الكوبري المعلّق ( Suspension Bridge)

الكوبري المعلّق ( Suspension Bridge)

جسر البوابة الذهبية في سان فرانسيسكو من اشهر الجسور المعلقة

يمكن أن نلخص وصفنا للكباري المعلقة عند رؤيتها لها ،خفيفة الوزن ،جميلة ،قوية، فالكباري المعلّقة يمكن أن تصل مسافات من 2,000 إلى 7,000 قدم - وهي أطول بكثير من أيّ نوع كوبري آخر . وهي أيضا تعتبر الأغلى من حيث التكلفة والإنشاء من أي نوع من الكباري الاخري. والكوبري المعلق من اسمه يعبر عن وصفه حيث اغلب اجزاء الطريق معلقة بالكوابل الرئيسية (main cables)حيث تمتد هذه الكوابل الرئيسية من بداية الجسر إلي نهايته ،هذه الكوابل الرئيسية تكون ممتدة فوق الأبراج او أعمدة الجسر وتكون مشدودة عند نهايتي الجسر بواسطة أساس تثبيت أو المراسي (anchorages)

اساس تثبيت الكوابل (anchorages)

صورة لعملية انشاء اساسات التثبيت Anchorage construction

صورة لعملية شد الكوابل عند اساسات التثبيت

وتمكن الأبراج أو أعمدة الكوبري المعلق الكوابل الرئيسية من أن تلتف وتمتد إلي مسافات طويلة حيث معظم وزن الكوبري يُحْمَل بالكابلات إلى المراسي او أساس التثبيت (anchorages) التي تُثَبَّت أي الكوابل الرئيسية ، إمّا في صخر متين صلب أو في قوالب خرسانيّة ضّخمة . داخل أساسات التثبيت,تنشر الكابلات فوق منطقة كبيرة لتوزيع الحمل بالتّساوي و لمنع الكابلات من التّحرّر أو الانقطاع .

ماهي فكرة عمل أساسات التثبيت المراسي(anchorages) ؟

أولا: قم بربط عقدتين من الحبل حول أعلى كتابين ذو غلافين صلبين ومن نفس الحجم ثم اربط حبل أخر بين العقديتن حتّى يتدلّى على نحو غير محكم بين الكتابين ، ثم اضغط علي الحبل الثالث من منتصفه شاهد ما يحدث ؟

ثانيا: قم بوضع كتابين واقفين علي بعد حوالي 10 بوصة ثم قم بوضع كومة كتيب ثقيلة عند طرف الكتابين الواقفين ثم احضر حبل وقم بتثبيته من عند كومة الكتب ثم مرر الحبل فوق الكتابين الواقفين إلي الجهة الاخري ثم قم بوضع كومة كتب اخري علي الجهة الاخري وقم بثبت طرف الحبل أيضا في هذه الجهة ويمكنك ان تترك الحبل يتدلى بعض الشئ أي ان لا يكون مشدودا تماما .اضغط مرة ثانية علي منتصف الحبل بين الكتابيين الواقفين . شاهد ما يحدث ؟ لاحظ أيضا كيف قامت أكوام الكتب بعملية تثبيت الكوبري حيث أكوام الكتب هنا كأنها أساسات التثبيت (anchorages)

في القديم كانت كوابل الكباري المعلقة تصنع من الحبال المصنوعة من الألياف النباتية .
وفي بدايات القرن التاسع عشر كانت ا تستخدم السلاسل الحديدية في الكباري المعلقة بدلا عن الكوابل.

أما الآن الكوابل الرئيسية عبارة عن آلاف من الكوابل الفولاذية المربوطة بإحكام معا حيث أن الحديد يعتبر مادة مثالية لديها مقاومة كبيرة لقوي الشد حيث ان كابل حديدي واحد ذو قطر 0.1 أنش يمكن ان يتحمل قوة تعادل نصف طن دون أن ينقطع .

ربطة او مجموعة كوابل جسر اكاشي الرئيسية

تابع.............

فيما سبق كان جسر همبرHumber bridge في انجلترا يعتبر أطول جسر بمسافة محمولة علي الكوابل حيث كانت المسافة 4.623 قدم لكن الان الرقم العالمي من نصيب الجسر الياباني ذو تكلفة 706 بليون دولار جسر اكاشي كايكوAkashi Kaikyo Bridge الذي تم افتتاحه عام 1998 والذي يصل بين جزيرتي هنشو و وشيكوكو Honshu and Shikoku والذي تصل المسافة الوسطية المحمولة فيه الي6.527 قدم

جسر همبرHumber bridge

ولابقاء الكباري المعلقة مستقرة لانها في الاساس تعتبر خفيفة ومرنة قام المهندسون باضافة الات شبيه بالبندول علي الابراج لكي تمنعها من التارجح وايضا قامو باضافة مايسمي بالزعنفة المستقرة عند مركز المنشا مثل التي توجد تحت السفن لمقاومة قوة الرياح خصوصا رياح الاعاصير ذلك ان قوي الرياح تعتبر من اخطر القوى المؤثر علي هذا المنشا الا وهو الكباري المعلقة والتي ادت الي انهيار كوبري تاكوما واشنطن بسبب قوي الرياح بعد افتتاحة باربعة اشهر
حيث افتتح كوبري مضيق تاكوما واشنطن عام 1940 وكان وقتها يعتبر اطول ثالث كوبري معلق في العالم ،حيث لقب وقتها من السكان المحليين بما معناه الجري مسرعا علي فرس "Galloping Gertie," نسبة الي سلوكة مع الرياح حيث لم يكن يتمايل جانبيا فقط بل كان يتموج عموديا ايضا وكان هذا التمايل يلاحظ مع هبوب رياح بسيطة وهادئة نسبيا . ذلك التموج جعل سائقي السيارات اللذين يمرون علي هذا الكوبري يبلغون عن هذه التموجات والتمايلات حيث انهم ابلغو ان السيارات التي تمر علي هذا الجسر تختفي وتظهر من اثر تلك التموجات التي تحصل للجسر وجرت عدة محاولات لتثبيت الجسر بواسطة مثبتات هيدرولكية ومجموعة من الكابلات لكن تلك المحاولات باءت بالفشل الذريع
وفي السابع من شهر نوفمبر عام 1940 أي بعد اربع اشهر من افتتاح جسر مضيق تاكوما واشنطن انهار الجسر بفعل رياح بسرعة 42 ميل/ساعة مع انه كان مصمما لان يتحمل قوة رياح اسرع من 120 ميل/ساعة.

صور لجسر مضيق تاكوما لاهتزازة وتمايلة وانهياره بعد ذلك

مقطع فيديو لجسر مضيق تاكوما اثناء اهتزازه
للمشاهدة اضغط [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
للتحميل اضغط[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

مقطع فيديو لجسر مضيق تاكوما اثناء انهياره
للمشاهدة اضغط[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
للتحميل اضغط[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

هذا الانهيار والفشل سبب صدمة كبيرة للمجتمع الهندسي واصبح السؤال المطروح هو كيف ان منشا بطول اكبر من نصف ميل ويزن عشرات الآلاف من الأطنان ان ينهار بسبب رياح خفيفة نسبيا وحركة بسيطة نسبيا ان وان تؤثر عليه هذا التاثير القوي تجعله ينهار
ولكي يجد المهندسون الاجابة علي هذا السؤال بداؤ بتطبيق علم ديناميكية الهواء aerodynamics في تصميم الجسور ومازال الخبراء التقنييون يختلفون علي سبب انهيار هذا الجسر لكن اغلبهم يتفق علي ان ظاهرة شبيه بظاهرة الرنين هي السبب هذه الظاهر ة هي شبيه بالظاهرة التي تحدث عن صوت اله موسيقية تؤدي الي تحطم الزجاج
الان اصبح اختبار نفق الرياح مهما جدا والزامي في تصميمات الجسور واصبح من اساسيات علم تصميم الجسور

وبالنسبة لجسر مضيق تاكوما واشنطن تم البد في اعادة بناءه في عام 1949 واصبح الجسر الجديد اعرض وايضا تم دعمه تحت طول طريقة بجمالون trusses واسطوانات مجوفة من المنتصف كل ذلك تم اضافة الي التصميم لمقاومة قوي الرياح has deep stiffening trusses under the roadway and even sports a slender gap down the middle

جسر مضيق تاكوما واشنطن الجديد

بمبدأ اعرف شيء عن كل شيء
دخلت الموضوع

بس نوعا ما فهمت الفكرة ..
لان من زمان كان نفسي اعرف ازاي بتقدروا "مهندسين مدني يعني" انكم تبنوا كباري ومباني في البحر مثلا

بس كان ليا تعليق
في فيديو جسر مضيق تاكوما اثناء اهزازه
اعتقد ان الحركة فيه شديدة .. بعكس المذكور في المقال

اقتباس :: واصبح السؤال المطروح هو
كيف ان منشا بطول اكبر من نصف ميل ويزن عشرات الآلاف من الأطنان ان ينهار
بسبب رياح خفيفة نسبيا وحركة بسيطة نسبيا

عموما الموضوع ممتاز
وانا عن نفسي استفدت منه
كويس

موضوع ممتاز جدا يا بشمهندس Godzela
لقد تناولت موضوع يهم كل مهندسى المدني من حيث تصاميم الكبارى
والحسابات التي تتبع لجعل المنشأ علي الافضل
وهذا ما يدفعنا إلي التفكير والبحث
وهو ما يلزمنا 0

» Arch Bridge
» Bridge Managment
» ICE Manual of Bridge Engineering 2nd Ed
» site prestressing in bridge
» Bridge Engineering: Substructure Design