Винтовые маяки: история и конструкция.

Введение

Шрот-маяк – маяк, который стоит на сваях, ввинченных в песчаное или илистое морское или речное дно. Первым шрот-маяком, строительство которого началось, был маяк, построенный слепым ирландским инженером Александром Митчеллом. Строительство началось в 1838 году в устье Темзы и он был известен как маяк Мэплин-Сэндс, который впервые был зажжен в 1841 году. Однако, несмотря на то, что его строительство началось позже, маяк Wyre в Флитвуде, Ланкашир, был первым, который был введен в эксплуатацию (в 1840 году). Маяк Вальде на севере Франции (Па-де-Кале), построенный в 1859 году, был основан на конструкции Митчелла. Хотя он был выведен из эксплуатации в 1998 году и лишен фонаря, это единственный сохранившийся шрот-маяк во Франции.

Маяки на винтовых столбах в США

Первый маяк винтового типа, построенный в Соединенных Штатах, находился на отмели Брэндивайн-Шоул в заливе Делавэр – в районе, который с 1823 года обслуживался плавучим маяком, и где в 1828 году ненадолго стоял обычный свайный маяк, но он был разрушен льдом. Майор Хартман Бач, выдающийся инженер Армейского корпуса топографических инженеров, начал работы в 1848 году и завершил их в 1850 году, при стоимости строительства 53 317 долларов. Александр Митчелл выступал в качестве консультанта. Винтовые сваи вращались с помощью 4-футового капстана, который приводился в действие 30 людьми. Для защиты конструкции от ледяных полей был сооружен ледорез – пирс из 30 железных винтовых свай длиной 23 фута и диаметром 5 дюймов, которые ввинчивались в дно и соединялись наверху над водой, укрепляя конструкцию. Однако впоследствии маяки на кессонах оказались более долговечными в районах, подверженных воздействию льда. Винтовые маяки были относительно недорогими, простыми в строительстве и возводились довольно быстро. Они стали особенно популярными после Гражданской войны, когда Управление маяками приняло политику замены плавучих маяков в защищенных водах (бухтах, проливах и реках) на винтовые маяки. Большинство винтовых маяков строились из железных свай, хотя некоторые делались из деревянных свай, покрытых металлическими винтовыми гильзами (вероятно, их использовали из-за меньшей стоимости и простоты установки в грунт, а также для защиты древесины от морских буровых беспозвоночных). Типичный винтовой маяк имел шестиугольную или восьмиугольную форму в плане и состоял из центральной сваи, которая устанавливалась первой, а затем вокруг нее ввинчивались шесть или восемь периферийных свай. Металлические винтовые сваи использовались для создания фундамента многих маяков, построенных на песчаном или илистом дне. Геликоидный или винтообразный чугунный фланец на конце металлической сваи ввинчивался в грунт, увеличивая несущую способность сваи и ее удерживающие свойства. Однако маяки, построенные на таких фундаментах, оказались уязвимыми для ледяных полей. В районах, таких как Флорида-Кис, где дно состоит из мягкой коралловой скалы, строились маяки на дисковых фундаментах. Кованые железные сваи проталкивались сквозь чугунный или полустальной диск, который опирался на морское дно, пока упор на свае не препятствовал дальнейшему погружению. Диск равномерно распределял вес башни по дну. В районах коралловых рифов, где также встречается песок, на конец сваи устанавливался винт из литой стали для повышения ее устойчивости. Коффердамы обычно использовались на мелководье, где не требовалось глубокого проникновения в естественное дно. Коффердам позволял откачивать воду изнутри и строить фундамент "на сухую". Возможно, было построено около 100 винтовых маяков типа "домик" (1½-этажное деревянное строение, напоминающее паука) по всему Каролинскому заливу, Чесапикскому заливу, Делавэрскому заливу, вдоль Мексиканского залива, по крайней мере два в проливе Лонг-Айленд и один даже в заливе Мауми-Бэй (1855) на озере Эри, штат Огайо. До наших дней сохранилось немного таких маяков; многие были заменены маяками на кессонах. Высокие оффшорные решетчатые башни строились в открытой воде на крупных прибрежных участках, где требовалась видимость более десяти миль. Во Флориде было построено шесть оффшорных решетчатых башен: три до и три после Гражданской войны в Америке, а также одна в Мексиканском заливе у Луизианы до Гражданской войны.

The first screwpile lighthouse type built in the United States was at Brandywine Shoal, Delaware Bay, an area served by a lightship since 1823 and an ordinary straightpile lighthouse which stood briefly there in 1828 but was destroyed by ice. Major Hartman Bache, a distinguished engineer of the Army Corps of Topographical Engineers, began work in 1848 and completed the task in 1850, at a construction cost of $53,317. Alexander Mitchell served as consultant. The screwpiles were turned by a 4 foot capstan worked by 30 men. To protect the structure from ice floes an ice breaker consisting of a pier of 30 iron screwpiles 23 feet long and five inches in diameter was screwed down into the bottom and interconnected at their heads above the water reinforcing them together. Subsequently, though, the use of caisson lighthouses proved more durable in locations subject to ice. Screwpile lighthouses were relatively inexpensive, easy to construct, and comparatively quick to build. They became especially popular after the Civil War when the Lighthouse Board adopted a policy to replace inside (bays, sounds, and rivers) light vessels with screwpile lighthouses. Most screwpile lighthouses were made with iron piles, though a few were made with wooden piles covered with metal screw sleeves (these sleeves were probably adopted because they were less expensive and easier to insert into the bottom, plus the sleeve protected the wood from marine boring invertebrates). The typical screwpile lighthouse was hexagonal or octagonal in plan consisting of a central pile which was set first and then the six or eight perimeter piles were screwed in place around it. Metal screwpiles were used to form the foundation of many lighthouses built on sandy or muddy bottoms. The helicoidal or screw like cast iron flange at the end of the metal pile was augured into the bottom increasing the bearing capacity of the pile as well as its anchoring properties. Yet lighthouses built with these foundations were found to be vulnerable to ice floes. In areas such as the Florida Keys, where the bottom is soft coral rock, diskpile foundation lighthouses were built. Wrought iron piles were driven through a cast iron or semi steel disk which rested on the sea floor until a shoulder on the pile prevented further penetration. The disk distributes the weight of the tower more evenly over the bottom. In coral reef areas where sand is also prevalent, a cast steel screw was fitted to the end of the pile to give it more anchoring ability. Cofferdams were used generally in shallow waters where it was not necessary to deeply penetrate the natural bottom. The cofferdam enabled the water inside the dam to be pumped out and the foundation built "in the dry". Perhaps as many as 100 spider like, cottage type (1½ storey wooden dwelling) screwpile lighthouses were built throughout the Carolina sounds, Chesapeake Bay, Delaware Bay, along the Gulf of Mexico, at least two in Long Island Sound and one even at Maumee Bay (1855), Lake Erie, Ohio. Few survive to this day; many were replaced with caisson type lighthouses. The tall offshore skeletal tower type was built in exposed open water at major coastal sites where visibility over ten miles was required. Six offshore skeletal towers were built in Florida; three before and three after the American Civil War, as well as one in the Gulf of Mexico off Louisiana prior to the Civil War.

Оставшиеся примеры

Маяк Спит-Бэнк в Корк-Харбор, Ирландия, был построен Александром Митчеллом между 1851 и 1853 годами и до сих пор используется. Маяк Carysfort Reef Light, расположенный в четырех милях к востоку от Ки-Ларго, штат Флорида, был построен в 1852 году и являлся старейшим винтовым маяком (с диском), остававшимся в эксплуатации в Соединенных Штатах, пока не был выведен из строя в 2014 году. Винтовые маяки на рифах Флориды представляют собой высокие скелетные башни, с жилыми и рабочими помещениями, расположенными высоко над уровнем штормовых волн. Маяк Seven Foot Knoll Light был построен в 1856 году и является старейшим винтовым маяком в Мэриленде. Первоначально он был установлен на мелководье Seven Foot Knoll у устья реки Патапско. Северная часть этой реки – внутренний порт Балтимора, где теперь выведенный из эксплуатации маяк размещен в качестве музейного экспоната. Thomas Point Shoal Light – исторический маяк в Чесапикском заливе и самый узнаваемый маяк в Мэриленде. Маяк Drum Point Light первоначально располагался у устья реки Патуксент, а сейчас является экспонатом в Морском музее Калверта. Маяк Hooper Strait Light первоначально располагался у входа в Танжерский пролив, а сейчас является экспонатом в Морском музее Чесапикского залива. Маяк Roanoke River Light был построен в 1886 году и дважды был перемещен. Это единственный сохранившийся винтовой маяк в Северной Каролине. Маяк Fowey Rocks Light, построенный в 1878 году, находится в семи милях к югу от Ки-Бискейн, штат Флорида, и является последним действующим винтовым маяком на Флоридском рифе. Маяк American Shoal Light, строительство которого было завершено в 1880 году (выведен из эксплуатации в 2015 году), расположен к востоку от островов Saddlebunch Keys во Флорида-Кис. Маяк Middle Bay Light в Мобильном заливе Алабамы, построенный в 1885 году, является примером типичного винтового маяка. Маяк Gunfleet Lighthouse у Фринтона-он-Си в Эссексе был построен в 1850 году, но заброшен в 1921 году.