جيمس هنري جريثيد

جيمس هنري جريثيد
جيمس هنري جريثيد
وُلِدّ	( 1844-08-06 )6 أغسطس 1844 جراهامستاون ، جنوب أفريقيا
مات	21 أكتوبر 1896 (1896-10-21)(52 سنة) ستريثام ، لندن
جنسية	المواطنة البريطانية في الخارج (مستعمرة كيب)
تعليم	كلية سانت أندروز، الكلية الأبرشية، جراهامستاون، كيب تاون، جنوب أفريقيا؛ في عام 1859 جاء إلى كلية ويستبورن، وهي جزء من كلية كينجز، لندن.
إشغال	مهندس
زوج	بلانش إيميلي كالديكوت كوريندون
أطفال	جون كوريندون، جيمس هنري، نانسي، ماري كوريندون
آباء)	جيمس هنري جريثيد وإليزا جوليا رايت
مهنة الهندسة
تأديب	الهندسة الميكانيكية، مهندس مدني
المؤسسات	مؤسسة الهندسة الميكانيكية، مؤسسة المهندسين المدنيين
اسم الممارسة	كبير المهندسين لسكك حديد مدينة وجنوب لندن
المشاريع	مترو أنفاق برج بلاكوول نفق واترلو وسيتي لاين ليفربول سكة حديد علوية
تصميم مهم	درع Greathead، ماكينة حقن Greathead، فوهة حقن وغيرها من التصميمات الحاصلة على براءة اختراع
الجوائز	انتخب لعضوية مجلس مؤسسة المهندسين المدنيين ، 1884

كان جيمس هنري جريثيد (6 أغسطس 1844 - 21 أكتوبر 1896) ^[1] مهندسًا ميكانيكيًا ومدنيًا إنجليزيًا اشتهر بعمله في السكك الحديدية في مترو لندن وكاتدرائية وينشستر وسكك حديد ليفربول العلوية، فضلاً عن كونه أحد أوائل المؤيدين لأنفاق القناة الإنجليزية والبحر الأيرلندي وقناة بريستول. اختراعه هو أيضًا السبب وراء تسمية مترو لندن باسم "الأنبوب" العامية.

وُلِد جريثيد في جراهامستاون ، جنوب أفريقيا ؛ ^[2] من أصل إنجليزي هاجر جده إلى جنوب أفريقيا عام 1820. تلقى تعليمه في كلية سانت أندروز، جراهامستاون ، ^[3] ومدرسة ديوسيسان كوليدج الخاصة في كيب تاون . بعد هجرته إلى إنجلترا عام 1859، ^[2] أكمل تعليمه من عام 1859 إلى عام 1863 في مدرسة ويستبورن كوليجيت، ويستبورن جروف . ^[4]

عاد لفترة وجيزة إلى جنوب إفريقيا قبل أن ينتقل أخيرًا إلى لندن في عام 1864 ليقضي فترة تدريب لمدة ثلاث سنوات تحت إشراف المهندس المدني بيتر دبليو بارلو ، والذي تعرف منه على نظام الدرع المستطيل للأنفاق. ^[2] أمضى جريثيد بعض الوقت (حوالي عام 1867) كمهندس مساعد في سكة حديد ميدلاند بين بيدفورد ولندن (يعمل مع شقيق بارلو، ويليام هنري بارلو ).

وبعد فترة وجيزة، في عام 1869، عاد إلى العمل مع بارلو وبدءا العمل على تصميمات مترو أنفاق البرج ، ^[5] وهو النفق الثاني الذي تم بناؤه تحت نهر التيمز في وسط لندن. كان بارلو مهندس النفق وكان جريثيد مسؤولاً عن القيادة الفعلية.

أصبحت شركة جريثيد المقاول الرئيسي لمترو الأنفاق في عهد بارلو. ويؤكد ويليام كوبرثويت أنه في حين حصل بارلو على براءة اختراع لفكرة درع الأنفاق، لم تصمم جريثيد نوعًا مختلفًا من الدرع فحسب، بل حصلت على براءة اختراع له واستخدمته في ذلك العقد. ^[6] حصل بارلو على براءة اختراع مؤقتة لفكرته الثانية، لكن جريثيد لم تكن على علم بذلك حتى بعد عدة سنوات (كما نوقش في محاضر اجتماع لمؤسسة المهندسين المدنيين (ICE) نُشر في يناير 1896). ^{[ بحاجة لمصدر ]}

كان Greathead هو المهندس الاستشاري لنفق بلاكوول وأشرف على تصميمه وبنائه. ^[7]

في عام 1873 أصبح جريثيد مهندسًا مقيمًا في تمديد خط سكة حديد هامرسميث وامتداد ريتشموند لخط سكة حديد المنطقة ، وهو المنصب الذي شغله لمدة أربع سنوات. بعد ذلك، ساعد في إعداد خط سكة حديد قناة ريجنتس (1880)، وخط سكة حديد الدائرة الخارجية الحضرية (1881)، وخط لندن-إيستبورن الجديد (1883) وفي العديد من خطوط السكك الحديدية الخفيفة في أيرلندا (1884). ^{[ بحاجة لمصدر ]}

في عام 1884 أيضًا، استأنف جريثيد مشاركته في حفر الأنفاق، حيث عمل مهندسًا في مترو أنفاق لندن (المدينة) وساوثوورك، وفي وقت لاحق سكة حديد مدينة وجنوب لندن ^[2] (والآن جزء من الخط الشمالي ) والذي كان، عند افتتاحه في عام 1890، أول سكة حديد كهربائية تحت الأرض في العالم. في عام 1888، أصبح مهندسًا مشتركًا مع السير دوجلاس فوكس في سكة حديد ليفربول العلوية ^[2] وعمل أيضًا مع دبليو آر جالبرايث في سكة حديد واترلو وسيتي . كان آخر عمل له في سكة حديد وسط لندن مع السير جون فاولر والسير بنيامين بيكر . ^[8]

ربما كان هذا مشتقًا من فكرة مارك إيزامبارد برونيل الأصلية الحاصلة على براءة اختراع عام 1818 ^[9] وقد افترض روبرت فوجل خطأً أنه مستوحى من براءة اختراع بارلو عام 1864 التي أدت إلى براءة اختراع بارلو المؤقتة عام 1868. ^[10] ومع ذلك، كانت هناك اختلافات كبيرة في التصميم تجعل تصميمات جريثيد الحاصلة على براءة اختراع مميزة عن فكرة براءة الاختراع المؤقتة لبرونيل، مما يسمح بتقديم طلب براءة اختراع لتصميم جريثيد. ^[6]

كان درع برونيل مستطيل الشكل ويتألف من 12 إطارًا منفصلًا يمكن تحريكه بشكل مستقل؛ وكان حل شركة جريثيد أسطوانيًا، وكان "تقليص تعدد الأجزاء في درع برونيل إلى وحدة صلبة واحدة ميزة هائلة وتقدمًا ربما يساوي مفهوم الدرع للنفق نفسه"، ^[10] على الرغم من أن الوجه كان لا يزال يُحفر يدويًا في البداية. استخدم درع جريثيد الحاصل على براءة اختراع لحفر الأنفاق في التربة اللينة نفاثات مائية تحت الضغط عند وجه النفق للمساعدة في قطع التربة اللينة كما هو موضح في براءة الاختراع. تم استخدام الضغط الهوائي للنفق لضمان سلامة أفضل للعمال من خلال معادلة ضغط النفق الداخلي مع ضغطه الخارجي المقدر تحت الأرض تحت الماء.

استخدمت "الطبعة الثانية" من درعه الحركة الهيدروليكية في الوجه جنبًا إلى جنب مع قطع الأسنان لإنشاء الملاط (هذا الملاط تصلب بعد ذلك عند التجفيف وأدى إلى اختراعه التالي: آلة حقن جريت هيد). قد يُنسب الفضل إلى برونيل في فكرة استخدام الدرع، ولكن تم الاعتراف بجريت هيد أولاً باعتباره المهندس الأفريقي الذي بنى أحد تصميماته الخاصة ومنح براءة اختراع للدرع الأسطواني المكون من قطعة واحدة. صمم جريتيد النموذج الأولي للدرع الدائري الذي تم استخدامه منذ ذلك الحين في معظم مشاريع الأنفاق، مع تقدم المهندسين الآخرين والتحسين التكنولوجي في تصميم الدرع العام. في كتابه، دروع الأنفاق واستخدام الهواء المضغوط في الأعمال تحت المائية ، يقول كوبرثويت (الذي عمل تحت إشراف جريتيد كتلميذ له) ^[11] :

كان بارلو بالتأكيد أول من حصل على براءة اختراع، في عام 1864، لدرع قادر على الحركة في قطعة واحدة، ومحاط بأسطوانة رفيعة من الحديد... لبناء نفق من الحديد الزهر في حلقات متتالية... كان هذا في عام 1864 وفي عام 1868 حصل على براءة اختراع مؤقتة لدرع... لم يتخذ أي من هذين التصميمين شكلًا عمليًا، وفي عام 1869 قامت شركة جريثيد في إنجلترا وشركة بيتش في نيويورك ببناء واستخدام دروع لها العديد من الميزات المشتركة مع براءات اختراع بارلو ولكنها تختلف عن بعضها البعض في التفاصيل. ^[12]

يزعم كوبرثويت أيضًا (ص 20) أن الرجال الثلاثة، بارلو، وجريتهيد، وبيتش، صمموا دروع الأنفاق الخاصة بهم بشكل مستقل عن بعضهم البعض. هناك أدلة على أن جريتيهيد لم يكن على علم حتى عام 1895 ببراءة اختراع بارلو المؤقتة لعام 1868، والتي كان درعه يشبهها أكثر من غيرها؛ كان درع بيتش يشبه إلى حد كبير براءة اختراع بارلو لعام 1864. يضيف كوبرثويت: "سيتم تحديد التوزيع الدقيق لفضل الاختراع بين هذين الاثنين من قبل كل قارئ وفقًا لما قد يعتبره المخترع، مخترع الآلية الجديدة، أو الرجل الذي يطبقها للاستخدام العملي، أكثر استحقاقًا للفضل". ^[12] بينما حصل بارلو على براءة اختراع لفكرته في عام 1864، في عام 1869 قام كل من جريتيهيد في إنجلترا وبيتش في نيويورك ببناء دروعهما الخاصة في وقت واحد تقريبًا والتي كانت متشابهة ولكنها مستقلة عن بعضها البعض. كانت إنجازات جريثيد أبعد من أي إنجازات أخرى لمهندسي الأنفاق، وذلك بفضل براءات الاختراع الإضافية لعام 1738 (1874)، و5665 (1884)، وفي عام 1886 حصل على براءة اختراعه رقم 5221: الحقن باستخدام الهواء المضغوط. ^[12]

يوضح كوبرثويت أصول التحول في التفكير من درع النفق المستطيل إلى دروع القطع الأسطوانية كما بناها جرايتهيد لأول مرة. تشير المحاضر في مكتبة ICE إلى أن بارلو حصل بهدوء على براءة اختراع لأفكاره بشأن درع القطع الأسطواني لكنه لم يبني واحدًا أبدًا. واصل جرايتهيد، غير مدرك لبراءة اختراع بارلو الأولية وبراءة الاختراع المؤقتة اللاحقة، تصميم وبراءة اختراع وبناء أول درع نفق أسطواني في التاريخ. في الوقت نفسه، بنى ألفريد إيلي بيتش درع نفق أسطواني في نيويورك وصمم درعًا يشبه إلى حد كبير فكرة بارلو الحاصلة على براءة اختراع في نفس الوقت تقريبًا مع جرايتهيد. وفقًا لمحاضرة فيديو عام 2017 ألقاها الأستاذ اللورد ماير لـ ICE، كانت أفكار درع برونيل معروفة جيدًا في كل من الولايات المتحدة والمملكة المتحدة. نظرًا لأن بارلو كان تلميذًا لبرونيل، فمن المحتمل أنه كان على دراية جيدة بتصميم درع النفق المستطيل.

لا بد أنه كان من الواضح أن التصميم الأسطواني كان أكثر ملاءمة واستقرارًا مما أدى إلى قيام ثلاثة رجال مشهورين بتصميم دروع الأنفاق الفريدة الخاصة بهم بشكل مستقل في غضون بضع سنوات من بعضهم البعض. نظرًا لأن أسمنت بورتلاند لم يتم اختراعه إلا في عام 1824 بواسطة جوزيف أسبدين من ليدز، لم يتم تقديره بالكامل من قبل صناعة البناء لسنوات عديدة. كان فقط بسبب خصائص أسمنت بورتلاند الهيدروليكية وقدرته على التماسك في البيئات الرطبة أن مشاريع الأنفاق الأولى تحت نهر التيمز أصبحت مثمرة على الإطلاق. ^[13] لم يأت بيتش إلى إنجلترا لمعرفة براءة اختراع بارلو وبراءة الاختراع المؤقتة اللاحقة، ولم يكن جريثيد على علم بفكرة براءة اختراع بارلو المؤقتة حتى عام 1895 عندما تمت مناقشتها في اجتماع مؤسسة المهندسين المدنيين الذي حضره جريثيد بعد وقت قصير من وفاة بارلو وقبل وفاته بفترة وجيزة. يمكن الحصول على المستندات عن طريق الطلب من مكتبتهم بتنسيق pdf لمزيد من التوضيح. ^[14]

يتكون درع جريثيد من أسطوانة حديدية يبلغ قطرها 7 أقدام و 3 بوصات (2.21 مترًا) مزودة بمقابس لولبية تمكنها من الرفع للأمام. أثناء الاستخدام، تم دفع الدرع للأمام ببطء أثناء حفر وجه العمل، بينما تم تركيب بطانة نفق دائمة من أجزاء الحديد الزهر خلفه، وهو في حد ذاته ابتكار مهم. ^[15] حصل جريثيد على براءة اختراع للعديد من أفكاره بما في ذلك استخدام الهواء المضغوط والدفع الأمامي بواسطة الرافعات الهيدروليكية، وكلاهما الآن من الميزات القياسية لبناء الأنفاق. كانت براءة اختراع أخرى لجريثيد هي إضافة وعاء الحقن عند ارتفاع السقف مما سمح بتطبيق الجص الأسمنتي هيدروليكيًا خلف دروع الحديد الزهر الضخمة لتثبيت جدار النفق خارج أقسام الدرع. حصل جريثيد على براءة اختراع لدرع نفق ثالث أدخل فوهات الضغط الهيدروليكية في وجه النفق لتفجير الأرض اللينة. كانت الفوهة نفسها أيضًا اختراعًا آخر لبراءة اختراع جريثيد. في مرحلة ما، اكتشف جريثيد أنه يمكن رش الخرسانة على الأسطح الترابية لتثبيتها وأصبح والد الخرسانة المقذوفة والإسمنت بالرش المستخدم على نطاق واسع في البناء. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

كان فوهة الحريق اختراعًا لحقن الحقن خلف تجاويف درع الأنفاق المصنوعة من الحديد الزهر لتعزيز بطانات جدار النفق أثناء البناء بوضع دائم. ^[16]

وقد ذُكر هذا فيما يتصل بإصلاح كاتدرائيتي وينشستر ولينكولن. ^[17] "نظامه للحقن باستخدام الهواء المضغوط، والذي ربما أثبت أنه لا غنى عنه في جميع أعمال الأنفاق الحديثة أكثر من أي اختراع آخر." ^[12]

• 1738 من 1874 JH Greathead درع ذو وجه مغلق، يتم تفتيت التربة أمامه بواسطة نفثات المياه، وباستخدام أدوات بارزة. يجب أن يكون النفق مبطنًا بالحديد الزهر، أو بكتل صناعية مصبوبة. يجب حقن الحشو خلف بطانة النفق. ^[18]
• 5665 من 1884 JH Greathead نفس الدرع ولكن مع بعض التعديلات. ^[19]
• 5221 من 1886 JH Greathead وعاء الحقن. درع مماثل لتلك الموجودة في براءتي الاختراع 1738 (1874) و5665 (1884) ^[19]
• 13215 من 1886 JH Greathead درع مع قاطع دوار مركزي بديل، مع أسافين لكسر الوجه، وغسل الأنابيب، والأوتاد فقط، وما إلى ذلك. ^[19]
• 195 من 1889 JH Greathead درع بقاطع دوار. ^[19]
• 9263 من عام 1894، جيه إتش جريثيد وباسيل موت، تحسينات في عربات السكك الحديدية.

• تشير لوحة زرقاء من التراث الإنجليزي إلى منزله في بارنز ، جنوب غرب لندن، 3 شارع سانت ماري جروف، حيث عاش بين عامي 1885 و1889. وكان هذا منزله الثالث حيث تم هدم مسكنه الثاني قبل وضع لوحة التراث الإنجليزي.
• في يناير 1994، أقيم تمثال لجريتهيد خارج محطة بنك بجوار بورصة رويال في مدينة لندن. وقد كشف النقاب عنه عمدة لندن ، وتم وضعه على قاعدة تخفي فتحة تهوية لمترو الأنفاق.
• أثناء تجديد محطة البنك، تم اكتشاف جزء من درع غريتهيد في ممر بين مترو الأنفاق وسكة حديد واترلو وسيتي . وقد تم طلاء الجزء باللون الأحمر وتم نصب لوحة نحاسية كنصب تذكاري آخر لإنجازاته.

• بوابة النقل في لندن

• الوسائط المتعلقة بجيمس هنري جريثيد في ويكيميديا ​​كومنز