אמנויות העיצוב, הנדסת בנייה ואדריכלות סטטיקה ותכן הנדסי גורדי שחקים

הגשר שמעל לנהר הפרת - מהו סוג הגשר?
הגשר שמעל לנהר הפרת הוא דוגמא לגשר מהסוג הפשוט והקדום ביותר- גשר קורה. את גשרי הקורה ניתן למצוא משחר ההיסטוריה- מבול עץ או לוח אבן המגשר על מכשול כלשהו ועד לגשר הקורה הארוך בעולם.
בצורתו הבסיסית ביותר גשר קורה מורכב מקורה אופקית, שנתמכת בקצותיה בעמודים תומכים. עמודים אלו הם הסמכים, המעבירים את הכוחות מהקורה.
הקורה עצמה צריכה להיות חזקה דיה כדי שלא תתכופף תחת עומס משקלה העצמי
(העומס הקבוע), או תחת המשקל של התנועה העוברת על הגשר (העומס השימושי).
הקורה עומדת בכוחות לחיצה ומתיחה בהתאם לחלקיה השונים .


קוסטה סילבה בברזיל
(Costa Silva Bridge)


ככל שהסמכים של הגשר רחוקים יותר זה מזה- כך הולך ונחלש גשר הקורה, מסיבה זו מפתחיו של גשר זה אינם גדולים- בין 10 ל- 200 מטרים בלבד. אולם, למרות מגבלה זו גשר קורה משמש כמגשר על מפתחים ארוכים- הקורות הקצרות מחוברות במחברים קשיחים ההופכים את רצף הקורות לקורה המשכית (Continuous Beam).
הקורה עצמה יכולה להבנות בצורות שונות, כולן, מבחינה סטאטית, מתפקדים באותו האופן:
בול עץ המונח על גדות נחל הוא הצורה הפשוטה ביותר של גשר קורה. עשוי חומרים טבעיים ופועל כגוף אחד.



קורה בחתך I גשר מקורת פלדה, שבחתך נראית כמו האות I, מתפקד באותו אופן של קורה פשוטה. אופן פעולת קורת I נובע מעובדה סטאטית, אודותיה ניתן ללמוד מניסוי פשוט:

קחו סרגל מתכת והניחו אותו על שני סמכים (כסמכים ניתן להשתמש בשני ספרים). הניחו אותו כך שחלקו הרחב יפנה כלפי מעלה. לחצו עליו. ודאי תרגישו מיד כי הגשר שבניתם שוקע.
כעת, הניחו את הסרגל בצורה ניצבת- כך שדופנו הצרה תפנה כלפי מעלה. נסו להפעיל כוח על הסרגל. במצב זה כמעט ולא תרגישו שקיעה בגשר. מדוע זה קורה?
ככל שהחומר מרוחק מן הציר הניטראלי (הציר העובר במרכז הכובד של החתך ) השפעתו על הקשיחות גדלה יותר. סיבוב הסרגל למעשה יצר מצב שבו מרבית החומר נמצא מעל ומתחת לציר הניטראלי ולא באותו מישור של הציר כמו במצב ההתחלתי.

על עיקרון זה פועלת קורת I- רוב החומר מרוחק מהציר המרכזי ומרוכז באגפים (Flanges). הדופן (Web) הוא דק ומשמש רק לחיבור בין האגפים ולנשיאת כוחות הגזירה.





המעבר מחתך I לחתך קופסא: צורה נוספת לקורה נפוצה היא קורה בחתך קופסא. גם היא פועלת על אותם העקרונות של קורת I- הרחקת החומר מהציר המרכזי. קורה בחתך קופסא יציבה יותר מקורת I ויכולה לגשר על פני מפתחים גדולים יותר. בנוסף, שימוש בקורת קופסא מאפשר דבר שאינו אפשרי בקורת I- בניית גשרים עם עיקולים. קורת I אינה יכולה להבנות כך שכן בצורה זו היא נמצאת תחת כוחות פיתול. קורת הקופסא יכולה להתמודד עם כוחות הפיתול- הדופן בקורה זו אינה משמשת רק לחיבור שני האגפים, אלה גם מעבירה כוחות.
כיום הרבה גשרי קורה בנויים מקורות קופסא (גשרים אלו ייבנו מבטון דרוך או מפלדה). אולם, שלא כמו קורת I, תכנונה והרכבתה של קורת הקופסא מורכב. למשל, חיבור שתי קורות קופסא מפלדה בריתוך יצריך ריתוך פנימי ולכן- הימצאות של הרתך או של הרובוט המבצע את המלאכה, בתוך קורה עצמה.


דוגמאות לגשרי קורה בחתך קופסא:

מקור: שלוש התמונות באדיבות אתר Structurae


גשרי קורה בחתך קופסא נפוצים כיום מאוד בעיקר כגשרי בטון דרוך לתנועת כלי רכב. מרבית מגשרי התנועה בארץ בנויים עפ"י עיקרון זה.
כאמור, גשר הקורה יכול לגשר על מפתחים גדולים יותר ככל שנוסיף לו עוד חומר. אולם, ישנו גבול מסוים שמעליו- הוספת חומר לא תוסיף לחוזקה של הקורה, אלא תהפוך את הקורה לכבדה מדי, כך שהיא עצמה לא תוכל לשאת את משקלה העצמי ותשקע.
הפתרון לבעיה זו היה הפחתת החומר, שאינו נחוץ להעברת הכוחות, ויצירת מבנה חזק יותר ובעל משקל נמוך יותר. מבנה כזה נקרא מסבך. המעבר מחתך קופסא למסבך גשרי מסבך הם גשרים נפוצים מאוד. בעבר נבנו מעץ וכיום הם נבנים בעיקר מפלדה.


כל הזכויות שמורות © למפ"ט עמל 2014