فهرست مطالب
اولین پل ریلی شناور جهان برای عبور قطارهای مسافربری ۲۷۲ تنی روی دریاچه واشنگتن راه‌اندازی شد و سیاتل را به بلویو متصل کرد.
به گزارش سرویس وسائل نقلیه تکناک، مهندسان برای راه‌اندازی این مسیر میان سیاتل و بلویو، مجموعه‌ای از فناوری‌های جدید را برای کنترل وزن قطار، حرکت مداوم پل و جریان‌های الکتریکی سرگردان توسعه داده‌اند.
راه‌اندازی خط ریلی سبک مسافربری روی پل شناور دریاچه واشنگتن، یکی از پروژه‌های مهندسی کم‌سابقه در حوزه حمل‌ونقل ریلی محسوب می‌شود. این مسیر روی پل شناور بزرگراه بین‌ایالتی ۹۰ قرار دارد و سیاتل را به بلویو متصل می‌کند.
مهندسان Sound Transit و وزارت حمل‌ونقل ایالت واشنگتن، WSDOT، برای عبور ایمن قطارهای ۶۰۰ هزار پوندی، معادل حدود ۲۷۲ تن، باید سازه‌ای را آماده می‌کردند که باد، امواج و تغییر سطح آب به‌طور مداوم آن را حرکت می‌دهند. نتیجه این تلاش، ساخت نخستین و تنها راه‌آهن مسافربری روی یک پل شناور است.
بیشتر بخوانید: چین رکورد جهانی مگلو را شکست؛ شتاب ۷۰۰ کیلومتر بر ساعت در دو ثانیه + ویدیو
چالش عبور قطارهای سنگین از پل ریلی شناور
دریاچه واشنگتن حدود ۲۰۰ فوت، نزدیک به ۶۱ متر عمق دارد. یخچال‌های طبیعی که حدود ۱۶ هزار سال پیش عقب‌نشینی کردند، این دریاچه را ایجاد کرده‌اند. رسوبات نرم و گل‌آلود نیز کف آن را پوشانده‌اند و ساخت پایه‌های متعارف پل را عملا غیرممکن می‌کنند.
رانندگان از سال ۱۹۴۰ با استفاده از پل‌هایی متشکل از پانتون‌های بزرگ بتنی از این دریاچه عبور می‌کنند. قرار دادن قطارهای سنگین روی چنین سازه‌ای، چالش بسیار متفاوتی ایجاد کرد. پل شناور در اثر باد، امواج و تغییر سطح آب حرکت می‌کند و هرگونه اختلال جدی در مسیر می‌تواند خطر خروج قطار از ریل را به همراه داشته باشد.
شناسایی سه مشکل اصلی: وزن، حرکت و برق
نخستین چالش، وزن قطارها بود. طبق گزارش‌ها، توقف یک قطار روی پل می‌توانست سازه را حدود هشت اینچ، بیش از ۲۰ سانتی‌متر در آب فرو ببرد. مهندسان برای افزایش مقاومت پل حدود یک میلیون فوت کابل فولادی را در فضای محدود داخل پانتون‌ها نصب کردند. همچنین آنها ۱۰ بلوک بتنی مجزا را به یک سازه یکپارچه و صلب تبدیل کردند.
گروه اجرایی برای کاهش وزن، شن سنگین موجود در سازه را حذف و از بتن سبک استفاده کرد. همچنین مهندسان عرشه پل را با استفاده از جک تحت فشار قرار دادند. این فشار به‌اندازه‌ای بود که سازه بتنی حدود سه اینچ، نزدیک به ۷.۶ سانتی‌متر جمع شد.
حرکت مداوم دریاچه، چالش مهم بعدی بود. سطح آب در طول سال حدود دو فوت، نزدیک به ۶۱ سانتی‌متر تغییر می‌کند و باد و امواج نیز پل را پیوسته حرکت می‌دهند. ریل‌های معمولی در چنین شرایطی ممکن بود بشکنند، تغییر شکل دهند یا زمینه خروج چرخ‌های قطار از مسیر را فراهم کنند.
راه‌حل این مشکل از طرح یک مهندس بریتانیایی به دست آمد که ایده اولیه خود را با همزن‌های چوبی قهوه شبیه‌سازی کرده بود. مهندسان به‌جای استفاده از اتصال صلب در محل درزهای انبساط، بخش‌هایی از ریل را روی سکوهای فولادی به طول ۴۳ فوت، حدود ۱۳ متر قرار دادند.
یاتاقان‌های لرزه‌ای انعطاف‌پذیر از این سکوها پشتیبانی می‌کنند. این طراحی به ریل‌های پیوسته اجازه می‌دهد همراه با حرکت پل به‌آرامی خم شوند. میزان این حرکت به‌اندازه‌ای کم است که مسافران هنگام عبور قطار از روی دریاچه تقریبا آن را احساس نمی‌کنند.
بیشتر بخوانید: رونمایی کره جنوبی از فناوری قطار فوق‌سریع ۳۷۰ کیلومتری
مقابله با جریان برق و پایش لحظه‌ای سازه
مهندسان پس از حل مشکلات وزن و حرکت، باید با خطر دیگری مقابله می‌کردند. قطارهای برقی مقداری جریان الکتریکی نشت می‌دهند. این جریان روی زمین می‌تواند در خاک پراکنده شود، اما حضور آب در اطراف یک پل ریلی شناور شرایط متفاوتی ایجاد می‌کند.
جریان سرگردان می‌تواند باعث خوردگی فولاد سازه و میلگردهای داخل بتن شود. همچنین این جریان ممکن است به کابل‌های عظیمی آسیب بزند که پل را در زیر آب به بستر دریاچه متصل کرده‌اند.
مهندسان برای کاهش این خطر، ۹ هزار بلوک نگهدارنده ریل را با لاستیک ضدآب عایق کردند. صدها آند فلزی «فداشونده» نیز در آب قرار گرفتند. این قطعات به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که جریان الکتریکی به‌جای اجزای اصلی پل، آنها را دچار خوردگی کند.
سامانه‌ای دیجیتال نیز وظیفه نظارت مداوم بر وضعیت پل را برعهده دارد. یک «دوقلوی دیجیتال» از سازه، اطلاعات لحظه‌ای حسگرها را به رایانه‌های مستقر در ساحل ارسال می‌کند. این حسگرها تنش واردشده به کابل‌ها را دقیقه‌به‌دقیقه اندازه‌گیری می‌کنند.
همچنین سامانه پایش، عمق قرارگیری پانتون‌ها در آب را با دقت یک‌دهم اینچ ثبت می‌کند. مهندسان با این اطلاعات می‌توانند تأثیر عبور قطارها و تغییر شرایط محیطی بر سازه را به صورت مستمر بررسی کنند.
پروژه در نهایت شش سال دیرتر از برنامه اولیه تکمیل شد، اما آزمایش عملی آن نتیجه بهتری از پیش‌بینی‌ها داشت. زمانی که نخستین قطار مملو از مسافر وارد اولین پانتون شد، کل سازه فقط حدود یک اینچ، نزدیک به ۲.۵ سانتی‌متر در آب پایین رفت.
این میزان جابه‌جایی حتی از خوش‌بینانه‌ترین پیش‌بینی‌های مدل‌های رایانه‌ای نیز کمتر بود. عملکرد موفق پل نشان داد که مجموعه راهکارهای مهندسی برای کنترل وزن، حرکت و جریان الکتریکی توانسته است امکان عبور قطارهای سنگین مسافربری از روی یک سازه بتنی شناور را فراهم کند.
بیشتر بخوانید: سرعت این قطار از هواپیمای بوئینگ ۷۳۷ بیشتر است + ویدیو
