كوبري

كانت أقدم أشكال الجسور عبارة عن هياكل بسيطة لعبور الأراضي الرطبة والجداول، تتألف من ممرات خشبية أو جذوع أشجار . ^{[ 2 ] [ أ ]} استُخدمت الركائز - وهي عناصر أساسية في بناء الجسور - في سويسرا حوالي عام 4000 قبل الميلاد لدعم المنازل المبنية على ركائز فوق الماء. ^{[ 4 ]} بُنيت عدة جسور ذات أقواس ركائزية حوالي القرن الثالث عشر قبل الميلاد على يد حضارة الميسينيين في اليونان ، بما في ذلك جسر أركاديكو ، الذي لا يزال قائمًا حتى اليوم. ^{[ 5 ]} في القرن السابع قبل الميلاد، بنى الملك الآشوري سنحاريب قنوات مائية حجرية لنقل المياه بالقرب من مدينة نينوى ؛ عبرت إحدى هذه القنوات واديًا صغيرًا في جروان بخمسة أقواس ركائزية، وكان طولها 280 مترًا (920 قدمًا) وعرضها 20 مترًا (66 قدمًا) . ^{[ 6 ]} في بابل عام 626 قبل الميلاد، بُني جسر عبر نهر الفرات بطول يُقدّر بين 120 و200 متر (390 إلى 660 قدمًا) . ^{[ 7 ]} في الهند ، يذكر كتاب "أرثاشاسترا" لكاوتيلية بناء الجسور والسدود. ^{[ 8 ]} للصين القديمة تاريخ عريق في بناء الجسور، بما في ذلك الجسور الكابولية ، والجسور المعلقة، والجسور المبنية فوق القوارب العائمة. ^{[ 9 ]}       

بنى الرومان القدماء العديد من الجسور المتينة باستخدام تقنيات هندسية متقدمة. [ 10 ^{] استخدمت العديد} من القنوات المائية الرومانية - التي لا يزال بعضها قائمًا حتى اليوم - نمط القوس نصف الدائري. ^{[ 10 ]} ومن الأمثلة على ذلك جسر ألكانتارا في إسبانيا وجسر بونت دو غارد في فرنسا. ^{[ 11 ]} استخدم الرومان الإسمنت كمادة بناء، والذي كان يُخلط مع الصخور الصغيرة لتكوين الخرسانة ، أو يُخلط مع الرمل لتكوين الملاط لربط الطوب أو الحجارة. ^{[ 12 ]} كانت بعض أنواع الإسمنت الروماني، وخاصة تلك التي تحتوي على الرماد البركاني ، مقاومة للماء. ^{[ 13 ] [ ب ]} امتد جسر تراجان الضخم المصنوع من الخشب والحجر ( حوالي 105 ميلادي) فوق نهر الدانوب ، وكان طوله يزيد عن 900 متر (3000 قدم) . ^{[ 14 ]}   

يُعدّ جسر أنجي أقدم جسر حجري قائم في الصين ، وقد بُني بين عامي 595 و605 ميلاديًا خلال عهد أسرة سوي . ويكتسب هذا الجسر أهمية تاريخية لكونه أقدم جسر حجري مقوس مفتوح في العالم. ^{[ 16 ]} وقد استخدمت حضارة الإنكا الجسور الحبلية ، وهي نوع بسيط من الجسور المعلقة ، في جبال الأنديز بأمريكا الجنوبية قبل الاستعمار الأوروبي في القرن السادس عشر. ^{[ 17 ]}

في أوروبا خلال العصور الوسطى ، تراجعت قدرات تصميم الجسور بعد سقوط روما ، لكنها انتعشت في أواخر العصور الوسطى في فرنسا وإنجلترا وإيطاليا مع بناء جسور مثل جسر أفينيون ، وجسور نهر دورانس ، وجسر لندن القديم . ^{[ 18 ]} ومن الأمثلة الباقية جسر بونتي فيكيو في فلورنسا، وجسر إكس القديم ، وجسر موناو في ويلز. ^{[ 18 ]}

في أوروبا خلال القرنين الخامس عشر والسادس عشر، أبرز عصر النهضة الاهتمام المتزايد بالعلوم والهندسة. ^{[ 19 ]} كتب علماء بارزون مثل غاليليو غاليلي ، وفاوستو فيرانزيو ، وأندريا بالاديو (مؤلف كتاب "الكتب الأربعة في العمارة ") مؤلفاتٍ طبقت منهجًا تحليليًا دقيقًا في العمارة والبناء. ^{[ 20 ]} وشملت ابتكاراتهم الجسور الشبكية والأقواس الحجرية المقوسة، مما أدى إلى إنشاء جسر سانتا ترينيتا في فلورنسا ، وجسر ريالتو في البندقية، وجسر بونت نوف في باريس . ^{[ 21 ]} كما شُيّدت جسور عسكرية وتجارية في الهند على يد الإدارة المغولية . ^{[ 22 ]} وبنت إمبراطورية أشانتي في أفريقيا جسورًا فوق الجداول والأنهار باستخدام جذوع الأشجار والعوارض. ^{[ 23 ]}

في أواخر القرن الثامن عشر، شهد تصميم الجسور المقوسة ثورة في أوروبا على يد جان رودولف بيرونيه وجون ريني . فقد صمما أقواسًا أكثر تسطحًا من الأقواس الرومانية نصف الدائرية، مما أدى إلى تسريع عملية البناء، وتحسين تدفق المياه أسفل الجسر، واستخدام دعامات أنحف. وقد استُخدمت هذه التصاميم في جسر كونكورد وجسر لندن الجديد . ^{[ 24 ]}

مع ظهور الثورة الصناعية ، أصبح الحديد مادة بناء أساسية للجسور. ^{[ 26 ]} استُخدم كل من الحديد الزهر (الذي يتميز بقوته تحت الضغط ، ولكنه هش) والحديد المطاوع (الذي يتميز بمرونته العالية وقدرته على تحمل الشد ) في بناء الجسور. ^{[ 27 ]} كان جسر الحديد في إنجلترا - المصنوع من الحديد الزهر والذي اكتمل بناؤه عام 1781 - أول جسر رئيسي مصنوع بالكامل من المعدن. ^{[ 28 ]} بُنيت عدة جسور معلقة طويلة في أوائل القرن التاسع عشر باستخدام قضبان حديدية (أصبح السلك الفولاذي، المتفوق عليه بشكل كبير، متاحًا في وقت لاحق من القرن). ^{[ 29 ]}  

بدأ عصر السكك الحديدية في عشرينيات القرن التاسع عشر، وأدى إلى ابتكاراتٍ كبيرة في تصميم الجسور. ^{[ 30 ]} تُعدّ بريطانيا مثالًا على كيفية تأثير السكك الحديدية على بناء الجسور في الدول الصناعية: فبقيادة المصممين إيزامبارد كينغدوم برونيل ، وروبرت ستيفنسون ، وجوزيف لوك ، ازداد حجم جسور السكك الحديدية البريطانية باطراد على مرّ العقود. ^{[ 31 ]} ومن أبرز جسور تلك الحقبة: جسر هاي ليفل (1849)، ^{[ 32 ]} وجسر رويال بوردر (1850)، ^{[ 32 ]} وجسر بريتانيا (1850)، ^{[ 33 ]} وجسر رويال ألبرت (1859)، ^{[ 34 ]} وجسر كليفتون المعلّق (1864). ^{[ 35 ]} ازداد عدد جسور السكك الحديدية في بريطانيا من 30,000 إلى 60,000 جسر خلال فترة ازدهار السكك الحديدية . ^{[ 36 ]} اعتمدت جسور السكك الحديدية في المقام الأول على تصاميم الأقواس الحجرية والمبنية من الطوب، لقدرتها على تحمل الأحمال الهائلة التي تفرضها القطارات، ولكن استُخدمت أيضًا تصاميم العوارض الحديدية (على دعامات من الطوب أو الحجر). ^{[ 37 ]} أدى وفرة الأخشاب الرخيصة في أمريكا الشمالية إلى تفضيل تلك القارة للخشب كمادة للجسور: باستخدام تصاميم الجمالون (للامتدادات الطويلة) وتصاميم الجسور الخشبية (لتجاوز الوديان العميقة). ^{[ 38 ]}

أدى الإنتاج الضخم للصلب في أواخر القرن التاسع عشر إلى توفير مادة جديدة للجسور، مما أتاح بناء جسور جملونية وجسور ناتئة أخف وزنًا وأكثر متانة؛ وحلت أسلاك الصلب محل قضبان الحديد كمادة مفضلة لكابلات الجسور المعلقة. ^{[ 39 ]} أما الخرسانة - التي استُخدمت في الأصل داخل الإمبراطورية الرومانية - فقد شهدت تحسينات مع اختراع إسمنت بورتلاند في أوائل القرن التاسع عشر، وحلت محل الحجر والبناء كمادة أساسية لأساسات الجسور . وعندما يُدمج الحديد أو الصلب في الخرسانة، كما هو الحال في الخرسانة المسلحة أو الخرسانة مسبقة الإجهاد ، فإنها تُصبح مادة قوية وغير مكلفة يمكن استخدامها للعناصر الأفقية في جسور العوارض وجسور الصندوق . ^{[ 40 ]}  

كان جسر سيدي مسيد في الجزائر أعلى جسر في العالم عندما تم بناؤه عام 1912. ^{[ 41 ]}

على مدار القرن العشرين، حطمت الجسور الجديدة - من تصميم المصمم أوتمار أمان وغيره - الأرقام القياسية في مسافات الامتداد، مما مكّن شبكات النقل من عبور الأنهار والوديان المتزايدة الاتساع. ^{[ 42 ]} أصبحت الجسور المعلقة بالكابلات - التي تستخدم الكابلات كوسيلة دعم حصرية - تصميمًا شائعًا للجسور بعد الحرب العالمية الثانية . ^{[ 43 ] [ ج ]} شهد أواخر القرن العشرين العديد من الابتكارات الرئيسية في تصميم الجسور. تم تقديم الجسور ذات الدعامات الخارجية ، والتي لاقت رواجًا واسعًا، لا سيما في اليابان. ^{[ 47 ]} في الصين، تم اعتماد الأنابيب الفولاذية المملوءة بالخرسانة كنهج جديد لبناء الجسور المقوسة . ^{[ 48 ]} استُخدمت البوليمرات المقواة بالألياف - التي لا تعاني من مشاكل الصدأ التي تصيب الفولاذ - في الجسور للعديد من التطبيقات، مثل العوارض، وألواح سطح الجسر، وكابلات الشد المسبق، وأغلفة العناصر الخرسانية الخارجية، والتقوية الداخلية داخل الخرسانة. ^{[ 49 ] [ د ]} في القرن الحادي والعشرين، تجاوز طول جسر مسافة كيلومترين (1.2 ميل) لأول مرة مع بناء جسر جناق قلعة عام 1915. ^{[ 50 ] [ هـ ]}       

حتى أوائل القرن التاسع عشر، صُممت معظم الجسور لعبور المشاة والخيول والعربات التي تجرها الخيول. ^{[ 30 ]} بعد اختراع السكك الحديدية، بُنيت العديد من جسور السكك الحديدية؛ وفي بريطانيا، تضاعف عدد الجسور خلال طفرة بناء السكك الحديدية في منتصف القرن التاسع عشر. ^{[ 30 ]} تتميز جسور السكك الحديدية بمتطلبات فريدة نظرًا للأحمال الثقيلة التي تحملها - إذ يمكن أن يصل وزن قاطرة واحدة إلى 197 طنًا (217 طنًا قصيرًا) . ^{[ 56 ]} صُممت جسور السكك الحديدية لتقليل الانحراف (الانحناء تحت الحمل)، ولتحقيق أقصى قدر من المتانة (حصر الضرر الناجم عن الحوادث)، ولتحمل الصدمات القوية (الصدمات المفاجئة الناتجة، على سبيل المثال، عن اصطدام عجلات السكة الحديدية بعيب في المسار). ^{[ 57 ]} دفعت هذه المتطلبات شركات السكك الحديدية إلى تجنب الجسور المنحنية والجسور المعلقة والجسور ذات الكابلات؛ وبدلاً من ذلك، تُستخدم الجسور ذات العوارض المستقيمة أو الجسور الجمالونية بشكل شائع. ^{[ 58 ]} تطلب النمو الهائل لشبكات الطرق السريعة في القرن العشرين بناء جسور تمتد لمسافات أطول للوصول إلى الجزر وعبور الوديان، ^{[ 59 ]} إلى جانب إدخال السكك الحديدية المرتفعة والقطارات الأحادية في المناطق الحضرية . 

يُعدّ تحسين السلامة وانسيابية حركة المرور عند التقاطعات التي تتقاطع فيها الطرق أو خطوط السكك الحديدية على مستوى سطح الأرض أحد أهم تطبيقات الجسور. تتطلب هذه التقاطعات توقف المركبات، مما يؤدي إلى تباطؤ حركة المرور، وهدر الوقود، وزيادة حوادث التصادم. ومن التقنيات المُستخدمة للتخفيف من هذه المشكلات بناء جسر يسمح لأحد الطرق بالمرور فوق الآخر: تُعرف هذه العملية بفصل المستويات . ^{[ 60 ] [ و ]} يُمكن تطبيق فصل المستويات عند تقاطعات السكك الحديدية مع الطرق ^{[ 61 ]} أو عند تقاطعات الطرق مع بعضها البعض . ^{[ 62 ]}

تُخصص بعض الجسور، المعروفة بجسور المشاة ، لحركة المشاة. ^{[ 63 ]} وتتراوح هذه الجسور بين ممرات خشبية بسيطة تُمكّن من عبور الأراضي المستنقعية، وجسور معلقة مرتفعة - بما في ذلك نظام جسر مينيابوليس المعلق - الذي يحمي المشاة من قسوة طقس الشتاء. ^{[ 64 ]} وعند استخدامها لعبور الطرق في المناطق الحضرية المزدحمة، تُعد جسور المشاة عمومًا أكثر أمانًا من ممرات المشاة، إلا أنها تعرضت لانتقادات من قِبل مُخططي المدن والمدافعين عن حقوق ذوي الإعاقة، لما تُسببه من إزعاج للمشاة، وإعاقة لإمكانية الوصول، وتدني جودة الحياة في المدينة، واستمرار الاعتماد على السيارات . ^{[ 65 ]}  

تُعدّ الجسور العسكرية نوعًا مهمًا من المعدات في مجال الهندسة العسكرية . فهي تؤدي أدوارًا متنوعة في زمن الحرب، لا سيما عبور العوائق بسرعة في خضم المعركة، أو تسهيل إعادة الإمداد خلف خطوط الجبهة. ^{[ 66 ]} يمكن تصنيف الجسور العسكرية إلى جسور مائية ترتكز على عوامات، وجسور جافة ترتكز على أرصفة أو ضفاف أنهار أو مراسي. ^{[ 66 ]} ومن الآليات البدائية لعبور وادٍ صغير وضع حزمة من الأنابيب أو جذوع الأشجار (حزمة كبيرة من الأنابيب أو جذوع الأشجار) في الوادي لتمكين المركبات من العبور. ^{[ 67 ]}

تُحمل الجسور المُطلقة بواسطة المركبات المدرعة على مركبات مُصممة خصيصًا لهذا الغرض. ^{[ 67 ]} تتمتع هذه المركبات عادةً بنفس قدرة الدبابة على السير في الطرق الوعرة، ويمكنها حمل الجسر إلى العائق ونشره. ^{[ 69 ]} تستطيع مركبة تشيفتن البريطانية إطلاق جسر بطول 23 مترًا (75 قدمًا) - قادر على تحمل حمولات تصل إلى 54 طنًا (60 طنًا قصيرًا) - في غضون 3 دقائق. ^{[ 70 ]} وقد وُجدت استخدامات للجسور العسكرية في تطبيقات مدنية. صُمم جسر بيلي في الأصل عام 1940 لاستخدامه في الحرب العالمية الثانية، ولكنه لا يزال يُستخدم في وقت السلم. تُستخدم جسور بيلي كجسور صغيرة دائمة، بالإضافة إلى استخدامها كجسور مؤقتة أثناء استبدال أو إصلاح جسر دائم. ^{[ 68 ]}   

خلال الحروب، تتعرض الجسور غالبًا للتلف جراء القصف أو هجمات المهندسين القتاليين . تُعدّ الجسور أهدافًا قيّمة نظرًا لثباتها وسهولة رصدها نسبيًا من الجو، فضلًا عن أن أي ضرر يلحق بها يُعطّل شبكة النقل التابعة للعدو. ^{[ 71 ]} لطالما استُهدفت الجسور بالمدفعية منذ القدم، وقد سهّل ظهور التقنيات الحديثة ، ولا سيما الطائرات والطائرات المسيّرة ، استهدافها. استخدمت ألمانيا طائرات ستوكا لشنّ هجمات قصف انقضاضي على الجسور خلال الحرب العالمية الثانية، ^{[ 72 ]} كما ألحقت أوكرانيا أضرارًا بجسر القرم بهجوم بطائرة مسيّرة عام 2023. ^{[ 73 ]}  

تُستخدم بعض الجسور لأغراض أخرى غير النقل. فجسور خطوط الأنابيب تحمل أنابيب النفط أو المياه عبر الوديان أو الأنهار. ^{[ 74 ]} وقد دعمت العديد من الجسور التاريخية مبانٍ، بما في ذلك الأضرحة والمصانع والمتاجر والمطاعم والمنازل. ومن الأمثلة البارزة على ذلك جسر لندن القديم وجسر بونتي فيكيو . ^{[ 75 ]} كما دُمجت الكنائس الصغيرة في تصميم بعض الجسور التي بُنيت في أوروبا خلال العصور الوسطى . ^{[ 76 ]} وفي العصر الحديث، يمكن العثور على مطاعم مُقامة على الجسور في بعض استراحات الطرق السريعة ؛ حيث تدعم هذه المطاعم أو المتاجر مباشرةً فوق الطريق السريع، ويمكن الوصول إليها من قِبل السائقين في كلا الاتجاهين. ^{[ 77 ]} ومن الأمثلة على ذلك قوس ويل روجرز فوق طريق أوكلاهوما السريع ^{[ 78 ]} والعديد من مواقع الواحات على طريق إلينوي السريع . ويضم جسر نوفى موست في براتيسلافا مطعمًا يقع أعلى برجه الوحيد. ^{[ 79 ]} ويستخدم دعاة حماية البيئة جسور الحياة البرية للحد من تجزئة الموائل وحوادث اصطدام الحيوانات بالمركبات. ^{[ 80 ]} بُنيت أولى معابر الحياة البرية في خمسينيات القرن العشرين، وتُستخدم هذه الأنواع من الجسور الآن في جميع أنحاء العالم. ^{[ 81 ]}

يعتمد اختيار تصميم الجسر المناسب لحالة معينة على عوامل عديدة، منها الجماليات، والبيئة، والتكلفة، والغرض. ^{[ 84 ]} تجمع بعض الجسور بين نوعين من الهياكل الأساسية؛ فعلى سبيل المثال، يُعد جسر بروكلين في الأساس جسرًا معلقًا، ولكنه يستخدم أيضًا كابلات الدعم. ^{[ 85 ]} تستخدم بعض الجسور متعددة الفتحات - والتي تُسمى الجسور الهجينة - هياكل أساسية مختلفة لفتحات مختلفة. ^{[ 86 ]}  

جسر القوس

جسر القوس

قوس سطح السفينة

قوس مربوط

تتكون الجسور المقوسة من قوس منحني، يتعرض للضغط، يدعم سطح الجسر إما فوقه أو تحته. ^{[ 87 ]} يمكن أن يكون شكل القوس نصف دائرة ، أو قطع ناقص ، أو قوسًا مدببًا ، أو جزءًا من دائرة . ^{[ 88 ]} تُسلط الأقواس قوة قطرية عند طرفيها، مما يتطلب دعامات أو ركائز قوية لمنع القوس من التمدد أو الانهيار. ^{[ 89 ]} تحمل الجسور المقوسة السطح فوق القوس؛ بينما تُعلق الجسور المقوسة المربوطة السطح أسفل القوس؛ أما الجسور المقوسة العابرة فتضع السطح في منتصف القوس. ^{[ 90 ]}

جسر ذو دعامات

جسر ذو دعامات

عبر الجمالون

دعامة سطح السفينة

يتكون الجسر الشبكي من عناصر مثلثة متعددة متصلة. [ 91 ^{] تشكل مجموعة} المثلثات وحدة صلبة ترتكز على الأساس من كلا الطرفين، وتُطبق قوة رأسية إلى الأسفل. ^{[ 91 ]} يمكن أن يكون سطح الجسر فوق الشبكي ("شبك سطحي") أو أسفله ("شبكي مُمرر"). ^{[ 92 ]} تُعد الجسور المُمررة مفيدة عند الحاجة إلى مساحة أكبر أسفل الجسر؛ بينما تسمح الجسور السطحية بتحمل أحمال كبيرة ولا تتعارض مع العناصر العلوية، مثل خطوط الكهرباء. ^{[ 93 ]} يمكن أن تُصنع القضبان الفردية من الحديد أو الخشب، ولكن معظم الجسور الشبكية الحديثة مصنوعة من الفولاذ. ^{[ 94 ]} عادةً ما تكون القضبان الأفقية على طول الجزء العلوي تحت ضغط ، بينما تكون القضبان الأفقية على طول الجزء السفلي تحت شد . ^{[ 91 ]} قد تكون القضبان التي تربط الجزء العلوي والسفلي تحت شد أو ضغط، وذلك حسب تصميم المثلثات. ^{[ 95 ]} تتميز الجسور الجمالونية عادةً بنسبة طول إلى عمق (عرض الهيكل مقسومًا على ارتفاعه) تتراوح بين 10 و16، مقارنةً بالجسور ذات العوارض التي تتراوح نسبتها عادةً بين 20 و30. ^{[ 96 ]} تميل الجسور الجمالونية إلى أن تكون صلبة نسبيًا، وتُستخدم عادةً في جسور السكك الحديدية التي تتطلب تحمل أحمال ثقيلة جدًا. ^{[ 96 ]}

جسر ناتئ

جسر ناتئ

ناتئ متوازن على دعامة واحدة

ناتئان يمتدان من نقاط التثبيت

تتكون الجسور الكابولية من عوارض أو دعامات مثبتة بإحكام على دعامة (ركيزة أو مرساة) وتمتد أفقيًا منها دون الحاجة إلى دعامات إضافية. ^{[ 97 ]} في آسيا القديمة، استُخدمت الجسور الكابولية المصنوعة من الصخور الكبيرة أو الأخشاب لعبور العوائق الصغيرة. ^{[ 98 ]} في ثمانينيات القرن التاسع عشر، بُنيت بعض الجسور الكابولية المبكرة من الحديد المطاوع، لكن الفولاذ أصبح شائع الاستخدام بدءًا من أواخر القرن التاسع عشر. ^{[ 99 ]} يتكون الجسر الكابولي المتوازن من كابولين متصلين يمتدان للخارج في اتجاهين متعاكسين من دعامة مركزية واحدة. ^{[ 100 ]} تتكون جسور كابولية أخرى من كابولين، مثبتين عند كل طرف من أطراف الامتداد، ويمتدان نحو المركز، ويلتقيان فيه. ^{[ 101 ]} يُعد بناء الجسور الكابولية طريقة لبناء هيكل الجسر العلوي ، ويمكن استخدامها في الجسور المقوسة والجسور المعلقة بالكابلات، بالإضافة إلى الجسور الكابولية. في هذه التقنية، يبدأ البناء من دعامة (وتحديداً رصيف أو دعامة أو برج) ويمتد للخارج عبر العائق، دون أي دعم من الأسفل. ^{[ 102 ]}

جسر معلق

جسر معلق

مع مراسي

ذاتي التثبيت

تتميز الجسور المعلقة بكابلات كبيرة منحنية مثبتة في قمم أبراج شاهقة، ^{[ ح ]} وتُعلق سطح الجسر من هذه الكابلات. ^{[ 103 ] [ ط ]} في أوائل القرن التاسع عشر، كانت أولى الجسور المعلقة الحديثة - مثل جسر جاكوبز كريك - جسورًا سلسلة تستخدم قضبانًا حديدية بدلًا من الأسلاك المجمعة للكابلات. ^{[ 105 ]} بعد أن أصبح سلك الفولاذ متوفرًا على نطاق واسع، أصبح من الممكن بناء كابلات أطول عن طريق مد مئات الأسلاك بين الأبراج وتجميعها، ^{[ 106 ]} مما مكّن الجسور المعلقة من الوصول إلى امتدادات بطول كيلومترين (1.2 ميل) . عندما يعبر الجسر نهرًا، يُعد مد الأسلاك عبر الامتداد الكبير عملية معقدة. ^{[ 107 ]} يتخذ كابل الجسر المعلق شكل منحنى السلسلة عند تعليقه في البداية بين أبراج الجسر؛ ومع ذلك، بمجرد تطبيق الحمل المنتظم لسطح الجسر، يتخذ الكابل شكلًا مكافئًا . ^{[ 108 ]} تتطلب الأبراج الأقصر انحناءً أقل في الكابل، مما يزيد من الشد فيه، وبالتالي يتطلب أبراجًا ومثبتات أقوى. ^{[ 109 ]}  

جسر معلق بالكابلات

جسر معلق بالكابلات

نمط القيثارة، برجان

نمط مروحة، برج واحد

تتشابه الجسور المعلقة بالكابلات مع الجسور المعلقة، إلا أن الكابلات التي تدعم سطح الجسر تتصل مباشرةً بالأبراج. ^{[ 110 ] [ ح ]} يمكن ترتيب الكابلات المائلة على شكل مروحة أو قيثارة. ^{[ 113 ] [ ي ]} اكتسبت الجسور المعلقة بالكابلات الحديثة شعبيةً واسعةً بعد الحرب العالمية الثانية، حيث استُخدم هذا التصميم في العديد من الجسور الجديدة في ألمانيا. ^{[ 115 ]} عند عبور عائق عريض، يكون أمام المصممين خيار بين الجسور المعلقة أو الجسور المعلقة بالكابلات. تتميز الجسور المعلقة بقدرتها على تحقيق امتداد أطول، بينما تستخدم الجسور المعلقة بالكابلات كابلات أقل لحجم امتداد معين، ولا تتطلب نقاط تثبيت، ويمكن بناء سطح الجسر بسهولة عن طريق تثبيته للخارج من الأبراج. ^{[ 116 ]}

جسر عوارض

جسر عوارض

الجسور العارضة هي هياكل بسيطة تتكون من عارضة أفقية واحدة أو أكثر متوازية، أو جسور رئيسية ، تمتد فوق عائق. ^{[ 117 ]} يُعد جسر العارضة الصندوقية نوعًا مختلفًا، وهو عادةً أقل عمقًا من نظيره ذي العارضة على شكل حرف I ، مما يسمح بمرور طرق أقصر وأقل ارتفاعًا لعبور عائق بارتفاع معين. ^{[ 118 ]} تُستخدم الجسور العارضة بشكل شائع في كل من خطوط السكك الحديدية والطرق. ^{[ 117 ]} غالبًا ما تُستخدم الجسور العارضة للمسافات التي تقل عن 50 مترًا (160 قدمًا) ؛ أما للمسافات الأطول، فإن الجمالونات أو الهياكل المماثلة تكون أكثر كفاءة بشكل عام. ^{[ 119 ]} تتميز غالبية الجسور العارضة بقاعدة أفقية مسطحة؛ ولكن بعضها يتميز بقاعدة مقوسة للأعلى، تُسمى "التقوس" . يبدو التقوس أكثر أناقة من القاعدة المسطحة، ويمكن أن يوفر خلوصًا أكبر أسفل الجسر، ولكنه يميل إلى أن يكون أكثر تكلفة لأن بناء العوارض ذات القاعدة المسطحة أسهل. ^{[ 120 ]} 

إلى جانب هياكل الجسور الأساسية، توجد أشكال أخرى عديدة للجسور. تصف الأقسام التالية بعضًا من أكثر الأشكال شيوعًا، ولكنها ليست قائمة شاملة.

جسر متحرك

صُممت الجسور المتحركة بحيث يمكن تحريك سطحها بالكامل أو جزء منه، وذلك عادةً للسماح بمرور المركبات العالية ، مثل القوارب والسفن . ^{[ 122 ]} من بين الجسور المتحركة الأولى الجسور المتحركة التي تدور حول محور واحد، والتي كانت تتطلب جهدًا كبيرًا لرفعها. يُضفي إضافة أثقال موازنة على جانب محور الجسر المتحرك شكل جسر باسكيولي ، مما يجعل تحريك الجسر أسهل وأكثر أمانًا. ^{[ 123 ]} تدور الجسور المتأرجحة أفقيًا حول نقطة ارتكاز على ضفة القناة، أو أحيانًا من رصيف في وسط الماء. ^{[ 124 ]} تُرفع الجسور الرافعة رأسيًا بين برجين بواسطة كابلات تمر فوق بكرات في أعلى البرجين. ^{[ 125 ]} من أبرز الجسور المتحركة جسر سكة حديد الفردان في مصر، وجسر إيراسموس باسكيولي في روتردام، وجسر لايمهاوس باسين للمشاة في لندن. ^{[ 126 ]} في العصر الحديث، يصمم المصممون أحيانًا جسورًا متحركة غير تقليدية بهدف إنشاء جسور مميزة لمدينة أو منطقة ما. ^{[ 126 ]} ومن الأمثلة على ذلك جسر بوينتي دي لا موخير المتحرك في بوينس آيرس، وجسر غيتسهيد ميلينيوم - وهو مثال نادر على جسر مائل - فوق نهر تاين ، وجسر هورن في ألمانيا. ^{[ 127 ] [ ك ]}    

جسر طويل متعدد الامتدادات

توجد مصطلحات متنوعة لوصف الجسور الطويلة متعددة الامتدادات ، منها الجسر المقوس، والجسر ذو الدعامات، والجسر المتصل، والجسر ذو الممرات. قد تتداخل استخدامات هذه المصطلحات، لكن لكل منها استخداماته الخاصة. ^{[ 129 ]} الجسور المقوسة (التي تعبرها المركبات) والقنوات المائية (التي تنقل المياه) هي جسور تعبر واديًا أو نفقًا ، مدعومة بأقواس أو دعامات متعددة. ^{[ 130 ]} بنى الرومان العديد من القنوات المائية، ولا يزال بعضها قائمًا حتى اليوم. ^{[ 131 ]} من الجسور المقوسة البارزة: جسر بينبوندز في إنجلترا، ^{[ 132 ]} وجسر غارابيت في فرنسا، ^{[ 133 ]} وجسر تونكهانوك في بنسلفانيا، ^{[ 134 ]} وجسر ميلو في فرنسا. ^{[ 128 ]} 

الجسر ذو الدعامات - الذي شاع استخدامه في القرن التاسع عشر لجسور السكك الحديدية - يتكون من عدة امتدادات قصيرة مدعومة بعناصر إنشائية متقاربة. ^{[ 135 ]} يشبه الجسر ذو الدعامات الجسر المعلق، لكن الجسور المعلقة عادةً ما تتميز بدعامات أطول وامتدادات أطول. ^{[ 136 ]} الجسر ذو الجمالون المتصل هو جمالون طويل واحد يستند على عدة دعامات. قد يستخدم الجسر ذو الجمالون المتصل مواد أقل من سلسلة من الجمالونات البسيطة لأن الجمالون المتصل يوزع الأحمال الحية على جميع الامتدادات (على عكس سلسلة الجمالونات البسيطة، حيث يجب أن يكون كل جمالون قادرًا على تحمل الحمل الحي بالكامل). من الناحية البصرية، يبدو الجمالون المتصل مشابهًا للجسر الكابولي، لكن الجمالون المتصل يتعرض لإجهادات انحناء عند الدعامات وإجهادات هبوط بينها. ^{[ 137 ] [ ل ]} الممر المنخفض هو طريق منخفض، يعبر عادةً مستنقعًا أو بحيرة أو أي مسطح مائي آخر. ^{[ 139 ]} العديد من الجسور عبارة عن سدود ترابية، لكن بعضها جسور مرتفعة، مثل جسر بحيرة بونتشارترين الذي يبلغ طوله 38.4 كيلومترًا (23.9 ميلًا) في لويزيانا. ^{[ 139 ]}  

جرعة زائدة

يجمع الجسر ذو العوارض الخارجية بين خصائص جسر العوارض الصندوقية والجسر المعلق بالكابلات. ^{[ 141 ]} ويمكن تمييز الجسور ذات العوارض الخارجية بصريًا عن الجسور المعلقة بالكابلات لأن ارتفاع البرج (فوق سطح الجسر) منخفض نسبيًا: يتراوح بين 7 و13 بالمائة من عرض الفتحة. ^{[ 142 ]} وتُناسب الجسور ذات العوارض الخارجية الفتحات التي تتراوح أطوالها بين 100 متر (330 قدمًا) و 250 مترًا (820 قدمًا) . ^{[ 142 ]} وعلى عكس الجسور المعلقة أو الجسور المعلقة بالكابلات، غالبًا ما تستقر أبراج الجسر ذي العوارض الخارجية على سطح الجسر (بدلاً من قاعدة) وتكون متصلة به اتصالاً متينًا. ^{[ 143 ]} وبسبب الزاوية المسطحة نسبيًا للكابلات، تضغط كابلات الجسر ذي العوارض الخارجية سطح الجسر أفقيًا، مما يؤدي وظيفة مماثلة لأسلاك الشد المسبق المستخدمة في العوارض الخرسانية. ^{[ 144 ]} قد تكون الجسور ذات الدعامات الخارجية مناسبة في التطبيقات التي يجب أن يكون فيها سطح الجسر ضحلاً لزيادة الخلوص أسفل الجسر إلى أقصى حد؛ أو حيث يجب أن تكون الأبراج قصيرة نسبيًا للالتزام بقيود السلامة الجوية. ^{[ 145 ]}  

جسر عائم

يستخدم الجسر العائم ، المعروف أيضًا بالجسر ذي العوامات، عوامات أو قوارب ذات غاطس ضحل لدعم سطح متصل لعبور المشاة أو المركبات فوق الماء. ^{[ 147 ]} تُستخدم الجسور العائمة عادةً في المياه العميقة جدًا بحيث يتعذر بناء أرصفة، أو كآلية لتنفيذ جسر متحرك في قناة. ^{[ 148 ]} خلال الغزو الفارسي الثاني لليونان ، بنى الحاكم الفارسي خشايارشا جسرًا عائمًا ضخمًا عبر مضيق الدردنيل ، يتكون من صفين متوازيين من 360 قاربًا. ^{[ 149 ]}

تُستخدم العديد من الجسور العائمة في العالم الحديث. ففي ولاية واشنطن الأمريكية، يوجد عدد منها، بما في ذلك جسر قناة هود . ^{[ 150 ]} وفي النرويج، يعبر جسر نوردهوردلاند مضيقًا بحريًا عميقًا مستندًا على عوامات خرسانية عائمة. ^{[ 146 ]} كما تمتلك جيوش عديدة جسورًا عائمة يمكن نشرها بسرعة، ومنها جسر PMP العائم الذي صممه الاتحاد السوفيتي. ^{[ 151 ]}

تمر عملية تصميم جسر جديد عادةً بعدة مراحل، يتم خلالها تحسين التصميم تدريجيًا. ^{[ 152 ]} تتمثل إحدى الخطوات المبكرة في عملية التصميم - والتي تُسمى أحيانًا التصميم المفاهيمي - في دراسة المتطلبات المتعددة التي يجب أن يفي بها الجسر. ^{[ 152 ]} تشمل المتطلبات المرتبطة مباشرةً بالوظيفة: العمر الافتراضي، والسلامة، والمناخ، وحالة التربة، وحجم حركة المرور، وحجم وطبيعة العائق المراد تجاوزه، والارتفاع المطلوب للمرور أسفله. ^{[ 153 ]} قد تشمل القيود الأخرى: تكلفة الإنشاء، وتكلفة الصيانة، والجماليات، والوقت المتاح للإنشاء، وتفضيلات المالك، وخبرة المقاولين. ^{[ 153 ]} تأخذ بعض تصاميم الجسور في الاعتبار عوامل مثل التأثير على البيئة والحياة البرية، والعلاقة الاقتصادية والاجتماعية والتاريخية للجسر بالمجتمع المحلي. ^{[ 154 ]} بعد تحديد متطلبات الجسر، يستخدم مصمم الجسور أساليب التحليل الإنشائي لتحديد التصاميم المرشحة. ^{[ 155 ]} قد تفي عدة تصاميم بالمتطلبات. ويمكن استخدام منهجية هندسة القيمة لاختيار التصميم النهائي من بين بدائل متعددة. ^{[ 156 ]} تقيّم هذه المنهجية التصاميم المرشحة بناءً على درجات مرجحة مخصصة لعدة معايير مختلفة، بما في ذلك التكلفة، والعمر الافتراضي، والمتانة، وتوافر الموارد، وسهولة البناء، ووقت البناء، وتكلفة الصيانة . ^{[ 156 ]}  

يُعدّ العمر التشغيلي أحد المتطلبات المهمة التي تُؤخذ في الاعتبار خلال عملية التصميم ، وهو عدد محدد من السنوات التي يُتوقع أن يظل فيها الجسر قيد التشغيل مع الصيانة الدورية (ودون الحاجة إلى إصلاحات كبيرة). ^{[ 157 ] [ م ]} على سبيل المثال، عادةً ما يتراوح العمر التشغيلي للهياكل العلوية للجسور الخشبية بين 10 و50 عامًا. ^{[ 159 ] [ ن ]} أما جسور الطرق السريعة الخرسانية، فيمكن أن يتراوح عمرها التشغيلي بين 75 و150 عامًا. ^{[ 158 ]} وتُدمج منهجية تصميم الجسور العمر التشغيلي في عملية التصميم. ^{[ 161 ]}

من بين المتطلبات التي يجب أن يستوفيها أي جسر جديد، الامتثال لمواصفات ولوائح تصميم الجسور المحلية، والتي قد تكون في بعض البلدان ملزمة قانونًا. ^{[ 162 ]} في العديد من البلدان، تُطوَّر هذه المواصفات وتُنشر من قِبَل منظمات المعايير التي تُحدِّد ممارسات وتصاميم بناء الجسور المقبولة. في أوروبا، تُعدّ اللجنة الأوروبية للتوحيد القياسي ( ECS) هي المنظمة المسؤولة، والمعايير التي تنشرها هي "يورو كود" (Eurocodes ). ^{[ 163 ]} في الولايات المتحدة، تنشر الجمعية الأمريكية لمسؤولي الطرق السريعة والنقل بالولايات (AASHTO) مواصفات تصميم الجسور وفقًا لأسلوب AASHTO LRFD. ^{[ 164 ] [ o ]} أما معيار الجسور في كندا فهو "قانون تصميم جسور الطرق السريعة الكندي" (Canadian Highway Bridge Design Code)، الذي وضعته مجموعة CSA غير الربحية . ^{[ 166 ]} كما يجوز للهيئات التي تُنظِّم الطيران أو الممرات المائية أن تفرض معايير تُحدِّد بعض جوانب تصميم الجسر، مثل متطلبات أضواء التحذير الخاصة بالطيران في أعلى أبراج الجسور، أو أضواء التحذير الملاحية على دعامات الجسور الموجودة في الممرات المائية الصالحة للملاحة . ^{[ 167 ]}  

يُعدّ مظهر الجسر أحد العوامل التي تُؤخذ في الاعتبار أثناء تصميمه. ^{[ 169 ]} يمكن للجسور الجذابة أن تُحدث أثرًا إيجابيًا على المجتمع، بل إن بعضها يُمكن اعتباره أعمالًا فنية. ^{[ 170 ]} من بين مصممي الجسور المعروفين باهتمامهم بالجاذبية البصرية لجسورهم: توماس تيلفورد ، وغوستاف إيفل ، وجون روبلينغ ، وروبرت مايلارت ، وسانتياغو كالاترافا . ^{[ 171 ]} تشمل الصفات التي تؤثر على جاذبية الجسر المُدركة: التناسب، واللون، والملمس، والنظام، والرقي، والتكامل البيئي، والوظائف. ^{[ 172 ]}

يشير مؤرخ الفن دان كروكشانك إلى أن الجسور تُعتبر تجليات للخيال البشري والطموح، وأن العديد منها يتجاوز دوره النفعي الأصلي ليصبح عملاً فنياً. ^{[ 173 ]} ويكتب: "للجسر العظيم تأثير عاطفي، فهو يتمتع بجلال وجمال مهيب يُحرك مشاعر حتى أولئك الذين لا يعتادون على أن تُثير الفنون البصرية حواسهم." ^{[ 173 ]}

يستطيع مصمم الجسور الاختيار من بين مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك الخشب والطوب والحبال والحجر والحديد والصلب والخرسانة. ^{[ 174 ] [ ص ]} يُعرف الجسر المصنوع من مادتين أو أكثر مختلفتين (على سبيل المثال، الصلب والخرسانة) بالجسر المركب. ^{[ 176 ]} بعض أكبر الجسور المقوسة هي جسور مركبة، لأنها مصنوعة من الخرسانة والصلب. ^{[ 48 ]}

يُعدّ الخشب مورداً متجدداً رخيصاً يتميز بنسبة عالية من القوة إلى الوزن ، ولكنه نادراً ما يُستخدم في جسور الطرق الحديثة نظراً لتأثره بالعوامل البيئية، ولأنه أضعف بكثير من الفولاذ أو الخرسانة. ^{[ 177 ]} يُستخدم الخشب بشكل أساسي في الجسور ذات العوارض أو الجمالونات، بما في ذلك الجسور المغطاة ، كما يُستخدم أيضاً في بناء جسور الركائز الكبيرة للسكك الحديدية. ^{[ 178 ]} وعند استخدام الخشب، غالباً ما يكون على شكل خشب رقائقي مُلصق . ^{[ 177 ]} أما البناء الحجري ، الذي يشمل الحجر والطوب، فهو مناسب فقط لعناصر الجسر المعرضة للضغط (وليس الشد )، ولذلك يقتصر استخدامه على هياكل مثل الأقواس أو الأساسات. ^{[ 179 ]} في القرن العشرين، استمر بناء الجسور الحجرية الكبيرة في الصين ، على الرغم من استبدالها بالخرسانة في الغرب . ^{[ 180 ]}  

استُخدم الحديد ، بما في ذلك الحديد الزهر والحديد المطاوع ، على نطاق واسع من أواخر القرن الثامن عشر إلى أواخر القرن التاسع عشر، وخاصةً في بناء الهياكل المقوسة والجمالونية. يتميز الحديد بهشاشته النسبية، وقد استُبدل بالفولاذ في جميع الاستخدامات باستثناء الزينة. ^{[ 181 ]} يُعد الفولاذ من أكثر المواد شيوعًا في الجسور الحديثة نظرًا لقوته في كلٍ من الضغط والشد. ^{[ 182 ]} كان الفولاذ يُصنع بكميات قليلة في العصور القديمة، ولكنه أصبح متوفرًا على نطاق واسع في أواخر القرن التاسع عشر بعد اختراع عمليات صهر جديدة . غالبًا ما تُصنع الجسور الجمالونية والجسور ذات العوارض من الفولاذ، وتُعد أسلاك الفولاذ عنصرًا أساسيًا في جميع الجسور المعلقة والجسور الكبلية تقريبًا. ^{[ 183 ]} ​​يُعد الفولاذ عنصرًا بالغ الأهمية في الجسور الخرسانية، إذ يجب تضمين قضبان التسليح الفولاذية أو الكابلات الفولاذية مسبقة الإجهاد داخل الخرسانة لجعلها قوية بما يكفي. ^{[ 184 ]} تُعدّ الجسور الفولاذية أغلى ثمناً من الجسور الخرسانية المماثلة، لكنها أخف وزناً بكثير (مع الحفاظ على نفس القوة)، وأسرع في البناء، وتوفر مرونة أكبر أثناء الإنشاء والصيانة. ^{[ 185 ]}  

يُستخدم الخرسانة بشكل شائع في الجسور الحديثة، وتُبنى العديد من جسور الطرق بشكل أساسي باستخدام هيكل من عوارض خرسانية مسلحة ، وغالبًا ما تكون من نوع العوارض الصندوقية . ^{[ 186 ] [ q ]} يتحدد شكل العناصر الخرسانية بواسطة القالب الذي تُصب فيه الخرسانة: إذ تتخذ الخرسانة شكل القالب أثناء تصلبها . ^{[ 188 ]} يمكن صب العوارض مسبقًا خارج الموقع ونقلها إلى موقع الجسر، أو صبها في الموقع . ^{[ 189 ]} تستخدم الجسور خرسانة تحتوي على قضبان تسليح فولاذية مدمجة - توضع داخل الخرسانة عند صبها في البداية - مما يزيد من قوتها بشكل كبير. ^{[ 190 ]} الخرسانة مادة قوية وغير مكلفة، لكنها هشة وقابلة للتشقق عند تعرضها للشد. ^{[ 191 ]} إذا استُخدمت الخرسانة في عناصر قد تتعرض للشد، فعادةً ما تُدمج كابلات مسبقة الإجهاد داخل الخرسانة وتُشد، مما يضغط الخرسانة. ^{[ 192 ]} عند وضع عارضة أفقية في الجسر وتحميلها، يُوازن الضغط الناتج عن الكابلات المُسبقة الإجهاد الشد غير المرغوب فيه (الناتج عن ميل العارضة إلى الترهل). ^{[ 193 ]} يمكن شد الكابلات المُسبقة الإجهاد مسبقًا (أي شدها قبل وأثناء تصلب الخرسانة )؛ أو شدها لاحقًا (أي وضعها داخل أنابيب في الخرسانة، وشدها بعد تصلبها). ^{[ 193 ]}    

قد يختار المصممون استخدام تصميم ذي طابقين (يُعرف أيضًا بالجسر ذي الطابقين)، والذي يتكون من طابقين فوق بعضهما. تُستخدم هذه التقنية لزيادة قدرة الجسر على استيعاب حركة المرور، أو عندما يُقيّد الموقع حجم الجسر. ^{[ 194 ]} كما تسمح الجسور ذات الطابقين بمرور نوعين مختلفين من حركة المرور بأمان. على سبيل المثال، يمكن فصل المركبات عن المشاة أو خطوط السكك الحديدية. ^{[ 194 ]} تحمل بعض الجسور ذات الطابقين السكك الحديدية على أحد الطابقين، والمركبات على الطابق الآخر. ومن الأمثلة المبكرة على ذلك جسر شلالات نياجرا المعلق ، ^{[ 195 ]} ومن الأمثلة الحديثة جسر دوم لويس الأول في البرتغال. ^{[ 196 ]} نظرًا لقدرتها على استيعاب أعداد كبيرة من المركبات، غالبًا ما توجد الجسور ذات الطابقين بالقرب من المدن الكبرى، حيث تسير السيارات على كلا الطابقين، على سبيل المثال، جسر دوسابل في شيكاغو، وجسر تسينغ ما في هونغ كونغ، ^{[ 197 ]} وجسر أوريسند الذي يربط بين كوبنهاغن ومالمو، ^{[ 198 ]} وجسر شيموتسوي سيتو بالقرب من كوراشيكي. ^{[ 199 ]} يحمل جسر جورج واشنطن في نيويورك 14 مسارًا للسيارات (ثمانية في الأعلى وستة في الأسفل)، وهو أكثر جسور العالم ازدحامًا، حيث يعبره أكثر من 100 مليون مركبة سنويًا. ^{[ 200 ]}

يجب أن يستوعب تصميم الجسر جميع الأحمال والقوى التي قد يتعرض لها بشكل معقول. وتُعرف مجمل القوى التي يجب أن يتحملها الجسر بالحمل الإنشائي ، والذي يُقسم عادةً إلى ثلاثة مكونات: الحمل الميت، والحمل الحي، والحمل البيئي. الحمل الميت هو وزن الجسر نفسه. ^{[ 202 ] [ r ]} أما الحمل الحي فهو جميع القوى والاهتزازات الناتجة عن حركة المرور فوق الجسر، بما في ذلك الوزن والكبح والتسارع. ^{[ 202 ]} ويشمل الحمل البيئي جميع القوى التي تُطبقها العوامل المحيطة بالجسر، بما في ذلك الأحوال الجوية والزلازل والانهيارات الطينية والتيارات المائية والفيضانات وهبوط التربة وتجمد التربة وتقلبات درجات الحرارة والاصطدامات. ^{[ 202 ]}

بالنسبة للأحداث العرضية كالفيضانات والزلازل والاصطدامات والأعاصير، يختار مصممو الجسور حدًا أقصى لشدة الحدث يجب أن يتحمله التصميم. ^{[ 204 ]} وتُحدد شدة الحدث بناءً على فترة التكرار ، وهي متوسط ​​الفترة الزمنية بين أحداث ذات حجم معين. تتراوح فترات التكرار من 10 إلى 2500 عام، وذلك تبعًا لنوع الحدث والبلد الذي يقع فيه الجسر. ^{[ 205 ] [ s ]} تُستخدم فترات تكرار أطول للجسور التي تُعد جزءًا حيويًا من البنية التحتية للنقل. على سبيل المثال، إذا كان الجسر شريان حياة رئيسيًا في حالات الطوارئ، فقد يستخدم المصمم فترة تكرار طويلة نسبيًا، كأن تكون 2000 عام؛ في هذه الحالة، يجب أن يتحمل التصميم أقوى عاصفة يُتوقع حدوثها مرة كل 2000 عام. ^{[ 206 ]}

اهتزاز

يمكن أن تتسبب العديد من الأحمال الواقعة على الجسر - كالرياح والزلازل وحركة المرور - في تعرضه لقوى غير منتظمة أو دورية، مما قد يؤدي إلى اهتزاز أو تذبذب مكوناته . ^{[ 214 ]} بعض مكونات الجسر لها ترددات رنين كامنة تكون عرضة لها بشكل خاص، ويمكن أن تتسبب الاهتزازات القريبة من هذه الترددات في إجهادات كبيرة للغاية. ^{[ 215 ]}  

يمكن للرياح أن تُحدث قوى اهتزازية متنوعة على الجسور، بما في ذلك الرفرفة والاهتزازات العالية وتكوين الدوامات . ^{[ 216 ]} يُعدّ أخذ قوى الرياح في الاعتبار أثناء عملية التصميم أمرًا بالغ الأهمية، لا سيما للجسور الطويلة والضيقة (عادةً الجسور المعلقة أو الجسور ذات الكابلات). ^{[ 217 ]} في حال تم تحديد مشكلات الرنين أثناء عملية التصميم، يجب معالجتها. تشمل التقنيات الشائعة لمعالجة الاهتزازات زيادة صلابة سطح الجسر بإضافة دعامات وإضافة مخمدات للكابلات والأبراج. ^{[ 218 ]} قد يؤدي إهمال مراعاة الاهتزازات والتذبذبات إلى انهيار الجسر. انهار جسر تاكوما ناروز عام 1940 في رياح بلغت سرعتها 68 كم/ساعة (42 ميل/ساعة) ، على الرغم من أن الجسر صُمم لتحمل رياحًا تصل سرعتها إلى 206 كم/ساعة (128 ميل/ساعة) . كشفت التحقيقات أن المصمم لم يأخذ في الحسبان الرفرفة والاهتزازات الرنانة الناتجة عن الرياح. ^{[ 219 ]}    

قد تتعرض الجسور لأضرار جسيمة عند تعرضها لحركات أرضية ناتجة عن الزلازل . ^{[ 220 ]} خلال الزلزال، قد تحدث عدة ظواهر، مثل نبضات السرعة طويلة المدى، والتشققات القصية، والحركات الأرضية الكبيرة، والتسارعات الرأسية، وتسييل التربة . ^{[ 221 ]} وللحد من المخاطر، يدرس مهندسو الزلازل البيانات الزلزالية لتصنيف وتحديد كمية الحركات التي تتعرض لها الجسور. ^{[ 222 ]} وتستخدم الحكومات هذه الدراسات لوضع معايير التصميم ومراجعتها، والتي تحدد أنواع الحركات الزلزالية التي يجب أن تتحملها الجسور الجديدة. ^{[ 223 ]}

يتولى مهندسو الإنشاءات عادةً إدارة بناء الجسور ، وهم مسؤولون عن تخطيط عملية البناء والإشراف عليها. تشمل الجوانب المهمة لهذا الدور إعداد الميزانية، ووضع الجداول الزمنية، وإجراء مراجعات دورية رسمية للتصميم ، والتواصل مع مصممي الجسور لتفسير وتحديث خطط التصميم . ^{[ 229 ] [ v ]} عند استبدال جسر قائم أو تجديده، قد يؤثر ذلك سلبًا على حركة المرور، مما يؤثر بدوره على السكان والخدمات. وللتخفيف من هذه الآثار، يمكن استخدام عمليات بناء الجسور المعجلة - التي تركز على استخدام مكونات مسبقة الصنع وجدول زمني سريع . ^{[ 231 ]}  

قد تكون القوى التي يتعرض لها الجسر أثناء الإنشاء أكبر أو مختلفة عن تلك التي سيتعرض لها بعد اكتماله. تركز عملية تصميم الجسر عادةً على قوة الجسر بعد اكتماله، ولكن ينبغي أيضًا مراعاة الإجهادات غير الاعتيادية التي ستتعرض لها العناصر الفردية أثناء الإنشاء. قد تتطلب عملية الإنشاء تقنيات خاصة لتجنب الإجهادات المفرطة، مثل الدعامات المؤقتة أسفل الجسر، أو التدعيم المؤقت، أو تقوية عناصر محددة بشكل دائم. ^{[ 232 ]} على سبيل المثال، عند اكتمال جسر معلق بالكابلات ذي أبراج خرسانية، ستتعرض الأبراج لقوى ضغط مرغوبة ناتجة عن الحمل الثقيل للكابلات؛ ولكن أثناء الإنشاء، وبدون هذا الحمل، قد تتعرض الأبراج لقوى شد غير مرغوبة ناتجة عن الرياح الجانبية. ^{[ 233 ]}

يبدأ بناء جميع أنواع الجسور بإنشاء البنية التحتية. عادةً ما تكون العناصر الأولى التي تُبنى هي القواعد والدعامات، وهي عبارة عن كتل كبيرة من الخرسانة المسلحة، تُدفن كليًا أو جزئيًا تحت الأرض. تتحمل القواعد والدعامات وزن الجسر بالكامل، وتنقل هذا الوزن إلى التربة التحتية . ^{[ 234 ]} تُصنف القواعد، بناءً على نسبة ارتفاعها إلى عرضها، إلى نوعين: ضحلة (ارتفاعها أقل من عرضها) وعميقة (ارتفاعها أكبر من عرضها). ^{[ 235 ]} إذا لم تستطع التربة التحتية تحمل الحمل الواقع على القواعد، فيجب أولًا غرس الركائز أسفلها: الركائز عبارة عن هياكل طويلة - مصنوعة من الخشب أو الفولاذ أو الخرسانة - توضع عموديًا أسفل القواعد. ^{[ 236 ]} تمتد بعض الركائز إلى أسفل وتستقر على الصخور الأساسية ؛ بينما يعتمد البعض الآخر على الاحتكاك لمنع القاعدة من الغوص إلى أسفل. ^{[ 236 ]}  

تُوضع الدعامات عادةً عند نهايتي سطح الجسر، حيث يصل إلى التربة التحتية. ^{[ 237 ]} وهي تُوجّه الوزن إلى التربة التحتية، إما عموديًا أو قطريًا. ^{[ 89 ]} وقد تعمل الدعامات أيضًا كجدران استنادية، مانعةً التربة التحتية أسفل طريق الوصول من التآكل. ^{[ 237 ]} بعد إنشاء قواعد الركائز ، تُبنى الركائز وأغطية الركائز لإكمال البنية التحتية. ^{[ 238 ] [ w ]} تتطلب الجسور المعلقة عادةً مثبتات، وهي عبارة عن كتل خرسانية مسلحة كبيرة مثبتة بإحكام في الأرض - يجب أن تكون ثقيلة للغاية ومثبتة في التربة التحتية لأنها يجب أن تتحمل الشد الجانبي للكابلات الكبيرة التي تحمل سطح الجسر بالكامل والحمولة الحية. ^{[ 240 ] [ x ]} 

بناء دعامات في الماء

عند بناء دعامات الجسور (الأعمدة أو الأبراج) في الأنهار أو البحيرات أو المحيطات، يجب استخدام تقنيات خاصة. ^{[ 243 ]} يمكن استخدام الصناديق الغاطسة لتوفير مساحة عمل أثناء بناء الجزء المغمور من الدعامات. الصندوق الغاطس عبارة عن هيكل كبير مجوف ومحكم الإغلاق، مفتوح من الأسفل. يُغمر عادةً في قاع الماء، ويمكن للعمال العمل بداخله لتجهيز الأرض للأساسات. عند اكتمال الحفر، يُملأ الصندوق الغاطس عادةً بالخرسانة لإنشاء الأساس كليًا أو جزئيًا. ^{[ 244 ]} يجب الحفاظ على ضغط هواء مرتفع داخل الصندوق الغاطس المغلق لمنع تسرب الماء. ^{[ 245 ]} قد يُصاب العمال بداء تخفيف الضغط إذا لم يخففوا الضغط بشكل صحيح عند الخروج من الصندوق الغاطس. ^{[ 246 ]} لم يكن بناة الجسور الأوائل على دراية بمفهوم تخفيف الضغط ، وكانت الوفيات شائعة: توفي ثلاثة عشر عاملاً بسبب داء تخفيف الضغط أثناء بناء جسر إيدز (الذي اكتمل بناؤه عام 1874). ^{[ 246 ]}

يُعدّ الصندوق الغاطس طريقة أخرى لإنشاء الأساسات في الماء ، وهو عبارة عن صندوق كبير من الفولاذ أو الخرسانة، مفتوح من الأعلى، يُسحب بواسطة قوارب القطر إلى موقع الجسر، ثم يُغمر في القاع ويُملأ بالخرسانة. ^{[ 247 ]} استخدم جسر أكاشي كايكيو المعلق صناديق غاطسة لقاعدتيه ، حيث يبلغ ارتفاع كل منهما 70 مترًا (230 قدمًا) وقطره 80 مترًا (260 قدمًا) . غُمرت الصناديق الغاطسة في قاع الماء على عمق 60 مترًا (200 قدم) ، ومُلئ كل منها بـ 355,000 متر مكعب من الخرسانة. تستقر الأساسات مباشرة على قاع المحيط، دون ركائز أو قواعد. ^{[ 247 ]} يُعدّ السد المؤقت بديلاً للصندوق الغاطس ، وهو عبارة عن سد مؤقت يُحيط بموقع الدعم، مفتوح من الأعلى، حيث يُمكن للعمال العمل أثناء إنشاء القواعد. ^{[ 248 ]}    

المحامل

تُوضع المحامل عادةً بين البنية الفوقية والبنية التحتية عند نقاط التلامس. المحامل عبارة عن أجهزة ميكانيكية تُتيح حركات صغيرة ، قد تنتج عن التمدد والانكماش الحراري ، أو زحف المواد ، أو الهزات الأرضية الطفيفة . وبدون المحامل، قد تتضرر بنية الجسر عند حدوث مثل هذه الحركات. يُمكن اختيار المحامل للسماح بحركات دورانية أو انزلاقية صغيرة في اتجاه مُحدد، دون السماح بحركات في اتجاهات أخرى. تشمل أنواع المحامل المُستخدمة في الجسور: محامل المفصلات، ومحامل الأسطوانات، ومحامل التأرجح، ومحامل الانزلاق، ومحامل الزنبرك، والمحامل المطاطية . ^{[ 250 ]} 

بعد اكتمال البنية التحتية، تُبنى البنية الفوقية، مستندةً عليها. يمكن بناء هياكل الجسور ذات العوارض في الموقع، أو تصنيعها مسبقًا خارج الموقع ونقلها إلى موقع الجسر. ^{[ 251 ]} يمكن وضع العوارض مسبقة الصب فوق الدعامات بواسطة رافعة أو جسرية . ^{[ 252 ]} إذا كان الجسر يعبر واديًا عميقًا، يمكن استخدام تقنية تُعرف باسم الإطلاق : حيث تُجمّع العوارض والسطح على طريق الوصول، ثم تُدفع أفقيًا عبر العائق. ^{[ 253 ] [ y ]}

تعتمد طرق بناء الهيكل العلوي للجسور المقوسة على نوع المادة المستخدمة. تستخدم الأقواس الخرسانية أو الحجرية هيكلاً خشبياً مؤقتاً يُعرف باسم الدعامات أو التمركز لدعم القوس أثناء بنائه. ^{[ 255 ]} تُبنى بعض الجسور المقوسة الفولاذية باستخدام الدعامات، بينما تستخدم جسور أخرى تقنية الكابولي لبناء نصفي القوس من الدعامات. ^{[ 256 ]}

تُبنى الهياكل العلوية للجسور الكابولية عادةً على مراحل، بالامتداد من نقاط التثبيت أو الدعامات. ويمكن بناء معظم هذه الهياكل دون دعامات مؤقتة، إذ يستطيع الجسر دعم نفسه أثناء امتداده. وتُستخدم عملية مماثلة للجسور الكابولية المصنوعة من الفولاذ أو الخرسانة: حيث تُوضع الأجزاء مسبقة الصنع على مستوى الأرض (أو الماء) وتُرفع إلى مكانها بواسطة رافعة جسرية، أو تُنقل أفقيًا على طول الجزء المكتمل من الجسر الكابولي. أما الجسور الكابولية الخرسانية، فتتطلب تمرير كابلات شد مسبق فولاذية عبر أنابيب داخل كل قسم وشدها، مما يُعرّض الخرسانة للضغط. ^{[ 257 ]} تُبنى الجسور الشبكية باستخدام طرق متنوعة، منها البناء قطعة قطعة، أو البناء الكابولي، أو استخدام الدعامات المؤقتة. ^{[ 258 ]}

تبدأ هياكل الجسور المعلقة بالكابلات ببناء برج واحد أو أكثر، ترتكز مباشرةً على قواعد تشكل جزءًا من الهيكل السفلي. يُبنى سطح الجسر على مراحل، بدءًا من الأبراج ^{[ h ]} باتجاه الخارج. يمكن تركيب هذه المراحل عن طريق الرفع، أو الدعم من الأسفل، أو الإطلاق ، أو التثبيت الكابولي من الجزء المُجمّع من سطح الجسر. ^{[ 259 ]} مع إضافة كل مرحلة من مراحل سطح الجسر، يتم توصيلها بالأبراج بواسطة كابلات فولاذية، وتُشد هذه الكابلات لتحمل وزن سطح الجسر. ^{[ 259 ]}

يبدأ بناء الهيكل العلوي للجسر المعلق عادةً بالأبراج. ^{[ 260 ] [ ح ]} قد تكون الأبراج من الفولاذ أو الخرسانة، وترتكز مباشرةً على قواعد. تُصنع الكابلات الكبيرة عن طريق سحب بكرة كبيرة ذهابًا وإيابًا عبر امتداد الجسر، مع مدّ أسلاك متعددة بين نقاط التثبيت في كل مرة، في عملية تُسمى اللف . بعد لف الأسلاك، تُجمع معًا لتشكيل الكابلات. ^{[ ز ]} تُثبّت الكابلات بإحكام في نقاط التثبيت من كلا الطرفين. ^{[ أأ ]} تُعلّق أسلاك رأسية تُسمى علاقات من الكابلات، ثم تُربط أجزاء صغيرة من سطح الجسر بهذه العلاقات، وتُربط هذه الأجزاء ببعضها البعض. ^{[ 263 ]}

الأبراج

تُعدّ الأبراج، المصنوعة إما من الخرسانة أو الفولاذ، عنصرًا هامًا في البنية الفوقية للجسور المعلقة والجسور ذات الكابلات. ^{[ ab ]} تُناسب الخرسانة عمومًا الأبراج التي يصل ارتفاعها إلى حوالي 250 مترًا (820 قدمًا) ، بينما يمكن أن تكون الأبراج الفولاذية أطول. ^{[ 265 ] [ ac ]} تدعم الأبراج كابلات الجسر، التي تحمل وزن سطح الجسر وحركة المرور. يُطبّق معظم الحمل الواقع على البرج عموديًا إلى أسفل، وليس جانبيًا. ^{[ 267 ]} تتعرض الأبراج لإجهاد ضغط، على عكس الكابلات التي تتعرض لإجهاد شد. ^{[ 104 ]} هناك آليتان تُستخدمان لربط الكابل بالبرج: السروج أو المراسي. السروج عبارة عن هياكل منحنية تسمح للكابل بالمرور عبر البرج (أو فوقه). أما المرساة فتثبت طرف الكابل. تُستخدم السروج غالبًا في الجسور المعلقة، بينما تُستخدم المراسي غالبًا في الجسور ذات الكابلات. ^{[ 268 ]} 

الكابلات

تُعدّ الكابلات الفولاذية عنصرًا أساسيًا في كلٍّ من الجسور المعلقة والجسور ذات الكابلات. تتكون الكابلات من جديلة واحدة أو أكثر، وتتألف كل جديلة من عدة أسلاك. السلك عبارة عن قطعة رفيعة ومرنة من الفولاذ الصلب، تتميز بقوة شد أعلى من الفولاذ العادي، ويتراوح قطرها بين 3 و7 ملم. ^{[ 270 ] [ إعلان ]} تُصنع الكابلات عادةً في موقع الجسر عن طريق فك الأسلاك أو الجدائل من بكرات كبيرة . ^{[ 272 ]} قد تستخدم الجسور المعلقة الكبيرة كابلات يزيد قطرها عن متر واحد (3 أقدام و3 بوصات) وتزن أكثر من 20,000 طن (44,092,450 رطلًا) . ^{[ 273 ]}   

قبل بناء كابلات الجسر المعلق، يجب إنشاء ممرات مؤقتة لدعم الأسلاك أثناء سحبها عبر الجسر وفوق قمم الأبراج. ^{[ 274 ]} هناك طريقتان لسحب الأسلاك عبر الجسر: طريقة الغزل الهوائي (حيث تُنقل الأسلاك بشكل فردي بواسطة بكرات)؛ وطريقة الخيوط الجاهزة (حيث تُسحب الخيوط كاملةً). ^{[ 275 ] [ ae ]}

استُخدمت طريقة الغزل الهوائي في جميع الجسور المعلقة حتى اختراع طريقة الخيوط الجاهزة في ستينيات القرن العشرين. ^{[ 276 ]} بعد سحب ما بين 300 و500 سلك، تُستخدم أشرطة ألومنيوم لتجميعها في خيوط. ^{[ 277 ] [ af ]} قد تكون الأسلاك داخل الخيط الواحد متوازية، أو قد تلتف حول بعضها البعض بشكل حلزوني. ^{[ 279 ]} ينتج عن الغزل الهوائي دائمًا خيوط تحتوي على أسلاك متوازية. بينما يمكن لطريقة الخيوط الجاهزة استخدام خيوط ذات أسلاك متوازية أو ملتوية. ^{[ 279 ] [ ag ]}

ظهر السفينة

سطح الجسر هو السطح الأفقي المسطح الذي يمتد على كامل امتداد الجسر. ترتكز أسطح الجسور عادةً على عوارض أو جسور صندوقية. عندما يكون سطح الجسر مثبتًا بإحكام على عوارضه أو جسوره الداعمة، فإنها تعمل معًا كهيكل واحد. ^{[ 281 ]} من الأنواع الشائعة لأسطح الجسور: الأسطح الخرسانية والأسطح الفولاذية المتعامدة . ^{[ 282 ] [ ah ]} الأسطح الخرسانية عبارة عن ألواح مسطحة من الخرسانة المسلحة. يمكن صب هذه الألواح مسبقًا خارج الموقع، أو صبها في الموقع عن طريق صب الخرسانة في قوالب على الهيكل العلوي للجسر. ^{[ 285 ] [ ai ]} تتكون الأسطح الفولاذية المتعامدة من صفيحة فولاذية مسطحة، مطلية بسطح مقاوم للتآكل . ^{[ 287 ]} يتم لحام العديد من الأضلاع الفولاذية الصغيرة على الجانب السفلي من الصفيحة العلوية، وتمتد في اتجاه طريق الجسر. ^{[ aj ]} أسفل الأضلاع توجد عوارض أرضية فولاذية، موضوعة بشكل عرضي على الأضلاع. ^{[ 289 ] [ ak ]} تُعدّ الأسطح الفولاذية المتعامدة أغلى ثمناً من الأسطح الفولاذية الخرسانية، لكنها أخف وزناً. وهي مفيدة في التطبيقات التي يكون فيها الوزن عاملاً حاسماً، أو عندما يكون السطح رقيقاً، أو عندما تكون البيئة عرضة للزلازل أو البرد القارس. ^{[ 290 ]}

تحتوي العديد من أسطح الجسور على طبقة سطحية مقاومة للتآكل، وهي طبقة من المواد مصممة ليتم استبدالها دوريًا بعد تآكلها بفعل حركة مرور المركبات. تتكون هذه الطبقات عادةً من ركام (صخور صغيرة) ممزوج بمادة رابطة مثل الأسفلت أو البولي يوريثان أو راتنجات الإيبوكسي أو البوليستر. ^{[ 291 ] [ al ]} تُصنف أسطح جسور السكك الحديدية إلى نوعين: أسطح مفتوحة (حيث تستقر العوارض الخشبية مباشرةً على الجسور أو العوارض الرئيسية، مع وجود فجوات هوائية بينها) وأسطح ذات طبقة حصوية (حيث تستقر العوارض الخشبية على صخور حصوية، وتستقر هذه الصخور على بلاطة سطحية). ^{[ 293 ]}

قد يكون بناء سطح الجسر (ودعاماته أو جسوره) صعبًا عندما يكون الجسر فوق الماء أو وادٍ عميق. تتوفر تقنيات متنوعة، ويعتمد الاختيار على تضاريس الموقع، ومادة سطح الجسر (الخرسانة أو الفولاذ)، وحركة المرور أو العوائق أسفل الجسر، وما إذا كان من الممكن بناء أجزاء منه خارج الموقع ونقلها إلى الجسر. تشمل طرق بناء سطح الجسر البناء فوق دعامات مؤقتة ، والرفع من الأرض، والرفع التدريجي (بناء سطح الجسر بالكامل على طريق الوصول ودفعه أفقيًا)، والرفع من الأسفل باستخدام رافعة مثبتة على الجسر، والتمديد التدريجي لسطح الجسر بدءًا من الأبراج أو الدعامات، والرفع باستخدام رافعة عائمة . ^{[ 294 ]}

لتحقيق العمر الافتراضي المصمم له، يجب حماية الجسر من التلف من خلال دمج خصائص معينة في تصميمه. يمكن أن تتلف الجسور لأسباب متنوعة، منها الصدأ والتآكل والتفاعلات الكيميائية والاحتكاك الميكانيكي. يظهر التلف أحيانًا على شكل صدأ على المكونات الفولاذية، أو تشققات وتقشر في الخرسانة. ^{[ 295 ]} يمكن إبطاء التلف باتخاذ تدابير مختلفة، تهدف أساسًا إلى منع وصول الماء والأكسجين إلى عناصر الجسر. ^{[ 296 ]} تشمل تقنيات منع التلف الناتج عن الماء أنظمة الصرف، وأغشية العزل المائي (مثل الأغشية البوليمرية)، وإزالة فواصل التمدد . ^{[ 297 ] [ am ]} يمكن حماية عناصر الجسر الخرسانية باستخدام مواد مانعة للتسرب وطلاءات مقاومة للماء. ^{[ 299 ] [ an ]} يمكن حماية حديد التسليح داخل الخرسانة باستخدام خرسانة عالية الجودة وزيادة سمك الخرسانة المحيطة بالحديد. ^{[ 301 ]} يمكن حماية العناصر الفولاذية للجسر بالدهانات أو بالجلفنة بالزنك. ^{[ 302 ]} يمكن الاستغناء تمامًا عن الطلاء بالنسبة للعناصر الفولاذية باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ المقاوم للعوامل الجوية (وهو سبيكة فولاذية تُغني عن الحاجة إلى الطلاء، وذلك بتكوين طبقة خارجية واقية من الصدأ). ^{[ 303 ]}

يُعدّ تآكل الجسور مشكلة خطيرة محتملة عندما تقع قواعد الجسور في الماء. إذ يمكن للتيارات المائية أن تتسبب في جرف الرمال والصخور المحيطة بالقواعد وتحتها بمرور الوقت. ويمكن التخفيف من هذا التأثير بوضع سد مؤقت حول القواعد، أو إحاطتها بصخور كبيرة موضوعة بعناية . ^{[ 304 ] [ ao ]} تحتوي الجسور المعلقة والجسور ذات الكابلات على كابلات كبيرة تضم مئات الأسلاك الفولاذية. وتُستخدم عدة تقنيات لتقليل التآكل داخل الكابلات، بما في ذلك تغليفها بأسلاك مجلفنة، وحقنها بمادة مانعة للتسرب أو إيبوكسي، واستخدام أسلاك متشابكة على شكل حرف S، وتدوير هواء جاف داخل الكابل. ^{[ 306 ]} صُممت الجسور ذات الدعامات في الممرات المائية الصالحة للملاحة لتحمل اصطدام السفن حتى قوة محددة مسبقًا. بالإضافة إلى علامات الممرات المائية وأنظمة الإنذار للمرشدين، قد تكون دعامات الجسور في الماء محاطة بوسائل حماية مادية مثل المصدات أو الركائز أو الجزر الاصطناعية الصغيرة. ^{[ 307 ]}

بعد اكتمال بناء الجسر وتشغيله، تُطبَّق إجراءات إدارية لضمان استمرارية فتحه أمام حركة المرور، وتجنب الحوادث، وتحقيق عمره الافتراضي المُحدد. تشمل هذه الإجراءات - التي يُشار إليها مجتمعةً بإدارة الجسور - أنشطةً فنية ، وهي: الصيانة، والتفتيش، والمراقبة ، والاختبار. ^{[ 308 ]} بالإضافة إلى المهام الفنية، تشمل الإدارة تخطيط أنشطة الصيانة، ووضع ميزانياتها، وتحديد أولوياتها. ^{[ 308 ]} يستخدم مديرو الجسور أنظمة إدارة الجسور ومنهجيات تحليل تكلفة دورة الحياة لإدارة الجسر وتقدير تكاليف صيانته طوال عمره الافتراضي. ^{[ 309 ]} تزداد تكاليف الصيانة السنوية مع تقدم عمر الجسر وتدهوره. ^{[ 310 ]}   

يستخدم فريق من العمال جهاز صيانة متنقل (هيكل قفصي متحرك) لفحص جسر كليفتون المعلق .

تهدف أنشطة الصيانة إلى إطالة عمر الجسر، وخفض تكاليف دورة حياته، وضمان سلامة المجتمع. ^{[ 311 ]} يمكن تصنيف مهام الصيانة إلى مهام تصحيحية ومهام وقائية. ^{[ 312 ]} تُنفذ المهام التصحيحية استجابةً للمشاكل غير المتوقعة التي قد تطرأ، على سبيل المثال، إصلاح العناصر الإنشائية (الأعمدة، والجسور، والأبراج، والكابلات) واستبدال المحامل. ^{[ 313 ]}

تشمل مهام الصيانة الوقائية غسل الجسر، وطلائه، وتزييت المحامل، وعزل سطح الجسر، وملء الشقوق، وإزالة الثلوج، وردم الحفر، وإصلاح الأعطال البسيطة في الهياكل والتجهيزات الكهربائية. ^{[ 314 ]} تُنفذ بعض مهام الصيانة الوقائية وفق جدول زمني دوري. مثال على جدول زمني لمهام الصيانة الدورية للجسر: غسل الهيكل بالكامل (1-2 سنة)؛ عزل سطح الجسر (4-6 سنوات)؛ تزييت المحامل (4 سنوات)؛ طلاء مكونات الجسر الفولاذية (12-15 سنة)؛ استبدال سطح الجسر (12 سنة)؛ عزل الأرصفة (5 سنوات)؛ ملء الشقوق (4 سنوات)؛ وتنظيف المصارف (سنتان). ^{[ 315 ]}

يُعدّ فحص الجسور بحثًا عن أي تلف أو تدهور، واتخاذ الإجراءات اللازمة لمعالجة أي مشكلات يتم اكتشافها، جزءًا أساسيًا من الصيانة. قد ينجم التدهور عن عوامل بيئية، كالتمدد والانكماش الناتجين عن دورات التجمد والذوبان، والأمطار، وأكسدة الفولاذ، ورذاذ البحر. كما قد تُسبب الأنشطة البشرية أضرارًا، مثل حركة مرور المركبات، والتآكل الميكانيكي، وسوء تصميم الجسور، وإجراءات الإصلاح غير السليمة. ^{[ 317 ]} وتُلزم بعض الدول بإجراء جداول فحص دورية، كالفحص الروتيني كل 24 شهرًا، أو فحص الأساسات المغمورة بحثًا عن التآكل كل 60 شهرًا. ^{[ 318 ]}

قد يكون الاعتماد على الفحص البصري وحده لتقييم تدهور الجسر غير موثوق، لذا يستخدم المفتشون مجموعة متنوعة من تقنيات الاختبار غير المتلفة . ^{[ 319 ]} تشمل هذه التقنيات اختبارات الطرق بالمطرقة ، واختبارات سرعة النبضات فوق الصوتية ، والتصوير المقطعي الزلزالي ، والرادار المخترق للأرض . ^{[ 320 ]} يمكن أن توفر الاختبارات الكهربائية المختلفة التي تقيّم ^{النفاذية والمقاومة معلومات قيّمة عن حالة الخرسانة السطحية. [321]} يمكن تمرير الأشعة ^{السينية عبر الخرسانة} للحصول على بيانات حول كثافتها وحالتها. ^{[ 322} ] يمكن استخدام التصوير بالفيديو باستخدام مجسات رفيعة حيثما كان ذلك متاحًا. ^{[ 323 ]} يمكن إجراء قياسات حالة الجسر تلقائيًا وبشكل دوري باستخدام تقنيات مراقبة السلامة الهيكلية (SHM). ^{[ 324 ]} تتطلب بعض الاختبارات - التي تُسمى الاختبارات المتلفة - إزالة عينات من الجسر ونقلها إلى المختبر لتحليلها باستخدام المجاهر أو الأجهزة الصوتية أو حيود الأشعة السينية. ^{[ 325 ]} يتم إجراء الاختبارات التدميرية عن طريق إزالة عينات أسطوانية محفورة من الخرسانة، أو قطعة صغيرة من سلك فولاذي مقطوع من كابل. ^{[ 325 ]}  

تُستمدّ تمويلات بناء وتشغيل الجسور من مصادر متنوعة، تشمل ضرائب الوقود ، ورسوم تسجيل المركبات السنوية ، ورسوم المرور ، ورسوم الازدحام ، ورسوم الاستخدام المستندة إلى تتبع الأقمار الصناعية. ^{[ 326 ]} ويتم تمويل بعض الجسور ، لا سيما في الدول النامية ، من مصادر دولية كالبنك الدولي أو مبادرة الحزام والطريق الصينية . ^{[ 327 ]} وتُعدّ أنظمة تحصيل الرسوم عمومًا آلية غير فعّالة لجمع التمويل، خاصةً عند استخدام أكشاك تحصيل الرسوم ، نظرًا لتكلفتها العالية في البناء والإدارة. كما يمكن أن تُبطئ أكشاك تحصيل الرسوم حركة المرور وتُعيق إنشاء نقاط الدخول أو الخروج. ^{[ 328 ]}  

تتحمل الهيئات الحكومية عادةً تكلفة بناء الجسور، ولكن منذ عام 1990، ازداد عدد الجسور التي تُبنى وتُموّل من قِبل شركات خاصة بموجب اتفاقيات الشراكة بين القطاعين العام والخاص . في مشروع الشراكة بين القطاعين العام والخاص، تمنح الحكومة شركةً ما حق بناء الجسر، وتسترد الشركة نفقاتها من خلال تحصيل رسوم المرور لفترة زمنية محددة. ^{[ 329 ] [ ap ]} في نهاية هذه الفترة، يُنقل الجسر إلى ملكية الحكومة، ويحق لها الاستمرار في تحصيل رسوم المرور أو التوقف عن ذلك. من أبرز الجسور التي شُيّدت وفق نموذج الشراكة بين القطاعين العام والخاص جسر الملكة إليزابيث الثانية (بُني عام 1991، وفترة تحصيل رسوم المرور 20 عامًا) وجسر سيفرن الثاني (بُني عام 1996، وفترة تحصيل رسوم المرور 30 ​​عامًا). ^{[ 330 ]}

تُعدّ انهيارات الجسور ذات أهمية خاصة لمهندسي الإنشاءات ، إذ تُوفّر تحليلات هذه الانهيارات دروسًا مُستفادة تُسهم في تحسين عمليات التصميم والإنشاء. ^{[ 332 ]} وتتعدد أسباب انهيارات الجسور، والتي يُمكن تصنيفها إلى عوامل طبيعية (كالفيضانات، والتآكل، والزلازل، والانهيارات الأرضية، والرياح) وعوامل بشرية (كالتصميم غير السليم وطريقة الإنشاء غير المناسبة، والاصطدام، والحمولة الزائدة، والحرائق، والتآكل، ونقص الفحص والصيانة). ^{[ 333 ]} ومع مرور الوقت، أدّت انهيارات الجسور إلى تحسينات كبيرة في ممارسات تصميم الجسور وإنشائها وصيانتها. ^{[ 334 ]} قبل ظهور إجراءات هندسة الجسور القائمة على مبادئ علمية دقيقة، كانت الجسور تنهار بشكل متكرر. وبلغت الانهيارات ذروتها في منتصف القرن التاسع عشر، عندما كانت شبكات السكك الحديدية تتوسع بسرعة، ما أدّى إلى بناء مئات الجسور الجديدة سنويًا حول العالم. ^{[ 335 ]} في الولايات المتحدة، انهار 40 جسرًا سنويًا في سبعينيات القرن التاسع عشر، ما يُمثّل 25% من إجمالي الجسور التي بُنيت في ذلك العقد. ^{[ 336 ]}

في العصر الحديث، ورغم التطورات في منهجيات هندسة الجسور، لا تزال حوادث انهيار الجسور تحدث بشكل متكرر. ^{[ 337 ]} في أستراليا، انهار جسر كينغ ستريت عام 1962، بعد عام من افتتاحه، بسبب تقنيات لحام غير سليمة. ^{[ 338 ]} في بالاو، انهار جسر كورور-بابيلداوب عام 1996، بعد ثلاثة أشهر من عملية إصلاح أدخلت تغييرات جوهرية عليه. ^{[ 339 ]} في عام 1998، انهار جسر توراج-باكورتا في بنغلاديش بسبب جرف مياه النهر للتربة المحيطة بدعامات الجسر. ^{[ 340 ]} افتُتح جسر الألفية في لندن عام 2000، لكنه أُغلق بعد يومين بسبب التمايل المفرط. ولم يُفتتح مجددًا إلا بعد عامين ، بعد تركيب مخمدات. ^{[ 341 ]} حوالي نصف حوادث انهيار الجسور في أوائل القرن الحادي والعشرين في الولايات المتحدة كانت بسبب أضرار الفيضانات أو الجرف (تيارات المياه التي تُضعف دعامات الجسر). ^{[ 342 ]} 

ترتبط العديد من الجسور - المعروفة بالجسور المميزة - ارتباطًا وثيقًا بمجتمع معين. ^{[ 344 ] [ aq ]} غالبًا ما تُعتبر الجسور المعلقة الكبيرة، على وجه الخصوص، معالم بارزة ترمز إلى المدن التي تقع فيها. ومن الأمثلة البارزة على ذلك جسر بروكلين في نيويورك؛ وجسر البوابة الذهبية في سان فرانسيسكو؛ وجسر كليفتون المعلق في بريستول؛ وجسر سيتشيني المعلق في بودابست. ^{[ 345 ] [ ar ]} بعض الجسور ذات التصميم البصري المذهل، مثل جسر داغو في الصين، مصممة خصيصًا لتكون معلمًا بارزًا للمدينة المضيفة. ^{[ 347 ]} يشير دان كروكشانك إلى أن بعض الجسور لديها القدرة على "تحويل مكان ما، مجتمع ما، وترك بصمتها على المشهد الطبيعي وفي أذهان الناس، وإثارة الخيال، وغرس الفخر والشعور بالهوية، وتحديد زمان ومكان معينين." ^{[ 173 ]}  

يمكن أن يكون للجسور تأثيرات كبيرة - إيجابية وسلبية على حد سواء - على بيئة المجتمع ومجتمعه واقتصاده. خلال عملية تصميم الجسر، يمكن نمذجة هذه التأثيرات باستخدام تقييم استدامة دورة الحياة أو نمذجة معلومات المباني ، ويمكن استخدام النتائج لتعديل تصميم الجسر لتحسين تأثيره على البيئة والمجتمع والاقتصاد. ^{[ 348 ]}  

تشمل الآثار الإيجابية للجسور الجديدة تقليل أوقات النقل، وتوفير فرص العمل، وتعزيز العدالة الاجتماعية، وزيادة الإنتاجية، ورفع الناتج المحلي الإجمالي . ^{[ 348 ]} قد يؤدي بناء جسر جديد إلى زيادة الأجور في المنطقة المحيطة، ولكنه قد يزيد أيضًا من التفاوت في الدخل بين الجنسين (حيث يحقق الرجال مكاسب أكبر في الأجور مقارنة بالنساء) وبين مستويات التعليم (حيث يحقق الحاصلون على تعليم عالٍ مكاسب أكبر من غيرهم). ^{[ 349 ]} في المناطق التي تكثر فيها الفيضانات، يمكن للجسور أن تزيد الدخل الإجمالي من خلال توفير معابر موثوقة فوق الأنهار. ^{[ 350 ]} في المناطق النامية ذات التضاريس الجبلية، يمكن أن يحقق بناء الجسور التي تعبر الوديان العميقة فوائد جمة للمجتمعات التي تربطها. فبدون الجسور، غالبًا ما تتميز هذه المناطق بمنطقة مركزية أكثر ازدهارًا، محاطة بمناطق هامشية أقل نموًا. ويمكن لبناء الجسور فوق الوديان العميقة أن يقلل من التفاوتات التنموية بين المناطق، فضلًا عن توليد التنمية الاقتصادية، وتحسين الوصول إلى السلع والخدمات. ^{[ 351 ]}

قد يؤدي إنشاء جسر جديد إلى تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري ، لأن إنتاج الخرسانة يُسهم بشكل كبير في هذه الظاهرة . ^{[ 352 ] [ كما ]} على الرغم من أن الجسور قد تُعزز اقتصاد المنطقة المحيطة بها، إلا أنها تزيد من التلوث البيئي بنسبة مماثلة. ^{[ 352 ]} يمكن أن يُؤدي الفساد المُستشري في قطاع البناء (بما في ذلك بناء الجسور) إلى عواقب اجتماعية واقتصادية سلبية. ^{[ 353 ]} قد تُؤدي الجسور التي تحمل الطرق السريعة إلى زيادة حوادث تصادم المركبات، والتي تُكبّد تكاليف اقتصادية (رعاية طبية وخسائر في الإنتاجية) تتجاوز في المتوسط ​​14000 يورو لكل حادث. ^{[ 354 ]}

تُنفَّذ حالات الانتحار أحيانًا بالقفز من الجسور . وقد تُشكِّل هذه الطريقة ما بين 20% إلى 70% من حالات الانتحار في المناطق الحضرية التي تتوفر فيها جسور عالية. ^{[ at ]} في بعض المناطق، يُؤثِّر الانتحار بالقفز بشكل غير متناسب على الشباب، الذين يميلون إلى ضعف قدرتهم على ضبط النفس . قد تكتسب جسور مُحدَّدة سمعة سيئة وتجذب الأشخاص الذين يمرون بأزمة انتحارية ، مما يُؤدِّي إلى حلقة مفرغة . غالبًا ما تُزوَّد الجسور عالية الخطورة بحواجز لمنع الانتحار ، ^{[ au ]} مما يُقلِّل بشكل كبير من معدل الانتحار على الجسر. ^{[ av ]} يُقلِّل تركيب الحواجز على جسر عالي الخطورة عمومًا من معدل الانتحار بالقفز في المنطقة، على الرغم من أنه في بعض الحالات، تُصبح جسور أخرى بديلًا. ^{[ 355 ]}

بدأت مهنة الهندسة المدنية ، التي تشمل تخصص بناء الجسور ، في التبلور الرسمي في القرن الثامن عشر عندما أُنشئت مدرسة للهندسة في فرنسا ضمن هيئة الجسور والطرق في مدرسة باريس ، تحت إدارة جاك غابرييل . ^{[ 356 ]} وفي عام 1747، تأسست أول مدرسة متخصصة في بناء الجسور: المدرسة الوطنية للجسور والطرق، بقيادة المهندسين الفرنسيين دانيال-شارل ترودان وجان - رودولف بيرونيه . ^{[ 356 ]} أما أول منظمة مهنية تركز على الهندسة المدنية فكانت مؤسسة المهندسين المدنيين، التي تأسست عام 1818 في المملكة المتحدة، بقيادة توماس تيلفورد في البداية . ^{[ 357 ]}  

في العصر الحديث، تخضع هندسة الجسور لتنظيم هيئات وطنية، مثل المجلس الوطني لفاحصي الهندسة والمساحة (الولايات المتحدة الأمريكية)، والمجلس الكندي للمهندسين المحترفين (كندا)، ومجلس الهندسة (المملكة المتحدة). ^{[ 358 ]} في العديد من البلدان، يُشترط على مهندسي الجسور الحصول على ترخيص أو استيفاء حد أدنى من المتطلبات التعليمية. ^{[ 359 ]} تشترط بعض الدول على المهندسين اجتياز اختبارات تأهيلية، فعلى سبيل المثال، في الولايات المتحدة الأمريكية، يجب على المهندسين اجتياز اختبار أساسيات الهندسة، يليه اختبار مبادئ وممارسات الهندسة . ^{[ 360 ]} في بولندا، يُشترط على مهندسي الجسور الحصول على شهادة معتمدة من خلال اكتساب خبرة عملية لعدة سنوات تحت إشراف مهندس أقدم، واجتياز اختبار تُشرف عليه غرفة المهندسين المدنيين البولندية . ^{[ 361 ]} يُسهّل الاتحاد العالمي للمنظمات الهندسية التعاون الدولي في مجال الهندسة . ^{[ 362 ]}

في الأساطير الإسكندنافية ، يربط جسر قوس قزح بيفروست الأرض بأسغارد . ^{[ 363 ]}

تظهر الجسور بكثرة في الفن والأساطير والأدب، وغالبًا ما تُستخدم كاستعارات أو رموز للإنجاز البشري أو العمر أو الخبرة. ^{[ 364 ]} في الأساطير الإسكندنافية ، ترتبط أسغارد ، موطن الآلهة ، بالأرض عبر جسر بيفروست ، وهو جسر قوس قزح. ^{[ 363 ]} يُطلق على العديد من الجسور في أوروبا اسم " جسر الشيطان" ، وفي بعض الحالات توجد قصص فولكلورية تُفسر سبب ارتباط الجسر بالشيطان. ^{[ 365 ]} تقول الأسطورة المسيحية إن القديس بينيزيه رفع صخرة ضخمة لبدء بناء جسر سانت بينيزيه ، ثم أسس جماعة بناء الجسور الأسطورية . ^{[ 366 ]} تظهر الجسور بشكل بارز في اللوحات - غالبًا في الخلفية - كما هو الحال في لوحة الموناليزا . ^{[ 367 ]}    

في العصر الحديث، لا تزال الجسور تحتل مكانة بارزة في الثقافة. فكثيراً ما تُقام عليها المواكب والاحتفالات والطقوس. ^{[ 368 ]} وقد استخدمها بعض المؤلفين كعنصر أساسي في رواياتهم، ولا سيما رواية "جسر نهر درينا" لإيفو أندريتش، ورواية "جسر سان لويس ري" لثورنتون وايلدر . ^{[ 369 ]} كما كتب الشاعر البريطاني فيليب لاركين ، مستلهماً من بناء جسر هامبر بالقرب من منزله، قصيدة "جسر للأحياء" عام 1981. ^{[ 370 ]} وقد اختارت دول مجاورة تسمية بعض الجسور المشتركة بجسور الصداقة أو جسور السلام . ^{[ 371 ] [ aw ]} وفي عام 1996، أقامت المفوضية الأوروبية مسابقة لاختيار تصميم فني لأوراق اليورو النقدية . وفاز المصمم النمساوي روبرت كالينا بمجموعة من رسومات الجسور، التي اختيرت لأنها ترمز إلى الروابط بين دول الاتحاد ومسارات المستقبل. ^{[ 372 ]}