| James Henry Greathead | |
|---|---|
| engelsk James Henry Greathead | |
| Fullständiga namn | James Henry Greathead |
| Födelsedatum | 6 augusti 1844 |
| Födelseort | |
| Dödsdatum | 21 oktober 1896 (52 år) |
| En plats för döden | |
| Land | |
| Ockupation | civilingenjör , uppfinnare , ingenjör |
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |
James Henry Greathead ( eng. James Henry Greathead , 6 augusti 1844 - 21 oktober 1896) [1] - maskiningenjör, civilingenjör, känd för sitt arbete på Londons tunnelbanejärnvägar , Winchester Cathedral och Liverpools förhöjda järnväg , en av de första anhängarna av byggandet av Engelska kanalen , Engelska kanalen i Irland, var en konsult i byggandet av tunnlarna i Bristolkanalen. På grund av en av hans uppfinningar kallas Londons tunnelbana ofta i vardagsspråket som "Tube".
Greathead föddes i Grahamstown , Sydafrika [2] , av engelska föräldrar, hans farfar hade emigrerat till Sydafrika 1820. Han utbildades vid St Andrew's College i Grahamstown [3] och den privata skolan vid Diocesan College (Cape Town) i Kapstaden . Efter att ha återvänt till England 1859 fortsatte han att utbildas vid Westbourne Collegiate School i Westbourne Grove från 1859 till 1863 [4] . James återvände dock till Sydafrika för att studera med civilingenjör Peter W. Barlow, från vilken han lärde sig teorin om att bygga ett rektangulärt tunnelskyddssystem. Här tillbringade han 3 år innan han slutligen återvände till England. Efter att ha återvänt från SA arbetade Greathead som biträdande ingenjör på Midland Railway mellan Bedford och London (med Barlows bror, William Henry Barlow).
James Henry Greathead dog den 21 oktober 1896 i Streatham, London.
År 1869 gick han tillbaka för att arbeta med Barlow och de började arbeta med konstruktioner för Tower [5] Underground , en andra tunnel som skulle byggas under Themsen i centrala London. Barlow var tunnelingenjör och Greathead var ansvarig för passagen. Greathead blev huvudentreprenör för Tower Metro. William Copperthwaite hävdar att medan Barlow patenterade idén om tunnelskölden, utvecklade Greathead inte bara en annan typ av sköld, utan även patenterade den och använde den i detta kontrakt [6] . Barlow fick ett provisoriskt patent för sin andra idé, men Greathead visste inte om det på flera år. Denna utveckling diskuterades i protokollet från mötet med Institute of Civil Engineers (ICE) som publicerades i januari 1896.
Greathead var konsultingenjör för Blackwall-tunneln och övervakade dess design och konstruktion.
1873 blev Greathead Engineer-in-Residence på Hammersmith och Richmond Railway, en förlängning av District Railway, en position som han höll i fyra år. Därefter hjälpte han till med förberedelserna för byggandet av Regent's Canal Railway (1880), Metropolitan Outer Circular Railway (1881), den nya linjen London till Eastbourne (1883) och olika spårvägslinjer i Irland (1884). Också 1884 återupptog Greathead sitt engagemang i tunneldrivning, och arbetade som ingenjör vid byggandet av London (City) och Southwark Underground , senare på City and South London Railway (nu en del av Northern Line), som öppnades 1890 - den första världens underjordiska elektriska järnväg. 1888 blev han medingenjör med Sir Douglas Fox på Liverpool Suspension Railway och arbetade även med W. R. Galbraith på Waterloo and City Railway. Hans sista jobb var på Central London Railway med Sir John Fowler och Sir Benjamin Baker [7] .
Det kan ha sitt ursprung från en original 1818 patenterad idé av Marc Isambard Brunel och felaktigt erkändes av Robert Vogel som baserad på Barlows 1864(1868) patent [8] . Uppfinningen hade dock betydande designskillnader som skiljer Greatheads patenterade design från Brunels preliminära patentidé, vilket tillåter en patentansökan för Greathead-designen [6] .
Brunels sköld var rektangulär och bestod av 12 separata oberoende rörliga ramar; Greatheads lösning var cylindrisk, och "att reducera antalet delar i Brunels sköld till en enda stel enhet var en stor fördel och ett steg framåt, kanske lika med själva konceptet med att tunnla skölden" [8] , även om manuellt arbete fortfarande var inblandat. i det inledande skedet av tunnling. Greathead Shield för tunneldrivning av mjuk jord använde trycksatta vattenstrålar i botten av tunneln för att hjälpa till att skära igenom mjuk mark som beskrivs i patentet. Pneumatiskt tryck i tunneln användes för att ge högre arbetarsäkerhet genom att utjämna det inre trycket i tunneln med det beräknade yttre undervattenstrycket under vattnet. Den "andra upplagan" av hans sköld använde hydraulisk verkan på ansiktet tillsammans med skärande tänder för att skapa en slurry (denna slurry stelnade sedan när den torkade och ledde till hans nästa uppfinning: Greathead-injekteringsmaskinen. Brunel kan tillskrivas idén om använde skölden, men Greathead var den första att bli erkänd som en afrikansk ingenjör som byggde en av sina egna konstruktioner och fick patent på en cylindrisk sköld i ett stycke. Greathead utvecklade en prototyp av rund sköld som sedan har använts i de flesta tunnlingar. projekt, med framsteg av andra ingenjörer och tekniska förbättringar i den övergripande designen av skölden. I sin bok "Tunnelsköldar och användningen av tryckluft vid undervattensarbete" säger Copperthwaite (som arbetade under Greathead som lärling) [6] :
Barlow var överlägset den första att patentera 1864 en sköld som kunde röra sig som en enhet och omgiven av en tunn järncylinder... för att bygga en järntunnel i på varandra följande ringar... detta var 1864 och 1868 patenterade han preliminärt skölden ... ingen av dessa konstruktioner tog praktisk form, och 1869 byggde och använde Greathead i England och Beach i New York faktiskt sköldar som delade många funktioner med Barlows patent, men som skilde sig från varandra i detalj.
Copperthwaite uppger också (s. 20) att alla tre männen, Barlow , Greathead och Beach, designade sina tunnelsköldar oberoende av varandra. Det finns bevis för att Greathead var omedveten förrän 1895 om Barlows provisoriska patent från 1868, som hans sköld mest liknade; Beechs sköld liknade mer Barlows patent från 1864. Copperthwaite tillägger: "Fördelningen av krediten för uppfinningen mellan dessa två kommer att bestämmas av varje läsare, beroende på vem han kan anse som uppfinnaren, uppfinnaren av den nya mekanismen, eller personen som implementerar den i praktiken, mer förtjänar uppmärksamhet ." Medan Barlow patenterade sin idé 1864, byggde 1869 både Greathead i England och Beach i New York nästan samtidigt sina egna sköldar, som var lika men oberoende av varandra. Greatheads prestationer gick längre än någon annan teknisk utveckling, med ytterligare patent 1738 (1874), 5665 (1884) och, 1886, hans patent nr. 5221: fyllning med tryckluft. Copperthwaite belyser vägarna i tänkandet från den rektangulära tunnelskölden till de cylindriska skärsköldarna som först byggdes av Greathead. Protokollen i ICE-biblioteket tyder på att Barlow patenterade sina idéer för en cylindrisk skärsköld, men aldrig byggde en. Greathead, omedveten om Barlows ursprungliga patent och efterföljande provisoriska patent, designade, patenterade och byggde den första cylindriska tunnelskölden någonsin. Samtidigt byggde Alfred Ely Beach en cylindrisk sköld i New York och designade en sköld som liknade Barlows patenterade idé ungefär samtidigt som Greathead. Enligt en videoföreläsning av professor Lord Mayor för ICE 2017 var Brunels sköldidéer välkända i både USA och Storbritannien. Eftersom Barlow var elev till Brunel var han förmodligen mycket bekant med utformningen av den rektangulära tunnelskölden. Det var uppenbart att den cylindriska designen var mycket mer lämplig och stabil, vilket ledde till att tre kända personer självständigt utvecklade sina egna unika tunnelsköldar med flera års mellanrum. Beech hade aldrig varit i England och var omedveten om Barlows patent och provisoriska patent, Greathead var inte heller medveten om Barlows provisoriska patentidé förrän 1895, då den diskuterades vid ett möte med Institution of Civil Engineers som Greathead deltog i kort efter Barlows död. och strax före sin egen död [9] . Portlandcement uppfanns först 1824 av Joseph Aspdin från Leeds, och byggnadsindustrin misslyckades med att uppskatta det på många år. Det var bara på grund av egenskaperna hos Portland cement och dess förmåga att härda i våta miljöer som dessa första tunnelprojekt under Themsen var allmänt framgångsrika [10] .
Greathead-skölden bestod av en järncylinder med en diameter på 2,21 m försedd med skruvdomkrafter som gjorde att den kunde höjas framåt. Under användning flyttades skölden framåt när arbetsytan grävdes ut, och en permanent tunnelbeklädnad av gjutjärnssegment installerades bakom den, en viktig innovation i sig [11] . Greathead patenterade många av sina idéer, inklusive användningen av tryckluft och framåtdrivning med hydrauliska domkrafter, som nu är standardfunktioner i tunneldesign. Ett annat Greathead-patent var en injekteringspanna i takhöjd som gjorde att injekteringsbruket kunde appliceras hydrauliskt bakom enorma gjutjärnssköldar för att stabilisera tunnelväggen utanför sköldsektionerna. Den tredje passskölden patenterades av Greathead, som installerade hydrauliska tryckmunstycken i botten av tunneln för att spränga den mjuka jorden. Själva munstycket var också ett annat Greathead-patent. Vid något tillfälle upptäckte Greathead att betong kunde sprutas på jordytor för att stabilisera dem, och blev fadern till den blästrade betongen och spraycementen som används i byggandet.
Brandposten var en uppfinning för att gjuta cementbruk bakom hålrummen i en gjutjärnssköld för att förstärka tunnelväggarnas beklädnad under konstruktion i ett permanent läge [12] .
Nämndes först i samband med renoveringen av katedralerna i Winchester och Lincoln [13] . "Hans tryckluftsinjekteringssystem, kanske mer än någon annan uppfinning, har visat sig oumbärlig i allt nyligen utfört tunnelarbete" [6] .
1738, 1874 J. H. Storhuvudsköld med sluten yta framför vilken jorden måste förstöras av vattenstrålar och utskjutande redskap. Tunneln bör klädas med gjutjärn eller gjutna konstgjorda block. Hällning av cementbruk bakom tunnelbeklädnaden [14] .
5665 av 1884 J. H. Greathead samma sköld, men modifierad [14] .
5221 1886 J. H. Greathead Stekpanna. Sköld liknande de i patenten 1738 (1874) och 5665 (1884)
13215 av 1886 JH Greathead Shield med alternativ mittskivskärare, kilar för bottenhål, rörspolning, endast kilar, etc.
Staty av Greathead i City of London [15] . I januari 1994 restes en staty av Greathead utanför Bank Station bredvid Royal Exchange i City of London. Den öppnades av Londons överborgmästare och ligger på en sockel som döljer ventilationsschaktet i den underjordiska tunnelbanan. Under renoveringen av Banking Station upptäcktes en del av skölden i korridoren mellan tunnelbanan och Waterloo och S-Bahn. Sektionen målades röd och en kopparplatta installerades för att fira hans prestationer.
En blå plakett " English Heritage " markerar hans hem i Barnes, sydvästra London vid 3 St Mary's Grove där han bodde från 1885 till 1889. Detta är hans tredje hem, hans andra bostad revs innan installationen av den engelska arvsplaketten.