جسر القوس المقيد

جسر القوس:

أول الجسور الرئيسية طويلة الأمد صنعها الرومان منذ أكثر من ألفي عام عندما كانوا رواد جسر البناء الحجري، حيث تعمل الأقواس عن طريق نقل الحمل عبر القوس إلى الأساس الداعم عبر الدعامات، عندما يحاول الحمل تصويب القوس، تقاوم الدعامات الحركة الخارجية ويتم نقل القوة الهابطة إلى الأساس.

 المزايا المهمة للجسر المقوس:

من المزايا المهمة للجسر المقوس للبناء أن طول الامتداد لا يقتصر على حجم المكونات الفردية، كما كان الحال مع جسور الحزم المبكرة، أنتج الرومان قوسًا شبه دائري يمتد 50 مترًا، وهو امتداد كبير حتى بمعايير اليوم باستخدام الحجر، تجنب الرومان العديد من أوجه القصور في التيبر، لديها مقاومة الطقس متفوقة إلى حد كبير وخصائص ارتداء، كان لديه قوة ضغط ممتازة ومقاوم للحريق.

حتى حقيقة أنها كانت مادة ثقيلة وكانت ميزة في تثبيت القوس معًا، لا تزال العديد من الجسور المقوسة المبنية على الطراز الروماني قائمة حتى اليوم، وهي شهادة على متانة المواد ومهارة بناة الجسور، كما أن المكون الرئيسي للقوس الروماني هو الصقور والكتل المدببة من الحجر أو الطوب.

تم وضع الأجزاء فوق بعضها البعض لتشكيل القوس مع ثقل كل كتلة على الكتلة السابقة، وتم استخدام شكل من أشكال الملاط لتثبيت الكتل معًا، على الرغم من أن هذا لم يكن ضروريًا لجسر مقوس جيد البناء، حيث دَفع وزن الجسر الكتلة معًا، حيث أن في جميع الجسور المقوسة تكون مكونات القوس مضغوطة.

في الجسر المقوس، كلما طالت المسافة كلما ارتفع القوس، كان الحل المبكر لهذه المشكلة هو صنع عدد من الأقواس الصغيرة، لكن هذا خلق مشاكل أخرى؛ لأن القوس كان مصنوعًا من مواد البناء، ويجب أن تكون الأعمدة الداعمة للقوى الهابطة والخارجية كبيرة جدًا، حيث كانت أرصفة القوس الروماني المرتفع عادةً حوالي ثلث الامتداد وتحد من التدفق السلس للمياه أسفل الجسر.

لم يتغلب مصممو جسر لندن الأصلي، الذي تم بناؤه عبر نهر التايمز عام 1176، على هذه المشكلة، خلال أوقات ارتفاع المد والجزر كان هناك فرق 1.5 متر في منسوب المياه على جانبي جسر لندن بسبب عدد وحجم الأرصفة.

كان من أوجه التراجع الأخرى للجسر المقوس المبكر أنه لا يمكن بناؤه من جانبين بالطريقة التي يمكن بها بناء جسر ناتئ، كان القوس بحاجة إلى الدعم الكامل أثناء البناء حتى يصبح جاهزًا لتحمل وزنه، كان الرومان يبنون سدًا صغيرًا لتحويل جزء من النهر للسماح للقوس وأرصفة بإنشاء قوس واحد في كل مرة.

تغيرت قليلا في تصميم القوس حتى المراحل الأخيرة من النهضة الأوروبية في القرن الخامس عشر، خلال الثورة الصناعية في القرن الثامن عشر، حيث تم تطوير تقنيات سمحت للقوس بأن يكون أكثر انبساطًا، مثال على ذلك هو قوس بيرونيت، الذي يستخدم أرصفة رفيعة وأقواس منخفضة، هذا مكّن من امتدادات جسر أكبر بدون زيادة في الارتفاع. إن فهم أهمية بناء الأرصفة على أساس من الصخور الصلبة ومعرفة أكبر بالقوى الخارجية التي ينتجها القوس مكّن من تقليص حجم الأرصفة بشكل كبير إلى حوالي عُشر حجم الامتداد.

شهد أواخر القرن الثامن عشر تطوراً هاماً في بناء الجسور، حيث تم بناء أول جسر معدني بالكامل فوق نهر سيفيرن في كولبروكديل في إنجلياند، يمتد هذا الجسر بطول 33 مترًا من الحديد الزهر، وكان يعتمد على تصميم القوس. كما تم استبدال الحديد الزهر بسرعة بالحديد المطاوع ثم الصلب لاحقًا، الحديد المطاوع لديه ثلاثة أضعاف قوة الشد من الحديد الزهر، وقاد هذا التطور المادي بناء العديد من الجسور بعيدًا عن القوس التقليدي نحو أشكال أخرى من تصميم الجسر.

غالبًا ما تم بناء الجسور المقوسة التي تم بناؤها خلال النصف الثاني من القرن التاسع عشر بطريقة تقليدية، ولكن باستخدام الخرسانة بدلاً من الحجر، تم بناء جسر مقوس صغير ضحل في عام 1869 في فرنسا، ويمتد جسر المشاة هذا على مساحة 13 مترًا فقط، ولكنه يعتبر أول جسر يستخدم الخرسانة المسلحة.

يكون القوس دائمًا في حالة انضغاط، سواء كنت تستخدم مواد البناء أو الحديد الزهر أو دعامات الصلب الحديثة أو الخرسانة المسلحة سابقة الإجهاد لصنع القوس، هذا صحيح أيضًا سواء كانت الطرق معلقة أسفل القوس، كما هو الحال مع جسر ميناء سيدني.