معماري پلها

پي سازي يا شالوده ريزي :
يكي از مهمترين مسائلي كه در هنگام احداث پل و سد، مهندسان همواره با آن روبرو بوده اند پي كني يا شالوده ريزي پايه هاي پل است به خصوص هنگامي كه رودخانه مورد نظر، پر آب عميق و يا عريض بوده اند. به همين جهت شرايط پي ريزي پلها كاملا” متفاوت بوده و براي اين منظور از راههاي مختلف سود مي جسته اند:

الف ـ گاه در طول رودخانه محلهايي وجود دارد كه بستر عريض و جريان آب در آن غالبا” آرام است و عبور از آن در غير مواقع سيلابي به وسيله اسب، شتر و قاطر امكان پذير مي باشد. اين محلها اصطلاحا” به گدار معروف هستند به هنگام ساختن شهراههائي كه به رودخانه منتهي مي شد حتي الامكان سعي مي شد كه از محل اين گدارها براي احداث پل استفاده شود.

در صورتي كه در هنگام تابستان بستر آن خشك مي شد، بيشتر مشكلات حل گرديده و پي كني به صورت معمول انجام مي گرفت اما اگر در اين فصل نيز رودخانه داراي آب جاري بود، در مواقع كم آبي با حفر كانال انحرافي مسير رودخانه را منحرف كرده سپس در محل تعيين شده بر روي مسير طبيعي پايه پل را بنا نهاده، آن گاه مسير رودخانه را منحرف كرده سپس در محل تعيين شده بر روي مسير طبيعي خود را مي پيمود و هم از نظر سهولت اين كار ترجيح داده مي شد. در صورتي كه در غرب براي ساختن پل برعكس ايران كانالي انحرافي ساخته و بر روي آن پل را احداث كرده سپس رودخانه را از مسير طبيعي به كانال جديد التاسيس هدايت مي كردند.

(( قديمي ترين پلي كه بدين طريق ساخته شد پل شهر بابل بر روي رودخانه فرات بود كه توسط نيتوگريس دومين ملكه آشور احداث گردي همان طور كه در بخش تاريخچه اشاره شد وي دستور داد تا درياچه اي حفر و آب فرات را بر آن راهنمائي كرده پس از خشك شدن بستر اصلي پايه هاي پل بزرگ آن را بنا نهاده و با پر شده درياچه و {احداث پل } آب فرات را به مسير برگرداندند))
در رابطه با پي سازي پل بند شادروان ئر شوشتر نيز از طريق فوق استفاده شده است دهخدا در لغت نامه خود توضيحي شنيدني دارد:

(( قيصر مهندسين و معماران،از روم و فرنگ بارز و اموال بسيار طلبيده اولا” از زير كوهي كه بقعه سيد محمد گياهخوار در آن است و آب رودخانه از زير آن كوه به طرف مغرب شهر جاري بود رخنه كردند كه آب را به طرف جنوب ببرند. از زير آن كوه تا بند قيصر كه دوازده فرسخ مسافت است بر بدنه و آب بدان طرف سر دادند و نوره و گچ را به شير گوسفند خمير كردند و سنگهاي بزرگ با علم جراثقال به كار بردند

و هر دو سنگ را با طوق آهن به هم بستند و از دهنه مافاريان تا زير پل را به يك تراز فرش كردند. و با سرب آب كرده رخنه هاي سنگ را مسدود كردند و به عرض رودخانه شادرواني ساخته پل عظيمي براي سهولت عبور و مرور با كمال استحكام ساختند و آن رخنه هائي كه از زير بقعه سيد محمد گياه خوار كرده بودند از همان نوره و سرب آب كرده مسدود كردند تا شادروان و بند ميزان تمام شد آن گاه آبرا به مجراي مطلوب جاري كردند….))

در كتاب فارس نامه ابن بلخي در مورد رحداث پل بند امير چنين آمده است:
(( قبل از ساختن بند،آب را از دو جناح رودخانه منحرف نموده سپس بستر رودخانه را در محل بند امير، با قطعات بزرگ سنگ و ملاط ساروج سنگفرش كرده آن گاه بند را روي اين راديه سنگي بنا نهادند))
علاوه بر روش فوق مساله پي سازي با بكار رفتن ابداعات و ابتكارات شگفت انگيزي نيز همراه بوده كه به نمونه اي از آن اشاره مي شود :
(( گويند كه هنگام ساختن پلي در دربند قفقاز ( باب الابواب پيش و ماخاچ قلعه امروز) چون زورشان به آب روان رودخانه نمي رسيد و نمي توانستند انرژي آن را مهار كنند،پايه پل را به اين ترتيب ساخته اند،

پ/ستهاي چهار پايان درشت ماند گاو و شتر و دراز گوش را پر از باد كرده اند و روي پوستهاي باد شده بت تير و تخته، چوب بست ساخته و پوستهاي پر از باد را زير آن بسته اند چوب بست را به آب انداخته اند و ان را در جاي پايه پل برده، از كنار رودخانه مهار كرده اند تا اب روان آن را جابجا نكند و روي چوب بست شناور پايه پل را ساخته اند. با سنگين شدن، چوب بست كم كم در آب فرو رفته است و از كنار رودخانه هم رسنهاي مهار كننده را شل كرده اند تا پوستهاي باد شده در كف رودخانه مي نشسته است. پايه پل را تا اندازه اي كه نياز داشته اند

از سطح آب بالا آورده اند سپس آب بازان را به آب فرستاده اند كه پوستها را سوراخ كنند تا بادشان بيرون رود و چوب بست در كف رودخانه جا بيفتد. اين روش قديمي يك جور پي سازي با هواي فشرده است )).

طريقه ديگر شالوده ريزي بدين صورت بود كه تعدادي چاه به تناوب در بستر رودخانه در محل مورد نظر حفر، و گوم گذاري مي نمودند و سپس داخل چاهها را با شفته آهك و ساروج پر مي كردند طرز حفر چاهها بدين نحو كه گومي را در بستر رودخانه قرار مي دادند

و شن و گل و لاي را از داخل آن خارج مي كردند گوم به تدريج در اثر وزن خود نشست مي كرد و دو مرتبه گوم ديگري بر روي آن مي گذاردند و تا عمق مورد نظر عمل گوم گذاري را ادامه مي دادند اين چاهها در حكم پي هائي مي شدند كه پل بر روي آن ساخته مي شد. گويند كه پي هاي سي و سه پل و پل مارنان اصفهان را به ترتيب فوق ساخته اند.

گاه اين گومها چوبي بودند بدين صورت كه ابتدا يك سر تيرهاي چوبي را تيز مي كردند. اين تيرها كه اصطلاحا” شمع ناميده مي شد در كف رودخانه با تخته كوبي آنها را به هم متصل مي كردند و سپس درزهاي موجود را با گل و لاي و در برخي موارد با قير مي گرفتند و آب داخل آن را تخليه كرده و پايه ها را با استفاده از قلوه سنگ با نماي سنگ تراش ساخته بالا مي آوردند.
گاهي در مقابل گدارها ارتفاعات بلند و موانع ديگري قرار داشت كه مشكلي جهت عبور سپاه و يا كاروان هاي تجارتي يا سوق الجيشي پيش بيني مي شد كه از نظر وقت و هزينه و كيفيت كار مقرون به صرفه باشد.

ب ـ در پاره اي از موارد انتخاب جايي كه جنس بستر رودخانه سنگي و يا صخره اي، و دهانه آن نيز تنگ بود احداث پل چه از نظر وقت مقرون به صرفه بود و علاوه بر آن كيفيت عملكرد آن نيز بسيار خوب و موفقيت آميز به نظر مي رسيد. وجود آثار پايه هاي دهها پل، پس از گذشت قرنها و تحمل سوانح طبيعي، گواه بر حقيقت اين مدعاست.

ج ـ بهره گيري از پايه پلهاي قديمي كه به صورت نيمه مخروبه در آمده بودند نيز به ميزان قابل توجهي در احداث پلها صورت مي گرفت.اين بازسازيها را كه اغلب در قرون اوليه اسلامي انجام مي شد، امروزه مي توان در پلهاي مناطق غربي ايران مشاهده كرد. حسن استفاده از اين پايه ها صرفه جويي در وقت و هزينه عظيم آن بوده است.

بستر سازي :
در دومين مرحله پس از پي سازي، مسئله مهم ديگر يعني استحكام بخشي بستر رودخانه در اطراف پي ها و پايه هاي پل مطرح مي شد. مهندسين و معماراني كه با ديد وسيعتري به چگونگي استحكام بيشتر پل مي نگريستند به اين امر مهم دقت زيادتري مبذول مي داشتند، بدين طريق كه در زير بعضي از پلها، كف رودخانه را، موافق جريان آب. شيب بسيار ملايمي داده و با سنگ، بستر رودخانه را سنگ فرش مي كردند. اين دو مساله از دو جهت قابل اهميت بود.

۱- جريان آب به سهولت انجام مي گرفت و به علت وجود شيب ملايم، گل و لاي و ماسه ها با سرعت مطلوب از زير پل عبور كرده و از ته نشين شدن اين رسوبات در پايه هاي پل جلوگيري مي شد.
۲- از شستن بستر رودخانه در زير طاق چشمه هاي پل، و در نتيجه ضربه پذيري پايه ها پيش گيري به عمل مي آمد. جالب ترين نمونه بستر سازي را مي توان در پل شادروان ديد. در اين مورد آمده است:
(( ۰۰۰۰ از دهنه مافاريان تا زير پل را به يك تراز فرش كردند و با سرب آب كرده رخنه هاي سنگها را مسدود كردند۰۰۰۰))
در پل چم نمشت، پل دزفول و بعضي ديگر از پلهاي ساساني و برخي از پلهاي دوران اسلامي نمونه هائي از بستر سازي ديده مي شود.

مهندسين و معماران پل الله ورديخان با سنگ فرش كردن پاي پل سعي كرده اند كه عمليات تخريبي آب را در زير دست پل حتي المقدور از پي ها دور سازند.
پايه ها :
با بررسي ويرانه هاي به جاي مانده از قديمي ترين دوران پل سازي يعني دوره هخامنشي، در مي يابيم كه پل سازي پيشينيان با آن كه در عهد خود يكي از شاهكارها بوده ولي به علت عميق بودن وسط برخي از رودخانه ها و عدم وجود اسباب و ابزار پي كني و در نتيجه عدم رعايت نكات فني و عمق نامناسب پي هاي قسمت ميان پل،پايه ها نيز به تدريج در اثر شسته شدن ويران شده اند.

متاسفانه بر اثر مرور زمان و تاثير عوامل طبيعي مانند باد، آب، گرما و سرما وعدم مقاومت مصالح مصرفي در پايه ها، از پلهاي اين دوره آپار كمي به جاي مانده و تنها بر گذرگاه بعضي از رودخانه ها و در مسير شاهراه هائي معدود، آثاري از پيكرهاي ويران پايه هاي مربع شكل اين پل از سنگ تراش استفاده شده است.

در دوره ساساني پايه ها شكل تكامل يافتهتري به خود گرفت و از وسعت بيشتري برخوردار شد. البته بايد خاطر نشان ساخت،يكي از مسائل اصلي كه از فرم هندسي طاقها به خصوص قوسهاي بيضي سكل ناشي شده و در رفتار مكانيكي آهنا تاثير دارد، نيروي رانشي طاقهاست كه مي بايستي به كمك تكيه گاه و ديوارهاي قطور و ضخيم خنثي شود.

خنثي كردن اين رانش،كه ضامن حفظ تعادل قوسها و عامل مهم جلوگيري از خراب شدن آن نيز به شمار مي آمد، با احداث پايه هاي ضخيم و مصالح محكم و مقاوم امكان پذير بود. به طوري كه نيروي مايل قوسها در ضخامت آن قرار مي گرفت و بر اساس همين قاعده است كه پايه هاي پلها در عهد ساساني داراي مقطع مستطيل شكل و داراي ابعاد بزرگتري مي باشند

. در وهله اول اين توهم پيش مي آيد كه اين ابعاد بيش از آن چه ضرورت داشته باشد بزرگبنا شده وليكن اگر فشار و ضربات آب رودخانه را در هنگام طغيان و سيلابي شدن آن در نظر بگيريم و به نيروي رانشي طاقهايي كه به قول برخي از مورخين پاره اي از آنها به اندازه ايست كه اسب سوار يا شتر سواري با در دست داشتن علم و يا نيزه اي به آساني از ميان آن مي گذشته، نيز توجه داشته باشيم به اهميت اين طراحي بيشتر پي مي بريم.

در مواقعي كه تكيه گاه و پايه از سنگ طبيعي تشكيل شده و يا طاقها بر روي صخره اي طبيعي قرار گيرند كه در مقابل فشار وارده مقاومت كفي داشته باشند مسئله جذب رانشها به خودي خود حل مي شود. مانند پل سامان در چهار محال بختياري و پل انبوه در منطقه رودبار قزوين. در رابطه با خنثي سازي رانش متاثر از وجود طاق ها اشاراتي شد ليكن عوامل مهم ديگري نيز وجود دارند كه به نوبه خود آن را مورد بررسي قرار خواهيم داد اين عوامل عبارتند از :
۱- موج شكن يا آب بر :
در اكثر پايه هاي پلها چه در خلاف جريان آب و چه موافق آن پيش آمدگي مثلثي شكل يا نيم دايره ساخته مي شد كه اصطلاحا” به آن موج شكن و يا آب بر مي گويند. مزاياي وجود اين آب برها به اين شرح است:

الف ـ در مواقع و فصولي كه آب رودخانه هاطغيان كرده و با فشار و هيبت سر سام آور خود پايه هاي مزبور را مورد حمله قرار مي دهند، اين موج شكن ها علاوه بر نقش استحكاماتي كه بر عهده آنهاست فشار ضربات آب را به حداقل رسانده و آن را با روحيه ملايمتر جهت موافق خود روانه مي سازند.

ناگفته نماند كه آب برهاي مثلثي و نوك تيز در پلهايي به كار مي رود كه بر روي رودخانه هايي با جريان تند ويا مسيلهايي طغياني ساخته مي شد و اب برهاي نيم دايره در پلهاي رودخانه با جريان مآيم و آرام مشاهده مي گردد. اين نوع آب برها علاوه بر هدايت مناسب آب از لحاظ مكانيكي و مهندسي نيز در دوام پل تاثير زيادي دارد.لازم به ذكر است كه آب برهاي نيم دايره بيشتر در دوران اسلامي در پلها به كار مي رفت. البته در مواردي نيز ان آب برها با مقطعي چند ضلعي نيز ديده شده اند.

ج ـ خاصيت ديگر آب برها جلوگيري از رسوب ماسه هايي است كه همواره جريان سيلابي رودخانه با خود مي آورد بدين ترتيب كه نوك تيز آب بر،آب را به دو قسمت تقسيم مي كند و در نتيجه جريان آب به خاطر برخورد، با مانع، فشار آب را به دو طرف احاله داده و از آن جا كه سطح برخورد ماسه با پايه ها بسيار كم است، ماسه همراه با جريان دو طرف آب برها از زير پل عبور مي كند.
طاق دهانه ها:
تحقيق و تتبع در تاريخچه و تكامل قوس دهانه پلها با طرحهاي گوناگون و فرمهاي مختلفش مستلزم طلب فرصت زيادي است كه در اين مختصر، مجال بررسي و غور تفضيلي آن نيست فقط اشاره اي كوتاه به قدمت، شكل و فرم طرز اجراي آن كافي به نظر مي رسد و جهت مزيد اطلاعات به منابع مهم ديگر احاله مي گردد.

هر چند از دوره هخامنشي و اشكاني پل سلمي باقي نمانده ويا به علت بازسازي و باز پيرائي پلهاي اين دوران، در عهد ساساني و يا به علت گستردگي وجود پلهاي دوره ساساني، از چگونگي و فرم طاقهاي پلهاي اين دوران جز در موارد استثنا اطلاع دقيقي در دست نيست ولي بدون ترديد قوسهائي كه در اين دوران بكار رفته در دوره ساساني به حد تكامل خود رسيده است.
با بررسي دهانه در پلهاي بجاي مانده از دوران ساساني توفيق معماران آن عصر در احدا

ث طاقهاي هلالي مرتفع به خصوص پو.شش دهانه هاي بزرگ آن هم با مصالح سخت عملا” روشن مي شود. هرچند از دوران قبل از اسلامي طاق جناغي را در پل بند درودزن مي توان ديد كه متحمل است از آثار دوران اسلامي باشد معذالك اكثر پلهاي اين دوران طاقهائي به فرم بيز يا هلوچين بوده اند.ليكن در دوران اوليه اسلامي به تدريج طاقهاي تيزه دار يا جناغي به صور مختلفش براي ساخت طاقها برگزيده شد و تا قرن دهم به همان فرم اصيلش اجرا شد ليكن در دوره صفوي فرم طاق دهانه هاي پل به خيز كمتري تمايل پيدا كرد و پنج اوهفت معمولي يا متوسط كه به نام شاه عباس به طاق شاه عباسي مشهور است رواج يافت و در دوره قاجاريه نيز فرمهاي مزبور ادامه پيدا كرد.

در اواخر دوره قاجاريه و قرن اخير كه جاده سازي به معناي وسيعتر شروع شد، خواه نا خواه پاي مهندسين و شركتهاي ساختماني خارجي در كشور باز شد و تحصيل كردگان معماري در خارج از كشور نيز در امر پل سازي تاثير گذاشت و معماري مدرن جاي معماري سنتي را گرفت. طاق زني تابع محاسبات فني دقيق قرار گرفته و پلها با طاقهاي نيم دايره، تخت و يا طاق معلق احداث شدند.

بدون ترديد نه تنها آب و هوا و اقليم، عرض رود، كم آبي و پر آبي رود بلكهميزان مهارت معماران در پي سازي، اندازه دهانه ها و قطر پايه ها و همه و همه در شكل فرم طاقها تاثير مي گذاشت. بدين ترتيب كه همگام احداث بر روي رودخانه هاي پر آب، سعي بر اين بود كه براي احتراز از تعدد پايه هاي احداثي از چشمه هاي كمتر ولي با دهانه هاي وسيعتر و خيز بيشتر استفاده شود.

در پلهاي تميجان، نياكوو لاهيجان، طاق چشمه هاي بزرگتر بالا تر آمده و در نتيجه تيزه قوسها نمايان تر شده و اين امر دليلي بر رعايت فن آوري و محاسبات دقيقي بوده كه فشار وارده بر سطح جانبي چشمه ها را تقسيم نمايد. در اين صورت اغلب، سطح پل به علت وجود تيزه طاق كه در سطح بالاتر از ساحل داراي شيب است. اين نوع پلها در نواحي پر آب مانند مازندران و گيلان بيشتر ديده مي شوندويكي ديگر از اهداف كاربري اين گونه طاقها. عبور قايقهاي حامل كالاها و مواد غذايي از شهري به شهر و روستاهاي مجاور بوده است. به اين گونه پلها به علت زياد بودن افرازشان مرغانه پرد نيز گفته مي شد. مانند پل خشتي لنگرود.

هنگامي كه دو ساحل در محاذي هم قرار داشته و يا به اصطلاح هم سطح باشند مسئلا تقارن در چشمه ها به عنوان يكي از مسائل مهم مورد توجه قرار مي گرفت اما در جايي كه دو ساحل رودخانه در يك سطح نبوده و يك ساحل نسبت به ساحل ديگر پست تر باشد به تبع آن،چشمه هاي نزديك ساحل مرتفع تر،بزرگتر و اندازه افرازشان زيادتر است ساير چشمه ها به ترتيب كوچكتر مي شوند تا محاذي ساحل پست قرار گيرند. در پاره اي مواقع به علت استقرار پايه بر صخره هاي طبيعي رودخانه كه در يك سطح نيستند پايه ها و چشمه ها با ابعاد نا مساوي و غير مشابه ساخته مي شوند به همين جهت در طول پل،انحنا كاكلات مشهور است. در اين صورت قرينه سازي نيز به خود خود منتفي مي شود.

فرم طاقها در دهانه پلها :
به رغم اين كه در معمعاري ايران از انواع طاقها و قوسهاي مختلف استفاده مي شد ليكن در پلها فقط تعداد كمي از انواع طاقها كاربري داشت كه به اختصار به شرح آن مي پردازيم :
۱- طاق هلوچين يابيز :
هرچنداكثر طاقهاي پلهلي قبل از اسلام را طاق هلوچين تشكيل مي داد ليكن در دوران اسلامي نيز در پاره اي موارد مورد استفاده قرار مي گرفته است.

طاق هلوچين به صورت بيضي است كه به صورت تند،كند و كفته اجرا مي گردد.
الف ـ هلوچين تند :
اين فرم به علت داشتن خيز كافي از استحام قابل توجهي برخوردار بود، در دهانه هاي بزرگ به كار مي رفت.بهترين فرم هلوچين نتد را مي توان در طاق چشمه بزرگ پل ساساني رودخانه زاب كوچك در ناحيه سردشت مشاهده كرد.
ب ـ هلوچين كند :
طاق هلوچين كنددر دهانه هاي بزرگ قدرت ايستاني كافي ندارد لذا در دهانه هاي كوچك به كار مي رود. فرم اين نوع طاق بيضي نزديك به دايره است ولي در نظر به صورت دايره جلوه مي نمايد. مانند طاق دهانه بزرگ پل بيستون.

ج ـ هلوچين كفته :
شامل انواع بيضي هاي خوابيده است كه به علت نداشتن استحكام كافي در دهانه هاي بسيار كوچك به كار مي رود. در پل ضيا آباد از طلق هلوچين كفته شده است.

۲- طاقهاي تيزه دار :
۳- همان گونه كه از نامش پيداست داراي راس تيز است و از تقطع دو قوس منحني ايجاد مي شود و داراي انواع مختلف مي باشد :
الف ـ طاق پنج او هفت :
اين طلق كه داراي قاعده اي دقيق و حساب شده است كه درآن اصول رياضي به حد كمال رعايت شده و چنان شهرتي پيدا كرده كه اكثر قوسهاي تيزه دار ايراني را جناغي مي گويند. اين نوع طاقها به سه دسته تند و كند وكفته تقسيم مي شود.

ب ـ طاق پنج او هفت تند :
اين نوع قوس به خوبي باربر است و در دهانه هاي بيشتر از چهار گز (۰۴/۱ متر = گز ) و كمتر از ۱۶ گز استفاده مي شود. مانند پل تميجان رودسر و پل تجن گوگه لاهيجان.