الإنشاءات الكبيرة: الجسور

تقع هذه البلدة على ضفتي نهر. الطريقة الوحيدة لعبور النهر الآن هي القارب. مع نمو المدينة، أصبح هناك المزيد والمزيد من الناس الذين يعيشون على جانب من النهر، ولكنهم يعملون أو يتسوقون أو يدرسون على الجانب الآخر. لذا قررت سلطات المدينة بناء جسر، لجعل عبور النهر أسهل على المواطنين. قاموا بتوظيف فريق من المهندسين لإتمام تلك المهمة. يستغرق بناء جسر الكثير من الوقت والمال والموارد، لذا هناك العديد من الأشياء على المهندسين أخذها في الاعتبار قبل البدء في البناء. عليهم التفكير في المسافة التي سيقتضيها الجسر في الوصل بين الضفتين، كم عدد الذين سيعبرون ذهابا وإيابا، ووسائل النقل التي سيستخدمونها لعبور الجسر: هل سيعبرون بالسيارة أم الحافلة أم القطار، أم على الجسر استيعاب جميع هذه البدائل؟ الحصول على إجابات لهذه الأسئلة يساعد المهندسين على فهم الأحمال التي يجب على الجسر دعمها وتحملها. على المهندسين أيضًا الإحاطة بالظروف الجغرافية في المنطقة. هل يوجد زلازل أو أعاصير هنا؟ هل يتغير مستوى الماء في مواسم معينة؟ ما نوع الأرض والتربة هنا؟ كما عليهم معرفة المبلغ الذي تريد المدينة إنفاقه من أجل تخطيط ميزانيتهم. كل هذه العوامل تؤثر على تصميم الجسر. بمجرد معرفة إجابات هذه الأسئلة، يمكن للمهندسين التفكير في الحلول الممكنة. في الخطوة التالية، يأخذ المهندسون البيانات التي جمعوها ويحللونها من حيث القوى. هناك دائمًا نوعان من القوى داخل الجسر. الأولى هي قوة “التضاغط” التي تدفع أجزاء الجسر معًا. وهو ما يعرف بالضغط. الأخرى هي قوة “الإطالة” التي تسحب الأجزاء للخارج. هذا هو الشد. للهياكل والمواد المختلفة خصائص مختلفة فيما يتعلق بالشد والضغط. الكثير من الشد أو الضغط قد يسبب انثناء أو تصدع أجزاء من الجسر. قد ينهار الجسر جراء ذلك! لذا على المهندسون حساب هذه القوى بعناية، وتخطيط نوع الجسر وأي المواد أفضل. عليهم كذلك تحديد أنواع الدعم ومكان وضعها، لتحقيق أفضل توزيع وتوازن للقوى، ليكون الجسر متينًا وقويًا. كلما زاد حجم وثبات الجسر، كلما زادت تكلفة بنائه. لتوفير المال والموارد والجهد، تُصمم الجسور لتكون قوية بما يكفي فقط. توصل المهندسون في هذه المدينة لعدة حلول ممكنة. لقد أشركوا معماريين لجعل الجسر يبدو جيدًا، وقاموا باختبار الحلول بنماذج افتراضية ومادية وتقدير التكاليف، والآن يفكرون في إيجابيات وسلبيات كل حل، لاختيار أفضل مشروع لتقديمه إلى سلطات المدينة. قرروا بناء جسر معلق بكابلات رأسية طويلة تدعم الهيكل بأكمله. هذا الجسر سهل البناء والصيانة نسبيًا، وتكفي قوته لاحتمال الأحمال المتوقعة. بموافقة المدينة على التصميم والميزانية، يمكن أن يبدأ البناء. بناء على قدر الحجم والتعقيد، قد يستغرق بناء الجسر بين أسبوعين، لجسور المشاة العلوية البسيطة، إلى سنوات لبناء جسر معلق كبير فوق الماء. يجب إنهاء هذا الجسر قبل الصيف المقبل. سكان المدينة متشوقون بالفعل لانتهائه!