نوع خاص من المصاعد الثقيلة

غريتا وبروم والسفينة يرفعون نيديرفينو شمال برلين

في نهاية أغسطس، زار مؤلفك رافعة السفن Niederfinow على قناة Oder-Havel، على بعد حوالي 60 كم شمال شرق برلين، ألمانيا. ولأسباب تتعلق بالسلامة، تم ارتداء سترات النجاة خلال الجولة. في طقس الصيف الجميل، يمكن رؤية المعلم شاهقًا في الريف الرملي المسطح المحيط من مسافة بعيدة. تتم حراسة موقع المصنع من قبل، من بين أمور أخرى، الإوزة غريتا، والتي بسبب جناحها المكسور تبقى في ألمانيا (حتى خلال فصل الشتاء) لسنوات عديدة ويتم تغذيتها بانتظام.

قام يورج شوماخر، رئيس العمليات المحلية في هيئة الممرات المائية والشحن في Oder-Havel (Wasserstraßen- und Schifffahrtsamt WSA)، شخصيًا بجولة لمدة 3 ساعات في المنشأة الجديدة والمنشأة القديمة المجاورة. نظرًا لأنه شارك بنشاط في البناء الجديد منذ الدقيقة الأولى من التخطيط وكان أيضًا مدير العمليات للمنشأة القديمة منذ عام 2001، فقد قدم رؤى عميقة حول التخطيط ومرحلة البناء وتشغيل كلا المصعدين. وفي غضون ذلك، قام بنقل خبرته إلى أماكن بعيدة مثل الصين. وفي سد الخوانق الثلاثة في نهر اليانغتسي، تعتمد عملية تشغيل وصيانة مصعد السفن على النظام الألماني.

تاريخنا

يوجد في هذا الموقع الآن أربعة أجيال من التركيبات التقنية للتغلب على اختلافات الارتفاع في القناة.

قناة فينو عام 1620

تم بناء قناة فينو بين عامي 1605 و 1620، وبعد الدمار الذي لحق بها خلال حرب الثلاثين عامًا، تم ترميمها من عام 1743 فصاعدًا بمرسوم من الملك فريدريك الثاني.

قفل الدرج 1914

تم تشكيل الجيل الثاني من درج مغلق من أربع مراحل بارتفاع رفع 4 × 9 م، والذي كان قيد التشغيل من عام 1914 إلى عام 1972. ويقع مباشرة شمال المصعد الجديد، ويمكن رؤية بقاياه غير المعبأة بوضوح من فوق. يقع الهويس الأدنى على اليمين والهويس الثالث على اليسار بمسافة 200 متر. في ذلك الوقت أيضًا، كان يتم النظر بالفعل في عملية الرفع الأولى، ولكن تم تأجيلها بعد ذلك بسبب الحرب العالمية الأولى. تم قطر السفن بواسطة ثماني قاطرات كهربائية، لا تزال إحداها محفوظة حتى اليوم.

رفع السفن 1934

يبلغ ارتفاع النصب الصناعي المدرج 52 مترًا، وأعلى نقطة فيه هي الرافعة. العرض 27 م والطول 94 م وعمق الحوض 8 م. بلغت تكلفة المصعد 27.5 مليون مارك ألماني، أي ما يعادل 126.5 مليون يورو اليوم. تم استخدام اثنين وسبعين ألف متر مكعب من الخرسانة و18,000 طن من الفولاذ وحوالي 1.5 مليون برشام. وسيظل قيد التشغيل على الأقل حتى انتهاء صلاحية الضمان على المبنى الجديد.

ينقل مصعد لوديج، الذي يعود تاريخه إلى عام 2000، الموظفين وكاتب هذه السطور إلى مستوى ممر الزوار أو قاعة بكرات الحبال. تقع آلات المصعد الحوضي مباشرةً فوق الحوض، وتُشغَّل بأربعة محركات كهربائية تعمل بالتيار المستمر بقدرة 55 كيلوواط، والتي بدورها تُشغِّل الرافعات. تستهلك عملية الرفع الواحدة حاليًا حوالي 12 يورو من الكهرباء. يقع محرك التشغيل وعلبة التروس رباعية المراحل مباشرةً على عمود الدوران. وبمجرد سماع إشارتين صوتيتين، يبدأ الحوض بالتحرك.

تُجرى العمليات يدويًا وبضغطة زر. في غرفة المحرك بالجانب الشرقي، يُتحكم في مُنظم السرعة عبر مقاومات كهربائية، تمامًا كما هو الحال في الترام القديم. يحمل مفتاح التوقف الطارئ اسم "بروم" (بمعنى سيارة هامر). لا تزال لوحة التحكم تحمل ملصقاتها الأصلية بأحرف قياسية. جهاز تسجيل السرعة فقط هو الجديد، وقد تم تحديثه رقميًا بواسطة شركة إندريس + هاوزر. المكتب مُغطى بغطاء الأرضية الأصلي.

توفر مضخة زيت التشحيم نظام التشحيم المستمر. يتم تغذية المحامل العادية المخدوشة بالزيت الجديد كل عامين. لقد تم تصميمها كمحامل تشحيم حلقية. يتم تخزين كافة أجزاء الآلة في الأصل كقطع غيار.

بينهما، في الجزء السفلي من الأرضية، يوجد الحوض الصغير، الذي يبلغ طوله حوالي 90 مترًا، ومنه يتم نقل الحوض المملوء، الذي يزن حوالي 4,300 طن، لأعلى ولأسفل.

التثبيت متصل بـ 256 حبلاً. كل ثمانية حبال تدعم العارضة المتقاطعة بحزمة ثقل موازن. يزن الحبل الواحد 900 كجم ويبلغ قطره 52 ملم. وفي عام 1984، تم تجديد الحبال بالكامل لأول مرة منذ 50 عامًا. بحلول فبراير 2023، تم استبدال جميع حبال التعليق مرة أخرى. تزن السلاسل التعويضية الأربعة إجمالي 90 طنًا. يمكن لنظام الأمان الذي يتكون من عمود فكي ومسمار أن يمسك بما يصل إلى 2,400 طن.

تخطيط وبناء وتشغيل المصنع الجديد

أصبح البناء الجديد ضروريًا بسبب الحجم المتزايد للسفن اللازمة لتأمين حركة الشحن بين برلين بألمانيا وميناء شتشيتسين ببولندا. يعد المصعد جزءًا من الممر المائي E70 من روتردام في هولندا إلى كلايبيدا في ليتوانيا. هناك مشكلة فنية أخرى تتمثل في أن الفولاذ المستخدم في التركيب القديم أصبح هشًا.

التخطيط

لقد تم بالفعل إجراء الاعتبارات الأولية في التسعينيات. سيتطلب المصعد أقل كمية من المياه التي يتم تبادلها بين نهري هافيل وأودر. نظرًا لعدم وجود اتصال مائي في الأصل بين هذين النهرين، فقد أنشأ الهيكل مستجمعًا مائيًا اصطناعيًا بين بحر البلطيق وبحر الشمال.

لا يتجاوز تذبذب مستوى الماء في المدخل عادةً نصف متر تقريبًا. أما مستوى الماء في الأعلى فيرتفع بمقدار 36 مترًا. في حال حدوث فيضان، يجب إزالة جميع الأجزاء المتحركة فوق مستوى الماء. في المصنع القديم، كان هذا يتطلب إنذارًا قبل يومين. أما في المصنع الجديد، فإن المستويات السفلية المعرضة للفيضان تكون شبه خالية، وكذلك جميع مستويات الطابق السفلي؛ ومع ذلك، لا تزال مكونات الآلات الثقيلة موجودة.

أفاد شوماخر أنه شارك في التخطيط كممثل للإدارة الفيدرالية للممرات المائية والشحن (WSV). في عام 2001، تم تقديم المسودة الأولية الأولى للموافقة عليها من قبل مكتب Beulke المعماري. تم اتخاذ القرارات الأساسية مثل توجيه البوابات من قبل وزارة البناء الفيدرالية. تم تنفيذ إجراءات الموافقة على التخطيط في الفترة 2004-2005. ثم بدأ البناء بوضع حجر الأساس في 23 مارس 2009، والتشغيل في 4 أكتوبر 2022.

بالطبع، رُوعيت جميع اللوائح والمعايير القانونية المعمول بها أثناء التخطيط. فعلى سبيل المثال، تخضع الأبراج لإرشادات بناء المباني الشاهقة في ولاية براندنبورغ. أما الهندسة الهيدروليكية، فتخضع في معظمها للوائح الإدارية الخاصة بالمكتب. وتتوافق مصاعد الركاب المُركّبة مع معيار EN 81.

عملية البناء

تم في البداية رفع الأعمدة الأربعة وأعمدة دعم بكرة الكابل بالتساوي إلى ارتفاع يقل قليلاً عن 55 مترًا فوق مستوى سطح الأرض. بعد ذلك، تم وضع دعامتي بكرة الحبال الفولاذية، وزن كل منهما حوالي 1,000 طن، على الجانبين بينهما وتم إدخال بكرات الحبل. ثم تم وضع الحبال وتعليق الأثقال الموازنة. امتلأ الحوض بالرمل. بعد ذلك، قام الوزن الإجمالي البالغ 7,000 طن بسحب الأبراج، التي تم تشكيلها مسبقًا ومائلة إلى الداخل، إلى الوضع الرأسي. وأخيراً تم إنشاء جسر القناة أمام الحوض البالغ طوله 66 متراً وعرضه 22 متراً وارتفاعه 8 أمتار تقريباً.

بعد تشييد الهيكل الذي يبلغ عرضه ما يزيد قليلاً عن 46 مترًا وطوله 133 مترًا، بدأت الهندسة الميكانيكية. تم رفع جميع المكونات في أجزاء فردية بواسطة الرافعة، وتم لحامها ودعمها.

وبلغت التكلفة الإجمالية للمصعد 520 مليون يورو. الشركات المشاركة في البناء هي شركة Bilfinger Construction للإنشاءات الخرسانية المسلحة، أي الحوض والهيكل الداعم؛ DSD Brückenbau (بناء الجسور) للإنشاءات الفولاذية، أي الحوض الصغير وجسر القناة؛ يوهان بونتي باونتيرنهمونج (البناء) لأعمال الحفر والهندسة المدنية الخاصة، وكذلك SIEMAG TECBERG للهندسة الميكانيكية، أي القيادة في الحوض الصغير والسلامة. تم نقل حوالي 1,200,000 متر مكعب من الأرض. تم استخدام ما يقرب من 65,000 متر مكعب من الخرسانة والخرسانة المسلحة، وحوالي 3 طن من حديد التسليح وحوالي 10,070 متر مربع من صفائح الفولاذ.

استعمال

تستغرق عملية الرفع أو الخفض حوالي 20 دقيقة لكل منهما. فهو مجاني للمستخدمين. وفي ألمانيا، لا تزال أقفال موزيل وقناة كيل فقط هي التي تخضع للرسوم. الكهرباء الإضافية مطلوبة فقط للثايرستور في الشتاء. كما أن السخانات لا تعمل في الصيف. وكلاهما لهما تأثير على تكاليف التشغيل.

يستخدم المصعد البحري سنوياً حوالي 4,000 قارب نزهة، و4,500 سفينة ركاب، وما بين 6,000 و8,000 سفينة شحن. يبلغ أقصى طول للسفن 83.5 متراً عند المصعد القديم، و113 متراً عند المصعد الجديد. ومن بين البضائع المنقولة، الصلب والخردة، بالإضافة إلى قطع غيار الآلات الكبيرة، مثل تلك المستخدمة في توربينات الرياح. ومع ارتفاع أسعار الطاقة، عاد الفحم الحجري إلى النقل البحري. لا تزال الحاويات غير متوفرة حالياً، ولكن من المتوقع أن تشكل نسبة أكبر من الشحنات خلال خمس سنوات.

ويزور المرافق ما بين 120,000 و130,000 سائح كل عام. وتم إنشاء مركز معلومات خصيصًا لهذا الغرض. وفي الوقت نفسه، تم تسليم رعاية السياح إلى البلدية، كما هو متوخى في المفهوم.

الصيانة بما في ذلك الخدمة وخبرة التشغيل الأولية

المصنع في وضع التعزيز، حيث يتم قياس الانقطاعات وتعديل مكونات المصنع. لم يتم التخطيط للمراقبة الكاملة للمصنع. لا يمكن اكتشاف العديد من النقاط وتقييمها إلا بالعين البشرية مع الخبرة.

يجري حاليًا تطوير مفهوم الصيانة ومواصفات الخدمة استنادًا إلى الخبرة التشغيلية الأولية، سواءً الجديدة أو القديمة، بالإضافة إلى مواصفات الموردين. ويتضمن هذا المفهوم حاليًا حوالي 1,000 موضوع مُقسّم إلى مكوناته الفردية. وخلال فترة الضمان التي تمتد لخمس سنوات، سيتولى التحالف تنفيذ هذا العمل. ويجري حاليًا البحث عن موظفين من الشركة لتدريبهم على تولي جزء من العمل في موعد لم يُحدد بعد.

تجري WSV فحصًا كل عام. كل ثلاث سنوات، هناك شيك صغير. كل ست سنوات، يتم إجراء فحص هيكلي كامل. ويمتد هذا لأكثر من عام ونصف ويتم تنفيذه جزئيًا أثناء التشغيل المستمر، ولكنه يتطلب أيضًا بعض عمليات إيقاف التشغيل.

كانت بعض المكونات معيبة بالفعل، مما أدى إلى توقف العمل ثلاث مرات لمدة ستة وتسعة أيام وأربعة أسابيع. وبما أن المحطة القديمة تعمل بالتوازي، فإن ذلك لم يؤد حتى الآن إلى أي انقطاع في تشغيل الممر المائي ككل. يتم حاليًا تخزين عدد كبير جدًا من المكونات كقطع غيار. وفي أوائل هذا الصيف، وصل مخزون قطع الغيار إلى 98%.

تشغيل المصنع الجديد

إنه مصعد عمودي مزود بتوازن يعمل وفقًا لمبدأ أرخميدس لعام 236 قبل الميلاد: يظل وزن الحوض كما هو مع وجود السفينة فيه، لأن هذا دائمًا ما يزيح كتلة الماء الخاصة به.

الهياكل والأجزاء المتحركة فيها

تتكون المنشأة من أربعة أبراج في كل زاوية، يقترب منها جسر قناة من الأمام ويتصل بالمصعد في المنتصف على اليمين واليسار. ويتم مراقبتها بـ 16 كاميرا للتشغيل و20 كاميرا أخرى لشبكة المسارات والبوابات. يتم تأمين الوصول إلى المنشأة من خلال نظام قفل إلكتروني. أبواب الأمان مقفلة بالمغناطيس.

ثلاثة مصاعد من شركة FB في ثلاثة أبراج تنتقل من الطوابق -3 إلى 12، ومن 0 إلى 12، ومن -1 إلى 13. وتقع محركات المصاعد في الطابق الثالث عشر. كما توجد هناك أيضًا محطة التحكم المركزية، بالإضافة إلى نظام تعزيز ضغط المياه ونظام تجميع مياه الصرف الصحي. وتتوفر أيضًا مراحيض خالية من العوائق ومطبخ. تفصل غرفة معادلة الضغط المتحركة محطة التحكم عن الصرح.

سيتم تشغيل مركز التحكم للمصعد الجديد على أساس نوبتين من الساعة 05:30 إلى الساعة 14:15 ومن الساعة 14:00 إلى الساعة 22:30. نظرًا لأن هذا ممر مائي فيدرالي، سيكون هناك دائمًا مشرف مناوبة بالإضافة إلى مشغل واحد على الأقل للمنشأة الجديدة ومشغل واحد للمنشأة القديمة (الصيف 09:00 إلى 18:00، الشتاء 10:00 إلى 16:00) في الموقع في وقت واحد للتكرار. يتم تشغيل مصعد السفينة القديم بواسطة مشغل واحد فقط في الموقع. في حالة الخدمة أو الفشل، يتم ذلك أيضًا على المحطة الجديدة في محطة التحكم الأمامية أو باستخدام جهاز التحكم عن بعد اللاسلكي.

من المعبر عند جسر القناة، يؤدي المنظر إلى الحوض الصغير عبر بوابات الجزء الدوار المقاومة للماء وأنظمة الحماية من الصدمات. وكإجراء احترازي ضد المتوسطات، على سبيل المثال، إذا كانت السفينة غير قادرة على التوجيه، فإن الحبال الموجودة في الحوض تحمي من الفقدان الكامل للبوابات. إذا اشتعلت النيران في سفينة في الحوض، يتم تبريد الحبال برذاذ الماء باستخدام نظام تبريد يتكون من مضخات عالية الأداء ونظام أنابيب.

يبلغ طول الحوض 115 مترًا، ويبلغ طوله أقل بقليل من 126 مترًا وعرضه من الخارج 12.5 مترًا. عند ملئها، تزن حوالي 9,800 طن. يتحرك في حوض يبلغ عرضه أقل من 28 مترًا وعمق الماء 4 أمتار. توجد سلالم قابلة لضبط الارتفاع في الحوض الصغير للسماح بالإخلاء عند أي مستوى من الحوض الصغير.

تم استخدام الخرسانة المقاومة للماء في مستويات الطابق السفلي الأربعة. يوجد هنا المحمل المحوري للبوابة أمام الحوض الصغير. وفي وقت الزيارة، كانت بوابة 51 طنًا مفتوحة، مما يعني أنها تستقر في قاع الحوض الصغير. يمكن للمضخات تصحيح مستوى الماء في الحوض الصغير (العكس). تم جلب معدات الرافعة للتركيب والخدمة في مرحلة مبكرة من البناء.

المكونات الميكانيكية والكهربائية وضوابطها

تعمل الوحدة بـ 256 حبلًا مطليًا بالزنك، فيتآكل الزنك. يتم تشحيم الحبال تلقائيًا، مما يعمل أيضًا على الحماية من التآكل. يتم فحص الحبال باستمرار بالعين المجردة لتحديد متى يجب التخلص منها. وفي الوقت الحالي، من المتوقع ألا يكون ذلك ضروريًا خلال فترة الضمان، بل خلال حوالي 30 إلى 40 عامًا. كما يتم فحصها كل ست سنوات باستخدام تقنيات القياس التعريفي لتحديد متى تكون جاهزة للتخلص منها. ويجري حالياً إعداد سجل للحبال بالقياس الصفري في عام 2022. وسيتم إدخال البيانات من عمليات التفتيش بحيث تسمح التكرارات بالتنبؤ بتآكل الحبل.

يحتوي كل حبل على ثقل موازن يتراوح بين 43 إلى 45 طنًا. تم تجهيز الأوزان الخرسانية الموجودة على الحبال بعروات تثبيت وسدادات حاجز الحماية. يتم توجيهها في حواجز جانبية في إطار الوزن عندما تتحرك بسبب تأثير البرد والحرارة. يبلغ طول الحبل الواحد حوالي 67 مترًا، وقطره 60 ملم، ويزن 1,236 كجم بأكمام شوكية. تم تقليل استطالة الحبال عن طريق التمدد المسبق قبل التثبيت. وبعد ما يقرب من 5,000 رحلة - أي ما يعادل أقل من عام من الاستخدام - أصبح هناك الآن استطالة تبلغ بضعة سنتيمترات. وقد تم أخذ ذلك في الاعتبار عند التعديل أثناء التثبيت. يوفر الإطار مساحة كافية لذلك. وبشكل جانبي، يشير شوماخر إلى أن الصينيين اشتروا نفس الحبال.

يتم ربط الحبال في أزواج، على سبيل المثال، حبل طويل متصل من اليسار وحبل طويل متصل من اليمين يتم تشغيل كل منهما في العبوة فوق حزمة مشتركة. يعمل إطار الشريط الأصفر كجهاز أمان في حالة انقطاع أحد الحبل. يوجد إجمالي 2 × 112 حزم حبل مزدوجة الحزوز. يمكن استبدال الحشوة البلاستيكية الموجودة في الأخاديد، والتي تعمل على إطالة عمر الحبال، في أقسام.

يتم ربط سلسلة التعويض (أقصى اليسار) لحمل الحبل المتحرك بثقل الموازنة والحوض الصغير. إذا كان الحوض مرتفعًا، فسيكون هناك حبل أكثر (يصل إلى 160 طنًا كحد أقصى) على ثقل الموازنة. تزن السلاسل الأربع إجمالي 160 طنًا. على اليمين يوجد الكابل الخلفي لمصدر الطاقة. مرة أخرى، على اليمين يوجد سلم الطوارئ للسماح بالنزول في حالات الطوارئ للإخلاء من كل طابق. ثم يأتي سلم الرف الذي يدخل فيه الترس الصغير. والأخير في الصف هو العمود الفكي الجوزي، الذي يستخدم برغيًا غير ملامس ليكون بمثابة نظام أمان في حالة فقدان الماء بمعنى أداة أمان لمنع الحوض من الارتفاع. يمكنها جمع ما يصل إلى 6,500 طن عند النقاط الأربع.

يتم تشغيلها بواسطة ثمانية محركات كهربائية من شركة سيمنز، تبلغ قوة كل منها 160 كيلووات. يتم تثبيت علبتي تروس، وزن كل منهما 14 طنًا، على المحركات.

يقع قفل دوران المغزل في المنتصف بين المحركين، وعلى يمينه مسار التوجيه المزود ببكرات أمامية وخلفية. المغزل (قفل الدوران) مصنوع من الفولاذ المصبوب. تم تشكيل السن اللولبي ذاتي القفل. يمكن للفك الملولب (عمود فك الصامولة) تحمل الأحمال الميتة في حالة فقدان الماء لتثبيت الحوض على طول 36 مترًا في حالات الطوارئ. أثناء التشغيل، يتحرك المغزل دون تلامس. عندما ينحسر الماء من الحوض، يستقر المغزل على الفك. هذا التصميم حاصل على براءة اختراع للمهندس لوبيل، الذي خطرت له الفكرة أثناء تخطيط رافعة السفن القديمة. تم شراء حقوق استخدام براءة الاختراع منه، وكذلك من الصينيين.

يعوض الزنبرك المثبط (وعاء الزنبرك) تقلبات المياه. 1 سم أكثر أو أقل من الماء في الحوض يعادل 16 طنًا من وزن الماء.

يقوم جهاز التثبيت الذي يتم التحكم فيه هيدروليكيًا بتثبيت الحوض في موضع القناة المعنية. الكبش الهيدروليكي يرفع الشريط. يميل الشريط إلى الأسفل.

نظام التحكم الرقمي من شركة ABB ويتم تشغيله عبر واجهة WSV. تتم مراقبة حوالي 7,000 معلمة تشغيل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع باستخدام أجهزة الاستشعار ويتم تسجيلها لتسجيل واكتشاف التشغيل العادي أثناء السفر وكذلك الأخطاء. وهكذا يتم جمع الخبرة وتفسيراتها. لقد أصبح من الواضح بالفعل أن هناك حاجة إلى إعدادين أساسيين مختلفين: لفصل الشتاء وللصيف عند درجة حرارة تصل إلى 24 درجة مئوية.