آشنایی با انواع پلها و ساختار آنها

آشنایی با انواع پلها و ساختار آنها

بدون شك تا به حال پلي را ديده ايد و يا به احتمال زياد از روي يكي از آنها عبور كرده ايد. حتي اگر شما تخته يا كنده درخت را براي جلوگيري از خيس شدن خود بر روي آب قرار دهيد در واقع شما يك پل ساخته ايد. حقيقتاً پل ها در همه جا وجود دارند و در واقع يك بخش طبيعي و بديهي از زندگي روزمره ي ما را تشكيل مي دهند. يك پل مسيري را بر روي مانع ايجاد مي كند كه اين موانع مي تواند رودخانه, دره, جاده, خطوط راه آهن و ... باشد.

در اين مقاله ما سه نوع اصلي از پل ها را مورد مطالعه و بررسي قرار خواهيم داد كه شما مي توانيد بفهميد كه هركدام چگونه كار مي كنند. نوع پل بكار رفته در يك مكان به نوع مانع موجود در آنجا بستگي دارد. معيار اصلي در تعيين نوع پل وسعت و گستردگي آن مانع مي باشد. چه مسافتي ميان طرفين مانع وجود دارد؟ اين مسئله, فاكتور اصلي در تعيين نوع پلي است كه قرار است در آن محل احداث شود. با سپري شدن زمان و  مطالعه اي مقاله علت آن را متوجه خواهيد شد.  

 

اصول

سه نوع اصلی از پلها موجودند:

·         پل تيري

·         پل قوسي

·         پل معلق

تفاوت عمده ي اين سه پل در فاصله دهانه ي پل است. دهانه, فاصله اي است بين پايه هاي ابتدايي و انتهايي پل, اعم از اينكه آن ستون, ديوارهاي دره يا پل باشد. طول پل تيري مدرن امروزه از 200 پا (60متر) تجاوز نمي كند. در حالي كه يك پل قوسي مدرن به 800 تا 1000 پا (240 تا 300 متر) هم مي رسد. پل معلق نيز تا 7000 پا طول دارد.

چه عاملي سبب مي شود كه يك پل قوسي بتواند درازاي بيشتري نسبت به پل تيري داشته باشد؟ و يا يك معلق بتواند تقريباً تا 7 برابر طول پل قوسي را داشته باشد. جواب اين سوال زماني بدست مي آيد كه بدانيم چگونه انواع پلها از دو نيروي مهم فشاري و كششي تاثير مي پذيرند.

نيروي فشاري نيرويي است كه موجب فشرده شدن و يا كوتاه شدن چيزي كه بر روي آن عمل مي كند مي شود.

نيروي كششي نيرويي است كه سبب افزايش طول و گسترش چيزي كه بر روي آن عمل مي كند, مي گردد.

 

پلهاي تيري

يك پل تيري, اساساً يك سازه افقي مستحكم است كه بر روي دو پايه نصب شده است و اين پايه ها, هر يك در انتهاي طرفين پل قرار دارند. وزن پل و هرگونه وزن اضافي ديگر كه بر روي پل اعمال مي شود, مستقيماً توسط پايه ها تحمل مي شوند.

 

انواع پل هاي تيري

پل هاي تيري به سبك هاي بسيار زيادي ساخته  مي شود. نوع طراحي, مكان و چگونگي ساخت يك خرپا, تعيين كننده نوع يك خرپاست. در بدو انقلاب صنعتي, احداث پلهاي تيري در ايالات متحده با سرعت توسعه يافت. طراحان با طرحهاي نوين و سازه هاي مختلف و متعدد اين حرفه را رونق بخشيدند. پل هاي چوبي جاي خود را به پلهاي فلزي يا نيمه فلزي دادند. اين نمونه هاي متنوع از خرپا ها گامهاي موثري را در جهت پيشرفت در اين زمينه برداشت. يكي از ابتدايي ترين و مشهور ترين آنها خرپاي «هاو» بود كه در سال ١٨۴٠ توسط «ويليام هاو طراحي و ابداع شد.

پل قوسي

يك پل قوسي سازه اي است به شكل نيم دايره كه در هر طرف آن نيم پايه  (پايه هاي جناحي) قرار دارد. طراحي قوس طوري است كه به طور طبيعي وزن عرشه پل را به نيم پايه ها منتقل و منعطف مي كند.

 

انواع پلهاي قوسي

انواع قوس ها محدود هستند. امروزه قوس هايي مانند «رمان»³ , «باروك»^۴ و «رنسانس»^۵ وجود دارند كه همه آنها از نظر معماري و ظاهري متمايز هستند ولي از نظر ساختار يكسانند. ميزان مقاومت اين پلها به شكل هندسي آنه بستگي دارد. يك پل قوسي احتياج به هيچگونه تكيه گاه يا كابل ندارد. و قوسهايي كه از سنگ ساخته شده است حتي نيازي به ساروج يا ملاط نيز ندارد. در گذشته نيز روميان باستان پلهاي قوسي (پل آب بر) ساخته اند كه هنوز هم پابرجا هستند و سازه هاي آنه امروزه نيز با اهميت به شمار مي آيد.

پل معلق

پل معلق پلي است كه توسط كابل ها (يا ريسمانها يا زنجيرها) در عرض رودخانه (يا در هر جايي كه مانع وجود داشته باشد) كشيده شده اند و عرشه توسط اين كابل ها معلق مانده است. پل هاي معلق مدرن دو برج در ميان پل دارند كه كابل ها آن را مي كشند. بنابراين برج ها بيشترين وزن جاده را تحمل مي كنند.

تقريباً همه پلهاي معلق به غير از كابل ها از يك سامانه خرپا نيز بر خوردارند كه در زير عرشه پل قرار گرفته است (Deck truss). اين سامانه موجب استحكام بيشتر عرشه و كاهش تمايل سطح جاده به نوسان و مواج شدن مي شود.

یک پل معلق کلاسیک در شهر نیویورک

انواع پلهاي معلق

پلهاي معلق به دو شكل طراحي مي شوند: پل معلقي كه به شكل M است و نوع كم كاربردتري كه به صورت «كابل ايستاده»⁶ طراحي شده كه بيشتر شبيه A است. پلهاي كابل ايستاده ديگر مانند پلهاي معلق معمولي  نيازي به دو برج و چهار تكيه گاه ندارند. در عوض كابلها از سمت جاده به بالاي برج محكم بسته شده اند. در هر دو نوع پل, كابلها تحت كشش هستند.