|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Метрополітен. Історія винаходу та виробництва
Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас Метрополітен (від фр. metropolitain, скор. від chemin de fer metropolitain - "столична залізниця"), метро (фр. metro, англ. underground, амер. англ. subway) - у традиційному розумінні міська залізниця з курсуючими по ній маршрутними поїздами для перевезення пасажирів, інженерно відокремлена від будь-якого іншого транспорту та пішохідного руху (позавулична). У загальному випадку метрополітен - будь-яка позавулична міська пасажирська транспортна система з маршрутними поїздами, що курсують по ній (наприклад, міська монорейка). Рух поїздів у метрополітені регулярний, згідно з графіком руху. Метрополітену властиві висока маршрутна швидкість (до 80 км/год) та провізна спроможність (до 60 тис. пасажирів на годину в одному напрямку). Лінії метрополітену можуть прокладатися під землею в тунелях, поверхнею та на естакадах (особливо це характерно для міських монорейок). Перша підземна дорога з'явилася у Лондоні. Її відкриття відбулося 10 січня 1863 року. Довжина лінії досягала лише 6 кілометрів, а обсяг перевезень за день становив лише 26000 осіб. Пасажирський поїзд вів локомотив, який працює на парі. Від спалювання вугільного палива утворювалося багато диму та сажі. При проходженні тунелю двері вагона мали бути закритими, про що нагадувало оголошення: "Проїзд тунелем у відкритому вагоні смертельно небезпечний". Так було до 1906 року, коли ділянку підземки електрифікували.
Після лондонського досвіду метробудування набуло розвитку в інших американських та європейських містах. В 1868 була побудована перша лінія в Нью-Йорку, потім в Чикаго, Бостоні, в 1896 з'явилося метро в Будапешті і Глазго. У Парижі перша лінія метро почала діяти 1900 року. Спроби створення метрополітену у Москві відносяться до початку XX століття. У 1902 році Московська міська дума в присутності репортерів газет заслухала повідомлення інженера Балинського про "Побудову позавуличної залізниці в Москві", в якому автор проекту виклав перевагу нового виду транспорту - метрополітену та прибутковість заходу для вкладників коштів у створення "позавуличної залізниці". Рішення думи було коротким: "Пан Балінському в його домаганнях відмовити". Так було поховано інженерну ідею, втілитись у життя якої судилося лише за Радянської влади.
Розвитку вітчизняного метробудівництва започаткував Московський метрополітен, перші лінії якого вступили в дію у 1935 році. Перші лінії Кіровсько-Фрунзенська від станції "Сокільники" до станції "ЦПКіО імені Горького" та "Арбатська" від "Охотного ряду" до "Смоленської" мали загальну протяжність лише 11,4 кілометра та 13 станцій. Лінії метрополітену будуються трьох типів: глибокого, дрібного закладення та наземного, що відповідає способам їх прокладання - закритому (тунельному) та відкритому. Кожен спосіб прокладання лінії має власну технологію. Будівництво метрополітену в закритий спосіб ведеться на ділянках зі складною містобудівною ситуацією, коли на трасі майбутньої лінії знаходяться щільна цінна забудова, великі інженерні споруди. На вільних територіях у периферійних зонах міста, що освоюються, лінії метрополітену будуються частіше дрібного закладення або відкритим способом. Прикладом останніх можуть бути Філевська лінія у Москві та Дарницька у Києві. Вартість будівництва метрополітену у відкритий спосіб значно нижча, ніж закритим, що багато в чому пояснюється різною технологією робіт. При відкритому способі котловани для тунелів риють безпосередньо з землі. При закритому - спочатку необхідно пройти вертикальний виробіток ґрунту на глибину закладення майбутнього тунелю, тобто спорудити шахтний ствол.
Для проходки стволів застосовуються спеціальні бурильні установки. Перші повністю автоматизовані шахтні бурильні установки почала випускати японська фірма "Те коге" у 1970-ті роки. Система автоматичного управління таких установок дозволяє проводити весь цикл збурення вибою без участі людини за програмою, підготовленою заздалегідь і введеною в її комп'ютер у вигляді перфострічки. Це нагадує операцію на верстатах із числовим програмним керуванням. Об'єм пам'яті комп'ютера досить великий, що дозволяє вводити програми з безліччю даних. Перехід від одного режиму до іншого здійснюється натисканням кнопки на пульті управління установки. Для проходки тунелів метрополітену найчастіше використовується щитовий метод. Застосування прохідницького щита, що є горизонтальним сталевим циліндром, по контуру якого укріплені домкрати, дозволяє уникнути опади розташованих на поверхні будівель при виїмці грунту з тунелю. Усередині такого щита будується обробка тунелю, тобто його покриття, постійне кріплення. Вона виконується або із збірних чавунних елементів (тюбінгів), що застосовуються у водоносних ґрунтах, або із залізобетонних - для сухих ґрунтів. Елементи обробки мають вигляд кілець різного діаметру: для станцій метро – 8,5 метра, для перегінних тунелів між станціями – 5,5 метра. Іноді обробку тунелів влаштовують із монолітного бетону, використовуючи для цього спеціальні бетононасоси. Рідкісна в практиці споруда такого оброблення пояснюється необхідністю сушіння протягом тривалого часу до повного твердіння бетону. Щитові методи – екологічно чистий спосіб зведення метро. Тому триває вдосконалення устаткування, що застосовується для проходки - підвищення надійності екскаваторних щитів, використання агрегатів роторного типу та обладнання зі ковзною опалубкою, модульного щитового обладнання та засобів автоматичного управління. Тунельні споруди, призначені для тривалої експлуатації, піддаються впливу ґрунтових вод, здатних спричинити корозію металевих конструкцій. Корозія небезпечна ще тим, що викликає в тунелях при русі електропоїздів блукаючі струми, що посилюють процес руйнування, що почався. Тому метробудівники приділяють серйозну увагу вдосконаленню технології спорудження тунелів та підвищенню гідроізоляційних якостей обробних матеріалів - бетону та ін. Усунення надмірної вологості повітря в тунелях та на станціях служить також посилена штучна вентиляція. При будівництві станцій, найскладніших споруд метрополітену, виконується найбільший обсяг робіт, що потребує багатьох фахівців - від монтажників, електриків до архітекторів, дизайнерів. Особливо трудомісткі оздоблювальні роботи, що вимагають не тільки майстерності будівельників, а й використання різноманітних природних та штучних матеріалів, зокрема, що покращують якість гідроізоляції, особливо на лініях, що споруджуються відкритим способом. Московським метробудівникам вперше вдалося застосувати полімерні матеріали – стелю станції "Чеховська". На вітчизняних метрополітенах розроблено та впроваджуються сучасні машини та механізми для виконання ремонтних та профілактичних робіт з утримання колійного господарства, електромеханічних пристроїв, діють потокові лінії, діагностичні комплекси для ремонту рухомого складу та ін. Широко впроваджується автоматизація виробництва: телемеханіка для управління та контролю за експлуатацією пристроїв електропостачання, електромеханічних установок та ескалаторів. Сучасний метрополітен – складний комплекс технічних систем, що працюють злагоджено, чітко та швидко. Вдень поїзди прямують через 3-5 хвилин. У годину пік інтервал руху може скорочуватися до хвилини. У машиніста кожного складу є графік, у якому з точністю до секунди вказано час прибуття на станцію та час відправлення. Графік звіряють з інтервальним і календарним годинником. Інтервальний годинник показує, чи не спізнюється попередній поїзд, а календарний - чи вчасно слідує цей поїзд. Швидкість руху поїздів регулює автоматична система, яка контролює та дії машиніста. Так, під час під'їзду до станції автоматично включається гальмування. Машиніст зобов'язаний натисканням кнопки його вимкнути і вести потяг вручну: вздовж перону стоять люди, і в разі потреби автоматика не зреагує. Якщо ж натиснути кнопку, склад зупиниться. Метро провітрюють через витяжні шахти. Поїзд у тунелі діє як поршень, виштовхуючи повітря через шахту, що знаходиться попереду, і засмоктуючи його з тієї, яку минув. Однак на деяких ділянках з інтенсивним рухом через роботу моторів і гальм іноді настільки піднімається температура повітря, що доводиться нагнітати або відкачувати повітря додатково. За мікрокліматом різних ділянках лінії спостерігає спеціальна система. Дані надходять до центральної диспетчерської, яка дає команди на включення потужних повітряних насосів. Ця диспетчерська – "мозковий центр" метро. Вона пов'язується зі службами підземного господарства: по радіо - з машиністами та локомотивними бригадами, по селекторному зв'язку - з черговими станціями. Комп'ютери стежать за тим, щоб вся система працювала злагоджено, дотримувалися інтервали в русі поїздів та не виникало надзвичайних ситуацій.
Якщо центральна диспетчерська - "мозок" метрополітену, його "кровоносна система" - енергопостачання. Для більшої надійності електричний струм подають від двох незалежних підстанцій: якщо одна вийде з ладу, то автоматично підключиться інша. Крім того, для аварійного освітлення передбачено акумуляторні батареї. За роки, що минули після пуску московського метро, змінилося чотири основні типи та кілька модифікацій вагонів. Зараз з'явилася нова модель - високошвидкісна, комфортабельна та ультрасучасна "Яуза". Ця модель світового класу із чудовим сучасним дизайном готується до випуску Митищинським машинобудівним заводом. "Яуза" - перший в історії російського метробудування вагон із модульних конструкцій. Його розробка розпочалася ще наприкінці 1980-х років. Провідні дизайнери проекту – Ю.Г. Бусигін, Н.І. Кузнєцов, В.М. Обухів та Н.В. Усольців. Про новий поїзд розповідає головний технолог ЗАТ "Метровагонмаш" Сергій Вікторович Безрукавний: "У конструкції враховані всі вимоги до сучасного рухомого складу, особливо вимоги безпеки. По-перше, кузов "Яузи" сталевий - і нехай нас не спокушають ніякими алюмінієвими сплавами, це небезпечно! Звичайно, вони дають економію ваги, але при пожежі, особливо коли його не вдається швидко згасити, від алюмінію нічого не залишається... Ви, звичайно, знаєте про торішню НП у тунелі під Ла-Маншем: спалахнув швидкісний поїзд... Алюмінієві вагони не те що "потекли" - згоріли! Оскільки ми відмовилися від алюмінію, зменшувати масу тари – кузова плюс візків – довелося іншими способами. Ми виготовили кузов "Яузи" з високоміцної нержавіючої сталі із застосуванням прецизійного зварювання - що дозволило заощадити близько 1,2 тонни. Алюміній дав би 3, але... Тепер про інші аспекти безпеки. Система керування повністю автоматизована. У кабіні машиніста встановлено бортовий комп'ютер, у якому закладено дві програми: одна задає графік руху, інша стежить точністю його дотримання. Якщо на якійсь ділянці машиніст перевищив швидкість, друга програма дає команду на автоматичне гальмування. ...У кожному вагоні розміщені температурні та димові датчики - комп'ютер реагує на їх сигнали та приводить у дію автоматичну систему пожежогасіння. Останнє здійснюється двома способами: в апаратному відсіку та скрізь, де немає людей, - газом спеціального складу, а в салоні особливі колби вибризкують у повітря водяну хмару. І жодних вогнегасників! ...Ще одна новація - бортова система сигналізації. У старих вагонах на щиті приладів є група лампочок технічної діагностики: щось не спрацювало - загоряється відповідна лампочка, і машиніст знає, що трапилося. В "Яузі" по-іншому: є лише одна лампочка, яка при будь-якій неполадці яскраво спалахує червоним світлом - для машиніста цей сигнал означає, що треба глянути на дисплей комп'ютера, а там уже все виведено відкритим текстом - де, що і чому. Переваги такої системи очевидні. У кузова "Яузи" нетрадиційний перетин. Воно не прямокутне – є радіусна частина, що дозволила більш раціонально вписати вагон у тунель круглого перерізу та збільшити місткість на 30 осіб. Аеродинамічні випробування показали зниження лобового опору на 20%. Практична швидкість поїзда – 48 кілометрів на годину. Зараз, наприклад, вона ледве сягає 41. Ходова частина вагона - з пневматичною підвіскою, що підлаштовується до миттєвих значень навантаження. Важливий чинник – економія електроенергії. В "Яузі" застосували систему рекуперативного гальмування - з вивільненням "зайвої" енергії у генераторному режимі тягових двигунів. У кабіні просторо, приладова дошка виконана ергономічно, встановлений кондиціонер. Освітлення в салоні "Яузи" щедріше і водночас м'якше, ніж у старих вагонах. Застосовано систему примусової вентиляції. Підземні та надземні вестибюлі метрополітену збагатили архітектуру багатьох міст світу. Але московський метрополітен має унікальні за архітектурно-мистецьким виглядом станції. Не випадково взято під охорону держави як пам'ятники архітектури три найкращі станції перших ліній: "Червоні ворота", "Маяківська", "Кропоткінська". Кожна станція московського метро має свій індивідуальний образ, а сукупність станцій утворила неповторний архітектурний ансамбль. В обробці колон, пілонів, сходів широко застосовані мармур, граніт, метали, кераміка, скло.
У Парижі приділяється особлива увага архітектурній виразності станцій метрополітенів, експрес-метрополітенів, синтезу в оформленні наземної та підземної інфраструктури. Входи в наземні та підземні споруди позначаються чітким маркуванням напряму руху пасажирів. З метою залучення пасажирів у паризькому метро використовуються витвори мистецтва. Так, на станції "Лувр" було виставлено скульптуру єгипетського фараона із запасників всесвітньо відомого музею. Японські архітектори, проектуючи пересадну станцію "Умеда" в Осаці, ввели всередину будівлі за допомогою спеціальних гідротехнічних споруд невелику річку, яка створює на кожному поверсі оригінальні водні поверхні та каскади, а світлові ефекти та зелені насадження надають більшої привабливості інтер'єрам будівлі. Автор: Муський С.А.
▪ Вогонь ▪ лазер
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Сервіс захисту гаджетів від води ▪ Працювати вночі небезпечно для здоров'я ▪ Розумна кришка молочного пакету ▪ USB-мікрофон студійного рівня Roccat Torch
▪ Розділ сайту Життя чудових фізиків. Добірка статей ▪ стаття Похідний холодильник. Поради домашньому майстру ▪ стаття Коли почалося і закінчилося Середньовіччя? Детальна відповідь ▪ стаття Діоскорея кавказька. Легенди, вирощування, способи застосування
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page