اقرأ في هذا المقال
ما هي الأغراض التي بنيت من أجلها الجسور؟
لقد تم بناء جسور البناء في جميع أنحاء العالم للأغراض الاجتماعية والاقتصادية والاستراتيجية، وتم تصميم العديد من هذه الجسور التاريخية في الأصل لنقل المركبات التي تجرها الخيول والمشاة فقط، وهي تعمل حاليًا كمكونات أساسية لأنظمة النقل، وبالتالي يجب أن تتحمل الأحمال الأكبر بشكل ملحوظ.
من بين الأنواع المختلفة لهياكل الهندسة المدنية، جسور الطرق السريعة الطويلة، والتي تستخدم عادة لمرور الأنهار الكبيرة وخزانات السدود والوديان العميقة، جذب الاهتمام الأكبر للدراسة خاصة من حيث الأداء الهيكلي، وتقع جسور المشاة بشكل عام للسماح للمشاة بعبور المياه أو السكك الحديدية في المناطق التي لا توجد بها طرق قريبة تستلزم جسر طريق، وكذلك عبر الطرق المزدحمة للسماح للمشاة بالعبور بأمان دون إبطاء حركة المرور، حيث يوفر الفولاذ العديد من المزايا لمنشئ الجسور، ليس فقط المادة نفسها، ولكن أيضًا إمكانياته المعمارية الواسعة مثل نسبة القوة إلى الوزن العالية والمواد عالية الجودة وسرعة البناء والتنوع والتعديلات وإعادة التدوير والمتانة والجماليات، حيث تُستخدم الجسور المعلقة والجسور الكابلية على نطاق واسع عبر مسافات طويلة (> 550 مترًا) وتؤدي إلى استخدام المجالات تحت الجسر، لهذا السبب زادت استخدامات الجسور المعلقة والكابلات في الآونة الأخيرة.
إن تحديد الاستجابة الديناميكية للجسور تحت الأحمال الثابتة والديناميكية، مثل الرياح أو الزلازل أو حركة المرور، أمر معقد للغاية ويتطلب دراسات خاصة، وتم استخدام طريقة العناصر المحدودة على نطاق واسع في تطبيقات الهندسة المدنية منذ الخمسينيات من القرن الماضي، حيث يمكن الحصول على السلوك الثابت والديناميكي والخطي وغير الخطي وتوضيحه باستخدام هذه الطريقة، من المتوقع بشكل عام أن نماذج العناصر المحدودة (FEMs) المستندة إلى بيانات التصميم الفني والأحكام الهندسية يمكن أن تسفر عن محاكاة موثوقة، ومع ذلك بسبب عدم اليقين في النمذجة، لا يمكن لهذه النماذج في كثير من الأحيان التنبؤ بالخصائص الديناميكية بمستوى الدقة المطلوب، وهذا يثير الحاجة إلى التحقق من نماذج العناصر المحدودة باستخدام اختبارات القياس التجريبية غير المدمرة.
تحديد معلمات النظام الديناميكي لهيكل الجسر:
هناك طريقتان مختلفتان أساسيتان متاحتان لتحديد معلمات النظام الديناميكي للهيكل بشكل تجريبي: التحليل النموذجي التجريبي (EMA) والتحليل النموذجي التشغيلي (OMA)، في المتوسط المتحرك الأسي (EMA)، يتم تحفيز الهيكل بواسطة قوى الإدخال المعروفة ويتم تقييم السلوك الهيكلي، وفي OMA تم استخدام الاهتزازات المحيطة مثل حمولة السيارة أو الرياح أو أحمال الأمواج لتحفيز الهياكل، قد تصبح الاستشارات القسرية الثقيلة باهظة الثمن، وقد تتسبب في بعض الأحيان في تلف الهيكل، الإثارة المحيطة ومزيجها هي إثارة بيئية أو طبيعية، التعرف الهيكلي باستخدام هذه الطريقة يكتسب أهمية كبرى، في هذه الحالة، يمكن قياس بيانات استجابة الاهتزازات المحيطة فقط في حين أن ظروف التحميل الفعلية غير معروفة.
من المقبول جيدًا استخدام تحديث نموذج العناصر المحدودة لتقليل الاختلافات بين الخصائص الديناميكية المحددة تحليليًا وتجريبيًا عن طريق تغيير بعض المعلمات غير المؤكدة مثل: خصائص المواد وشروط الحدود وتفاصيل القسم والوصلة وبعض العناصر والأوزان الهيكلية الإضافية، في تحديث نموذج العناصر المحدودة، يمكن تحديد المعلمات غير المؤكدة ونسبها وقيمها وفقًا لطرق الاختبار غير المدمرة مثل الفحص البصري وطريقة الجهد الكهربائي نصف الخلية واختبار مطرقة ارتداد شميدت، واختبار قياس عمق الكربنة واختبار النفاذية، مقاومة الاختراق أو اختبار مسبار وندسور، قياس المقاومة، الطرق الكهرومغناطيسية، الاختبار الشعاعي، الاختبار بالموجات فوق الصوتية، التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء، الرادار المخترق للأرض، مقاييس النظائر المشعة، انبعاث الصوتيات، التصوير المقطعي المحوسب، استشعار الضغط، وقياس معدل التآكل.
كانت الجسور رابطًا مهمًا في أنظمة النقل في جميع أنحاء العالم منذ زمن سحيق، لسوء الحظ، عادة ما يتم اعتبار وجودهم أمرًا مفروغًا منه، ويتم تجاهل حالتهم المادية وتلبية متطلبات صيانتهم بشكل فضفاض.
حرضت هذه الكارثة على تجدد النشاط في مجال التفتيش المتعمق والسريع للجسور، ومن ثم إعادة تأهيلها أو استبدالها، ومع ذلك نظرًا لأسباب عديدة، معظمها مالية، فقد حظيت نسبة صغيرة جدًا من الجسور في جميع أنحاء البلاد بالاهتمام اللازم.
مما أدى إلى تفاقم الوضع، فقد وجد أن الجسور التي تم بناؤها مؤخرًا فقط تظهر بالفعل علامات التآكل والتدهور بمعدل ينذر بالخطر، كان أحد الأسباب الرئيسية لهذا التدهور السريع هو استخدام أملاح إزالة الجليد، لقد تم بذل الكثير من الجهد في محاولة حل هذه المشكلة التي تعد واحدة فقط من العديد من المشاكل التي تواجه مجتمع بناء الجسور بأكمله.
