Jamesa Henry'ego Greatheada

James Henry Greathead
James Henry Greathead
Urodzić się	( 06.08.1844 ) 6 sierpnia 1844 Grahamstown , Republika Południowej Afryki
Zmarł	21 października 1896 (21.10.1896) (w wieku 52) Streatham , Londyn
Narodowość	Brytyjski obywatel zamorski (kolonia przylądkowa)
Edukacja	St Andrews College, Diecezjalny College, Grahamstown, Kapsztad, Republika Południowej Afryki; w 1859 roku przybył do Westbourne Collegiate, części Kings College w Londynie.
Zawód	Inżynier
Współmałżonek	Blanche Emily Caldecott Coryndon
Dzieci	John Coryndon, James Henry, Nancy, Mary Coryndon
Rodzice)	James Henry Greathead i Eliza Julia Wright
Kariera inżynierska
Dyscyplina	Inżynieria mechaniczna, inżynier budownictwa
Instytucje	Instytucja Inżynierii Mechanicznej, Instytucja Inżynierów Budownictwa
Nazwa praktyki	Główny inżynier kolei miejskich i południowego Londynu
Projektowanie	Tower Subway Tunel Blackwall Linia Waterloo i City Liverpool Overhead Railway
Znaczący projekt	Greathead Shield, maszyna do fugowania Greathead, hydrant inżektorowy i inne opatentowane konstrukcje
Nagrody	Wybrany do Rady Zakładu Inżynierów Budownictwa , 1884

James Henry Greathead (6 sierpnia 1844 - 21 października 1896) był inżynierem mechanikiem i budownictwem, znanym ze swojej pracy na londyńskiej kolei podziemnej , katedrze w Winchester i kolei napowietrznej w Liverpoolu , a także był jednym z pierwszych orędowników kanału La Manche , Tunele nad Morzem Irlandzkim i Kanałem Bristolskim. Jego wynalazek jest również powodem, dla którego londyńskie metro jest potocznie nazywane „Tube”.

Wczesne życie

Greathead urodził się w Grahamstown w RPA; pochodzenia angielskiego, którego dziadek wyemigrował do Republiki Południowej Afryki w 1820 roku. Kształcił się w St. Andrew's College w Grahamstown oraz w prywatnej szkole Diecezjalnego Kolegium w Kapsztadzie . Po emigracji do Anglii w 1859 roku ukończył naukę od 1859 do 1863 roku w Westbourne Collegiate School, Westbourne Grove . Na krótko wrócił do Republiki Południowej Afryki, zanim ostatecznie przeniósł się do Londynu w 1864 roku, aby odbyć trzyletnią naukę pod kierunkiem inżyniera budownictwa Petera W. Barlowa , od którego zapoznał się z prostokątnym tarczowym systemem drążenia tuneli. Greathead spędził trochę czasu (około 1867) jako asystent inżyniera na Midland Railway między Bedford a Londynem (pracując z bratem Barlowa, Williamem Henry'm Barlowem ).

Tunelowanie

Wkrótce potem, w 1869 roku, ponownie dołączył do Barlowa i rozpoczęli pracę nad projektem Tower Subway , drugiego tunelu, który miał zostać przejechany pod Tamizą w centrum Londynu. Barlow był inżynierem tunelu, a Greathead był odpowiedzialny za rzeczywistą jazdę.

Greathead został głównym wykonawcą metra Tower pod Barlow. William Copperthwaite twierdzi, że podczas gdy Barlow opatentował pomysł tarczy tunelowej, Greathead nie tylko zaprojektował inny typ tarczy, ale opatentował ją i użył w tym kontrakcie. Barlow otrzymał tymczasowy patent na swój drugi pomysł, ale Greathead nie był tego świadomy aż do kilku lat później (jak omówiono w protokole ze spotkania Institution of Civil Engineers (ICE) opublikowanym w styczniu 1896 r.).

Greathead był inżynierem konsultantem Blackwall Tunnel i nadzorował jego projekt i budowę.

Szyny kolejowe

W 1873 roku Greathead został inżynierem rezydentem na przedłużeniu linii kolejowej Hammersmith i przedłużeniu Kolei Okręgowej w Richmond , stanowisko to piastował przez cztery lata. Następnie pomagał w przygotowaniu Regents Canal Railway (1880), Metropolitan Outer Circle Railway (1881), nowej linii Londyn – Eastbourne (1883) oraz w różnych lekkich kolejach w Irlandii (1884).

Również w 1884 roku Greathead wznowił swoje zaangażowanie w drążenie tuneli, będąc zatrudnionym jako inżynier w londyńskim (City) i Southwark Subway, później City & South London Railway (a obecnie część linii północnej ), która była, kiedy została otwarta w 1890, pierwsza na świecie podziemna kolej elektryczna. W 1888 roku został wspólnym inżynierem z Sir Douglasem Foxem w Liverpool Overhead Railway , a także pracował z WR Galbraith na Waterloo & City Railway . Jego ostatnia praca była na Central London Railway z Sir Johna Fowlera i Sir Benjamina Bakera .

Wynalazki i patenty

Tarcza Wielkogłowa

Prawdopodobnie wywodzi się to z oryginalnego opatentowanego pomysłu Marca Isambarda Brunela z 1818 r. I błędnie zostało uznane przez Roberta Vogela za inspirację patentem Barlowa z 1864 r., Który doprowadził do tymczasowego patentu Barlowa z 1868 r. Jednak istniały znaczne różnice konstrukcyjne, które sprawiają, że opatentowane projekty Greathead różnią się od tymczasowego pomysłu patentowego Brunela, co pozwala na złożenie wniosku patentowego na projekt Greathead.

Tarcza Brunela była prostokątna i składała się z 12 oddzielnych, niezależnie ruchomych ramek; rozwiązanie Greathead było cylindryczne, a „zmniejszenie wielości części w tarczy Brunela do jednej sztywnej jednostki było ogromną zaletą i postępem być może równym koncepcji samego tunelowania tarczy”, chociaż twarz była nadal wykopana przez na początek praca ręczna. Opatentowana przez Greathead tarcza do tunelowania miękkiej ziemi wykorzystywała strumienie wody pod ciśnieniem na powierzchnię tunelu, aby pomóc w przecięciu miękkiej ziemi, jak opisano w patencie. Pneumatyczne zwiększanie ciśnienia w tunelu zostało zastosowane w celu zapewnienia większego bezpieczeństwa pracownikom poprzez wyrównanie wewnętrznego ciśnienia w tunelu z szacowanym zewnętrznym ciśnieniem podziemnym pod wodą. „Druga edycja” jego tarczy wykorzystywała działanie hydrauliczne na twarzy wraz z zębami tnącymi do tworzenia zawiesiny (ta zawiesina następnie stwardniała po wyschnięciu i doprowadziła do jego kolejnego wynalazku: Greathead Grouting Machine). Brunelowi można przypisać pomysł użycia tarczy, ale Greathead został uznany jako pierwszy afrykański inżynier, który zbudował własny projekt i udzielił patentu na jednoczęściową cylindryczną tarczę. Greathead zaprojektował prototypową okrągłą tarczę, która była od tego czasu używana w większości projektów tunelowania, wraz z postępem innych inżynierów i ulepszeniami technologicznymi w ogólnym projekcie osłony. w swojej książce Osłony tuneli i użycie sprężonego powietrza w pracach podwodnych, Copperthwaite (który pracował pod kierunkiem Greatheada jako jego uczeń) mówi:

Barlow był z pewnością pierwszym, który opatentował w 1864 roku tarczę zdolną do ruchu w jednym kawałku i otoczoną cienkim żelaznym cylindrem… aby zbudować, w kolejnych pierścieniach, żeliwny tunel… to było w 1864 roku i w 1868 r. tymczasowo opatentował tarczę… żaden z tych projektów nie miał praktycznej formy, aw 1869 r. Greathead w Anglii i Beach w Nowym Jorku faktycznie zbudowały i używały tarcz, które mają wiele cech wspólnych z patentami Barlowa, ale różnią się od siebie szczegółami.

Copperthwaite argumentuje również (s. 20), że wszyscy trzej mężczyźni, Barlow, Greathead i Beach, zaprojektowali swoje tarcze tunelowe niezależnie od siebie. Istnieją dowody na to, że Greathead do 1895 r. Nie wiedział o tymczasowym patencie Barlowa z 1868 r., Który najbardziej przypominał jego tarczę; Tarcza Beacha bardziej przypominała patent Barlowa z 1864 roku. Copperthwaite dodaje: „o dokładnym podziale zasługi wynalazku między te dwie osoby zadecyduje każdy czytelnik w zależności od tego, czy uzna on wynalazcę, wynalazcę nowego mechanizmu lub człowieka, który zastosuje go w praktyce, za bardziej zasługującego na kredyt." Podczas gdy Barlow opatentował swój pomysł w 1864 r., w 1869 r. zarówno Greathead w Anglii, jak i Beach w Nowym Jorku praktycznie jednocześnie skonstruowali własne tarcze, które były podobne, ale niezależne od siebie. Osiągnięcia Greatheada poszły dalej niż drążenie tuneli przez innych inżynierów dzięki dodatkowym patentom z 1738 (1874), 5665 (1884), aw 1886 roku jego patentowi nr. 5221: fugowanie za pomocą sprężonego powietrza.

Copperthwaite wyjaśnia genezę zmiany sposobu myślenia z prostokątnej osłony tunelowej na cylindryczną osłonę tnącą, zbudowaną po raz pierwszy przez Greatheada. Protokoły w bibliotece ICE sugerują, że Barlow po cichu opatentował swoje pomysły na cylindryczną tarczę tnącą, ale nigdy jej nie zbudował. Greathead, nieświadomy pierwotnego patentu Barlowa i późniejszego tymczasowego patentu, zaprojektował, opatentował i zbudował uznaną za pierwszą w historii cylindryczną osłonę tunelową. Jednocześnie Alfred Ely Beach zbudował cylindryczną tarczę tunelową w Nowym Jorku i zaprojektował tarczę, która bardzo przypominała opatentowany pomysł Barlowa mniej więcej w tym samym czasie co Greathead. Według wykładu wideo z 2017 r., wygłoszonego przez profesora Lorda Maira dla ICE pomysły Tarczy Brunelów były dobrze znane zarówno w USA, jak iw Wielkiej Brytanii. Ponieważ Barlow był uczniem Brunela, prawdopodobnie dobrze znał projekt prostokątnej tarczy do tunelowania. Musiało być oczywiste, że konstrukcja cylindryczna była o wiele bardziej odpowiednia i stabilna, co doprowadziło do tego, że trzech sławnych ludzi niezależnie zaprojektowało własne, unikalne tarcze tunelowe w odstępie kilku lat. Ponieważ cement portlandzki został wynaleziony dopiero w 1824 roku przez Josepha Aspdina Leeds przez wiele lat nie był w pełni doceniany przez branżę budowlaną. Tylko dzięki właściwościom hydraulicznym cementu portlandzkiego i zdolności do wiązania w wilgotnym środowisku te pierwsze przedsięwzięcia związane z tunelem pod Tamizą w ogóle przyniosły skutek. Beach nigdy nie przyjechał do Anglii, aby dowiedzieć się o patencie Barlowa i późniejszym patencie tymczasowym, a Greathead nie wiedział o pomyśle patentu tymczasowego Barlowa aż do 1895 r., Kiedy to był omawiany w Institution of Civil Engineers spotkanie, w którym uczestniczył Greathead wkrótce po śmierci Barlowa i na krótko przed własną śmiercią. Dokumenty można uzyskać na żądanie z ich biblioteki w formacie pdf w celu dalszego wyjaśnienia.

Tarcza Greathead składała się z żelaznego cylindra o średnicy 2,21 m (7 stóp 3 cale) wyposażonego w podnośniki śrubowe, które umożliwiały podniesienie go do przodu. Podczas użytkowania tarcza była przesuwana do przodu, gdy wykopywano przodek, podczas gdy za nią zamontowano stałą okładzinę tunelu z żeliwnych segmentów, co samo w sobie było ważną innowacją. Greathead opatentował wiele swoich pomysłów, w tym wykorzystanie sprężonego powietrza i napędu do przodu za pomocą podnośników hydraulicznych, z których oba są obecnie standardowymi cechami konstrukcji tuneli. Kolejnym patentem firmy Greathead było dodanie miski do zaczynu na wysokości sufitu, co umożliwiło hydrauliczne nakładanie zaczynu cementowego za rozległymi żeliwnymi osłonami w celu ustabilizowania ściany tunelu poza sekcjami osłon. Greathead opatentował trzecią osłonę do tunelowania, która wprowadziła hydrauliczne dysze ciśnieniowe na przodzie tunelu, aby wydmuchać miękką ziemię. Sama dysza była również kolejnym wynalazkiem patentowym Greathead. W pewnym momencie Greathead odkrył, że beton można natryskiwać na gliniane powierzchnie, aby je ustabilizować, i stał się ojcem betonu śrutowanego i cementu natryskowego stosowanego tak szeroko w budownictwie.

Hydrant wtryskowy Greathead (ok. 1879)

Hydrant był wynalazkiem służącym do wstrzykiwania zaprawy za żeliwnymi wgłębieniami osłony tunelu w celu wzmocnienia okładzin ścian tunelu podczas budowy ze stałą pozycją.

Maszyna do fugowania Greathead

Jest to wspomniane w związku z naprawą katedr w Winchester i Lincoln. „Jego system fugowania za pomocą sprężonego powietrza, który być może bardziej niż jakikolwiek inny wynalazek okazał się niezbędny we wszystkich ostatnich pracach w tunelach”.

Patenty

• 1738 z 1874 JH Greathead tarcza o zamkniętym licu, przed którą gleba ma być rozbijana strumieniami wody i wystającymi narzędziami. Tunel ma być wyłożony żeliwem lub formowanymi sztucznymi blokami. Spoinowanie do iniekcji za okładziną tunelu.
• 5665 z 1884 JH Greathead ta sama tarcza ale z modyfikacjami.
• 5221 z 1886 JH Greathead Misa do fugowania. Tarcza podobna do tych z patentów 1738 (1874) i 5665 (1884)
• 13215 z 1886 JH Greathead Tarcza z alternatywnie centralnym nożem obrotowym, z klinami do rozbijania przodka, wypłukiwania rur, tylko kliny itp.
• 195 z 1889 JH Greathead Tarcza z obrotowym nożem.
• 9263 z 1894 r. JH Greathead i Basil Mott Ulepszenia wózków dla taboru kolejowego.

Korona

Pomnik Greathead w londyńskim City

Niebieska tablica przy 3 St Mary's Grove

• Niebieska tablica English Heritage oznacza jego dom w Barnes w południowo-zachodnim Londynie, 3 St Mary's Grove, gdzie mieszkał w latach 1885-1889. To był jego trzeci dom, ponieważ jego druga rezydencja została zburzona przed umieszczeniem tablicy English Heritage.
• W styczniu 1994 roku przed stacją Bank obok Royal Exchange w londyńskim City wzniesiono pomnik Greathead . Został odsłonięty przez burmistrza Londynu i znajduje się na cokole, który ukrywa szyb wentylacyjny metra.
• Podczas renowacji Bank Station fragment tarczy Greathead został odkryty w przejściu między metrem a Waterloo i koleją miejską . Sekcja została pomalowana na czerwono i wzniesiona mosiężna tablica jako kolejny pomnik jego osiągnięć.

Zobacz też

•  Londyński portal transportowy

Bibliografia

• Copperthwaite, William (1906). Osłony tuneli i wykorzystanie sprężonego powietrza w pracach podwodnych (z 260 ilustracjami i schematami.) (1 wyd.). Nowy Jork: Van Nostrand Co. Źródło 21 maja 2018 r .
• Laurie, KWJ (1914). Rejestr S. Andrew's College, Grahamstown, od 1855 do 1914 . Grahamstown: Slater & Co.
•   Taylor, Sheila; Zielony, Oliver (2001). Ruchoma metropolia: historia londyńskiego transportu od 1800 roku . Laurence’a Kinga. ISBN 978-3-8238-5486-9 .
• Vogel, Robert M. (1966). Inżynieria tunelowa – zabieg muzealny . Waszyngton, DC: Smithsonian Institution.
• Wallace, Sir Donald Mackenzie; Artura T. Hadleya; Hugh Chisholm, wyd. (1902). „Wielkogłowy, James Henry” . Nowe tomy Encyclopædia Britannica . Tom. V, tworzący tom XXIX całego dzieła (wyd. 10). Nowy Jork: The Encyclopædia Britannica Company . Źródło 21 stycznia 2010 r .
•   Zachód, Graham (2005). Innowacje i rozwój przemysłu tunelowego . Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge. ISBN 978-0-521-67335-8 .

Dalsza lektura

• Cartwright, Rob (wrzesień 1997), „James Henry Greathead (1844–1896) Tunneling Pioneer” (PDF) , Biuletyn FOWNC , Biuletyn Przyjaciół cmentarza West Norwood , no. 30 , pobrano 30 kwietnia 2008 r
• Cartwright, Rob (maj 2000), „Niebieska tablica Jamesa Henry'ego Greatheada” (PDF) , Biuletyn FOWNC , Biuletyn Przyjaciół Cmentarza West Norwood , nr. 38 , pobrano 2 sierpnia 2014 r
• Greathead, James Henry (1896). „Kolej miejska i południowego Londynu” . z pewnymi uwagami na temat podwodnego tunelowania za pomocą osłony i sprężonego powietrza. Ze streszczeniem dyskusji na referacie . Londyn: Instytucja Inżynierów Budownictwa . Źródło 21 stycznia 2010 r .
• „James Henry Greathead” . Studium imion Greathead One . Zarchiwizowane od oryginału w dniu 2 marca 2008 r . . Źródło 30 kwietnia 2008 . (akta rodzinne)
• „James Henry Greathead” . Studium imion Greathead One . Źródło 30 kwietnia 2008 . (Genealogia)
• Cartwright, Rob (2021). JAMES HENRY GREATHEAD .

Linki zewnętrzne

• Media związane z Jamesem Henrym Greatheadem w Wikimedia Commons