الجسر الهيدروليكي:
يعتقد العديد من الأشخاص بل العديد من المهندسين الذين ليسوا على دراية بالموضوع، أن بناء جسر عبر نهر يمثل مشكلة كاملة في الهندسة الإنشائية، يفترضون أن فتحة الجسر يمكن أن تكون كبيرة جدًا لدرجة أنها ستمتد عبر النهر تمامًا على مثل هذا الارتفاع، بحيث لن ترتفع مياه الفيضان في أي مكان بالقرب من السطح، إذا كان هذا صحيحًا دائمًا، فلن تكون هناك حاجة كبيرة لدراسة هيدروليكا الجسر، ولكن في الواقع نادرًا ما تكون الأمور بهذه البساطة.
غالبًا ما يحدد علم الاقتصاد طول الامتداد، وبالتالي عدد الأرصفة التي يجب أن تكون موجودة في النهر، وبالمثل علم الاقتصاد، فإن جغرافية الموقع أو طبيعة المعبر مثل خط السكة الحديدي ذي المظهر الرأسي الثابت قد يفرض بعض القيود على الارتفاع الأقصى المسموح به للسطح، وبالتالي قد ترتفع مستويات الفيضان إلى ارتفاع السطح أو أعلى، ونحدد ما إذا بدا في البداية أن مشكلة أولية معقدة للغاية.
لماذا تتم دراسة هيدروليكا الجسر؟
- لا يمكن السماح لأي شخص بناء جسر جديد يحتوي على أرصفة أو دعامات في نهر، دون أن يكون قادرًا أولاً على إثبات أن المياه الراكدة الناتجة لن تتسبب أو تؤدي إلى تفاقم فيضانات الأراضي والممتلكات في المنبع، وقد أصبح هذا الأمر ذو أهمية متزايدة، حيث أن الطلب على الأراضي المبنية يؤدي إلى البناء في سهول فيضان الأنهار، والتي بحكم التعريف معرضة بالفعل للفيضانات.
- في المواقع التي يوجد فيها جسر حالي وفيضان كبير، قد يلزم إجراء تحليل لتحديد مقدار الفيضانات التي يسببها الجسر ومقدار العوامل الأخرى مثل: كمية مياه الفيضانات التي لا يمكن حملها داخل قناة النهر، إذا أظهر التحليل أن الجسر كان على خطأ، فقد يكون هذا مبررًا كافيًا لبناء هيكل جديد.
- إذا كان من المعروف أن الجسر يمثل عقبة كبيرة أمام التدفق وهو مسؤول عن الكثير من الفيضانات التي تحدث، فقد يكون من الممكن تصميم أعمال تحسين التصميم التي ستساعد في التخفيف من المشكلة مع معرفة المكونات الهيدروليكية للجسر.
- بالإضافة إلى طبيعة وهندسة قناة النهر، سيؤثر شكل وتباعد واتجاه أرصفة الجسر والدعامات على التدفق عبر الجسر واحتمالية تجريف السرير، الجسور المصممة جيدًا ليست محصنة ضد هذه المشكلة، في حين أن الجسور التي تم تصميمها بشكل هيدروليكي بشكل سيئ أكثر عرضة للفشل والانهيار، فكيف يمكن الحصول على تصميم جيد بدون معرفة هيدروليكيات الجسر؟
مزايا الجسر الهيدروليكي:
ربما سمعنا عن الجسور التي يمكن نقلها للسماح بمرور القوارب والسفن، كيف يكون ذلك ممكنا؟ الجواب هو الهيدروليك، فالجسر الهيدروليكي أو الجسر المتحرك هو مثال من صناعتنا الهيدروليكية.
يمكن العثور على بدائل أخرى مثل إنشاء نفق أسفل النهر أو إنشاء جسر بارتفاع معين فوق النهر، ولكن لن يكون كلاهما هو الحل الأفضل عند التفكير في بعض الأسباب الفنية والاقتصادية، بالنسبة لنماذج الجسر الهيدروليكي المتحرك، يجب إغلاق النقل البري للنقل المائي. كما أن كل من جسر البرج، لندن، إنجلترا؛ جسر غيتسهيد ميلينيوم، نيوكاسل، إنجلترا، بونت جاك شابان-دلماس، بوردو، فرنسا؛ بوينتي دي لا موهير، بوينس آيرس، الأرجنتين هي بعض الجسور المتحركة الشهيرة في العالم.
عندما تفكر في تاريخ الجسر المتحرك، تجد وجوده قبل القرن العشرين، لكن النهج التقليدي يستخدم القوى العاملة لتشغيل الجسر، وتم تقديم تكامل التروس الهيدروليكية مع نماذج الجسور الهيدروليكية الحالية من بداية القرن العشرين فصاعدًا، حيث يعد التسارع والتباطؤ السلس والدقيق والقفل الإيجابي في أي ظروف وأقفال نهاية القيادة والعمليات الآمنة والسهلة والقدرة على حمل الأحمال المختلفة من بعض مزايا الجسر الهيدروليكي.
قانون باسكال هو المبدأ الكامن وراء عمل الجسر الهيدروليكي، يستخدم الجسر الهيدروليكي السوائل الهيدروليكية القائمة على البترول للعمليات، وتعد المحركات الهيدروليكية والأسطوانات الهيدروليكية مكونين مهمين يستخدمان لتزويد الجسر بالمكونات الهيدروليكية، بالنسبة لعملية الجسر تعتمد كمية التروس المطلوبة على نوع المحرك الهيدروليكي، ويمكن تقسيم الأسطوانات الهيدروليكية إلى قضيب ربط ولحامها اعتمادًا على البناء، كما أن الأسطوانة الهيدروليكية الملحومة مناسبة لتوفير طول العمر للجسر.
حيث تساعد صمامات الموازنة المستخدمة في الهيكل على حمل أحمال متفاوتة وثبات الجسر في أي موضع، ويتم توفير تسارع وتباطؤ سلس ودقيق من خلال الصمام النسبي المستخدم. كما أن جسر القاع والجسر المتأرجح وجسر الرفع هي ثلاثة أنواع مهمة من الجسور الهيدروليكية.
