مشروع معرض العلوم على الجسور
بعد قراءة هذا المقال سوف تتعرف على: - 1. تعريف الجسر 2. تاريخ تطور الجسور 3. التصنيف 4. الاختيار 5. الخاتمة.
تعريف الجسر:
الجسر هو الهيكل الذي يحافظ على الاتصالات مثل الطريق وحركة السكك الحديدية وغيرها من الأحمال المتحركة فوق عقبة ، وهي قناة أو طريق أو سكة حديدية أو واد. يُطلق على الهيكل اسم "الجسر" عندما ينقل حركة المرور على الطرق أو السكك الحديدية أو خط أنابيب فوق القناة أو الوادي و "الجسر العلوي" عندما يحمل المرور أو خط الأنابيب عبر نظام اتصالات مثل الطرق أو السكك الحديدية.
"جسر" هو أيضًا جسر تم بناؤه فوق منطقة مزدحمة لنقل حركة مرور السيارات فوق المنطقة مع الحفاظ على أنشطة المنطقة دون الجسر دون انقطاع.
تاريخ تطور الجسور:
يرتبط تاريخ تطور الجسور ارتباطًا وثيقًا بتاريخ الحضارة الإنسانية. لذلك ، جذبت فن بناء الجسور انتباه المهندسين والبنائين من بداية الحضارة.
قد يكون من المفترض أن فكرة بناء جسر عبر عقبة مثل قناة أو دورة مائية حدثت في العقل البشري من خلال ملاحظة الظاهرة الطبيعية مثل جذع شجرة سقطت بطريق الخطأ من قبل عاصفة عبر دورة مائية صغيرة أو قطعة من الحجر في شكل قوس على فتحة صغيرة بسبب تآكل التربة تحت أو حفنة من الزواحف من شجرة إلى أخرى تستخدمها القرود.
قد يكون من المفهوم أيضًا أنه في تلك الأيام القديمة ، ربما شجع الظواهر الطبيعية المذكورة أعلاه رجلًا من الذكاء والمبادرة ، وأنشأ جسورًا فوق دورة مائية صغيرة عن طريق وضع جزء من السجل أو عن طريق ربط حفنة من الزاحف الطويل مع الأشجار الواقعة على جانبي مجرى المياه.
الرسمان المشار إليهما أعلاه يشيران دون أدنى شك إلى أن الأول كان سلف الجسور من النوع العارض ، وكان الأخير هو مذيع الجسور المعلقة.
على الرغم من أن الطرق المعتمدة في تلك الأيام لعبور مجرى مائي صغير كانت ذات طبيعة بدائية ، فلا يمكن إنكار أن تلك كانت بداية علم بناء الجسور الذي وصل إلى حالة التطور الحالية من خلال البحث المستمر والجهد المستمر بناء جسور أطول وأقوى باستخدام تقنية جديدة ومواد بناء جسر أفضل.
الجسر الأقدم على الإطلاق كان الجسر فوق النيل الذي بناه مينز ملك مصر حوالي 2650 ق.م. بعد خمسة قرون ، تم بناء جسر آخر من قبل الملكة سميرامو بابل عبر نهر الفرات. تم بناء عدد من الجسور المقوسة بواسطة بلاد ما بين النهرين والمصريين والصينيين.
تم بناء جسر Chaochow على نهر Hsiaoho من قبل الصينيين حوالي 600 بعد الميلاد على بعد 300 كم جنوب بكين (بكين الآن). كان امتدادًا واحدًا لجسر قوس حجري بطول 37.4 مترًا. كان معروفا أن الرومان هم أفضل بناة الجسور بين عامي 200 قبل الميلاد و 260 ميلادي ، ولا تزال بعض جسور البناء التي بناها البناء موجودة.
تم بناء الجسر القوسي المعروف باسم Pont-Du-Gard في فرنسا في 14 م ، ونظراً للحفظ الجيد والصيانة ، لا يزال هذا الجسر في حالة جيدة إلى حد ما. في روما القديمة ، تبنى الأباطرة الرومان لقب "Pontifex Maximus" بمعنى "Chief Bridge Builder" الذي يشير إلى أن الرومان يعلقون أهمية كبيرة على بناء الجسر.
كان في الواقع الرومان الذين بدأوا بناء الجسر لأول مرة بطريقة منهجية. كانوا يعرفون استخدام pozzolana والاستفادة من هذا في صنع جسور البناء. بنى الرومان الأقواس والقناطر الكبيرة ، لكن أضعف جزء من جسورهم كان أساسهم لأنهم لم يكونوا على دراية بنظف النهر مما أدى إلى انهيار وأضرار لمعظم الجسور التي بناها في الوقت المناسب.
الجسور التي شيدت خلال العصور الوسطى والتي تحتاج إلى إشارة خاصة كانت جسر التايمز في لندن وبونتي فيكيو على نهر أرنو في فلورنسا. تم بناء الجسر السابق في عام 1209 وكان يستخدم منذ أكثر من ستة قرون بينما تم بناء هذا الجسر في عام 1177.
وكانت السمات الخاصة لهذه الجسور هي أنه بالإضافة إلى الجسر ، فإن هذه الجسور كانت تستخدم في توفير الأبراج الزخرفية والدفاعية والمصليات والتماثيل والمحلات والمساكن. كانت جسور الأهمية التي بنيت في القرن السادس عشر هي جسر سانتا ترينيتا فوق أرنو في فلورنسا (1569) وجسر ريالتو على القناة الكبرى في البندقية (1591).
بدأ عصر نشاط التجسير الحديث في القرن الثامن عشر عندما تم استخدام الحديد من قبل بعض مهندسي الجسور المشهورين في ذلك الوقت. في البداية ، تم استخدام الحديد الزهر لبناء عدد من الجسور المقوسة ، لكن الحديد المطاوع استبدل الحديد الزهر بالتدريج والذي تم استبداله أيضًا بالصلب عندما تم إدخال عملية Bessemer لصناعة الفولاذ.
خلال هذا الوقت ، حاول تصميم وبناء الجسور أن يستند إلى نظريات علمية. نُشرت أول دراسة في هندسة الجسور في عام 1714 على يد المهندس Rubert Gaiitier الفرنسي. تأسست فرقة Corps Des Ingenieurs Du Ponts Et Chaussees في عام 1716 من أجل تطوير بناء الجسور.
تأسست مدرسة Ecole De Ponts Et Chaussees ، وهي أول مدرسة هندسية في العالم ، في باريس مع جان بيرونيت ، والد بناء الجسر الحديث ، كأول مدير
خلال القرنين الثامن عشر والتاسع عشر ، تم بناء أول جسر حديدي بطول 30.5 متر في 1779 فوق سيفيرن في كولبروكديل ، إنجلترا من قبل أبراهام ديربي وجون ويلكنسون. كان أول جسر فولاذي هو جسر Eads الذي تم تشييده في سانت لويس بولاية ميسوري في عام 1874. كان هذا الجسر جسرًا صلبًا من ثلاثة أمتار طولها 153 مترًا و 158 مترًا و 153 مترًا.
مع إدخال الفولاذ كمواد بناء الجسور في مكان الحديد ، تم استبدال الشكل السابق من الدعامات ، مثل بولمان ، وفينك ، وهاوي ، برات ، وارن ، ويبل إلخ. بأشكال أكثر كفاءة مثل بالتيمور ، ك-تروس ، محلل إلخ
مع تحسين نوعية الصلب ، كان هناك تطور سريع في بناء جسور فولاذية كبيرة تمتد على نطاق واسع ، لا سيما تعليق فضلا عن الكابولات الفولاذية الكبيرة.
قام المهندسون البريطانيون ، تيلفورد ، ستيفنسون إلخ ببناء العديد من الجسور المثيرة للاهتمام ولكن لم تكن لديهم معرفة كافية لحماية الجسور من التأثيرات والاهتزازات الناجمة عن الرياح العاتية وحركة الأحمال الديناميكية الثقيلة. وكانت نتيجة هذا النقص في المعرفة انهيار العديد من الجسور المعلقة.
تم بناء أول جسر ناتئ حديث في العالم في عام 1867 عبر نهر ماين في هاسفورت بألمانيا مع امتداد رئيسي لمسافة 129 متر. أكبر جسر جانبي في العالم هو جسر كيبيك الذي بني في عام 1917 على نهر سانت لورانس ، كندا.
كان الامتداد الرئيسي لهذا الجسر 549 م. أول جسر ناتئ تم بناؤه في الهند هو جسر هوراه على نهر هوغلي في كلكتا (1943). يعتبر هذا الجسر رابع أطول جسر ناتئ في العالم يمتد على مساحة 457 متراً. (الصورة 1)
في القرن التاسع عشر بسبب تصنيع معدات رفع الحمولة الثقيلة وضاغطات عالية السعة ، أصبح غرق الكيسونات الهوائي في المياه العميقة ممكنًا. ونتيجة لذلك ، يمكن بناء مساحات كبيرة في المياه العميقة. تم بناء الجسر فوق شلالات Schuylkill مع نطاق رئيسي من 124 متر في عام 1816 في فيلادلفيا.
تم بناء جسر فريبورغ في سويسرا عام 1834 على مساحة 265 مترًا. تم بناء جسر سينسيناتي فوق نهر أوهايو في عام 1867 وتم بناء جسر بروكلين في مدينة نيويورك في عام 1883. وكان للجسر السابق مساحة رئيسية تبلغ 322 مترًا ، وكان للجسر الأخير مساحة رئيسية تبلغ 486 مترًا.
إن إنتاج سبائك الصلب وتصنيع الأسمنت ومعدات البناء الثقيلة جنباً إلى جنب مع المعرفة المتقدمة لنظرية الهياكل وفهم أفضل لتأثير القوى الديناميكية مثل الرياح وما إلى ذلك على هياكل القوالب أدى إلى بناء بعض الجسور المقوسة الشهيرة ، الجسور الكابولية والجسور المعلقة (الجدول 1.3).
اكتسبت الجسور الخرسانية المسلحة شعبية في القرن العشرين بسبب تنوعها في البناء والاقتصاد في التكلفة والصيانة.
بالإضافة إلى مزاياها المذكورة أعلاه ، فإن الجسور الخرسانية المسلحة يمكن صبها في أي أشكال وأشكال ملائمة لتلبية المتطلبات المعمارية ، وكذلك يمكن استخدام المواد المتوفرة محليًا مثل الرقائق الحجرية والحصى والرمل وما إلى ذلك ويمكن التخلص منها في الموقع وبالتالي إزالة النقل من مكونات الجسر الثقيل من ورشة التصنيع كما هو مطلوب لجسور الصلب.
ولهذه الأسباب ، استبدلت الخرسانة المسلحة عملياً استخدام الفولاذ كمواد بناء رئيسية في بناء الجسور الصغيرة إلى المتوسطة ، خاصة الجسور للطرق السريعة باستثناء حالة الجسور الطويلة حيث يكون الفولاذ بجودته المحسنة هو الجسر الوحيد مواد بناء. الخرسانة المقواة تجد مكانها حتى في هذه الجسور في مكونات الجسر مثل الأبراج والطوابق وغيرها.
واحد من أطول الجسور الخرسانية المسلحة هو جسر Sando الذي تم بناؤه في السويد في عام 1943 مع مساحة 264 متر. وقبل حوالي عقد واحد فقط ، تم بناء جسر ميناء سيدني الجديد ، وهو جسر قوس رمحي يمتد على مساحة 305 أمتار. تصنيع الخرسانة عالية القوة والتشديد المسبق على استخدام أسلاك الفولاذ عالية الشد أدى إلى تحسين بناء الجسور الخرسانية.
هذه الجسور المعروفة باسم الجسور الخرسانية مسبقة الإجهاد ، لديها بعض المزايا أكثر من الجسور الخرسانية المسلحة ، وهي أرخص من الجسور متوسطة المدى ، يمكن أن تكون مسبقة الصب في السرير أو في المناهج ورفعها عن طريق رافعات / رافعات أو أطلقتها إطلاق دعامات ووضعها في موقفها النهائي وبالتالي القضاء على استخدام التدريج مكلفة.
هذه الجسور مناسبة بشكل مثالي في الأنهار العميقة حيث يصعب العمل في المياه العميقة وإطلاق العوارض في مواقعها الخاصة عن طريق استخدام دعامات الإطلاق هو الجواب الوحيد. بالنسبة إلى الفواصل الأكبر نسبيًا ، تم الآن تجنب استخدام دعامات الإطلاق باستخدام تقنية جديدة ، وهي "بناء الكابولي".
واحدة من الجسور الخرسانية المبكرة قبل الإجهاد هي جسر مارن الذي بني في فرنسا. أول جسر خرساني تم تشييده مسبقا في الهند (ولاية تاميلنادو) هو جسر بالار. تم تشييد الجسور الخرسانية مسبقة الضغط في الهند من قبل طريقة البناء الكابولي.
بعض هذه الجسور هي جسر باراك في سيلشار ، أسام مع مساحة مركزية تبلغ 122 متر ، جسر باسيري كريك بالقرب من بومباي مع اثنين من المراكز المركزية من 115 متر لكل منهما ، جسر الجانج في باتنا مع عدد من الامتدادات المركزية من 121 م لكل منهما. يعد جسر لوبها في ولاية آسام ، الذي يمتد بطول 130 متر ، أطول جسر خرساني مدمج سابقًا تم بناؤه في الهند بواسطة طريقة البناء الكابولي.
الإضافة الأخيرة إلى تطوير الجسور الحديثة هي الجسور المقوسة. لم يكن المفهوم والتطبيق العملي لمبدأ الكبل الجسور ليست جديدة ومهندس البندقية يسمى فيرانتيوس بنيت جسرا من نوع مع العديد من الإقامات السلسلة قطري يعود إلى 1600 م
تم استخدام النسخة المودم من الجسور التي تم تركيبها بواسطة الكابلات في عام 1950 في ألمانيا. حتى ذلك الحين ، تم بناء عدد من الجسور المقفلة في أجزاء كثيرة من العالم. بعض الجسور المهمة في مختلف البلدان مبينة في الجدول 4-1.
واحدة من أطول الجسور التي يتم تركيبها في الكوابل هي قيد الإنشاء على نهر هوغلي في كلكتا. يحتوي هذا الجسر على مساحة رئيسية تبلغ 457 متر مع جانبين جانبيين طولهما 183 مترًا ، مما يجعل طول الجسر مساويًا لمسافة 823 مترًا. يتم استخدام كابلات من نوع مروحة من الأبراج لدعم سطح السفينة.
تتكون الأبراج من أقسام الصندوق الصلب. يتكون نظام السطح من ثلاثة عوارض فولاذية ذات موترات وعوارض متصالبة لدعم سطح الخرسانة المسلحة فوقها ، وهي مزودة بموصلات قص مصممة بشكل مناسب للعمل المركب تحت الأحمال الحية.
إن شركة بناء الجسور لديها دائماً رغبة في بناء نوع جديد من الجسور ، إما جديد في المفهوم أو جديد في أسلوب البناء أو الشكل الجديد والشكل أو الجديد في استخدام مواد البناء. مهندس الجسر لديه أيضا رغبة في بناء جسور أطول وأطول من نفس النوع تتجاوز أطوال فترة السابقة.
بالنسبة له ، هذا تحد يجب أن يلتقيه ليبين أن علم بناء الجسور يتطور باستمرار.
قام بنوا الجسر ببناء أنواع مختلفة من الجسور اعتمادًا على البيئة المحيطة ، والمتطلبات الفنية الملاحية وغيرها ، وتوافر المواد ، وحالة الأساس وما إلى ذلك. جسور الامتداد أطول في العالم من أنواع مختلفة موضحة في الجدول 1.5.
تصنيف الجسور:
(1) الجسور الصلبة المصنوعة بلا منازع:
تم العثور على جسور بلاطة صلبة مدعومة بشكل بسيط لتكون اقتصادية لمدة تصل إلى 9.0 متر. هذه هي التي شيدت مع لوح من الخرسانة المسلحة من سمك موحد مما يتطلب اغلاق بسيط والعمل كاذبة وكذلك وضع بسيط من قضبان التسليح.
(2) ببساطة دعم الجسور وعارضة الجسور:
تستخدم جسور اللوح والعارضة (RC T-beam) ذات الامتداد المدعوم ببساطة للامتداد حيث توجد جسور بلاطة صلبة غير اقتصادية. بشكل عام ، يمكن استخدام امتدادات من 9.0 إلى 20.0 لهذا النوع من الجسور.
(3) جسور ألواح وبلاطات البلاطات والصالات العريضة المستمرة:
حيث يمكن دعم الأساس على صخور جيدة أو حيث تكون التربة الأساسية بحيث يمكن القضاء على التسوية التفاضلية للدعامات ، فإن البنية الفوقية المستمرة هي الحل المثالي. في مثل هذه الحالات ، بسبب الاستمرارية ، يتم تقليل لحظات الامتداد وتصميم الدعم مقارنة بالبنية الفوقية المدعومة ببساطة.
وتتراوح مدى النطاق لجسور الألواح الصلبة المستمرة ما بين 10.0 إلى 20.0 متر ولجسور البلاطات والعارضات ما بين 20.0 إلى 40.0 متر ، يمكن أن يكون الهيكل المربع المجوف حتى مسافة 100 متر ممكنًا.
(4) جسور الكابولي المتوازنة:
يمكن للبنية الفوقية من النوع الكابولي المتوازن أن تغطي مساحات أطول نسبيًا من الهياكل الفوقية المدعومة ببساطة. ولكن بخلاف الفواصل المستمرة ، فإن التسويات التفاضلية الطفيفة تحت الرصيف أو الأسس الداعمة ليست ضارة بسلامة البنى. من هذا النوع ، يأتي العارضة ذات العارضة الصندوقية والبلاطة والعارضة أو الصلبة حسب ترتيب الأفضلية حتى الآن.
لا تتعدى المساحات الممتدة من 40.0 إلى 100.0 متر جسور العارضة العلوية بينما يتم عادةً تقابل جسور العارضة والبلاط التي يتراوح طولها بين 20.0 و 40.0 متر. يمكن استخدام الهياكل الفوقية المصنوعة من ألواح صلبة ذات أبعاد تصل إلى 20 مترًا مع ميزة دون أي صعوبة.
(ت) جسور صندوق الخلايا:
تُستخدم جسور خلايا صندوقية بلاطة صلبة في ممر سفلي أو مترو أنفاق. ويمكن استخدام هذه أيضًا في القنوات التي يكون فيها الدقيق قليلًا أو في القنوات حيث تكون السرعة غير قابلة للالتصاق وغير ملوثة.
يتم استخدام هذا النوع من الجسور مع ميزة حيث يكون للتربة الأساسية بالقرب من السرير قدرة تحمل ضعيفة ، لأن غطاء القاعدة السفلي أو الأساسي يساوي تقريباً عرض الجسر بأكمله ، وبالتالي ، ينزل الحمل الفعلي لكل وحدة مساحة على التربة.
تكون خلايا المربع إما مربعة أو مربعة تقريبًا بحيث يكون سمك لوح السطح والبلاطة الأساسية والقطع الرأسية متماثلاً. نطاق الامتداد المعتمد عادة لهذا النوع من الهياكل يتراوح بين 3.0 إلى 9.0 أمتار.
(vi) جسور إطار البوابة:
على غرار الجسور الممتدة المستمرة ، يحتاج هذا النوع من البناء الفوقي إلى مواد أساسية لا تلين مثل الصخور الجيدة التي قد تتسبب فيها المؤسسة في راحة خلاف ذلك مما قد يتسبب في آثار ضارة على سلامة المباني.
وهذا هو السبب في أن هذا النوع من الجسور غير مناسب في التربة العادية. يمكن العثور على البنية العلوية للبوابة من النوع البلاطة والعارضة في الفواصل بين 20.0 إلى 40.0 متر. لا ينبغي أن يتجاوز الفاصل العلوي للبنية الفوقية للبوابة البينية بشكل عام 25.0 متر. هذا النوع من الهياكل مناسب بشكل مثالي للجسور فوق الجسور والممرات السفلية أو مترو الأنفاق.
(7) الجسور المركبة:
في البلاطات الخرسانية المسلحة والجسور العارضة ، فإن لوح السطح لا ينقل الحمل المركب فقط إلى العوارض الداعمة عبر الانحناء المستعرض ، بل يعمل أيضًا كحافة للحزمة T لمقاومة لحظات الانحناء الطولي. كونها خرسانية جيدة في الانضغاط ، فإن لوح السطح يأخذ ما يقرب من قوة الضغط الكاملة بسبب الانحناء الطولي للعوارض.
في الجسور التي تحتوي على بلاطات على سطح السفينة ، تستقر ببساطة على العوارض الجاهزة ، سواء كانت من الصلب أو الخرسانة ، ولا يمكن الاستفادة من هذه الميزة ما لم يتم تصنيع لوح السطح المصبوب في الموقع مع متجانبات مسبقة الصنع ببعض الوسائل الميكانيكية.
ويتحقق ذلك من خلال استخدام "موصلات القص" التي تجعل الوحدتين متجانستين.
اختيار نوع الجسر:
بالنسبة لأي جسر ، فإن اختيار نوع الهيكل المراد تبنيه يتطلب فحصًا دقيقًا لجميع العوامل التي تحكم الاقتصاد ، والسلامة ، والمتانة ، ووقت التركيب ، وتوافر المواد والمعدات ، وتكاليف الصيانة ، إلخ.
وكقاعدة عامة ، يطالب الاقتصاد بأن يكون عدد الفواصل أصغر ما يمكن للجسور حيث من المتوقع وجود ظروف صعبة في بناء الأسس بالإضافة إلى تكبد تكاليف إضافية.
وعلاوة على ذلك ، فإن توفير عدد أقل من الأرصفة في النهر ، يحسن من تدفق المياه. ولكن يجب تذكرها أيضًا عند تحديد طول الامتداد الذي يعني امتدادًا أطول يعني تكلفة أكبر لكل وحدة طول للبنية الفوقية.
لذلك ، من المهم مقارنة تكلفة كل من البنية الفوقية والطريقة الفرعية بما في ذلك الأساس بحيث يتم اعتماد التكلفة الاقتصادية وفي نفس الوقت تلبية المتطلبات الأخرى.
يعتمد اختيار نوع الجسر الذي سيتم تبنيه في موقع معين على الاعتبارات التالية:
(1) خصائص القنوات مثل: مواد السرير ، عمق المياه خلال موسم الجفاف أو موسم الفيضان ، تغيرات المد والجزر ، عمق الأعماق الخ.
(2) البيانات الهيدروليكية ، السرعة ، التصريف التصميمي ، إلخ.
(3) حالة باطن الأرض وقدرته على تحمل الحمولة
(4) تردد ومدة الفيضان
(v) حجم المرور
(6) متطلبات الملاحة
(السابع) توافر الصندوق
(8) توافر العمالة والمواد وتكلفة وحدتها
(التاسع) الفترة الزمنية للبناء
(x) مرافق النقل والتركيب المتاحة
(11) الاعتبارات الاستراتيجية
(12) الاعتبارات الجمالية
(13) تكلفة الصيانة.
الاختيار بين الجسر المؤقت والجسر الدائم:
يتطلب بناء جسر دائم المزيد من التمويل ، وبالتالي ، كلما كان هناك نقص في التمويل ، يكون الجسر المؤقت حلاً قصير الأجل. يمكن أيضًا إنشاء جسر مؤقت على طريق أقل أهمية حيث لا يكاد حجم المرور يبرر بناء جسر دائم بتكلفة أكبر.
يمكن استبدال الجسر المؤقت بجسر دائم عندما يتحسن موقع الصندوق أو عندما يتطلب زيادة حجم حركة المرور بناء جسر دائم.
الاختيار بين الجسر الغاطس وجسر High Level:
"الجسور الغاطسة" ، كما يوحي الاسم ، لا تزال مغمورة في أثناء الفيضانات العالية ، ولأنه ينبغي إيقاف حركة المرور هذه لبضع ساعات أو أيام ولمرات قليلة في السنة.
لذلك ، عندما لا تتوفر الأموال الكافية ، يمكن بناء الجسور الغاطسة على تيار حيث يكون انقطاع حركة المرور أقل ما يمكن أو عندما يكون حجم حركة المرور بحيث لا يؤثر مثل هذا التوقف في عدد قليل من المناسبات على الاهتمام العام بشكل كبير.
ولذلك ، من الواضح أن بناء جسر مغمور على الطرق السريعة الوطنية أو الطرق السريعة العامة غير مرغوب فيه. يمكن بناء هذه الجسور على الطرق القروية أو طرق الطرق الأقل أهمية. عندما لا يمكن بناء الجسور المؤقتة أو الجسور الغاطسة للمصلحة العامة باعتبار حجم حركة المرور ، فإن بناء جسور عالية المستوى هو الخيار الوحيد.
الاختيار بين ، بلاطة ، عارضة ، قوس ، جسور معلقة أو معلقة بالكابل:
يتم تشييد جسور الألواح من أجل الفواصل الصغيرة ؛ يتم تشييد الجسور العارضة والقوس والجسور من أجل متوسطة إلى كبيرة بشكل معتدل ، والجسران المذكوران أعلاه هما. الجسر المعلق بالكابلات: - ، والجسور المعلقة مبنية من أجل الامتدادات الكبيرة. لذلك ، يتم اختيار جسور الألواح حيث لا يكون هناك إزعاج للنظافة ، كما أن تكلفة الأساس أقل بكثير كما هو الحال في الأسطح الضحلة (الشكل 4.1).
يمكن تبرير اختيار جسور العارضة والجمالون حيثما يتطلب الأمر أسطح عميقة من اعتبارات الطحين وطبقة التربة ، ولكن إزالة الملاحة أو اللوحة المجانية أقل نسبيا كما هو الحال في جسر Mokamah (الشكل 4.12a) أو جسر Howrah (الشكل 17.8).
وفي الحالة الأخيرة ، يبلغ ارتفاع مستوى المدرج فوق أعلى مستوى للمد والجزر 8.84 متراً. في ممر ضيق حيث تتوفر الصخور الجيدة على كلا البنكين ، الجسر المقوس هو الخيار الواضح (الشكل 4.12b). الجسور القوسية غير مناسبة في الأماكن التي تكون فيها المؤسسات الداعمة معرضة لحركات كبيرة على حد سواء نزولية أو جانبية.
يتم تفضيل الجسور المعلقة بالكابلات والجسور المعلقة عند الحاجة إلى تخليص كبير أو لوح حر فوق HFL أو HTL لمرور السفن الكبيرة. تم اقتراح لوحة مجانية بطول 34.78 متر لجسر الكابل الذي يتم تشييده الآن في كلكتا (جسر Hooghly الثاني - الشكل 17.17).
تم توفير لوحات مجانية بطول 36.6 متر و 46.2 متر و 69.5 متر لجسر سيفيرن (الشكل 17.25) وجسر ماكيناك (الشكل 17.24) وجسر فيرازانو ناروس (الشكل 17.26) على التوالي.
القنوات التي تكون عميقة ، وبناء البنية الفوقية عن طريق التدريج أو العمل الكاذب غير ممكن ولا يمكن أن يتم تشييد البنية الفوقية عن طريق إجراء الانتصاب الطبيعي. في مثل هذه السهولة ، استفاد قوس الكابلات من عملية التركيب للبنية الفوقية على السطح لكل من الجسور المعلقة والكابلات المعلقة.
اختيار سبان للجسور:
يمكن اعتبار ما يلي كدليل تقريبي لاختيار أطوال الامتداد للجسور لإعطاء التصميم الاقتصادي.
(أ) للجسور المقوسة من الأبنية: S = 2H
(ب) بالنسبة لجسور ألواح الكبريت RCC: S = 1.5 H
حيث S = مسح الامتداد بالأمتار.
H = الارتفاع الكلي للدعامة أو الرصيف من أسفل الأساس إلى أعلى قمته.
بالنسبة للجسور المقوسة ، يتم قياسها من الأساس إلى intrados من حجر الأساس.
ج) بالنسبة إلى الجسور المتوسطة إلى الرئيسية ذات الأساس العميق: تكلفة نظام الدعم للبنية الفوقية لواحد من الأطوال = تكلفة رصيف واحد مع أساسه.
يمكن تأسيس هذا نظريا مع الافتراضات التالية:
(1) يمتلك الجسر مسافات متساوية ، أي L = nS حيث L هي طول الجسر ، n و S ، عدد الامتدادات وطول الجسر.
(2) تختلف تكلفة لوح السطح ، ودورة الارتداء ، والحاجز إلخ. إذا كانت "a" هي التكلفة لكل متر من الجسر ، فحينئذٍ تكون التكلفة لكل نطاق = aS.
(iii) تكلفة نظام الدعم ، أي العارضة الرئيسية ، العارضة العارضة ، إلخ. تتباين كمربع المدى ، أي التكلفة لكل نطاق = bS 2 حيث b ثابت.
(4) تكلفة رصيف واحد مع أساسه ثابتة وتساوي P (قل).
(5) تكلفة الدعامة وجدار الجناح وما إلى ذلك ثابتة وهي تساوي A (قل) لكل جانب.
(السادس) تكلفة كل نهج - ب (قل).
لذلك ، تكلفة الجسر = n (aS + bS 2 ) + (n - 1) P + 2A + 2B
للحصول على الحد الأدنى لتكلفة الجسر ، يجب أن تكون dC / dS مساوية للصفر ، أي Lp / S 2 = 0 أو B 2 = P. أي تكلفة نظام الدعم لواحد من الأطوال = تكلفة رصيف واحد مع أساسه. وغني عن القول إن المعيار الاقتصادي المذكور أعلاه لا يصح على الجسور الصغيرة أو الطويلة.
بالنسبة لجسور الامتداد الصغيرة ، تصبح تكلفة البنية الفوقية أقل بكثير في حين أن الشيء نفسه بالنسبة للطبقة التحتية بما في ذلك الدعامات والجدران الجانبية أكثر اعتمادا على الصغر.
من ناحية أخرى ، بالنسبة إلى الجسور الممتدة على مسافات طويلة ، فإن تكلفة الهياكل الفوقية تأتي إلى بضعة أضعاف تكلفة البنية التحتية. وبالتالي ، فإن اختيارهم يعتمد على بعض العوامل الأخرى كما هو مذكور في السابق وليس الاقتصاد.
استنتاج:
تطور الجسور من العصور القديمة إلى العصر الحالي هو عملية مستمرة وهو نتيجة رغبة الإنسان في استخدام المزيد من الأساليب والمواد المحسنة من أجل بناء جسور أرخص وأدق وأقوى لفترات طويلة وبجودة دائمة.
البحث عن مزيد من التحسين لم ينته بعد ولن ينتهي. وسيستمر مصممو الجسور وبناة الجسور في البحث والتجارب لبناء جسور أرخص وأقوى وأفضل جمالياً في جميع الأوقات القادمة.
