Otočný výtah pro lodě

Otočný výtah Falkirk je velkou atrakcí a inženýrským triumfem projektu tisíciletí za 172 milionů USD, zahájeným v roce 1994 k obnovení splavnosti napříč Skotskem spojením historického kanálu Forth a Clyde a Union kanálu v Edinburghu a Glasgově. Otočný výtah pro lodě je prvním otočným výtahem na světě, tento výtah nejen zpřístupnil a znovu spojil zanedbané části centrálního Skotska, ale také se stal z mnoha důvodů mezinárodní turistickou atrakcí.

Zatímco vodní cesta je součástí přírody po staletí, všech 39 zdymadel dřívějšího kanálu vyžadovalo různou úpravu. Výtah nahradil 11 zchátralých zdymadel pro svislou dopravu lodí (rozdíl hladin 35 m) mezi oběma kanály. Když byl výtah dokončen v květnu 2002, stal se prvním novým výtahem pro lodě za posledních více než 125 roků. Pro svoji velikost ho lze považovat za ekonomický projekt s konečnými náklady menšími než 35 milionů USD.

Projekt tisíciletí byl částí projektu k obnově rozsáhlých kanálů, který také zahrnoval nový kanál o délce 1 400 m, 6 nových zdymadel, 32 zrekonstruovaných zdymadel, 146 000 tun vybagrované zeminy, 160 m dlouhý tunel, 110 m dlouhý akvadukt a různé projekty k úpravě cest pro Forth a Clyde kanál. Celý projekt jde napříč Skotskem v délce 110 km. 26.května 2001, po tříleté stavbě, byla tato vnitrozemská vodní cesta otevřena jako první za posledních 40 roků. Union kanál prokázal podobné řešení, skládající se z 3 800 m dlouhého nového kanálu, tří zdymadel, dvou akvaduktů, jednoho tunelu, vytěžení 147 000 tun zeminy a řady mostů.

Otočný výtah Falkirk umožnil pro tyto důležité kanály trvalé zvýšení provozu lodí a uživatelů této cesty, a podporuje rozvoj jak krátkých, tak dlouhých cest po celé délce této vodní cesty. Pro návštěvníky je zážitkem pozorovat plynulý pohyb výtahu po zajetí lodi do jedné z van výtahu na ramenech vážících 55 tun. Tyto vany slouží jako výtahové "klece", které mají pečlivě vyvážený objem vody a jsou uzavřeny těsnými vraty.

Konstrukce otočného výtahu

V letech 1994 až 1999 bylo provedeno mnoho návrhů výtahu poblíž města Falkirk. Finální návrh připomíná masivní kolo nesené čtyřmi rameny. Koncepce návrhu pro současný otočný výtah byla zpracována za tři týdny týmem 20 architektů, stavebních a strojních inženýrů.

"Je to elegantní, dramatická technologie 21.století, ale stále ještě konstrukce založená na vyzkoušených konstrukčních principech" řekl ředitel Hugh England stavební firmy Morrison.

Výzva k řešení

Při návrhu otočného výtahu byla použita různá konstrukční řešení, jejich primárním úkolem bylo zajistit, aby při provozu každá nádoba zůstávala ve vodorovné rovině. Každé rameno je otáčeno malými ozubenými koly, která zabírají po jednoduše zakřivené kolejnici upevněné na vnitřním kraji každého otevíracího ramene. Pro zajištění bezpečnosti slouží čepy instalované mezi vanami a rameny, zajišťující stejnoměrný pohyb van a udržující je ve vodorovné poloze.

Konstrukce otočného výtahu

Části otočného výtahu Falkirk, vážícího 1 200 tun byly vyrobeny a smontovány ocelárnou Butterley v Derbyshire. Bylo třeba složit jednotlivé díly dohromady (vážily až 270 tun) s přesností 10 mm, aby byl zajištěn dobrý výsledek. Uprostřed roku 2001 byla konstrukce rozebrána a dopravena na místo pomocí 35 nákladních vozů, pak znovu smontována a vyzvednuta na svoje místo pomocí jeřábu s nosností 1 000 t. Toto bylo zvládnuto během týdne.

Otočný výtah musí trvale nést a otáčet ramena s vanami, které jsou často zatíženy 600 t vody včetně lodi. Přes 15 000 šroubů spojuje 45 000 otvorů pro šrouby a každý šroub byl ručně dotažen. Jakmile bylo toto hotovo, kompletní otočný výtah byl vyzvednut na dočasně seřízenou konstrukci tak, aby mohl být připojen k akvaduktu. Tento postup vyžadoval toleranci pouze 1 mm.

Protože otočný výtah má pracovat 120 let, byly použity ve velkém množství velice trvanlivé materiály. Bylo použito:

• 7 000 m³ betonu
• 1 000 tun armovací oceli
• 1 200 tun konstrukční oceli
• 35 000 m² obkladu kanálu

Provoz otočného výtahu

Pro připojení ke kanálům Forth a Clyde a Union kanálům se použije výtah z armovaného betonu a dvojité zdymadlo. Hladiny vody se přesně sledují počítačovým systémem. Lodě najíždějící do horní nádoby se pohybují dolů do dolní nádrže i s vodou, ve které loď připlula. S využitím Archimédova zákona se napustí stejná tíha vody do dolní nádoby.

Díky jednoduché mechanice systém čepů zajišťuje přesné vyvážení ramen, systém ovládá skupina pouze deseti hydromotorů umístěných ve střední konstrukci. Pro otočení výtahu se spotřebuje 1,5 kWh. Toto množství energie pro zvednutí 330 t vody i s užitečným zatížením za 7 minut není větší než spotřeba energie pro uvaření vody v deseti varných konvicích.

Hlavní údaje

• Otočný výtah Falkirk je 35 m vysoký, 35 m široký a 30 m dlouhý.
• Otočný výtah stojí v kruhové nádrži o průměru 100 m s možností kotvení více než 20 lodí.
• Kanály Forth a Clyde a Union kanál jsou od sebe přibližně 2 km vodorovně a 34 m svisle vzdáleny.
• Hydraulické čerpadlo ve strojovně otočného výtahu pohání zařízení s 1/8 otáčky za minutu.
• Otočný výtah může dopravovat současně až 4 lodě dlouhé 20 m.
• Otočný výtah u města Falkirk je jedním z pouze dvou lodních výtahů ve Velké Britanii.

Překlad z článku Lee Freelanda, částečně zkráceno. Uveřejněno se souhlasem vydavatele EW p. R. S. Caporaleho.

Poznámka správce oboru: povšimněte si předpokladu délky provozování zařízení, které je plánováno na 120 let.