جسر أنبوبي

الجسر الأنبوبي هو جسر مبني على شكل مقطع صندوقي صلب يتم فيه نقل حركة المرور. ^{[ 1 ]} ومن الأمثلة الشهيرة جسر بريتانيا الأصلي فوق مضيق ميناي ، وجسر سكة حديد كونوي فوق نهر كونوي ، الذي صممه واختبره ويليام فيربيرن وبناه روبرت ستيفنسون بين عامي 1846 و1850، وجسر فيكتوريا الأصلي في مونتريال .

يحمل جسر سكة حديد كونوي خط سكة حديد ساحل شمال ويلز فوق نهر كونوي بين تقاطع لاندودنو ومدينة كونوي . ^{[ 2 ]} شُيّد الجسر الأنبوبي المصنوع من الحديد المطاوع على يد روبرت ستيفنسون وفقًا لتصميم ويليام فيربيرن، وهو مشابه في بنائه لجسر بريتانيا الشهير الآخر الذي صممه ستيفنسون فوق مضيق ميناي . اكتمل بناؤه عام 1848 وافتُتح رسميًا عام 1849. وباعتباره أول جسر أنبوبي يُبنى، فقد تطلّب تصميمه إجراء العديد من الاختبارات على نماذج أولية للتأكد من قدرته على حمل القاطرات الثقيلة. أجرى فيربيرن هذه الاختبارات، وقد مكّن نجاحها من بناء جسر بريتانيا الأكبر حجمًا. تم تدعيم جسر كونوي الحالي بأعمدة إضافية أسفل الجسر تمتد إلى النهر، ولكنه لم يطرأ عليه أي تغيير يُذكر منذ بنائه.

قبل بناء جسر بريتانيا، أجرى فيربيرن "أشهر التجارب الهندسية على الإطلاق على نطاق واسع"، ^{[ 3 ]} وهي سلسلة من التجارب "ذات طابع هائل". ^{[ 3 ]} تم بناء نماذج مصغرة بنسبة 1/6، بطول 78 قدمًا (24 مترًا) ، في مصنع فيربيرن للحديد في ميلوول، واختُبرت بأحمال متزايدة. وبهذه الطريقة، وعلى الرغم من التكلفة التجريبية الباهظة التي بلغت آلاف الجنيهات، تم تحسين تصميم العارضة الخلوية حتى أصبحت قادرة على تحمل أحمال تصل إلى 2.4 ضعف قدرتها الأصلية. ^{[ 3 ]} وكان أهم ما تم التوصل إليه هو قابلية المقطع الرقيق للانبعاج تحت أحمال الضغط، ومقاومة العارضة الخلوية لذلك. وقد بنى ستيفنسون حوالي ألف جسر آخر باستخدام هذا الهيكل الخلوي. ^{[ 3 ]} وأُجري الاختبار الأكثر إثارة للإعجاب في موقع كونوي. تم تحميل العارضة الأنبوبية التي تزن 1300 طن، والتي تنحرف بمقدار 8 بوصات (200 مم) تحت وزنها الذاتي، بوزن إضافي قدره 300 طن، وتم قياس مقدار الانحراف. كما دُرست تأثيرات أحمال الرياح والتمدد الحراري غير المتماثل الناتج عن أشعة الشمس. ^{[ 3 ]}  

لم يلقَ التصميم غير التقليدي لجسر العوارض الأنبوبية قبولًا واسعًا. فقد استخدم جون فاولر في تصميمه لجسر توركسي عام 1847 أنابيبًا لا يتجاوز ارتفاعها 3 أمتار ، ووضع سطح السكة الحديدية بينها بدلًا من داخلها. ^{[ 4 ]} ويُعتبر هذا التصميم الآن أول جسر ذي عوارض صندوقية ، وليس جسرًا أنبوبيًا بحتًا. ^{[ 5 ]} ومع ذلك، فقد رُفض في البداية بعد اكتماله من قِبل مفتش مجلس التجارة ، الكابتن لينتورن سيمونز ، كما انتقدته أيضًا مؤسسة المهندسين المدنيين . ^{[ 6 ] [ 7 ]} وعندما جرى تدعيم الجسر عام 1897، تم ذلك بإضافة دعامة مركزية فوق سطح الجسر بدلًا من تدعيم الهيكل الصندوقي. ^{[ 7 ]} 

منذ تدمير جسر بريتانيا بالنيران في عام 1970، ظل جسر سكة حديد كونوي المثال الوحيد الباقي على هذه الطريقة في البناء التي قام بها ستيفنسون.

في حالة جسر بريتانيا، سمحت هذه التقنية ببناء جسر يصل طوله إلى 460 قدمًا (140 مترًا) ، في حين أن أطول جسر من الحديد المطاوع كان حتى ذلك الحين يبلغ طوله 31.5 قدمًا (9.6 مترًا) .  

• جسر الصندوق ذو العوارض الصندوقية – جسر مماثل ينقل حركة المرور خارج الصندوق
• الجسر المغطى - وهو نوع قد يستخدم مجموعة متنوعة من الهياكل ولكنه يغطي حركة المرور أيضًا (لحماية الجسر).
• رافعة فيربيرن – تصميم لذراع رافعة منحنية، مع وجه داخلي مزدوج الجدران مماثل لمقاومة قوى الضغط
• جسر الطائرات – جسر متحرك ينقل المشاة من مبنى الركاب إلى الطائرة
• جسر سكاي واي – جسر يربط المباني على ارتفاع فوق سطح الأرض

• فيربيرن، ويليام (1849). سرد لبناء جسري بريتانيا وكونواي الأنبوبيين . لندن: جون ويل.
• جون رابلي، بريتانيا والجسور الأنبوبية الأخرى: والرجال الذين بنوها ، تيمبوس (2003).