پلهای ساده تیر ـ ستونی:ساخت این نوع پلها جزو ساده ترین روشهای پلسازی تلقی میشود. تنها چیزی که شما نیاز دارید تیر (دهانه) با مقاومت کافی است و دو ستون در دو طرف آن که وزن دهانه را به زمین منتقل کنند.
با این وجود باید دقت شود در این نوع پلها بر روی دهانه هم نیروی کششی و هم نیروی فشاری زیادی وارد میشود. برای درک بهتر این موضوع یک تکه مقوا را بردارید و بر روی دو قوطی نوشابه قرار دهید. سپس وسط این تکه مقوا را به آرامی فشار دهید. خواهید دید این تکه مقوا از وسط قوس پیدا کرده تا زمانی که این نیرو زیاد شود و باعث شکست تکه مقوا شود. در تکه مقوا مشاهده میشود در بالای آن فشار وارد میشود و در پایین آن کشش. به طوری که ابتدا از پایین پاره میشود.
بیشتر پلهای تیری ساده از بتن و فولاد ساخته میشوند. ابعاد تیر (دهانه) و در واقع ضخامت آن تعیین کننده طول ماکزیمم دهانه است. با افزایش ضخامت میتوان دهانه های بزرگتری داشته باشیم. برای آنکه بتوان ضخامت دهانه (عرشه) را افزایش داد مهندسین در داخل عرشه خرپاهایی طراحی میکنند که باعث سختی بیشتر آن میشوند. و با افزایش سختی امکان استهلاک و انتقال نیروهای مخرب بزرگتر فراهم میشود. با وجود اینکه استفاده از خرپاها باعث افزایش دهانه این نوع پلها میشود اما باز هم برای دهانه های بزرگ مجبور به استفاده از خرپاهای خیلی بزرگ میشویم که در نهایت ضخامت پل آنقدر زیاد میشود که حتی نمیتواند وزن خودش را تحمل کند.
پلهای خرپایی:
در واقع این نوع پلها هم خانواده با پلهای تیری ساده هستند. اما برای اینکه بتوان طول دهانه را بیشتر کرد از یک خرپا در آنها استفاده میشود. این خرپا میتواند یا در بالای پل قرار بگیرد و عبور و مرور وسایل نقلیه از داخل آن باشد و یا در زیر پل قرار بگیرد. دقت کنید که بالاترین نقطه دهانه بیشترین فشار را تحمل میکند (طبق مقاومت مصالح که هر چه فاصله از محور خنثی بیشتر باشد نیرو بیشتر میشود) و به همین ترتیب پایین ترین نقطه دهانه بیشتر کشش را تحمل میکند. و در وسط ضخامت دهانه که محور خنثی قرار میگیرد, کشش و فشار بسیار کم خواهد بود. این موضوع باعث شده است در کارهای ساختمانی بیشتر از تیرهای I شکل استفاده شود تا مصالح بیشتری در دو قسمتی که نیروی بیشتری وارد میشود وجود داشته باشد.
پل خرپایی - خرپا در زیر عرشه عبوری قرار گرفته است.
پل خرپایی - خرپا در بالای عرشه قرار گرفته.
پل قوسی:پلهای قوسی بیش از ۲۰۰۰ سال است که مورد استفاده بشر قرار میگیرند و هنوز هم به دلیل نحوه انتقال نیرویی که دارند بسیار مورد توجه هستند. یک اصل جالب در پلهای قوسی وجود دارد و آن هم این است که این پلها طوری طراحی میشوند تا به دهانه آنها بیشتر نیروی فشاری وارد شود و نیروی کششی بسیار کمی در آنها ایجاد شود. در واقع این اصل به دلیل قوسی است که در آنها ایجاد میشود. درست مثل سدهای قوسی. اما باید دقت کرد حتی این اصل هم نمیتواند باعث شود پلهای قوسی بر قوانین فیزیکی غلبه کنند و با ایجاد قوسهای بسیار بزرگ (دهانه های بزرگ) اثر نیروی کششی بیشتر و بیشتر میشود تا جایی که باعث عدم پایداری پل میشود. با وجود تغییرات ظاهری و کوچک در این نوع پلها, اما پلهای قوسی تقریبا همگی عملکردی مشابه دارند. یک نمونه بسیار جالب و وطنی از پلهای قوسی پل ورسک است.
مصالح امروزی همچون فولاد و بتنهای پس تنیده به ما امکان ساخت پلهای قوسی بسیار بزرگتر و زیباتری را نسبت به پلهای قدیمی میدهند. برای مثال به مقاله “ پل قوسی جدید دبی “که بزرگترین پل قوسی جهان خواهد بود, مراجعه کنید.
پل معلق:همانطور که از اسمش معلوم است, پلهای معلق پلهایی هستند که دهانه های آنها بصورت معلق و آویزان شده توسط کابل یا زنجیرهای متصل به دو برج پل میباشند. همانند پل گلدن گیت (دروازه طلایی) و پل بروکلین.
پل معلق و اجزاء آندر این پلها نیروی فشاری وارد به دهانه پل توسط کابلها به برجها منتقل شده و از برجها به صورت مستقیم به زمین وارد میشود. همچنین کابلهای پشتیبان (کابلهای اصلی که کابلهای باریکتر از آنها آویزان میشوند) نیروی کششی پل را متحمل میشوند. این کابلها بین دو نقطه لنگر شده پل و در وسط در بالای برجها قرار میگیرند. لنگر کردن کابلها امری بسیار مهم است به همین دلیل برای اینکار از بلوکهای سنگی و یا سیمانی بسیار بزرگ استفاده میشود. علاوه بر کابلها, تقریبا در همه پلهای معلق خرپای دهانه قرار در نظر گرفته میشود. این خرپا که در زیر عرشه پل ساخته میشود نقش مقاوم کردن دهانه و کاهش جابجایی و لرزش دهانه را دارد.
طول دهانه پلهای معلق معمولا بین ۶۱۰ متر تا ۲۱۳۴ متر است. که این طول دهانه زیاد باعث میشود دیگر پلها نتوانند با آن از لحاظ طول دهانه آزاد رقابت کنند. البته با توجه به مصالح استفاده شده و همچنین تکنولوژی ساخت معمولا پلهای گرانی هستند.
گفتنی است اولین پلهای معلق از گیاهان به هم بافته شده توسط امپراطوری اینکان بودند. جالب است بدانید زمانی که اسپانیایی ها به پرو رفتند, این امپراطوری را دیدند که توسط صدها پل معلق گیاهی به یکدیگر متصل شده بودند. طول این پلها گاها به بیش از ۴۶ متر میرسید!
پل کابلی:در نگاه اول شاید تصور کنید پلهای کابلی هم خانواده پلهای معلق هستند, اما اجازه ندهید شکل ظاهری برج و کابلهای آن شما را به اشتباه بیندازد! تفاوت اصلی پلهای کابلی با معلق در این است که اولا نیازی به لنگر کابل در ابتدا و انتهای پل ندارند و ثانیا اینکه نیازی به داشتن دو برج ندارند! در واقع کابلها بر روی خود دهانه لنگر شده و به برج متصل میشوند. و همه نیروهای وارده توسط این برج به زمین منتقل خواهد شد.
امروزه استفاده از پلهای کابلی بسیار رایج شده است زیرا تقریبا تمامی مزیتهای پلهای معلق را دارند (البته در مقیاس کوچکتر مثلا برای دهانه های ۱۵۰ متری تا ۸۵۰ متری) ولی هزینه بسیار کمتری دارند. همچنین زمان ساخت آنها بسیار کوتاهتر است.
پل کابلی
Millau Bridge - پل میلائو - فرانسه
پل کابلی
در بخش بعدی این مقاله به انواع نیروهای وارد بر پلها می‌پردازیم.
برگرفته از :
civiltect.com■ بخش نخستِ پلها چگونه کار میکنند؟ ـ همه چیز درباره‌ی پلها
