پل ها و انواع آن

تعریف پل

پل یک سازه است که برای عبور از موانع فیزیکی از جمله رودخانه ها و دره ها استفاده می شود.پلهای متحرک نیز جهت عبور کشتیها و قایقهای بلند از زیر آنها ساخته شده است.

تاریخچه پل

ایجاد گذرگاهها وپلها برای عبور از دره ها و رودخانه ها از قدیمی ترین فعالیتهای بشر است. پلهای قدیمی معمولا از مصالح موجود در طبیعت مثل چوب و سنگ والیاف گیاهی به صورت معلق یا با تیرهای حمال ساخته شده اند.پلهای معلق از کابلهایی از جنس الیاف گیاهی که از دو طرف به تخته سنگها و درختها بسته شده و پلهای با تیر حمال از تیرهای چوبی که روی آنها با مصالح سنگی پوشیده می شد، ساخته شده اند.

ساخت پلهای سنگی به دوران قبل از رومیها بر می گردد که در خاور میانه و چین پلهای زیادی بدین شکل برپا شده است. در اروپا نیز اولین پلهای طاقی را 800 سال قبل از میلاد مسیح، برای عبور از رودخانه ها از جنس مصالح سنگی ساخته اند.

اغلب پلهای ساخته شده توسط رومیها از طاقهای سنگی دایره شکل با پایه های ضخیم تشکیل یافته است.در ایران نیز ساختن پلهای کوچک وبزرگ از زمانهای بسیار قدیم رواج داشته و پلهایی نظیر سی و سه پل، پل خواجو و پل کرخه بیش از 400 سال عمر دارند.

از قرن یازدهم به بعد روشهای ساختن پلها پیشرفت قابل توجهی نمود و به تدریج استفاده از دستگاههای فشاری از مصالح سنگی و آجر با ملاتهای مختلف و دستگاههای خمشی از چوب متداول گردیده و تا اوایل قرن بیستم ادامه یافت. شروع قرن بیستم همراه با استفاده وسیع از پلهای فلزی و سپس پلهای بتن مسلح می باشد.

از اوایل قرن نوزدهم ساخت پلهای معلق، قوسی یا با تیر حمال از آهن آغاز شد. اولین پل معلق از آهن در سال 1796 به دهانه 21 متر در آمریکا ساخته شد، همچنین در سال 1850 یکی از مهمترین پلهای با تیر حمال از جنس آهن متشکل از دو دهانه 140 متر و دو دهانه 70 متری در انگلستان ساخته شد.

طویل ترین پل معلق به طول

طویل ترین پل معلق به طول تقریبی 7 کیلومتر در سانفرانسیسکو ساخته و بزرگترین دهانه معلق به طول تقریبی 1400 متر در انگلیس (روی رودخانه هامبر) طراحی شده اند. در سالهای اخیر طرح پلهای ترکه ای فلزی (با کابل مستقیم) نیز برای دهانه های بزرگ مورد توجه قرار گرفته و بعد از نخستین پل که در سال 1955 به دهانه 183 متر در سوئد ساخته شده، پلهای زیادی اجرا شده است.

پلها را از نقطه نظر مصالح تشکیل دهنده به شکل زیر طبقه بندی می کنند : پلهای چوبی:

این پلها معمولا" بهشکل قوسی، با تیرهای مشبک و یا تیرهای حمال ساخته شده و در حال حاضر استفاده ازآنهابه صورت موقتی می باشد.

پلهای سنگی:

با توجه به مقاومتمناسب فشاری مصالح سنگی، بسیاری از پلهای طاقی از این مصالح ساخته شده اند.نظر بهکمبود افراد سنگ کار و زمان نسبتا طولانی لازم برای تهیه مصالح و اجرای سازه،امروزه استفاده از این پلها محدود می باشد.

پلهای بتنی:

در بسیاری از پلهایطاقی شکل، در حال حاضر از بتن، با توجه به مقاومت فشاری مطلوب آن به جای سنگاستفاده می شود.

پلهایبتن مسلح:

با توجه به روش اجرا و نحوه بتن ریزی، پلهای بتن مصلح را میتوان از مقاطع مختلف و با اشکال دلخواه ساخت. با وجود این استفاده از مقاطع ساده درجهت کاهش بهای قالب بندی همواره مورد نظر است.در بعضی از حالات استفاده از سیستمپیش ساختگی باعث حذف اجزاء نگهدارنده قالبها و در نتیجه صرفه جوئی قابل ملاحظه میشود.

پلهایبتن پیش تنیده:

با پیشرفت این تکنیک، به تدریج در دامنه وسیعی ازابنیه فنی،پلهای بتن پیش تنیده جایگزین پلهای فلزی و پلهای بتن مسلح شده اند. بدینترتیب با صرف هزینه کمتر، پلهای با دهانه بزرگ ساخته می شوند. از طرف دیگر استفادهاز این مصالح امکان به کارگیری تکنیک های جدید پل سازی را می دهد.

پلهایفلزی:

این پلها به اشکال مختلف، با تیرهای حمال معمولی یا تیرهای مشبکفولادی، با قوس یا قالبهای فلزی، نورد شده از ورق و المانهای اتصالی ساخته شده اند. در ساخت این پلها گاهی نیز از آلیاژهای سبک یا مقطع مرکب استفاده می گردد.

استفاده ازفولاد در ساخت پلهای فلزی از قرن گذشته شروع و با عنایت به مقاومت کششی و فشاری مطلوب این مصالح در سطح وسیع متداول گردید.باتوجه به فزونی بهای تولید، معمولاً نیمرخهای فولادی دارای ضخامت ناچیز بوده و در نتیجه علاوه بر مسئله زنگ زدن و خوردگی، خطر بروز ناپایداری های الاستیک نیز همواره موجود می باشد، از طرف دیگر نظر به اینکه با افزایش طول دهانه وزن مرده پلها به سرعت افزایش می یابد، با توجه به ناچیزبودن ابعاد و در نتیجه سبک بودن مقاطع فلزی، هنوز نیز برای پوشش پلهای فلزی :

پوشش پلهای فلزی را می توان از چوب مصالح سنگیبتن مسلحو یا از ورقهای فلزی انتخاب نمود. استفاده از چوب برای پوشش پلها در زمانهای بسیار قدیم رایج بوده اما امروزه به ندرتمورد استفاده قرار می گیرد.

همچنین در طرحهای جدید از پوشش مصالح سنگی نیزبه علت وزن زیاد آن، کمتر استفاده می شود در این راه حلتیرهای حمالطولی پل بوسیله قوسهائی ازآجرو مصالح سنگی به هم متصل می شوند.

پوشش بتن مسلح:

این پوشش از یکدالبتن مسلح که روی تیرچه های طولی وتیرهای عرضی پل تکیه نموده تشکیل یافته است.پوشش بتن مسلح مقاومت و صلبیت لازم رابه سازه داده و از نظر اجرائی نیز آسان و بسیار متداول می باشد.

پوشش فلزی:

یک نوع از این پوششها از یک سری صفحات فلزی که بوسیلهبتن مسلح پوشیده شده و رویبالفوقانی تیرچه طولی جوش شده اند تشکیلشده است ضخامت کل حاصله معمولاً ضعیف (بین 10تا 20 سانتی متر ) است.

یکیدیگر از انواع پوششهای فلزی متداولدال ارتوتروپاست این پوشش از یک صفحه فلزیکه در جهت عمودی بوسیله ورقهای ساده یا جعبه ای تقویت شده تشکیل یافته است، صفحهفلزی نقش بال فوقانی تیرها رابه عهده داشته و ضمن شرکت درمقاومت خمشیبارهای موضعی حاصل از چرخ وسائلنقلیه رانیز تحمل می کند.

ضخامت آن معمولاً حدود 12 میلی متر (برای جانجعبه ای )تا 14 میلی متر(برای جان ساده)می باشد. دالارتوتروپ در مجموع روی اجزاء اصلی پل (تیرهای طولی و عرضی )تکیه نموده است.

طبقه بندی پلهای فلزی:

پلهای فلزی را می توان با توجه به نوعسیستم باربر به شرح زیرطبقه بندی نمود:

پلباتیرهای حمال

پلقوسی

پلبا کابلهای باربر

پل با تیرهای حمال

این پلها از متداول ترین انواع مورد استفاده برایدهانه هایمتوسط (تا250 متر)می باشند . تیرهای حمال معمولا به صورت شبکه های فلزی مقاطع جعبه ای یا تیرهای مرکب تو پرساخته شده و تغییر شکل بسیار محدودی خواهند داشت. شبکه های فلزی معمولآ سبک بودهاما با توجه به خصوصیات ظاهری آنها ،کمتر در مناطق شهری مورد استفاده قرار میگیرند.در حالت کلی این پلها را نیز می توان به شرح زیر تفکیک نمود:

پل با تیرهای حمال جانبی :

در این حالت تیرهای حمال جانبی معمولآاز شبکه های فلزی تشکیل شده و اجزاء اصلی باربر تابلیه می باشند. در شرایطی که عرضپل محدود باشد ( کمتر از14 متر ) می توان از این سیتستم استفاده نمود.

پل با تیر های حمال تحتانی:

در این حالت تیرهای حمال عمومآاز نوع تیرهای مرکب با جان تو پر ( که از چند ورق فلز با اتصال پیج پرچ یا جوش تشکیل شده اند ) می باشند. تیرهای حمال با ارتفاع ثابت یا متغیر ساخته شده و در نتیجه ضمن حصول منظره مناسب صرفه جوئی مهمی نیز در مصرف مصالح خواهد شد. همچنین در بعضی شرایط می توان سبستم متشکل از تیرها یا حمال تحتانی را با یک مقطع جعبه ای جایگزین نمود.

پل قوسی

پل قوسی، پلی است با تکیه گاه های انتهائی در هر طرف، که شکلی نیم دایره مانند دارد. پلی که از رشته ای از قوسها تشکیل شده باشد، پل دره ای نامیده می شود. پل قوسی ابتدا توسط یونانی ها و از سنگ ساخته شد. بعدها، رومیان باستان از ملات در پل های قوسی خود استفاده کردند.

با توجه به اصول مقاومت مصالح، شعاع قوس وابعاد این پلها را طوری انتخاب می کنند که بارهای قائم وارده تبدیل به یک نیروی فشاری در امتداد قوس شود. بنا براین در مناطقی با کیفیت خاک مناسب،می توان دهانه های بزرگ ( تا حدود500متر) را با پلهای قوسی طی نمود.

پل ترکه ای:

در این پلها،تابلیهبه صورت یک صفحه صلب از یک طرف رویپایه های کناری (کوله ها) و دو پایه بلند میانی و از طرف دیگر به طور الاستیک رویکابلهای مورب تکیه نموده است. این کابلها در تمام طول پل گسترش می بابند بار واردهرا به پایه های بلند میانی منتقل می نمایند. کابلهای ذکر شده را می توان در دو صفحهقائم و به طور موازی در دو طرف تابلیه قرار داده و یا در جهت عرضی نیز به طور موربو در امتداد محورطولی پل به پایه میانی متصل نمود.

همچنین در بعضی شرایط میتوان از یک مجموعه کابل که در امتداد محور طولی پل قرار می گیرند استفاده نمود.

پایه های میانی پل به شکل I ، A یا H طرح شده و معمولآ از فولاد یا بتن مسلح می باشد،پلهای ترکه ای به تعداد زیاد و تا دهانه 500 متر ساخته شده اند.

پل معلق: در این پلها نیز تابلیه به صورت یک صفحه صلب روی پایه های کناری و میانی تکیه نموده است .

نگهداری پل

با توجه به مخارج سنگین انجام شده برای اجرای ابنیه بتنی،مسئله نگهداری دقیق این سازه ها در برابر آب و باد دو یخبندان از اهمیت خاصی بر خوردار است.

در مناطقی که بستر رودخانه سست بوده و در اثر طغیان آب امکان شسته شدن داشته باشد باید وضعیت آن را در اطراف پل بعد از طغیانهای مختلف مورد برسی قرار داد تا با تدابیر مختلف از خالی شدن خاک اطراف پی ها و در نتیجه تخریب پایه ها جلوگیری شود. لایه عایق کاری و آسفالت کف جاده باید طوری انجام شود که از نفوذ و باقی ماندن آب در جسم پل جلوگیری شود.

بعد از پایان ساختمان پلو قبل از تحت سرویس قرار گرفتن،المانهای مختلف آنرا باید به دقت مورد بازدید قرار داد تا مشخص شود تحت بارهایدائمی و دستگاههای ساخت،تغییر شکل ها و ترک های پیش بینی نشده در آن ایجاد نشده باشد، همچنین بعد از آزمون بارگذاریکه تحت شدید ترین بارگذاری ممکنه در طول دوره سرویس قرار می گیرد، باید کلیه تغییر شکلهای ایجاد شده و فلش مقاطع بحرانی، ترک های احتمالی، نشست پایه ها، تغییر فرم دستگاههای تکیه گاهی و اتصالات مختلف به دقت مورد برسی قرار گیرند.

در طول دوره بهره برداری نیز در زمانهای مشخص باید قسمتهای مختلف پل مورد بازدید قرار گیرند به عنوان مثال:در پلهایفلزیکه احتمال از بین رفتن اتصالات پیچ و جوش، زنگ زدن المانها و خوردگی آنها و بروز نا پایداریهای الاسیتک موجود است. این بازدیدها باید به طور مداوم و حداقل هر پنج سال یکبار انجام شده و برای جلو گیری از تخریب قطعات، آنها را با مواد مناسب پوشانید. همجنین در مورد پلهایبتن پیش تنیدهشده وضع دستگاههای مهارتی و کشش کابلها مورد بررسی قرار گرفته و با انجام عمل تزریق به نحو مناسب، از زنگ زدگی کابلها جلوگیری به عمل آید.

از عبور سربارهای غیر مجاز که در طرح ومحاسبه قطعات پل در نظر گرفته نشده اند،اکیدآ جلوگیری شود.

منتظر مقالات و تحقیقات شما در زمینه های زیر می باشیم :

پل نقال

پل بالارو

پل چرخان

پل دو طبقه

پل شناور قایقی

پل متحرک

پل معلق

پل جاده ای

پل پیاده رو

سایر پلها

منبع: forum.sarirchat.com