الرصيف (هيكل الجسر)

دعامة الجسر هي دعامة وسيطة توضع فوق الأساس، وتحمل سطح الجسر. وهي دعامة دائمة، على عكس الدعامات المؤقتة المستخدمة أثناء الإنشاء. [ 1 ]

تاريخ

جسر فيدز  - أطول دعامات حجرية تقليدية تم بناؤها على الإطلاق (92  مترًا)

قبل ظهور الخرسانة واستخدام الحديد الزهر ثم الفولاذ، كانت الجسور تُبنى من الحجارة. وكانت الجسور الرومانية متينة، نصف دائرية، وترتكز على دعامات سميكة، بعرض يساوي تقريبًا نصف امتداد القبو . [ 2 ]

لم يُسمح بتقليل سُمك الدعامات إلا ابتداءً من عام 1750، على يد جان رودولف بيرونيه . فبينما كان يُعتبر من القواعد المُطلقة أن يكون سُمكها خُمس طول الجسر، اقترح بيرونيه، ونجح في اعتماد سُمك يُعادل عُشر طول الجسر، وارتفاعات تتراوح بين خُمس وسُبع طول الجسر. وقد ساهمت هذه التخفيضات بشكلٍ كبير في تقليل العائق الذي تُشكّله البنية أمام تدفق المياه. [ 3 ] [ 4 ] وتُعد دعامات جسر فاديس في فرنسا، التي يبلغ ارتفاعها 92 مترًا، والتي افتُتحت في 10 أكتوبر 1909، أطول دعامات حجرية تقليدية بُنيت على الإطلاق. [ 5 ]

ثم تحقق تقدم كبير مع اختراع الإسمنت الطبيعي الحديث الذي اكتشفه جيمس باركر في إنجلترا عام 1791، ولا سيما بفضل جهود لويس فيكات في فرنسا (1813-1818) الذي وضع أسس صناعة المواد الرابطة الهيدروليكية، وبالتالي صناعة الخرسانة. وقد أدى التعاون مع الفولاذ إلى ظهور الخرسانة المسلحة، مما سمح ببناء هياكل أكثر جرأة واقتصادية. وكان بول سيجورنيه آخر المنظرين البارزين لجسور البناء الحجرية، ولا تزال طرقه ومعادلاته لحساب الدعامات ذات أهمية حتى اليوم. [ 6 ]

ثم أصبحت الدعامات أكثر نحافة وطولاً. وفي وقت مبكر من عام 1937، تم الوصول إلى ارتفاع كبير مع جسر البوابة الذهبية في الولايات المتحدة، والذي يحتوي على أبراج يبلغ ارتفاعها 230 مترًا (750 قدمًا) تدمج الدعامات أسفل سطح الجسر والأبراج لدعم كابلات التعليق فوقها.  

وقد حدثت قفزة نوعية أخرى مع ظهور تقنيتين جديدتين: الخرسانة مسبقة الإجهاد التي طورها يوجين فريسينيه في عام 1928 والخرسانة عالية الأداء في ثمانينيات القرن العشرين. وقد أتاح الجمع بين التقنيتين بناء أعمدة شاهقة الارتفاع.

أعمدة البناء

تعبير

جسر جيان القديم ( لواريه ، فرنسا)  – أرصفة حجرية، محمية في اتجاه مجرى النهر هنا بواسطة المياه الراكدة

في دعامات الجسور المبنية من الطوب، يوجد جزء مقاوم وجزء حشو: [ 6 ]

  • يشكل محيط الأعمدة التي يزيد سمكها عن حد معين الجزء المقاوم، المصنوع من الحجر الخشن أو المصقول أو الطوب.
  • الحشو الموجود داخل المحيط، والذي يتكون من أحجار خشنة أو أنقاض، ملتصقة أو غير ملتصقة بالملاط أو الأسمنت، ولا يوفر مقاومة ميكانيكية خاصة، وأحيانًا يكون ذا جودة رديئة للغاية وغير متجانسة للغاية.

حساب

تنتج أبعاد الدعامات من مراعاة أربعة معايير: الاستقرار ضد الانقلاب، ومقاومة الضغط لجدران الدعم، والضغط المسموح به على الأرض، والجماليات.

مع ذلك، لم تُحسب دعامات الجسور الأولى، واستُنتجت خصائصها من معادلات تجريبية. تميزت دعامات الجسور الأولى بمتانتها العالية لضمان استقرارها أثناء البناء، إذ كانت كل دعامة مستقرة ذاتيًا تحت ضغط القبو المبني مسبقًا. لاحقًا، سمح التطور التقني، مثل بناء القبو المتزامن، بتحسينها.

يتم تحديد سمك الدعامات عند مستوى خطوط زنبرك القبو بواسطة صيغ بول سيجورنيه . [ 7 ]

أرصفة منخفضة

في هذه الحالة، يتراوح ارتفاع الهيكل، المقاس بين أعلى سطح السفينة والأرض، بين القيمتين a /3 و a /2، حيث تشير a إلى امتداد القوس، والذي يكون عادةً قوسًا نصف دائري أو بيضاوي الشكل. [ 7 ]

يعتمد سمك الركيزة e فقط على امتداد الأقواس: a /10 < e < a /8 .

أرصفة عالية

يتراوح الارتفاع الكلي للهيكل عمومًا بين 1.5 و 2.5 ف . [ 7 ]

الأقواس نصف دائرية، ويعتمد سمكها T على كل من امتداد الأقواس a وعلى ارتفاع الهيكل H : [ 7 ]

إذا كانت H = 2.5 a ، فإن T = 0.1 a + 0.04 H
إذا كانت H < 2.5 a ، فإن T = 0.125 a + 0.04 H

ومع ذلك، إذا كانت المسافة بين الأعمدة صغيرة ( a < 8 م )، فمن الأفضل استخدام الصيغة التالية لـ T:

T = 0.15 a + 0.4 [ 7 ]

أرصفة خرسانية

تُصنع معظم دعامات الجسور الحديثة من الخرسانة المسلحة، أو الخرسانة مسبقة الإجهاد في المنشآت الكبيرة. ويُلاحظ نوعان رئيسيان من الأشكال: الأعمدة أو الجدران.

يمكن أن يتكون كل دعامة من جدار واحد أو أكثر، أو من عمود واحد أو أكثر. وتظهر الجدران ذات الشكل القياسي الموجودة في معظم الطرق السريعة في الرسم التوضيحي المقابل.

تُعدّ الأعمدة، باعتبارها أسطحًا مرئية، موضوعًا متكررًا للبحث المعماري. وقد ينتج عن ذلك مقطع عرضي مختلف عن القرص التقليدي أو أسطح محددة. ويُطلق على هذا النوع من الخرسانة اسم الخرسانة المعمارية.

تتخذ بعض المنشآت أشكالاً ركائزية مختلفة عن هذين الشكلين الكلاسيكيين للأعمدة أو الجدران. ويستند سطح جسر أوروبا في أورليان (فرنسا) على دعامات ثلاثية الأرجل ذات تصميم فريد من نوعه.

أكوام عالية

يُعتبر الركيزة طويلة عندما يتجاوز طولها 70  مترًا. وتكون نسبة النحافة، وهي نسبة القطر الأقصى لجذع الركيزة إلى ارتفاعها، أقل من أو تساوي 1/10 درجة. ويتفاقم الضغط الواقع على قاعدة الركيزة بفعل وزنها ووزن سطح الجسر المدعوم، إذ غالبًا ما يترافق الارتفاع الكبير، لأسباب معمارية، مع امتداد طويل. ولذلك، يُعد هذا مجالًا منطقيًا، بل ومميزًا أحيانًا، لاستخدام الخرسانة عالية الأداء. [ 8 ]

تركيبة خرسانية

تُصنع الخرسانة عالية الأداء بتقليل مساميتها ، أي بتقليل نسبة الماء إلى الإسمنت (E / C)  لكل متر مكعب من الخرسانة. وتُشير نسبة E / C الأقل من 0.4، مع أنواع الإسمنت الشائعة، إلى نطاق الخرسانة عالية الأداء (حيث تتجاوز مقاومتها 50  ميجا باسكال). عمليًا، وللتغلب على انخفاض قابلية تشغيل الخرسانة نتيجة انخفاض نسبة E / C ، تُستخدم مُلدِّنات فائقة لتفتيت الجزيئات الدقيقة (الإسمنت، والإضافات المعدنية، والجزيئات فائقة النعومة). [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

كان تركيب الخرسانة HPC80 المستخدمة في جسر إيلورن كما يلي: [ 12 ]

  • أسمنت سانت فيجور سي بي إيه إتش بي بي إم: 150  كجم/م³
  • رمل سان رينان 0/4 : 744  كجم/م³
  • حصى كيرغيلو 4/10 : 423  كجم/م³
  • حصى كيرغيلو 10/16 : 634  كجم/م³
  • غبار السيليكا (8%): ​​36  كجم/م³
  • الملدّن (3.95%): 18  كجم/م³
  • ضبط مُثبِّط التدفق: 1.6  كجم/م³
  • الماء ( نسبة E / C  =  0.32): 132  كجم/م³

طريقة البناء

يمكن استخدام طريقتين للبناء لإنشاء أرصفة عالية:

  • تُعدّ القوالب المتسلقة أو ذاتية التسلق الطريقة الأكثر شيوعًا في فرنسا. تعتمد هذه القوالب على الجزء المُصبوب مسبقًا بالخرسانة للارتفاع إلى ارتفاع مُحدد. مع ذلك، يلزم استئناف صب الخرسانة في كل مرة يتوقف فيها الصب. [ 13 ] بُنيت دعامات جسر ميلو وجسر فيريير باستخدام هذه الطريقة. [ 14 ] [ 15 ]
  • تعتمد تقنية القوالب المنزلقة على تحريك قالب خرسانة بشكل مستمر بسرعة تتراوح بين 10 و30  سم في الساعة. وتتجنب هذه التقنية إعادة صب الخرسانة. [ 16 ] وقد بُني جسر تسينغ ما (1997) في هونغ كونغ، وجسر سكارنسوندت (1991)، وجسر هيلجيلاند (1990) في النرويج باستخدام هذه الطريقة. [ 13 ]

أطول أرصفة بحرية في العالم

تتركز المنشآت التي تضم أطول الركائز في العالم في أوروبا، وتحديداً في فرنسا وألمانيا والنمسا. أولها جسر ميلو ، الذي يضم أطول ركيزة في العالم، بالإضافة إلى ركيزتين أخريين ضمن أطول تسع ركائز. وفيما يلي قائمة بأطول خمس عشرة ركيزة.

ن.كوبريرصيفارتفاعيكتبمبنىدولةالمنطقة  / المدينةوظيفة
1جسر ميلاوP2244.8  مترجسر معلق بالكابلات2004فرنساميلاوالطريق السريع
2جسر ميلاوP3221.7  مترجسر معلق بالكابلات2004فرنساميلاوالطريق السريع
3جسر كوخرالصف الرابع والصف الخامس176  مترجسر ذو عوارض1979ألمانياكوشرالطريق السريع
4جسر لافانتالصف الثالث والصف الرابع165  مترجسر ذو عوارض1981النمساتويمبرجالطريق السريع
5جسر راجوP2150  مترجسر ذو عوارض صندوقية1974إيطاليامورانو كالابروالطريق السريع
6جسر أوروباالصفحة 4146.5  مترجسر ذو عوارض صندوقية1963النمساطريق برينر السريعالطريق السريع
7جسر إيطالياP3145  مترجسر ذو عوارض صندوقية1974إيطاليالاينو بورجوالطريق السريع
8جسر ميلاوالصفحة 4144.55  مترجسر معلق بالكابلات2004فرنساميلاوالطريق السريع
9جسر فيرييرP3143  مترجسر معلق بالكابلات2002فرنسافيريرطريق
10جسر فيرييرP2141  مترجسر معلق بالكابلات2002فرنسافيريرطريق
11جسر أوروباP3136.5  مترجسر ذو عوارض1963النمساطريق برينر السريعالطريق السريع
12جسر ميلاوP5136.4  مترجسر معلق بالكابلات2004فرنساميلاوالطريق السريع
13جسر نيكارP2127  مترجسر ذو عوارض صندوقية1978ألمانيانيكارطريق
14جسر باي دو تولالصفحة 4124  مترجسر ذو عوارض2002فرنساتولالطريق السريع

انظر أيضاً

مراجع

فهرس

  • ديلبك، جان ميشيل (1982). Les ponts en maçonnerie (بالفرنسية). سيترا.
  • براد، مارسيل (1986). Les ponts – الآثار التاريخية . الفن والتراث (بالفرنسية). بريسود. رقم ISBN 2-902170-54-8.
  • ألارد، ر. كينرت، ج. (1957). مفاهيم العمل العام (بالفرنسية). إيرولز.
  • دالويا، لاتيتيا؛ ليجيرون، فريديريك؛ لو روي، روبرت؛ رونفولا، بيير؛ توتيلموند، فرانسوا (2003). تثمين الخوازيق ذات الأداء العالي في الأكوام والأعمدة ذات التصميم الكبير (باللغة الفرنسية). المختبر المركزي للجسور والطرقات. رقم ISBN 2-7208-3118-2.