جسر تاي
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
نبذة تاريخية
انشيء جسر تاي سنة 1889 لنقل القطارات من فايف إلى داندي ببريطانيا ويقع بقربه بقايا جسر تاي الاصلي المبني في1877 وانهار بعده بسنتين لقد كانت كارثه رهيبة تكنها غير متعمده.
كان طوله ميلين اثنين واعلن عن انه انتصار للهندسه الفيكتوريه و قامت الملكه فيكتوريا بمنح - توماس باوش -منشئ الجسر لقب 'السير'لكن بعد مرور عامين من انجازه وخلال عاصفه شتويه انهار الجزء الرئيسي للجسر وسقط قطار وبه 95شخصالم يصب المجتمع المحلي وحده بالصدمه بل عالم الهندسه باكمله ورغم مرور أكثر من قرن عن هاته الكارثه إلى انه ما يزال لغزا حتى اليوم.
المهندس توماس باوش عرف عنه انجاز العديد من السكك الحديديه والجسور وكون شهرته من اقتصاده في انجازها وكذا صبه لجسور من عواميد حديديه تقطع انهار إنجلترا.
اسباب انهياره
لقد انهار الجسر في ليلة عاصفه شتويه بسبب الرياح إلى انه توجد العديدمن النقائص الهندسيه التي تعد السبب الرئيسي في الانهيار شكلت العديد من اللجان الهندسيه لتقصي الحقائق حول الانهيار غير المتوقع للجسر إلى انها فشلت كلها ندكر منها لجنة '''بيلدو سان مارتن ''' ودلك راجع لعدم جمع الادلة عند وقوع الكارثه مباشرة مثلما يحدث عندما تتحطم طائره
لجنة بيلدو bildo
قام ديفيد كريكالدي العالم الفيزيائي الشهير في دلك الوقت بترؤس هده اللجنه ووصلت إلى هاته الحقائق وهي
- 1-لقد تمت صيانة الجسر على نحو رديء خصوصا العارضتين الموجودتين في الوسط التان انشاتا على نحو عال للسماح للسفن بالمرور
- 2-الغلطة الجسيمه التي تم الوقوع فيها وهي خطا في المسح الطوبوغرافي قاع النهر
- 3-اعتمد توماس على الحديد المسبوك في الانشاء ودلك غير معقول اد كيف يمكن للجسر تحمل وزن القطار لا أحد يعلم لما فعل دلك توماس . ورغم كل ما وصلت اليه اللجنه إلى ان دلك لم يفسر ما حدث ودلك ان الهندسه الحديثه لا تقبل إلى بالمبررات العلميه الكامله شكل هدا اللغز ماده مثيره لكافة الباحثين حيث حاول عالم الرياضيات الإنجليزي 'بيلدو' بمحاوله لفك هدا اللغز قام بيلدو بتفسير ما حدث على النحو الاتي اعتبر أساسا ان القطار خرج عن الخط كانت تلك الرياح القويه السبب الرئيسي اد انه عند هبوب الريح فانها تؤثر على الجهة العلوية للجسر مما اثر سلبا على مقاومة الجسر لوزن القطار الخارج عن السكة تماما مثلما يحدث مع الطائرة عندما تنخفض اجنحتها فتصعد نتيجة قوة الرياح انه امر بديهي لكنه غير مقنع. -ان النضرية العامة لمقومة المواد هنا غير مجدية ولكن الامر الأكثر خطورة هو اكتشاف بيلدو انه تم سقوط أحد العارضتين واعيد استعمالها في البناء ودلك امر غير مقبول في عالم الهندسة بسبب احتمال العودة إلى الشكل الديء كانت عليه قبل البناء ما يسمى في الهندسة المدنيه بال[[التشوه المرن]]. أو قانون هوك
-*حل اخر قدمه عالم الرياضيات جون مارتن حيث انه كان شغوفا بحله للغز حيث انه كان مهوسا بفهمه وقد استعمل تحليلا بنويا على الحاسوب لمعرفة سر هده الكارثة بناء على قطع الجسر المحطمه الموجوده لديه-هناك مبدا معروف جدا في الهندسه المدنيه يعرف بشفرة اوكام يعتمد على مفهوم الاقتصاد والبساطة مع الامان وقد اعتمد جون على هذا المبدا في تفسيراته. -قام جون في تحقيقه حول الحادثه بجلب تقرير من أحد اصدقاءه في المحكمة -لقد كان استعمال الحاسوب مهما في معرفة بعض التفسيرات وهذا ما اعتمد عليه وقام بدراسة شاملة للجسر كدراسة قوة المقاومة واحتمالات الانهيار للجسر بفعل رياح قوية -توصل جون إلى ان القطار لم يكن ضروريا لاسقاط الجسر وانما كان الخطا حسبه هو خطا في الحسابات الهنسيه اضافه إلى خلل في الانشاء حيث انه عند انشاء الجسر كان من المفترض تقوية الدعائم القطرية لمقاومة التشوهات إضافة إلى توقعات كان لابد منها لمعرفة مقدار الانعطاف والانبعاج في الشيء إضافة إلى المعرفه كم ستبلغ قوىالرياح و مدى تاثيرها . -لذلك وعند الانشاء فان مزلاج العمود الرئيسي امتد إلى العمود الثاني فقط بدل الحجرة المقاومه للماء ولذلك عندما هبت الرياح ارتفع هذا العمود وهذه القاعده هذا ما يسمى بالخط القطري وهو الخط الأكثر حمولة وثقلا وليس الأسفل بل الأعلى منه وقد سبب ذلك زياده في الحموله القطريه وهو الذي سيسقط اولا وبعدها النظام باكمله . -في هذه النظريه تسبب الرياح حملا اضافيا مما يسبب فشلا في البدء من الأسفل إلى الأعلى وتموجا صاعدا يسبب الانهيار ولكنها تبقى غير كافيه أيضا رغم منطقيتها وذلك على ان المهندس عليه الاعتماد على احدث الادله والاكمل بينما تعتمد هاته على ادلة عمره أكثر نمن قرن .
التحليل عن طريق الهندسه الجدلييه
من رواد هذا التحليل بيتر لويس استاذ في الهندسه من جامعة غلاسكو ومفاد هذا التحليل ان كارثة هذا الجسر تشبه إلى حد ما كارثة التيتانيك من حيث الماساة ولا تزال لحد الآن الاسوا في عالم الهندسه . -تشير كل الادله إلى الاعتماد على التفسير الديناميكي المتردد لانها الاقرب إلى المنطق بالرغم من التحاليل الحاليه وتحاليل الحاسوب إلىا انه لا يمكن الاعتماد إلى على التحاليل التي لا تتغير على الجسم ولكن في الواقع الحياة أكثر تعقيدا في الجزء الديناميكي حيث بمجرد تارجح بسيط مثلا يمكن ان يسبب الانهيار ومثال ذلك في جسر مضيق تكوما حيث انه انهار بفعل رياح خفيفة إلى حد ما h\50 km تقريبا وقد سببت ذبذبات ديناميكية ذات رنين مسموع اخذت تكبر وتكبر بفعل تخزين طاقة قوة الرياح لدرجة ان المواد في الجسر لم تعد تتحملها فحدث له الانهيار .
-وهذا مثال ممتاز لفشل ديناميكية التوازن ويعتقد ان جسر تاي حدث له نفس الشيء.
المراجع
da:Tay Rail Bridge
de:Firth-of-Tay-Brücke
en:Tay Rail Bridge
fr:Catastrophe ferroviaire du pont sur le Tay
es:Tay Bridge
fi:Tayn rautatiesilta
عربي:- كوارث الانهيارات في الهندسة-دار الشام للنشر للمؤلف أحمد عبد الفتاح