المقدمة
تُعد الجسور من أهم المنشآت الهندسية التي أسهمت بفعالية في ربط المناطق وتيسير حركة النقل والتجارة عبر العصور.
ومع التسارع الحضري في العراق ، تتزايد الحاجة إلى بناء جسور صغيرة في المناطق الريفية وشبه الحضرية التي تفصلها مجارٍ مائية ، لضمان عبور آمن للسكان والمركبات وتعزيز الأنشطة الاقتصادية والاجتماعية.
يتطلب تصميم هذه الجسور دراسة متأنية للعوامل الجيولوجية والهيدرولوجية ، واختيار مواد وأنظمة إنشائية تحقق الاستدامة والجدوى الاقتصادية.
يستعرض هذا البحث تصميم جسر صغير على نهر فرعي في إحدى مناطق العراق، مع مراعاة الخصائص الطبيعية للموقع ومعايير التصميم العالمية كـ AASHTO والأكواد العراقية.
يتناول البحث مراحل التصميم بدءًا من جمع البيانات الأولية للتربة والنهر ، مرورًا بالتحليل الإنشائي للأحمال المختلفة ، وصولًا إلى اختيار المواد وأسلوب التنفيذ الأمثل.
تبرز أهمية هذا البحث في تقديمه نموذجًا تطبيقيًا يمكن الاستفادة منه في مشاريع مماثلة ، خاصة في المناطق ذات البنية التحتية الضعيفة.
كما يوضح الأسس العلمية والهندسية لتصميم الجسور الصغيرة ، بما يضمن الأمان والسلامة والكفاءة الاقتصادية.
الفصل الأول : مراجعة الأدبيات والدراسات السابقة
تُبرز مراجعة الأدبيات أن تصميم الجسور الصغيرة يمثل موضوعاً حيوياً حظي باهتمام كبير في الدراسات الهندسية ، لا سيما في الدول النامية التي تعاني من ضعف البنية التحتية وتحتاج مناطقها الريفية إلى وسائل نقل آمنة.
وقد تطرقت العديد من الأبحاث لمبادئ التصميم وفقاً لمعايير AASHTO والأكواد الأوروبية والأمريكية ، بالإضافة إلى دراسات محلية استندت إلى المواصفات العراقية لتصميم الجسور الخرسانية والمعدنية.
وتشير هذه الدراسات إلى أن العوامل الجيولوجية والهيدرولوجية للموقع من أهم المحددات في اختيار نوع الجسر وأبعاده ، فإهمالها قد يؤدي إلى مشاكل إنشائية أو فيضانات مدمرة.
على الصعيد المحلي ، تناولت بعض البحوث في الجامعات العراقية تجارب تصميم جسور صغيرة لعبور الجداول المائية في مناطق ريفية مثل ديالى والأنبار.
وأكدت تلك الدراسات على ضرورة الاعتماد على الأسس العلمية في حساب الأحمال وتحديد نوع الأساسات تبعاً لطبيعة التربة.
كما ركزت أبحاث أخرى على الجوانب الاقتصادية، موضحة أن استخدام الخرسانة المسلحة ذات التكلفة المعقولة يوفر حلاً عملياً ومستداماً مقارنة بالهياكل المعدنية التي تتطلب صيانة مكلفة.
وبالمقارنة مع هذه الدراسات ، يهدف هذا البحث إلى تقديم دراسة تطبيقية لمنطقة محددة في العراق ، مع الأخذ في الاعتبار الظروف البيئية والاجتماعية ، مما يجعله امتداداً عملياً للدراسات السابقة.
أولاً : مفهوم الجسور و أهميتها
الجسر هو بناء هندسي يربط بين نقطتين يفصل بينهما حاجز طبيعي أو من صنع الإنسان، مثل الأنهار ، الأوديات ، الطرق السريعة أو خطوط السكك الحديدية.
ويُعد الجسر أحد أعمدة البنية التحتية الأساسية لأي بلد ، إذ يسهل حركة النقل والاتصالات، ويعزز الارتباط بين المدن والمناطق، مما ينعكس إيجاباً على النشاط الاقتصادي والاجتماعي.
تتنوع الجسور في أشكالها ، ومواد بنائها ، ووظائفها ، فهناك الجسور الخرسانية ، والمعدنية ، والخشبية ، وبعضها يُصمم خصيصًا لمرور المركبات ، أو القطارات ، أو المشاة.
ويعتمد اختيار نوع الجسر على عدة عوامل ، منها:
طبيعة الموقع ، طول المسافة المطلوب عبورها ، نوع التربة ، حجم الأحمال المتوقعة ، بالإضافة إلى الميزانية المتاحة ومتطلبات الصيانة.
لا تقتصر أهمية الجسور على الجوانب الوظيفية فحسب، بل تشمل أيضًا الأبعاد الاقتصادية والبيئية والحضارية.
فعلى الصعيد الاقتصادي ، تسهل الجسور نقل البضائع والمنتجات الزراعية والصناعية ، مما يقلل التكاليف والوقت.
وعلى الصعيد الاجتماعي ، تتيح الجسور وصول الأفراد بسهولة إلى الخدمات الصحية والتعليمية وفرص العمل.
كما أن بعض الجسور تُعتبر معالم حضارية ورموزًا معمارية تميز المدن وتزيد من جاذبيتها السياحية.
لذلك ، تقدم الجسور حلولاً استراتيجية للتغلب على مشكلة العزلة الجغرافية ، وتُعد استثمارًا طويل الأمد في تحقيق التنمية المستدامة.
ثانياً : أنواع الجسور الشائعة في العراق
تتنوع الجسور المستخدمة في العراق بتنوع طبيعة الموقع الجغرافي ، والنهر أو الوادي الذي سيُعبر، والغرض الوظيفي، والتكلفة المتاحة.
ومن أبرز الأنواع الشائعة الجسور الخرسانية المسلحة ، وهي الأكثر انتشاراً في المدن والطرق العامة لمتانتها وقدرتها العالية على تحمل الأحمال ، بالإضافة إلى تكلفتها الاقتصادية المقبولة وعمرها الخدمي الطويل.
وتُستخدم هذه الجسور عادة لعبور المركبات والمشاة فوق الأنهار الصغيرة والمتوسطة.
أما الجسور المعدنية فتُستعمل في المواقع التي تتطلب جسوراً طويلة أو إنشاءً سريعاً ، وتتميز بخفة وزنها وسهولة تركيبها ، لكنها تحتاج إلى صيانة دورية لحمايتها من التآكل بفعل الظروف البيئية.
وفي بعض المناطق الريفية ، تنتشر الجسور البسيطة (Beam Bridges) التي تعتمد على كمرات خرسانية أو معدنية ترتكز على دعامات جانبية ، وتُعد خياراً مناسباً للجداول المائية الصغيرة.
وفي المدن الكبرى كبغداد والموصل ، نجد أيضاً الجسور المقوسة (Arch Bridges) التي تجمع بين الجوانب الإنشائية والجمالية وتُستخدم لعبور الأنهار الواسعة.
كما تم تنفيذ بعض الجسور المعلقة والمتحركة في المشاريع الحديثة لدعم التطور الحضري.
وبشكل عام ، يعتمد اختيار نوع الجسر في العراق على دراسة العوامل الجيولوجية والهيدرولوجية للموقع، ومتطلبات الاستخدام ، والتكلفة الاقتصادية للمشروع.
ثالثاً : الدراسات السابقة المشابهة
خلال العقود الأخيرة ، شهد العراق اهتماماً متزايداً بتصميم الجسور الصغيرة، لا سيما في المناطق الريفية ذات البنية التحتية المحدودة.
تناولت الدراسات والأبحاث المقدمة في هذا المجال تحليل العوامل المؤثرة في اختيار النوع الأمثل للجسر .
بالإضافة إلى دراسة الخصائص الجيولوجية والهيدرولوجية للمواقع قبل البدء بالتصميم.
على سبيل المثال ، بحثت دراسة أُجريت في جامعة بغداد عام 2018 تصميم جسر خرساني صغير لعبور نهر فرعي في محافظة ديالى ، مؤكدةً على أهمية تحليل خصائص التربة بدقة لتحديد نوع الأساسات المناسبة وضمان الاستقرار الإنشائي.
وفي سياق متصل ، حللت دراسة أخرى بجامعة الموصل عام 2020 تصميم جسر معدني بسيط فوق جدول مائي، مع التركيز على خفض التكاليف الإنشائية مع الحفاظ على معايير الأمان.
وقد أوصت الدراسة بالاعتماد على الفولاذ المجلفن للحد من مشاكل التآكل البيئي.
مؤخراً ، استكشفت أبحاث في الجامعات العراقية دمج مبادئ الاستدامة في تصميم الجسور، وذلك من خلال استخدام مواد محلية صديقة للبيئة وتطبيق أساليب بناء تقلل من الأثر البيئي.
تشكل هذه الأبحاث مرجعاً قيماً للدراسات الحالية ، حيث توفر أساساً معرفياً لتبني الخيارات الأكثر ملاءمة من حيث المواد، والتصميم، ومعايير الأمان، بما يتماشى مع المتطلبات الخاصة بكل موقع.
الفصل الثاني : الوصف العام للمنطقة محل الدراسة
تقع منطقة الدراسة في قرية جنوب شرقي محافظة بغداد، يخترقها نهر فرعي صغير متفرع من نهر ديالى ، فيشكل حاجزاً طبيعياً يفصل بين طرفي القرية.
يتراوح متوسط عرض النهر بين 12 و15 متراً ، بينما يتراوح عمقه في موسم الجفاف بين 1.5 و2 متر ، وقد يصل إلى 3 أمتار في موسم الأمطار.
يُعد هذا النهر أحد الروافد المهمة التي يعتمد عليها الأهالي في ري الأراضي الزراعية ، كما أنه مسار لتصريف مياه الأمطار الموسمية.
تتميز المنطقة بسطحها المنبسط وتربتها الطينية الممزوجة بطبقات رملية ، ما يجعلها مناسبة لإنشاء أساسات ضحلة للجسر مع اتخاذ احتياطات خاصة فيما يتعلق بالتماسك والهبوط.
أما مناخ المنطقة فيتميز بارتفاع درجات الحرارة صيفاً وهطول أمطار متوسطة شتاءً ، مما يستدعي مراعاة تغيرات منسوب المياه في التصميم الإنشائي.
يقطن القرية حوالي 3000 نسمة ، يعتمدون في دخلهم بشكل أساسي على الزراعة وتربية المواشي.
يعاني السكان من صعوبة التنقل بين جانبي النهر ، خاصة خلال مواسم الفيضان ، مما يؤدي إلى تعطل الدراسة وصعوبة وصول الخدمات الصحية.
لذا ، فإن إنشاء جسر صغير في هذا الموقع يمثل ضرورة حيوية لتحسين حياة السكان ، وتعزيز النشاط الاقتصادي ، وربط الأراضي الزراعية بمناطق التسويق ، بالإضافة إلى تحسين الوصول إلى الخدمات الأساسية.
اولاً : الموقع الجغرافي للنهر
يقع النهر قيد الدراسة في جنوب شرق محافظة بغداد ، مارًا بقرية زراعية تابعة لناحية جسر ديالى.
يعتبر هذا النهر فرعًا صغيرًا من نهر ديالى الرئيسي ، الذي هو أحد الروافد الهامة لنهر دجلة.
يبلغ طول النهر حوالي 18 كيلومترًا قبل أن يصب في نهر ديالى.
يمر عبر أراضٍ زراعية منخفضة نسبيًا ، مما يجعله ذا أهمية كبيرة في ري المحاصيل الزراعية وتغذية المياه الجوفية.
تحيط بالنهر أراضٍ زراعية خصبة تُزرع فيها الحبوب والخضروات ، كما تنتشر بساتين النخيل والأشجار المثمرة على جانبيه.
يستخدم النهر أيضًا كمصدر لمياه الري في مواسم الجفاف ، ويعمل كقناة لتصريف مياه الأمطار والفيضانات خلال فصل الشتاء.
يتراوح عرض النهر في منطقة الدراسة بين 12 و15 مترًا ، ويبلغ متوسط عمقه حوالي 2 متر، وقد يصل إلى 3 أمتار في مواسم الأمطار الغزيرة.
يُعد الموقع مثاليًا من الناحية الجغرافية لإنشاء جسر صغير يربط بين طرفي القرية الهامين: أحدهما يضم التجمعات السكنية والمرافق العامة كالمدرسة والمركز الصحي ، والآخر يحتوي على معظم الأراضي الزراعية ومناطق الإنتاج.
كما أن قربه من طريق ريفي رئيسي يجعل من الجسر المقترح عنصراً حيوياً لتحسين حركة النقل وتنشيط التبادل التجاري داخل القرية ومع المناطق المجاورة.
ثانياً : الخصائص الجيولوجية للتربة
تُعد دراسة الخصائص الجيولوجية لتربة موقع المشروع خطوة جوهرية في تصميم المنشآت الهندسية ، وبشكل خاص الجسور ، نظراً لتأثيرها المباشر على استقرار الأساسات وسلامة المنشأ.
تقع منطقة الدراسة ضمن سهل رسوبي منبسط يتكون أساساً من رواسب نهرية حديثة تشكلت بفعل فيضانات نهر ديالى وروافده ، وتتميز هذه الرواسب بطبيعتها الطينية الرملية المختلطة.
تشير نتائج الفحوصات الجيوتقنية الأولية إلى أن التربة السطحية تتألف من طبقة طينية ذات صلابة تتراوح بين اللينة والمتوسطة ، بسمك يبلغ 1.5 إلى 2 متر، تليها طبقة رملية طينية أكثر تماسكاً تمتد حتى عمق 5 أمتار تقريباً.
توفر هذه الطبقة قدرة تحمل جيدة تتراوح بين 150 و 200 كيلونيوتن/م²، وهي قدرة كافية لإنشاء أساسات سطحية أو قواعد منفصلة للجسر المقترح.
كما بينت التحاليل أن منسوب المياه الجوفية في الموقع منخفض نسبياً ، الأمر الذي يقلل من مخاطر الطفو أو الهبوط غير المنتظم.
إضافةً إلى ذلك ، تتمتع التربة بدرجة نفاذية مقبولة تسمح بتصريف مياه الأمطار الزائدة ، إلا أنها تستدعي تصميم نظام صرف فعال حول الأساسات لتفادي تجمع المياه خلال فترات الفيضان. وبشكل عام ، فإن الخصائص الجيولوجية للموقع تُعتبر ملائمة لإنشاء جسر صغير بوزن إنشائي متوسط ، مع التأكيد على ضرورة إجراء اختبارات تفصيلية إضافية ، مثل اختبارات القص والهبوط، لضمان تحقيق أعلى مستويات الأمان والاستقرار على المدى الطويل.
ثالثاً : الخصائص الهيدرولوجية (معدل الجريان والفيضان)
تُعد الخصائص الهيدرولوجية للنهر عاملاً أساسياً في تصميم أي جسر ، إذ تؤثر مباشرةً في تحديد أبعاد المنشأ وارتفاعه ونوع الأساسات.
يتبع النهر نمطاً موسمياً في الجريان يتأثر بالأمطار وعمليات الري.
يتراوح معدل الجريان الوسطي في موسم الجفاف بين 3 و 5 م³/ثا، وهو معدل منخفض نسبياً يحافظ على مستوى مياه ثابت.
أما في موسم الأمطار ، الممتد من تشرين الثاني إلى نيسان ، فيرتفع الجريان ليصل إلى 10-15 م³/ثا، وذروته في شباط وآذار نتيجة ذوبان الثلوج وزيادة الهطولات.
تسجل بعض السنوات فيضانات موسمية قد ترفع منسوب المياه بمقدار 1.0-1.5 متر فوق المستوى الطبيعي ، مما يستدعي تصميم الجسر بارتفاع كافٍ لتجنب تأثيرات الفيضان وضمان عدم غمر السطح الإنشائي.
كما يجب دراسة سرعة الجريان القصوى ، التي قد تصل إلى 2.5 م/ثا أثناء الذروة الهيدرولوجية ، لتصميم أساسات تتحمل قوى النحت والتآكل.
بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري مراعاة توجيه الجريان عبر مقاطع تصريف كافية تمنع تراكم الحطام وتقلل احتمالات انسداد المجرى.
إن الفهم الدقيق لهذه الخصائص يضمن تصميماً آمناً ومستداماً للجسر، قادراً على مقاومة الظروف الهيدرولوجية المتغيرة على مدار العام .
للحصول على البحث كاملاً باللغتين العربية و الانكليزية و بملفين وورد و PDF يرجى مراسلتنا على واتس اب 07807256912 ، علماً بأننا مستعدون لكتابة جميع بحوث التخرج و خلال فترة وجيزة و ماعليكم سوى ارسال اسم البحث .
سوق بسماية 18/10/2025