اقرأ في هذا المقال
جسور المستقبل أم مستقبل الجسور؟
البنى التحتية هي عامل رئيسي للاقتصاد، من بينها تعتبر البنية التحتية للمواصلات حيوية لحياة الإنسان والاقتصاد، وضمن شبكات النقل، تعد الجسور عناصر أساسية لربط الناس وتسليم البضائع.
المواد وعمليات البناء والنمذجة:
كانت تقنيات البناء وأنماط الجسور في البداية محكومة بالخصائص الميكانيكية وأداء المواد المتاحة في ذلك الوقت، في الواقع عندما كانت المواد المتاحة عبارة عن حجر (مواد تعمل بشكل جيد في الانضغاط، ولكن ليس في حالة توتر)، كان نوع الجسر المميز هو القوس وعملية البناء، إلى جانب سقالات الهيكل الكامل؛ وذلك لأن عمل القوس يحتاج إلى هيكل كامل للتطوير، حيث كان القوس هو نوع الجسر الوحيد المتاح فيما يتعلق بالجسور الدائمة، وبالطبع لقد كانت تكوينات التعليق والحزم متاحة أيضًا، ولكن عادةً مع استخدام مؤقت بسبب قيود التحمل للمواد التي تعمل في الشد (الألياف النباتية) والانحناء (الأخشاب).
إن ظهور مواد جديدة في القرن التاسع عشر كالحديد والصلب، مع القدرة على مقاومة ضغوط الشد سمحت بولادة جسور تعليق وعوارض دائمة. وفي وقت لاحق أتاح الجمع بين مادة جديدة، كالخرسانة (على غرار الحجر الاصطناعي) والصلب وتشكيل الخرسانة المسلحة والخرسانة مسبقة الإجهاد، إمكانية “الحجر الجديد” لمقاومة أعمال الشد وربط الأجزاء بينها، شيء لم يكن ممكنا مع الحجر القديم.
نتج عن ذلك ثورة مهمة في عالم الجسور، في الواقع نشأ بناء الجسور الجزئية المرتبط به ومجموعة جديدة من تقنيات البناء للجسور الخرسانية، كما تم اعتماد عمليات البناء الجديدة هذه بسرعة من خلال الجسور الفولاذية.
أخيرًا في القرن العشرين جعل استخدام الكمبيوتر الحساب الدقيق في متناول الجميع، وبالتالي تم تصميم وبناء أنواع الجسور الزائدة عن الحاجة كجسور مثبتة بالكابلات، ونمذجة تسلسلات البناء المعقدة للغاية. منذ ذلك الحين يبدو أن هندسة الجسور المتعلقة بتصميم وبناء الجسور قد وصلت إلى نقطة ثابتة، ولم يتم تصور أي تطورات أخرى ذات صلة.
يوضح لنا تاريخ الجسر أنه بالنسبة لأي ثورة جوهرية في الميدان، يجب أن تحدث بعض الحقائق ذات الصلة، حيث أنه ومنذ القدم كان تصميم الجسر والبناء يتعلق بظهور الخرسانة والصلب في مكان الحادث، منذ ذلك الحين لم تظهر مواد جديدة.
التقدم في تصميم الجسور:
ولم يُلاحظ أي تقدم مهم أيضًا في تصميم الجسور والتكوينات الهيكلية بعد اعتماد الفولاذ والخرسانة واستخدام النمذجة الحاسوبية، نظرًا لعدم توقع المواد الجديدة وعمليات البناء الجديدة وتقنيات النمذجة الجديدة في السنوات القادمة أيضًا، يبدو أنه لا يجب توقع “ثورات كبيرة” في مجالات تصميم الجسر والبناء، ولم يُلاحظ أي تقدم مهم أيضًا في تصميم الجسور والتكوينات الهيكلية بعد اعتماد الفولاذ والخرسانة واستخدام النمذجة الحاسوبية.
ونظرًا لعدم توقع المواد الجديدة وعمليات البناء الجديدة وتقنيات النمذجة الجديدة في السنوات القادمة أيضًا، يبدو أنه لا يجب توقع “ثورات كبيرة” في مجالات تصميم الجسر والبناء، لم يُلاحظ أي تقدم مهم أيضًا في تصميم الجسور والتكوينات الهيكلية بعد اعتماد الفولاذ والخرسانة واستخدام النمذجة الحاسوبية، نظرًا لعدم توقع المواد الجديدة وعمليات البناء الجديدة وتقنيات النمذجة الجديدة في السنوات القادمة أيضًا، يبدو أنه لا يجب توقع “ثورات كبيرة” في مجالات تصميم الجسر والبناء.
ربما تبدو بعض “التغييرات الصغيرة” مجدية فيما يتعلق بالنقاط التالية:
– إدخال نمذجة معلومات البناء (BIM) في تصميم وتنفيذ مشاريع الجسور الكبيرة.
– الخرسانة والصلب ذات الأداء العالي (أقوى وأكثر متانة).
– تعديلات صغيرة للتكوينات الطولية الحالية: جسور معلقة متعددة الامتدادات (جسر تايتشو في الصين، جسر تشاكاو في تشيلي)، جسور مثبتة بالكابلات مثبتة جزئيًا على الأرض لمسافات تصل إلى 2000 متر.
– تصنيع عملية البناء: التجهيز المسبق.
– الزيادة المستمرة في حركة المرور وخاصة الشحن، مما يعطي عدم اليقين بشأن معدلات التدهور المستقبلية ويزيد من آثار التعب.
