أطول جسر للسكك الحديدية مزدوج الفولاذ المقاوم للصدأ في السويد

ستوكهولم، العاصمة السويدية، مثل العديد من المستوطنات المائية، لا يمكنها العمل بدون شبكة الجسور. أكثر من 340.000 شخص يعبرون الحدود سودرستروم  جسور السكك الحديدية كل يوم. ولكن بعد 60 عاما من الاستخدام المكثف، كانوا في حاجة إلى سلعة   إصلاح . في عام 2013، قررت إدارة النقل المحلية أنه على الرغم من أن الأساسات كانت في حالة جيدة، إلا أن هياكل الدعم المصنوعة من الفولاذ الكربوني أسفل المسارات كانت متآكلة بشدة، كما تجاوزت الجسور أيضًا عمر الكلال المحدد لها. لذلك، في عام 2017، بدأ العمل على استبدال جميع الهياكل الأربعة القديمة المصنوعة من الفولاذ الكربوني بفولاذ مقاوم للصدأ مزدوج 2404. يبلغ طول كل جسر سودرستروم 192 مترًا ويتكون من 12 قسمًا جاهزًا. من حيث الطول الإجمالي، يعد جسر السكة الحديد الجديد أطول جسر من الفولاذ المقاوم للصدأ تم بناؤه على الإطلاق.  

الهياكل المزدوجة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ: أكثر من مجرد جماليات

عندما ظهرت هياكل الجسور المزدوجة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لأول مرة، تمت الإشادة بمظهرها الجميل، وظهرت تصميمات جديدة مثل جسر هيليكس في سنغافورة. اليوم، يبحث المصممون بشكل متزايد عن أكثر من مجرد جماليات في الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج، وذلك باستخدام قوته ومقاومته للتآكل في العديد من التطبيقات، حتى تلك المخفية، لإنشاء هياكل أخف من الفولاذ الكربوني في الماضي، باستخدام مواد أقل وتتطلب صيانة أقل. . جميع درجات الطباعة المزدوجة أقوى بمرتين على الأقل من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 ولها خصائص لحام جيدة، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات. أصبحت هياكل الجسور المزدوجة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ذات شعبية متزايدة في جميع أنحاء العالم نظرًا لعمر الخدمة الأطول ومتطلبات الصيانة المنخفضة.

على الرغم من دمج الفولاذ المقاوم للصدأ الهيكلي المزدوج في مواصفات التصميم حول العالم، إلا أن الفولاذ الكربوني لا يزال يهيمن على سوق بناء الجسور. تعتبر الجسور المصنوعة من الفولاذ الكربوني أقل تكلفة من الجسور المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، والجسور المصنوعة من الفولاذ الكربوني موجودة منذ أكثر من قرن وهي مألوفة جدًا في صناعة بناء الجسور وصيانتها. في المقابل، بدأ استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج لبناء الجسور الفولاذية في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ويعتبر مكلفًا على نطاق واسع.

سودرستروم  يعد جسر السكة الحديد، المحاط بالمياه، نقطة وصل رئيسية للركاب في وسط ستوكهولم، حيث يمر قطار كل 3 دقائق، أي حوالي 500 قطار يوميًا ©رولف52 | Dreamstime.com

التكلفة الحقيقية ل “حل منخفض التكلفة”  

يقع أرخبيل ستوكهولم في بيئة بحرية ويتعرض للتآكل من المياه قليلة الملوحة في مصب النهر وأملاح إزالة الجليد في الشتاء. لا تتمتع الجسور المصنوعة من الفولاذ الكربوني بمزايا مقاومة التآكل التي يوفرها الكروم والموليبدينوم وعناصر صناعة السبائك الأخرى، لذلك يجب طلاؤها أو حمايتها بطريقة أخرى لتحمل الظروف القاسية. للوهلة الأولى، يبدو أن الهياكل الأساسية الأربعة المبنية من الفولاذ الكربوني تكلف أقل من &يورو;2 مليون، في حين أن تكلفة الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج تكلف ضعف ذلك بتكلفة &يورو;4 مليون. لكن هذه الأرقام مضللة لأنها تأخذ في الاعتبار تكاليف التصنيع الأولية فقط. في الواقع، فإن التكلفة الإجمالية لهياكل الفولاذ الكربوني على مدار دورة حياتها أعلى بكثير لأنها تحتاج إلى إعادة طلائها كل 30 عامًا، أي ثلاث مرات خلال عمرها التصميمي البالغ 120 عامًا. تقدر تكلفة إعادة الطلاء والإصلاحات (باستثناء التكاليف غير المباشرة لإغلاق السكك الحديدية) بمبلغ &يورو؛ 60 مليون يورو خلال هذه الفترة، أي 30 ضعف الاستثمار الأصلي في المواد. بالنظر إلى تكاليف دورة الحياة بأكملها، يمكن تقليل التكلفة بشكل كبير باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج.

في حين أن جميع أنواع الفولاذ قابلة لإعادة التدوير بنسبة 100%، فإن خيار الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج له بصمة بيئية أقل. إذا تم اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل صحيح، فلن يتدهور هيكل الجسر بمرور الوقت. إذا تم اتباع متطلبات الكود وكانت الصيانة صحيحة، فيمكن للفولاذ المقاوم للصدأ أن يحقق متوسط ​​عمر متوقع غير محدود تقريبًا. كما أنها لا تتطلب أي معالجة سطحية ضارة بالبيئة لمنع التآكل. تتدهور هذه الطلاءات أو الدهانات بمرور الوقت ويمكن أن تلوث البيئة إذا تقشرت. يجب فحص الجسور المطلية بانتظام، وتعديلها كل بضع سنوات، وفي النهاية إزالتها بالكامل وإعادة طلاؤها كل 25 إلى 30 عامًا. قد يبدو هذا بسيطًا، ولكنه يعني إغلاق الجسر، وتركيب السقالات، وإحاطة الجسر بالكامل، وإعداد السطح قبل وضع الطلاء الجديد، والتقاط رقائق الطلاء التي تمت إزالتها، والتخلص من الطلاء القديم بشكل صحيح. تحمل أعمال الصيانة هذه أيضًا خطرًا معينًا لإصابة الأشخاص المعنيين. يتجنب الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج هذه التكاليف الصحية والبيئية المحتملة إلى حد كبير.

وقد قدرت إدارة النقل السويدية أيضًا أنه على مدى 120 عامًا، فإن التكاليف غير المباشرة التي يتحملها الجمهور بسبب الفقدان المؤقت لملاءمة البنية التحتية أثناء إصلاح وصيانة هياكل الفولاذ الكربوني ستزيد بمقدار &يورو؛3 مليار أخرى. وهذا يسلط الضوء على المنطقة’الاعتماد على هذه الجسور والتعطيل الكبير الذي يسببه الإغلاق لأعمال الصيانة والإصلاح.  

البناء والتركيب  

T هو سöتم تصنيع جسر ديرستروم من الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 2404، وهو أول جسر مصمم بهذه الدرجة من الفولاذ المقاوم للصدأ. يحتوي هذا الصف على 1.6% من الموليبدينوم، مما يساهم بشكل كبير في مقاومته لتآكل الشقوق وتآكل الحفر. في الواقع، لا يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 2404 بضعف قوة الخضوع للفولاذ المقاوم للصدأ 316 فحسب، بل إنه يتميز أيضًا بمقاومة التآكل الجوي المحسنة.

نظرًا لأن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ في التطبيقات الهيكلية الكبيرة يعد ممارسة جديدة نسبيًا، فإن مصانع الصلب لا تنتج عادةً عوارض I بأحجام قياسية مثل منتجات الصلب الكربوني. ومع ذلك، فإن الحزم التي يتم إنتاجها بكميات كبيرة غالبًا ما تستخدم مواد أكثر مما هو ضروري. يسمح التخصيص للمهندسين والمصممين بتحديد حجم القسم المطلوب بدقة، مما يوفر المعدن غير الضروري. ونتيجة لذلك، فإن كل قسم في Söتم تصميم جسر ديرستروم ليناسب الظروف البيئية للأرخبيل’المياه قليلة الملوحة.

تم تصنيع الحزم التي يبلغ ارتفاعها مترًا واحدًا في أوتوكومبو’مركز خدمة اللوحات. تم قطع القطع من الألواح باستخدام نفث الماء، ولحام القوس المغمور ثم تخليلها. ستال & قامت شركة Rormontage بعد ذلك بلحام مقاطع I-beam الجاهزة يدويًا باستخدام لحام TIG/MIG. تم نقل المقاطع الـ 48، التي تتراوح أطوالها من 16 إلى 24 مترًا ووزنها إلى 18 طنًا، إلى الموقع بواسطة بارجة وتم تركيبها. لتقليل الاضطراب، تم استبدال الجسور واحدًا تلو الآخر، مع نقل الركاب إلى مسارات صيانة بديلة. استغرقت عملية استبدال كل قسم من أقسام الجسر الاثني عشر أسبوعين، حيث تمت إزالة الهيكل القديم ليلاً ولحام الهيكل الجديد خلال النهار. في المجمل، تم استخدام 600 طن من الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 2404 في الأقسام الجديدة.

يتم لحام أقسام الجسر الجاهزة يدويًا في ورشة العمل © سانتåل.& Röريمونتاج AB

ترفع الرافعة البحرية أجزاء الجسر من البارجة وتضعها في مكانها © سانتåل. & Röريمونتاج AB

تم تركيب مسار جديد على بعد أمتار قليلة من القطار المتحرك © سانتåل. & Röريمونتاج AB  

مع اكتمال أعمال الاستبدال في عام 2021، سيتم النشاط على طول ستوكهولم’عاد خط السكك الحديدية الأكثر ازدحاما في البلاد إلى طبيعته. مشروع الترميم السويدي الضخم هذا ليس فريدًا من نوعه، حيث أن العديد من الجسور حول العالم تصل إلى نهاية عمرها التشغيلي. التصميم المزدوج ذو التفكير المستقبلي لـ سودرستروم يسلط Bridge الضوء على فوائد استخدام الفولاذ الهيكلي المقاوم للصدأ للجسور في المناطق الساحلية أو حيث يتم استخدام أملاح إزالة الجليد. سوف يلعب الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج المحتوي على الموليبدينوم دورًا متزايدًا في ترقيات البنية التحتية التي تشتد الحاجة إليها ومشاريع البناء الجديدة في جميع أنحاء العالم، لصالح البيئة والأشخاص الذين يعتمدون عليها