Впервые в мире: в США 272-тонные поезда пустили по подвижному плавучему мосту

272-тонные поезда теперь пересекают озеро Вашингтон по плавучему железнодорожному мосту. Он соединяет Сиэтл и Белвью через озеро Вашингтон по межштатной автомагистрали I-90. Инженерам Sound Transit и WSDOT пришлось преодолеть три основных технических препятствия, чтобы безопасно эксплуатировать поезда весом 272 тонны на подвижном плавучем бетонном мосту.

Поскольку поезда должны пересекать конструкцию, которая постоянно смещается под воздействием ветра и волн, инженеры годами разрабатывали беспрецедентные технологии, способные выдержать огромный вес и предотвратить катастрофический сход поездов с рельсов в воду.

Укрепление моста

Для миллионов пассажиров, любующихся панорамным видом на гору Рейнир, эта поездка кажется обычной поездкой на работу. Но под полом скрывается инженерное достижение, граничащее с научной фантастикой: первая и единственная пассажирская железная дорога на плавучем мосту. Это был миллиардный скачок в неизвестность.

Озеро Вашингтон — — это 200-футовая впадина, вырезанная ледниками, отступившими 16 000 лет назад. Его дно покрыто мягким, похожим на жидкий ил осадком, что делает невозможным использование традиционных опор моста. С 1940 года водители пересекают озеро по массивным бетонным понтонам. Но разместить тяжёлые стальные поезда на плавучей автомагистрали, которая колеблется, качается и смещается вместе с приливами, многие считали прямым путем к катастрофе. Последствием аварии мог стать сход поезда с рельсов в ледяную воду.

Как был реализован проект

Чтобы воплотить в жизнь то, что руководители проекта Sound Transit называли «попадением в Луну», инженерам пришлось решить три чрезвычайно сложные проблемы: вес, движение и электричество. Во-первых, — сама физика массы. По имеющимся данным, один поезд, который остановился, мог просесть на восемь дюймов. Чтобы предотвратить катастрофу, рабочие проложили внутри тесных понтонов миллион футов стальных тросов и соединили десять отдельных бетонных блоков в одну жесткую баржу.

Прорыв произошёл благодаря британскому инженеру, который разработал решение, используя деревянные палочки для размешивания кофе. Вместо жёсткой стали участки пути над деформационными швами моста опираются на 43-футовые стальные платформы, установленные на гибких сейсмических опорах. Непрерывные рельсы изгибаются настолько незаметно, что пассажиры ощущают лишь плавное скольжение по воде.

Мониторинг в режиме реального времени

Наконец, инженерам пришлось обуздать невидимого убийцу: блуждающий электрический ток. Электропоезда проводят ток. На суше он рассеивается в грунте. На озере ток взаимодействует с водой, вызывая коррозию конструкционной стали, разрушая внутреннюю арматуру и обрывая массивные подводные тросы, удерживающие мост, закрепленный на дне озера.

Чтобы следить за всем этим, «цифровой двойник» моста передает данные в режиме реального времени на компьютерные экраны на берегу. Датчики ежеминутно отслеживают нагрузку на тросы и фиксируют глубину погружения понтонов с точностью до одной десятой дюйма. Проект отстал от графика на шесть лет, но он работает. Когда первый поезд с пассажирами въехал на первый понтон, вся конструкция просела всего на один дюйм — значительно меньше, чем предсказывали даже самые оптимистичные компьютерные модели.

Источник: Interesting Engineering