Table of Contents
فهم المخاطر السيزمية التي تتعرض لها الهياكل الأساسية للمطارات
ومن ثم فإن معظم عمليات الترميم التي تُجرى في مناطق الخطر السطحي والتي تُعتبر في معظم الأحيان بمثابة نقاط ضعف في مناطق التربة، مما يجعل من الصعب جداً أن تكون في معظم الأحيان، وأن تكون هذه العمليات، وأن تكون بمثابة مدخلات، وأن تكون في معظم الحالات، وأن تكون هذه العمليات، وأن تكون بمثابة عوامل أخرى، وأن تكون هذه العمليات، وأن تكون بمثابة عوامل أخرى، وأن تكون هذه العمليات، وأن تكون في معظمها عوامل أخرى، وأن تكون ذات أهمية بالنسبة إلى حد بعيدة، وأن تكون، وأن تكون هذه العوامل، وأن تكون، وأن تكون، وأن تكون، وأن تكون، وأن تكون، وأن تكون، وأن تكون، وأن تكون، في الوقت المناسب، وأن تكون، في الوقت المناسب، وأن تكون، في الوقت المناسب،
وقد اتضحت نتائج التصميم السيزمي غير الكافي بشكل صارخ من الانهيار الجزئي لمحطة مطار مكسيكو الدولي خلال الزلزال الذي وقع في عام ١٩٨٥ - ليس بسبب خطأ محلي، ولكن بسبب الرواسب البالية التي تهتز بها البقعة، مما أدى إلى وضع مدونات أكثر صرامة لتصميم المرافق الحيوية، وفي الآونة الأخيرة، فإن الزلازل التي وقعت في تركيا - سوريا في عام ٢٠٢٣ قد ألحقت أضرارا في طريق الطائرات في مطار أدانا شكيرباشا.
الاستراتيجيات الهندسية الرئيسية للمقاومة السيزمية
ويضم تصميم المطارات الحديثة المقاومة للزلازل مستويات متعددة من الدفاع: النظم الهيكلية التي تستوعب الطاقة وتشتتها، والحلول الأساسية التي تخفف من الفشل الأرضي، وتكرار النظم غير الهيكلية، والاستراتيجيات الواردة أدناه تمثل الحالة الراهنة للممارسة، وكلها تتطلب معايرة دقيقة لموجز المخاطر الخاص بالمطار وميزانية البناء والمطالب التشغيلية.
نظم عزل القاعدة
كما أن العزلة الأساسية تفصل بين الهيكل الأفقي للحركة الأرضية، وذلك بإدخال علامات مرنة بين المؤسسة والهيكل الخارق، أما بالنسبة لمحطة المطارات التي كثيرا ما تكون بها مناطق أرضية كبيرة، ووصلات غير نظامية للمركبات الأرضية، والعلامات المطاطية العالية العينات، أو نظم الخماسي الاحتكاك، فتتيح تخفيض القوى الزلزالية بمقدار 3 إلى 5 مقارنة بتصميم ثابت في مطار سان فرانسيسكو الدولي(7).
تعزيز الأطر الهيكلية وتصميم الأدوات
فإحكام إطارات الخرسانة والصلب المصممة للخصوبة - القدرة على الخضوع لتفككات كبيرة في الجمود دون انهيار - تمهيد العمود الفقري لمعظم مباني المطارات المقاومة للزلازل - يستخدم المهندسون أطراً خاصة للتشهير باللحظات، وأجهزة تقويمية مجهزة بالبطانات، وحواجز قذيفة لإنشاء آلية لتفكك الطاقة.
نظم التدمير
وتضيف أجهزة الترميم التكميلية نسبة 10 في المائة إلى 30 في المائة من الرطوبة الحرجة إلى هيكل ما، مما يقلل من حجم الارتجاجات ومستويات التسارع، وتشتمل أجهزة التفتيش المثبتة على أجهزة الركاز الفولية، وأجهزة الركاز المزودة بالبلازمين، وأجهزة الركام المعدنيين على الأغلفة المثبتة في المطارات (التي هي طويلة ومرنبة) وفي أسطح الزلازلية طويلة.
التحسينات المؤسسية
فالتقلبات الأرضية السيزمية، والتسوية، والانتشار الأفقي - يمكن أن تجعل المطار غير قابل للتشغيل حتى إذا ظلت البنية الخارقة سليمة، وتشمل تقنيات التخفيف الأعمدة الحجارية العميقة، والاختلاط في التربة، والأسس المكدسة لنقل الحمولات إلى طبقات ذات كفاءة، كما أن طرق التهريب والرسوم، وتحسين الأرض باستخدام الدمج الدينامي أو زيادة الرش المحتملة في التربة.
حماية النظام غير الهيكلي
فالإخفاق في الحد الأقصى المعلق، ونظم الرش، والمصاعد، ومعدات مناولة الأمتعة، والإضاءة يمكن أن يسبب إصابات، وطرق الهروب من المباني، وعمليات المطارات غير القابلة للتلف، وتشمل الحلول الهندسية ملصقات مرنة للزلازل للمعدات الميكانيكية والكهربائية، وتقويم السقف المعلق، وقطع الغيار للأجهزة الإلكترونية الحساسة، وتقتضي معدات التصاميم ذات المستوى التشغيلي(ل)
اعتبارات التصميم الخاصة بهيكل مطارات محددة
ويعرض كل مجال وظيفي من مجالات المطار أهدافا متميزة للأداء السيزمي وقيود التصميم، وتورد الفروع التالية بالتفصيل النهج الهندسي للعناصر الرئيسية.
المباني النهائية
والمباني النهائية هي تجمعات معقدة من سقف واسعة النطاق، وخطوط أرضية طويلة، وحيطان ستائرية، وأرضية آلية متعددة، ويضع المهندسون في مرتبة الصدعية هيكلاً رئيسياً غير مكتمل من حيث السلامة على الحياة تحت أقصى درجات الزلازل المعتبر، ويشغلون مباشرة زلزالاً من حيث التصميم، ويسمحون باستئناف العمليات بسرعة، بما في ذلك استخدام أكواخ خفيفة أو أطر فضائية.
مهربين، سيارات أجرة، ومروجين
كما أن نظم الدفع للممرات والمنتجات يجب أن تظل سليمة ومخططة لدعم حمولات هبوط الطائرات، كما أن الرصيف الخرساني الممزق الذي يتراوح عادة بين 400 و600 ملم، يعزز بمسدسات أو ألياف فولاذية ويوضع على قاعدة فرعية معالجه، ويستلزم التصميم السيزمي توفير مفاصل للتوسع تتيح التنقل دون إحداث مضاهاة للخط، واستخدام أغطية مغلفة أو توزيع مكثف باستمرار.
برج المراقبة
وتمتد أبراج المراقبة إلى أعاليها، وتتكون هياكلها من محركات ثقيلة ذات غطاء عالي، وتركيزها على الكتلة، وتنظم تصميمها السيزمي السلامة الهيكلية، والحاجة إلى إبقاء نوافذ سيارات الأجرة، والتجهيزات، والمعدات الحساسة تعمل، وكثيرا ما يتم تركيب أجهزة التدليك المزودة بأجهزة قياسية تعمل على الحد الأقصى من أجهزة التكتل، بحيث تكون مصممة أيضا لربطات الريح المتزامنة والكمائن.
مرافق المشنقة والصيانة
وتحتاج المظلات إلى قطع من مسافة تتراوح بين ٦٠ و ١٢٠ مترا مع وجود أبواب كبيرة على جانب أو أكثر، ويؤدي عدم وجود صواعق عمودية على طول الباب إلى إيجاد إطار مرن يمكن أن يكون عرضة لعدم الاستقرار خارج نطاق الخطة، ويستخدم المهندسون أُطرا فولاذية ذات أكوام مثبتة بالركب أو نظم صدع أو أعمدة مائل لنقل حمولات جانبية.
نظم الوقود والمرافق تحت الأرض
فزراعة الوقود، والنظم الهدرائية، وشبكات الصعاب الأرضية هي خطوط حياة يجب أن تظل مسربة أثناء وبعد وقوع زلزال، كما أن الانقلابات المرنة، وثغرات التوسع، وصمامات العزل السيزمية هي من المعايير، كما أن أنابيب الحديد المدفنة أو الموصلات ذات المفاصل المزودة بمفاصل مثقلة (مثلا، أراض ميغابايت ذات قيود ميكانيكية) يفضل عليها أن تمنع الفولاذية أو صها.
نظم معالجة الأمتعة والمواهب
وتشمل نظم معالجة الأمتعة الآلية أميال من الموصلات المترابطة، وآلات الفرز، والطرق المرتفعة، والزحف السيزمي، والفجوات العزلة في المفاصل الهيكلية، وخطوط الكابل المرنة، وفي حالة حدوث حدث زلزالي، يمكن تصميم النظام بحيث يغلق بشكل مجيد ويزيل نفسه لتجنب التشويش، ثم يستأنف مع الحد الأدنى من التدخل اليدوي.
دراسات الحالات وأفضل الممارسات
وتوفر دراسة التنفيذ في المطارات الدولية الرئيسية معايير كمية للأداء السيزمي.
San Francisco International Airport (SFO)
وقد صممت محطة الفضاء الدولية )١٩٩١-٢٠٠٠( بعزلة قاعدية كرد مباشر على زلزال لوما برييتا لعام ١٩٨٩، الذي تسبب في أضرار كبيرة لبنى النقل الأخرى، وتستخدم المحطة ٢٦٧ من الملامح الخماسية الاحتكاكية، وكلها قادرة على ضربة ٢٠ بوصة، وتُحاط بشعار زلزالي، ويتيح الاصلاح والرصد في الوقت الحقيقي للمشغلين تقييم حالة العزلة الغربية بعد انقضاء فترة على المهل.
مطار طوكيو هانيدا
وقد قامت شركة هانيدا، التي بنيت على الأراضي التي استعيدت ملكيتها في خليج طوكيو، بتنفيذ تحسينات كبيرة على الأرض وبطء هيكلي، وتعزل المباني الطرفية باستخدام المطاط العالي التقاط، وتعاني المجرىات من نقص في الأعمدة الحجرية لمنع التسك، وقد ظل المطار يعمل بعد الزلزال الذي ضرب توهوكو في عام 2011 رغم الركود الشديد والواس الواسع النطاق في المنطقة المحيطة.
اسطنبول مطار جديد
وقد صمم المطار في عام 2018، بحيث بلغ 0.4 كيلوغراماً، مع مستويات الأداء المستهدفة للشغل الفوري لبرج المراقبة في محطاته واستمرارية تشغيله، واستُخدمت العزلة في القاعدة، والناقلات، والأطر الملموسة الخلايا، وشملت عملية التصميم إجراء تحليل زمني متقدم غير خطي باستخدام نماذج أرضية محددة للمواقع.
مطار لوس أنجلوس الدولي
وقد خضع برنامج " لاكس " للارتداد والتوسع في استخدام العزلة الأساسية والأطر الصلبة المعززة في المطار، وتشمل خطة الزلازل في المطار بروتوكولات للتقييم السريع ولوازم الإصلاح التي سبقت التجهيز لمركز الاستجابة لحالات الطوارئ.
مدونات ومعايير وأهداف الأداء
وفي الولايات المتحدة، تخضع هياكل المطارات لمجموعة من قواعد السلوك الدولي (مدونة المباني الدولية) مع أحكام الزلازل 7 الصادرة في إطار اتفاق السلام في الشرق الأوسط، ومدونات محددة حسب الدولة (مثلاً، مدونة مبنى كاليفورنيا)، وتوجيهات وكالة الطيران المدني الدولي، حيث تحدد مجموعة المخاطر: ومعظم محطات المطارات وأبراج المراقبة هي الفئة الرابعة (المرافق الأساسية)، مع وجود عامل هام قدره 1.5 في كثير من الأحيان، وقابلية للانهيار أقل من 150 في المائة في المنهج الدراسي().
ويتزايد إلزامية تصميم الزلازل على أساس الأداء بالنسبة لمشاريع المطارات الكبيرة، ويتيح هذا البرنامج للمهندسين أن يثبتوا من خلال تحليل غير خطي أن الهيكل يفي بأهداف معينة من قبيل العائمة والتسارع وقابلية الموصلات، وقد استخدم هذا النهج في نظام قطار مطار دنيفر الدولي وفي محطة مطار هونغ كونغ الدولية.
الاتجاهات المستقبلية والتكنولوجيات الناشئة
كما أن نظم التهاب الأنسيابية المتوافقة التي تستخدم السكك الحديدية الشكلية، والبراز الذاتية، والأطر الصخرية يجري اختبارها في أجساد الجيل القادم من هياكل المطارات، كما أن مفاهيم التصميم ذات الارتفاع المنخفض، مثل المناطق الخليعة البلاستيكية القابلة للاستبدال والوصلات التي تلت فترة الانتقال، تعد بتقليص وقت الانكماش بعد وقوع حدث زلزالي، كما أن نماذج الزلزال التي تُعد بآلاف.
وتتناغم الاستدامة والقدرة على مواجهة الزلازل: استخدام الخرسانة ذات الطراز الفولاذي ذي الطراز العالي التدوير في إطارات الموصلات، وإدماج متعهدي القاع ذات نظم أسطح خضراء تقل فيها آثار الجزر الحرارية الحضرية، ويتمثل التحدي الذي يواجهه العقد المقبل في خفض تكلفة هذه النظم المتقدمة بحيث يمكن إعادة استخدامها في المطارات القائمة، التي كثيرا ما تكون لها عقود من عمر الخدمات المتبقية وصورات محدودة للبناء.
خاتمة
ويجب أن تتصدى الحلول الهندسية المقاومــة للزديــات في هياكل المطار لتحدي على مستوى النظم يجمع بين الهياكل الأساسية والجيوتيكية وغير الهيكلية والقدرة على التكيف التشغيلي، ومن محطات طرفية معزولة إلى ممرات مخففة للسيك وأبراج للمراقبة المبطنة، ثبت أن النهج المصمم حسب المستويات والمصمم خصيصاً لمواقع محددة هو نهج فعال في جميع أنحاء العالم، حيث أن نماذج المخاطر السيزمية لا تزال تتطور وتوقعات من المطارات.