ما هي الأنواع السبعة الرئيسية للجسور؟

ما هي أنواع الجسور السبعة؟

هناك سبعة تصاميم للجسر المركزي تم تكييفها وتحسينها على مر السنين، بينما يُنظر إلى تصميم جسر الجمالون على أنه الأقوى، فإن تصميم الجسر المعلق هو الذي يمكن أن يمتد لأبعد مسافة (حتى 7000 قدم)، كما أن جوهر أي تصميم جسر هو درجة من المرونة على الرغم من أن هذا قد يبدو خطيرًا في الرياح القوية، حيث إن أغلى نوع من الجسور هو الجسر المعلق مع الجسور المعلقة الحديثة التي غالبًا ما تكلف أكثر من مليار دولار.

هناك العديد من الأنواع المختلفة للجسور على الرغم من أنه يمكن عادةً تتبع هياكلها إلى أحد الأنواع السبعة الرئيسية، إنها الطريقة التي تدار بها الضغوط الرأسية والأفقية التي تملي بنية الجسور المختلفة، في بعض الحالات ستكون منطقة السطح هي العنصر الحامل بينما في حالات أخرى ستكون الأبراج، هناك أيضًا تصميمات تنقل التوتر من خلال كبلات الجسور التي تتيح درجة من المرونة لمختلف التضاريس.

أحد العوامل المثيرة للاهتمام عند النظر إلى تصميمات الجسور المختلفة هو طول عمرها وحقيقة أنها كانت موجودة منذ قرون، فشل العديد من أعظم المهندسين في العالم في إضافة أي تحسينات مهمة على التصميمات الأساسية الحاملة للسنوات الماضية، سنلقي الآن نظرة على أنواع الجسور المختلفة وكيف تعمل.

ما هي الأنواع السبعة الرئيسية للجسور؟

جسر الشعاع:

جسر الشعاع هو أحد أبسط أنواع الجسور، وخير مثال على جسرًا جذوعًا أساسيًا، شيء قد نراه أثناء نزهة في الريف، تتكون منطقة السطح تقليديًا من ألواح خشبية أو ألواح حجرية (يشار إليها غالبًا باسم جسر كلابر)، يتم دعمها على كلا الجانبين بواسطة عوارض تعمل بين الدعامات والأرصفة، في كثير من الأحيان سنجد حزمًا أخرى موضوعة بين الحزم الرئيسية، مما يوفر دعمًا واستقرارًا إضافيين.

ستكون المنطقة التي يسافر عليها الأشخاص أو المركبات عبارة عن سطح بسيط يتم وضعه عموديًا عبر الحزم الأساسية، غالبًا ما يشار إلى هذا على أنه هيكل “مدعوم ببساطة”، لا يوجد انتقال للضغط الذي تراه في الهياكل المقوسة وأنواع الجسور الأخرى.

جسور تروس:

كان جسر الجمالون موجودًا منذ قرون حرفيًا وهو عبارة عن هيكل حاملة يشتمل على الجمالون في تصميم عالي الكفاءة ولكنه بسيط للغاية، سنلاحظ مجموعة من الأشكال المختلفة لجسر الجمالون البسيط، ولكنها تشتمل جميعها على أقسام مثلثة، إن دور هذه العناصر المثلثية مهم؛ لأنها تمتص التوتر والضغط بشكل فعال لإنشاء هيكل مضغوط قادر على استيعاب الأحمال الديناميكية، يضمن هذا المزيج من التوتر والضغط الحفاظ على هيكل الجسر وتبقى منطقة السطح غير منقوصة حتى في الرياح القوية نسبيًا.

جسور الكابولي:

عندما تم تصميم أول جسر ناتئ، كان ينظر إليه على أنه اختراق هندسي كبير، يعمل الجسر باستخدام الكابول التي قد تكون بسيطة أو دعامات، وهي مصنوعة من الخرسانة سابقة الإجهاد أو الفولاذ الإنشائي عند استخدامها لاستيعاب حركة المرور، عندما نفكر في أن الحزم الأفقية المكونة للذراع الكابولي مدعومة من جانب واحد فقط، فإنها تبدأ في الظهور بشكل خطير بعض الشيء، ومع ذلك فإن ذراعي الكابول متصلان بما يعرف باسم “الامتداد المعلق” والذي يعد بشكل فعال قطعة مركزية ليس لها دعم مباشر تحتها، يتم دعم حمولة الجسر من خلال دعامة قطرية مع عوارض أفقية على عكس الدعامة الرأسية النموذجية، آمن للغاية فإن تصميم الجسور الكابولية لا يزال قائماً حتى اليوم.

قوس الجسور:

هناك العديد من الأنواع المختلفة من الجسور المقوسة، ولكنها تشترك جميعها في عناصر مركزية، يحتوي كل جسر على دعامات تُستخدم لدعم هيكل القوس المنحني أسفل الجسر، أكثر أنواع الجسور المقوسة شيوعًا هو الجسر المتعدد الأقواس، وهو جسر طويل يتكون من العديد من الأقواس، يتم نقل الضغط الجانبي الناتج عن امتداد القوس إلى الدعامات الداعمة، لذلك من الضروري أن تظل هذه الأجزاء من الجسر صلبة وسليمة وقائمة على أسس جيدة، سنرى العديد من الجسور المقوسة المزخرفة بالطوب، والتي تعد جزءًا لا يتجزأ من التصميم البسيط ولكنه فعال للغاية، حيث يمكن للجسر المقوس أن يحمل كل شيء من المشاة إلى السكك الحديدية الثقيلة.

الجسور المقوسة:

الجسر المقوس هو تصميم رائع يشتمل على هيكل مقوس (عادة ما يكون معدنًا) مدعومًا بروابط رأسية بين القوس والسطح، ترتبط أطراف الهيكل القوسي بوتر سفلي، يعمل هذا بطريقة مشابهة لسلسلة القوس، يتم ترجمة الضغط الهابط من الهيكل المقوس إلى سطح الجسر إلى توتر بواسطة الروابط الرأسية، يفترض الكثير من الناس أن الدعامات تضمن بقاء الجسر المقوس والهيكل المقوس في مكانه، ومع ذلك فإن التزيين أي الوتر المعزز الذي يربط أطراف كل طرف من نهاية القوس معًا، أفضل مثال على ذلك هو الوتر الذي يمتص الضغط ويحافظ على تلامس جانبي القوس حتى يستوي في النهاية.

الجسور المعلقة:

يبدو هيكل الجسر المعلق النمطي بسيطًا جدًا، ولكن التصميم فعال للغاية، سطح الجسر المعلق هو العنصر الحامل للهيكل، يتم تثبيته في مكانه بواسطة حمالات عمودية تدعم الكابلات، تمتد كابلات التعليق خارج كل جانب من جوانب الجسر ويتم تثبيتها بإحكام في الأرض، سيعتمد ذلك على حجم الجسر، ولكن سيتم تركيب عدد من الأبراج لعقد الكابلات المعلقة، ويتم تحويل أي حمل يتم تطبيقه على الجسر إلى توتر عبر كابلات التعليق التي تعد جزءًا لا يتجزأ من الهيكل، نظرًا لوجود بعض “المرونة” في كابلات التعليق، يمكن أن يترجم ذلك إلى حركة جسر طفيفة، ولكنها محسوبة في الظروف الجوية الصعبة.

جسور مثبتة بالكابلات:

يعتمد الجسر المعلق بالكابل على الأبراج التي تمثل العنصر الحامل للهيكل، ويتم توصيل الكابلات من الأبراج إلى السطح أدناه، إما مباشرة من أعلى البرج أو عند نقاط مختلفة من العمود، عند الاتصال في نقاط مختلفة من العمود، يؤدي ذلك إلى إنشاء نمط يشبه المروحة، هذه هي الميزة التي يربطها العديد من الأشخاص بالجسور المثبتة بالكابلات، يميل هذا النوع من الهياكل إلى استخدامه لمسافات أكبر من تلك التي تم تحقيقها باستخدام تصميم جسر ناتئ ولكن أقل من جسر معلق، تتمثل إحدى المشكلات الرئيسية في هذا النوع من الجسور في أن الاتصال المركزي للكابلات يمكن أن يضع ضغطًا أفقيًا على السطح، لذلك، يجب تقوية هيكل السطح لتحمل هذه الضغوط المستمرة.

ما هو أغلى نوع جسر للبناء؟

إذا نظرنا إلى الغالبية العظمى من الجسور باهظة الثمن سترى نمطًا، فهي تميل إلى أن تكون جسور معلقة، إذا إجابة السؤال، ما هو أغلى نوع جسر للبناء بسيط، جسر معلق!

هناك عدد من الأسباب التي تجعلها باهظة الثمن، أولاً، يوفرون القدرة على الامتداد لمسافات شاسعة (تصل إلى 7000 قدم) وهو امتداد بعيد عن متناول تصميمات الجسور الأخرى، إن حجم الأبراج والمواد المستخدمة وتركيب ما يعرف باسم دعامة سطح السفينة أسفل سطح الجسر كلها عوامل تزيد من التكاليف الكبيرة، لقد قطعنا شوطًا طويلاً من الجسور المعلقة الأولى التي يبدو أنها كانت مصنوعة من العشب الملتوي، ستتجاوز تكلفة الجسور المعلقة الأكبر اليوم بشكل منتظم مليار دولار!

ما هو أفضل نوع من الجسور؟

من وجهة نظر القوة، يوفر جسر تروس أفضل نسبة قوة إلى الوزن، بمعنى آخر يمكن أن تحمل أكبر وزن لكل وزن من مواد البناء الخاصة بها.

ما هو أقوى نوع من الجسور ولماذا؟

على الرغم من أن تصميم جسر الجمالون كان موجودًا منذ قرون حرفيًا، إلا أنه يُنظر إليه على نطاق واسع على أنه أقوى أنواع الجسور، التصميم نفسه يبدو بسيطًا للغاية، فما الذي يجعله أقوى نوع من الجسور ولماذا؟

هذا الجسر الحامل يتكون من مجموعة من الهياكل المثلثة، ومن المثير للاهتمام أن هياكل الشعاع المثلث مثبتة في مكانها بدلاً من ربطها بشكل صارم وهو أمر مهم عند توزيع الحمل، الاهتزازات التي تسببها حركة المرور فوق الجسر أو حتى الظروف الجوية ليست معزولة، بدلاً من ذلك يتم توزيعها عبر هيكل الجسر، وتتنقل بين أقسام مثلثة، نظرًا لانتشار الحمل عبر الجسر، فإن هذا يزيد أيضًا من الاستقرار العام ويقلل من الانثناء.

ما هو أكثر أنواع الجسور شيوعًا؟

على جسر الشعاع هو أكثر نوع شائع من الجسر، إنه أيضًا أبسط إنشاء. استنتاج بيسط: عندما ننظر إلى الأنواع المختلفة من الجسور وكيف تعمل، فإنها تفتح مجالًا جديدًا تمامًا من هندسة التصميم، ما يفترضه الكثير منا على أنه ميزة جمالية لجسر العصر الحديث غالبًا ما يكون جزءًا لا يتجزأ من التصميم، غالبًا ما تساعد هذه الميزات في التحكم في التوتر والضغط بعدة طرق، من المثير للاهتمام أيضًا أن نرى أن تصميمات الجسور المختلفة مناسبة للتضاريس المختلفة، حقيقة أن العديد من هذه التصميمات الأساسية تعود إلى قرون مضت توضح كل شيء عن قابليتها للبقاء والمتانة والسلامة.