福爾柯克輪

福爾柯克輪（）位於蘇格蘭中部城市福爾柯克，是一座用以連接和，可以旋轉升降的船舶升降機。作为的一部分，於2002年開放，继1930年代之后，重新将两条运河连接回来。

这个计划是牵头下，由七个地方议会、集团、、募资和赞助支持，旨在重新活化苏格兰中部运河，重新连接格拉斯哥与爱丁堡，并旨在创造一座富有戏剧性和21世纪现代感的地标性建筑，而非简单地复原以前的船闸群。

这座船舶升降机能将船只提高至，但与桥箱相连的渡槽仍然离联盟运河相差的高度。所以船只仍需要经过一些船闸才能到达联盟运河。

福爾柯克輪是全世界唯一一座旋转式升降的船舶升降机，也是英国唯二座船舶升降机（另一座是安德顿升船机）。

历史
1930年代前的航道连接
在过去，这两条运河由11座船闸相连。每次通过都需要抽调的水，将船只提升至高，并且花费大概一整天的时间来通过全部船闸群。

直到1930年代，船闸被废弃，1993年，船闸被拆除。到了1970年代，联盟运河两端被封闭起来，河道被覆盖以用来铺设管道。

在福斯和克莱德运河关闭当天，即1963年1月1日，英国水道公司（British Waterways Board ，BWB）成立，旨在为联合王国内的运河的未来寻找更宽广的使用方略。 1979年的一份调查报告记录了69个航行障碍，并征求了20个有关方面的意见，于1980年提出了福斯和克莱德地方（主体）计划。1996年，募集到足够的资金后，委员会允许申请“请求让委员会做认为可取的任何事……以支持将2000年作为千禧年的美好开端的計畫”。这个计划要求将运河开放至原有的运行里程，水面上方有留3米的净空高度。 整个项目的预算为7800万英镑。

1997年的情人节，委员会宣布将会为支持该计划出资3200万英镑，占計畫预算的42%。该设施和相关建设需要花费1700万英镑，超过計畫预算的五分之一。在之后的两年，剩下所需的4600英镑由英國水道公司、七個地方議會、其他商業機構筹集得，另外私下捐赠了860万英镑。

设计
1999年，莫里森-法國地基建築合资团队（ ）提交了他们的原始设计方案，类似一座有四个吊舱的摩天轮。计划征求各方后认为这只满足了功能性，但不是英国水道公司所期望的作品。之后，英国水道公司另外组建了一支由20名工程师和设计师组成的团队。在建筑师的领导下，由Butterley和M Bennetts设计团队提出机械概念，创建了最初的概念与形象图。经过一轮的紧张设计，于1999年夏季的三周内，在英国水道公司、 奧雅納工程咨询公司，和RMJM合作下，完成了最终设计理念。

第一个设计中提出的使用齿轮传动造型灵感是来自凯特尔的八岁女儿用乐高积木拼出来的模型，之后将该设计图与艺术印象图展示给客户和出资方评阅。而游客中心则由RMJM另一位建筑师设计。

该设计灵感取材有来自双头凯尔特斧头、船的推进器、鲸鱼的胸腔。凯特尔把轮描述为“一种美丽的、有机的、流动的东西，就像鱼的脊柱一样”，

转轮在德比雷普利的巴特利工程公司工厂完成组装，在2001年夏季将其拆解为组件后，使用35辆卡车运到福爾柯克当地，重新分装成五个主要部件，并逐步抬升到支撑座上安装。运河的建设需要挖走的泥土，去建造一条直径8米、长160米的运河隧道，分别20米和120米长的渡槽，三套闸门，一些桥梁和600米的道路。用于回填矿坑用的回填土，由于里面含有大量砂岩，被认为土质结构不够坚实，所以打入了30根22米深的混凝土基桩到岩床上。

操作
结构
转轮总直径为35米，由两根相对延伸的臂组成，两臂由中央转轴向外延伸15米，呈凯尔特风格的形状。两臂所连接的中央轴直径为3.8米，长28米。两臂外末端相对地各安装一个能容纳250000升水的充水吊厢。每个吊厢重50吨，总共能承载500吨的水和船只的重量。转轮需要22.5千瓦电力驱动10台液压马达来远转，每转半圈需要消耗1.5千瓦时的电量。

水密门
两端的水密门与下游的码头坑位和上游连接处的接口门相匹配，由于空间限制，使用一般的铰接门会浪费吊厢的空间，所以使用了垂直打开的铰接门来实现。对接时，通过液压杆将门从吊厢的底部凹槽升起来封闭吊厢。

当转轮转到垂直位置时就会激活锁定装置，包括伸出沉箱基座上的固定销钉和升起固定沉箱的液压夹座，另外，下部结构处还有一组固定销用于固定承托吊厢的轮子。尽管上部沉箱的门和上部水道的水门是对齐的，但它们之间存在间隙。上部渡槽门具有U形防水密封框架，可以延伸出去推压沉箱门来密封间隙。水被泵入门之间的缝隙来填满水位。一旦间隙中的水填充至平衡后，渡槽侧的门和沉箱侧的门就会下降，让船通过。反之，当船在沉箱中时，沉箱门升起，随后是升起上部渡槽门。水从缝隙中抽出。然后，U形防水密封框架缩回。最后，锁定机构解除，转轮可以带动吊厢转走。这个过程与下运河流域的门相似。

File:Falkirk Wheel upper aqueduct door.jpg|上部渡槽门、U形防水密封框架和抽水系统
File:Falkirk Wheel locking mechanisms.jpg|锁定机构，包括顶部的固定销和底部的液压夹
File:Falkirk Wheel locking receptors.png|固定沉箱上的销钉和夹具插入口（1,2），和固定销钉插入口（3）
File:Falkirk Wheel doors and seal.png|从左至右：门对齐，但有间隙；U形密封框架伸出，注水；门降下
File:Falkirk Wheel doors in operation.webm|门对接后的全过程

机房
用于驱动转轮转动的机房在渡槽后方的支柱中，而且有七个房间，每个房间由楼梯相连。可以通过地面的门口进去，或者使用门式起重机从支柱塔中间的门口进入，以便于安装设备。

每个大齿轮的直径均为8米，在吊臂中间的齿轮固定在机房上，两个较小的齿轮固定在吊臂上并且可以旋转。当马达驱动中心轴旋转时，吊臂摆动，由于小齿轮与中心齿轮啮合，小齿轮会以比转轮更快的速度但以相同方向旋转；小齿轮与沉箱末端的大齿圈啮合，以与转轮相同的速度，但是方向相反地驱动大齿圈。 这可以抵消了由于吊臂引起的旋转，并使吊厢旋转远转时保持稳定和完美水平。自轮闸开通以来，已有约440万人参观过，130万人乘船游览，每年约有40万人参观。

评价
自2007年起，福尔柯克轮作为纪念苏格兰的工程成就，和、福斯桥等，一同作为苏格兰银行新发行的新版50英镑纸钞的正面图像。2012年，福尔柯克轮的模型和效果图在伦敦维多利亚和阿尔伯特博物馆的展览中展出。

参见
*安德顿升船机
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*中央运河上的船舶升降机
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参考文献
延伸閱讀
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外部链接
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*[https://www.youtube.com/watch?v=k27gOmrDgpo 运作原理介绍]
*[https://www.youtube.com/watch?v=urGi3bTSTzs Video footage of the Roughcastle Tunnel]