جسور في بلاد العرب | مكونات وأنواع الجسور ونماذج من العالم العربي (1)

جسر الشيخ جابر الأحمد الصباح في الكويت

جسور في بلاد العرب

تهدف سلسلة جسور في بلاد العرب إلى التعريف بأهم الجسور في العالم العربي، والتي تقوم على مسطحات مائية محدودة أو واسعة (أنهار أو بحار) ، أو للتغلب على عوائق طبيعية والربط بين جبال أو تلال لتسهيل حركة مرور المركبات او قطارات سكة الحديد.

ولا تشمل سلسلة جسور في بلاد العرب، تلك المُقامة في الميادين والشوارع العامة، بهدف تنظيم حركة السير والتنقل داخل المدن العربية.

وتعرض هذه المقالة معلومات عامة حول تعريف الجسور، وأهميتها، وتصميمها، ومكوناتها الرئيسية، وأنواعها، والمواد المستخدمة في إنشاء الجسور الحديثة وأعمال متابعة وصيانة الجسور لاستدامة  استخدامها.

وتعرض بقية المقالات الجسور في أقاليم المغرب العربي و الوسط  والجزيرة والمشرق العربي.

ويحتضن العالم العربي أحد أطول جسور العالم البحرية في العالم، وهو جسر الشيخ جابر الأحمد الصباح الذي يبلغ طوله 49 كم في الكويت، ويليه جسر الملك فهد بين الدمام في السعودية والمنامة في البحرين الذي يبلغ طوله 25 كم.

وبحتضن العالم العربي اعرض جسر مدعوم بالكوابل في العالم  وهو محور روض الفرج 67 م (جسر تحيا مصر) في القاهرة.

وقد جاء هذا المدخل للتعريف بطبيعة وتصميم جسور هامة في بلاد العرب وانواعها على امتداد ساحة العالم العربي.


مقالات ذات صلة

جسور عربية | جسور المشرق العربي… القديم والحديث في جسور بلاد العرب (5)

جسور عربية | جسور الجزيرة العربية … بين أطول وأحدث جسور بلاد العرب (4)

جسور عربية | جسور بلاد وادي النيل …  أكبر عدد للجسور في العالم العربي (3)

جسور عربية | جسور بلاد المغرب العربي …  أقدم جسور العالم العربي (2)


جسور في بلاد العرب : ما هي الجسور ؟

الجسور Bridge هى بناء هيكلي يُقام كوسيلة آمنة لاستمرارية الطرق للمركبات أو المشاة عبر العوائق المادية  المائية  (نهر أو بحر ) أو الطبيعية (منطقة منخفضة أو وديان بين جبال وتلال كبيرة)  أو طرق أو خط سكة حديد، لاختصار المسافات والزمن دون إغلاق الطريق أو منع الحركة تحت الجسر في الطريق أو المسطح المائي.

وفي الاستخدام الحديث، فإن الجسر Causeway هو طريق بري لحركة المركبات أو خط لسكة حديدية فوق مسطح واسع من المياه أو الأراضي الرطبة. وهذا التوصيف ينطبق على جسر الشيخ جابر الأحمد الصباح في الكويت.

ويستخدم توصيف  المعبر  Viaduct عندما يتكون الجسر من سلسلة من الإمتدادات Spans  أو الجسور Decks المتصلة ببعضها البعض للربط بين  مكانين لهما نفس الارتفاع ولا يمكن العبور بينهما مباشرة إذ يفصل بينهما  منطقة منخفضة أو وادي قد لا يغطيها مجرى مائي بالكامل . وعلى سبيل المثال، فإن جسر محمد السادس في الرباط في المغرب يمر عبر مجرى وادي الرقراق غير المغطى بالمياه بكامله ويتكون من جسر مدعوم بالكوابل وجسر عوارض متصلة ببعضها.

وتكتسب الجسور أهميتها  من توفير إنسيابية في حركة المرور والنقل على الطرق أو السكك الحديدية دون انقطاع وتقليل المسافة بين مكانين. وهذا من شأنه أن يسمح بنقل المنتجات الزراعية والصناعية والمواد الخام من مراكز الإنتاج إلى مناطق التصنيع والتوزيع والإستهلاك مع توفير الوقت والوقود وبالتالي تقليل التكلفة، مما يساعد في التنمية الاقتصادية للمنطقة. وترفع الجسور من جمالية الطرق وتقلل من عدد الحوادث نتيجة الحد من إعاقة مسارب المرور للمركبات أو خطوط سكة الحديد.

 جسور في بلاد العرب : الربط البري بين دول في العالم العربي  ومع العالم

عملت كثير من الدول العربية على إقامة جسور لعبور مسطحات مائية، مثل مصر والعراق، أو بين السعودية والبحرين، وكذلك للتغلب على عوائق طبيعية في المدن الجبلية كما مدينة القسنطينة في الجزائر وحديثاً في عمان في الأردن .

وهناك خطط، لا تزال في مرحلة الأمنيات، ولم تدخل بعد مرحلة المشاريع أو خطط العمل المعدة للتنفيذ للربط البري بين دول في العالم العربي أو مع العالم. وهذا يشمل خططاً عامة لجسر يربط بين قطر والبحرين  بطول يقارب 40 كم، على غرار جسر الملك فهد الذي يربط بين الدمام  في السعودية والمنامة في البحرين.

وهناك خطط للربط البري بين الجناحين الإفريقي و الأسيوي في  العالم العربي من خلال جسر بري بين مصر والسعودية، وجسر  القرن الإفريقي الذي يصل بين سواحل جيبوتي واليمن عبر باب المندب.

ويواجه  مشروع الربط القاري بين المغرب وإسبانيا، صعوبات تقنية وجيولوجية لا تزال تعيق وضع خطط لبناء جسر معلق يبلغ طوله  300 متر،بسبب عمق البحر في مضيق جبل طارق الذي يصل إلى 900 متر، أو حتى لإنشاء نفق حديدي تحت البحر، لأن ضغط المياه في مضيق جبل طارق هائل جداً.

 جسور في بلاد العرب : تصميم الجسور

الجسور هي هياكل معدنية أو إسمنتية تضم عوارض (كمرات) تمتد أفقيًا وعرضياً على دعامات، تقوم بنقل الأحمال إلى التربة.

ويقوم على تصميم الجسور فريق من المهندسين المتخصصين لتوفير طائفة من المتطلبات الهندسية، فضلا ً عن  المظاهر الجمالية، خلافاً للمباني التي يعود تصميمها إلى المهندسين المعماريين.

 وتلعب الجسور دورًا اقتصادياً رئيسيًا في حركة النقل والمواصلات، الأمر الذي يتطلب إجراء دراسة جدوى تفصيلية لتحديد الحاجة لإقامة الجسور قبل وضع الخطط وتصميم الجسور.

وتتضمن دراسة الجدوى الاقتصادية والأثر البيئي حجم وطبيعة حركة المرور الرئيسية، وأغراض إقامته ونوعية الطرق ودرجاتها ملاءمة طوبوغرافيا وتربة الموقع، ومواد وطريقة البناء والتقنيات التي ستستخدم في البناء، وانسجام الجسر مع الموقع العام من الناحية المعمارية والجمالية، وتقييم الآثار الإيجابية والسلبية المحتملة على البيئة وعلى الأنشطة التنموية وسبل إدارتها.

تصميم الجسور : مكونات بناء الجسور

يُقام هيكل الجسر عبر العوائق الطبيعية، بغرض توفير حركة المرور. وهناك تصميمات عديدة للجسور يخدم كل منها غرضًا معينًا في بيئة طبيعية معينة. وتختلف هذه التصميمات وِفق وظيفة الجسر، وطبيعة التضاريس في موقع البناء، والمواد المستخدمة في إنشاءه، والتمويل المتوفر لإقامته.

وتتمثل المكونات الرئيسية للجسور  في ثلاثة مكونات:  الأساس  Foundation،  والهيكل الفرعي Substructure، والهيكل العلوي للجسر Superstructure، والتي يتكون كل منها بدوره من عدة أجزاء.

يبدأ بناء الجسر بوضع الأساس، ثم يتم إنشاء الهيكل الفرعي لدعم البنية الفوقية الثقيلة للهيكل العلوي للجسر الذي تجري إقامته في المرحلة الأخيرة.

مكونات الجسر

مكونات بناء الجسور: أساسات الجسور

يتمثل أساس الجسور في ذلك الجزء الذي ينقل أحمال الجسر إلى السطح الأرضي الحامل للجسر، وهو أساس الهياكل الحاملة Piers وابراج الجسور (في الجسور المعلقة والمدعومة بالكوابل) والإطارات الحاملة Portal frames  (Piles & Piers).

مكونات ودعائم أبراج الجسور المعلقة

وتشكل ركائز الأوتاد (الخوازيق) Piles  وتيجانها Pile caps  قواعد الإرتكاز والأساس التي تقوم عليها الجسور  أو أبراج الجسور.  والأوتاد هي أعمدة طويلة من المعادن أو الخرسانة أو المواد المركبة  تُدفع عميقًا في الأرض لتشكل عِماد الأساس أو البنية التحتية.

وتعتمد المواد المستخدمة وتصميم الخوازيق على عوامل تشمل نوع التربة ومدى الاستقرار الأرضي والقدرة على التحميل.

وتشكل الخوازيق الأساس الأولي الداعم للجسر، والتي تعمل على نقل وزن الهيكل الفرعي والعلوي والضغط  الناشىء عنهما من الجسر بالتساوي إلى  التربة،  مما يجعله مستقرًا وقويًا.

ويتم عادة تنظيف وإزالة الرواسب مثل الرمال والحصى والطمي  Bridge scouring من حول الخوازيق أو الأعمدة أو الأقواس أو الدعامات الطرفية في موقع الجسور المقامة على الأنهار وضفاف البحار.

ويعلوا ركائز الخوازيق مباشرة تيجان (قبعات) Caps من الخرسانة المسلحة الثقيلة جدًا، والتي تشكل  قاعدة وسِعَة إضافية لنقل احمال الأعمدة (أو الأقواس) وتعطي أقصى قوة للجزء العلوي من الجسر.

وتشكل مجموعة الأوتاد (الخوازيق) وتيجانها الخرسانية الثقيلة  ما يسمى بالدعامات والتي تشكل الأساسات للبنية التحتية.

مكونات وأجزاء الجسور

مكونات بناء الجسور: الهيكل الفرعي الجسور

يتضمن الهيكل الفرعي للجسور الركائز أو الهياكل الحاملة أو الأعمدة Piers على امتداد الجسر أو الأقواس أو الأبراج و الدعامات الطرفيّة Abutments (الأرصفة او الأكتاف). كما يضم  الهيكل الفرعي الجدران الجانبية Wing walls.

والدعامات الطرفية هي ذلك الجزء من الهيكل الفرعي الذي يدعم نهاية  الجسر (الامتداد التي يستند بها سطح الجسر) أو الأقواس على الأطراف، والتي يرتكز عليهما الجزء العلوي من الجسر على الأرض المحيطة بطرفي الجسر.

وركائز الجسور Piers هي هياكل إسمنتية مسلحة أو معدنية تدعم نهايات العوارض الفوقية المتعددة الامتدادات في موقع وسيط بين الدعامات. ويجري إقامة هذه الهياكل أو الأعمدة تحت الأبراج أو في نهاية كل عارضة لتقوية هذا الجزء  وزيادة قدرته على تحمل الضغط  الناشىء عن وزن الهيكل العلوي والتأثيرات الاهتزازية لحركة المرور، والرياح،  وحركة المياه،  كما تُشكل الركائز نقاط دعم للجسر بين الدعامات الطرفية.

وعادة ما تكون الركائز Piers عبارة عن هيكل صُلب عمودي أو تكون من الحجر  أو الطوب أو الخرسانة المسلحة من  الركائز المكونة من عمودين أو اكثر مع تيجانها ( وتسمى Bent).

وتتكون الدعامات الطرفية  من دعامات رأسية قُرب نهاية الجسر وتعمل كجدران لاحتجاز الأرض على ضفتي الجسر، وتبنى  من الخرسانة (الإسمنت) المسلحة وتكون قادرة على تحمل مستويات عالية من القوة  أو الضغوط الجانبية المكثفة.

ويعلوا ركائز الجسور  Piers  أو مجموعة الأعمدة والتيجان الأفقية Caps أوالقبعات Headstock  (وتسمى الأعمدة والتيجان Bents ). وهذه تشكل  قاعدة ارتكاز للعوارض (الكمرات) لنقل الأحمال إلى نفاط الإرتكاز؛ ثم المحامل أو ركائز التحميل Bearings ، والتي تقسم الحمل بين جميع الأعمدة وركائز الجسور، وتعمل على المحافظة على العوارض في الهيكل العلوي للجسر في مواضعها النسبية المناسبة.

الهيكل العلوي لجسر عوارض ودعائم الجسر

مكونات بناء الجسور: الهيكل العلوي الجسور

يتضمن الهيكل العلوي (البنية الفوقية) سطح الجسر Deck، والعوارض \الكمرات  Beams/ Girders  والتشكيلات الجملونية المختلفة والأقواس العلوية (إن وجدت) والمحامل (ركائز التحميل) Bearings   للعوارض وحاجز أو اسوار الحماية،  وابراج الجسور المعلقة ونظم تعليق الكابلات للجسور المعلقة والجسور المدعومة بالكابلات.

ويتضمن سطح الجسر Deck  أرضية  الجسر أو البلاطات Deck Slab التي تقوم عليها حركة المرور والنقل.

وتمتد العوارض الكبيرة Girders (الكمرات) أو العوارض الصغيرة Beams المعدنية أو الإسمنتية على تيجان الأعمدة Caps \ Headstock والتي قد تكون متعددة وتربط بين التيجان و الأعمدة،  وتوفر الدعم للسطح على امتداد الجسر  Deck، وتربط سطح الجسر الرئيسي بالأرض على جانبي الجسر.

وقد تأخذ العوارض تصميماً جملونياً Truss لتشكل دعامات من خلال ربط المكونات المثلثة لتقسيم الأحمال وعوامل الشد عبر الجسر. وتعمل العوارض الجمالونية (الشبكية) بنفس طريقة  وأغراض استخدام العوارض الكبيرة Girders ، أو  العوارض الصغيرة Beams  وبفعالية أكبر، رغم قلة وزنها عندما تكون بأبعاد متشابهة.

وهذه الدعامات الشبكية قد تكون بسيطة على شكل جمالون أو تعليقية  أو كابولية ( ناتئة) Cantilever trusses، ومن شأنها أن تدعم قدرة العوارض على تحمل الإجهاد والشد ومقاومة ضغط الأحمال، من خلال تمرير الضغط بسرعة نحو قواعد الأساس.

وتختلف اشكال ومواقع الأبراج في الجسور المعلقة، فهي تكون غالباً عند الطرفين في الجسور المعلقة، وتتوزع على امتداد الجسر في الجسور المدعومة بالكوابل التي أصبح استخدامها شائعاً.

وتقام الحواجز على جانبي الجسور بشكل أساسي لأغراض السلامة والحماية، وقد تكون أسواراً معدنية  أو خرسانية أو حبال معدنية  أو أية تصميمات أخرى للحصول على حماية وجماليات أفضل.

 وتتمثل أحمال الجسر قي وزن الهيكل العلوي الذس سطح الجسر  الخرساني او المعدني ، والجمالونات والأقواس والأبراج ، إن وجدت. إضافة إلى حركة المرور المباشرة، والتي تشمل مسارب السيارات وممرات المشاة ومصارف المياه  والأرصفة  .

وتمثل المحامل (نقاط الإرتكاز) Bearings  في أسفل نهاية العوارض،  وسيلة للشبك مع الدعامات الطرفية أو الأعمدة، وهي أجزاء هيكلية قادرة على نقل الأحمال من سطح الجسر والضغوط (الخطية والإلتوائية) على الجسر إلى الهيكل الفرعي (تيجان الأعمدة والأعمدة) ، ومن ثم إلى قواعد الأساسات (تيجان الأوتاد وإلى الأوتاد)، وإلى التربة (الأرض)، وبذلك توزع المحامل الضغوط بين أجزاء الجسر.  

 ومهما اختلفت أنواع الجسور، فإنها جميعاً  تعرف قوة الضغط  Compression الناشئة عن أحمال الجسر (وزن الهيكل العلوي وحركة المرور والنقل) والتي تجعل الجسر ينكمش ويتقلّص (يتقعّر) وقوة الشد Tension، التي تجعل الجسر يتمدد ويطول (يتحدّب). وتتوازن جميع انواع الجسور تحت تاثير هاتين القوتين.

ومن شأن التصميم السليم للجسر، أن يحقق التوازن بين قوتي الضغط والشد والحيلولة دون انهيار أو تفسخ الجسر من خلال توزيع الأحمال بالتساوي على أجزاء الجسر بحيث لا يتحمل أي جزء أحمالاً أكبر،  ولنقل الأحمال من الأجزاء الضعيفة في الهيكل العلوي إلى الأجزاء القوية في البنية التحتية (الهياكل الحاملة) وإلى الأساسات.

أنواع الجسور

جسور في بلاد العرب : أنواع الجسور

هناك اشكال مختلفة من الجسور، ويتوقف اختيار وتصميم اي نوع منها على الهدف من إنشاءه مثل تسهيل انتقال المشاة او السيارات وطوبوغرافية  موقع الجسر وحجم حركة المرور والنقل والجدوى الإقتصادية والمواد المُستخدمة في البناء وانسجام الجسر مع الموقع العام من الناحية المعمارية والجمالية .

وتصنف الجسور إلى ستة أشكال وهي؛ جسور العوارض (ذات الكمرات)، والجسور الجملونية، والقوسيّة، والكابولية (الناتئة)، والمُعلقة، والجسور المعلقة والجسور المدعومة بالكوابِل.

ومن بين الاختلافات الهامة بين هذه الانواع هو المسافات بين الدعامات (وليس الطول الكلي للجسور). وتتراوح المسافات في جسور العوارض والجملونية  بين 8٠  و 110 م، بينما تتراوح بين 1000 و 2000 م  في الجسور القوسية والكابولية، وتلك المدعومة بالكوابل والمعلقة .

وهذا يجعل جسور العوارض والجملونية الأنسب للمسافات القصيرة ، والجسور المدعومة بالكوابل والمعلقة للمسافات الطويلة والإرتفاعات العالية لسطح الجسر للسماح بحركة المرور تحت الجسر.

وهناك ستة أشكال رئيسة للجسور حسب الموسوعة البريطانية  وهي جسور العوارض والجملونية والقوسيّة والكابولية والمُعلقة والجسور المعلقة المدعومة بالكوابِل.

 جسور العوارض   Beam bridges

جسور العوارض أو الجسور ذات الأعمدة أو الكمرات هي الأكثر شيوعًا. ويقع سطح الجسر على زوج او اكثر من العوارض الكبيرة Girders أو  العوارض الصغيرة، التي تسمى بالكمرات Beams ، والتي قد تكون فولاذية أو خرسانية بمقاطع مختلفة على شكل حرف T أو صندوقية.

ويتعرض سط الجسر، وبالتالي العوارض لأحمال رأسية  تشكل ضغطاً عليها (باللون الأخضر في الشكل) تدفعها للإنحناء، بينما يخضع الجزء السفلي من العوارض لعوامل الشد (باللون الأحمر في الشكل). وتنقل ركائز الجسر (المحامل والأعمدة او الهياكل الحاملة والخوازيق وتيجانها) الأحمال من العوارض بالضغط عموديًا إلى  اساسات الجسر.

وقد يكون هذا الجسر بسيطًا حين تمتد عوارض الجسر بين ركيزتين أو دعامتين فقط،  وهي المحامل والأعمدة والخوازيق وتيجانها.  وتُعرف الدعامة الموجودة عند الأطراف بـا لدعامة الطرفية Abutment  ، والدُعامة الموجودة في المنتصف بالدعامة الوسيطة Pier.   وقد تمتد العوارض على عدة ركائز ويصبح الجسر مستمرًا.

ويعرض شكل جسور العوارض بعضاً من الجسور في بلاد العرب.  ويتركز معظم الجسور العارضية في مصر، ومن بينها جسور  قصر النيل و 6 أكتوبر والزمالك والجامعة والجيزة في القاهرة، وكذلك في جسور العراق وومن بينها جسور الجمهورية (جسر الملكة عالية)  وجسر السنك وجسر الأحرار (جسر فيصل الاول) وجسر الشهداء (جسر المأمون) على نهر دجلة، وهناك جسر المديرج العارضي في لبنان. ولكن اطول الجسور في بلاد العرب هي جسور عوارض وهي جسر الشيخ جابر الأحمد الصباح (49 كم) (ويشمل جزء مدعوم بالكوابل لمسافة 300 م) وجسر الملك فهد (25كم).

الجسور الجملونية   Truss bridges

الجسور الجملونية هي شكل معدل من جسور العوارض. وقد جاء استخدامها تطويراً لجسور العوارض ذات الأعمدة التي شاعت قبلها، بهدف زيادة قوه تحملها، من خلال إضافة  تشكيلات جملونية معدنية في تصميمها.

والجملون عبارة عن هيكل معدني صلب من  أشرطة فولاذية تُشكل في وحدات مثلثة لإنشاء قاعدة دعم قوية يسمح بنقل الحمل من نقطة واحدة وتوزيعه الى منطقة أوسع بكثير وهي شبكة الجملون ، كما يبين الشكل.

ويمكن أن يكون سطح الجسر في الأعلى في نموذج الجملون السفلي Deck Truss، ويمكن أن يمر سطح الجسر من الجملون العلوي  Through Truss ، ويمكن أن يكون الجسر قوسياً بتشكيل جملوني كما يبين الشكل.

ويشبه الجسر الجملوني جسر العوارض في تأثره بقوتي الضغط والشد كما يبين الشكل. ويتميز بقلة التكلفة، لاستخدام مواد قليلة وخفيفة بكفاءة عالية وببساطة في التصميم والتصنيع والتركيب.

وتمنح التشكيلات الجملونية قوة اكبر وقدرة أكبر للجسور على امتصاص وتوزيع الأحمال حيث يمكنها الامتداد الى مسافات أطول وتحمل قوى اكبر، بفضل تصميم الجملون الذي يوزع الاحمال على الاجزاء التي يتكون منها.

ويعرض شكل الجسور الجملونية بعضاً من الجسور في بلاد العرب. وتتوزع هذه الجسور على مصر، وتشمل جسور  امبابة وأبو العلا  في القاهرة وجسر مدينة دسوق ، وعلى العراق، وتشمل جسور الصرافية في بغداد والجسر العتيق في الموصل، وعلى السودان وتشمل جسور ام درمان والنيل الأزرق.

الجسور القوسية  Arch bridges   

الجسر القوسي من أقدم الجسور وأكثرها كلاسيكية. وقد استخدمت لتجسير أماكن مثل الوديان أو الأنهار.  كانت الحجارة هي مادة البناء الرئيسية، غير ان الخرسانة المسلحة هي مادة البناء في الوقت الحاضر لإقامة هذه الجسور ، والتي تسمح ببناء اقواس بمسافات أطول (تصل إلى 250 م) وأشكال أجمل.

ويستند الجسر القوسي إلى  دعامات تتشكل في نهايته على هيئة قوس منحن، وهي عالية التحمل ولا تحتاج إلى دعامة في المركز او أي أعمدة أو هياكل حاملة وسطية بسبب طبيعة هيكله. وتتميز هذه الجسور بقوة مقاومة طبيعية كبيرة إذ تعمل على نقل وزن الجسر وأحماله (وسائط النقل وحركة المرور ..). أفقياً عبر منحني القوس الي الدعائم في كل نهاية، بحيث يمكن إهمال حمل الشد في حدود امتدادات معينة (والذي لا يظهر في شكل الجسر).

زتتميز الجسور ذات الأقواس، بقوة وقدرة تحمل كبيرة وتساعد في التحكم في سلامة الجسر. وتتوقف هذه القدرة على كمية الأقواس والمواد المستخدمة في البناء.  ويسمى التشكيل من الحجارة المبنية أو التشكيلات المعدنية الذي يتكون بين أعمدة الجسر الرئيسية وعوارض (كمرات) سطح السفينة بقوس الجسر Spandrel .

وكما هو الحال في الجسور الجملونية ( كما يبين الشكل أعلاه)، يمكن أن يكون سطح الجسر في الأعلى، ويكون القوس سفلياً Deck type، ويمكن أن يمر سطح الجسر عبر القوس، الذي يكون في الأعلى Through-deck type، وقد يكون سطح الجسر أسفل القوس.

ويعرض شكل الجسور القوسية بعضاً من الجسور في بلاد العرب.  وتتركز الجسور القوسية في مدينة القسنطينة التاريخية في الجزائر وتضم جسور سيدي راشد وباب القنطرة والشلالات، وكذلك في مصر وتشمل جسر القناطر الخيرية قرب القاهرة.

وتشمل الجسور في بلاد العرب جسور قوسية حديثة مميزة في دولة الإمارات تشمل جسر الشيخ زايد في أبوظبي، عاصمة الإمارات العربية المتحدة والذي أنجز في عام 2010 ، هو أحد أعمال المعمارية العراقية الراحلة، وسيدة العمارة في العالم زها حديد.  ويعتبر الجسر مثالاً على الجسور الكابولية في العالم العربي كما سيرد لاحقاً، حيث يقوم جسم الجسر على أقواس من الصلب تستند إلى ركائز إسمنتية، وتقوم الطريق على الجانبين على امتدادات طرفية كابولية إلى اليابسة من الهيكلين القوسيين.  وتشمل الجسور القوسية جسر الشندغة في دبي، المتوقع إنجازه في عام 2022.

الجسور المعلقة  Suspension bridges

تتكون الجسور المعلقة من هيكل أفقي ممتد من ألواح من الصلب يمثل جسم السد المعلق بواسطة كابلات (حبال أو سلاسل)، تمر في قمة برجين عموديين عاليين، ولذلك تسمى بالجسور المعلقة

وتتكون الكابلات من حبال أو سلاسل فولاذية، ويجب أن تكون الأبراج قوية بما يكفي لحمل الهيكل، ويكون الامتداد بينها قويًا بما يكفي لحمل الأحمال الرأسية. وتدعم هذه الأبراج غالبية الوزن حيث يقع الضغط للأسفل على سطح الجسر المعلق،  ثم تنتقل قوة الضغط للأعلى إلى الأبراج من خلال الكابلات،  وتعمل الأبراج على نقل أو تبديد الضغط مباشرة في الأرض.

وتعمل  الكابلات  على دعم وموازنة سطح الجسر. ويتم تثبيتها بواسطة كتل تثبيت ضخمة مدمجة، تتموضع على  الأرض في جانبي  الجسر،  وتسمى مراسي Bridge anchor .  وتستخدم المراسي لمقاومة قوة الشد للكابلات وموازنة امتدادات الجسر حيث تُمرر قوة الشد للمراسي وإلى الأرض.

ونظرًا لأن سطح الجسر يكون معلقاُ في الهواء، فيجب مراعاة أن يكون السطح ثقيلًا وصلبًا لضمان عدم تحركها تحت ضغط الأحمال.  ولذلك، بالإضافة إلى الكابلات، تتميز جميع جسور التعليق تقريبًا بنظام شبكي جملوني داعم تحت سطح الجسر (جملون سطح الجسر)،  الأمر الذي يقوي سطح الجسر ويقلل من ميل الطريق إلى التمرجح والتموج.

ونظراً  لوزنها الخفيف نسبياً، فإنه يمكن لهذه الجسور أن تمتد الى مسافه اكبر من باقي الانواع الاخرى من الجسور (أكبر من 2 كم)، ولكنها الأكثر تكلفة.

ويعرض شكل الجسور المعلقة بعضاً من الجسور في بلاد العرب.  وتتوزع الجسور المعلقة على العراق وتشمل جسر بغداد المعلق (جسر 14 تموز)، والجزائر وتشمل جسور سيدي مسيد في القسنطينة في الجزائر، والسودان وتشمل جسر توتي في الخرطوم وسوريا وتشمل جسر دير الزور.

الجسور المدعومة بالكوابِل   Cable-stayed bridge

يعد الجسر المعلق بالكابلات أحد أكثر الجسور شيوعاً في بناء الجسور المعاصرة. وتتشابه الجسور المدعومة بالكوابل مع الجسور المعلقة، ولكن طريقة الدعم و توزيع الأحمال من الطريق مختلفة .

ويتمثل الفرق الجوهري بينهما في أن الكوابل في الجسور المعلقة تمتد بحرية خلال الأبراج ناقلة قوة الأحمال الي الدعامات الطرفية في مراسي عند نهايتي الجسر، بينما لا تحتاج الجسور المدعومة بالكوابل الى ما يصل بين الاعمدة والبرج ولا تحتاج الى برجين جانبيين ولا لمراسي على الأرض في جانب الجسر،  وتكون الكوابل مثبتة في الأبراج وفي مراسي (أصغر بكثير من تلك المستخدمة في الجسور المعلقة) على الطريق العلوي نفسه، وهي التي تأخذ الأحمال وحدها.

وتتمثل مهمه الكابلات في تعليق سطح الجسر ودعمها وموازنتها. وتتمثل مهمه الأبراج في امتصاص وتحمل الضغط الذي يتعرض له الجسر بينما تتحمل الاسلاك حمل الشد،  كما هو موضح بالصورة، وتعمل المراسي على سطح الجسر على مقاومة الشد وموازنة السطح.

ويختلف هذ النوع من الجسور عن الجسور المعلقة في أنه يمتد لمسافة اقل، وهو بالتالي أقل تكلفة، إذ يستخدم حديد تسليح اقل وعدد أو كمية أقل من الاسلاك،  و يعتمد على اجزاء خرسانية أكثر من النوع السابق ويتم بناؤه اسرع من الجسور المعلقة.

ويمكن تثبيت الكوابل علي الطريق بعدة تشكيلات، بحيث قد تمتد الكوابل من عدة نقاط علي الطريق الي نقطة واحدة أو  إلى نقاط متقاربة في اعلي البرج  Fan System ، وقد تثبت الكوابل في ارتفاعات مختلفة علي طول البرج بحيث تمتد موازية لبعضها Harp system.

ويعرض شكل الجسور المدعومة بالكوابل بعضاً من الجسور في بلاد العرب.  وتتوزع الجسور المدعومة بالكوابل في الأردن، وتشمل جسر عبدون،  وفي السودان وتشمل جسر المك نمر في الخرطوم ، وفي الجزائر وتشمل جسر صالح باي ، وفي المغرب وتشمل جسر (قنطرة) محمد السادس وفي مصر، جسر محور روض الفرج (جسر تحيا مصر) في القاهرة.

الجسر الكابولي Cantilever bridge

الكابول هو الجزء الناتئ مثل شرفة ممتدة من مبنى دون دعامات خارجية لها. وتكون العوارض (الكمرات) كابولية عندما تمتد خارجياُ إلى دخل المسطح المائي، وتكون مدعومة من طرف واحد على ضفة المسطح المائي، ولذلك يسمى الجسر ذو العوارض الناتئة بالجسر الكابولي.

يتكون الجسر الكابولي البسيط من امتدادين على المسطحات المائية قليلة العرض، ويرتكز كل منها على ضفتي الجسر، بينما يرتكز الجزء المركزي على الذراعين الكابوليين الخارجيين المُمتدين عبر المسطح.

وفي المسطحات المائية ، تنصب عارضة كابولية واحدة على كل جانب. ويتم وضع جسر عوارض (أو جسر جملوني)  أو جسر قوسي بين الذراعين الكابوليين، ليقوم بالربط بينهما لتشكيل جسر واحد.  وهكذا، يتكون الجسر من ثلاث أجزاء أو امتدادات Spans؛ ويرتكز الإمتدادين الخارجين على ضفتي الجسر ،  بينما يرتبط الجزء المركزي بجسر عوارض قصير يستند غلى الذراعين الكابولين.

 ويبدأ بناء هذا الجسر، ببناء الجزء الكابولي على جانبي المسطح المائي (نهر أو بحر ..)، ويجب تثبيت الكابولي بقوة على الشاطىء من أجل تحمل الوزن اللازم على الجانب المستقل.  ولا يجب بناء الجسر الوسطي  حتى تصبح الذراعين الكابوليين جاهزة. وغالبًا ما يتم بناء جسر العوارض خارج الموقع ثم يثبت في الموضع، ويكون معلقاً على جانبي الكابولي الممتدة من الجانبين.

ويخضع أي جسر لقوى الضغط والشد، وتحمل الذراعين الكابوليين أحمالها عن طريق الشد في الأجزاء العلوية فوق سطح الجسر والضغط في الأجزاء السفلية تحت سطح الجسر،  مما يجعل الجسر متوازنًا ومستقراً،  طالما أن القوة متوازنة.

ويعرض الجسر الكابولي مدينة كيبك في كندا أبرز مثال على هذا النوع. ويعد جسر كيبك أطول جسر كابولي (987 م) في العالم، ويصل ارتفاعه في مركزه إلى  46 م،  وقد افتتح في عام 1919 بعد 18 سنة من العمل.

ويعتبر جسر الشيخ زايد في أبو ظبي مثالاً على الجسور الكابولية في العالم العربي.  يقوم الجسر على أقواس من الصلب على أعمدة حاملة أو ركائز إسمنتية، بينما تقوم الطريق على امتدادات كابولية إلى اليابسة على الجانبين من الهيكلين القوسيين الحاملين على ارتفاع 20 م عن سطح البحر.  ويبلغ طول الجسر 840 م، وعرضه 61 م وارتفاعه 64 م  عن سطح البحر في الخليج العربي، يضم أربعة مسارب للمركبات في كلا الاتجاهين،  وممرات المشاة والطوارئ.

جسور في بلاد العرب : مواد بناء الجسور

تتضمن المواد الأساسية المستخدمة في إقامة الجسور الحديثة الحديد والخرسانة، بينما استخدم قديماً الخشب والحجارة في بناء الجسور.

والحديد هو المكون الرئيسي في الجسور الحديثة، ويستخدم الفولاذ  والخرسانة السابقة الإجهاد (المعرضة لضغط مسبق لزيادة قدة تحملها على الضغط والشد) لصنع الخرسانة المسلحة.

وقليلاً ما بجري استخدام الخرسانة المسلحة سابقة الإجهاد وسابقة الصب ونقلها وتركيبها في الموقع، والذي يجب أن يتم بطريقة سليمة.  والممارسة الشائعة هي استخدام الخرسانة سابقة الإجهاد والتي تُصب في الموقع .

 جسور في بلاد العرب : صيانة الجسور

تشمل صيانة الجسور الدورية مجموعة من اختبارات المراقبة والسلامة الإنشائية، بهدف استدامة استخدام الجسور. وتجري هذه الإختبارات وفقًا للمعايير الهندسية على فترات مختلفة تمتد من عدة اشهر وتصل بعضها إلى 10 سنوات، وتتضمن أعمال المراقبة وإجراء الإختبارات.

وتشمل اعمال الوقاية متابعة حالة الجسور تحسباً من ظهور أي مشكلة، وإصلاح  أي خلل في هيكل الجسر. وتشمل اعمال الصيانة، أعمال التشحيم للمحامل والأجزاء المفصلية.

وتشمل الصيانة المستمرة الغسيل والتنظيف، وصيانة مفاصل سطح الجسر ومعالجة الوصلات الملحومة، وتطهير مناطق الصرف، ومعالجة الشقوق وطلاء الأجزاء المكشوفة وإزالة المخلفات والحماية من التقشر .

المصادر

http://pghbridges.com/termsBrg.htm

https://dailycivil.com/structural-elements-bridge/

https://www.britannica.com/technology/bridge-engineering

https://science.howstuffworks.com/engineering/civil/bridge.htm

http://www.historyofbridges.com/facts-about-bridges/bridge-parts/

http://id3124-mariufernandez.pbworks.com/w/page/6054506/Bridges

https://engineeringdiscoveries.com/2019/11/06/structural-elements-of-bridge/

https://engviral.com/common-bridge-terminologies-bridge-structure-terms-used-general/

Written By
More from AR

جزر القُمر: مؤشرات في التنمية الإجتماعية والإقتصادية لعام 2019

جزر القُمر : مؤشرات في التنمية الإسم الرسمي للدولة:  الإتحاد القمري توقيت...
Read More

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

13 + ستة عشر =