גשר

גשר הוא מבנה הנדסי שמאפשר מעבר בטוח של אנשים, רכבים או רכבות מעל מכשולים כמו נהר, ערוץ או דרך. הגשר מורכב משלד נושא, שמקבל את הכוחות, ומהמיסעה, הדרך שעליה נוסעים.

הגשרים הראשונים כנראה היו בולי עץ שנמשחו בין גדות הנהר. אחר כך השתמשו באבן לבנייה. צורת הקשת הופיעה כבר בתרבויות מוקדמות, אך הרומאים פיתחו אותה ושיפרו אותה בבנייה המעשית. באותה תקופה השתמשו גם במלט כדי לשפר את חיבור האבנים. באסיה היו נפוצים גשרי עץ בסין ויפן. במהלך המהפכה התעשייתית הופיע שימוש בברזל ובפלדה, וכך נבנו גשרים ארוכים וחזקים יותר. במאה ה-19 פרצו עיצובים חדשים, וביניהם עבודות של מהנדסים ידועים כמו גוסטב אייפל. במאה ה-20 הופיעו סוגים מודרניים של גשרים, ביניהם גשרים מעוגני כבלים.

לכל גשר יש שני חלקים עיקריים: שלד הגשר (החלק הנושא את הכוחות) והמיסעה (הנתיב שעליו הולכים או נוסעים). הגשר נשען על סמכים, נקודות תמיכה על הקרקע או בבסיס המים. המרחק בין סמך לסמך נקרא מפתח (span), וזהו האתגר העיקרי בתכנון. יש גם חשיבות לגובה הגשר: המרחק בין המיסעה לשטח מתחתיה והגובה האנכי של מבנה הגשר.

קיימים חמשה סוגים עיקריים על פי העיקרון המבני: גשר קורה, גשר קשת, גשר תלוי (גשר תלייה), גשר שלוחה (זיזי) וגשר מעוגן כבלים. כל סוג מבוסס על איך החלקים מעבירים כוחות, כפיפה, לחיצה או מתיחה.

גשר קורה הוא הפשוט ביותר. הוא פועל על עיקרון ההתנגדות לכפיפה. דוגמה טבעית היא בול עץ הנשען על שני סמכים. גשרי קורה מודרניים עשויים מבטון דרוך או מסבך פלדה.

בגשר קשת הכוחות עוברים כלפי לחיצה לאורך הקשת. הקשת מעבירה את המשקל לשני הסמכים שלה. המיסעה יכולה לעקוב אחרי הקשת, להיות אופקית מעליה או תלויה מתחתיה. קשתות אבן נבנו כבר בתקופות קדומות ועדיין קיימות.

בגשר תלוי העיקרון הוא מתיחה: כבלים ארוכים נמתחים בין שני מגדלים. מהמפתחים הגדולים ביותר בונים בדרך כלל גשרים תלויים. המיסעה תלויה מהכבלים בעזרת כבלים קטנים יותר. בעיית היציבות העיקרית היא רוחות שיכולות לגרום להתנדנדות, ולכן המסעות בנויים כמסבך חזק.

גשר שלוחה (זיזי) בנוי מקורות מעוגנות בצד אחד. החלקים הגדולים יוצרים זיזים שמשתרעים מכל סמך. יתרון השיטה הוא שניתן לבנות את הגשר מתקדמות מתוך כל בסיס, בלי פיגומים מרכזיים.

גשר מעוגן כבלים הוא מורכב מהעבודות המודרניות. הוא משלב כמה סוגי מאמצים בו זמנית. גם כאן משתמשים בכבלים במתיחה, אך העקרון המבני שונה מזה של גשר תלוי.

גשר נפתח מאפשר מעבר אוניות גבוהות. בדרך כלל הוא עובד כגשר רגיל. כשהאוניה זקוקה לעבור, הגשר משנה צורתו ואז חוזר למצב הקבוע.

בתכנון גשר יש להתחשב בכוחות, ברוחות, בחומרים ובעומסים הצפויים. כיום נהוג להשתמש בחיישנים על גשרים. החיישנים עוקבים אחרי שינויים בחומר ובכוחות ועוזרים לגלות ליקויים בזמן.

יש גם גשרים טבעיים שנוצרים על ידי סלעים ונחלים. הם מבטאים את אותם עקרונות יציבות במבנה שמצא הטבע.

גשר הוא מבנה שעוזר לנו לעבור מעל מים או דרך. המיסעה היא הדרך שעל הגשר. השלד הוא חלק חזק שנושא את הגשר.

האנשים הראשונים בנו גשרים מבולי עץ. אחר כך בנו גשרים מאבן. הרומאים שיפרו קשתות אבן. בזמן ה"מהפכה התעשייתית" התחילו להשתמש בברזל ובפלדה.

גשר נשען על סמכים. סמך הוא נקודת תמיכה על הקרקע. המפתח הוא המרחק בין שני סמכים.

- גשר קורה: פשוט, כמו בול עץ על שני סמכים.
- גשר קשת: צורתו כמו קשת. הכוח עובר לאורך הקשת.
- גשר תלוי: יש בו כבלים ארוכים שתולים בין מגדלים. הכבלים הם חוטי פלדה עבים.
- גשר שלוחה: יש בו קורות שמוחזקות רק מצד אחד.
- גשר נפתח: יכול להיפתח כדי לאפשר לספינות לעבור.

מהנדסים חושבים על רוח, משקל וחומרים. היום שמים חיישנים על גשרים. החיישנים עוזרים למצוא בעיות מוקדם.

גם בטבע יש גשרים. הם עשויים סלעים שמחוברים יחד.