Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Кемелерді мұхиттар арасында өтетін кезде көтеру және түсіруге арналған құрылғылар
Devices to raise and lower ships as they pass between oceans
Панама каналының шлюздері – кемелерді Панама каналының негізгі биіктігіне 26 метрге көтеріп, қайтадан төмен түсіретін шлюздер жүйесі. Алғашқы каналда кеме өту үшін барлығы алты саты (үш жоғары, үш төмен) болған. Шлюз құрылыстарының жалпы ұзындығы, кіреберіс қабырғаларын қоса алғанда, 14 мыңнан астам метрді құрайды. Шлюздер 1914 жылы ашылған кездегі ең үлкен инженерлік жетістіктердің бірі болды. 1930 жылдарға дейін Гувер бөгеті сияқты салыстырмалы көлемдегі ешқандай бетон құрылыс салынған жоқ. Әрбір шлюз екі есе салынғандықтан, екі тәуелсіз өту жолағы бар. Алғашқы шлюздердің мөлшері каналдан өте алатын кемелердің ең ірі өлшемін шектейді; бұл өлшем Panamax деп аталады. Панама каналын кеңейту жобасының құрылысы, үшінші шлюздер жиынтығын қоса алғанда, 2007 жылдың қыркүйегінде басталды, 2016 жылдың мамырында аяқталды және 2016 жылдың 26 маусымында коммерциялық пайдалануға берілді. Жаңа шлюздер бұрынғы шлюздерге қарағанда көбірек жүк тасымалдауға қабілетті, жаңа Panamax кемелерін өткізуге мүмкіндік береді.
The Panama Canal locks (lang es) are a lock system that lifts ships up 85 feet (26 m) to the main elevation of the Panama Canal and down again. The original canal had a total of six steps (three up, three down) for a ship's passage. The total length of the lock structures, including the approach walls, is over The locks were one of the greatest engineering works ever to be undertaken when they opened in 1914. No other concrete construction of comparable size was undertaken until the Hoover Dam, in the 1930s. There are two independent transit lanes, since each lock is built double. The size of the original locks limits the maximum size of ships that can transit the canal; this size is known as Panamax. Construction on the Panama Canal expansion project, which included a third set of locks, began in September 2007, finished by May 2016 and began commercial operation on June 26, 2016. The new locks allow transit of larger, New Panamax ships, which have a greater cargo capacity than the previous locks were capable of handling.
Дизайн
Барлығы он екі (алты жұп) құлып бар. Мирафлорес пен Педро-Мигельдегі екі қадамдық құрылыстар кемелерді Тынық мұхитынан Гатун көліне дейін көтереді; ал Гатундағы үш қадамдық құрылыстар оларды Атлантика жағына түсіреді. Барлық үш құлып жиынтығы жұпталған, яғни, үш құлып орнының әрқайсысында екі параллель құлып қатары бар. Бұл, принцип бойынша, кемелерге бір мезгілде қарама-қарсы бағытта өтуге мүмкіндік береді; алайда, үлкен кемелер Кулебра кесуінде жылдамдықпен қауіпсіз өте алмайды, сондықтан практикада кемелер бірінші бағытта, содан кейін екінші бағытта өтеді, құлыптардың екі "жолағын" бір уақытта бір бағытта пайдалана отырып. Осы пайдалану үлгісінде жұпталған құлыптар техникалық қызмет көрсету кезінде немесе механикалық ақаулар туындағанда қосымша сенімділік қамтамасыз етеді. Құлып камераларының ені 34 метр, ұзындығы 320 метр, пайдалы ұзындығы 305 метр (1000 фут). Осы өлшемдер каналды пайдалана алатын кемелердің максималды көлемін анықтайды, бұл өлшем Panamax деп аталады. Гатун құлыптарының үш сатысындағы жалпы көтерілу (кеме көтерілетін немесе төмендетілетін мөлшер) 26 метр (85 фут); екі сатылы Мирафлорес құлыптарының көтерілуі 16 метр (54 фут). Бір сатылы Педро-Мигель құлыптарының көтерілу биіктігі 9 метр (31 фут). Мирафлорестегі көтерілу шын мәнінде Тынық мұхиты жағындағы күшті толқындарға байланысты өзгереді, ең жоғары толқында 13 метр (43 фут), ең төменгі толқында 20 метр (64.5 фут); Атлантика жағындағы толқын айырмашылығы өте аз. Құлып камералары – бұл массивті бетонды құрылымдар. Қабырғалар негізінде қалың, ал жоғары қарай, мықтылық талабы аз болатын жерде, олар сатылап 2 метрге (8 фут) дейін тарылады. Камералардың арасындағы орталық қабырғаның қалыңдығы 18 метр, және оның бойымен толық ұзындығында үш галерея орналасқан. Олардың ең төменгісі – дренаждық туннель, одан жоғары электр кабельдерін жүргізуге арналған галерея, ал ең жоғарысы операторларға құлып машиналарын пайдалануға мүмкіндік беретін өткел.
There are twelve locks (six pairs) in total. A two step flight at Miraflores and a single pair at Pedro Miguel lift ships from the Pacific up to Gatun Lake; then a triple flight at Gatun lowers them to the Atlantic side. All three sets of locks are paired; that is, there are two parallel flights of locks at each of the three lock sites. This, in principle, allows ships to pass in opposite directions simultaneously; however, large ships cannot cross safely at speed in the Culebra Cut, so in practice ships pass in one direction for a time, then in the other, using both "lanes" of the locks in one direction at a time. In this usage pattern, the paired locks offer redundancy during maintenance or in the event of mechanical issues. The lock chambers are 110 feet (34 m) wide by 1050 feet (320 m) long, with a usable length of 1000 feet (305 m). These dimensions determine the maximum size of ships that can use the canal; this size is known as Panamax. The total lift (the amount by which a ship is raised or lowered) in the three steps of the Gatun locks is 85 feet (26 m); the lift of the two step Miraflores locks is 54 feet (16 m). The single step Pedro Miguel locks have a lift of 31 feet (9 m). The lift at Miraflores actually varies due to the extreme tides on the Pacific side, between 43 feet (13 m) at extreme high tide and 64.5 feet (20 m) at extreme low tide; tidal differences on the Atlantic side are very small. The lock chambers are massive concrete structures. The side walls are from thick at the bases; toward the top, where less strength is required, they taper down in steps to 8 feet (2 m). The center wall between the chambers is 60 feet (18 m) thick and houses three galleries that run its full length. The lowest of these is a drainage tunnel; above this is a gallery for electrical cabling; and toward the top is a passageway that allows operators to gain access to the lock machinery.
Толықтыру және суды ағызу
Әрбір құлып камерасын төменгі жағдайынан жоғары жағдайға дейін толтыру үшін белгілі бір көлемде су қажет; оны қайтадан төмендету үшін де дәл сол көлемде су шығарылуы керек. Қаптал және ортаңғы қабырғаларға орналастырылған үш үлкен су өткізгіш арнасы көлденең суды камераларға көтеруге, әрбір камерадан келесіге немесе теңізге түсіруге қолданылады. Бұл арналардың диаметрі 7 метрден басталып, 5 метрге дейін тарылады, бұл пойыздың өтуіне жетеді. Осы негізгі арналардан тармақталған көлденең арналар құлып камераларының астынан едендегі тесіктерге дейін созылады. Әрбір камерада бес тесігі бар он төрт көлденең арна бар; жақтау қабырғасындағы негізгі арналардан жеті көлденең арна, ортаңғы қабырғадағы арналардан жеті көлденең арнамен кезектесіп орналасқан.
Each lock chamber requires of water to fill it from the lowered to the raised position; the same amount of water must be drained from the chamber to lower it again. Embedded in the side and center walls are three large water culverts that are used to carry water from the lake into the chambers to raise them, and from each chamber down to the next, or to the sea, to lower them. These culverts start at a diameter of 22 feet (7 m) and reduce to 18 feet (5 m) in diameter, large enough to accommodate a train. Cross culverts branch off from these main culverts, running under the lock chambers to openings in the floors. There are fourteen cross culverts in each chamber, each with five openings; seven cross culverts from the sidewall main culverts alternate with seven from the center wall culvert.
Қақпалар
Қалқымалардың әрбір қақпасындағы камераларды бөлетін қақпалар судың үлкен салмағын тоқтатуға тиіс, сондай-ақ олар сенімді және апаттарға төзуге жеткілікті мықты болуы керек, себебі қақпаның бұзылуы төмен ағысқа су тасқынын жіберуі мүмкін. Бұл қақпалардың биіктігі орналасқан жеріне байланысты өзгереді, ал қалыңдығы 2 метрді (7 футты) құрайды. Ең биік қақпалар Мирафлорес қақпаларында, себебі онда үлкен толқын көтеріледі. Ең ауыр жапырақтары салмағы ; ал шарнирлердің әрқайсысы салмағы бар. Әр қақпаның ені 20 метр (65 фут) болатын екі жапырағы бар, олар өзен ағысына қарай "V" пішінін жасайды. Бұл конструкция жоғары жағынан келетін судың күші қақпалардың шеттерін біріне-бірі қысыммен жабысуына себеп болады. Қақпалар тек жұмыс циклы кезінде екі жақтағы су деңгейі тең болғанда ғана ашылуы мүмкін. Алғашқы қақпа механизмі үлкен жетек дөңгелектен тұратын, оған электрмотормен қосылған иінтірек тіреуі бекітіліп, ол өз кезегінде қақпаның ортасына жалғастырылған.
The gates separating the chambers in each flight of locks must hold back a considerable weight of water, and must be both reliable and strong enough to withstand accidents, as the failure of a gate could unleash a flood of water downstream. These gates range from high, depending on position, and are 7 feet (2 m) thick. The tallest gates are at Miraflores, due to the large tidal range there. The heaviest leaves weigh ; the hinges themselves each weigh Each gate has two leaves, 65 feet (20 m) wide, which close to a "V" shape with the point upstream. This arrangement has the effect that the force of water from the higher side pushes the ends of the gates together firmly. The gates can be opened only when, in the operating cycle, the water level on both sides is equal. The original gate machinery consisted of a huge drive wheel, powered by an electric motor, to which was attached a connecting rod, which in turn attached to the middle of the gate.
Қаңғыбас
Бастапқыда кемелерді құлып камералары арқылы электр локомотивтерімен – мулалар (Панама тасқындығынан өту үшін дәстүрлі түрде пайдаланылатын жануарлардың атымен аталған) арқылы бағыттау маңызды қауіпсіздік шарасы деп есептелді. Бұл мулалар қазіргі кемелерге салыстырғанда тар құлыптарда кеменің бүйірге жылжуын және тежелуін бақылау үшін қолданылады. Кеме құлыпқа кіргенде және одан өтетін қозғалысты кеменің өзінің қозғалтқыштары қамтамасыз етеді, мулалар емес. Құлыпқа жақындаған кеме алдымен жетекші қабырғаға дейін жетеді, ол құлыптың орталық қабырғасының жалғасы болып табылады, содан кейін мулалар кемені бақылауға алады. Алға жылжу кезінде қосымша арқандар қарсы жаққа орналасқан мулаларға жалғанады. Ірі кемелер үшін мұңалдағы әр жақта екі муладан – алдында да, артында да болады, барлығы сегіз мула кеменің нақты бақылауын қамтамасыз етеді. Мулалар 1,5 метр енділі жұп теміржол жолдарымен жүреді. Каналға жақын жол сүйреу үшін пайдаланылады және тісті рельстермен жабдықталған. Құрлыққа қарай созылған жол мулаларды бастапқы орнына қайтару үшін қолданылады және құлыптар арасындағы тік көтерілістерден басқа жерде тісті рельстер жоқ. Электр қуаты жер бетінен төмен орналасқан үшінші рельс арқылы беріледі. Әр муланың қуатты лебёдкасы бар, ол арқандарды тартуға немесе босатуға арналған, осы арқылы кеме құлыптың ортасында сақталады және бір камерадан екінші камераға жылжытылады.
From the outset, it was considered an important safety feature that ships be guided through the lock chambers by electric locomotives, known as mulas (mules, named after the animals traditionally used to cross the isthmus of Panama), running on the lock walls. These mules are used for side to side and braking control in the locks, which are narrow relative to modern day ships. Forward motion into and through the locks is actually provided by the ship's engines and not the mules. A ship approaching the locks first pulls up to the guide wall, which is an extension of the center wall of the locks, where it is taken under control by the mules on the wall before proceeding into the lock. As it moves forward, additional lines are taken to mules on the other wall. With large ships, there are two mules on each side at the bow, and two each side at the stern—eight in total, allowing for precise control of the ship. The mules themselves run on paired 5 feet broad gauge railway tracks. The track closest to the canal is used for towing and has rack tracks for geared operation. The track inland is used to return the mules to their starting point and does not have racks except on the steep inclines between lock chambers. supplied through a third rail laid below surface level on the land side. Each mule has a powerful winch; these are used to take cables in or pay them out to keep the ship centered in the lock while moving it from chamber to chamber.
Қауіпсіздік белгілері
Қалқа қақпаларының істен шығуы, мысалы, бақылаусыз кеме қақпаға шабуы салдарынан, құлыптардың үстіндегі көлдің (Гатун көлі немесе Мирафлорес көлі) құлып жүйесі арқылы төгілуіне және құлыптардың төменгі жағындағы жерлерге су тасқынына әкелуі мүмкін. Мұндай жағдайды болдырмау үшін, әрбір шлюз қатарындағы жоғарғы камераның екі жағында да қақпалар екі еселенген; демек, әрбір шлюз қатарында жоғары деңгейдегі судың төменге өтуіне мүмкіндік беру үшін кем дегенде екі қақпа істен шығуы керек. Қосымша қақпалар жұмыс істейтін қақпалардан 21 метр қашықтықта орналасқан. Алғашқыда құлыптарда тізбекті кедергілер де болған, олар кемелердің бақылаудан шығып қақпаға соғылуын болдырмау үшін құлып камераларының бойымен созылып, кеме өткенде құлып еденіне түсірілген. Бұл тізбекті тіректер 10 000 тоннаға дейінгі кемені қауіпсіз тоқтатуға мүмкіндік беретін күрделі тежегіш механизмдермен жабдықталған. Дегенмен, кемелерді дәл басқаруға мүмкіндік беретін «мюлдер» (буксирлер) болғандықтан, осы тізбектердің қажеттілігі шамалы болды. Бүгінде көптеген заманауи канал пайдаланушыларының салмағы 60 000 тоннадан асып, оларды күтіп ұстаудың қымбаттығын ескере отырып, тізбекті тіректердің саны 1976 жылы қысқартылып, 1980 жылы толығымен алынып тасталды. Бұдан өзге, құлыптардың бастапқы дизайнында тағы бір қауіпсіздік мүмкіндігі қарастырылған – әрбір шлюз қатарының жоғарғы жағында құлыптың үстінен жылдам жабылатын авариялық бөгеттер. Олар құлып еденіне түсірілетін арқалықтары бар айналмалы көпірлерден тұрды; содан кейін осы арқалықтармен темір жалюзилер төмен түсіріліп, су ағынын тоқтатуға болатын. Олар 1950 жылдары алынып тасталды. 1930 жылдардың соңында бастапқы бөгеттердің орнына жаңа бөгеттер орнатылды, олар құлып камераларының төменгі жағындағы ойықтардан гидравликалық немесе қысылған ауа көмегімен көтерілді. Жаңа бөгеттер 1980 жылдардың соңында пайдаланудан шығарылды, ал қазіргі таңда авариялық бөгеттер жоқ.
A failure of the lock gates—for example, caused by a runaway ship hitting a gate—could unleash a flood on the lands downstream of the locks, as the lake above the locks (Gatun Lake or Miraflores Lake) drains through the lock system. Extra precaution against this is provided by doubling the gates at both ends of the upper chamber in each flight of locks; hence, there are always at least two gates in each flight of locks that would have to fail to allow the higher level of water to pass downstream. The additional gates are 70 feet (21 m) away from the operating gates. Originally the locks also featured chain barriers, which were stretched across the lock chambers to prevent a ship from running out of control and ramming a gate, and which were lowered into the lock floor to allow the ship to pass. These fender chains featured elaborate braking mechanisms to allow a ship of up to 10,000 tons to be safely stopped. However, given the precise control of ships made possible by the mules, it was very unlikely that these chains would ever be required. With many modern canal users weighing over 60,000 tons, and given the expense of maintaining them, the fender chains were reduced in number in 1976 and finally removed in 1980. Beyond this, the original design of the locks had yet another safety feature, emergency dams that could be swung across the locks at the upper end of every flight. These consisted of swinging bridges, from which girders were lowered to the lock floor; steel shutters could then be run down these girders to block the flow of water. Never used, they were removed in the 1950s. In the late 1930s, the original dams were replaced by new dams, which were raised out of slots in the bottom of the lock chambers, either hydraulically or by compressed air. The new dams were retired in the late 1980s, and today, no emergency dams are in place.
Бақылау
Қалқанның барлық жабдығы электрмен жұмыс істейтіндіктен, кемені жоғары немесе төмен бұғаттау процесін орталық басқару бөлмесінен басқаруға болады, ол құлыптардың жоғарғы қанатының орталық қабырғасында орналасқан. Басқару жүйесі бастапқыда оператор қатесінің ықтималдығын азайту үшін жобаланған және нақты қақпалар мен клапандардың күйін көрсететін қозғалмалы бөліктерді қамтиды. Осылайша оператор құлыптар мен су клапандарының нақты қандай күйде екенін көре алады. Басқару жүйесіне механикалық құлыптар енгізілген, олар басқа компонент дұрыс емес күйде болғанда оның қозғалмауын қамтамасыз етеді – мысалы, құлып камерасының клапандарын бір уақытта ашу және толтыру.
Since all the lock equipment is operated electrically, the process of locking a ship up or down can be controlled from a central control room, which is located on the center wall of the upper flight of locks. The controls were designed from the outset to minimize the chance of operator error and include a complete model of the locks, with moving components that mirror the state of the real lock gates and valves. In this way, the operator can see exactly what state the locks and water valves are in. Mechanical interlocks are built into the controls to make sure that no component can be moved while another is in an incorrect state—for example, opening the drain and filling the valves of a lock chamber simultaneously.
Құрылыс
Құлыптардың құрылысы 1909 жылғы 24 тамызда Гатунда, Филадельфиядағы Day & Zimmermann компаниясы (бұрын Dodge & Day деп аталған) алғашқы бетон құюмен басталды. Гатун құлыптары көлдің жанындағы төбеде жасалған қазбаға салынған, бұл негізінен тас болатын материалды қазуды қажет етті. Құлыптардың өзі бетоннан жасалған. Құлыптарды салуға қажетті материал мөлшері тас пен цементті өңдеу үшін кең ауқымды шаралар қабылдауды талап етті. Тас Портобелодан Гатун құлыптарына әкелінді, ал Тынық мұхиты жағында Анкон төбесінен алынған тас қолданылды. Гатундағы құрылысқа бетонды тасымалдау үшін үлкен жоғарғы кабельдік жолдар салынды. Канал жағасында 26 метр биіктіктегі мұнаралар салынды, ал олардың арасына құлыптарға бір мезгілде 6 тонна бетонды жеткізетін стальной сымдар тартылды. Тас, құм және цементті кемежайдан бетон араластыру машиналарына электр теміржолдары арқылы тасымалдады, содан кейін тағы бір электр теміржолы бір мезгілде 6 тонналық екі қапты кабельдік жолдарға жеткізді. Педро-Мигель және Мирафлорес құрылыстарында да ұқсас тәсілмен крандар мен бу локомотивтері пайдаланылды. Тынық мұхиты жағындағы құлыптар бірінші болып аяқталды – 1911 жылы Педро-Мигельдегі бір қабатты құрылыс және 1913 жылғы мамырда Мирафлорес. Атлантикалық жаққа баржаларды сүйрейтін, жұмыс істейтін Гатун шлюзінің алғашқы сынақ шлюзі 1913 жылғы 26 қыркүйекте жасалды. Шлюздің бұғатталуы өте сәтті өтті, бірақ барлық клапандар қолмен басқарылды, себебі орталық басқару тақтасы әлі дайын болмаған еді.
The construction of the locks began with the first concrete laid at Gatun, on August 24, 1909, by the Philadelphia based company Day & Zimmermann (formerly known as Dodge & Day). The Gatun locks are built into a cut made in a hill bordering the lake, which required the excavation of of material, mostly rock. The locks themselves were made of of concrete. The quantity of material needed to construct the locks required extensive measures to be put in place to handle the stone and cement. Stone was brought from Portobelo to the Gatun locks, while the work on the Pacific side used stone quarried from Ancon Hill. Huge overhead cableways were constructed to transport concrete into the construction at Gatun. 85 feet (26 m) high towers were built on the banks of the canal, and cables of steel wire were strung between them to span the locks. Buckets running on these cables carried up to six tons of concrete at a time into the locks. Electric railways were constructed to take stone, sand, and cement from the docks to the concrete mixing machines, from where another electric railway carried two 6 ton buckets at a time to the cableways. The smaller constructions at Pedro Miguel and Miraflores used cranes and steam locomotives in a similar manner. The Pacific side locks were finished first—the single flight at Pedro Miguel in 1911 and Miraflores in May 1913. The seagoing tug Gatun, an Atlantic entrance working tug used for hauling barges, made the first trial lockage of Gatun Locks on September 26, 1913. The lockage went perfectly, although all valves were controlled manually since the central control board was not yet ready.