انهيار جزء من الجسر
المؤلف:
جيرل ووكر
المصدر:
سيرك الفيزياء الطائر
الجزء والصفحة:
ص113
2025-10-29
17
في الساعة 1:28 من صباح يوم الثامن والعشرين من يونيو عام 1983، ببلدة جرينيتش ولاية كونيتيكت بالولايات المتحدة الأمريكية، انهار جسر طوله 30 مترًا يمر فوق نهر ميانوس على الطريق آي- 95. وبسبب الظلام أخفق سائقو سيارتين ومقطورة جرارة وشاحنة في تعيين حدود الجزء المفقود في الوقت المناسب، وساروا عبر الحافة المكشوفة وسقطوا في النهر من ارتفاع 20 مترا، وعلى إثر ذلك تُوفي ثلاثة أشخاص وأصيب ثلاثة آخرون.
أحيانًا تنهار الجسور بسبب التقادم أو الحاجة إلى الصيانة، ولكن بدا الجسر الموجود على طريق آي- في حالة جيدة. هل ثمة شيء غريب في تصميمه أو طريقة مرور السيارات على الجسر ربما أدى إلى وقوع مأساة؟
إليك بعض الأفكار بسبب اقتراب الطريق السريع من النهر بزاوية، فإنَّ أجزاء الجسر على شكل ألماسة. كان كل جزء مدعومًا عبر حافتين وعلى طول الحافة الجنوبية للجزء المنهار، كان الجسر مدعومًا بمفصلي توسيع مفصل عند كل زاوية (شكل 1 أ). ويتكون كلُّ مفصل من قضيبين فولاذيين يمر من خلالهما مسامير فولاذية، وعند طرفي كل مسمار، تم تثبيت ولحام صَمولة كبيرة لتثبيت المسمار.
أتاح المفصلان بعض المرونة عند وصلة الجسر بحيث يتسنى له الاستجابة للاهتزازات الناجمة عن حمولة السيارات ولأي تغيير في الطول بسبب تغير درجة الحرارة. ويبدو أن إحدى الصواميل الموجودة في الزاوية بعيدا عن مركز الجزء الموصول قد انحلت وتحرر المسمار المربوط بها، مما تسبب في سقوط هذا الجزء في النهر. ما القوة الجانبية التي حررت المسمار؟ أثبتت الإجابة أنها تستحق الدراسة إذا ما أردنا تجنُّب وقوع مثل هذه الكوارث.
الجواب: تخيل شاحنة تسير في الحارة الخارجية أثناء عبورها على وصلة الجسر. لكي تحافظ الشاحنة على سرعتها لا بد أن تضغط إطاراتها باستمرار على وصلة الجسر، مما يخلق عزم دوران يُحاول إدارة وصلة الجسر حول مركزها (شكل 1ب). تولد محاولة الدوران قوة جانبية على مجموعتي المسامير والصواميل الداعمة عند الطرف الجنوبي، ولكن القوة كانت على أشدها عند الزاوية البعيدة بسبب ابتعادها كثيرا عن المركز. وبعد قدر كبير من الاهتزاز والضغط، تحررت إحدى الصواميل الموجودة عند تلك الزاوية وانزلق مسمارها من مكانه، مما تسبب في سقوط الزاوية. وتسبب تناقص الدعم لذلك الجزء من الجسر في جعل الحمل يزيد على باقي نقاط الارتكاز وتسبب في انهيار وصلة الجسر. ولو كان شكل الجزء على هيئة مربع بدلًا من شكل الماسة، لشاركت جميع الزوايا الأربع في مقاومة الدوران على نحو متساو؛ ومن ثم لصار انهيار إحدى الزوايا مستبعدا أكثر.
شكل1 (أ) مفصل توسيع يوصل بين وصلتي الجسر. (ب) اتجاه الدوران بسبب الشاحنة.
الاكثر قراءة في الميكانيك
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
