عبد العزيز: بوت:صيانة المراجع

2023-02-09T01:01:51Z

بوت:صيانة المراجع

صفحة جديدة

{{يتيمة|تاريخ=يونيو 2020}}
[[ملف:Sickergill Skew Bridge in 1898.jpg|تصغير|200بك|يسار]]
'''القوس المائل''' (المعروف أيضًا باسم '''القوس المنحرف''') هو طريقة بناء تُمكّن الجسر القوسي من تجاوز عقبة ما من خلال زاوية معينة غير الزاوية القائمة. بهذه الطريقة، تكون أوجه القوس غير متعامدة مع دعائمها الطرفية ويكون مسقطها الأفقي متوازي أضلاع، وليس مستطيل الذي هو المسقط الأفقي لقوس منتظم أو «قائم».

في حالة القوس المائل الحجري، تتطلب عملية التشييد تقطيعًا محددًا ودقيقًا للحجارة، لأن القطع لا تُشكِّل زوايا قائمة، لكن حالما أصبحت المبادئ مفهومة تمامًا في أوائل [[القرن 19|القرن التاسع عشر]]، أصبح من الأسهل والأرخص بكثير بناء قوس مائل من الطوب.

عولجت مشكلة بناء الجسور القوسية المائلة الحجرية من قِبل عدد من [[مهندس مدني|المهندسين المدنيين]] وعلماء الرياضيات السابقين، من بينهم جيوفاني باربرا (1726)، ووليام تشابمان (1787)، وبنجامين أوترام (1798)، وبيتر نيكولسون (1828)، وجورج ستيفنسون (1830) وإدوارد سانغ (1835) وتشارلز فوكس (1836) وجورج دبليو. باك (1839) وويليام فورد (نحو 1844).

== تاريخيًا ==

=== بنجامين أوترام وجسر شارع ستور المقنطر ===
ليست الجسور المائلة اختراعًا حديثًا، إذ أنها كانت تُشيّد في حالات استثنائية منذ [[تاريخ الإمبراطورية الرومانية|العصور الرومانية]]، لكنها لم تكن مفهومة كثيرًا واستخدموها بندرة قبل ظهور السكك الحديدية.<ref name="troyano">{{استشهاد بكتاب|عنوان=Bridge Engineering: A Global Perspective|الأول=Leonardo Fernández|الأخير=Troyano|ناشر=Thomas Telford|مكان=London|سنة=2003|صفحة=235|isbn=0-7277-3215-3|مسار= https://books.google.com/books?id=0u5G8E3uPUAC&pg=PA235|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20170806061309/https://books.google.com/books?id=0u5G8E3uPUAC&pg=PA235|تاريخ أرشيف=2017-08-06}}</ref><ref name="fox">{{استشهاد بمجلة|الأخير=Fox|الأول=Charles|سنة=1836|عنوان=On the Construction of Skew Arches|مسار= https://books.google.com/books?id=WrcDAAAAYAAJ&pg=PA251|مجلة=Architectural Magazine|مكان=London|ناشر=Longman, Rees, Orme, Brown, Green & Longman|المجلد=III|صفحات=251–260|محرر=Loudon, J. C|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200605144418/https://books.google.com/books?id=WrcDAAAAYAAJ&pg=PA251|تاريخ أرشيف=2020-06-05}}</ref> مثال قديم للقوس المائل هو ''الأركو باربرا'' في خطوط تحصينات فلوريانا في مالطا، التي صُممت من قِبل المعماري مارتيز والمهندس العسكري جيوفاني باربرا عام 1726.<ref name="barbara1">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير1=Spiteri|الأول1=Stephen C.|عنوان=The Development of the Bastion of Provence, Floriana Lines|صحيفة=Arx – Online Journal of Military Architecture and Fortification|تاريخ=2004–2007|العدد=1–4|صفحات=24–32|مسار=http://www.militaryarchitecture.com/Arx/arx1_4_2008.pdf|تاريخ الوصول=15 July 2015|حالة المسار=dead|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20151115113200/http://www.militaryarchitecture.com/Arx/arx1_4_2008.pdf|تاريخ أرشيف=15 November 2015}}</ref><ref name="barbara2">{{استشهاد بكتاب|الأخير1=Schiavone|الأول1=Michael J.|عنوان=Dictionary of Maltese Biographies Vol. 1 A-F|تاريخ=2009|ناشر=Pubblikazzjonijiet Indipendenza|مكان=[[Pietà, Malta|Pietà]]|isbn=9789993291329|صفحة=174}}</ref> استثناء بارز آخر هو قناة مقنطرة، مصممة من قِبل المهندس البريطاني بنجامين أوترام، مشيدة من الحجر واكتملت عام 1798، والتي لا تزال تحمل قناة أشتون بزاوية 45 درجة على شارع ستور في مانشستر. يُعتقد بأن تصميم أوترام يستند على العمل المنجز على قناة كيلدير في آيرلندا عام 1787،<ref name="schofield">{{استشهاد بكتاب|عنوان=Benjamin Outram, 1764–1805: An Engineering Biography|الأول=Reginald B.|الأخير=Schofield|ناشر=Merton Priory Press|مكان=Cardiff|سنة=2000|صفحات=149–154|isbn=1-898937-42-7}}</ref><ref name="long">{{استشهاد بكتاب|عنوان=The Penny Cyclopædia of the Society for the Diffusion of Useful Knowledge|محرر=Long, G.|المجلد=Vol. XXII (Sigonio – Steam-vessel)|ناشر=Charles Knight & Co|مكان=London|طبعة=1st|سنة=1842|صفحة=87|مسار= https://books.google.com/books?id=ZgeY7jRx4GcC&pg=PA87|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200605163126/https://books.google.com/books?id=ZgeY7jRx4GcC&pg=PA87/|تاريخ أرشيف=2020-06-05}}</ref> الذي قدم فيه وليام تشابمان القوس القطاعي المنحرف من أجل تصميم جسر فينلي في ناس،<ref name="mccutcheon">{{استشهاد بكتاب|عنوان=The Industrial Archaeology of Northern Ireland|الأول=William Alan|الأخير=McCutcheon|سنة=1984|صفحة=16|isbn=0-8386-3125-8|مسار= https://books.google.com/books?id=3-96ic2OHB8C&pg=PA16|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200605144428/https://books.google.com/books?id=3-96ic2OHB8C&pg=PA16|تاريخ أرشيف=2020-06-05}}</ref> مستخدمًا مجسم أسطواني مقنطر على شكل قطاع دائري أصغر من نصف دائرة وكررها توماس ستوري<ref name="kirby">{{استشهاد بكتاب|عنوان=The Origins of Railway Enterprise: The Stockton and Darlington Railway 1821–1863|الأول=Maurice W.|الأخير=Kirby|ناشر=Cambridge University Press|مكان=Cambridge|طبعة=1st|سنة=1993|صفحة=185|isbn=0-521-38445-1|مسار= https://books.google.com/books?id=xVY1VL-rA1gC&pg=PA185|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200605163127/https://books.google.com/books?id=xVY1VL-rA1gC&pg=PA185/|تاريخ أرشيف=2020-06-05}}</ref> عام 1830 في الجسر الذي يحمل فرع هاغرليسيس من سكة حديد ستوكتن ودارلينغتن على نهر غونليس قرب كوكفيلد في مقاطعة درم مع زاوية مائلة 63 درجة ومجاز مائل 13 متر، ويكون بهذا المجاز المستقيم 5.5 متر والارتفاع 2.1 متر.<ref name="rennison">{{استشهاد بكتاب|عنوان=Civil Engineering Heritage: Northern England|الأول=Robert William|الأخير=Rennison|ناشر=Thomas Telford|مكان=London|طبعة=2nd|سنة=1996|سنة النشر الأصلية=First published 1981|صفحة=84|isbn=0-7277-2518-1|مسار= https://books.google.com/books?id=Bv2BrOMo8cIC&pg=PA84|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200605163128/https://books.google.com/books?id=Bv2BrOMo8cIC&pg=PA84/|تاريخ أرشيف=2020-06-05}}</ref><ref name="gaunless">{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.keystothepast.info/durhamcc/K2P.nsf/K2PDetail?readform&PRN=D13227
| عنوان = Keys to the Past: Railway Bridge over Gaunless, Hagger Leazes; Listed building (Cockfield)
| ناشر = Durham County Council; Northumberland County Council
| تاريخ الوصول = 14 October 2010
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20120306024428/http://www.keystothepast.info/durhamcc/K2P.nsf/K2PDetail?readform&PRN=D13227|تاريخ أرشيف=2012-03-06| وصلة مكسورة = yes }}</ref><ref name="tomlinson">{{استشهاد بكتاب|عنوان=The North Eastern Railway: Its Rise and Development|مؤلف-وصلة=William Weaver Tomlinson|الأول=William Weaver|الأخير=Tomlinson|ناشر=Longmans, Green & Company|مكان=London|طبعة=1st|سنة=1914|صفحات=185–186|مسار=https://archive.org/stream/northeasternrail00tomlrich#page/185/mode/1up| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20161010120843/http://archive.org/stream/northeasternrail00tomlrich | تاريخ أرشيف = 10 أكتوبر 2016 }}</ref> كانت الطريقة العامة التي استخدموها جميعهم هي بإكساء الحشوة المركزية الخشبية (المعروفة أيضًا باسم أعمال الهيكل الخشبي) بألواح خشبية، معروفة باسم «الأضلاع الخشبية»، إذ توضع موازية للدعامات الطرفية وتُوّجه وتسوّى بعناية لتقارب بدقة الانحناء المطلوب للوجه الداخلي (أو السفلي) للقوس. حُددت أولًا وضعيات المداميك التي بجوار التاج لتكون بزاوية قائمة على الأوجه باستخدام مساطر خشبية طويلة، حُددت بعدها المداميك الباقية بالتوازي. وضع عاملو البناء بعدها الحجارة المقطعة بالأشكال المطلوبة.

كانت تصاميم المهندسين المتنافسين المعاصرة أقل نجاحًا واعتُبرت الجسور المائلة لبعض الوقت ضعيفة بالمقارنة مع الجسور القوسية المنتظمة أو «القائمة» ولذا كانوا يتجنبونها بالكامل إذا ما أمكن،<ref name="britannica">{{استشهاد بكتاب|عنوان=Supplement to the Fourth, Fifth and Sixth Editions of the Encyclopædia Britannica|المجلد=Vol. VI|ناشر=Archibald Constable & Company|مكان=Edinburgh|سنة=1824|صفحة=569|مسار= https://books.google.com/books?id=MsYnAAAAMAAJ&pg=PA569|اقتباس=When a road crosses a canal in an oblique direction, the bridge is often made oblique. When the angle does not vary more than ten or twelve degrees from a right angle, the arch-stones may be formed as already described; but in cases of greater obliquity, a different principle of construction is necessary. These cases should, however, be avoided wherever it is possible; as, however solid the construction of an oblique bridge may be in reality, it has neither the apparent solidity nor fitness which ought to characterize an useful and pleasing object.|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200605163129/https://books.google.com/books?id=MsYnAAAAMAAJ&pg=PA569/|تاريخ أرشيف=2020-06-05}}</ref> كانت البدائل المستخدمة هي بتشييد الطريق أو القناة مع انحناء مزدوج (على شكل حرف إس - S)، من أجل التمكن من تجاوز العقبة بزوايا قائمة، أو بناء جسر قوسي منتظم مع ضرورة زيادة العرض أو المجاز لتجاوز العقبة «بشكل مستقيم».<ref name="chandler">{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=The Analysis of Skew Arches using Shell Theory|مؤلف=Chandler, H. W.|مؤلف2=Chandler, C. M.|صحيفة=Arch Bridges|محرر=Melbourne, C|ناشر=Thomas Telford|مكان=Salford|تاريخ=7 April 1995|صفحات=195–204|isbn=0-7277-2048-1|مسار= https://books.google.com/books?id=gZtB-RLzTw8C&pg=PA195|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200605144415/https://books.google.com/books?id=gZtB-RLzTw8C&pg=PA195|تاريخ أرشيف=2020-06-05}}</ref> مثال عن النوع السابق للتشييد هو جسر مبنى دينبي، الذي بُني عام 1837 لحمل سكة حديد لندن وبرمنغهام عبر شارع واتلينغ بزاوية حادة 25 درجة فقط. اليوم هو بناء مُدرج في الدرجة الثانية، ولازال الجسر ضمن الاستخدام، يحمل خط الساحل الغربي الرئيسي المزدحم. بُني على شكل رواق طويل، بطول 61 متر تقريبًا وعرض 10 متر، مؤلف من عوارض حديدية ترتكز على جدران بنيت موازية للطريق؛ بكون العوارض، وبالتالي أوجه الجسر، متعامدة مع الطريق وبكون خط السكة موضوع بشكل مائل في الأعلى، فإنه جرى تجنب الحاجة إلى بناء جسر مائل جدًا بمجاز 24 متر.

لم ينجح مهندس القنوات المشهور جيمس برندلي أبدًا بوضع حل لمشكلة بناء قوس مائل قوي ولذلك بُنيت كل جسوره بزوايا قائمة على مجرى الماء، مع انحناء مزدوج في الطريق، حين لزم الأمر، ولهذا اليوم تتسبب العديد منهم [جسوره] بمضايقات لمستخدميها. على أي حال، كان ظهور السكك الحديدية، مع حاجتها لتجاوز العقبات الموجودة، كالأنهار والطرق والقنوات وسكك حديد أخرى، بخط مستقيم قدر الإمكان، هو الذي أذكى اهتمام المهندسين المدنيين بالجسر القوسي المائل.

=== القوس المائل غير الدقيق ===
تأتي قوة القوس المنتظم (المعروف أيضًا بالقوس «الصحيح» أو «القائم») من حقيقة أن كتلة المنشأة والحمولة القائمة عليها تجعل خطوط القوة المنقولة عبر الحجارة إلى الأرض والدعائم الطرفية لا تولد أي نزعة لانزلاق الحجارة فيما بينها. يعود هذا لواقع أن مداميك الحجارة موضوعة بشكل متوازي مع الدعائم الطرفية، مما يؤدي إلى توضعهم – في قوس منتظم - عموديًا على وجوهه. يمكن استخدام نفس طريقة البناء من أجل الجسور المائلة بشكل ضئيل جدًا، حين تكون زاوية الميلان أقل من 15 درجة تقريبًا، إذ توضع الحجارة في مداميك موازية للدعائم الطرفية. يُعرف الشكل الناتج باسم قوس مائل «غير دقيق أو خاطئ» ويُظهر تحليل القوى ضمنه أنه في كل ركن حيث يشكل الوجه زاوية حادة مع الركيزة،<ref name="britannica" /> توجد محصلة قوى غير متعامدة مع مستويات مداميك الحجارة التي تميل لدفع الحجارة خارج الوجه، يمكن تأمين المقاومة الوحيدة لهذا الأمر من خلال احتكاك وتلاصق الملاط بين الحجارة. مثال عن هكذا قوس مائل غير دقيق هو جسر شارع كولورادو في سانت بول مينيسوتا.<ref name="engbuildrec">{{استشهاد بكتاب|عنوان=Engineering and Building Record|تاريخ=23 November 1889}}</ref><ref name="frenchives">{{استشهاد بكتاب|عنوان=Stereotomy|الأول1=Arthur W.|الأخير1=French|الأول2=Howard C.|الأخير2=Ives|ناشر=John Wiley & Sons|مكان=New York|طبعة=1st|سنة=1902|صفحة=103|مسار=https://archive.org/stream/stereotomy00ivesgoog#page/n124/mode/1up| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160429081743/http://www.archive.org/stream/stereotomy00ivesgoog | تاريخ أرشيف = 29 أبريل 2016 }}</ref> قبل البدء بالعمل على جسر شارع ستور المقنطر، بنى أوترام عدد من الأقواس المائلة غير الدقيقة، أحدهم بزاوية ميل كبيرة بنحو 19 درجة، مثل جسور الخدمة عبر قناة هادرسفيلد الضيقة. تُعزى حقيقة أن المنشآت الضعيفة بالأساس لا تزال قائمة لحد اليوم، إلى حمولتها الخفيفة.<ref name="schofield2">Schofield, 2000, op. cit., p. 96.</ref>

=== أسلوب أكثر دقة ===
حين الأخذ بعين الاعتبار توازن القوى ضمن قوس منتظم، الذي تكون فيه كل المداميك الحجرية التي تشكل جسم أسطوانة القوس، متوازية مع دعائمها الطرفية ومتعامدة مع وجوهها، فإنه من الأنسب اعتبارها عنصرًا ذو بعدين من خلال أخذ مقطع رأسي في جسم القوس وموازي لأوجهه، وبذلك تجاهل أي تغير في الحمولة على طول جسم اسطوانته. يكون محور الأسطوانة في القوس المائل أو المنحرف غير متعامد مع الأوجه في الأساس، ويُعرف الانحراف عن التعامد باسم زاوية انحراف أو «مَيل» القوس.<ref name="rankine">{{استشهاد بكتاب|عنوان=A Manual of Civil Engineering|الأول=William John Macquorn|الأخير=Rankine|ناشر=Charles Griffin & Company|مكان=London|طبعة=5th|سنة=1867|صفحات=[https://archive.org/details/amanualcivileng01rankgoog/page/n447 429]–432|مسار=https://archive.org/details/amanualcivileng01rankgoog| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20150205140219/https://archive.org/details/amanualcivileng01rankgoog | تاريخ أرشيف = 5 فبراير 2015 }}</ref> لهذا السبب يجب التفكير بالقوس المائل على أنه عنصر ثلاثي الأبعاد وبأخذ اتجاه خطوط القوة ضمن جسم الأسطوانة بعين الاعتبار فإنه يمكن تحديد التوجيه الأفضل للمداميك الحجرية التي تُشكّل جسم الأسطوانة.

=== القوس المائل الحلزوني (أو اللولبي) ===
الخاصية المميزة للقوس المنتظم هي أن مداميك الحجارة توازي الدعائم الطرفية وتعامد الأوجه.<ref name="rankine2">Rankine, 1867, op. cit., p. 414.</ref> لا يمكن تحقيق هذين الشرطين معًا في قوس منحرف لأن الأوجه والدعائم الطرفية ليست متعامدة أساسًا. بما أن زوايا الميل الأكبر من 15 درجة تقريبًا مطلوبة للعديد من الاستخدامات، فإن علماء [[رياضيات|الرياضيات]] والمهندسين مثل تشابمان قد تخلوا عن فكرة وضع المداميك الحجرية بشكل موازي للدعائم الطرفية وأخذو خيارات أخرى بعين الاعتبار مثل وضع المداميك بشكل متعامد مع أوجه القوس، وتقبلوا حقيقة أنها عندئذ لن توازي الدعائم الطرفية. على الرغم من أن جسر شارع ستور لأوترام قد بُني مع مراعاة هذا المبدأ، إلا أنه شُيّد على أساس تجريبي محض، إذ قطع عمال البناء كل حجرة خاصة بالعقد كما هو مطلوب، ولم يكن حتى عام 1828 أن نُشرت التفاصيل التقنية بالشكل الذي يُفيد مهندسين وبنّائين آخرين.<ref name="nicholson-II">{{استشهاد بكتاب|عنوان=The Guide to Railway Masonry, containing a Complete Treatise on the Oblique Arch|الأول=Peter|الأخير=Nicholson|محرر-الأول=R|محرر-الأخير=Cowen|ناشر=E. & F. N. Spon|مكان=London|طبعة=3rd|سنة=1860|سنة النشر الأصلية=First published 1839|صفحة=10|مسار= https://books.google.com/books?id=0WwPAAAAYAAJ&pg=PA10|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200605144431/https://books.google.com/books?id=0WwPAAAAYAAJ&pg=PA10|تاريخ أرشيف=2020-06-05}}</ref>

== المراجع ==
{{مراجع}}
{{روابط شقيقة}}
{{شريط بوابات|عمارة|هندسة تطبيقية}}

[[تصنيف:جسور قوسية]]
[[تصنيف:مكونات الجسر]]
[[تصنيف:هندسة مدنية]]

قوس مائل - تاريخ المراجعة

عبد العزيز: بوت:صيانة المراجع