工程师在建造胡佛水坝时,打算用混凝土一口气浇筑完成。但有个问题,水坝外部的混凝土会先冷却硬化,而水坝内部的混凝土依然闷热,并极力向外扩张,久而久之,混凝土就会因为承受巨大的压力而裂开。怎么解决这个问题?工程师将水坝的混凝土分成一个个的小切块,每一个小切块冷却时会收缩,但并不会裂开,切块之间因为收缩会产生小缝隙,工程师使用水泥将这些缝隙填满,开裂问题得以解决。但还有没有其他问题呢?由于水坝动用了600多万吨混凝土,这些混凝土想要完全冷却下来需要125年。怎么快速冷却混凝土呢?工程师将950多千米的钢制水管嵌入到水坝的混凝土中,并建造了一座庞大的水冷工厂。水冷工厂将河水冷却到4°C,然后流向混凝土内部的水管,这导致混凝土温度快速降了下来,最终只使用了22个月,整个大坝的混凝土就完全冷却了。但是,随着水坝越建越大,存储的水量也越来越多,如果遇到连日暴雨,洪水会很快漫过大坝,产生的巨大冲击力会不断侵蚀大坝底部的河床,最终导致整个大坝垮塌。怎么解决这个问题了?1934年,美国在建造大古力水坝时,工程师将大坝底部建造成这种混凝土斜坡,当水流从这里排出去时,会形成翻滚的漩涡,这会使得水流的冲击力大大减小,从而保证了大坝的安全。我国的三峡大坝也使用了类似的设计,当水位上升时,闸门会打开进行泄洪,如果任由大水倾斜而下坝机就会直接遭到破坏。工程师采用了一种比大古力水坝更加高明的设计,在排水口安装了混凝土岛槽,岛槽能将水射向空中,从而分裂成很多小水珠,落到下游时,一经无法造成任何损坏,坝体的问题解决了,接着又面临另外一个问题,那就是船只通航问题。1955年,俄罗斯建造。水坝式采用了一种绝妙的设计,工程师建造了一个足以容纳船只的钢槽闸室,闸室的墙壁上装有很强大的油泵,油泵能通过巨大的压力把液压油挤压到底部安装的马达上,马达驱动巨大的齿轮沿着轨道推动钢槽向上移动,船只到达坝顶后,整个船只旋转180°,然后从水坝的另一侧航道就能进入上游了。那三峡大坝是怎么解决通航问题的呢?首先,经过大坝的货船是通过双向五级船闸到达上游的,但是对于载客的游轮,三峡大坝采用了类似电梯的升船机,升船机两侧的混凝土墙壁安装了16个重达千吨的混凝土平衡锤,这些平衡锤通过缆索与钢槽相连,船只开进水槽后,平衡锤慢慢落下,然后将水槽和轮船慢慢升起,只需要半个小时,一艘客轮就能成功到达上游了。
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