الهندسة المدنية هي فرع أساسي من فروع الهندسة، والذي يتعامل مع تصميم وبناء وصيانة المباني العامة مثل الطرق والمباني والجسور والسدود والمطارات والسكك الحديدية والأنفاق، إلخ. بدأ هذا المفهوم الكامل للهندسة المدنية خلال العصر البدائي ولكن مع تطور الزمن تم تطوير تقنيات جديدة. لكن كلمة "مهندس مدني" استخدمها لأول مرة جون سميتون، ومن ثم عُرف باسم "أبو الهندسة المدنية" أو "Father of Civil Engineering"
عن جون سميتون:
كان جون سميتون إنكليزيًا ولد في ٨ يونيو ١٧٢٤ في المملكة المتحدة. كان يتميز بالقدرة على التفكير بشكل مختلف، وبالتالي وضع حجر الأساس للمهندسين المدنيين بأعماله المبتكرة. بصرف النظر عن كفاءته في الهندسة المدنية، كان أيضًا مهندسًا ميكانيكيًا وعالمًا فيزيائيًا بارزًا. كان رائدًا في استخدام الجير الهيدروليكي في الخرسانة، باستخدام الحصى ومسحوق الطوب كركام، وبالتالي خلق مسارًا جديدًا في تطوير الأسمنت الحديث، مما أدى إلى تكوين الأسمنت البورتلاندي.
لعب Smeaton أيضًا دورًا رئيسيًا في تحويل طاقة الرياح والمياه إلى طاقة بخارية. وقد حصل أيضًا على ميدالية كوبلي من الجمعية الملكية عن "تحقيق تجريبي يتعلق بالقوى الطبيعية للمياه والرياح لتشغيل المطاحن (١٧٥٩)". كما كان عضوًا في الجمعية الملكية وضيفًا في اجتماع المجتمع القمري.
بعض أعمال جون سميتون الشهيرة:
- منارة إديستون
- منارة سميتون
- اسمنت بورتلاند
- قناة فورث وكلايد في اسكتلندا
- ميناء رامسجيت
- جسر بيرث
- ميناء بانف
- جسر أبردين
- تحسينات على نهر لي للملاحة
- Nent force level
- ميناء بيترهيد إلخ.
بصرف النظر عن الأعمال المذكورة أعلاه، هناك ما لا يقل عن ٣٥ مشروعًا رئيسيًا متعلقًا بالهندسة المدنية، وأكثر من ٦٠ مطحنة وأكثر من ١٠ محركات بخارية.
تشمل إنجازاته الأخرى تصميم محركات ضخ كبيرة في الغلاف الجوي لمنجم Long Benton في نورثمبرلاند ومنجم Chacewater في كورنوال وأرصفة Kronshtadt في روسيا. إلى جانب ذلك، قام بتحسين سلامة ناقوس الغوص من خلال تركيب مضخة هواء في الناقوس.
كان سميتون أيضًا عضوًا في أول جمعية هندسية مهنية، جمعية المهندسين المدنيين (التي تأسست عام ١٧٧١)، والتي أصبحت تُعرف باسم جمعية سميتونيان بعد وفاته. كان أيضًا مستشارًا لمشروع مدته ٦٣ عامًا في Rye، والذي يُعرف حاليًا باسم "Smeaton’s Harbour". توفي عام ١٧٩٢، بعد إصابته بجلطة دماغية.
ميراث سميتون العملي:
منارة سميتون:
منارة سميتون هي واحدة من أكثر الهياكل شهرة في مجال الهندسة المدنية. تم تصميم هذا الهيكل على أساس شجرة البلوط. بدأ البناء في عام ١٧٥٦ في ميلباي واكتمل في عام ١٧٥٩. من أجل نقل أعمال البناء حول الموقع، تم وضع قضبان خشبية بطول ٣ أقدام و ٦ بوصات لسهولة نقل الشاحنات ذات الأربع عجلات حول الموقع. تم البناء على أساس خاص للغاية لتجنب أي احتمال لتجمع الضغط، كما شارك العديد من عمال كورنيش القصدير في البناء. بعد الانتهاء من البناء، تم وضع ٢٤ شمعة في السادس عشر من أكتوبر عام ١٧٥٩، وكان وزن كل شمعة ما بين ٢ إلى ٥ أرطال. يبلغ ارتفاع هذه المنارة ٥٩ قدمًا وقطرها الأساسي (قطر القاعدة) ٢٦ قدمًا وقطرها العلوي ١٧ قدمًا. كانت هذه المنارة مستخدمة حتى عام ١٨٧٧ بعد أن تعرضت لتآكل الصخور في القاع، بسبب موجات المياه، مما تسبب في اهتزاز الهيكل من جانب إلى آخر. بعد ذلك ، في عام ١٨٨٢، تم تفكيك الجزء العلوي من المنارة وإعادة بنائه على قاعدة جديدة في بليموث، والتي تُستخدم الآن كنصب تذكاري لسميتون. تم بناء نسخة طبق الأصل من منارة Smeaton (نصب Hoad التذكاري) في كمبريا.
الأسمنت البورتلاندي:
اكتشف سميتون لأول مرة استخدام الجير الهيدروليكي في الخرسانة، بعد إجراء سلسلة من التجارب أثناء بناء منارة إديستون في عام ١٧٥٦. يتكون الخليط الذي صنعه من الحجر الجيري والطين الذي يمكن أن يغطس بسهولة تحت الماء. تم تكييف تجربة Smeaton بواسطة Joseph Aspedin، الذي اخترع تسخين الطين والحجر الجيري تحت درجة حرارة عالية جدًا ثم تبريده تدريجيًا ثم خلطه وطحنه والذي من شأنه أن ينتج أسمنت قويًا أطلق عليه اسم الأسمنت البورتلاندي. كان هذا الاختراع بمثابة تغيير في مجال الهندسة المدنية.
جسر بيرث:
يقع هذا الجسر في مدينة بيرث باسكتلندا، ويمتد فوق نهر تاي، وقد تم تصميمه باسم سميتون، ومن ثم يُعرف باسم جسر سميتون. إنه جسر حر مصمم لنقل حركة مرور السيارات والمشاة. بدأ في عام ١٧٦٦ واكتمل بحلول عام ١٧٧٢. تم تصميم جسر Smeaton بشكل جميل مع ٩ أقواس من الحجر الرملي الوردي. بلغ الطول الإجمالي للجسر ٢٧٢ مترا وكان أطول جسر وقت بنائه في اسكتلندا. تم تصميم هذا الجسر لمقاومة الفيضانات وكان قادرًا على مقاومة الفيضانات الغزيرة في عام ١٧٧٢. في وقت لاحق بسبب حركة المشاة الكثيفة، تم توسيع الجسر في عام ١٨٦٩ بواسطة ADStewart، حيث تم إزالة الحواجز الحجرية وتم بناء ممرات المشاة فوقها.
مسار قناة فورث وكلايد:
بطول إجمالي يبلغ ٥٦ كم، تم افتتاح القناة في عام ١٧٩٠ وهي تمتد من نهر كارون في غرانجماوث إلى نهر كلايد في بولينج. بدأ البناء في عام ١٧٦٨ واكتمل العمل بعد سنوات عديدة بسبب سوء التمويل في عام ١٧٩٠. تم إنشاء هذه القناة لربط الطرف الشرقي للقناة بإدنبرة. نظرًا لأن هذه القناة تعمل لأغراض الملاحة، فقد جلبت فرصًا جديدة للتجارة والتصنيع. في وقت لاحق تولت إدارة القناة من قبل السكك الحديدية في عام ١٨٥٣. تم تأميم فورث وكلايد في عام ١٩٤٨ ولكن تم إغلاقها لاحقًا في عام ١٩٦٣، بسبب ارتفاع معدلات تكلفة صيانة الجسور العابرة للقناة.
الخلاصة:
كان سميتون أحد المهندسين المدنيين المرموقين في ذلك الوقت، حيث ساهم في بناء الكثير من الجسور إلى القنوات إلى الطرق وما إلى ذلك، وهو أحد المهندسين الستة الذين تم تصويرهم في نافذة ستيفنسون الزجاجية الملونة التي صممها ويليام ويلز. كان أيضًا من بين أفضل ١٠ مبتكرين تقنيين، الذين مهدوا الطريق للمهندسين المدنيين في مختلف المجالات. قادتنا أعماله إلى فهم عمق وجمال الهندسة المدنية.