ایجاد گذرگاه‌ها و انواع پل برای عبور از مکان‌های مختلف از قدیمی‌ترین فعالیت‌های بشر است. این سازه‌ها با مصالح موجود در طبیعت مانند چوب، سنگ، الیاف گیاهی و همینطور آهن آلات مختلف به صورت معلق یا با تیرهای حمال ساخته می‌شوند. از آنجایی که اجرا و احداث انواع پل از پر هزینه‌ترین بخش‌ها به شمار می‌رود پس طراحی اصولی و دقیق این سازه‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در ادامه با ما باشید تا بیشتر با این سازه‌ها آشنا شوید.
پل چیست؟ قطعات اصلی و انواع پل ها
پل، یک سازه اتصال دهنده، بین بخش های مختلف جدا شده از یک کشور، دو ساحل اقیانوس یا بخش هایی از دو کشور پیوند ایجاد می کند. پل یک معجزه سازه است که معمولاً برای عبور از هر نوع مانعی که می تواند زندگی افراد را کند کند استفاده می شود. مهندسان از همان ابتدا در تلاش بودند تا بر طبیعت پیروز شوند و در نتیجه سازه پل را اختراع کردند که با استفاده از انواع پل می توان بر موانع طبیعی مذکور غلبه کرد.
بخش های اصلی یک پل
پل ها انواع مختلفی دارند. انواع پل شامل قسمت های مختلفی می باشد. موارد زیر بخش های اصلی یک پل هستند:
- عرشه
- تکیه گاه
- توده
- اسکله
- تیر اهن
- مسیر راه آهن
عرشه
عرشه بخش اساسی هر پل برای عبور وسایل نقلیه، کالاها، افراد و غیره از یک سمت به سمت دیگر است.
تکیه گاه
تکیه گاه ارائه شده در دو سر پل به عنوان تکیه گاه شناخته می شود.
توده
برای پل با پایه، شمع یک جزء اساسی است. فونداسیون نوع شمع معمولاً زمانی مورد نیاز است که لایه بالایی خاک سست باشد. عمق شمع بستگی به لایه خاک دارد. برای یافتن لایه سخت خاک که ساختار را پایدار می کند، شمع معمولاً تا عمقی در لایه سخت خاک کشیده می شود.
اسکله
پایه، عضو فشاری است که بالای شمع می ماند و سازه را پایدار می کند. اسکله به طور کلی دهانه را در نقاط میانی فراهم می کند. اسکله ها دو عملکرد اصلی را انجام می دهند:
- انتقال بارهای عمودی روبنا به پی
- مقاومت در برابر نیروهای افقی وارد بر پل ها
برای پایه پل به پایه، فاصله دهانه است. فشار آب فشار اضافی است که به صورت جانبی بر روی اسکله وارد می شود.
تیرچه (جعبه یا تیرچه I)
درست مانند تیر، تیر در پل استفاده می شود. می تواند دو نوع I-joist و Box باشد. این نام را به دلیل شکل آنها داده اند. نوع تیرچه I-joist معمولا در پل ها استفاده می شود. تیر جعبه را می توان از پیش ساخته یا در جای خود ریخته گری کرد و عموماً در شرایط پیش تنیده وجود دارد.
مسیر راه آهن
به طور معمول ترافیک جاده وسیله نقلیه اصلی روی پل است، اما اگر قطار باید از طریق آن پل عبور کند، ریل راه آهن جزء اضافی است.
انواع پل
در زیر انواع اصلی پل ها آورده شده است:
- پل خرپا
- پل طره‌ای
- پل های قوسی
- پل های معلق
- پل های کابلی
- پل متحرک
- پل های اسلب
- پل های باکس تیر
در ادامه شرح مختصری از این انواع پل آورده شده است.
پل های خرپایی
پل‌های خرپایی یکی از انواع پل ها هستند که توسط فولاد دو عضوی تنها با کشش و فشار ساخته می‌شوند. هیچ لنگر خمشی در این سازه مجاز نیست. پایدارترین شکل ساختاری برای خرپا مثلثی است. قدمت استفاده از این نوع پل‌ها به چندین قرن پیش باز می‌گردد. انواع مختلف این نوع از پل‌ها از مقاطع مثلثی تشکیل شده. نقش اجزای مثلثی در این پل‌ها بسیار مهم است زیرا با جذب موثر بارهای کششی و فشاری، امکان عملکرد مناسب سازه در برابر بارهای دینامیکی را فراهم میکند. به دنبال آن از حفظ مناسب ساختار پل و عدم آسیب دیدن عرشه هنگام وزش باد شدید اطمینان حاصل می‌شود.
پل طره‌ای
طراحی این نوع از انواع پل ها به عنوان یک پیشرفت بزرگ در این زمینه شناخته می‌شود. در ساخت این پل‌ها تیر یا خرپاهای یک سر گیر ( طره ) ساده استفاده می‌شود. این اجزا با استفاده از بتن پیش تنیده یا فولاد ساختمانی ساخته می‌شوند.
پل های قوسی
پل قوسی عمدتاً در فشرده سازی وجود دارد. از یک سیستم آیرودینامیکی با استحکام پیچشی استفاده می کند. تمام پل‌های قوسی دارای یک یا چند قوس در زیر سازه و تکیه گاه‌هایی برای نگهداری این قوس‌ها هستند. پل چند دهانه ( دره گذر ) با طول زیاد و قوس‌های فراوان، رایج ترین نوع از انواع پل های قوسی محسوب می‌شود. در این پل‌ها، فشارهای جانبی ناشی از دهانه‌ی قوس به تکیه گاه‌ها منتقل می‌شود. به همین دلیل است که حفظ یکپارچگی، مقاومت بالا و ساخت درست و اصولی این بخش از اهمیت زیادی برخوردار است. پل‌های قوسی طراحی ساده اما کارایی بالایی دارند و می‌توانند وزن انسان و حتی وسایل نقلیه‌ی سنگین را تحمل کنند.
پل های معلق
ساختار پل‌های معلق مانند پل‌های قوسی ساده اما کارآمد است. عرشه‌ی این پل‌ها، برای تحمل بارهای وارد شده به پل طراحی شده‌اند. تعداد برج‌های مورد استفاده برای نگهداری کابل‌های معلق، به اندازه‌ی پل بستگی دارد. در پل های معلق می توان دهانه های بلندی را ارائه داد که در بسیاری از شرایط ضروری است. این آزادی را به مهندس می دهد تا با کمک یک کابل یک دهانه طولانی را فراهم کند. اجزای اصلی سیستم ساختاری پل معلق به شرح زیر است:
تیرهای سفت کننده / خرپاها
سازه های طولی بارهای وسایل نقلیه متحرک را پشتیبانی و توزیع می کنند. پایداری آیرودینامیکی ایمن سازه.
کابل های اصلی
کابل های اصلی از طریق طناب آویز به تیرها متصل می شوند. این طناب های آویز بارها را از تیر به کابل های اصلی منتقل می کند. وظیفه اصلی این کابل های اصلی حمل این بارها به برج های اصلی است.
برج های اصلی
کابل های اصلی توسط این سازه های عمودی میانی پشتیبانی می شوند و کل بار پل را به فونداسیون منتقل می کنند.
پل های کابلی
شباهت های زیادی به پل معلق دارد. اما تفاوت های کمی بین پل معلق و پل کابلی وجود دارد. در این حالت پل عمدتاً بارهای عمودی وارد بر تیر را حمل می کند. هدف از کابل های نگهدارنده، پشتیبانی میانی برای تیر است و کمک می کند تا مسافت طولانی را طی کنید. کاربرد این پل‌ها برای مواقعی است که طول مسیر بیشتر از طول مناسب برای طراحی پل‌های طره‌ای و کمتر از طول مناسب برای طراحی پل‌های معلق باشد. یکی از معایب این پل‌ها، امکان اعمال فشار افقی از طرف اتصالات میانی کابل‌ها روی عرشه است. به همین دلیل است که عرشه‌ی پل‌های کابلی باید برای تحمل این فشارها تقویت شوند.
پل متحرک
این نوع پل‌ها به دلیل تفاوت جزئی با دیگر موارد، در گروه اصلی قرار نمی‌گیرند. از میزیت‌های این پل‌ها میتوان به قابلیت تغییر موقعیت و شکل آنها اشاره کرد. این کار به منظور عبور کشتی و قایق طراحی شده‌اند. در مواقعی که به کارگیری مسیر طولانی و پایه‌های بلند ضروری نباشد، استفاده از این پل‌ها از نظر هزینه مقرون به صرفه تر خواهد بود. در کنار مزیت ویژه‌ی این پل‌ها، توقف ترافیک روی آنها در هنگام عبور کشتی و قایق از معایب آن محسوب می‌شود. انواع پل متحکر عبارتند از:
- باسکولی ( بازشو یک طرفه یا دو طرفه )
- گردان ( چرخشی )
- آسانسوری ( بالا رونده )
- جمع شونده ( تاشو )
- موقت
پل های اسلب
رایج ترین نوع از انواع پل است. در هر مکانی که دهانه آن چندان طولانی نیست استفاده کنید.
پل های باکس تیر
این تیرچه از نوع جعبه ای متفاوت از تیر معمولی است و به راحتی می تواند در برابر پیچش بیشتر مقاومت کند. این نوع پل شامل عرشه بالا، تار عمودی، دال پایین است. پل باکس تیر را می توان به سه دسته اصلی تقسیم کرد:
- جعبه تک سلولی
- جعبه چند سلولی
- جعبه با پایه هایی که از عرشه کنسول پشتیبانی می کند.
| انواع پل | مواد استفاده شده در آن |
| طره‌ای | خرپاهای ساخته شده از فولاد سازهای یا تیرهای جعبه‌ای ساخته شده از بتن پیش تنیده |
| معلق | کابل‌ها از نوع کابل‌های فولادی گالوانیزه با روی اما برخی از پل‌ها هنوز با بتن مسلح و فولاد ساخته می‌شوند. |
| قوس دار | سنگ، آجر و مصالحی از این قبیل |
| تیر نورد شده | از بتن پیش تنیده و مصالح ساختمانی ارزان قیمت |
| تیر خرپایی | قطعات مثلثی این پل‌ها از میله‌های مستقیم و فولادی ساخته می‌شوند. |
عوامل موثر در انتخاب انواع پل
- محل احداث پل
- نوع کاربری
- نوع فونداسیون و تکیه گاه‌های آن
- نوع مصالح مصرفی در سازه‌های پل
- نوع گذرگاهی که برای پل طراحی می‌شود
- عوامل اقتصادی
- معماری و زیبایی دستگاه پل
- امکانات اجرایی و نحوه‌ی اجرای طرح
- مقیاس
- موانع موجود در مسیر
- نوع و خواص زمین شناسی لایه‌های خاک
- آب و هوای منطقه
- هزینه مواد سازنده
- هزینه نیروی انسانی
- مسیر دسترسی به محل پروژه
- حداکثر زمان موجود برای ساخت
مقایسه‌ی انواع پل ها
پل‌ها را براساس عوامل مختلفی با هم مقایسه می‌کنند که ما در اینجا براسا پارامترهای زیر آنها را با هم مقایسه کرده‌ایم:
هزینه
اگر بخواهیم پل‌ها را براساس هزینه‌ی ساخت آنها با هم مقایسه کنیم باید بگوییم که پل‌های معلق، هزینه‌ی بیشتری نسبت به دیگر انواع این سازه‌ها دارند. این نوع پل برای مسیرهای بسیار بلند مورد استفاده قرار می‌گیرند و همین دلیلی بر هزینه‌ی بالا برای ساخت آن است. ابعاد برج، مواد مورد استفاده و نصب خرپای عرشه نیز سبب بالا رفتن این هزینه‌ها می‌شود
کارایی
در مقایسه‌ی کارایی انواع پل‌ها، میتوان گفت که پل خرپایی از مقاومت بالاتری برخوردار است که نسبت مقامت به وزن مطلوب تری دارد.
مقاومت
همانطور که گفته شد، پل‌های خرپایی علاوه بر نسبت بالای مقاومت به وزن، به عنوان مقوم ترین پل شناخته شده‌اند که از اجزای مثلثی شکل ساخته شده‌اند. این سازه‌ها با پیچ و مهره به هم متصل می‌شوند و این امر سبب پخش شدن بار ناشی از حرکت وسایل نقلیه با شرایط بد هوایی به تمام اجزای پل می‌شود. به صورت است که پایداری سازه افزایش یافته و احتمال خم شدن آن کاهش می‌یابد.
ساخت
ساده ترین نوع از انواع پل ها از نظر ساخت، پل‌های تیری هستند. به همین دلیل است که این نوع پل‌ها استفاده‌ی بیشتری دارند و رایج ترند.
سخن پایانی
در این مقاله سعی بر آن شد که تمام نکات مربوط به انواع پل گفته شود تا بتوانید استفاده‌ی مفیدی از آن داشته باشید. سیوان لند بزرگترین پلتفرم آنلاین ارائه دهنده‌ی انولع مصالح و تجهیزات ساختمانی است که می‌توانید با مراجعه به آن از آخرین قیمت آنها اطلاع یابید. شما می‌توانید جهت خرید ابزارآلات مورد نیاز خود برای نصب و اجرای این سازه‌ها به سیوان لند مراجعه کنید.
