bridges - الجسور الأنواع والتصاميم

يوجد في العالم عدد من الملايين من الجسور ، التي يعبرها الناس من خلال السيارات والشاحنات ولكن كيف تصمم هذه الجسور؟ ولماذا بعضها بشكل مستقيم والأخر بشكل أوتاد منحنية ؟
يأخذ مهندسو الجسور بالأعتبار دائما العديد من العوامل والإعتبارات التصميمية مثل المسافة لتحديد نوع وشكل الدعامات ونوع المواد المتاحة واللازمة للتصنيع ، قبل القيام بأخذ القياسات واعتبارات الشكل والنظرة العامة للجسر.
وتشمل مرحلة التصميم الابتدائي تحديد الأبعاد والقطاعات الأولية للجسـر وبالتالي تحديد التكلفة التقديرية له ، كما تشمل المقارنات الاقتصادية لجميع الهياكل الإنشائية للجسور التي يمكن استخدامها .

ومن خلال دراسة تحليلية متقدمة وتحديد القطاعات الأولية التقريبية للجسر والمعتمدة على النظريات العلمية والنواحي العملية يمكن اختيار الهيكل الإنشائي للجسر والمواد المستخدمة به وقطاعاته والتي تمكن المصمم من إجراء التحليل الإنشائي وتصميم الجسر وبالتالي إعداد الرسومات التنفيذية له . 

كان المهندسون قديما يملكون ثلاث تصاميم رئيسية لثلاث نماذج للجسور تقاوم جميع القوى والعوامل الطبيعية

*الجسور العارضية beam bridge

يتألف هذا النوع من الجسور من عارضة أفقية مدعومة بركائز شاقولية في نهايتيها . يستند وزن هذه العارضة بالكامل شاقولياً على الركائز ( الدعامات ) ، فعندما تتعرض العارضة الأفقية الى حمل فإنها تنحني ، وتتعرض حافتها العلوية لقوى ضغط بينما تتعرض حافتها أو طبقتها السفلية البعيدة الى شد أي أنها تتجه للإنفصال ،
لذلك فإنه للمحافظة على وضعية التوازن الآمن للجسر ضمن مجال أحمال محدد ، نادرا ما تزيد المسافة بين الدعامات عن 250 قدم .

*الركائز المستمرة continuous span

تتميز هذه الأنواع من الجسور بتصميم الجسور العارضية ولكن لمسافات أطول وعدد أكبر بكثير من الركائز ( الدعامات ) ، وهي تشكل نمطاً مكون من عدد من الجسور العارضية متصلة ( مربوطة ) بعضها ببعض ولمسافة طويلة جدا كما في جسر :Chesapeake Bay Bridge-Tunnel

*الجسر المتحرك movable bridge

يمتلك أرضية قابلة للحركة ، حيث تقوم الأرضية المتحركة للجسر المتأرجح بالدوران حول نقطة مركزية ، ويمكن لهذه الحركة أن تكون الى الأعلى والأسفل ، وذلك وفق خاصية الثقل الموازي ، حيث يمكن لأرضسة الجسر المرفوعة أن تنطلق مث مصعد هائل الحجم الى الاعلى والأسفل .

*الجسور الموثقة أو المقيدة Trussbridge

 

تتألف هذه الجسور من مجموعات من الهياكل المعدنية بشكل قضبان معدنية بشكل مثلث ، والأكثر شيوعا من هذه الأنواع من الجسور تتكون من سلاسل مستقيمة من القضبان الفولاذية .

يعتبر جسر فيرث أوف فورث في اسكوتلاندا ، جسرا مقيدا من جهة ، وهو نسخة معقدة من الجسور المقيدة ، تم تصميم الجسر المقيد من جهة من قبل رئيس المهندسين السير جون فولر JohnFowler و بينيامين بيكر BenjaminBaker ، وكان التصميم يقوم على وجود زوج من الاذرع أو العوارض المقيدة من جهة واحدة ،والمثبتة بواسطة أثنين من الأبراج .
تدعم العوارض بواسطة أنابيب فولاذية مستقيمة تمتد من أعلى وأسفل كل برج ، وهذه العملية تقوي المنطقة المركزية في الجسر التي تمتد بفضل هذا التصميم الى 350 قدم .

*الجسور المعلقة suspension bridge

تتميز هذه الجسور بالركائز التي تمتد الى (2.000 الى 7.000 ) قدم ، أي لمسافات أكبر من أي نوع من أنواع الجسور حتى الآن .

تمتلك معظم الجسور المعلقة نظام التقييد تحت الطريق، وذلك لمقاومة قوى الإنحناء والفتل التي يتعرض لها الجسر باستمرار .

توازن القوى

*الجسور المعلقة بكيابل مثبتة Cable-Stayed Bridge

 

الجسور المعلقة من هذا النوع مشابهة تماما للجسور المعلقة السابقة حيث تعلق و تدعم الطريق بكيابل فولاذية ضخمة ، ولكن بطريقة
مختلفة 

- تنقسم الجسور من حيث مواد البناء المستخدمة الى عدة انواع شائعة يعتمد عليها المصمم بشكل اساسى ومنها .

جسور خرسانية  / جسور خرسانية سابقة الصب ( بلاطات خرسانية مفرغة HoLLow Core Slab) حيث يتم استخدام هذه البلاطات الخرسانية المفرغة حتى SPAN من 12 : 20 متر طولى .

جسور خرسانية مصبوبة بالموقع سابقة الجهاد / جسور خرسانية سابقة الصب سابقة الأجهاد . 

 جسور الكمرات المعدنية / الجسور المعدنية المعلقة . مثل جسر فرزانو الشهير بولاية نيويورك .

جسور خرسانية ومعدنية / جسور خسبية معدنية ( وتستخدم بصورة اوسع للمشاة )