الجسر | Bridge

Share on email Share on facebook Share on twitter More Sharing Services 31

جسر الملك فهد يقع جنوب مدينة الخبر بالمنطقة الشرقية، ويصل بين المملكة العربية السعودية ودولة البحرين. يبلغ طول الجسر 25,000 م، وتـم افتتاحه عام 1407هـ، 1986م.

الجسر بناء أو معبر يستخدمه الناس والمركبات لعبور مساحات تشكل عقبات للانتقال. يتولى المهندسون بناء الجسور عبر البحيرات والأنهار والأغوار السحيقة والطرق الوعرة وخطوط السكك الحديدية. وفي غياب الجسور يضطر الناس إلى استخدام الزوارق لعبور الممرات المائية، أو الالتفاف حول العوائق التي تشكلها الأغوار والوديان. تتفاوت أطـوال الجسـور ما بين أمتار قليلة إلى العديد من الكيلومترات، وتعد من أضخم الإنشاءات التي شيدها الإنسان. وقد انحصر دور التصميم ومواد التشييد في سد الاحتياجات المتزايدة يومًا بعد يوم في هذا المجال. ومن أهم متطلبات الجودة في إنشاء الجسور متانة بنيانها حتى تصبح قادرة على حمل ثقلها الذاتي، إضافة إلى أوزان من يستخدمها من بشر ومركبـات. كمـا يجب أن يكـون هيكلها الإنشائي قـادرًا على مقاومـة ما يطـرأ عليـه من إجهاد، يسببه العديد من العوامل الطبيعية التي تشمل الزلازل والرياح العاتيـة وتفـاوت درجـات الحـرارة. ولمعظم الجسور هياكل خرسانية أو هياكل من الصلب أو الخشب، بالإضافة إلي طرقات من الأسفلت أو الخرسانة لحركة المشاة والمركبات.

جسر الملك فهد من أسفل، حيث تم تصميمه على مسارين، وهو قائم على قواعد خرسانية ضخمة.

تستند معظم الجسور إلى مالا يقل عن دعامتين تتصلان بالأرض. ويسمى الحيِّز الممتد بين كل دعامتين باع الجسر. وتسمى القوائم الساندة لطرفي الجسر الأكتاف، ويتوسط الحيِّز الممتد بين الأكتاف عدد من الدعامات العمودية، والطول الكلي للجسر هو المسافة بين الأكتاف. ومعظم الجسور الممتدة لمسافات قصيرة لاتحتاج لأكثر من الأكتاف القائمة عند طرفيها، ولهذا تعرف باسم الجسور أحادية الباع. وتسمى أنواعها الممتدة على دعامات عديدة الجسور متعددة الباعات، ومعظم الجسور الطويلة هي جسور متعددة الباعات، ويسمى أكثر باعاتها اتساعًا الباع الرئيسي. وثمـة نوع من الجسور لا يستخدم في تشييده أكتاف أو دعامات، ويعرف باسم الجسر العائم، إذ يتم تعـويمه فـوق أطواف عدد من الزوارق المسطحة، أو أنـواع أخرى من عوامات يمكن تحريكها. انظر: الجسر العائم.

أنواع الجسور

الجسور

هناك سبعة أنواع رئيسية من الجسور : 1- جسور العوارض 2- جسور جمالونية 3- جسور معقودة 4- جسور كابولية 5- جسور معلقة 6- جسور مثبتة بأمراس معدنية (كبلات) 7- جسور متحركة. تختلف هذه الأنواع بعضها عن بعض في أطوالها الكلية، وأطوال باعاتها وكفاءتها في التحمل. ويتخذ المهندسون قراراتهم فيما يتعلق بمقياس طول الجسر، ومقياس باعاته قبل اختيارهم للنوع المزمع إنشاؤه في موقع بعينه. ويأخذون في الاعتبار مقدار الحمولة القصوى التي يمكن للجسر أن يتحملها، إضافة إلى مواد البناء المتاحة لإنشائه.

جسر بعارضة

جسور العوارض. تشمل كثيرًا من الجسور المقامة على الطرق. يتم تشييدها من دعائم أفقية تسمى عوارض يسهل استناد أطرافها على أكتاف أو دعامات رأسية. وبذلك يمكن استخدامها للعبور في كثير من المناطق. ويمتد طول باع هذه الجسور 300م كحد أقصى. وثمة نوعان رئيسيان من جسور العوارض، يعرف أحدهما باسم الجسر ذي العارضة الصندوقية، إذ تشبه كل عارضة صندوقًا مستطيل الشكل يقع بين الأكتاف أو الدعامات الرأسية. ويتسق السطح الأعلى للجسر مع الطريق الممتد عليه. وتشيد جسور العوارض الصندوقية من الصلب أو الخرسانة. أما النوع الآخر فيتَّسم بعوارض تتشكل أطرافها في شكل حرف (I) اللاتيني، أو حرف (T). وتسند الطريق الممتد على الجسر عارضتان أو أكثر. ويسمى هذا النوع جسر بعوارض لوحية عندما يكون من الصلب، أو يسمى جسر بعوارض خرسانية سابقة الإجهاد إذا كان من الخرسانة، ويسمى جسر بعوارض خشبية إذا شيد من الخشب.

جسر جمالوني

الجسور الجمالونية. تسندها هياكل تسمى جمالونات. يتم رصّ أجزائها في شكل مثلثات. وتشيد هذه الجسور عبر الوديان الجبلية الضيقة والأنهار وغيرها. وقد يتميز الجسر الجمالوني بباع رئيسي ممتد لأكثر من 300م، ويتكون كل جمالون من أجزاء متصلة مترابطة من الصلب أو الخشب في شكل مثلث واحد أو أكثر، أبسط أنواعها يتكون من وحدة واحدة بثلاثة أطوال مربوطة في أطرافها إلى بعضها بعضاً في شكل مثلث. تتكون معظم هذه الجسور من وحدة جمالونية واحدة على جانبي الطريق الذي يتوسط الجسر. وتتميز أنواعها الحديثة بامتداد طرقاتها فوق مستوى الجمالونات، فتعرف باسم جسور سطح الجمالون. وتسمى الجسور التي تخترق طرقاتها الجمالونات، جسور الجمالونات ذات المسارات البينية.
يتميز الجسر الجمالوني ذو الباع البسيط بامتداد جمالونيه الاثنين بين دعامتين أو كتفين فحسب. أما إذا كان من النوع المسمى الجسر متكرر الجمالونات فيتحتم دعم كل وحدة جمالونية بثلاث دعامات إنشائية أو أكثر.
عندما يتبين أن بعض مواقع بناء الجسور يتناسب مع كل من النوع الجمالوني والنوع ذي العوارض، يقع اختيار بعض المهندسين على النوع الجمالوني بسبب اقتصاره على كميات أقل من مواد البناء مقارنة مع النوع الآخر. بيد أن بعضهم الآخر يفضل الجسر ذا العوارض لشكله الجذاب، وسهولة تشييده وصيانته.

جسر بعقد خرساني.

جسر بعقد من الفولاذ

الجسور المعقودة. تشييدات جسرية كل باع فيها مكون من عقد. وقد يمتد الباع حتى يبلغ طوله 520م. والجسر المعقود من أقدم أنواع الجسور، إذ كان يتم تشييد أنواعه الأولى من قطع كبيرة من الحجارة مرصوصة في شكل أسافين ـ أوتاد ـ بطول استدارة العقد. ويتم حاليًا تشييد الجسور المعقودة، قصيرة الباع، من الخرسانة أو الخشب، والأنواع طويلة الباع تبنى من الخرسانة أو الفولاذ. يجب على المهندسين تصميم الجسور المعقودة بتأمين جانبي كل عقد، بحيث لا يحدث انفراج يسبب انهياره. كما أن طرقات بعض الجسور المعقودة تشيد فوق مستوى العقود مما يستدعي دعمها بأعمدة تسمى أعمدة مثلثة العقد. تقوم هذه الأعمدة بتحويل الجهد الناشئ من الطريق إلى العقود الحاملة للجسر. ويكون منسوب الطريق المقام على الجسر ذي العقد المشدود تحت مستوى دوران العقد. ويدعم هذا النوع من الطرق عوارض أو غيرها من دعامات أفقية مشدودة إلى أعلى حدبة العقد. كما أن هذه العوارض والدعامات الأفقية تتصل بالنهايات الطرفية للعقد، مما يمنع انفراطها وانهيار العقد. وتقوم الأكتاف بحمل ثقل الجسر.

جسر كابولي

الجسور الكابولية. تتكون من دعامتين أفقيتين منفصلتين تعرفان باسم كوابيل، تمتدان من موضعين متقابلين على ضفتي ممر مائي. وتلتقيان فوق منتصف المجرى المائي، حيث يتصل طرفاهما الممتدان بوساطة دعامة أفقية، أو عارضة، أوجمالون. وقد يصل باع الجسر الكابولي 550م تقريبًا. يتكون كل كابول من جزأين، يسمى أحدهما ذراع الإرساء ويسمى الآخر الذراع الكابولي، يمتد ذراع الإرساء ما بين الكتف والدعامة. ويرتكز أحد طرفي الذراع الكابولي على الدعامة، بينما يمتد طرفه الآخر فوق مستوى الممر المائي، حتى يتوازى مع مثيله الممتد من الضفة الأخرى، فيتم توصيلهما بجزء يعرف باسم الباع المعلَّق. تشيد معظم الجسور الكابولية بجزأين يعرفان باسم باعي الإرساء، وجزء واحد يسمى الباع المركزي. يتكون باع الإرساء من ذراع إرساء. أما الباع المركزي فيتكون من الباع المعلق، إضافة إلى ذراعي الكابول الممتدين من جانبي الممر المائي.
الكثير من هذه الجسور مشيد من هياكل جمالونية معظمها من الفولاذ أو الخرسانة سابقة الإجهاد. انظر الإسمنت والخرسانة.

جسر معلق

الجسور المعلقة. ربما تكون هذه الجسور أكثر أنواع الجسور إثارة للإعجاب، بباعها الرئيسي الشاسع الامتداد، ومظهرها الرائع إذ تتميز بطريق محمول على كبلات من الفولاذ ومشدودة إلى برجين شاهقين على طرفي الجسر. تستخدم الجسور المعلقة لتمتد باعاتها عبر مساحات شاسعة، قد يربو الباع الواحد منها في معظم الحالات على أكثر من 300م، كما أن لبعضها باعات رئيسية ممتدة لأكثر من 1,200م. ويتم تشييد هذه الجسور أيضًا لتمتد فوق المساحات المائية العميقة، أو الوديان شديدة الانحدار، كما تستخدم في مواقع أخرى يكون فيها بناء الدعامات بالغ الصعوبة وباهظ التكاليف. وهي لا تحتاج لأكثر من دعامتين تسند كل واحدة منهما واحدًا من الأبراج.
يمتد الباع الرئيسي للجسر المعلق بين هذين البرجين. كما يمتد كلٌ من الباعين الجانبيين بين برج ومرساة. ومعظم هذه المراسي مشيدة من كتل خرسانية ضخمة على طرفي الجسر.
تسمى الكبلات المدعمة للأبراج بالكبلات الرئيسية، ولكل جسر معلق مجموعتان من هذه الكبلات على الأقل، يمتد كل منهما بين طرفي الجسر، حيث يتم تأمين ربطه بمرساة. كما أن الكبلات الرئيسية متصلة بالنهايات الطرفية العليا للكبلات المعلقة الرأسية التي يتصل كل كبل منها، عند نهايته الطرفية السفلى بالطريق الممتد على الجسر.
قد تحدث الرياح الشديدة اهتزازات بالجسور المعلقة، مما يؤدي إلى إغلاقها في الحالات الاضطرارية القصوى. ويتم تزويد معظمها بتركيبات سميكة تسند طرقاتها لتقليل الاهتزاز، تعرف الواحدة منها باسم عارضة التثبيت أو جمالون التثبيت.

جسر مثبت بأمراس معدنية (كبلات) بنمط مروحي أو أوتار القيثارة.

الجسور المثبتة بأمراس معدنية (كبلية). تشبه الجسور المعلقة، إذ إن طرقاتها مشدودة بأمراس ـ كبلات ـ معدنية، ولكل منها أبراج عند طرفيها، إلا أن الكبلات الحاملة لطرقاتها تتصل مباشرة بالأبراج. يمكن استخدام الجسر المثبت بالأمراس، حتى لو اقتصرت أساساتــه على دعـم بـرج واحـد فقـط. ومعظم هـذه الجسـور مشيد بثلاثة باعات، إلا أن بعضها مشيد من برج واحد وباعين. وأكثرها كفاءة يتميز بباع رئيسي طوله 200م تقريبًا. وهذه الجسور يمكن توصيل كبلاتها من الطريق المشيد عليها إلى الأبراج بواحدة من عدة طرائق. منها طريقة تمتد بها الكبلات من عدة نقاط على حافتي الطريق إلى قمم الأبراج على شكل نمـط شعاعي وأخرى تمتد فيها الكبلات من نقاط عديدة على الطريق إلى نقاط متفرقة على البرج بما يسمى النمط المروحي أو نمط أوتار القيثارة، أما إذا مدت الكابلات من نقطة واحدة على الطريق إلى عدة نقاط على البرج فتعرف باسم النمط النجمي.

جسر قلاب

جسر رفعي

الجسور المتحركة. تتميز بطريق يمكن إزاحته كليًا أو جزئيًا ليفسح ممرًا كافيًـا للسفن المبحرة على المجرى المائي. وثمة ثلاثة أنواع من الجسور المتحركـة هي الجسور القلابة والجسور الرفعية والجسور الدوارة. يتأرجح الجسر القــلاب إلى أعلى لينفتح، بعضها ينفتح بأحد جنبيه، وبعضها ينفتح في الوسط. أما الجسور الرفعية فيمكن رفع جزئها الواقـع في الحيز بين البرجين عموديًا ليفسح الطريـق المائي لمـرور السفن، ثم خفضـه. أما الجسر الدوار المركّب على دعامة مركزية، فيستدير جانبًا ليفسح الطـريق المــائي لمـرور السفن. وأحد أوجه قصور الجسر الدوار هو كبر الحيز الذي تشغله الدعامة الوسطى في المساحة المائية، مما يعوق مرور السفن الكبيرة.

جسور معروفة

الاسـم	المـوقـع	طول الباع الرئيسي (بالمتر)	الطول الكلي (طول الجسر والمداخل بالمتر)	تاريخ افتتاح الجسر
جسور معلقة
أكاشي كيكيو	مضيق أكاشي، أكاشي أواجي اليابان	1,990	3,910	1998م
الحزام الكبير	نايبورج ـ كورسور ـ الدنمارك	1,624	6,790	1998م
همبر	نهر همبر بالقرب من هَلْ بإنجلترا	1,410	2,220	1981م
تسنج ما	قناة ما وان، تسنج يي ـ ما وان، الصين	1,377	2,032	1997م
مضايق فيراتزانو	المضايق ـ جزيرة بروكلين ـ ستاتن ـ نيويورك الولايات المتحدة الأمريكية	1,298	4,176	1964م
البوابة الذهبية	مضيق البوابة الذهبية ـ مقاطعة سان فرانسيسكو ـ مارين ـ كاليفورنيا ـ الولايات المتحدة	1,280	2737	1937م
هاي كوست	نهر أنجرمان، فاسترنورلاند ـ السويد	1,210	1,800	1998م
ماكيناك	مضايق ماكيناك ـ مدينة سانت إِجناس ـ ماكيناو ـ ميتشيجان ـ الولايات المتحدة الأمريكية.	1,158	5,674	1957م
مينامي بيسان ـ سيتو	بحر داخلي قرب ماروجامي ـ اليابان	1,100	1,723	1988م
البوسفور الثاني	مضيق البوسفور ـ تركيا	1,090	1,510	1988م
البوسفور الأول	مضيق البوسفور ـ تركيا	1,074	1,560	1973م
جورج واشنطن	نهر هدسون ـ نيويورك ـ فورت لي ـ نيوجيرسي ـ الولايات المتحدة	1,067	1,451	1931م
25 أبريل	نهر تاجو ـ لشبونة ـ البرتغال	1,013	3,223	1966م
بروكلين	بروكلين ـ بمدينة نيويورك ـ الولايات المتحدة الأمريكية	486	1,825	1883م
جسور كابولية
كويبك	نهر سانت لورنس ـ سانت فوي ـ سانت نيكولاس ـ كويبك كندا	549	987	1917م
فورث	مضيق فورث قرب أدنبرة ـ أسكتلندا	521	2380	1890م
ميناء أوساكا	خليج أوساكا ـ اليابان	510	3,300	1974م
كومودور جون باري	نهر ديلاوير ـ تشستر ـ بنسلفانيا ـ بريد جبورت ـ نيوجيرسي ـ الولايات المتحدة الأمريكية.	501	4,241	1974م
نيو أورليانز الكبرى	نهر الميسيسيبي ـ نيو أورليانز ـ لويزيانا ـ الولايات المتحدة	480	4,093	1958م
هاورا	نهر هوجلي ـ كلكتا هوراه ـ الهند	457	655	1943م
جسور عقد فولاذ
شلال نيو ريفر	نيو ريفر ـ قرب فايتفيل ـ فرجينيا الغربية ـ الولايا ت المتحدة الأمريكية	518	924	1977م
بايون	كِلْ فان كَلْ ـ بايون ـ جزيرة نيو جيرسي ـ ستاتن آيلاند نيويورك ـ الولايات المتحدة الأمريكية.	511	2,579	1931م
ميناء سيدني	سيدني ـ شمال سيدني ـ أستراليا	503	1,149	1932م
فريمونت	نهر ولياميت ـ بورتلاند ـ ولاية أوريجون ـ الولايات المتحدة الأمريكية	383	2,458	1973م
زداكوف	نهر فلتافا، بالقرب من بايسك، جمهورية تشيكيا	380	543	1967م
بورت مان	نهر فريزر ـ قرب فانكوفر ـ كولومبيا البريطانية ـ كندا	366	2,094	1964م
جسور مثبتة بأمراس معدنية (كبلات)
تاتارا	بحر داخلي أهمي ـ اليابان	890	1,480	1999م
نورمنديا	لوهافر ـ فرنسا	856	2,141	1994م
يانجبو	نهر هوانجبو ـ شنغهاي ـ الصين	602	7,654	1993م
وسط ميكو	خليج إسي، آتشي ـ اليابان	590	1,170	1998م
زيوبو	نهر هوانجيو، شنغهاي ـ الصين	590	994	1997م
سكرانسندت	قرب تروندهايم، النرويج	530	1,010	1991م
تسورومي تسوباسا	قناة تسورومي، يوكاهاما ـ اليابان	510	020	1995م
إكيوتشي	بحر داخلي ـ هيروشيما ـ اليابان	490	790	1991م
ألكس فريزر	نهر فريزر ـ قرب فانكوفر ـ كولومبيا البريطانية ـ كندا	465	930	1986م
خليج يوكوهاما	طوكيو ـ اليابان	460	860	1989م
هاورا الثاني	نهر هوجلي، كلكتا ـ هاورا، الهند	457	823	1992م
سيفرن كروسنج الثاني	مصب نهر سيفرن قرب بريستول إنجلترا ـ بالقرب من تشبستاو، ويلز المملكة المتحدة	456	5,126	1996م
أورسند	مضيق بين كوبنهاجن في الدنمارك ومالمو في السويد	490	7,844	2000م
جسور ذات جمالونات مكررة
طريق مارك كلارك السريع	نهر كوبر، تشارلستون، كارولينا الجنوبية، الولايات المتحدة الأمريكية	488	5,014	1992م
أستوريا	نهر كولومبيا أستوريا ـ أوريجون ـ ميجلرـ واشنطن ـ الولايات المتحدة	376	6,613	1966م
أوشيما	جزيرة أوشيما ـ اليابان	325	1,020	1976م
جسور عقد خرساني
كرك	البحر الأدرياتيكي ـ جزيرة كرك ـ كرواتيا	390	758	1979م
جلادسفيل	نهر براماتا ـ سيدني ـ أستراليا	305	579	1964م
جسور ذوات عوارض لوحية صندوقية
ريو نيتيروي	خليج غوانابرا ـ ريو دي جانيرو ـ نيتيروي ـ البرازيل	300	13,900	1972م
سافا الأول	نهر سافا ـ بلجراد ـ يوغوسلافيا	261	411	1956م
جسور تجميعية
معبر بورت شارتران المزدوج	نيو أورليانز ـ ماندفيل ـ لويزيانا ـ الولايات المتحدة الأمريكية	0000	47,057	1956م و1969م
النفق الجسري لخليج تشيسابيك	كيب هنري ـ كيب تشارلز ـ فرجينيا ـ الولايات المتحدة الأمريكية.	0000	28,405	1964م
أوكلاند سان فرانسيسكو ـ	خليج سان فرانسيسكو ـ كاليفورنيا ـ الولايات المتحدة	704	13,233	1936م
جسر الملك فهد	الخليج العربي ـ السعودية ـ البحرين	0000	25,000	1986م

المصدر: هيئات هندسية وموظفون رسميون

نبذة تاريخية

جسر ريالتو يمتد عبر مجرى الجراند كنال بمدينة البندقية بإيطاليا. شيده آنطونيو دا بونتي في أواخر القرن السادس عشر الميلادي. وهو نموذج رائع للجسور المعقودة.

يرجَّح أن تكون فروع النباتات المتسلقة، وجذوع الأشجار أول ما استعمله الناس قديمًا جسورًا عبر مجاري المياه. وكان أول جسر عرفه المؤرخون قنطرة معقودة شيدت في بابل حوالي عام 2200 ق.م. وقد بنى الصينيون والمصريون القدماء، وكذلك قدماء اليونان والرومان قناطر معقودة، استخدموا في بنائها الطوب والحجارة. وفي العصور الوسطى، كانت الجسور المتحركة تشيد عبر الخنادق المائية المحيطة بالكثير من الحصون في القارة الأوروبية. وتم تطوير الجسور الجمالونية في القرن السادس عشر الميلادي، إذ كان معظم الجسور يبنى من الخشب أو الحجارة إلى أواخر القرن الثامن عشر الميلادي، حيث بدأ استخدام الحديد الزهر، والحديد المطاوع في هذه التشييدات. ثمّ إن كثيرًا من الجسور المعلقة التي شيدت أوائل القرن التاسع عشر الميلادي، كانت أطرافها معلقة بسلاسل من الحديد المطاوع. واكتمل بناء أول جسر ذي قاعدة لوحية عام 1847م. وتم تدشين أول جسر كابولي حديث في حوالي العام 1870م. وفي أواخر القرن التاسع عشر أضحى الفولاذ المادة الإنشائية الرئيسية في تشييد الجسور. كما تسبب تطوير السكك الحديدية في زيادة انتشار الجسور المشيدة من الفولاذ.
وتم بناء أول جسر من الخرسانة في 1869م. وبعد فترة وجيزة استخدم المهندسون الخرسانة المسلحة في تشييد الجسور. وفي الثلاثينيات من القرن العشرين، ظهر الاهتمام بالخرسانة سابقة الإجهاد لهذه الأغراض. كما تم بناء أول الجســور المثبتة بالأمـراس المعدنية الكبلية عام 1955م