پل و ساختار ان

مقدمه :
اين مقاله به بحث و بررسي پيرامون انواع پل ها و ساختارشان پرداخته است. شما در اين مقاله با انواع پل هاي تيري, پل هاي قوسي, پلهاي زيرقوسي و پل هاي معلق آشنا خواهيد شد. به علاوه اين كه نيروهايي را كه بر پلها تاثير مي گذارند را خواهيد شناخت. و نيز عكس هايي را از پلهاي معلق, پلهاي تيري و پل

هاي قوسي و زير قوسي را تماشا خواهيد كرد. اين مقاله با زباني ساده و قابل فهم به بررسي پلها مي پردازد. اميد است مورد رضايت شما قرار گيرد.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.

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.
فشار
پلهاي قوسي همواره تحت فشار قرار گرفته اند. نيروي فشاري همواره در امتداد قوس و به سمت نيم پايه ها وارد مي شود.

كشش
كشش در يك قوس ناچيز و قابل اغماض است. خاصيت طبيعي خميدگي قوس و توانايي ان در پخش نيرو به بيرون, به طور قابل ملاحظه اي تاثيرات كشش را در قسمت زيرين قمس كاهش مي دهد. هرچند با زياد شدن زاويه ي خميدگي ( بزرگتر شدن نيمدايره قوس) تاثيرات نيروي كششي نيز در آن افزايش مي يابد.

همانطور كه اشاره شد, شكل قوس به تنهايي موجب مي شود كه وزن مركز عرشه پل به پايه هاي جناحي منتقل شود. مشابه پلهاي تيري محدوده ي اندازه پل در مقاومت پل تاثير گذاشته و در نهايت بر ان چيره خواهد گشت.

*** سه نوع اصلی از پلها موجودند: پل تیري 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 ۲۰۰ پا (۶۰متر) تجاوز نمي كند. در حالي كه يك پل قوسي مدرن به ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ پا (۲۴۰ تا ۳۰۰ متر) همو مي رسد. پل معلق نيز تا ۷۰۰۰ 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 ۷ 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.
در اين زمينه مي توان از فنر به عنوان يك مثال ساده نام برد. زماني كه آن را روي زمين فشار مي دهيم و يا دو انتهاي آن را به هم نزديك مي كنيم, در واقع ما آن را را متراكم مي سازيم. اين نيروي تراكم يا فشاري موجب كوتاه شدن طول فنر مي شود. و نيز اگر دو سر فنر را از يكديگر دور سازيم, نيروي كششي در فنر

ايجادشده, طولفنر را افزايش مي دهد.نيروي فشاري و كششي در همه پل ها وجود دارند و وظيفه طراح پل اين است كه اجازه ندهد اين نيروها موجب خمش و يا گسيختگي گردد. خمش زماني اتفاق مي افتد كه نيروي فشاري بر توانايي شئ در مقابله با فشردگي غلبه كند. بهترين روش در موقع رويارويي با اين نيروها خنثي سازي,پخش و يا انتقال آنهاست. پخش كردن نيرو يعني گسترش دادن نيرو به منطقه وسيع تري است چنانكه هيچ تك نقطه مجبور به متحمل شدن

بخش عمده ي نيروي متمركز نباشد. انتقال نيرو به معني حركت نيرو از يك منطقه غير مستحكم به منطقه مستحكم است, ناحيه اي كه براي مقابله با نيرو طراحي شده و منظور گرديده است. يك پل قوسي مثال خوبي براي پراكندگي است حال آنكه پل معلق نمونه اي بارز از انتقال نيروست.

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.

فشار : نيروي فشاري خود را در بالاي عرشه پل يا جاده نمايان مي سازد. اين نيرو موجب مي شود كه بخش بالايي عرشه كوتاه- تر گردد.
كشش : برآيند نيرو فشاري در بخش بالايي عرشه به ايجاد نيروي كششي در بخش پاييني عرشه پل منجر مي شود. اين كشش موجب افزايش طول در بخش پاييني پل مي شود.
پراكندگي : بسياري از پلهاي تيري كه شما مي توانيد آنها را در بزرگراهها بيابيد, براي تحمل بار از تيرهاي بتوني يا فولادي بهره مي گيرند. اندازه تير و بويژه ارتفاع تير بر حسب مسافتي كه تير دارد محاسبه مي شود.با افزايش ارتفاع تير, به مقدار مصالح بيشتري براي پراكنده كردن كشش مورد نياز است. طراحان پل براي ايجاد تير هاي بلند از شبكه هاي فلزي يا خرپا بهره مي گيرند. اين خرپا به تير استحكام داده و توانايي آن را در پخش كردن نيروي فشاري يا كششي

افزايش مي دهد. زماني كه تير شروع به متراكم شدن مي كند, اين نيرو در ميان خرپا پخش مي شود. به غير از خلاقيت موجود در خرپا, پل تيري در ميزان طول خود محدود است. با افزايش طول آن اندازه خرپا نيز مي بايست افزايش يابد تا زماني كه خرپا به نقطه مي رسد كه ديگر نمي تواند وزن خود را تحمل كند.

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»۱ بود كه در سال ١٨۴٠ توسط «ويليام هاو»۲ طراحي و ابداع شد.شهرت ابداع جديد وي در طرح خرپايش نبود, چرا كه مشابه طرح kingpost بود. چگونگي استفاده از تيرهاي آهني عمودي با مجموعه اي از تير هاي چوبي مورب طرح او بود كه مورد توجه قرار گرفت. بسياري از پلهاي تيري امروزه هنوز از طرح هاو در خرپايشان استفاده مي كنند.