يسافر الجميع تقريبًا كل يوم ويمر أغلبنا على أحد جسور على طول طريقه. فهي الرابط الذي يربط بين أرضين مفصولتين بجسم مائي. لكن هل فكرت يومًا كيف يتم بناء هذه الأعمدة في المسطحات المائية لبناء هذه الوصلات ؟
في جولتنا اليوم سنجالس فضولك ونتعرف على الطرق الممكنة لتجسيد هكذا مشاريع، ونجيب عن السؤال الأهم في موضوعنا، كيف يتم بناء الجسور المغمورة في المياه ؟
بناء الجسور قديماً
خلال العصور الوسطى، تم بناء السد باستخدام عدة صفوف من جذوع الأشجار مدفونة في الوحل. بجعلها مانعًا للماء باستخدام الطين مُقوى بالرمل. ثم ضخ المياه من الحفرة بواسطة عجلة مائية. تم تقوية التربة التحتية على الأرجح باستخدام أكوام خشبية مدفوعة.
بعدها، تم وضع أساس خشبي مكون من عوارض وألواح من خشب البلوط. تم تثبيت هذه الشبكة بأحجار مستديرة كبيرة كانت مترابطة بقضبان من الحديد المطاوع. بمجرد إعداد الأساس، يمكن البدء في بناء العمود.
لبناء الأقواس، أقيمت أعمال خشبية مزيفة ووضعت بدقة من الحجر الرملي أو كتل الجرانيت فوق هذه الأعمدة المزيفة. بمجرد وضع حجر الأساس في مكانه، تتم إزالة الأعمدة الزائفة ووقف القوس متماسكًا بثقله.
تم تدعيم الأقواس بوضع عدة طبقات من الحجارة فوقها حتى مستوى سطح الجسر. أخيرًا، تم وضع الأرصفة من الصخور الصلبة.
فيديو توضيحي للعملية
كيف تبنى الجسور وسط المياه ؟
تُبنى الجسور فوق الماء بطرق مختلفة على معاملين أساسيين:
- حسب مستوى المياه
- حسب نوعية التربة
الطريقة التقليدية
تستخدم للجسور التي يتم بناؤها في المياه المنخفضة العمق. أي المياه ذات العمق المتدني. بوضع أساس الجسر عن طريق ملء موقع معين لفترة مؤقتة، ثم وضع الأرصفة فوقها (ويمكن بناء نوع من الأعمدة).
خلاف ذلك، عندما تكون التربة غير مواتية في الطبقة العليا لبناء جسر، يتم تشييد منصات مؤقتة وإنشاء أكوام عميقة داخل قاع النهر. لنملك إمكانية بناء الجسر إما عن طريق الحصول على الدعم من الأرصفة المشيدة بالفعل. أو من خلال المنصات المؤقتة (جزر طينية في الماء). أو من خلال الصنادل (على الرغم من أنه نادرًا ما يكون في المياه ذات العمق الأقل).
طريقة Cofferdam
هي بناء الجسر فوق المسطح المائي العميق (النهر أو البحر). ويتم ذلك باستخدام تقنية Cofferdam. في هذه الحالة، يتم بناء جدار كالسد يحيط بمنطقة ما داخل الماء ويتم ضخ المياه باستمرار من المنطقة للخارج.
بعد ذلك، يتم بناء أساس الجسر (الأعمدة) داخل سد. حيث أن مكان البناء هو البحر أو النهر نفسه. لذلك، يلزم إجراء مراقبة على مدار 24 ساعة خارج سد الحاجز للتحقق من ارتفاع المد والجزر في المياه. الجسور التي يتم بناؤها باستخدام هذه التقنية قوية وتحمل أحمالاً ثقيلة.
طريقة Case Drilling
هذه هي التقنية الأكثر تقدمًا. في هذه التقنية، تحافظ غرفة مانعة لتسرب الماء على الماء بعيدًا بمساعدة ضغط الهواء. ثم يتم تركيب حجرة أنبوبية محكمة الغلق داخل الغرفة. بعد ذلك يتم وضع مثقاب طويل داخل الأنبوب ثم تبدأ عملية الحفر.
يتم ضخ المياه المملوءة خلال هذه العملية. بعد ذلك يتم إدخال صندوق في الفتحة التي يتم حفرها بالداخل لتوفير دعم إضافي. بهذه الطريقة يتم إنشاء إطار ثابت. هذا الإطار مملوء بالخرسانة. ثم يتم بناء الأعمدة ومن ثم الجسر.
5 شركات عملاقة لبناء الجسور
1. جاكوبس Jacop
وهي شركة مهنية دولية تقدم خدمات في مجالات الهندسة والعمارة والبناء. تم تصنيفها على أنها شركة التصميم والهندسة رقم 1 في العالم من قبل سجل الأخبار الهندسية (ENR) وتقنية Trenchless.
تشمل بعض مشاريع جاكوبس الأكثر تميزًا برنامج عبور مترولينكس ومعبر كوينزفيري وقناة دبي المائية. حققت جاكوبس الرقم القياسي العالمي لأطول صب للخرسانة المستمر تحت الماء (15 يومًا من الصب المستمر على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع) لجسر عبور كوينزفيري.
علاوة على ذلك، يعد Eastlink التابع لجاكوبس، من سياتل إلى جنوب بلفيو الجزء (I-90) أول مسار سكة حديدية خفيف في العالم يتم تشييده على جسر عائم.
تمكنت جاكوبس من تقديم حلول هندسية متنوعة لمشاريع مختلفة باستخدام البرامج المختلفة التي توفرها ميداس. في الآونة الأخيرة، كان جاكوبس يعمل في مشروع West Gate Tunnel في ملبورن أستراليا والذي يتضمن عناصر معقدة مثل عوارض Tub. تتميز عوارض الحوض هذه بأشكال هندسية معقدة ولكنها توفر صلابة التوائية عالية.
علاوة على ذلك، فإن عوارض الحوض أسرع في التركيب وأسهل في الفحص، لذا قرر المهندسون لهذا المشروع اختيار عوارض الحوض كعنصر سطحهم. تم استخدام العديد من وظائف تحليل مرحلة البناء المدني MIDAS لتقييم المراحل المختلفة لبناء عارضة الحوض.
علاوة على ذلك، باستخدام وحدات التصميم المدني MIDAS، تمكن المهندسون من التحقق من عوامل التصميم الرئيسية، بما في ذلك العزم، والقص، والتواء، وقابلية البناء.
2. آتش دي أر إنك HDR Inc
HDR هي شركة تصميم أمريكية متخصصة في العديد من الخدمات بما في ذلك الهندسة والهندسة المعمارية والبيئة والبناء. تم تصنيف HDR حاليًا على أنها شركة التصميم رقم 6 في العالم مع العديد من المشاريع الشهيرة مثل Hoover Dam Bypass ومطار سنغافورة Changi واستبدال Tappan Zee Bridge.
علاوة على ذلك، فإن HDR هي شركة تُعرف باسم شركة مملوكة للموظفين، أو ملكية أسهم للموظفين، حيث يتم منح الموظفين أسهم الشركة كجزء من المكافأة أو التعويض.
تشتهر HDR أيضًا بمعرفتها وخبرتها ذات الشهرة العالمية في تصميم وهندسة الجسور. مع أكثر من 600 متخصص في الجسور يعملون على العديد من الجسور المعقدة والصعبة، قدمت حلولًا مبتكرة لمشاريع الجسور المختلفة في جميع أنحاء العالم.
علاوة على ذلك، باستخدام أحدث التقنيات مثل BIM ، وأنظمة مراقبة الصحة الهيكلية ، ونهج بناء الجسور المتسارع ، تمكنت HDR من تحقيق أهداف عملائها.
3. TYLI انترناشيونال
تشتهر شركة Lin International (TYLI) بأنها شركة هندسية عالمية متعددة التخصصات تتمتع بمعرفة عميقة في تصميم وهندسة الجسور. باعتبارها واحدة من أكبر شركات تصميم الجسور في العالم. أثبتت TYLI أنه لا توجد تحديات عندما يتعلق الأمر ببناء الجسور. وخاصة الجسور طويلة المدى.
علاوة على ذلك، توفر TYLI هندسة البناء والتخطيط، والتحليل الزلزالي والتعديل التحديثي، والتحليل الإنشائي والهندسة لأي نوع من الجسور بما في ذلك الجسور المعلقة، والجسور المثبتة بالكابلات، والقطاعية، إلخ.
يعد جسر Weirton-Steubenville في أوهايو بالولايات المتحدة أحد أكثر الجسور شهرةً شاركت فيها TYLI. جسر Weirton-Steubenville هو جسر غير متماثل مثبت بالكابلات مع برج Y واحد مقلوب وعوارض صفيحة على شكل I. قدمت TYLI الاستشارات الهندسية للجسر من خلال توفير تحليل مرحلة البناء وتحسين شد الكابلات لهيكل الجسر.
4. أروب ARUP
ARUP هي شركة خدمات استشارية عالمية تقدم حلول هندسة مدنية من الدرجة الأولى لعملائها. تعتبر ARUP حاليًا واحدة من أكبر شركات التصميم الدولية في العالم مع العديد من المشاريع البارزة بما في ذلك ملعب بكين الوطني وجسر الألفية وجسر Stonecutters.
تشمل بعض الخدمات التي يقدمها ARUP الخدمات الاستشارية للمشاريع المستدامة ، وهندسة الرياح وحلول هندسة الزلازل لمختلف الهياكل، وحلول نمذجة معلومات البناء.
تمكنت ARUP من تقديم حلول هندسية إنشائية للعديد من هياكل الجسور باستخدام midas Civil كتحليل إنشائي وبرامج تصميم. أحد الأمثلة على ذلك هو جسر Stonecutters في كولون، هونغ كونغ. يعتبر جسر Stonecutters ثاني أطول جسر معلق في العالم بطول 1،080 متر.
نظرًا لامتداده الكبير، فقد تعرض الجسر لقوى ديناميكية مختلفة بما في ذلك القوى الديناميكية الهوائية. لذلك، كان التحليل الهيكلي المعقد مطلوبًا للجسر.
من أجل إجراء مثل هذه التحليلات، تم استخدام midas Civil كبرنامج هيكلي من أجل إجراء تحليلات مختلفة بما في ذلك تحليل مرحلة البناء مع التأثيرات المعتمدة على الوقت ، وتحسين شد الكابل ، والتحليل الهندسي غير الخطي.
يُظهر أحد المشاريع الحائزة على جوائز من ARUP ،Helix Bridge في سنغافورة، بوضوح كيف أن ARUP قادرة على توفير حلول هندسية مع الحفاظ على السلامة الجمالية للهيكل. تم استلهام تصميم Helix Bridge من بنية الحلزون المزدوج للحمض النووي البشري.
ومع ذلك، في البداية بدا أن تصميم الهيكل اللولبي غير مستقر هيكليًا وغير قادر على حمل أحمال كبيرة. من أجل معالجة هذه المشكلة، استخدمت ARUP برمجياتها الهندسية الخاصة لتصميم طريقة يمكن أن تجعل جسر Helix آمنًا من الناحية الهيكلية.
في النهاية، كان ARUP قادرًا على تصميم جسر تروس أنبوبي فولاذي يحافظ على تصميم الهيكل الحلزوني للحمض النووي البشري. من خلال القيام بذلك ، تمكنت ARUP من إرضاء جميع الشركات المشاركة في تسليم هذا المشروع المعقد.
5. إيكوم AECOM
AECOM هي شركة استشارات هندسية متعددة الجنسيات تقدم خدمات متنوعة بما في ذلك الهندسة المعمارية وتصميم المباني وإدارة البناء. في عام 2020، حصلت شركة AECOM على المرتبة الأولى في النقل والبيئة وتصميم المباني من قبل شركة Engineering News-Records.
"إيكوم" شركة مُخترقة من مهندسي الجسور الخبراء الذين يقدمون لعملائها أبرز الجسور طويلة المدى والمعقدة في العالم. تشمل بعض الخدمات التي توفرها AECOM لهندسة الجسور تخطيطها والنمذجة وحساب الانتصاب وفحص الجسر والتحليل والتصميم الهيكلي.
إن شركة AECOM قادرة على توفير مثل هذه الحلول الهندسية باستخدام برامج الهندسة الإنشائية مثل midas Civil. أحد المشاريع الأيقونية لشركة AECOM التي تم استخدام ميداس سيفيل فيها هو جسر نهر إيرويل في المملكة المتحدة.يعتبر جسر نهر إيرويل أحد أطول الجسور المقوسة الشبكية غير المتماثلة في العالم وهو أول جسر شبكي يتم بناؤه على الإطلاق في المملكة المتحدة.
قدمت إيكوم خدمات الهندسة الإنشائية بما في ذلك الفحوصات المستقلة لهيكل الجسر. تضمنت هذه الاختبارات فحص العناصر الهيكلية وفقًا لمعايير BS EN وتحليل الانثناء غير الخطي لأشكال الالتواء. تمكنت AECOM من إجراء مثل هذه التحليلات باستخدام برنامج midas Civil والوظائف والمعالجات المختلفة المتوفرة عليه.
أخيرًا، أجرت شركة AECOM تحليلًا لمرحلة البناء وتحليل الحمل المتحرك لهيكل الجسر المقوس بالكامل.
المصدر
↚