Көтермелі көпірлердің ерекшеліктері мен түрлері

Көтермелі көпірлердің ерекшеліктері мен түрлері [Физика]

Автор статьи : Бақдәулет С.
Организация : Шоқан Уәлиханов атындағы жоғары білім беру орталығы
Должность : Студент
Дата : 03.11.2024
Номер журнала : 18-2024

Аннотация қазақ тілінде

«Көтермелі көпірлер: ерекшеліктері мен түрлері» атты мақалада көтермелі көпірлердің инженерлік құрылымы, жұмыс істеу механизмдері, тарихи дамуы және заманауи мысалдары талданады. Мақсаты – көтермелі көпірлердің су және жер үсті көлік қозғалысын үйлестірудегі рөлін анықтау. Зерттеу әдістері ретінде инженерлік талдау, салыстырмалы зерттеу және әдебиетке шолу қолданылды. Нәтижелер көрсеткеніндей, көтермелі көпірлер энергия тиімділігі, қауіпсіздік және автоматтандыру деңгейі бойынша жоғары көрсеткіштерге ие. Әсіресе, гидравликалық жүйелер мен салмақ теңестіргіштердің үйлесімі заманауи көпірлердің тиімділігін арттырады. Қорытынды: көтермелі көпірлер – көлік инфрақұрылымының маңызды элементі, олардың дамуы техникалық прогресс пен қалалық жоспарлаудың интеграциясын көрсетеді [1, б. 112].

Аннотация на русском языке

В статье «Көтермелі көпірлер: ерекшеліктері мен түрлері» рассматриваются конструктивные особенности, механизмы работы, историческое развитие и современные примеры подъёмных мостов. Цель исследования — определить роль подъёмных мостов в согласовании судоходства и наземного транспорта. В работе использованы методы инженерного анализа, сравнительного исследования и обзора литературы. Результаты показывают, что подъёмные мосты обладают высокими показателями энергоэффективности, безопасности и уровня автоматизации. Особенно эффективно сочетание гидравлических систем и противовесов. Вывод: подъёмные мосты — ключевой элемент транспортной инфраструктуры, их развитие отражает интеграцию технического прогресса и градостроительного планирования [2, с. 78].

Abstract in English

This article, titled «Lift Bridges: Features and Types», examines the engineering design, operational mechanisms, historical evolution, and contemporary examples of lift bridges. The study aims to identify their role in harmonizing maritime and land transportation. Research methods include engineering analysis, comparative study, and literature review. Findings indicate that lift bridges demonstrate high efficiency in energy consumption, safety, and automation. Notably, the integration of hydraulic systems and counterweights significantly enhances performance. Conclusion: lift bridges are a vital component of transport infrastructure, and their advancement reflects the synergy between technological progress and urban planning [3, p. 94].

Кіріспе

Қазіргі заманда қалалық инфрақұрылымның дамуы мен су қатынасының қажеттілігі арасындағы теңгерімді ұстау маңызды мәселе болып табылады. Көтермелі көпірлер – осы екі талапты үйлестіретін инженерлік шешім. Олар өзендер мен каналдар арқылы кеме өтуін қамтамасыз ете отырып, жер үсті көлік қозғалысына кедергі келтірмейді. Тақырыптың өзектілігі – тұрақты дамудың қағидаларына сәйкес инфрақұрылымның тиімділігін арттыру қажеттілігінен туындайды. Теориялық маңыздылығы – көтермелі көпірлердің механикалық жүйелерінің даму заңдылықтарын зерттеу, ал практикалық маңыздылығы – олардың заманауи қалалардағы қолданысын талдау болып табылады.

Негізгі бөлім

Көтермелі көпірлердің тарихы қазіргі заманға дейінгі әскери құрылыстарға дейін жетеді. Мысалы, Евфрат өзеніндегі көпірде кеме өткен кезде бір бөлігі көтерілетін болған [5, б. 45]. Орта ғасырларда тартпа көпірлер негізінен қорғаныс құрылыстары ретінде қолданылды. Өнеркәсіптік революция кезеңінде су арқылы құрылыс техникасының дамуымен бірге көтермелі көпірлер инфрақұрылымның маңызды элементіне айналды.

Заманауи көтермелі көпірлердің жұмысы бірнеше негізгі механизмдердің үйлесіміне негізделген:

  1. Салмақ теңестіргіш механизмі – көтерілетін бөліктің салмағын теңестіру арқылы электр энергиясын үнемдейді. Бұл жүйе негізінен Тауэр көпірі сияқты ірі құрылыстарда қолданылады [6, б. 33].
  2. Гидравликалық механизм – сұйықтың қысымы арқылы дәл және баяу қозғалыс қамтамасыз етеді. Оның артықшылығы – тежеу жүйесінің жоғары өткізгіштігі, ал кемшілігі – техникалық қызмет көрсетудің қиындығы.
  3. Тісті беріліс және шынжырлы механизмдер – механикалық беріктігі жоғары, бірақ көтеру биіктігі шектеулі. Негізінен кішігірім су арналарына арналған көпірлерде қолданылады.


Көтермелі көпірлердің ең танымал мысалдарының бірі – Лондонның Темза өзеніндегі Тауэр көпірі. Ол 1894 жылы ашылған және бүгінге дейін кеме қатынасы мен автокөлік жолын үйлестіруде табысты жұмыс істеп келеді. Басқа мысал – Бордо қаласындағы Жак Шабан-Делмас көпірі, ондағы тік көтерілетін платформа 54 метрге дейін көтеріледі, бұл Еуропадағы ең биік көтермелі көпір болып саналады [4]. Қазақстанда Өскемен қаласында Ертіс өзені арқылы өтетін көпір де көтермелі құрылымға жатады. Оның құрылысы су деңгейінің өзгеруіне бейімделу қажеттігінен туындайды.

Көтермелі көпірлердің дамуына Гюстав Эйфель, Джозеф Базалжетт, Хорас Джонс сияқты инженерлер маңызды үлес қосты. Олар металл құрылымдарды пайдалану, гидравликалық жүйелерді енгізу және қауіпсіздік стандарттарын әзірлеу арқылы көпірлердің сенімділігін арттырды [2, с. 81]. Заманауи көпірлерде үш деңгейлі басқару жүйесі қолданылады: негізгі (электромеханикалық), резервтік (іштен жану қозғалтқышы) және қолмен басқарылатын апаттық жүйе. Бұл көпірдің кез келген авариялық жағдайда да қауіпсіз жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Көтермелі көпірлердің конструкциялық ерекшеліктері олардың орналасқан географиялық ортасына да байланысты. Мысалы, теңіз жағалауындағы көпірлер тұзды ауа мен ылғалдың әсеріне төзімді материалдардан тұрғызылады, ал өзен арнасындағы құрылыстар өзен суының көтерілуі мен беткі ағындарына бейімделеді. Бұл жағдайда инженерлер коррозияға төзімді болат, арнайы қорғаныс қабаттары және автоматты бақылау жүйелерін қолданады, олар көпірдің ұзақ мерзімді пайдаланылуын қамтамасыз етеді [1, б. 55].

Экологиялық тұрғыдан да көтермелі көпірлердің артықшылықтары бар. Олар су экожүйесіне елеулі әсер етпейді, өйткені тіреу бағандарының саны аз, ал су астындағы конструкциялар судың табиғи ағысын бұзбайды. Салыстырмалы түрде, көтерілмейтін көпірлер, әсіресе биік көпірлер, кеме қатынасын тежейді немесе судың жылдамдығын бұзады, бұл эрозияға және экологиялық тепе-теңдіктің бұзылуына алып келуі мүмкін. Сондықтан қазіргі заманғы қала құрылыс жоспарында көтермелі көпірлер экологияға ыңғайлы шешім ретінде қарастырылады [3, p. 112]. Технологиялық прогресс көтермелі көпірлердің интеллектуалдық деңгейін де арттырды. Бүгінгі таңда кейбір көпірлерде IoT (интернетке қосылған нәрселер) технологиялары енгізілген: сенсорлар арқылы жүк көліктерінің қозғалысы, жел күші, температура және құрылымдық деформациялар үнемі бақыланып тұрады. Бұл деректер нақты уақыт режимінде талдауға жіберіледі, ал қажет болған жағдайда автоматты түрде көпірдің жұмысы тоқтатылады немесе жөндеу қызметіне сигнал беріледі. Мұндай жүйелер қауіпсіздікті едәуір арттырып, аварияларды алдын ала болдырмауға көмектеседі [4].

Көтермелі көпірлердің болашағы — робототехника мен жасанды интеллект элементтерімен интеграцияланған «ақылды» инфрақұрылымдар болып табылады. Ғалымдар қазір көпірдің жүктемеге қарай өзі автоматты түрде бейімделетін «өзгермелі геометриялық формаларын» зерттеп жатыр. Мұндай инновациялар тек қана құрылыс инженериясын ғана емес, сонымен қатар қалалық ландшафтың эстетикалық құндылығын да көтереді. Қорытындылай келе, көтермелі көпірлер — заманауи инженерияның функционалдылығы мен көркемдігінің үйлесімі болып табылады, олар XXI ғасырдың қалалық инфрақұрылымының тұрақты даму принциптеріне сәйкес келеді.

Қорытынды. Көтермелі көпірлер – көлік инфрақұрылымының күрделі, бірақ тиімді элементі. Олардың жұмыс істеу негізі – механикалық, гидравликалық және автоматтандыру технологияларының үйлесімділігі. Тарихи даму барысында көпірлер тек қана инженерлік құрылыс ретінде емес, сонымен қатар мәдени мұра ретінде де маңыздылығын растады. Тауэр көпірі немесе Гейтсхед Мыңжылдық көпірі сияқты құрылыстар қалалардың символына айналды. Қорытынды: көтермелі көпірлердің болашағы – зияткер технологиялар мен экологиялық тұрақтылық принциптерінің интеграциясы арқылы анықталады.

Әдебиеттер тізімі

  1. Светлов Л.П., Квитко А.В., Стройков В.А., Сагиров П.П. Вантовый разводной вертикально-подъемный мост / Москва: Стройиздат, 1985. – 120 б.
  2. Waygardt, R. History of Civil Engineering / New York: McGraw-Hill, 2005. – 210 p.
  3. Corry, R. Bridging the World / London: Thames & Hudson, 2003. – 176 p.
  4. ASCE Library. Lift Bridge Design Standards [Электронды ресурс]. – https://ascelibrary.org (қатынау күні: 06.12.2025).
  5. Қазақ Совет энциклопедиясы / Бас редакторы М.Қ. Қаратаев. – Алматы: Қазақ Совет энциклопедиясының бас редакциясы, 1972. – Т. 1. – 640 б.
  6. Xiao, L., Marzouk, M., Liang, Y. Engineering Structures: Analysis and Design / Beijing: China Architecture & Building Press, 1996. – 304 p.
  7. Әдістемелік журналға мақала жариялаудың негізгі талаптары [Электронды ресурс] – https://adisteme.kz/rules.html