ما هي المواد التي تدخل في بناء الجسر؟
الحجر:
تم بناء الجسور القديمة العظيمة للإتروسكان والرومان وأحباب فراتريس في العصور الوسطى (منذ حوالي 1100) ولاحقًا من كبار البنائين بالحجارة، استمرت الأقواس والأعمدة لآلاف السنين عندما تم استخدام الحجر الصلب وأسس الأساسات على أرض صلبة باستخدام الحجر، حيث يمكن للمرء أن يبني جسورًا جميلة ومتينة وذات امتداد كبير (حتى 150 مترًا).
لسوء الحظ، أصبحت الجسور الحجرية باهظة الثمن، ومع ذلك فعلى مدى فترة طويلة، قد تتحول الجسور الحجرية المصممة جيدًا والمبنية جيدًا إلى الأرخص، لأنها تدوم طويلاً ولا تحتاج تقريبًا إلى صيانة على مدى قرون ما لم تتعرض للتلوث الشديد للهواء.
عادة ما يقتصر الحجر في الوقت الحاضر على الأسطح، حيث يتم ضبط الأحجار مسبقًا أو تثبيتها كواجهة للدعامات أو الأرصفة أو الأقواس، بالطبع يجب اختيار الحجر المقاوم للعوامل الجوية، والصخور الأساسية مثل الجرانيت أو النيس أو الرخام السماقي أو الديباس أو الحجر الجيري المتبلور مناسبة بشكل خاص، ويجب توخي الحذر مع الأحجار الرملية، حيث أن الحجر الرملي السيليسي فقط هو الذي يتسم بالمتانة، اختيار ألوان الحجر مناسب أيضًا، يمكن أن يبدو الجرانيت ذو اللون الرمادي الموحد والسطح المنشور باهتًا مثل الخرسانة العادية البسيطة، يمكن أن يبدو المزيج المتناغم من الألوان المختلفة والأسطح المنقوشة قليلاً نابضًا بالحياة للغاية.
حتى عندما تكون مناطق البناء واسعة النطاق، يمكن أيضًا إضفاء الحيوية على الأسطح عن طريق حشو مفاصل ساطعة أو داكنة، ويجب أن تكون أحجام الكتل الحجرية وخشونة أسطحها منسجمة مع حجم الهيكل والدعامات لا يناسب النقش الخشن رصيفًا صغيرًا فقط بسمك 1 متر وارتفاع 5 أمتار، ولكن حجارة أشلارس كبيرة الحجم مناسبة للجسور ذات الأقواس الكبيرة مثل (Saalebrucke Jena أو Lahntalbrucke Limburg)، كان البناء بالجرانيت مفضلًا لأرصفة الجسور عبر نهر الراين، لأنه يقاوم التعرية بالمياه الرملية أفضل بكثير من أصعب الخرسانة.
الخرسانة المسلحة والخرسانة سابقة الإجهاد:
الخرسانة هي مادة بناء تستخدم في جميع أعمال البناء تقريبًا، نظرًا لوجود لون رمادي باهت، لا يُفضل الخرسانة عادةً في الإنشاءات مثل الجسور، حيث يتم تضمين قضبان الصلب الخرسانية فيه، تبدأ قضبان الصلب في العمل عند حدوث تشققات في الخرسانة، أي عندما لا تتمكن الخرسانة من مقاومة المزيد من ضغوط الشد، تظل الشقوق غير مؤذية تسمى “تشققات الشعر”، إذا تم تصميم القضبان ووضعها بشكل صحيح، والطريقة الثانية لمقاومة قوى الشد في الهياكل الخرسانية هي طريق الضغط المسبق.
الصلب:
من بين مواد الجسر، يتمتع الفولاذ بأعلى صفات القوة وأكثرها ملاءمة، وبالتالي فهو مناسب للجسور الأكثر جرأة بأطول مسافات، حيث يتمتع فولاذ البناء العادي بمقاومة انضغاطية وشد تبلغ 370 نيوتن / مم 2، أي حوالي عشرة أضعاف مقاومة الانضغاط للخرسانة المتوسطة ومئة ضعف قوة شدها، ميزة خاصة للصلب هي ليونة بسبب تشوهه إلى حد كبير قبل أن ينكسر، لأنه يبدأ في الخضوع فوق مستوى إجهاد معين، تُستخدم قوة الخضوع هذه كأول مصطلح من حيث الجودة القياسية.
غالبًا ما يفضل استخدام الفولاذ عالي القوة للجسور، كلما زادت القوة، قل الفرق النسبي بين قوة الخضوع وقوة الشد، وهذا يعني أن الفولاذ عالي القوة ليس مطيلًا مثل الفولاذ ذي القوة العادية، ولا تزداد قوة التعب بما يتناسب مع قوة الشد، لذلك من الضروري أن يكون لديك معرفة عميقة بسلوك هذا الفولاذ الخاص قبل استخدامه، لأغراض البناء، كما يتم تصنيع الفولاذ على شكل ألواح (بسمك 6 إلى 80 مم) عن طريق الدرفلة عند التسخين الأحمر، بالنسبة للمحامل وبعض العناصر الأخرى، يتم استخدام الفولاذ المصبوب، حيث أنه بالنسبة للأعضاء المعرضين للشد فقط، مثل الحبال أو الكابلات، هناك فولاذ خاص معالج بطرق مختلفة مما يسمح لنا ببناء جسور معلقة أو جسور مثبتة بالكابلات.
تسمح نقاط القوة العالية للفولاذ بمقاطع عرضية صغيرة من الحزم أو العوارض، وبالتالي حمولة منخفضة من الهيكل، وبالتالي كان من الممكن تطوير الأسطح الفولاذية خفيفة الوزن “ذات الصفيحة التقويمية” للطرق، والتي أصبحت الآن شائعة مع مسار تآكل الأسفلت، بسمك 60 إلى 80 مم.
أطلق رواد بناء هذه الألواح العظمية اسمها الأقل غموضًا والأقل علميًا “ألواح فولاذية صلبة”، تشكل الصفيحة الفولاذية العادية، التي يتم تقويتها بواسطة الخلايا أو (rlbs)، وترًا لكل من العوارض العرضية المستعرضة والعوارض الرئيسية الطولية، في نفس الوقت يعمل كعارضة رياح، يدين سطح الجسر هذا بتطبيقه الناجح بشكل أساسي إلى اللحام الآلي، والذي يستخدم الآن بشكل عام والذي أثر بشكل كبير على تصميم الجسور الفولاذية.
لذلك يسود الآن بناء العوارض الخشبية، حيث يجب تقوية الألواح الفولاذية الرقيقة الكبيرة ضد الالتواء، في السابق كان يتم وضع أدوات التقوية الرأسية حسب الأفضلية على الوجوه الخارجية، حيث تم ترتيب التقوية الطولية من الداخل.
اليوم يتم وضع جميع أدوات التقوية في الداخل لتحقيق سطح خارجي أملس لا يسمح بتراكم الغبار أو رواسب الأوساخ التي تحتفظ بالرطوبة وتعزز التآكل، “كعب أخيل” للهياكل الفولاذية، بالكاد تختلف جسور العوارض الفولاذية الحديثة عن الجسور الخرسانية سابقة الإجهاد في مظهرها الخارجي، باستثناء ربما في لونها، ربما يكون هذا أمرًا مؤسفًا، لأن التقوية الموجودة في الخارج تنشط وجوه الألواح وتعطي الحجم وتجعل العارضة تبدو أقل ثقلاً، بالإضافة إلى العوارض الخشبية.
تستفيد الجمالونات أيضًا بشكل كامل من خصائص مواد الفولاذ، يمكن بناء الجسور بالغة الدقة من خلال ضم أقسام فولاذية رفيعة معًا لتشكيل تروس، مرة أخرى أدى اللحام إلى تحسين إمكانات الشكل الجيد، لأنه يمكن تصنيع المقاطع المجوفة وربطها دون استخدام ألواح مجمعة كبيرة، وبهذه الطريقة، تنشأ دعامات ذات مظهر ناعم بدون “الاضطرابات” التي تحدث من خلال ربط اثنين أو أربعة جوانب من المقطع المدلفن بشبكة أو ألواح، يجب حماية الفولاذ من التآكل ويتم ذلك عادةً عن طريق تطبيق طلاء واقٍ على سطح الفولاذ المكشوف، يعد طلاء الفولاذ العادي ضروريًا من الناحية الفنية، ويمكن استخدامه لتصميم ألوان الجسر.
يعد اختيار الألوان ميزة مهمة لتحقيق المظهر الجيد، يوجد فولاذ لا يتآكل في البيئة العادية (الفولاذ المقاوم للصدأ V2A وV4A إلى DIN 17440)، لكنه غالي الثمن لدرجة أنه يستخدم فقط للمكونات المعرضة بشكل خاص لهجمات التآكل أو التي يتعذر الوصول إليها.
جاء من الولايات المتحدة الأمريكية فولاذ (Tentor)، الممزوج بالنحاس، ويقال إن أول طبقة تآكل لها تحميها من المزيد من التآكل، يتميز هذا الصدأ الواقي بلونه الداكن الدافئ الذي يبدو جيدًا في البلد المفتوح، ومع ذلك فإن هذا النوع من الحماية لا يدوم في الهواء الملوث ويستمر التآكل، بالنسبة للجسور الفولاذية، يجب الاستفادة بشكل جيد من الضرورة الفنية لحماية الفولاذ بالطلاء لتحسين المظهر وتحقيق تكامل متناسق للهيكل داخل المناظر الطبيعية.
