وجهات النظر: 222 المؤلف: ASTIN النشر الوقت: 2025-03-13 الأصل: موقع
قائمة المحتوى
● مقدمة لجسور تروس السكك الحديدية
● هاو تروس
● خاتمة
>> 1. ما هو أقوى تصميم الجمالون لقطارات الشحن الثقيلة؟
>> 2. لماذا برات تروس شائعة في السكك الحديدية؟
>> 3. كيف يعالج المهندسون التآكل في الجمالون الصلب؟
>> 4. هل يمكن للجسور الجمالون القديمة دعم القطارات الحديثة عالية السرعة؟
>> 5. ما هو عمر جسر الجمالون النموذجي؟
كانت جسور تروس السكك الحديدية تأسيسًا لشبكات السكك الحديدية العالمية منذ القرن التاسع عشر ، حيث تجمع بين الكفاءة الهيكلية مع القدرة على امتداد المسافات الطويلة. تستخدم هذه الجسور وحدات ثلاثية لتوزيع الأحمال ، مما يضمن الاستقرار تحت الوزن الهائل للقطارات. تستكشف هذه المقالة أنواع الجمالون الأكثر شيوعًا المستخدمة في البنية التحتية للسكك الحديدية ومبادئ التصميم والأهمية التاريخية والتطبيقات الحديثة.
جسور الجمالون بوحدات ثلاثية مترابطة تنقل الأحمال من خلال القوى المحورية - استشعار وضغط. تتميز بالنسبة للسكك الحديدية ، يجب أن تستوعب هذه الجسور الأحمال الثقيلة والديناميكية مع مقاومة الضغوطات البيئية مثل التغيرات في الرياح ودرجة الحرارة. يعتمد اختيار نوع الجمالون على طول الممتدة ، وتوافر المواد ، وأولويات الهندسة مثل التكلفة والمتانة.
يتميز برات تروس بأقطار تنحدر لأسفل باتجاه وسط الفترة ، حيث يربط الأعضاء العموديون الحبال العلوية والسفلية. يضع هذا التكوين الأقطار تحت التوتر والعمودي تحت الضغط ، مما يؤدي إلى تحسين استخدام مواد مثل الصلب ، والتي تتفوق في التوتر.
- الاستخدام التاريخي: تم تبنيه على نطاق واسع خلال طفرة السكك الحديدية في القرن التاسع عشر بسبب بساطتها وقدرتها على التكيف.
- أمثلة حديثة: يستخدم جسر Medway في ميدستون ، المملكة المتحدة ، تروسًا منحرفًا على مساحة 120 قدمًا ، في حين يوضح جسر فورت واين ستريت في إنديانا استخدامه لخطوط الشحن الثقيلة.
المزايا:
- توزيع الحمل الفعال للامتدادات المتوسطة (80-250 قدم).
- من السهل تسريع وتجميع في الموقع.
يقوم Howe Truss بتصميم Pratt: منحدر الأقطار صعودًا نحو المركز ، مما يضعها تحت الضغط ، بينما تتعامل العموديون مع التوتر. هذا جعلها مثالية لبناء الأخشاب ، حيث يعمل الخشب بشكل أفضل تحت الضغط.
- الاستخدام التاريخي: شعبية في السكك الحديدية الأمريكية المبكرة ، مثل جسر جزيرة ويستهام في كندا ، والتي دعمت خطوط السكك الحديدية الأخشاب.
- Legacy: لا يزال عدد قليل في خدمة السكك الحديدية النشطة اليوم ، لكن الأمثلة المحفوظة مثل جسر Sandy Creek المغطى في ميسوري يسلط الضوء على دورها التاريخي.
المزايا:
- المحاذاة الطبيعية مع قوة ضغط الخشب.
-فعالة من حيث التكلفة للخطوط الريفية قصيرة المدى.
يستخدم Warren Truss مثلثات التوازن بالتناوب بدون أعضاء رأسيين. يوزع هذا التصميم القوى بالتساوي ، حيث تتناوب الأقطار بين التوتر والضغط اعتمادًا على موضع الحمل.
- التفضيل الحديث: مفضل لكفاءتها المادية وسهولة التصنيع. تستخدم خطوط السكك الحديدية عالية السرعة في ألمانيا ، مثل تلك القريبة من New Cross Gate ، Truss Warren الملحومة لتمتد ما يصل إلى 300 قدم.
- دراسة حالة: توظف جسر Nutfield Lane في Surrey ، المملكة المتحدة ، جمالونًا منحنيًا لمزج القوة مع جاذبية جمالية.
المزايا:
- خفيفة الوزن ولكنها قوية للأحمال الديناميكية.
- الحد الأدنى من الصيانة بسبب عدد أقل من المكونات.
تضيف فئة فرعية من الجمالون برات ، الجمالون بالتيمور الأعضاء الرأسيين والقطريين إلى الألواح السفلية. هذا يعزز الاستقرار ويقلل من الانحراف تحت الأحمال المركزة.
- تركيز الشحن: شائع الاستخدام لممرات الشحن الثقيلة ، مثل جسر Lyme Old Old Saybrook Old في ولاية كونيتيكت.
المزايا:
- يمنع الابزيم في أعضاء الضغط.
- يدعم أحمال المحور الأعلى (ما يصل إلى 36 طن).
حاصل على براءة اختراع في عام 1852 من قبل ويندل بولمان ، يجمع هذه الجمالون المعدني جميع المعادن بين أعضاء التوتر الحديد المطاوع ومكونات ضغط الحديد الزهر. سمح تصميمه الفريد بالتجميع السريع وأصبح عنصرًا أساسيًا في السكك الحديدية.
- دور رائد: جسر Bollman Truss Railroad Bridge في ولاية ماريلاند هو المثال الوحيد على قيد الحياة ، الذي كان من الأهمية بمكان لتوسيع سكة حديد بالتيمور وأوهايو.
- Legacy: على الرغم من الكسوف من تصميمات أحدث ، فقد أظهرت صلاحية الجمالون المعدنية للسكك الحديدية.
تم تطويره خلال الحرب العالمية الثانية ، يستخدم Bailey Truss ألواح فولاذية معدلة مُصنَّفة والتي يمكن تجميعها بسرعة في تكوينات مختلفة.
- الاستخدام العسكري إلى المدني: في البداية للخدمات اللوجستية العسكرية ، فإنه يخدم الآن جسور السكك الحديدية المؤقتة أثناء الإصلاحات.
- مثال: تم نشره في أوروبا بعد الحرب لإعادة بناء شبكات السكك الحديدية.
المزايا:
- النشر السريع مع الحد الأدنى من الأدوات.
- قابلة للتكيف مع يمتد حتى 200 قدم.
يقوم Parker Truss بتعديل تصميم Pratt مع وتر علوي متعدد المضاعدات ، وغالبًا ما يشكل قوسًا لطيفًا (يسمى 'Camelback ' عند استخدام خمسة قطاعات). هذا يقلل من الإجهاد الانحناء في فترات أطول.
-حلول طويلة الإسبان: يستخدم جسر Ikitsuki في اليابان (1312 قدمًا رئيسيًا) تروس باركر لتحمل الأعاصير والنشاط الزلزالي.
المزايا:
- مثالية للامتدادات التي تتجاوز 300 قدم.
- يقاوم القوى الجانبية من الرياح والزلازل.
يتكون الجمالون الشبكة من العديد من الأعضاء المقطوعة الصغار المتقاطعون ، مما يخلق شبكة كثيفة. ينتشر هذا التصميم الأحمال عبر عناصر متعددة ، مما يقلل من الإجهاد على المكونات الفردية.
- الاستخدام التاريخي: يوظف جسر ألبرت الملكي في المملكة المتحدة دعامة شعرية عدسية ، يمتد على نهر تمار منذ عام 1859.
المزايا:
- مسارات الحمل المتكررة تعزز السلامة.
- جاذبية جمالية مع أنماط معقدة.
-الفولاذ عالي الأداء (HPS): يوفر نسب قوة إلى وزن أكبر ، ويمتد إمكانيات الامتداد.
- البوليمرات المقواة بالألياف (FRP): تستخدم في الطوابق في البيئات المسببة للتآكل ، مما يقلل من الصيانة.
- التخفيف من التآكل: العلاجات الكهروكيميائية وطلاء الايبوكسي إطالة العمر.
- التعديل التحديثي: يتم تعزيز الجملات القديمة مثل الجسر الطويل في واشنطن العاصمة ، بألواح داء أكثر سمكا.
- مستشعرات إنترنت الأشياء: مراقبة الإجهاد والتآكل في الوقت الحقيقي ، مما يتيح الصيانة التنبؤية.
- طباعة ثلاثية الأبعاد: إنشاء قطع غيار مخصصة للجسور التاريخية.
لا غنى عن جسور تروس السكك الحديدية بسبب قابليتها للتكيف وقوتها. في حين أن برات ووارن تروس يهيمنان على الشبكات الحديثة ، فإن التصميمات التاريخية مثل Bollman و Howe Truss قد وضعت الأساس لهندسة اليوم. تضمن الابتكارات في المواد وتقنيات المراقبة أن هذه الهياكل ستواصل دعم متطلبات النقل المتطورة.
يعد Baltimore Truss مثاليًا للشحن الثقيل بسبب الألواح السفلية المقوى ، والتي تمنع الابزيم تحت الأحمال المركزة.
برات تروس تعامل بكفاءة مع الأحمال الديناميكية مع مكونات بسيطة ومسبقة ، مما يجعلها فعالة من حيث التكلفة للمسافات المتوسطة.
تحمي الجلفنة ، الطلاء الايبوكسي ، وأنودات الذبيحة من الصدأ ، بينما تحل طوابق FRP محل الصلب المتآكل في المناطق الحرجة.
نعم ، مع ترقيات مثل المفاصل المعززة وأنظمة التخميد. يدعم جسر Ikitsuki في اليابان قطارات الرصاص بعد التعديل التحديثي الزلزالي.
مع الصيانة المناسبة ، يمكن أن تستمر جسور الجمالون الصلب أكثر من 100 سنة. المتغيرات الأخشاب في المتوسط 50-70 سنة قبل إعادة التأهيل الكبرى.
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/truss_bridge
[2] https://sremg.org.uk/structures/struct_22.html
[3]
[4] https://www.enr.com/articles/38496-the-worlds-ten-longest-truss-truss
[5] https://www.britannica.com/technology/truss-bridge
[6] https://www.asce.org/about-civil-engineering/history-and-heritage/historic-landmarks/bollman-truss-bridge
[7] https://fgg-web.fgg.uni-lj.si/~/pmoze/esdep/master/wg15b/l0500.htm
[8]
[9)
[10] https://borhs.org/archives/bridges1914.pdf
[11] https://www.ahtd.ar.gov/historic_bridge/historic٪20bridge٪20resources/haer٪20technical٪20leflet٪2095٪20-٪20bridge٪20truss٪20types.pdf
[12] https://iowadot.gov/historicbridges/cultural-resources/bridge-types
[13] https://www.highestbridges.com/wiki/index.php؟title=A_BRIEF_HISTORY_OF_HIGH_RAILWAY_BRIDGES
[14] https://steelconstruction.info/bridges
[15] https://ijsred.com/volume4/issue3/ijsred-v4i3p138.pdf
[16] https://steelconstruction.info/images/e/e0/sci_p318.pdf
[17] https://www.trains.com/mrr/how-to/expert-tips/types-of-model-bridges-and-when-to-use-them/
[18]
[19] https://www.scientific.net/amm.204-208.2135
[20] https://structurae.net/en/structures/bridges/truss-bridges
[21] https://www.gettyimages.co.jp/٪E5٪86٪99٪E7٪9C٪9f/famous-truss-rridges
[22] https://structurae.net/en/structures/bridges/truss-bridges/list
[23] https://core.ac.uk/download/pdf/323313786.pdf
[24] https://bjrbe-journals.rtu.lv/bjrbe/article/view/bjrbe.2023-18.614
[25] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1604713/fulltext01.pdf
[26] https://etd.lib.metu.edu.tr/upload/12614825/index.pdf
[27] https://www.shortspansteelbridges.org/resources/case-study/