Table of Contents
إن شركة فينك تروس هي أحد أكثر الابتكارات تأثيرا في هندسة الجسر في القرن التاسع عشر، التي وضعت خلال فترة من التصنيع السريع وتوسيع السكك الحديدية، وهذا التشكيل المميز للثروات يوفر مزيجا من الكفاءة المادية، والقوة الهيكلية، وسهولة البناء التي جعلتها مطحنة لخطوط السككك الحديدية وجسور الطرق السريعة في جميع أنحاء الولايات المتحدة وأوروبا.
The Genesis of the Fink Trus: Albert Fink and the 19th Century Context
وقد اخترع آل فينك تروس من قبل ألبرت فينك، وهو مهندس مدني أمريكي حديث الولادة من ألمانيا، ومسؤول عن سكة الحديد، حوالي عام 1854، وولد فينك في عام 1827 في دوتشي الكبير من هس وهاجر إلى الولايات المتحدة في عام 1849، حيث وجد عملا مع شبكة السكك الحديدية الأمريكية الآخذة في التوسع السريع، وعمله على خط السك الحديدية في بالتيمور، ثم قام بحملة لويزفيل فيل.
ولم يظهر تصميم الفرن في فراغ، فقد شهد أوائل الخمسينات تجربة مكثفة في شكل صدع: استخدمت عصابات الهوي (1840) أعضاء التعبئة الرأسية للأخشاب وقوارير التوتر الحاد؛ وعكست ترايك برات (1844) نمطاً متنوعاً، وأقرَّت الحكومة بأن الترسانات التي تحتوي على مواضع مُحدِّدة من الرواسب المُصنَّفة في سلسلة من المثلثات المُعبة.
كان التوقيت حاسماً، كانت الولايات المتحدة تمر بازدهار بناء الجسر حيث تم دفع السكك الحديدية غرباً، وعبر الأنهار و الأنهار التي لا تحصى، كان المهندسون بحاجة إلى تصميمات اقتصادية في المواد، وسرعة إلى الصنع، وبساطة التجمع في الميدان، و(فينك تروس) استوفى هذه المعايير بشكل مثير للإعجاب، و خلال عقد من الزمن تم تبنيها بواسطة كبار السك الحديدية وإدارات العليا
Antomy of the Fink Trus: Design Principles and Mechanics
في حالة التوتر الأساسي، فإن شاحنة الفول السوداني هي ثديين متوازيين تتألف من تشخيصات وعمودية مرتبة في نمط تكراري، ويمكن وصف النموذج الأساسي بأنه سلسلة من مثلثات الإيزوسل وضعوا من القاعدة إلى القاعدة، مع كبر كل مثلث مرتبط بالقطعة.
ويمكن تصنيف الخيوط الوردية إلى نوعين فرعيين رئيسيين: Fink through Trus]، حيث يكون السطح في الطابق السفلي من الرصيف وتمر حركة المرور بين خطوط الترسبات، و[ شاحنة شاحنات الرفع من السطح ، حيث توجد صيغ من الرصيف فوق سطح السفينة.
ومن المزايا الميكانيكية الحاسمة لشاحنات فينك هي قدرتها على توزيع حمولات مركزة مثل عجلات القاطرة في القاطرة عبر مفاصل متعددة، وفي تراشف نموذجية بدون مضادات، يمكن أن تُستخدم الحمولات في نقطة منافذ السفر عبر الشبكة على أقصر طريق إلى الدعم، وفي نمط الوردي، تُحدث الدياغون عدة أنواع من الحمولات المتاخمة:
مقارنة بين شاحنات الوردية وأجهزة التثبيت وأجهزة التطويق وأجهزة التطويق وأجهزة التطويق وأجهزة التنظيف وأجهزة التنظيف وأجهزة التنظيف وأجهزة التنظيف وأجهزة التنظيف
المزايا التي تبنّي
الكفاءة المادية ووفورات التكاليف
فأكبر فائدة اقتصادية من حق شركة فينك تروس هي استخدامها الاقتصادي للكي الحديدية، ونظرا لأن الاضطرابات التي تكتنفها التوترات البحتة، يمكن أن تُصنع من قضبان صغيرة نسبيا من القطع المتناثرة مقارنة بالأعضاء المضغوطين في تصميمات أخرى، مما يقلل من التكلفة المادية ووزن الجسر، مما يسمح بعوامل أطول دون أسس أثقل نسبيا.
الجمعية العامة التحضيرية والسريعة
وكانت الخيوط الوردية من بين أول أنواع الجسور التي يتعين توحيدها وشحنها من محلات التلفيق كمجموعات جاهزة، وكان من شأن تكرار الأزواج التشخيصية والرأسية أن يغطي عدد صغير من أحجام المكونات مجموعة واسعة من الطول، إذ أن البناء في الموقع لا يحتاج إلا إلى إنشاء الخيوط وربط الأربطة، مما أدى إلى تقليص وقت التشييد بشكل جذري مقارنة بـ " المصانع " .
القدرات على نطاق واسع
وفي حين أن هذه التراب غير قادرة على قطع أشواط من الصلب في وقت لاحق أو على جسور معلقة، فإن تصاميم فينك تصلح بشكل جيد لمسافات متوسطة تتراوح بين 80 و200 قدم (من 24 إلى 61 مترا)، وهذا يغطي الغالبية العظمى من خطوط السككك الحديدية والطرق السريعة في حقبة الخيوط والقضبان والخطوط الفاصلة بين المناطق الحضرية، وبالنسبة للمرورات الطويلة، يمكن وضع مواسير متعددة من الخنادق في سلسلة مصممة ذات تكلفة.
هاء - سهولة التفتيش والإصلاح
ونظرا لأن شاحنات الورد تستخدم عددا قليلا نسبيا من قضبان التوتر التي كانت متاحة للجميع من سطح السفينة أو من شعاعات الأرض، فإن أطقم الصيانة يمكنها أن تفتش كل عضو بصريا وتشدد أو تحل محل القضبان دون الحاجة إلى قطع متخصّص، وقد خفضت هذه الميزة التشغيلية تكاليف الملكية الطويلة الأجل للسكك الحديدية، التي قيّمت عمليات تفتيش سريعة وآمنة.
شاحنة الفرنك في سكة الحديد ومبنى جسر الطريق السريع
The hiday of the Fink Trus was roughly from 1855 to 1900. During this period, thousands of bridges were built to the Fink pattern, particularly by the Baltimore " Ohio Railroad, the Louisville " and various turnpike and road commissions. Many of these bridges were built as deck trus[FT easy track:]
One well-known surviving example is the Unger’s Mill bridge] (also known as the bridgeport bridge) in Bedford County, Pennsylvania, built in 1882. This wrought-iron through truss is one of the few remaining Fink truss bridges in the United States and is listed on the National Register of Historic Place
وفيما وراء الولايات المتحدة، وجدت شركة فينك تروس طلبا في أوروبا، ولا سيما في ألمانيا وفرنسا، حيث اعتمد شركاؤه السابقون براءات وممارسات ألبرت فينك، واستُخدم هذا النوع أيضا على نطاق واسع في بناء جسور سكك حديدية في الهند وأستراليا، جلبه مهندسون بريطانيون دربوا تحت تأثيرات أمريكية أو قارية.
علامة لاستقبال: شاحنات فينك في منطقة بالتيمور، أوهايو سكك حديد
(ب) شركة BO Railroad، حيث كان فينك قد استخدم في وقت مبكر من حياته المهنية، شيدت عددا من المواسير المميزة في الفرنك، وكان أحد أهمها جسرا مزدوجا على نهر بوتوماك في هارس في فير، فيرجينيا الغربية، الذي استخدم ترسانات الوردية لكل من القناة الرئيسية وطريقه إلى التوابل، على الرغم من أن جسر هارس فيري قد استبدل في القرن العشرين، فإن مكوناته الأصلية
الوصايا والوقوف
وبحلول نهاية القرن العشرين، بدأت تُحلّل تصاميم جديدة بأجهزة التفجير المغناطيسي، وقد ساهمت عدة عوامل في انخفاضها:
- Hogback Phenomenon: ] because the Fink Trus concentrated loads in certain diagonals, long-term use sometimes caused the top chord to develop a sag or "hogback " shape, reducing structural capacity and requiring costly retrofitting.
- Shift to Steel:] As structural steel became cheaper and more widely available, engineers preferred trusses with more uniform stress distributions, such as the Warren truss, which used equilateral triangles and allowed simpler, all-steel construction without the need for mixed tension/compression materials.
- Heavier Locomotives:] Late-19th-century locomotives grew heavier and more powerful, exceeding the load limits originally designed for Fink trusses. Retrofitting was expensive, and many railroads chose to replace entire spans with newer truss types.
- Poor Performance Under Reversed Loads:] The Fink Trus was sensitive to wind up lift and lateral forces. In the absence of counter diagonals, the long tension rods could go slack and then snap under sudden heavy loads, a failure mode that became more problematic as bridge traffic increased.
ونتيجة لذلك، فإن شركة فينك تروس قد خرجت إلى حد كبير عن نطاق استخدامها في عام 1910، غير أن مساهماتها في النظرية والممارسة المطابقتين قد خُصصت بالفعل في مجال التأديب المتطور للهندسة الهيكلية، وكثير من ابتكاراتها - مثل استخدام قضبان التوتر القابلة للتكيف والوصلات النموذجية للمحل - ممارسة نمطية للأجيال.
الدراسة الحديثة
اليوم، تُعدّ شركة فينك تروس في المقام الأول ذات أهمية تاريخية، ولكن هذا الاهتمام هام، إذ تُنجى عشرات من جسور الكنز الأصلية في الولايات المتحدة، ومعظمها في المناطق الريفية حيث سمحت لها حمولات المرور المنخفضة بالبقاء في الخدمة لفترة أطول، وهناك العديد منها مدرج في السجل الوطني للمواقع التاريخية، وهناك عدد قليل منها مفتوح أمام المشاة أو المركبات الخفيفة كجزء من طرق التراث الثقافي.
(ب) بالإضافة إلى ذلك، فإن جهود الحفظ كثيراً ما تتحدى المهندسين.() ولا يمكن استبدال الأعضاء الجدد الذين يرتدون العجلات، ويجب أن تحترم أي إعادة طرق اختلاق في القرن التاسع عشر مع استيفاء معايير السلامة الحديثة([FLT:])([العملية المتكاملة]) [العملية الميدانية:]]]) و[الرسم:
وبالنسبة للمهندسين الحديثين، فإن دراسة الترسبات الوردية توفر نظرة ثاقبة على تحليلات التعبئة المبكرة وإبداع التصميم قبل الزواج، وتُستخدم نماذج الحاسوب من الخنادق التاريخية في دورات الهندسة الهيكلية الجامعية لتعليم الطلاب كيفية تقييم الترسبات الزائدة عن الحاجة وتوزيع الحمولة على أساس الجاذبية، كما توضح هذه التصميمات القيود العملية التي تنطوي على اختلاق القرن التاسع عشر - حدود الحديد المبتدئ، واستخدام الرواسب.
الإرث والتأثير على الهندسة الحديثة
وفي حين أنه لن يتم بناء جسر حديث طويل المدى باستخدام شاحنات فينك نقية، فإن المبادئ التي يتضمنها لا تزال ذات أهمية، فمفهوم استخدام التشخيصات المتوترة فقط مع العمود الفقري المضغوط يظهر في العديد من الخنادق الخفيفة الحديثة، مثل تلك المستخدمة في جسور المشاة وهياكل السقف، كما أن التركيز على الاقتصاد المادي والعناصر القابلة للتكرار قد أدى إلى ظهور صناعة الجسور الحديثة المهيأة التي تنتج الآن.
كما كان لعمل ألبرت فينك أثر دائم على مهنة الهندسة، وهو عضو مؤسس ورئيس لاحق للرابطة، كما أن كتاباته على تصميم الجسور واقتصاد السكك الحديدية قد عززت إضفاء الطابع المهني على الهندسة المدنية في الولايات المتحدة، وبالتالي فإن شركة فينك تروس ليست مجرد أداة تاريخية وإنما هي حجرة خطوة في تطور التصميم الهندسي الهيكلي الذي يتوازن مع الهندسة والفنية والضرورة الاقتصادية والعملية.
وبالنسبة لأي مهندس أو مؤرخ مهتم بجذور البنية التحتية الحديثة، فإن شركة فينك تروس تستحق دراسة دقيقة، وهي تمثل لحظة قام فيها أحد المهندسين المخترعين - ألبرت فينك - بصياغة حل من شأنه أن ينتقل إلى تجارة أمة متنامية عبر خطوط ووادي لا حصر لها، مما يترك خلفاً لا يزال مرئياً في حمالات الجسور المحمية التي تلت حمض النووي.