Уильям Генри Барлоу: Британдық инженер және теміржол құрылысшысы

Кіріспе

Британдық инженер-құрылысшы Уильям Генри Барлоу (10 мамыр 1812 – 12 қараша 1902) – 19 ғасырдағы ағылшын инженер-құрылысшысы, еңбек жолының көп бөлігі теміржол құрылысымен байланысты. Барлоу көптеген инженерлік жобаларға қатысты. Ол Мидленд теміржолының Лондонға қарай кеңейтілуіне жауапты инженер болды және компанияның Лондонның Сент-Панкрас вокзалын жобалады. Джон Хокшоумен бірге Изамбард Кингдом Брунельдің Клифтон аспалы көпірін аяқтады. Тай көпірінің құлауынан кейін, осы оқиғаның себептерін зерттеу үшін құрылған комиссияға мүше болып кірді және жаңа Тай көпірін жобалады. Барлоу өнертапқыш және тәжірибеші де болды, рельстің дизайнына патент алды және болат конструкцияларды қолдану және жобалау саласында зерттеулер жүргізді.

Ерте өмір және білім

Барлоу 1812 жылдың 10 мамырында Кент қаласының Вулвич округінде (қазіргі Оңтүстік-Шығыс Лондон) дүниеге келді. Ол математик және физик, профессор Питер Барлоудың ұлы болды, ол Вулвичтегі Корольдік әскери академияда сабақ берді. Уильям Барлоу Питер Уильям Барлоутың кіші інісі еді. Жеке білім алғаннан кейін Барлоу он алты жасында әкесімен бірге азаматтық инженерияны оқыды. Бір жыл өткен соң, ол отбасылық үйіне жақын орналасқан Корольдік теңіз флотының Вулвич кемежайындағы машина жасау бөлімінде тәлімгерлікке түсті. Одан кейін ол Генри Робинсон Палмер үшін Лондон доктарында жұмыс істеді. Барлоу 1842 жылдың мамыр айында Кент штатының Чарлтон қаласында Селина Кроуфорд Каффинге үйленді. Олардың төрт ұлы мен екі қызы болды. Олардың ұлы Кроуфорд Барлоу азаматтық инженер болды және әкесімен бірге тәжірибе жинады.

Мансап

1832 жылдан бастап ол алты жыл бойы Осман империясының Константинополь қаласында инженер болып жұмыс істеді, Maudslay, Sons & Field машина жасау құралын жасаушы компания атынан артиллериялық зауыт салуға көмектесті. Сонымен қатар, ол Түркия үкіметі үшін Босфордағы маяқтар туралы есеп дайындады, бұл оның алғашқы екі ғылыми мақаласына әкелді. Осман үкіметіндегі қызметі үшін ол Нишан Ифтихар орденімен (Даңқ ордені) марапатталды. Барлоу 1838 жылы Ұлыбританияға оралып, Джордж У. Бак үшін жұмыс істейтін Манчестер мен Бирмингем теміржолында инженер көмекшісі лауазымына орналасты. 1842 жылы ол Мидленд Каунтис теміржолына Регби мен Дерби арасындағы бөлімде инженер болып жұмысқа кірісті. 1844 жылы Мидленд округінің теміржолы Мидленд теміржолының құрамына кіргенде, ол осы лауазымын сақтап қалды, кейіннен үлкен теміржолдың бас инженері болды. 1845 жылғы 1 сәуірде Барлоу Азаматтық инженерлер институтының мүшесі болып сайланды, ал 1850 жылғы 6 маусымда ол Корольдік қоғамның мүшесі болып сайланды. Мидленд теміржолының негізгі желісінде жұмыс істеп жатқанда Барлоу, рельстерге қарағанда слайперлер тез тозады және оларды жиі жаңарту қажет болғандықтан, слайперлерді ауыстыру жол күтімін ұстау шығындарының басым бөлігін құрайтынын анықтады. Слайперлерді ұстау және ауыстыру шығындарын жою үшін ол 1849 жылы өзінің рельс конструкциясын жасап, патенттеді. Оның кең флангалы профилі болды, оны тректің балластына тікелей төсеуге болады, төсеуге мұқтаждық болмайды, тек дұрыс енді сақтау үшін мерзімдік байланыс арқалықтарымен. Барлоу рельсі деп аталатын бұл рельс, әсіресе Ұлы Батыс теміржолында кеңінен қолданылды. 1851 жылғы Ұлы көрменің құйма темір және шыныдан жасалған Кристалл сарайының дизайнері Жозеф Пакстон Мидленд теміржолының директоры болды және ол Барлоудан ғимараттың қаңқасы үшін құрылымдық есептеулерді дайындауға көмектесуін сұрады. 1857 жылы Барлоу Лондонға өз инженерлік консалтингтік практикасын құру үшін Мидленд теміржолын тастады, Мидленд теміржолы оның маңызды тапсырыс берушісі болды. 1859 жылы Изамбард Кингдом Брунелдің қайтысынан кейін Барлоу Джон Хокшоумен бірге Бристольдегі Клифтон аспалы көпірін аяқтауды тапсырды, оның құрылысы 1843 жылдан бері жеткіліксіз қаражат болғандықтан тоқтап тұрған еді. 1860 жылы бұзылған Брунелдің Лондондағы бұрынғы Хангерфорд аспалы көпірінің тізбектерін қайта пайдаланып, Барлоу мен Хокшоу көпірді 1864 жылы Брунел жоспарлағаннан әлдеқайда берік палубамен және қолданыстағы тізбектерді қайта пайдаланудан туындаған басқа да өзгерістермен аяқтады. Оның 214 метрлік (702 фут) ұзындығы сол кезде Ұлыбританиядағы ең ұзын көпір болды. 1862 және 1869 жылдар аралығында Барлоу Мидленд теміржолының Бедфордтан Лондонға дейінгі оңтүстік кеңейтуінің инженер-консультанты болды, оның ішінде Лондонның Сент-Панкрас станциясындағы Юстон жолындағы аялдамасының орналасуына қатысты. Еңіс жерді және Регент каналын солтүстікке қарай қысқа қашықтықта өту қажеттілігін ескеріп, платформалар құйма темір бағаналар мен арқалықтармен бекітілген биік құрылымда салынды. Бұл құрылымның астында Бертон-апон-Тренттегі сыра зауыттарынан алынған сыраны сақтау үшін қоймалар орналастырылды. Роуленд Мейсон Ордшидің көмегімен Барлоу сонымен қатар платформалар арқылы аралық тіреусіз 240 фут (73 м) созылатын қақпақты, құйма темірден жасалған станция шатырын жобалады. Бұл төменгі деңгейде қосымша қатты құрылымның қажеттілігін болдырмаудың тиімді және тиімді құралы ретінде жобаланды. Джордж Гилберт Скотт пойыз сарайының алдындағы қонақүйді жобалады. 1879 жылғы 28 желтоқсанда Солтүстік Британ теміржолының Тей өзені арқылы өтетін көпірінің орталық бөлігі, Дендидің маңында, Тей көпірінің апатында құлады, өйткені жедел пойыз қатты дауыл кезінде оны кесіп өтті. Пойыздағы 75 жолаушы мен экипаждың барлығы қаза тапты. Азаматтық инженерлер институтының жаңадан сайланған президенті ретінде Барлоу апатты тергеу жөніндегі сауда кеңесінің мүшесі болып тағайындалды. Ол Генри Кадоган Ротери мен Уильям Йолландпен бірге отырды, Йолландпен бірге соңғы есептердің бірін жасады, ол көпірлердегі жел жүктемесін тексеру үшін комиссия құруды ұсынды. Тергеу соты 1880 жылғы 30 маусымда жасаған баяндамасында сэр Томас Бух жобалаған және құлаудан бір жыл бұрын ғана ашылған көпір "жаман жобаланған, нашар салынған және нашар күтіп-ұсталған" деген қорытындыға келді. "Жоғарғы жақтаулар" деп аталатын көпірдің барлық орталық қораптық бөлігі оны қолдап тұрған он үш жақтаумен бірге құлап, 3 шақырымдық (2 миль) көпірде жарты мильге жуық бос орын қалды. Оның беделі құлаған Бух 1880 жылғы қазан айында қайтыс болды. Оның жобалаған Форт Фертін кесіп өтетін аспалы көпірдегі жұмыстар Тей көпірінің құлауынан кейін тоқтатылды және Барлоу, сэр Джон Фаулер және Томас Эллиот Харрисон, құрылысқа қатысқан үш теміржол компаниясының инженер-консультанттары, жаңа конструкцияны таңдауға шақырылды. Шешім Фаулер мен сэр Бенджамин Бейкердің консольдік Форт көпірі болды. 1881 жылы Барлоу Тей көпірінің есебінде ұсынылған жел қысымын зерттеу үшін құрылған комиссияның мүшесі болды. Ол өзінің ұлы Крофорд Барлоуты инженер ретінде алып, жаңа Тей көпірін (1882–87) жобалауға жетекшілік етті. Жаңа конструкцияда екі рельстік жолды қолдау үшін үлкен монокок тіректері пайдаланылды. Бірінші көпірдің ескі кірпіш және тас тіректері жаңа тіректерінің алдындағы жартастар ретінде сақталды. Олар бүгінде 1879 жылғы трагедияның қайғылы еске салғышы ретінде көрініп тұр. Барлоу азаматтық инженерлік мақсаттар үшін болатты ерте зерттеген, 1850 жылдарда Вулич арсеналында зерттеулер жүргізген және Азаматтық инженерлер институтының осы мәселе бойынша комитетінің мүшесі болған. 1873 жылдан бастап ол теміржол құрылымдарындағы болатқа қатысты қауіпсіз жұмыс жүктемелері бойынша алғашқы ұсынымдарды жасаған Сауда кеңесінің комитетінің мүшесі болды. Барлоу сонымен қатар дыбыс жазумен тәжірибе жасады. 1874 жылғы ақпан айында ол Корольдік қоғамға "Адам даусының артикуляциясына сүйемелдейтін пневматикалық әрекет туралы" баяндама жасады, оны жазу аспабы көрсетті. Ол өзінің "жазу аспабын" логограф деп атады. Барлоу Корольдік Эдинбург қоғамының мүшесі, Механикалық инженерлер институты мен Өнер қоғамының мүшесі болды. Ол 1881 жылы Корольдік қоғамның вице-президенті қызметін атқарды және Француз азаматтық инженерлер қоғамының құрметті мүшесі болды. Ол сонымен қатар Теміржол еріктілерінің штаб корпусындағы подполковник болды. Денсаулығы нашарлағандықтан, ол 1896 жылы ұлымен бірге практикадан шықты. Ол 1902 жылғы 12 қарашада аяғы сынғаннан кейін туындаған шаршаудан қайтыс болды және әкесінің қабіріне жақын жердегі Чарльтон зиратына жерленді. Оның "High Combe" үйі, Чарльтон Роуд, Гринвич, көгілдір тақтамен белгіленген.

From 1832 he spent six years working as an engineer in Constantinople, Ottoman Empire, helping build an ordnance factory on behalf of machine tool manufacturers Maudslay, Sons & Field. He also produced a report for the Turkish government on lighthouses in the Bosphorus, which led to his first two scientific papers. For his services to the Ottoman government he was awarded the Order of Nishan Iftikhar (Order of Glory). Barlow returned to Britain in 1838 to take up a post as assistant engineer on the Manchester and Birmingham Railway working for George W. Buck. In 1842, he joined the Midland Counties Railway as resident engineer for the section between Rugby and Derby. When the Midland Counties Railway became part of the Midland Railway in 1844, he retained the position, later becoming chief engineer of the larger railway. On 1 April 1845, Barlow was elected a member of the Institution of Civil Engineers and on 6 June 1850 he was elected a Fellow of the Royal Society. Whilst working on the Midland Railway's main line, Barlow established that the replacement of sleepers was a larger part of the cost of track maintenance than the replacement of rails because the sleepers decayed more quickly than the rails wore out and needed renewal more often. To remove the cost of providing and replacing sleepers, he developed and patented his own rail design in 1849. It had a wide flanged profile which could be laid directly on to track ballast without the need for sleepers, with just periodic tie bars to maintain the correct gauge. Known as the Barlow rail, it was widely used, especially by the Great Western Railway. Joseph Paxton, designer of the cast iron and glass Crystal Palace for The Great Exhibition of 1851, was a director of the Midland Railway and he asked Barlow for his help in the preparation of the structural calculations for the frame of the building. In 1857, Barlow left the Midland Railway to form his own consultant engineering practice in London, with the Midland Railway as a significant client. Following the death of Isambard Kingdom Brunel in 1859, Barlow was commissioned with John Hawkshaw to complete the Clifton Suspension Bridge, Bristol, construction of which had been stalled since 1843 due to insufficient funds to finish it. Reusing the chains from Brunel's earlier Hungerford Suspension Bridge in London, demolished in 1860, Barlow and Hawkshaw completed the bridge in 1864 with a more robust deck than Brunel had planned and other variations caused by the reuse of the existing chains. Its 702 feet (214 m) span was the longest in Britain at the time. Between 1862 and 1869, Barlow was consultant engineer for the Midland Railway's southern extension from Bedford to London, including the layout of the London terminus station at St Pancras on Euston Road. To deal with the sloping site and the need to cross the Regent's Canal a short distance to the north, the platforms were constructed on a raised structure supported on cast iron columns and girders. Under this structure, storage was laid out for beer from the breweries at Burton upon Trent. With assistance from Rowland Mason Ordish, Barlow also designed the arched, cast iron station canopy which spans 240 feet (73 m) across the platforms without intermediate support – then the widest of its kind in the world. It was designed as a cost effective and efficient means of avoiding the need for additional solid structure in the lower level. George Gilbert Scott designed the hotel in front of the train shed. On 28 December 1879, the central section of the North British Railway's bridge across the River Tay near Dundee collapsed in the Tay Bridge disaster as an express train crossed it in a heavy storm. All 75 passengers and crew on the train were killed. As the newly elected President of the Institution of Civil Engineers, Barlow was appointed as a member of the Board of Trade's Court of Inquiry into the disaster. He sat with Henry Cadogan Rothery and William Yolland, co authoring one of the final reports with Yolland recommending a commission be established to examine wind loads on bridges. In its report dated 30 June 1880, the Court of Inquiry concluded that the bridge, designed by Sir Thomas Bouch and opened only the year before its collapse, had been "badly designed, badly built and badly maintained". The entire central box truss section of the bridge known as the "High Girders" collapsed along with the thirteen trestles supporting it, leaving a gap of nearly half a mile in the 2 mile (3 km) bridge. His reputation destroyed, Bouch died in October 1880. Work on the suspension bridge he had designed to cross the Firth of Forth was stopped after the Tay Bridge collapse and Barlow, Sir John Fowler and Thomas Elliot Harrison, consultant engineers for the three railway companies involved in the construction, were asked to choose a replacement design. The solution was the cantilevered Forth Bridge by Fowler and Sir Benjamin Baker. In 1881 Barlow sat as member of the Wind Pressure (Railway Structures) Commission established at the recommendation of the Tay Bridge report. He led the design of the replacement Tay Bridge (1882–87) with his son Crawford Barlow as engineer. The new design used large monocoque piers to support a double railway track. The old brick and masonry piers from the first bridge were retained as breakwaters for the new piers upstream. They can still be seen today as a forlorn reminder of the tragedy of 1879. Barlow was an early experimenter with civil engineering uses for steel, carrying out research at Woolwich Arsenal in the 1850s and being a member of the Institution of Civil Engineers' committee on the subject. From 1873 he was a member of a Board of Trade committee which produced the first recommendations on safe working loads for steel in railway structures in 1877. Barlow also experimented with sound recording. In February 1874 he presented the Royal Society with a talk On the Pneumatic Action which accompanies the Articulation of Sounds by the Human Voice, as exhibited by a Recording Instrument. He called his 'recording instrument' a Logograph. Barlow was a Fellow of the Royal Society of Edinburgh, a member of the Institution of Mechanical Engineers and the Society of Arts. He served as Vice President of the Royal Society in 1881 and was an honorary member of the Société des Ingénieurs Civil de France. He was also a Lieutenant Colonel in the Railway Volunteer Staff Corps. With his health failing, he retired from practice in 1896, along with his son. He died on 12 November 1902 from exhaustion after breaking his leg, and was buried in Charlton Cemetery in a plot adjacent to that of his father's grave. His home "High Combe", Charlton Road, Greenwich, is marked with a blue plaque.