■ پل‌ها چگونه کار می‌کنند؟ ـ همه چیز درباره‌ی پل‌ها ـ بخش ۱ بخش عمران

از زمان‌های بسیار قدیم بشر در پی گذر از موانع بود. این موانع می‌توانند آب رودخانه، دره‌ی بپمیان دو بلندی و یا حتی مسیری صعب‌العبور باشند. مطمئناً بشر پیشرفت بسیار چشمگیری نیز در این صنعت داشته است؛ به طوری که امروزه امکان ساخت پل خلیج Jiaozhou با طول ۴۲.۵ کیلومتر با کمک تکنولوژی‌های روز فراهم شده است.

مصالحی که برای ساخت پلها استفاده میشود شامل فولاد – بتن – چوب – سنگ و حتی در برخی موارد گیاهان زنده (پلهای ۵۰۰ ساله هندی که از ریشه درختان در حال رشد ساخته شده اند) هستند. با وجود اینکه ایده اولیه پلها به سادگی قرار دادن یک تنه درخت بریده شده بر روی دره کوچکی است اما برای ساخت پلهای امروزی محاسبات و اقدامات بسیار پیچیده و دقیقی لازم است.

بطور کلی برای ساخت یک پل به اجزاء زیر نیاز است: تیرها – قوسها – خرپاها و سیستمهای تعلیق. ترکیبات مختلف از این ۴ جزء به ما امکان ساخت پلهای متعددی را میدهد. مثلا: پلهای ساده تیری – پلهای قوسی – پلهای خرپایی – پلهای معلق و حتی پلهای پیشرفته تری همچون پلهای کابلی جانبی.

تفاوت اصلی انواع سیستم پلها در طول بزرگترین دهانه ای است که میتوانند تامین کنند یعنی فاصله بین دو پایه پل. پایه های پلها میتوانند به شکل ستون – برج و یا حتی دیوار باشند.

پلهای تیری مدرن و امروزی میتوانند دهانه ای تا ۶۰ متر را پشتیبانی کنند در حالی که این رقم برای پلهای قوسی در حدود ۲۴۰ تا ۳۰۰ متر است. و اما بیشترین طول دهانه مربوط به پلهای معلق با دهانه ای بین ۶۰۰ تا ۲۱۳۴ متر است.

بدون توجه به نوع پل, هر پل باید در مقابل دو نیروی بسیار مهم مقاومت کند: نیروی کششی و نیروی فشاری. در واقع دلیل اینکه پلهای معلق میتوانند نسبت به پلهای قوسی و دیگر انواع پلها دهانه بزرگتری داشته باشند نوع رفتاری است که آنها در مقابل این نیروها از خود نشان میدهند.

معمولا در پلها نیروی کششی و فشاری همانند شکل زیر ایجاد میشود. یعنی در بالای دهانه فشار خواهیم داشت و در پایین آن کشش. این دو نیرو در همه پلها وجود دارد و اگر رفتار سازه برای تحمل آنها مناسب نباشد باعث از بین رفتن پل میشوند. (شکسته شدن و یا کمانش پل)

نیروهای فشاری و کششی در پل

کمانش زمانی رخ میدهد که نیروی فشاری بیش از مقاومت پل باشد و شکسته شدن زمانی است که نیروی کششی بیشتر از مقاومت پل شود.
بهترین روش برای تحمل این دو نیرو این است که یا استهلاک و یا منتقل شوند. در استهلاک, طرح پل طوری است که این نیروها در یک مساحت وسیع بطور متوازن پخش شوند بطوری که به هیچ نقطه ای از پل نیروی بیشتر از مقاومتش وارد نشود. در انتقال, طرح پل طوری است که نیروها از قسمتهای با مقاومت و سختی کمتر به قسمتها با مقاومت و سختی بیشتر انتقال یابند.

برگرفته از : civiltect.com