أولي سينجستاد

عمل أولي سينغستاد في البداية لدى شركة السكك الحديدية المركزية في نيوجيرسي . وفي عام ١٩٠٧، انتقل إلى نورفولك، فيرجينيا ، حيث عمل في مجال السكك الحديدية والجسور لصالح شركة سكك حديد فيرجينيا . ثم عاد إلى مدينة نيويورك وعمل في شركة سكك حديد هدسون ومانهاتن ، حيث صمم أنفاقًا تحت نهر هدسون في الفترة ما بين ١٩٠٩ و١٩١٠، وقضى لاحقًا سبع سنوات مسؤولًا عن أعمال مترو الأنفاق وأنفاق السكك الحديدية في مانهاتن وبروكلين وتحت النهر الشرقي . وخلال هذه الفترة، عمل مع كليفورد هولاند لصالح لجنة الخدمات العامة في نيويورك، التابعة للدائرة الأولى في نيويورك.

في عامي 1917-1918، عمل سينغستاد في شركة استكشاف تشيلي ، وفي عامي 1918-1919، عمل مع باركلي، بارسونز، وكلاب (الآن WSP USA ، سابقًا بارسونز برينكيرهوف )، حيث كان مسؤولاً عن تصميم نظام نقل سريع لمدينة فيلادلفيا ، وقام بوضع تصاميم أولية لنفق للمركبات تحت نهر ديلاوير . ^{[ 2 ]}

يشتهر سينغستاد على نطاق واسع بعمله في أنفاق الطرق تحت الماء في مدينة نيويورك ، وبتصميمه لنظام التهوية الذي جعل إنشاء أنفاق الطرق الطويلة تحت الماء ممكنًا، والذي استُخدم لأول مرة في نفق هولاند تحت نهر هدسون . بدأ العمل تحت إشراف كبير المهندسين كليفورد ميلبورن هولاند عام 1915، ^{[ 3 ]} وأنهى الإشراف على بناء نفق هولاند بعد وفاة هولاند في خريف عام 1924، ووفاة خليفته ميلتون إتش. فريمان في مارس 1925. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

صمّم سينغستاد أيضًا نفق لينكولن ، ^{[ 4 ] [ 6 ]} ونفق كوينز -ميدتاون ، ^{[ 4 ] [ 7 ]} ونفق بروكلين-باتري ، ^{[ 4 ] [ 8 ]} وكان آخر نفقين من تصميمه بصفته كبير مهندسي هيئة أنفاق مدينة نيويورك. ^{[ 8 ] [ 7 ]} وفي هذا السياق، اصطدم مع روبرت موسى ، الذي لم يكتفِ بتفضيل الجسور، بل سعى أيضًا إلى توطيد سلطته والقضاء على المنافسة في سياسات الهندسة المدنية.

لماذا حاول موسى تخريب (هيئة الأنفاق)؟ لأنه لم يستطع السيطرة عليها، هذا هو السبب. لم يستطع السيطرة عليها، لذا أراد تخريب المشروع اللعين بأكمله. ^{[ 9 ] : 609}

في عام ١٩٤٦، استحوذت هيئة جسر تريبورو على هيئة الأنفاق، مُشكّلةً هيئة جسر ونفق تريبورو ، حيث تمّ فصل سينغستاد، وأُكمل نفق بروكلين-باتري غير المكتمل وفقًا لمواصفات كبير مهندسي هيئة جسر ونفق تريبورو ، رالف سميلي ، ^{[ ٨ ]} والتي استندت في معظمها إلى تصاميم سينغستاد الأصلية. ^{[ ٩ ]} تسبّب هذا التصميم الجديد في تسريبات، فعادت هيئة جسر ونفق تريبورو إلى تصميم سينغستاد الأصلي. ^{[ ٩ ] : ٦٩٦-٦٩٧.} ادّعى سينغستاد لاحقًا أن سميلي تسبّب في تسريبات "مفرطة" لعدم استخدامه تصميم سينغستاد التجريبي للحشو لمنع التسريبات. نفى سميلي أن يكون التسريب مفرطًا، وأن طريقة سينغستاد في الحشو قد استُبدلت، لأن تلك الطريقة كانت في الواقع سبب التسريب. ^{[ ٨ ]}

كان سينغستاد له دور فعال في العديد من أنفاق المركبات تحت الماء في جميع أنحاء العالم.

بين عامي 1930 و1933، صمّم وأشرف على بناء نفق فاسلاند تحت نهر شيلدت في أنتويرب . زرع الفرنسيون المنسحبون متفجرات في النفق مع بداية الحرب عام 1940، وتم إصلاح الأضرار في غضون أسابيع تحت الاحتلال الألماني. لاحقًا، حاول الألمان تفجير النفق مرة أخرى عند انسحابهم عام 1944، وهذه المرة تضرر النفق بشدة. غمرت مياه النهر النفق، واستغرقت أعمال الترميم عدة سنوات.

• وقد قدم استشاراته بشأن نفق بوزي ، وهو ثاني نفق تحت الماء للمركبات في الولايات المتحدة وأقدم نفق أنبوبي مغمور للمركبات في العالم، والذي استخدم نفس نظام التهوية الذي صممه لنفق هولندا.
• وقد قدم استشاراته بشأن نفق ديترويت-ويندسور ، وهو ثالث أقدم نفق تحت الماء للمركبات، والذي صممه المهندس النرويجي الأمريكي سورين أنطون ثوريسن، وقام بتصميم نظام التهوية. ^{[ 10 ]}
• بالتعاون مع ثوريسن، صمم سينغستاد نفق فاسلاند تحت نهر شيلدت في أنتويرب ، بلجيكا. وفي هذا المشروع، صمم سينغستاد البطانة، ودرع النفق، والتهوية، والمعدات. ^{[ 10 ]}
• أسس شركة سينغستاد وكيهارت للاستشارات الهندسية في عام 1945، والتي قامت، بمساعدة 50 إلى 60 مهندسًا، بتصميم النفق النهائي لجبل بيغ ووكر في ولاية فرجينيا .
• قام بتصميم نفق ميناء بالتيمور ، الذي افتتح عام 1957، وذلك من خلال شركته سينغستاد وبايلي في نيويورك. ^{[ 11 ]}

كما صمم سينغستاد أنفاقاً في الأرجنتين وكندا وكوبا وفنزويلا .

زعم توماس إديسون أنه من المستحيل تهوية نفق بحجم حركة المرور المتوقع لنفق هولندا. ^{[ 1 ]} في وقت إنشائه، كانت الأنفاق تحت الماء جزءًا راسخًا من الهندسة المدنية، ولكن لم تكن قد بُنيت أنفاق طويلة للمركبات، حيث كانت جميع الأنفاق الموجودة تحت الممرات المائية لمدينة نيويورك مخصصة للسكك الحديدية ومترو الأنفاق فقط. لم تكن هذه الأنفاق بحاجة ماسة للتهوية، لأن القطارات التي تستخدمها كانت تعمل بالطاقة الكهربائية، وبالتالي كانت تُصدر القليل جدًا من التلوث. ^{[ 12 ] : 10 [ 13 ]} من ناحية أخرى، كانت حركة المرور في نفق هولندا تتكون في الغالب من مركبات تعمل بالبنزين، وكانت التهوية ضرورية لإخراج انبعاثات أول أكسيد الكربون، التي قد تؤدي إلى اختناق السائقين. ^{[ 12 ] : 10 [ 14 ] : 181-202 [ 15 ]} لم يكن هناك سوى عدد قليل جدًا من الأنفاق في ذلك الوقت غير المستخدمة لحركة السكك الحديدية؛ أبرز هذه الأنفاق غير المخصصة للسكك الحديدية، وهما نفق بلاك وول ونفق روذرهيث في لندن، لم يكونا بحاجة إلى تهوية ميكانيكية. ^{[ 12 ] : 10} ومع ذلك، فإن نفقًا بطول نفق نهر هدسون تطلب طريقة تهوية فعالة، لذلك ابتكر كبير المهندسين سينغستاد نظامًا لتهوية النفق بشكل عرضي (عمودي على الأنابيب). ^{[ 4 ] [ 16 ]}

في أكتوبر 1920، نشر الجنرال جورج ر. داير ، رئيس لجنة أنفاق نيويورك، تقريرًا ذكر فيه أن سينغستاد قد ابتكر نظام تهوية عمليًا لنفق نهر هدسون. ^{[ 13 ]} وبالتعاون مع جامعة ييل وجامعة إلينوي ومكتب المناجم الأمريكي ، بنى سينغستاد نفقًا تجريبيًا في منجم بروسيتون التجريبي التابع للمكتب في بنسلفانيا ، بطول يزيد عن 122 مترًا ، حيث اصطفت السيارات مع تشغيل محركاتها. وخضع الطلاب المتطوعون للإشراف أثناء استنشاقهم العادم للتأكد من تدفق الهواء ومستويات أول أكسيد الكربون المسموح بها من خلال محاكاة ظروف مرورية مختلفة، بما في ذلك الازدحام المروري. ^{[ 17 ] [ 16 ]} وقامت جامعة إلينوي، التي كانت قد وظفت أساتذة التهوية الوحيدين في الولايات المتحدة، ببناء قناة تهوية تجريبية بطول 91 مترًا في حرمها الجامعي في أوربانا لاختبار تدفق الهواء. ^{[ 16 ] [ 18 ]} في أكتوبر 1921، خلص سينغستاد إلى أن نظام التهوية الطولية التقليدي سيحتاج إلى ضغط يصل إلى معدل تدفق هواء يبلغ 27 مترًا مكعبًا في الثانية (953 قدمًا مكعبًا /ثانية) على طول النفق. ^{[ 17 ]} من ناحية أخرى، يمكن تهوية النفق بشكل كافٍ عرضيًا إذا وُضع الحيز الذي يحمل مسار النفق بين حجرتين . يمكن للحجرة السفلية أسفل أرضية المسار توفير الهواء النقي، بينما يمكن للحجرة العلوية فوق السقف تصريف الأبخرة على فترات منتظمة. ^{[ 17 ] [ 19 ]}    

أُجري ألفا اختبار على النموذج الأولي لنظام التهوية. ^{[ 5 ]} وقد تبيّن أن النظام منخفض التكلفة بما يكفي، مقارنةً بفوائده في مجال السلامة، ما أدى في النهاية إلى دمجه في تصميم النفق. ^{[ 16 ]} وبحلول وقت تشغيل النفق، بلغ متوسط ​​تركيز أول أكسيد الكربون في كلا النفقين 0.69 جزء لكل 10,000 جزء من الهواء. وسُجّل أعلى مستوى لأول أكسيد الكربون في نفق هولندا عند 1.60 جزء لكل 10,000 جزء، وهو أقل بكثير من الحد الأقصى المسموح به البالغ 4 أجزاء لكل 10,000 جزء. ^{[ 20 ] [ 21 ]} وقد أشاد الجمهور والصحافة بجودة الهواء في الأنفاق مقارنةً ببعض شوارع مدينة نيويورك؛ وبعد افتتاح النفق، صرّح سينغستاد بأن تركيز أول أكسيد الكربون في الأنفاق كان نصف التركيز المُسجّل في الشوارع. ^{[ 21 ] [ 22 ]}

خلال بناء نفق ميناء بالتيمور بين عامي 1955 و1957، اعتمد سينغستاد أسلوبًا موفرًا للتكاليف في بناء النفق في طين النهر. سابقًا، كانت تُستخدم الدروع الهيدروليكية أو الصناديق الغاطسة المضغوطة ، مع ما يصاحب ذلك من خطر دائم لإصابة الغواصين بداء تخفيف الضغط، وضرورة توخي الحذر المستمر. وقد سبق أن اقترح أولاف هوف أسلوب الأنابيب الغاطسة واستخدمه في نفق نهر ديترويت ونفق نهر هارلم . ^{[ 23 ]}

طوّر سينغستاد أفكار هوف، واقترح أولاً حفر خندق كبير في قاع النهر، ثم إنزال أجزاء نفقية مسبقة الصنع، معلقة بكابلات، بطول 90 متراً (300 قدم) (يزن كل منها 23000 طن)، إلى داخل الخندق من عوامات علوية. تم ملء الحجرات الداخلية بالماء لإنزال الأجزاء، ثم رُتبت الأجزاء، وربطها معاً بواسطة غواصين، ثم تم ضخ الماء للخارج، وأخيراً غُطيت الأنفاق بالتراب. وقد اتُبعت هذه التقنية في العديد من مشاريع الأنفاق اللاحقة من قبل مهندسين آخرين، كما هو الحال في جسر نفق خليج تشيسابيك ، على سبيل المثال.