denizaşırı pazarlardaki tekelini sona erdirecek.
Kaynak: Sezgisel Öğrenme Makineleri
