يمكن لتغير المناخ أن يعجل بتدهور البنية التحتية لجسور الولايات المتحدة

 

يمكن لتغير المناخ أن يعجل بتدهور البنية التحتية لجسور الولايات المتحدة

توضح الدراسة الحاجة إلى إعادة التفكير في ترتيب أولويات الدولة لإصلاح الجسور
التاريخ: 23 أكتوبر 2019
المصدر: جامعة ولاية كولورادو

ملخص: يدرس العلماء أن تغير المناخ قد يتسبب في أضرار في البنية التحتية الأمريكية القديمة، والتي تضم أكثر من 600000 جسر. تربط دراسة جديدة الآثار المحتملة لتغير المناخ بالسلامة الهيكلية لآلاف الجسور التي تجتاز الطرق السريعة والمدن الأمريكية. ويوضح التحليل الحاجة إلى إعادة التفكير في ترتيب أولويات إصلاح الجسور في البلاد، حيث يلوح في الأفق تغير المناخ ويظل تمويل البنية التحتية محدودًا.

عندما يفكر معظم الناس في تغير المناخ، فإنهم يفكرون في ارتفاع منسوب مياه البحر وموجات الحرارة الشديدة. لكن المهندسين مثل حسام محمود من جامعة ولاية كولورادو يفكر في الجسور.
يدرس الأستاذ المشارك في قسم الهندسة المدنية والبيئية الأثر الذي قد يحدثه التغير المناخي على البنية التحتية الأمريكية القديمة، والتي تضم أكثر من 600000 جسر. الآن، شارك في تأليف دراسة جديدة تربط بين الآثار المحتملة لتغير المناخ والسلامة الهيكلية لآلاف الجسور التي تجتاز الطرق السريعة والمدن الأمريكية. يوضح تحليل البروفسور محمود الحاجة إلى إعادة التفكير في ترتيب الاولويات لإصلاح الجسور، لأن تغير المناخ يلوح في الأفق ولا يزال تمويل البنية التحتية محدودًا.

تم نشر البحث في 23 أكتوبر في PLOS ONE، ومؤلفها الرئيسي سوزان بالو، التي تخرجت مؤخرًا من CSU بدرجة الماجستير في الهندسة المدنية.
ركز محمود وبالو تحليلهما على حوالي 80000 جسر حديدي من نوع “simply supported steel girder bridges”، وهو تصميم شائع منذ الحرب العالمية الثانية يتكون من عوارض طولية تمتد على خطين.
هذه الجسور تعاني في كثير من الأحيان من تمدد الجوينتات (مفاصل الجسر المفصل الذي يربط قطعة بأخرى) والانسدادات وتتطلب صيانة منتظمة لتنظيف الجوينتات (مفاصل الجسر المفصل الذي يربط قطعة بأخرى). تعمل وصلات التمدد على توصيل مسافات الجسر وتسمح للهيكل بالتوسع والتقلص مع ارتفاع درجة حرارة الهواء أو انخفاضها.

عندما تصبح الجوينتات (مفاصل الجسر المفصل الذي يربط قطعة بأخرى) محكمة او مغلقة المفاصل، فإنها تمنع الجسر من التوسع بشكل طبيعي استجابة لارتفاع درجات الحرارة. ويقول الباحثون أن ارتفاع متوسط درجات الحرارة في المستقبل، ليس محسوبًا عند إنشاء هذه الجسور لأول مرة، يمكن أن يؤدي إلى إجهاد حراري غير متوقع. يمكن أن يتسبب الإجهاد الحراري في الانحناء والتشقق، اللذين يتفاقمان بسبب الانحناء من وزن الشاحنات والسيارات، والاحمال الافقية الناتجة من قيود التمدد. دراسة الباحثين هي أولا لتحديد تأثير التغيرات في درجات الحرارة المحتملة بالتزامن مع انسداد المتوقع الطبيعي للفواصل التمدد.

نظر الباحثون في أربعة سيناريوهات موسمية مختلفة لدرجة الحرارة في وقت بناء كل جسر، إلى جانب متوسط درجات الحرارة المتوقعة للأعوام 2040 و2060 و2080 و2100. ارتفاع درجات الحرارة المتوقعة هي “مسار التركيز الإشعاعي” لسيناريوهات الاحتباس الحراري للغازات التي اعتمدها الفريق الدولي المعني بتغير المناخ في عام 2014. تشير النتائج إلى أن الجسور الموجودة في الجزء الشمالي من الولايات المتحدة، بما في ذلك السهول الشمالية الصخرية والسهول الشمالية الغربية وأعلى الغرب الأوسط، هي الأكثر عرضة لزيادات أكثر وضوحا في درجات الحرارة. وكانت المناطق الأقل عرضة للجنوب الشرقي والشمال الشرقي.
كان هدف المهندسين هو ترتيب الجسور بترتيب الصيانة اللازمة بعد مراعاة الوضع الطبيعي الجديد لتغير المناخ.
وقال البروفسور محمود “نحن كمهندسين يجب أن نبدأ في النظر فيما وراء ما تعلمناه في البداية حول كيفية تحليل النظم والبدء في التفكير فيما سيفعله تغير المناخ لفهمنا لسلوك مستوى المكون والأداء على مستوى النظام”.

مصدر القصة: المواد المقدمة من جامعة ولاية كولورادو. الأصل كتبه آن مانينغ.

مرجع المجلة: سوزان بالو، حسام محمود. تأثير تغير المناخ على سلامة البنية الفوقية للجسور الأمريكية المتدهورة.
PLOS ONE ، 2019 ؛ 14 (10): e0223307 DOI: 10.1371 / journal. pone.0223307

 

المصدر: هنا

 

ترجمة:  Abdulrahman M. Abdulsattar
تدقيق: Mosaab Al Hassino
تصميم: Furat Jamal
نشر: Abilta E Zeus