بوابة القوس معماريًا

أعمال البناء لبوابة القوس:

تم تأجيل موعد تقديم العطاءات، والذي كان في الأصل 20 ديسمبر 1961، إلى 22 يناير 1962، لتوضيح تفاصيل بناء القوس. حيث تلقت حوالي 50 شركة طلبت متطلبات البناء دعوات لتقديم العطاءات. كما تمتد العطاءات الأربعة من 11،923،163 دولارًا أمريكيًا إلى 12،765،078 دولارًا أمريكيًا، وتجاوزت جميع العطاءات الأربعة تقدير المهندس البالغ 8،067،000 دولار. حيث كان لدى ويرث لجنة برئاسة جورج هارتزوغ تحدد صلاحية العطاءات في ضوء شروط الحكومة.

وبعد اجتماع مع مقدمي العطاءات، أكدت اللجنة معقولية العطاءات، ومنح ويرث صاحب العطاء الأقل، شركة ماكدونالد للإنشاءات في سانت لويس، كما عقد بناء القوس ومركز الزوار. وفي 14 مارس 1962، وقع العقد وتلقى من تاكر 2.5 مليون دولار، ودعم المدينة للمرحلة. حيث خفضت ماكدونالد عرضها بمبلغ 500.000 دولار إلى 11442.418 دولار. وعملت شركة (Pittsburgh-Des Moines) للصلب كمقاول من الباطن لهيكل القوس.

وفي عامي 1959 و 1960، تم كسر الأرض، وفي عام 1961، تم وضع أساس الهيكل. حيث بدأ بناء القوس نفسه في 12 فبراير 1963، كما تم وضع المثلث الفولاذي الأول في الساق الجنوبية في مكانه. وتم رفع هذه المثلثات الفولاذية، والتي ضاقت أثناء تصاعدها إلى الأعلى إلى مكانها بواسطة مجموعة من الرافعات. كما تم أيضًا تجميع القوس من 142 مقطعًا من الصلب غير القابل للصدأ بطول 12 قدمًا (3.7 م).

وبمجرد وضعها في مكانها، تمتلئ جلود كل قسم بجدار مزدوج بالخرسانة، مع الإجهاد المسبق بـ 252 قضيب شد. وذلك من أجل الحفاظ على ثبات الأرجل المكتملة جزئيًا، كما تم وضع دعامة مقص بينهما على ارتفاع 530 قدمًا (160 مترًا)، ومن ثم تمت إزالتها لاحقًا عند إنزال الرافعات. حيث كان من المتوقع أن يكتمل المسعى بأكمله بحلول خريف عام 1964، واحتفالاً بالذكرى المئوية الثانية لسانت لويس.

حيث قامت شركة المقاول ماكدونالد للإنشاءات بترتيب برج بطول 30 قدمًا (9.1 م) للمشاهدين وقدم حسابات مسجلة للمشروع. وفي عام 1963، ذهب مليون شخص لمراقبة التقدم، وبحلول عام 1964، بدأت محطات الإذاعة المحلية في البث عندما كان من المقرر رفع ألواح كبيرة من الصلب في مكانها. ووثق آرت ويتمان، المصور في سانت لويس بوست ديسباتش، بناء الصورة التكميلية للصحف يوم الأحد، وهي أطول مهمة له وأكثرها شهرة.

كما زار موقع البناء بشكل متكرر من عام 1963 إلى عام 1967 وسجل كل مرحلة من مراحل التقدم. مع مساعده رينيولد فيرجسون، وزحف على طول المنصة مع عمال البناء حتى 190 مترًا فوق سطح الأرض. وكان مصور الأخبار الوحيد في مهمة دائمة في البناء، مع وصول كامل. كان يعمل بشكل أساسي مع فيلم الشرائح، ولكنه استخدم أيضًا كاميرا (Panox) الوحيدة في سانت لويس لإنشاء صور بانورامية تغطي 140 درجة. حيث توجد الآن صور ويتمان للبناء في جمعية الدولة التاريخية في ميسوري.

وقال مدير مشروع شركة (MacDonald Construction Co)، ستان وولف، إن بناء مبنى مكون من 62 طابقًا كان أسهل من بناء القوس: “في المبنى، كل شيء مستقيماً شيء فوق الآخر. أما في هذا القوس، كل شيء منحني. ”

المميزات المعمارية لبوابة القوس:

1-الخصائص الفيزيائية:

يبلغ عرض القوس وارتفاعه 630 قدمًا (192 مترًا). حيث يعتبر القوس هو أطول نصب تذكاري في الولايات المتحدة وأطول نصب تذكاري من الفولاذ المقاوم للصدأ في العالم. حيث يبلغ ارتفاعه 630 قدمًا (192 مترًا) في سانت لويس، ميزوري، في الولايات المتحدة. وهو مكسو بالفولاذ المقاوم للصدأ ومبني على شكل قوس سلسال ثقيل، حيث يعتبر أطول قوس في العالم، وأطول نصب تذكاري من صنع الإنسان في نصف الكرة الغربي وأطول مبنى يمكن الوصول إليه في ميسوري. كما تم بناء القوس كنصب تذكاري للتوسع الغربي للولايات المتحدة، ومخصص رسميًا لـ “الشعب الأمريكي”، ويُشار إليه عمومًا باسم “بوابة الغرب” وهو محور حديقة (Gateway Arch) الوطنية وله أصبحت رمزًا معترفًا به دوليًا لسانت لويس، فضلاً عن كونها وجهة سياحية شهيرة.

كما تم تصميم القوس من قبل المهندس المعماري الفنلندي الأمريكي إيرو سارينن في عام 1947؛ حيث بدأ البناء في 12 فبراير 1963 واكتمل في 28 أكتوبر 1965 بتكلفة إجمالية قدرها 13 مليون دولار (ما يعادل 82.1 مليون دولار في 2018). كما تم افتتاح النصب التذكاري للجمهور في 10 يونيو 1967. ويقع في موقع تأسيس سانت لويس على الضفة الغربية لنهر المسيسيبي.

أما المقاطع العرضية لأرجل القوس هي مثلثات متساوية الأضلاع، وتضيق من 54 قدمًا (16 مترًا) لكل جانب في القواعد إلى 17 قدمًا (5.2 مترًا) ولكل جانب في الأعلى. حيث يتكون كل جدار من قشرة فولاذيةمقاومة للصدأ تغطي شطيرة من جدارين من الصلب الكربوني مع الخرسانة المسلحة في الوسط من مستوى الأرض إلى 300 قدم (91 م)، مع فولاذ كربوني حتى القمة. القوس مجوف لاستيعاب نظام ترام فريد يأخذ الزوار إلى منصة مراقبة في الأعلى.

كما يتم دعم الحمل الهيكلي من خلال تصميم الجلد المجهد. وتم تضمين كل ساق في 25980 طنًا قصيرًا (23.570 طنًا) من الخرسانة 44 قدمًا (13 مترًا) وبسمك وعمق 60 قدمًا (18 مترًا). وعشرين قدمًا (6.1 م) من الأساس في الصخر. فالقوس مقاوم للزلازل وهو مصمم للتأرجح حتى 18 بوصة (46 سم) في أي من الاتجاهين، وبينما يتحمل الرياح حتى 150 ميلًا في الساعة (240 كم/ ساعة).

حيث يزن الهيكل 42878 طنًا قصيرًا (38898 طنًا)، منها الخرسانة التي تتكون من 25980 طنًا قصيرًا (23.570 طنًا)؛ وهيكل فولاذي داخلي، 2157 طنًا قصيرًا (1957 طنًا)؛ وألواح الفولاذمقاومة للصدأ التي تغطي السطح الخارجي للقوس، و886 طنًا قصيرًا (804 طنًا). حيث أن هذه الكمية من الفولاذ المقاوم للصدأ هي الأكثر استخدامًا في أي مشروع في التاريخ. حيث يجب أن تتمتع قاعدة كل ساق عند مستوى الأرض بتسامح هندسي يبلغ 1⁄64 بوصة (0.40 مم) وإلا فلن تلتقي الساقان في الأعلى.

2-الخصائص الرياضية:

125.1406 قدمًا مربعة (12 مترًا مربعًا) هي الحد الأدنى لمساحة المقطع العرضي للقوس في الأعلى، و(L=299.2239) قدمًا (91 مترًا) هو نصف عرض النقطه الوسطى في القاعدة. تختلف مساحة المقطع العرضي المثلث خطيًا مع الارتفاع الرأسي للنقطة الوسطى.

وتصف وظيفة جيب التمام الزائدية شكل سلسال. حيث تشكل السلسلة التي تدعم وزنها فقط سلسلة؛ حيث أن السلسلة متوترة تمامًا. وبالمثل، فإن قوس سلسال مقلوب يدعم وزنه فقط يكون مضغوطًا تمامًا، فبدون قص. قوس سلسال هو الأكثر ثباتًا بين جميع الأقواس منذ أن يمر الدفع عبر الأرجل ويتم امتصاصه في الأساسات، بدلاً من فصل الساقين عن بعضهما البعض.

قوس البوابة بحد ذاته ليس سلسالً شائعًا، ولكنه منحنى أكثر عمومية على شكل y = Acosh (Bx). وهذا يجعلها سلسال ثقيل مقلوب. حيث اختار (Saarinen) سلسالً مرجحًا على منحنى سلسال عادي لأنه بدا أقل حدة وأقل حدة. وفي عام 1959، تسبب في بعض الارتباك حول الشكل الفعلي للقوس عندما كتب، “هذا القوس ليس قطعًا مكافئًا حقيقيًا، كما يُقال كثيرًا. وبدلاً من ذلك، فهو منحنى سلسلي – أي منحنى سلسلة معلقة – وهو منحنى يكون فيه الاحتفاظ بقوى الدفع باستمرار داخل مركز أرجل القوس”. كما كتب ويليام ثاير، أستاذ الرياضيات في كلية سانت لويس المجتمعية، في وقت لاحق إلى جريدة سانت لويس بوست ديسباتش، أن لفت الانتباه إلى حقيقة أن الهيكل عبارة عن سلسال مرجح.

3-الإضاءة:

تم الإعلان عن أول اقتراح لإضاءة القوس ليلاً في 18 مايو 1966، لكن الخطة لم تؤت ثمارها أبدًا. وفي يوليو 1998، تمت الموافقة على تمويل نظام إضاءة القوس من قبل مؤسسة (St. Louis’s Gateway Foundation)، والتي وافقت على تحمل مسؤولية تكلفة المعدات وتركيبها وصيانتها. وفي يناير 1999، رتبت (MSNBC) نظام إضاءة مؤقت للقوس بحيث يمكن استخدام النصب كخلفية لزيارة البابا يوحنا بولس الثاني. ومنذ نوفمبر 2001، غمر القوس في الضوء الأبيض بين الساعة 10 مساءً و 1 صباحًا عبر نظام الأضواء الكاشفة. حيث صممه راندي بوركيت، وهو يتألف من 44 وحدة إضاءة تقع في أربع حفر تحت مستوى الأرض مباشرة.

وفي 5 أكتوبر 2004، وافق مجلس الشيوخ الأمريكي، بضغط على السناتور جيم تالنت وكيت بوند على مشروع قانون يسمح بإضاءة القوس باللون الوردي تكريما لشهر التوعية بسرطان الثدي. وقد دافع كل من (Estee Lauder و May Department Store) عن القضية. حيث قال أحد الموظفين إن القوس سيكون “منارة، لأهمية الوقاية وإيجاد علاج”.

بينما اعترضت دائرة المنتزهات القومية على الخطة نظرًا للسابقة التي ستحددها للاستخدامات المحتملة لـ (Arch)، فقد استسلم بسبب إدراك أنه والكونغرس كانا “في نفس الفريق” ولأن الإضاءة كانت ملزمة قانونًا؛ وفي 25 أكتوبر تم تنفيذ الخطة. وكانت المرة السابقة التي أضاء فيها القوس لأغراض ترويجية في 12 سبتمبر 1995، وتحت إدارة الشركتين المحليتين فليشمان هيلارد والإنتاج الفني عندما أضاء طيف قوس قزح على القوس للإعلان عن ظهور (Ringling Bros & ساحر أوز) على الجليد لسيرك بارنوم وبيلي في مركز سكوتريد (حيث أطلق عليه لاحقًا اسم “مركز كيل”).