Ворота в Панамському каналі

Одні із самих великих воріт у світі встановлені на Панамському каналі, які сміливо можна назвати шедевром інженерної думки і втілення її в реальність. Складно собі уявити, як ворота витримують таке величезне тиск мільйонами тонн води і просто нереальну інтенсивність роботи, адже через канал щорічно проходять тисячі суден. Будівництво каналу почалося в 1904 році і тривало майже 10 років, тисячі робітників та інженерів, мільйони тонн бетону і металу – сьогодні дають можливість суднам, проходити через канал істотно економлячи час, і грошові витрати. Замість 14-ти денного подорожі навколо Південної Америки, всього за один день кораблі проходять від Атлантичного до Тихого океану. Канал – це величезний механізм, постійно вимагає великих зусиль для підтримки і обслуговування, всі складові якого стратегічно важливі. Ворота – одні з найбільш важливих елементів, без яких канал не зміг би функціонувати.
Двостулкові ворота орного виду. Стулки встановлені під кутом до 26 градусів, по відношенню до площини поперечного перерізу шлюзу. Конструкція воріт показана на малюнку №1. Парні комплекти воріт встановлені для запобігання випадкових непередбачуваних ситуацій. Під час проходу суден довжиною до 270м, подвійні комплекти замикаючі шлюзи як верхніх так і нижніх воріт, повністю можуть бути закритими. Судна 270-300 м довгою роблять зупинку тільки при одних відкритих воротах, а при спуску і підйомі подвійні ворота завжди мають закрите положення. Так само існують і проміжні ворота, розділяють шлюзи на декілька частин, для проходження менш габаритних кораблів. Всього в каналі встановлені 46 воріт. Ширина всіх стулок однакова - 19,5 м, товщиною 2,1 м, а ось висота коливається від 14,3 до 25 м. Вага воріт в залежності від розміру стулок від 350 до 670 тонн. Вражаючі 54400 тонн – сумарна вага всіх воріт у Панамському каналі.
Стиковка стулок в місцях з'єднання між собою, а так само зі стінами самого шлюзу, показана на малюнку №2 і №3, що має найвищий клас захисту водонепроникності, показав чудові результати при практичних випробуваннях.
Дерев'яні бруси в гумовій оболонці служать порогом, розташованим в місці кріплення нижнього кінця в підп'ятнику (рис. №4). Верхня ж частина оснащена шипом, обертання якого здійснюється в петлі, інтегрованої в стіні шлюзу (рис. №5).
Механізм відкриття воріт (рис. №6). Це було абсолютно інноваційним застосуванням технологій в часи будівництва каналу та встановлення воріт. Механізм складається з горизонтального штока, з допомогою шарнірів сполученого з кінцем верхній частині стулки, іншим кінцем до величезної шестірні біля її зовнішньої окружності. Рух шестерні забезпечує особливо потужний електромотор використовуючи зубчасту передачу. Найменш низька швидкість пересування стулок розрахована на старті і фініші дистанції, тобто під час максимального гідравлічного опору. Механізм, який відповідає за рух воріт, а так само більшість його складових, розташований в окремих приміщеннях, передбачених при будівництві, у стінах шлюзів з'єднуються спеціальними тунелями. Централізована система управління знаходиться в окремому приміщенні. В ньому зроблено управління стіл, на якому є мініатюрний вид шлюзів, за пересування яких можна спостерігати в режимі реального часу, так як йде повноцінне відображення руху воріт, засувок і запобіжних ланцюгів. +Безпека та захист роботи воріт відповідають простягнуті ланцюга поперек шлюзів, від ймовірних ударів кораблів про них. Гідравліка управляє рухом, регулюванням, а так само натяжкою ланцюгів. Ланцюг служить поступової зупинкою судна, що наразилося на неї. Доказом того є факт зупинки судна вагою 16 тисяч тонн, рух якого було 4 кілометри в годину, без жодного ушкодження як самого судна так і ланцюги, приблизно на відстані 15 метрів. При опусканні ланцюга, корабель пропускається.
Монтаж воріт мав багато труднощів, враховуючи необхідність правильно забезпечити розподіл навантажень ваги, організувати неймовірно складну роботу по навісу воріт на вихідні позиції і при цьому на виході отримати повну непроникність води. З клепаних балок збиралися окремі частини стулок, які транспортувалися на місця установок в цілісному стані. Велику вагу воріт вимагав чимало одиниць механічної техніки для переміщення воріт. Були споруджені 8 мостів для складання 16 стулок за один проміжок часу відразу. Десяток кранів парового типу здійснювали пересування і підйом всіх частин воріт. Філігранна точність всіх розрахунків була просто вражаючою, при установці відхилення від відповідних креслень стійок воріт мали всього 3мм, а не відповідності по висоті всього 6,3 мм. Після складання каркасів, воріт, наступним етапом було зашити їх металевими листами з допомогою заклепок. Всього на всіх встановлених воротах більше 4 мільйонів заклепок. Після неймовірно важкої задачі з монтажу опорних елементів, яка вимагала максимальної точності в розрахунках, ворота навісним способом встановлювалися за допомогою спеціального споруди, яка мала вигляд двох великих ферм, закріплених до стулок воріт з двох сторін (рис. №7).
Стоячи на роликах, ферми були креплены на підставах. Клиновий спосіб був двигуном пересування, за допомогою якого відбувалося підняття ферм. Таким чином, відбувалася завершальна стадія установки, пересуваючи стулку до місця кріплення, і саджали її на спеціальні кріплення внизу і вгорі на петлю верхнім шипом.
У цій статті ми постаралися детально розповісти про видатного творі в будівельній галузі, про одних з самих великих воріт у світі. Важко представляється як все це змогли втілити в реальність фахівці того часу, адже будівництво каналу і воріт відбувалося на самому початку 20-го століття.
Цікавий факт, у серпні 2013 року, для Панамського каналу були виготовлені нові ворота, які майже місяць транспортувалися з Італії. Габарити вантажу: довжина 57 метрів, ширина близько 10-ти метрів, а висота більше 30-ти метрів. Вага воріт за даними адміністрації каналу – 52 000 тонн. На фото можна побачити момент транспортування.