تاريخ باستان

انسان از قديم به ساخت پل علاقه داشته چه سواي اهميت نظامي و غير نظامي آنها ، پلها بعنوان نشانه اي از کارهاي بزرگ مهندسي شناخته شده بود. اگر چه ابتداي تاريخ پل سازي قدري مبهم است ولي تکامل تاريخي انواع مختلف پلها احتمالاً به بش از ۵۰۰۰ سال پيش برآورد مي گردد. به طور کلي از نظر فرم سازه اي پلهاي ساخته شده را مي توان به سه دسته ي مجزا تقسيم کرد.

نوع تير يا دال که در قديم با استفاده از تنه درخت يا تخته سنگها ساخته مي شد نوعي قوسي که با استفاده از لاشه سنگها و بالاخره نوع معلق که با استفاده از تنه درخت يا تخته سنگها ساخته مي شد، نوعي قوسي که با استفاده از لاشه سنگها و بالاخره نوع معلق که با استفاده طنابهاي ساخته شده از الياف گياهي انجام مي شد. پلهاي مدرن امروزي در واقع از نظر سازه اي بطور کلي از سه فرم فوق تبعيت مي کنند هر چند که از نظر مصالح بکار رفته خيلي پيشرفته تر از آن ايام مي باشند.

قديمي ترين پل ثبت شده ي دنيا در تاريخ پلي است که در حدود ۲۶۵۰ سال قبل از ميلاد مسيح توسط منس، اولين پادشاه مصر، بر روي رودخانه نيل بنا گرديد. از جزئيات اين پل اطلاعات دقيقي در دست نيست. پل ديگري ازنوع عبورگاه چوبي با پايه هاي سنگي در حدود ۴۰۰۰ سال پيش بر روي رود فرات در بابل قديم ساخته شد. پلهاي معلق ابتدايي شامل يک طناب ساخته شده از ني هندي يا الياف گياهي ديگر بود که عابر بوسيله ي دست از طرفي به طرف ديگر عبور مي کرد .

اولين پل معلق واقعي متشکل از سه طناب موازي بود که يکي از آنها در تراز پايين تر جهت جاي پاي عابر و دو تاي ديگر در تراز بالاتر به منظور دستگيره و حفظ تعادل شخص بکار برده مي شد. قديمي ترين پل معلق ساخته شده از زنجيرهاي فلزي که تاکنون بجاي مانده است پلي است بر روي رودخانه چين چين در کشور چين. در کشور هندوستان نيز آثاري از اين نوع پلها وجود دارد . باافزايش تعداد کابلهاي طولي در پلهاي معلق اين نوع سازه کاملتر گرديد. نوع ديگر از پلهايي که در قديم زياد مرسوم بوده پلهاي ساخته شده از تيرهاي چوبي بود که براي عبور از رودخانه بر روي فونداسيونهاي معلق در آب تکيه داشت و اساس پلهاي موقت امروزي را تشکيل مي دهند.
تکامل فرم سازه قوسي براي بناها و پلها با استفاده از مصالح سنگ و آجر به دوره هاي کلدانيان و آشوريان بر مي گردد. با توجه به نوع سقف هاي قوسي کشف شده از مقبره هاي موجود در مصر که از حدود ۱۸۰۰ سال قبل از مسيح بجاي مانده است نشان مي دهد احتمال مي رود که براي اولين بار سازه هاي قوسي در مصر بکار برده شده . يونانيان قديم تئوري مقدماتي استاتيک را توسعه داده و ارشميدس (۲۱۲ الي ۲۷۸ قبل از ميلادمسيح ) از وضعيت تعادل اجسام آگاهي داشت هر چند که اين اصول ظاهراً در ساخت سازه ها بکار برده نميشد . روسها در ساخت

قوسها تجربه ي زيادي کسب کردند بطوري که بعضي از سازه هاي قوسي آنها حتي تا به امروز پابرجاست. از جمله اينها پلي است بنام پانت دگارد شاهکار شخصي بنام آگريپا که به سال ۱۹ قبل از ميلاد مسيح در جنوب فرانسه فعلي ساخته شد. اين پل که شامل يک قوس سه طبقه به ارتفاع حداکثر ۴۰/۴۷ متر از سطح رودخانه و شعاع هر قوس ۴/۲۲ متر مي باشد حدود ۲۰۰۰ سال قدمت دارد.
يونانيها و روميها از مصالح چوب براي سازه هاي موقت استفاده مي کردندو پلهاي پايه خرپائي چوبي مخصوصاً براي امور نظامي توسعه يافت . اولين پل جوبي بر روي رودخانه تيمز در لندن ساخته شد.

يکي از مهم ترين کشف سازندگان رومي را مي توان کشف سيمان طبيعي دانست که از يک نوع سنگ آتشفشان بدست مي آمد و در اثر اضافه کردن آب به آن سفت ميشد که پيشرو سيمان جديد مي باشد.
پيشرفت کند پلسازي در قرون گذشته دليل بر نبودن تشريک مساعي بين سازندگان و به اصطلاح فيلسوفان يا معماران آن زمان بود.ه است. با ايجاد جدائي بين تئوري و عمل ساخت يک سازه مهندسي و اصولي هيچگاه ميسر نبود. از نمونه پلهاي باقيمانده از قرن دوم ميلاد مسيح پل زيباي آنجل مي باشد که در سال ۱۳۶ پس از ميلاد بر روي رودخانه اي در روم ساخته شد.

قرون وسطي

 

در طي قرون وسطي اطلاعات مهندسي سازه اي جمع آوري شده توسط روميها ناپديد گشت بطوريکه که در اين دوران هيچگونه پيشرفت و خلاقيت چشمگيري در زمينه ساخت سازه ها ايجاد نگرديد. اما هنر ساخت بطور گسترده اي در اروپا رواج يافت. پلهاي چوبي که در چين در حدود قرن ده ميلادي ساخته شدند هنوز پا بر جا هستند. از پيشرفت و کاربرد اطلاعات فني کسب شده در اين دوران اطلاعي در دست نيست.

دوره رسانس

با تجديد نظر افرادي چون لئونارد داوينچي (۱۴۵۲ الي ۱۵۱۹ ) در هنرها و علوم پيشرفت چشمگيري در علوم مهندسي مخصوصاٌ طرح پلها در دورهي رنسانس بوجود آمد. وي با استفاده از تئوري و تجربه ي پيشينيان در ساخت سازه ها پيشرو پلهاي مدرن محسوب مي شود. از آن پس سازندگان با تجربه ي عملي در پلسازي اجباراً از نظرات طراحان آگاه استفاده مي کردند. کليه افراد مهمي که در آن دوران در فن پلسازي نقش بسزايي داشتند کساني بودند که تجربه و تئوري را با هم بکار مي بردند.

پلهاي مهمي که با استفاده ازتئوري و تجربه در اين عصر ساخته شد عبارتند از پل سانتاترينيتا در فلورانس، پل ريالتو که بر روي کانال بزرگ شهر و نيز ساخته شده پل نتردام و پل نيوف در پاريس.
لئونارد داوينچي با محاسبه و نتايج آزمايشگاهي توانست پروفيل خط فشار را براي قوسها تحت هر بار وارده تعيين نمايد. وي نيز با انجام آزمايشاتي موفق شد مقاومت مصالحي چون کابلهاي آهني را تعيين کند. روش کار مجازي نيز جهت محاسبه ي سيستم هاي مختلف قرقره ها و اهرم ها بکار گرفته شد. ار آزمايشاتي نيز بر روي تيرها و ستونها انجام داد.

گاليله ( حدود سال ۱۶۰۰ بعد از ميلاد) تلاش زيادي در تعيين روابطي بين ابعاد تير و مقاومت داخلي آن تحت اثر بارهاي خارجي انجام داد و به نتيجه مهم زير نايل آمد:
« براي اينکه ساز هاي عظيمي چون کشتي هاف قصرها و مقبره ها را طوري بسازيم که در مقابل بارهاي وارده مقاوم باشند، بايد ابعاد اعضاي آن را خيلي بزرگ انتخاب کنيم که از نظر عملي همواره ميسر نيست بنابراين راه حل ديگر آنست که اعضاي مربوطه را با ابعاد کوچکتر ولي ساخته شده از مصالح قوي تري انتخاب کنيم.»
او بر مزيت اعضاي توخالي آگاه بود و مفهوم اساسي تنش را درک کرد اما مسئله اي در رابطه با مقاومت داخلي تيرها حل نکرد.

آکادمي علوم در سال ۱۵۶۰ ميلادي در ايتاليا شروع بکار کرد. در قرن هفدهم ميلادي در کشورهاي ديگري چون انگلستان ، فرانسه و آلمان نيز پيشرفتهاي علمي پديد آمد.
دانشي که بعداً بنام علم مقاومت مصالح شناخته شد در قرن هفده پيشرفت قابل توجهي پيدا کرد و افرادي چون رابرت هوک (۱۶۳۵-۱۷۰۳)، که کشف مهم وي قانون هوک در مقاومت مصالح مي باشد؛ماريوت (۱۶۲۰-۱۶۸۴) براي مطالعاتش در رابطه با تئوري خمش، جاکوب (۱۶۵۴-۱۷۰۵) و جان رنولي (۱۶۶۷-۱۷۴۸) دو برادر مشهوري که تئوري خيز در تيرها را ارائه دادند و نيز اصل کار مجازي را تعيين کردند دانيال برنولي، (۱۷۰۰-۱۷۸۲)، پسرجان برنولي که مطالعاتي در رابطه با شکل منحني ايجاد شده در اثر کمانش ميله ي ارتجاعي تحت اثر انواع بارگذاريها انجام داد و معادلات مربوط به لرزش جانبي ميله هاي با مقطع منشوري را تعيين کرد و لئونارداولر (۱۷۰۷-۱۷۵۳) که کار دانيال برنولي را ادامه داده و فرمول مشهور بار بحراني کمانش را براي اعضاي تخت اثر بار محوري فشاري تعيين کرد، را مي توان به عنوان پيشگامان اين علم نام برد.
در قرن ۱۸ علوم مهندسي توسعه يافته در صد سال قبل از آن، راه خود را به کارهاي عملي پيدا کرد. کتابهايي زيادي در اين مورد نوشته شد و از رياضيات به عنوان يک وسيله مفيد مهندسي استفاده شد.
در سال ۱۷۱۳ پارنت (۱۶۶۶- ۱۷۱۶) دو اثر مهم خود را منتشر کرد که در آن او براي اولين بار محل تار خنثي در مقطع اعضاء را مشخص کرد و نيز تنشهاي داخلي تير را بدست آورد.
اولين مجتمع ( دانشکده ) مهندشي در دنيا در سال ۱۷۱۶ در پاريس بوجود آمد و در اين زمان بود که اولين کتب در رابطه با مهندسي سازه منتشر شدند.

دانشمند مشهور کولمب (۱۷۳۶- ۱۸۰۶)نيز در اين عصر نقش مهمي را در پيشرفت علوم که دامنه وسيعي داشت بازي کرد. کار عمده وي در مهندسي سازه شامل تحليل و آزمايش در رابطه با خمش تيرها، پيچش ميله ها، پايداري ديوارهاي حائل و تئوري قوسها بوده است. در اين دوران کارهاي آزمايشگاهي در رابطه با خواص مکانيکي مصالح پيشرفت خوبي داشت.

عصر انقلاب صنعتي

در دهه آخر قرن ۱۸ اولين آثار صنعتي در انگلستان پديدار گشت. اولين پل آهني در دنيا بنام پل کلبروکدال در آنجا ساخته شد. اين پل شامل يک قوس نيم دايره به دهانه ۵/۳۰ متر بوده که بر روي رودخانه سورن توسط شخصي بنام آبراهام داربي که احتمالاٌ بر اساس طرح توماس پريچارد و جان ويلکينسون بوده است در سال ۱۶۶۹ کامل شد. اولين پل آهني در آمريکا ۶۰ سال پس از آن ساخته شد.

در اوايل قرن ۱۹ پيشرفت قابل توجهي در تئوري مقاومت مصالح توسط شخصي بنام ناوير (۱۷۸۵-۱۸۳۶) انجام گرفت اما چند دهه بطول انجاميد تا مهندسين اين مطالب را بخوبي درک کرده و نتايج آنرا بکار بردند. کار وي در واقع مقدمه اي بر تحليل سازه هاي مدرن به شمار مي آيد. ناوير اولين کسي بود که روش کلي حل سازه اي نامعين را ابداع کرد. کار وي بعداً توسط رياضي دانان و مهندسين ادامه ي يافت و بدين ترتيب اساس مهندسي سازه هاي مدرن بوجود آمد.
در دوران احداث راه آهن پلهاي مهمي ساخته شدند يکي از آنها که در واقع به عنوان عجايب دنيا بحساب مي آيد پل قوسي چهار طبقه سنگي گلتزاشتال در آلمان مي باشد که در سال ۱۸۵۱ کامل شد. دهانه کل اين پل ۵۷۸ متر و ارتفاع حداکثر آن از سطح رودخانه به ۷۸ متر مي رسد. اين پل توسط شخصي به نام شوبرت در طي شش سال ساخته شد . دو پل قوسي که از اين دوران تاکنون پابرجاست يکي پل هيدلبرگ در آلمان مي باشد که در سال ۱۷۸۹ ساخته شد و ديگري پل معروف گلن فينان در اسکاتلند است.
در ايران نيز پلهاي قوسي ساخته شده از آجر جهت عبور قطار ساخته شدند که ازآن جمله مي توان پل قوسي نوده در گرگان و پل قوسي ديگري در راه آهن ميانه را نام برد.

پلهاي آهني و فولادي اوليه

قرن ۱۹ را سرآغاز رشد پلهاي فلزي، مخصوصاً در انگلستان مي توان به حساب آورد. طرحهاي اوليه که توسط افرادي چون وات، تلفورد، استفنسون، برونل، و ديگران ارائه شدند عمدتاً با استفاده از مصالح آهن بود که از نظر ظاهر جلوه ي جالبي نداشتند. طرح يک پل قوسي آهني بدهانه ۱۸۳ متر توسط تلفورد در اين زمان داده شد که بدليل اشکالات اجرائي هرگز اين طرح عملي نگرديد. در سال ۱۸۲۴، پس از انجام آزمايشاتي که بر روي آهن چکش خوار يا نرم انجام شد، تلفورد طرحي را براي

پل معلقي به دهانه اصلي ۳۰۵ متر و دو دهانه کناري هر کدام ۱۵۲ متر تهيه کرد. وي اين ايده را نيز براي پل مشهوري که بر روي تنگه مناي با دهانه ۱۷۷ متر ساخته شد بکار برد. اين پل در سال ۱۹۳۸ توسط کابلتقويت شد. اکثر پلهاي معلقي که در اين دوره ساخته شدند بدلايلي که بعداً ذکر مي شوند تاکنون از بين رفته اند.
پلهائي که در اين زمان ساخته مي شدند اکثراً فقط براي تحمل بارهاي حاصل از وسايط نقليه اسب دار آن دوره طرح مي شدند. بار باد و اثرات ديناميکي حاصل از حرکت بر روي پل از نظر طراحان تقريباً ناشناخته بود و بدين دليل مخصوصاً در پلهاي معلق، در اثر حرکت نوسانات شديدي در پل ايجاد مي گرديد که باعث دلهره ي عابرين مي شد . از اين بابت خرابيهاي زيادي نيز براي پلهاي

معلق ببار آمد نمونه اي از اين خرابيها مربوط به پل زنجيره اي برافتون در منچستر مي باشد که در سال ۱۸۳۱ اتفاق افتاد. اين پل در اثر عبور دسته جمعي تعدادي سرباز و ايجاد نوسانات حاصل از آن خراب شد. تعدادي نيز در اثر عواملي چون طوفان و باد شديد در انگلستان، فرانسه و آلمان خراب شدند که از جمله پل زنجيري برايتون در انگلستان به سال ۱۹۳۳ را مي توان نام برد. اولين پل معلق که براي عبور قطار از روي آن طرح گرديد در سال ۱۸۳۵ توسط آقاي ساموئل براون بر روي رودخانه تيز در انگلستان ساخته شد. دهانه اين پل حدود ۸۶ متر بود. اما عاقبت در اثر عبور

قطارهاي سنگين از روي آن تغيير شکل بيش از حد در آن ايجاد شده که نهايتاً در اثر عامل خستگي خراب شد. از اين خرابيها و خرابيهاي متعدد مشابه ديگر که براي پلهاي معلق اتفاق افتاد سازندگان اين نوع پلها ضرورت ايجاد صلبيت بيشتر در اين پلها را حس کردند. مثال از راه حلهاي ارائه شده طرح اوليه رابرت استنفسون براي پل معروف بريتانيا بر روي تنگه مناي بود که شامل چهار دهانه ممتد به طول ۷۰، ۱۴۰، ۱۴۰ و ۷۰ متر مي شد. طرح اوليه پل شامل لوله هاي بزرگ آهني، جهت عبور قطار از ميان آنها بود که توسط کابلهائي به صورت معلق نگهداري مي شد بر اساس روشهاي تحليلي و انجام آزمايشاتي که توسط شخصي بنام فيربرين بر روي ماکتي از اين پل صورت گرفت معلوم شد که لوله ها به تنهايي قادر به حمل بار قطار نبوده و احتياجي به تقويت آنها توسط کابلها نمي باشد. اين پل در واقع سرآغاز پلهاي فلزي ساخته شده از ورق بود. پل مذکور در سال ۱۸۵۰ مورد استفاده قرار گرفت اما با آتش سوزي که در سال ۱۹۷۰ در داخل آن اتفاق افتاد پل صدمه فراوان ديد و نهايتاً با جايگزين کردن لوله ها توسط قوس فولادي اين پل بازسازي و مورد

استفاده قرار گرفت. وي نيز پل سلطنتي آلبرت در سالتاش را در سال ۱۸۵۹ تکميل کرد . دو دهانه اصلي اين پل هريک بطول ۱۳۹ متر بود که در سازه آن از ترکيب قوس و کابل معلق استفاده شده بود. قوس ساخته شده از نوع لوله هاي عظيم آهني بود. او همچنين پل معلق کاليفتن را به دهانه ۲۱۴ متر که پس از مرگش در سال ۱۸۶۴ تکميل شد طرح کرد.
در اين دوره، بدليل استفاده از قطار به عنوان وسيله نقليه پلسازي رونق زيادي پيدا کرد، بطوري که به عنوان مثال در کشور انگلستان در طي ۷۰ سال بيش از ۲۵۰۰۰ پل بدين منظور ساخته شد. با توجه به وزن سنگين قطار و اثر شديد ديناميکي آن پلهاي با صلبيت بيشتر از پلهاي معلق مورد نياز بود.

در نيمه دوم قرن ۱۹ با بکارگيري مصالح فولاد بجاي مصالح آهن سازه هاي فلزي مدرن امروزي پايه گذار شدند پلهاي فولادي عظيمي در اين دوره ساخته شدند که يکي لز مشهورترين آنها پل قوسي فولادي سنت لويس مي باشد که بر روي رودخانه مي سي سي پي در آمريکا به سال ۱۸۷۳ ساخته شد. اين پل متشکل از سه قوس مي باشد که دهانه ي مياني آن ۱۵۸ متر است وتوسط جي بي ادز طرح و بروش جديد طره اي ساخته شد. در سال ۱۸۷۹ در اثر طوفان شديد تراژدي

سقوط پل تي اتفاق افتاد. اين حادثه به دليل نداشتن پايداري کافي در مقابل بار باد بوقوع پيوست و باعث عدم اعتماد مهندسين با تجربه از طرحهاي خود گشت. اين نشان مي دهد که در آن زمان اطلاع کافي از مقدار و نوع بار باد و عکس العمل سازه پل در مقابل ان در دست نبود. بدين ترتيب يه علت کمبود اطلاعات در اين زمينه مهندسين قادر به استفاده از تجربيات قبلي خود و يا ديگران نبودند.
در اين دوره علاوه بر اينکه دستيابي به مصالح قويتر امکان پذير شده بود روشهاي تحليل و درک رفتار سازه ها نيز پيشرفت قابل توجهي پيدا کرد. از افرادي چون ناوير، کوشي (۱۷۸۹-۱۸۵۷) ، پويزون (۱۷۸۱-۱۸۴۰)، لامه (۱۷۹۵-۱۸۷۰)، کلپيرون (۱۷۹۹-۱۸۶۴)، و سنت و نان (۱۷۹۷-۱۸۸۶) به عنوان صاحب نظران اوليه تئوري ارتجاعي مي توان نام برد. روشهاي تحليلي بکار گرفته شده توسط اين افراد منجر به روشهاي مدرن تحليل سازه ها گرديد که امروزه از آنها استفاده مي شود. افراد ديگري چون اتون هادکينسون، ويزباخ نيز کارهاي ازمايشگاهي را با اصول و نظم خاصي رونق دادند. توسعه علم تحليل سازه ها توسط لفراد ديگري چون کلرک ماکسول (۱۸۳۱-۱۸۷۹) کارل کلمن

(۱۸۲۱-۱۸۸۱) و بنجامين بيکر ادامه يافت. قدرت تحليل سازه ها به حدي رسيده بود که در سال ۱۸۸۰ آقاي بنجامين بيکر پل عظيم خرپائي فورت را با استفاده از محاسبه تنها طرح کرد. البته وي جهت آگاهي از عملکرد آن در مقابل بار باد مجبور به استفاده از روشهاي آزمايشگاهي نيز شد.
پل فورت که در سال ۱۸۸۷ مورد استفاده قرار گرفت در واقع سرآغاز عصر پلهاي خرپائي کنسولي با دهانه زياد مي باشد. اين پل که توسط آقاي بنجامين بيکر و با همکاري آقاي جان فاولر طرح گرديد، شامل دو دهانه اصلي هر يک به طول ۵۲۱ متر مي باشند که از دو بازوي کنسولي ۲۰۷ متري و يک دهانه ساده ۱۲۵ متري تشکيل شده بود. اعضاي اصلي فشاري اين خرپاي فلزي از

لوله هاي فولادي ساخته شده اند.
پس از ساخت پل فورت پلهاي عظيم ديگري از نوع خرپائي فلزي ساخته شدند که از جمله پل کوئينزبرو بر روي رودخانه ايست در نيويورک با دهانه اصلي ۳۶۰ متر به سال ۱۹۰۹ ، پل راه آهن کيوبک با دهانه اصلي ۵۴۹ متر بر روي رودخانه سنت لورنس در کانادا به سال ۱۹۱۸ و پل کنسولي هاوار با دهانه اصلي ۴۵۷ متر بر روي رودخانه هوقلي در کلکته به سال ۱۹۴۵ را مي توان نام برد.
بعد از عملکرد موفقيت آميز پل فولادي قوسي سنت لويس که در سال ۱۸۷۳ ساخته شد، تعداد زيادي پل فولادي قوسي ديگر از آن پس ساخته شد. مهم ترين آنها شامل پل ويکتوريا فالز بر روي رودخانه زامبزي که توسط آقاي رالف فريمن و زير نظر جي آهابسون ساخته شد، ديگري پل هل گيت بر روي رودخانه ايست در نيويورک به دهانه ۲۹۸ متر است که توسط جي ال ليندنتال و ا اچ آمان طرح گرديد و در سال ۱۹۳۱ مورد استفاده قرار گرفت.پل بندر سيدني در استراليا به دهانه

۵۰۳ متر که با مطالعات دکتر براد فيلد از روي پل هل گيت و طرح و محاسبه آقاي رالف فريمن در سال ۱۹۳۲ ساخته شد. آقاي رالف فريمن پل قوسي ديگري را بنام پل بيرچنافز به دهانه ۳۲۹ متر طرح کرد که بر روي رودخانه سابي در زيمبابويه به سال ۱۹۳۵ تکميل شد. پل آخري از ظرافت و زيبايي خاصي برخوردار مي باشد. وي براي اولين بار آزمايش تونل باد را بر روي ماکت پل جهت مطالعه اثرات ناشي از باد بر سازه واقعي انجام داد. فريمن پل ديگري از نوع معلق بنام پل اتوبيت به دهانه ۳۲۰ متر را نيز طرح کرد که در سال ۱۹۳۹ کامل گشت.

ساخت خرپاهاي فولادي تا عصر حاضر ادامه داشته است. نوع ديگري پل خرپائي فولادي است که در آن از خرپاي تخت بجاي خرپاي قوسي استفاده شده است. اين پل بنام تانگاوا مي باشد که بر روي رودخانه تانگاوا در مسير راه اصلي به توکيو در ژاپن به سال ۱۹۷۲ ساخته شد.
اکثر پلهاي ساخته شده در راه شوسه کناره شمال ايران از نوع پل خرپائي تخت فولادي مي باشند. تعداد ديگري از اين نوع پلها عبارتند از پل لشکرک، پل حسينيه در لرستان،پل ماشالک در نزديکي نوشهر در راه کناره شمال ، پل سفيدرود در گيلان و پل راه شوسه دزفول.

پلهاي فولادي معلق

پيشرفت مهندسي پلسازي مخصوصاً در آمريکا را بايد مديون تلاش شخصي بنام جان آ. روبلينگ (۱۸۰۶-۱۸۶۹) دانست. وي به عنوان مخترع پلهاي معلق با دهانه زياد شناخته شده است. پل معروف بروکلين که در سال ۱۸۸۳ با دهانه ۴۸۶ متر ساخته شد در واقع يکي از شاهکارهاي عصر خود بشمار مي آمد. بدليل فوت نابهنگام وي اين پل در سال ۱۸۳۳ توسط پسرش کانل شد.

بدنبال عملکرد موفقيت آميز اين پل و اعتماد به نفسي را که در مهندسين بوجود آورد از آن پس پلهاي معلق مشهور و عظيمي ساخته شدند. از آن جمله پلهاي معروف جرج واشنگتن ، گلدن گيت، ورازانا و هامبر را مي توان نام برد. پل معلق جرج واشنگتن با دهانه اصلي ۱۰۶۷ متر در سال ۱۹۳۱ توسط اواچ، آمان طرح و بر روي رودخانه هادسون در آمريکا ساخته شد. پل معلق گلدن گيت با دهانه ۱۲۸۰ متر در سال ۱۹۳۷ کامل شد و پل معلق ورازانا با دهانه ۱۲۹۸ متر بيست هشت سال پس از ساخت پل گلدن گيت مورد استفاده قرار گرفت. پل معلق هامبر در انگلستان با دهانه ۱۴۱۰ متر و ارتفااع حداکثر پايه ها ۱۵۲ متر در سال ۱۹۸۰ ساخته شد که در زمان خود بزرگترين دهانه پل معلق در دنيا بوده است.

بوجود آمدن بتن آرمه

کاربرد بتن آرمه در ساخت پلها اولين بار در اواخر قرن نوزده صورت گرفت. اگر چه استفاده از بتن به فرمهاي مختلف در خرابه هاي باقي مانده از روم مشهود است اما اين ايده براي قريب به هيجده قرن سکوت مانده بود تا بالاخره در سال ۱۷۵۰ شخصي بنام اسمتون آزمايشاتي را بر روي بتن انجام داد. لويس جوزف ويکت (۱۷۸۶-۱۸۶۱) نيز مطالعاتي بر روي ملات سيمان در قبل از سال ۱۸۱۸ انجام داد و جوزف آسپيدين (۱۷۷۹-۱۸۵۵) کشف سيمان پرتلند را در سال ۱۸۲۴ به ثبت رسانيد. جي.رال. لامبوت در سال ۱۸۴۸ قايقي را با استفاده از مصالح بتن و ميله هاي آهني ساخت. اگر چه در سال ۱۸۵۲ فرانکويس کويگانت اولين ساختمان مرکب بتن و آهن را ساخت اما ابداع کننده ساز هاي بتن آرمه به سبک امرزي را بايد مديون زحمات شخصي بنام تاديوس هايت (۱۸۱۶-۱۹۰۱) دانست که با انجام آزمايشاتي در سال ۱۹۵۰ تير بتن آرمه را ساخت. وي در سال ۱۸۷۷ کتابي را در رابطه با آزمايشات خود منتشر کرد که در آن به يکسان بودن ضريب انبساطي بتن وميله هاي آهني داخل آن اشاره شده و ضريب تعديل را ۲۰ فرض کرده است.

توسعه سازه هاي بتن آرمه در اواخر قرن نوزده در فرانسه توسط افرادي همچون هنبيک ، ادماندکويگنت، ان دي تدسکو و آرماندکانزيدر فراهم آمد. افتخار اصلي بکاگيري مصالح بتن آرمه در صنعت متعلقبه جوزف مونير مي باشد. ويلکينسون در سال ۱۸۵۴ اولين سقف بتن آرمه را در انگلستان به اجرا در آورد ولي ايده وي در آن زمان چندان مورد استقبال قرار نگرفت.
در سال ۱۸۷۰ پل هومرزفيلد در سافولک انگلستان توسط سقف بتن آرمه اي از نوع دال و تيره به دهانه ي ساده پانزده متر ساخته شد. ويز آلماني اولين کسي بود که محاسبات قطعات بتن آرمه را انجام داد. وي با همکاري فريتاک در طي ده سال ۱۸۸۱ تا ۱۸۹۱ حدود ۳۲۰ عدد پل قوسي

بتني با سه دهانه ۴۰، ۵۰ و ۴۰ متري را طراحي محاسبه و به اجرا در آوردند. کونن در سال ۱۸۸۶ رفتارو تحليل يک تير بتن آرمه را به چاپ رسانيد. هنبيک در سال ۱۹۱۳ پل ريزور گيمنتو در روم را از نوع قوس بتن آرمه با دهانه صدمتر که بزرگترين دهانه از نوع خود بشمار مي آمد ساخت.

پلهاي بتن آرمه

از آنجائيکه از مصالح فولاد براي ساخت پلهاي با دهانه بزرگ استفاده ميشد کاربرد مصالح بتن آرمه محدود به پلهاي با دهانه کوتاه شده بود. با اين حال از مصالح بتن آرمه در ساخت پلها زياد استفاده ميشد بطوري که در سال ۱۹۰۰ هنبيک به تنهائي مسئوليت ساخت بيش از صد پل بتني را عهده دار شد. در آلمان شرکت ويس وفريتاگ اولين کتاب درسي در رابطه با جنبه هاي اساسي طرح و محاسبه قطعات بتن آرمه را که توسط پروفسور مارش تهيه شده بد انتشار داد. پس از سه سال از آن تاريخ يعني در سال ۱۹۰۳ اولين آئين نامه سازه هاي بتن آرمه توسط انجمن هندسين و معمار سويس انتشار يافت. از آن پس ديگر کشورها نيز درصدد تهيه آئين نامه هاي مربوطه برآمدند.
گسترش هرچه بيشتر استفاده از مصالح بتن آرمه بجاي فولاد در ساخت پلها نتيجه تلاش افرادي چون ميلارت (۱۸۷۲-۱۹۴۰) از کشور سويس و نبيک از فرانسه مي باشد. اين دو با طرح و اجراي پلهاي زيبا و کم نظيري از مصالح بتن آرمه علاقه مهندسين پلساز را به استفاده از اين مصالح در ساخت پلها چند برابرکردند.
تا قبل از سال ۱۹۴۳ انواع مختلف پلهاي بتن ارمه قوسي با دهانه هاي ۱۴۵ الي ۱۹۲ متر در اروپا ساخته شدند. در سال ۱۹۴۳ پل قوسي مشهور ساندو بر روي رودخانه آنگرمن در سوئد با دهانه ۲۶۴ متر توسط هاگبوم طرح و ساخته شد. بيست سال پس از آن پل قوسي بتن آرمه آرابيدا در پرتقال با دهانه بزرگتر از پل ساندو ساخته شد و بدين ترتيب پلهاي با دهانه بزرگ با استفاده از مصالح بتن آرمه توسعه يافت.

بوجود آمدن بتن پيش تنيده

اگر چه ايده پيش تنيده کردن سازه هاي وزني و بتني از خيلي قبل وجود داشته است ولي پيشرفت آن در حقيقت زماني ميسر گرديد که فولاد با مقاومت کششي زياد ساخته شد. مهندس مشهور فرانسوي فرسينت (۱۸۷۹-۱۹۶۲) را که پدر بتن پيش تنيده ناميده اند چه او يکي از پيشگامان در ابداع و توسعه سيستم موثري که بطور وسيع براي سازه هازي بتني بکار گرفته مي شود مي باشد. و ي اين ابتکار را اولين بار بصورت پس تنيدگي با اتصال پايه هاي يک قوس آزمايشي بدهانه ۵۰ متر توسط يک قطعه کششي انجام داد، اما سالها به طول انجاميد تا

مهندسين در خود اعتماد به نفس در رابطه با اين روش ايجاد نمايند. اين روش زماني موررد قبول قرار گرفت که وي براي نجات يک ساختمان ترمينال جديد از فروريختن، در اثر نشست پايه ها در سال ۱۹۳۴، از روش پس تنيده کردن آن استفاده نمود.وي مهندسي کار کرده با تجربه عملي زياد بود در اجراي پلهاي خود نظارت نزديک داشته و از جزئيات آن آگاهي کامل داشت. پلهاي ساخته شده وي همچون پلهاي ميلارت، عصر تازه اي از پلسازي را بوجود آورد که تا کنون نيز ادامه دارد.

يکي از پلهاي معروف وي در اورلي با دهانه ۳/۵۳ متر که در سال ۱۹۵۹ ساخته شد در حال حاضر نيز از جلوه اي خاص برخوردار است.
افرادي که سهم بسزائي در پيشرفت تئوري و اجراي روش پيش تنيدگي داشتند عبارتند از مگنل از بلژيک، فينيتروالدر از آلمان و هوير از آلمان که شخص اخير روش توليد کارخانه اي قطعات پيش تنيده را توسعه داد.

دوره بعد از جنگ جهاني و زمان حاضر

بعد از جنگ جهاني دوم تلاش گسترده اي جهت بازسازي بناها و پلهاي آسيب ديده آغاز گرديد. با توجه به بهبود وضع اقتصادي کشورهاي جنگ زده، اتوبانهاي مدرن همراه با پلهاي زيادي احداث گرديد که براي دهانه هاي کوتاه تا متوسط از پلهاي بتن آرمه و بتن پيش تنيده استفاده شد. علاوه بر اين پلهاي جديدي از نوع خرپايي کنسولي فولادي براي دهانه ۳۰۵ الي ۵۱۸ متر ساخته شد. اولين پل از نوع قوس صلب با استفاده از مصالح سبک آلومينيوم در آرويداي کانادا به دهانه۸۸ متر ساخته شد.
فرم ديگري از پلهاي معلق که از جايگزين کردن کابلهاي آويز قائم با کابلهاي آويز مثلثي شکل حاصل مي گردد، براي دهانه ۹۰۰ الي ۱۵۰۰ متر پيشرفت چشمگيري داشت. اين فرم پل معلق اولين بار توسط مهندس انگليسي بنام فريمن ابداع گرديد و اولين بار در ساخت پل معلق سورن در سال ۱۹۶۶ در انگلستان بکار برده شد. پل هاي بسفر در ترکيه که به سال ۱۹۷۳ کامل شد و پل عظيم هامبر، در انگلستان با دهانه ۱۴۱۰ متر که به سال ۱۹۸۱ تکميل گرديد هر دو از اين نوع مي باشند.

عبورگاه ساخته شده از تير حمال قوطي يا تير حمال I شکل فولادي از نظر زيايي و اقتصاد راه حل مناسبي براي پلهاي با دهانه ۸۰ الي ۳۰۰ متر بشمار مي آمد. در کشورهاي اروپايز که صنعت فولاد يشرفت کرده بود کلربرد اين نوع پلها رواج يافت. در آلمان پلهايي را که بر روي رودخانه راين ساخته شدند اکثرا از اين نوع بودند که مهم ترين آنها عبارتند از پل کوبلنت با دهانه ۲۳۵ متر ، پل ويز بادن شير ستين با دهانه ۲۰۵ متر و پل کلن ديوتز با دهانه ۱۸۵ متر. يکي از پلهاي عظيمي از اين نوع که تاکنون ساخته شده است پل نيتروي در برزيل مي باشد. در اين زمان در کشورهاي پيشرفته توليد فولادهائي با مقاومت نهايي ۶۱۸ مگا پاسکال شروع شد که ز نظر ساخت پلهاي با دهانه زياد از اهميت زيادي برخوردار بود.

فرم ديگر استفاده از تيرهاي فولادي حمال در ساخت عبورگاههاي مرکب فولاد و بتن مي باشد. اين نوع عبورگاهها که از تيرهاي حمال فولادي، اتصالات برشي فولادي و کف بتني ساخته مي شدند در اين دوره توسعه يافت.
نوع ديگر از پلهاي کابلي پلهاي ترکه اي مي باشند که در آنها با استفاده از کابلهاي آويز يا متقارب و مايل نسبت به پايه هاي عبورگاه استفاده مي شود. نمونه اي از اين نوع پل راين در آلمان است.
پيشرفت عمده پلسازي در سالهاي بعد از جنگ جهاني بکارگيري مصالح بتن آرمه و بتن پيش تنيده در ساخت پلها بوده است. پلهاي زيادي از نوع تيرهاري حمال پيش تنيده و نيز سازه هاي مرکبي متشکل از بتن آرمه و بتن پيش تنيده مورد استفاده قرار گرفتند.
روش اجرايي طره اي آزاد در ساخت پلهاي پيش تنيده اولين بار در سال ۱۹۵۰ براي ساخت پل لان ريور در آلمان بکار گرفته شد. دو سال بعد اين روش در ساخت پلي بر روي رودخانه راين در آلمان با دهانه اصلي ۱۱۴ متر مورد استفاده قرار گرفت. از آن پس بيش از صد پل پيش تنيده با مقاطع قوطي ساخته شدند. از جمله آنها پل مدوي در انگلستان با دهانه اصلي ۱۵۲ متر و پلي بر روي رودخانه راين در بندرف آلمان با دهانه اصلي ۲۰۸ متر را مي توان نام برد. سازه هاي مهم ديگر از اين نوع که در ژاپن ساخته شدند يکي پل يوراتو به سال ۱۹۷۲ و ديگري پل هامانا چاسي با دهانه ۲۴۰ متر که در سال ۱۹۷۷ کامل شد را مي توان نام برد. اولين پل مهم پيش تنيده ساخته شده در آمريکا پل والنات لين با دهانه مياني ۴۹ متر در فيلادلفيا مي باشد که توسط يک مهندس بلژيکي طرح گرديد، با اجراي اين پل بتن پيش تنيده جاي پاي خود را در آمريکا جهت ساخت پلها باز کرد.
عبورگاه اکثر پلهاي معلق مدرن با استفاده از مصالح بتن پيش تنيده ساخته مي شوند که دليل اين امر يکي به خاطر روشهاي نوين اجرايي اين نوع عبورگاهها مي باشد که نسبت به انواع ديگر برتري دارد.

پس از ساخت پل ساندو پلهاي قوسي بتن آرمه با دهانه هاي بزرگتري ساخته سدند. يکي از آنها پل قوسي به دهانه ۳۹۰ متر در يوگسلاوي مي باشد که به روش طره اي آزاد ساخته شده است. ديگري پل بلوکرانز در آفريقاي جنوبي با دهانه ۲۷۲ متر مي باشد. روشهاي جديد اجراي پلهاي قوسي بار ديگر اين نوع پلها را در قابت با انواع ديگر پلها قرار داد.پل بتن آرمه قوسي گلدسويل با دهانه ۳۰۵ متر که در سال ۱۹۶۴ در استراليا کامل شد نمونه اي ديگر از اين نوع است. خرابي پلها حتي تا زمان حاضر نيز ادامه داشته از آن جمله خرابي ناگهاني پل معلق تاکومانروز با دهانه ۸۵۳ متر مي باشد که در اثر ناپايداري آئرو ديناميکي ناگهان فرو ريخت. اين حاثه و خرابيهاي نظير آن

نشان مي دهد که مهندسين پل از نيروهاي وارد بر سازه و عکس العمل پل در مقابل آنها اطلاع کافي نداشته و احتياج به کارهاي آزمايشگاهي بيشتر مي باشد.
مروري بر تکامل تاريخي سازه ها از جمله پلها نشان مي دهد که بوجود آمدن مصالح جديد رل اساسي در پيشرفت سير تکاملي سازه ها داشته است. بدين منظور امروزه مهندسين در کاربرد هر مصالح چون فولاد، بتن آرمه و بتن پيش تنيده تخصص پيدا کرده و نتيجتاً پيشرفت سريعتري را در امر مهندسي سازه ها بوجود مي آورند. در اين مورد البته لازم است که ارتباط بين اين متخصصين همواره برقرار باشد.

انواع پل

پل نوعي ابنيه هنري است که براي عبور از مانعي به منظور ادامه راه ارتباطي ساخته مي شود.اين تعريف کلي شامل تونل نيز مي گردد،ولي در اصطلاح عمومي ساختمان پل بمنظور برقراري ارتباط روي فرورفتگي ها صورت مي گيرد.هر پل از پنج قسمت تشکيل مي شود: سقف،پايه ها،پي ها،کف بندي(در صورت لزوم) و اتصال پل به راه.
پل ها به سه قسم هستند:
پل هاي راه شوسه ، پل هاي راه آهن و پل هاي کانا(يا آب باره) بترتيب براي عبور راه و راه آهن و کانال آب ايجاد مي گردند.
پل هاي ثابت به آنهايي هايي اطلاق مي شوند که فقط حرکات جزئي ارتجاعي و حرارتي داشته باشند.
پل هاي متحرک به آنهايي اطلاق مي گردند که سقف ها از جاي خود حرکت کنند.در اصطلاح راه آهن پل روگذر عبارتست از پل راه شوسه اي که از روي راه آهن عبور نمايد و پل زير گذر به پل راه شوسه اي اطلاق مي گردد که از زير راه آهن عبور نمايد.

هر دهانه پل روي دو تکيه گاه يا پايه قرار دارد ف، فاصله بين دو تکيه گاه را دهانه گويند.آن قسمت که روي دو پايه را مي پوشاند، سقف ناميده مي شود.سقف ممکن است قوسي يا مسطح باشد.چنانچه پل بر محور رودخانه عمود باشد پل راست ناميده مي شود و چنانچه زاويه غير ۹۰ درجه تشکيل دهد پل مورب و بالاخره اگر محور طولي پل منحني باشد ، پل پيچ ناميده مي شود .
محور طولي پل ممکن است خط افقي و يا شيب دار باشد.
چنانچه محور پل پيچ ، داراي شيب باشد پل مارپيچ ناميده مي شود.
کف راه ممکن است روي تيرهاي حمل سقف و يا زير تير حمال سقف و يا وسط آن واقع شود.

عرض پل

عرض پل حائز کمال اهميت بوده و وابسته به تعداد رشته هاي وسائل حمل و نقل و پياده روها است و نسبت به محل نيز متغير است.در شهرها معمولا عرض پل ها معادل خيابانهاي متصل به آن است و بنابراين عرض آن ممکن است زياد باشد.در راهها و خارج از شهرها عرض پل معادل راه است.در ايران براي يک رشته وسيله نقليه عرض پل بين ۳ تا ۴ متر است و براي راههاي درجه يک که داراي دو رشته وسيله نقليه براي عبور و مرور ميباشند عرض سواره رو بين ۷ تا ۴/۱۰ و عرض پياده رو بين ۳/۰ تا ۲ متر است.بنابراين عرض کل پل ۱۱ متر مي باشد.
در بعضي از راههاي پرتردد عرض پياده روها تا ۳ متر بدن تقليل عرض سواره

رو افزايش ميابد.در راههاي درجه دو عرض سواره رو براي دو رشته راه در ايران ۵/۵ متر تا ۶ متر و عرض پياده رو يک متر است.
بنابراين عرض پل در راه درجه دو بين ۵/۷ متر تا ۸ متر است.
عرض پل هايي که به منظور پياده رو ساخته مي شوند ، براي دو رديف آمد و رفت ۵/۱ تا ۲ متر و براي ۴ رديف آمد و رفت ۳ متر است.
سقف پل هاي راه شوسه بدون درز انقطاع طولي است ، زيرا موقعي که نصف آن زير بار است فقط همين قسمت تغيير شکل يافته و به سمت پايين خمش مي يابد ولي نسبت به نصف ديگر ايجاد اختلاف سطح نموده و چنانچه يکي از چرخ ها به نصف ديگر سقف که خالي از بار است ، تجاوز کند پله اي که تشکيل شده است ، ايجاد ضربه نموده و به مرور سقف پل صدمه مي بيند.بنابراين پل هاي راه شوسه بطور کلي بايستي بدون درز طولي و يکپارچه باشند.

پلهاي زير گذر

موقعيکه پل راه آهن روي راه شوسه قرار گرفته و بعبارتي راه شوسه را از رو قطع نما يد دهانه پل راه آهن معادل عرض راه شوسه خواهد بود و بهيچ وجه نبايستي عرض سواره رو و حتي پياده رو را در زير پل تقليل داد. فقط در زير پل نهرهاي اطراف پياده رو بوسيله آبروهاي مسقف عبور مي دهند. بنابراين دهانه پل بر روي راههاي درجه يک ايران از ميزان۱۱ متر نبايد کمتر باشد. نوع پل مزبور بايستي طوري انتخاب شود که با در نظر گرفتن قطر سقف ارتفاع لازم براي عبور وسائط نقليه در روي راه شوسه باقي بماند. حداکثر ارتفاع مزبور در ايران فعلا ۸/۴ متر ميباشد. ولي بايستي بعدها و بطور معمول تا ۵ و ۵/۵ متر در نظر گرفت.

 

ارتفاع سيم برق براي اتوبوسهاي برقي ۵ متر است. ارتفاع آن قسمت که مخصوص پياده رو در پلهاي طاقي است ؛ ممکن است تا ۵/۲ تا ۳ متر تقليل يابد چنانکه زير گذر مخصوص پياده رو باشد ارتفاع لازم ۵/۳ متر و دهانه پل مزبور ۵/۱ متر براي دو رديف پباده رو در نظر گرفته ميشود و بالاخره ۲۵/۲ متر براي ۳ رديف پياده رو منظور خواهد شد.
براي راههاي شوسه که عرض آن زياد باشد ميتوان بوسيله پايه هاي وسطي طول پل را بدهانه هاي کوچکتري تقسيم نموده و هزينه آنرا تقليل داد اين عمل اغلب ميسر است زيرا براي راههاي عريض هميشه مقداري از عرض راه شوسه را جهت درختکاري و چمن و برآمدگيهاي وسط براي

جدا کردن خطوط در نظر مي گيرند که در همان محل ها ميتوان پايه هاي وسطي پل را بنا نمود.
و بعلت کوتاه بودن ارتفاع پايه هاي وسطي ( ۵ تا ۵/۵ متر) ميتوان قطر آنرا بحداقل تقليل داد و حتي تبديل به ستون نمود و بدين ترتيب حداکثر دهانه را ميتوان براي عبور و مرور مورد استفاده قرار داد.
چنانچه بدنه خط راه آهن از خاکريز ايجاد شده باشد کناره پايه هاي طرفين را بايد بوسيله ديوارهاي برگشت مثلثي شکل تکميل نمود و در بعضي موارد بوسيله يک يا دو رشته پلکان رفت و آمد و بين راه آهن و راه شوسه را ميتوان تامين نمود. نسبت به ديوارهاي برگشت بعدا و در مبحث خود توضيح بيشتري خواهيم داد.

چنانچه راه شوسه در برش واقع شود بايد پايه ها را بوسيله ديوارهاي گشواره اي تکميل نمود.

پلهاي روگذر

پلهايي روگذرر پلهايي هستند که راه آهن را بطور مورب يا عمودي تلاقي نموده و از روي آن عبور نمايند . ارتفاع زير پل هاي قديمي در کشورهاي غربي حداقل ۸/۴ ميباشد. اين فاصله از روي ريل تا زير سقف پل منظور ميشود و در ايران ۸/۵ متر ميباشد.

تعيين دهانه پل روي رودخانه

دهانه پل بر روي رودخانه ها بايستي با مطالعه ي بيشتري انجام شود. طرق مختلفي براي انتخاب دهانه پلها در دست است که ذيلاً شرح خواهيم داد. در آنها يک نکته اساسي منظور گرديده است و آن اين که مقطع عرضي رودخانه در زير پل بايستي به ميزاني باشد که آب به سهولت از زير پل عبور نمايد. در رودخانه هائيکه طغيان بصورت آرام صورت ميگيرد، ميتوان دهانه را کمتر از عرض رودخانه در نظر گرفت ولي عوارض ناشي از قبيل ازدياد سرعت آب در زير پل نبايد ضرري متوجه پل و اراضي دست بالاي رودخانه وارد نمايد.
در رودخانه هائيکه طغيان شديد و وحشي است اصل مهم و اساسي که بايد هميشه مد نظر قرار دهيم اينست که عرض بستر رودخانه در زير پل نبايد کمتر از عرض طبيعي رودخانه در بالادست و پائين دست پل انتخاب شود. بعبارت ديگر، بستر طبيعي در زير پل بايد همانطور که قبلاً وجود داشت حفظ شود.

تعيين محل پل

آنچه قبلا گفتيم مربوط به تعيين دهانه پل بود و موقعي انجام مي شود که محل پل در جاي مناسبي قبلاً در نظر گرفته شده باشد. علي الاصول محل پلهاي کوچک و معمولي از روي پروفيل طولي راه که در روي زمين هم ميخکوبي شده بدست ميايد و بطور کلي CD محل پلسازي است که نقشه بردار در پروفيل طولي ذکر مينمايد و ضمن آن مقطع عرضي رودخانه را نيز برداشت خواهد نمود.

بعبارت ديگر در اينگونه موارد محل پل وابسته به مسير راه است. ولي براي پلهاي متوسط و بزرگ که هزينه زيادي در بردارند بايد مجموع هزينه پلسازي و راه سازي مشرف به پل را در مسيرهاي مختلف در نظر گرفت که يکي از آنها از تنگترين محل رودخانه عبور نمايد تا ضمن مقايسه هزينه ها اقتصادي ترين آنها را با در نظر گرفتن امکانات انتخاب نمود معمولاً اگر هزينه راه سازي در مسيرهاي I و II برابر باشند مسير I بعلت پلسازي با دهانه کمتر اقتصادي تر خواهد بود.

بديهي است هر آينه طول راه را در مسير I زيادتر از طول II باشد استهکاک وسائل نقليه را نيز براي مدتي ( ۱۰ تا ۲۰ سال ) بايد منظور نمود. براي پلهاي بزرگ در بسياري از موارد و بخصوص در زمين هاي ناهموار مسير راه وابسته به محل اجباري پل خواهد بود . در پلسازي بايد سعي شود حتي المقدور از ساختمان پلهاي شيب دار و مورب و پيچ که هزينه آن زياد و ساختمان ان مشگل تر است خودداري نمود و بخصوص چنين دهانه چنين پلهايي زياد باشد اصولاً محاسبه تعادلي ان هم تا حدودي مشکوک است.
علاوه بر مراتب فوق بايستي زميني که پي روي آن قرار خواهد گرفت استحکام کافي داشته باشد. چنانچه زمين مناسبي بدست نيامد در بعضي از موارد مسير رودخانه را تعويض نمود.در اين صورت قبل از هدايت آب در مسير فعلي عمل پلسازي را در خشکي و در زمين بکر انجام ميدهند. بديهي است کليه هزينه هاي فوق را بايد با يکديگر مقايسه نمود.
ضمن عمل پلسازي در مواردي لازم است جريان آب را که در محل پل وضع نامناسبي دارد اصلاح نمود. مثلاًبايستي بوسيله خاکبرداري در آب مسير رودخانه را از وضع که در پيچ واقع شده خارج نموده و با حفر کانال مسير آب را مستقيم نمود.ضمناً در مدخل پل اغلب لازم است ديوارهايي ساخته شود تا کناره رودخانه منظم شده و آب در موقع عبور آرامش بيشتري حاصل نمايد. اين عمليات در رودخانه آرام قابل اجراست ولي در رودخانه هاي وحشي خطرناک بوده و هر اصلاحي در بستر، طبيعت طغيان را در بالا دست و پايين دست تغيير مي دهد.

چنانچه سرعت آب در محل زياد بوده و جنس بستر رودخانه سست و ذرات آن بوسيله جريان آب حمل شوند و در نتيجه کف رودخانه گود شده و پي هاي پل نمايان گردند، لازم است يا پي ها آنقدر عميق باشند که از اين بابت آسيبي به آنها نرسد و يا اينکه کف بستر را بوسيله پوشش تثبيت نمود موضوع آب بردگي اهميت بسياري داشته و صدماتي که به پلها وارد شده زيادست منجمله در رودخانه رن در يکي از طغيانها سرعت آب به ۴ متر در ثانيه رسيد و کنار پايه پل تاراسکن TARASCON را روي رودخانه رن بعمق ۱۴ متر حفر تمود.

در پل فهليان روي رودخانه فهليان در فارس پايه مربوط به دهانه ۲۰ متري نيز بعلت عميق نبودن، در اولين سيل از بين رفت و دو مثال فوق که به انهدام پلهاي فوق الذکر منجر شد اهميت اين موضوع را آشکار ميسازد.
بنابراين آنچه عمل آب بردگي را تشديد مينمايد بايد حذف گردد من جمله از جريان آب بطور مورب که به پايه هاي وسطي يا کناري وارد ميشود حتماً جلوگيري نمود بدين معني که پايه هاي کناري و وسطي بايد موازي جريان آب باشد و پايه هاي وسطي را براي صرفه جويي از هزينه زيادي که عمليات ساختماني در آب ايجاد مي نمايد در نقاطي از بستر رودخانه انجام داد که کف رودخانه نسبت به نقاط ديگر حتي المقدور بالاتر باشد.
در نقاطي که ساختمان پلهاي مورب الزام آور است براي جلوگيري از خطر مورب بودن آب نسبت به پايه ها راه حل مناسبي که در بعضي از موارد بکار ميرود اين است که آن قسمت از پايه که در آب ميباشد بموازات جريان آب بنا گردد و از سطح فوق الذکر به بالا پايه ها عمود بر محور پل ساخته شوند.

در بعضي از موارد امتداد مسير آب تغيير مي نمايد . من جمله در محلي که دو منحني مقعر و محدب مانند S بيکديگر متصل ميشوند، در وسط دو منحني يعني نقطه اي که دو منحني داراي مماس مشترک ميباشند وضع بستر از همه جا متغيرتر است و محل نامناسبي براي پل ميباشد . ولي در وسط منحني ها محل پل مناسب است و کناره مقعر را ميتوان در مقابل جريان آب بوسيله قشري از بتون يا سنگ فرش به قطر ۲۰ تا ۴۰ سانتيمتر حفظ نمود. ضمناً به علت گود بودن رودخانه نزديک پايه کناري کشتيراني نيز سهلتر انجام ميشود.
برخلاف آنچه تصور ميشود نبايستي پل را در قسمت عريض

رودخانه ساخت، زيرا با مقايسه پل ديگر که در محل تنگ تر ساخته شده و هر دو داراي مقطع مساوي براي عبور آب ميباشند چون پل اولي داراي پايه هاي بيشتري است بنابراين آب در دست بالاي اين پل بيش از دومي پشته کرده و خطر ناشيه زيادتر خواهد بود، لذا مگر در موارد استثنائي و الزام آور بهتر است پل در محلهاي تنگ که سرعت آب زيادتر است ساخته شود تا رسوب کمتري هم ايجاد شود. بديهي است در مقابل سرعت آب نيز بايستي بستر رودخانه محکم و در غيراينصورت بوسيله تثبيت کردن آن، از آب بردگي جلوگيري نمود. در مواردي که بايستي پل هاي نتعددي روي شعبات متعدد رودخانه ساخت بايد حتماً دهانه هاي مختلف را بررسي و مطالعه کرد

. زيرا پس از ساختمان پلها پشته هاي مختلف در انشعابات رودخانه تشکيل مي شود. در آن شعبه اي که با احداث پل رودخانه کمتر از شعبه ديگر تنگ ميشود سرعت آب کمتر بوده و بالنتيجه پشته ايجاد شده کمتر خواهد بود. لذا ضمن تعيين دهانه هاي پلها بايستي پشته ها مساوي باشند.
بديهي است اشکالات فوق موقعي مرتفع مي شود که محل پل را در بالادست نقطه انشعاب يعني سمت چپ نقطه A تعيين نمود. بنابراين در محل BB يعني بالادست دماغه ي جزيره ساختمان پل مناسب است.

بالاخره در محلي که انشعابات بيکديگر متصل مي شوند مانند CC ساختمان پل مناسب نيست زيرا چنانچه در مواقع سيل سرعت آب دو رودخانه مساوي نباشد در محل پل مورب بودن جهت آبها نسبت بيکديگر و غير مساوي بودن سرعت آنها باعث گرداب شده و امکان اين هست که پل در معرض خط قرار گيرد. بنابراين بهتر است محل پل را به فاصله زيادي دست پايين محل فوق الذکر يعني سمت راست CC تعيين نمود.
در محلهائيکه مخروط رسوب موجود است ساختمان پل مناسب نيست زيرا ضمن ازدياد رسوب و توسعه مخروط ممکن است دهانه پل ساخته شده بمرور مسدود گردد فقط در مواقعي ايجاد پل در اين نقاط قابل قبول است که وضعيت رودخانه و شرايط طوري باشد که وضع مخروط رسوب بوسيله طبيعت رودخانه تثبيت شده باشد بطوريکه در فصول مختلف حجم و محل آن تغيير ننمايد.

منظره پل

پل در زمره ابنيه هنري است و بايستي شکل آن مناسب به عملي که انجام ميدهد باشد. بديهي است منظره ي پل بايد متناسب با وضعيت محل و اطراف آن نيز باشد. در اينجا صحبت از تزئينات پل نيست. براي اين موضوع بهتر است به مبحث معماري مراجعه شود ولي آنچه انجا لازم بتذکرميباشد اين است که متناسب بودن ابعاد پل بمراتب مهمتر از تزئينات پل است زيرا روي پلي که ابعاد آن متناسب نيست ايجاد تزئينات منظره را زيباتر نخواهد نمود بلکه در پلهايي که ابعاد آن با اسلوب صحيح محاسبه شده داراي منظره نجيبي خواهد بود که احتياج به تزئينات نخواهد داشت.
موضوع تزئينات معماري در گذشته و بخصوص در پلهاي شهري رل مهمي بازي مينمود ولي امروزه در پلسازي حتي در شهرها حداقل تزئينات مراعات مي گردد. اصل اساسي در پل هاي بزرگ مدرن اين است که ابعاد پل طوري انتخاب شوند که منظره آن ظريف نمايش داده شود؛ بدون آنکه به

استحکام پل لطمه اي وارد گردد در پلهاي کوچک به علت همان کوچکي مراعات ظرافت تاثيري در منطقه نخواهد داشت.
تقسيم بندي دهانه نسبت به طول کل پل و همچنين ارتفاع پل واتصال پل از دو طرف به راه اهميت بسزايي در منظره پل خواهد داشت.

براي پلهايي که داراي دهانه هايي متعددي ميباشد و L طول دهانه و H ارتفاع آن باشد. تساوي زير H 4/0= L بهترين منظره پل را تشکيل ميدهد.چنانچه عمق مقطع عرضي دره يا فرورفتگي يکنواخت باشد دهانه ها مساوي است. ولي چنانچه در وسط عمق آن زيادتر از نقاط ديگر باشد دهانه وسطي را بزرگتراز دهانه هاي ديگر انتخاب مي نمايد . بطوريکه رابطه فوق الذکر نسبت به دهانه هاي مختلف حتي المقدور برقرار باشد.

براي ارتفاع کمتر از ۳۰ متر بمنظور تقليل دادن تعداد پايه ها را نصف ارتفاع در نظر مي گيرند.
قواعد فوق جنبه کلي داشته ولي در موارد استثنائي و شرايط محلي چنانچه ايجاب نمايد ميتوان دهانه و ارتفاع را تا حدودي مختصري تغيير داد.
در پلهاي دره اي بعضي از پايه هاي وسطي را قطورتر از سايرين مي سازند بطوريکه اين پايه ها به تنهايي بتواند طاق سالم را در يک طرف قرار گرفته نگهداري کنند.
علت ساختمان اين پايه ها هم بهمين علت است که مبادا فروريختن يک دهانه باعث انهدام تمام دهانه ها گردد. ضمناً ايجاد اين پايه ها در پلهاي طويل استقامت طولي را افزايش ميدهد.
در دره هاي خيلي عميق براي جلوگيري از خمش جانبي پايه يک رديف طاقهاي ديگر در وسط پايه ها قرار ميدهند تا ضمناً منظره پل را جالبتر نمايش دهد.
پروفيل طول پلهاي راه آهن بايد افقي و يا داراي شيب مختصر باشد (حداکثر شيب ۰۱۸/۰) ولي پروفيل طولي پلهاي راه شوسه در صورتيکه ارتفاع وسط پل کافي نباشد بطور يال خري ساخته مي شود. ضمنا حداکثر شيب ۳% ميباشد. در دره هايي که ممکن است بوسيله طغيان زير آب رود بزرگترين دهانه را در بستر صغير روي دو پايه قطور که به تنهايي توانايي تحمل طاق را داشته باشند مي سازند و بقيه پل را بوسيله دهانه هاي کوچکتر که دهانه هاي طغياني موسوم است تکميل مي نمايند.
در رودخانه و يا دره هاي کم عرض تعداد دهانه ها فرد است و منظره ي آنهم مقبول تر است فايده ديگر آن اين است که وسط رودخانه آنجائيکه سرعت و عمق آب حداکثر است و خطر آب بردگي و هزينه ساختمان پايه زياد است پايه بنا نگرديده است.
در دره هاي عريض که تعداد دهانه با يک نظر شمارش نشود، ممکن است تعداد دهانه ها زوج يا فرد تعيين گردد. براي تعيين تعداد دهانه هاي يک پل بايستي هزينه چند طرح که داراي هزينه هاي مختلف ولي طول کلي آن برابرند با يکديگر مقايسه نمود و ارزان ترين طرح را که قابل اجرا مي باشد بعنوان طرح قطعي انتخاب کرد.

نگهداري پلها

پلها پس از ساختمان بايد بطريقي دائمي و ارزان مواظبت و نگاهداري شوند. عمر پل بسته بدقت در نگاهداري ان ميباشد.. عواملي که پل در معرض آن واقع ميشود عبارت است از آب، باد، دود، يخ بندان و غيره. پلهايي که با مصالح درجه ۱ ساخته نشده اند نگهداري و مواظبت آنها گران تر پر زحمت تر است. بسياري از پلهاي بتوني بعلت کمبود سيمان کافي قابل نگاهداري نبوده بمرور از بين رفته اند بهر ترتيب در ساختمان پلهاي بتوني بايستي دانه بندي شن و ماسه تحت کنترل دقيق قرار گيرند و در مواقع لزوم از سيمان مخصوص که در مقابل املاح مقاومت دارند استفاده کرد. آنچه قابل دقت است محفوظ نگهداشتن پل در مقابل نفوذ آب در اثر بارندگي است که آنهم بوسيله قشر عايقي مانند آسفالت و امثالهم روي پل از آن جلوگيري ميگردد.

پلهاي فلزي در مقابل زنگ خوردگي بايستي حفظ شوند فولادهاي ضد زنگ بعلت گران بودن قيمت کمتر مصرف مي شوند ولي اضافه نمودن ۲ تا ۴ در هزار مس به فولاد مقاومت آنرا در مقابل زنگ دو برابر مي کند. ضمناً ميتوان قطعاتي از پل را که بيشتر در معرض زنگ قرار مي گيرند بوسيله روپوشي از قلع حفاظت نمود.
تکيه گاههاي پلهاي فلزي هر سال در فصول گرما و سرما بايد بازديد شوند . و هرآينه که احتياج به تنظيم داشت اقدام نمود و زنگ خوردگي ها را برطرف ساخت.
براي از بين بردن زنگ بايستي بوسيله دست و براي موفقيت بهتر با وسائل مکانيکي و بطريق فواره اسيد و يا ماسه انجام داد.
طريق معمول تر ايجاد يک قشر رنگ ضد زنگ ميباشد که قبل از سوار کردن انجام مي شود و

پس از سوار کردن پل قشر ديگر روي آن اندود ميگردد.
يا قشر بتون و مواد مشابه آن را نيز ميتوان به عنوان محافظ فولاد استعمال کرد که در صورت لزوم ميتوان مقاومت آنرا نيز به مقاومت فولاد اضافه نمود.
براي حفظ پلها و اطلاع از وضع آنها بايد دسته هاي سيار ذيصلاحت در زمان هاي معين بطور مداوم کليه قسمت هاي پل را بازديد و وضع موجود را صورت مجلس نمايند و هر آينه تعميراتي احتياج بود بلادرنگ انجام دهند.

انواع پلها

آنچه در کليه انواع پلها ثابت شده است قسمت فوقاني يا عرض پل ميباشد که تشکيل شده است از قسمت سواره رو که مختص وسائل نقليه است (کاميون- قطار) و قسمت پياده رو که معمولاً در دو طرف سواره رو قرار گرفته است.بعضي از پلها هم مخصوص پياده رو ميباشد.
آنچه در پلها متغير مي باشد نوع سقف است که طبقه بندي آنها اختياري و در ممالک مختلف متفاوت است. ما يک نوع از آنها را به عنوان طبقه بندي انتخاب و ذيلاً شرح مي دهيم:
۱- پلهاي صفحه اي
۲- پلهاي با تير حمال

۳- پلهاي طاقي
۴- پلهاي قوسي
۵- پلهاي دروازه اي
۶- پلهاي معلق
۷- پلهاي متحرک
براي آشنائي ذيلاً انواع فوق را به طور مختصر شرح داده و سپس مهم ترين آنها را به طور مشروح ذکر و محاسبه نموده و مثالهاي عددي هم ذکر خواهيم نمود.
۱- پلهاي صفحه اي
بار بوسيله سقف به پايه هاي پل منتقل مي شود . مقطع عرضي سقف تقريباً مربع مستطيل است مهم ترين آنها انواع بقرار زيراند:
۱- صفحه بدون فضاي خالي ( بتون مسلح- بتون پيش فشرده)
۲- صفحه با فضاي خالي ( بتون مسلح – بتون پيش فشرده)
۳- صفحه با تير آهن و بتون
۴- صفحه با تير آهن و ورق آهن
از نظر طولي مهم ترين آنها از اين قرارند:
۱- صفحه با قطر مساوي بر روي دو پايه انتهايي متکي است.
۲- صفحه با قطر مساوي يا غير مساوي بر روي دو پايه وسط متکي است.
۳- صفحه با قطر مساوي يا غير مساوي بر روي پايه هاي بيش از دو متکي است.
۴- صفحه کانيتلور که بندرت ساخته مي شود.Cantilever
2 – پلهاي با تير حمال:
بار بوسيله تير حمال به پايه هاي پل منتقل مي شود . روي تير حمالها يک صفحه به قطر کم که معمولاً از بتون مسلح ميباشد قرار گرفته است.
مهم ترين نوع اين پلها عبارتند از:
۱- مقطع عرضي تيرهاي حمال مربع مستطيل مي باشد. ( بتون مسلح – چوب)
۲- مقطع عرضي تيرهاي حنمال T يا I و يا جعبه اي باشند.

( فولاد – بتون مسلح – بتون پيش فشرده- مخلوط از فولادو بتون مسلح)
۳- مقطع طولي تيرهاي حمال مشبک باشد. ( فولاد – چوب – بتون مسلح)
۴- مقطع طولي تيرهاي حمال از نوع ويرندل باشد. ( فولاد بتون مسلح)
۵- تيرهاي مخصوص که از لحاظ ساختمان بايد اجازه سازنده کسب شود. و بدين ترتيب در رديف ثبت اختراعات ميباشد.مانند نوع پرفلکس و ويلس ترس.
اين نوع پلها که با تير حمال ساخته مي شوند از لحاظ پروفيل طولي مانند پلهاي صفحه اي مي باشد و مهم ترين آنها عبارتند از :
۱- تير حمالها بر روي دو پايه انتهايي متکي هستند.

۲- تير حمالها با قطر مساوي يا غير مساوي بر روي دو پايه وسطي متکي هستند.
۳- تير حمالها پيوسته يا غير پيوسته با قطر مساوي يا غير مساوي بر روي پايه هاي متعدد متکي هستند.
۴- تير حمالها از نوع کانتيلور ميباشند.
در اين نوع پلها تعداد تير حمالها اغلب متغيرند. در پلهائيکه داراي يک تيرحمال مي باشند مقطع آن جعبه اي است. تعداد تير حمالها در بعضي از پلها دو و يا بيشتر مي باشند. در مورد پلهائي که تعداد تيرهاي حمال بيش از دو عدد باشند دو تير حمال کناري از لحاظ بار با ساير تير حمال ها مساوي نيستند. بنابراين مقطع عرضي آنها نيز با تير حمال هاي وسطي ممکن است متفاوت باشند.
۳- پلهاي طاقي:
بطور کلي در اين نوع پلها بار وارده کلاً بوسيله طاق تحمل مي شود و از سنگ و آجر و بتون ساخته مي شوند و داراي وزن نسبتاً زيادي بوده و براي دهانه کوچک و متوسط بکار ميروند.
۴- پلهاي قوسي:
از خصوصيات اين پلها اينست که مقداري از بار وارده بوسيله قوس و مقداري ديگر بوسيله کف مسطح پل تحمل ميشود. قطر قوس و وزن آنها کمتر از پلهاي طاقي است و براي دهانه هاي متوسط و بزرگ به کار مي روند. جنس آنها از بتون مسلح و يا فولاد مي باشد. مقطع عرضي قوسهائي که با بتون مسلح ساخته مي شوند توپرويا بمنظور سبک کردن آن داراي قسمت هاي توخالي است.

قوسهائي که با فولاد ساخته ميشوند ممکن است توپر و يا از نوع تير مشبک باشند.
در بعضي از موارد قوس از لوله ساخته مي شود.
پلهاي قوسي که در بالا ذکر شد از لحاظ ساختماني در محل تيزه و در محل اتکا حالات مختلفي دارند که ذيلاً ذکر مي گردد:
۱- درمحل هاي اتکاء گيردار باشند.
۲- در محلهاي اتکاء داراي مفصل باشند.
۳- در محلهاي اتکاء و تيزه داراي مفصل باشند.
۴- در محلهاي اتکاء گيردار و در تيزه داراي مفصل باشند.
در پلهاي قوسي همانطور که دربالا ذکر شد بار وارده بر روي پل قسمتي بوسيله قوس و قسمت ديگر بوسيله صفحه مسطح روي قوس تحمل مي شود. بعبارت آخري صفحه مسطح روي پل و قوس بار را بين خود تقسيم مي نمايد . هر کدام که مقطع عرضي آن داراي I زيادتري باشد به همان نسبت خمش کل پل را بيشتر تحمل مي نمايند . بنابراين خمش کل پل به نسبت I قو

س و I صفحه روي پل تقسيم مي شود.
براي قوسهاي متوسط (تا دهانه ۶۰ تا ۷۰ متر) قطر قوس را بحداقل تبديل نموده و بالعکس ضخامت صفحه روي قوس را حداکثر تعيين مي نمايند تا سهمي که قوس از بابت خمش کل تحمل مي نمايد در مقابل سهمي که صفحه ي روي قوس از بابت خمش کل تحمل مي نمايد ناچيز باشد.
و بالعکس براي قوسهايي که دهانه بزرگتري داشته باشند قطر قوس را زيادتر انتخاب مي نمايند که سهم زيادي نسبت به صفحه روي پل داشته باشد.
بعنوان مثال نوع پلهاي مايار ميباشد که قوس سهم ناچيزي از خمش کل را ميبرد. در پلهاي بوسترين سهم قدري زيادتر از صفحه پل است.در پلهاي لانژر سهم قوس و صفحه ي پل بعکس پلهاي بوسترين مي باشند. در پلهايي که سهم قوس و صفحه پل نسبتاً مساوي مي باشد موسوم به پلهاي نوع نيلسن و فرسينه ميباشد.
۵- پلهاي دروازه اي ( portiques)
مقطع عرضي سقف ممکن است مانند پلهاي صفحه اي و يا با تير حمال باشد.
مهم ترين نوع اين پلها عبارتند از:
۱- اتکا پايه ها گيردار باشند.

۲- اتکاي پايه ها مفصل دار باشند.
۳- پايه ها در انتهاي سقف و تعداد آنها دو باشد.
۴- پايه ها در وسط سقف و تعداد آنها دو باشد.
۵- تعداد قاب بيشش از دو باشد.
۶- قسمت تحتاني قاب، بسته و بشکل جعبه باشد.
۶- پلهاي معلق
(Suspended- suspendu)
در اين نوع پلها بار وارده بوسيلعه کابل هاي قطور نگهداري مي شود اجزاي متشکله پلهاي معلق عبارتند از:
کابل- آويز – کف پل – ستون ها که بمنزله پايه هاي پل ساخته مي شوند.
مهم ترين نوع پلهاي معلق عبارتند از:
۱- دو انتهاي کابل روي سقف اتصال دارد.
۲- دو انتهاي کابل روي محلي خارج از پل متصل است.
در هر يک از دو نوع فوق دهانه هاي طرفين ممکن است بوسيله آويزها به کابل متصل باشند يا مستقيماً بار وارده را تحمل نمايند.
در روي رودخانه هاي قابل کشتيراني بمنظور آزاد نمودن رودخانه جهت عبور کشتي ساخته مي شوند و در مواردي ايجاد مي گردند که اختلاف ارتفاع سطح آب و زير سقف پل کافي براي عبور کشتي نباشد. مهم ترين نوع پلهاي متحرک بقرار زير است:
۱- پلهاي دوار:
کف پل تقريباً به طور افقي و در سطح خود به گردش در آمده و در حول يک محور عمودي بچرخش در ميايد يعني ۹۰ درجه در سطح افقي.
۲- پلهاي بالارو:
کف پل بوسيله کابل و وزنه متعادل شده و از طريق دست يا موتور به حرکت در مي آيد.
۳- پلهاي اهرمي:
کف پل بوسيله چرخ دنده در حول محور افقي بچرخش در مي آيد . کف

بوسيله وزن p متعادل شده و نيروي محرکه بوسيله موتور يا دست انجام ميگيرد.
۴- پلهاي اشتراوس:
(Straus) کف پل بوسيله چرخ دنده و چند مفصل در حول محور افقي بسمت بالا و در سطح قائم به چرخش در ميايد. نيروي محرکه موتوري است.
۵- پلهاي شرزر:
(Scherzer) کف پل بوسيله چرخ دنده و يک تير دنده دار در حول محور افقي و در سطح قائم به حرکت در مي آيد.در اين نوع پل وزنه اي مانند p سقف را متعادل مي کند. نيروي متحرکه موتوري است.
۷ – پلهاي ترکي
(Shrouds- haubans)
کف بوسيله کابل به پايه ها آويخته است.

ارتفاع لازم تا زير سقف پلها

بنابرآنچه تا بحال ذکر شده خلاصه بقرار زير است:
۱- براي پلهائي که بر روي رودخانه ساخته مي شوند بايستي اختلاف ارتفاعي بين حداکثر آب و زير سقف منظور داشت. براي پلهاي کوچک و متوسط رقمي بين ۵/۱ تا ۵/۲ بسته به دهانه در نظر مي گيريم . ضمناً هر آينه حين طغيان محمولاتي از قبيل خارو خاشاک و شاخه و درخت حتي با ريشه بوسيله آب حمل شود و ارتفاعاتي که موسوم به هواکش است و در بالا ذکر شد کافي نباشد بايستي به ميزان لازم و احتمالي افزايش داد.
در پلهاي رودخانه اي بزرگ حداقل ۵/۲ است هر آينه احتمال قايق راني داشته باشد حداقل ۵/۴ متر خواهد بود.
۲- براي پلهايي که بر روي خشکي ساخته مي شوند هر آينه از زير آن پياده رو و وسائط نقليه رفت و آمد نکنند اختلاف زمين تا زير سقف اختياري است.
۳- براي پلهاييکه بر روي خشکي ساخته شده و زير آن بايستي به منظور رفت و آمد در نظر گرفته شود ارتفاع هواکش براي نفرات پياده ۵/۳ متر است. براي عبور راه شوسه ۸/۴ متر و از لحاظ آينده نگري براي سقف مسطح ۴/۵ و براي پلهاي طاقي ( و همچنين تونلها) ۰/۶ متر.
اختلاف ارتفاعات فوق الذکر در تهيه نقشه پل بسيار پر اهميت و لازم الاجراست.

انتخاب نوع پل

۱- در معلومات طرح،دو رقوم هميشه در دست اند. يکي رقوم محور راه يعني AB ديگري رقوم حداکثر آب ( در پلهاي رودخانه اي) و يا کف راه زيرين ( در گذرگاهها ) يعني رقوم C .
با در دست داشتن اين دو رقوم در اولين مرحله بايستي هواکش لازم را تعيين کرد که ما فوقاً ( در مبحث ارتفاع لازم تا زير سقف پلها) تعيين نموديم. يعني H
در اينصورت فاصله h ( ضخامت آزاد) براي سقف بدست مي آيد.
واضح است هر آينه h زياد باشد انواع متعددي از شقف ها قابل انتخابند.

منجمله طاقي ، قوسي ( بتون مسلح – فولادي) که کف در زير يا رو ويا وسط قوس باشد. و يا ازنوع تير حمال که باز هم کف ممکن است ر يا زير تير حمالها قرار گيرد ( بتون مسلح- بتون پيش تنيده- فلزي).
هر آينه h زياد نباشد نوع طاقي و قوسي ( از نوع کف روي قوس) عملي نيست و بايد قطعاً از سقفهايي که ضخامت آنها کم است استفاده نمود. مانند پلهاي صفحه اي ، پلهاي با تير حمال، پلهاي قوسي از نوع کف زير قوس ( بتون مسلح- بتون پيش تنيده- فلزي)
هر گاه h خيلي کم باشد از سقف هائيکه با حداقل ضخامت ساخته مي شوند بايستي انتخاب نمود. مانند پلهاي فلزي ( صفحه اي، با تير حمال که کف زير تير حمالها قرار گرفته باشد و يا قوس که کف زير قوس ها است).
و بالاخره هر آينه h آنقدر اندک باشد که مطلقاً هيچيک از انواع فوق الذکر قابل عمل نباشد از پلهاي متحرک استفاده خواهد شد.
در بعضي اوقات امکان اين هست که هر آينه رقوم راه را تا حد معيني بالا ببريم، ساختمان نوعي سقف با هزينه کمتري قابل اجراست. در اين صورت هر آينه بمشخصات هندسي راه لطمه اي وارد نشود ، به همين نحو عمل خواهد شد. بديهي است آن قسمت از راه که در روي پل واقع شده و بميزان معيني بالا رفته است به دو طرف راه بنحوي که در راه سازي مرسوم است ( خط مستقيم يا شيب و منحني) متصل خواهد شد.
۲- در مشروحه باين نکته توجه نموديم که در هريک از حالات فوق (h زياد، نسبتاً کم، کم و خيلي کم) انتخاب نوع پل منحصر بيک نوع نمي باشد.
و ما در داخل پرانتز انواع مختلف را ذکر نموديم. بنابراين واضح است آن نوعي انتخاب مي شود که با مقاومت و عمر مساوي و با در نظر گرفتن هزينه نگهداري ( ۲۰ تا ۵۰ سال و يا هر ميزاني که آينده نگري ايجاب نمايد) اقتصادي و ارزانتر است.
بعضي اوقات صرفنظر از ارزاني و اقتصادي اصولاً امکانات ( پرسنل و غيره) در اختيار نيست بنابر آن نوعي که قابل اجراست انتخاب خواهد شد.
۳- در موارد ديگر موضوع محيط و شرايط محلي از لحاظ منظره و ابنيه مجاور و غيره ايجاب مينمايد که نوع خاصي انتخاب گردد. در اين صورت موضوع حداقل هزينه منتفي است و همچنين است در مواقعي که سرعت عمل و تاريخ اختتام پل مورد نظر قرار مي گيرد. در اين صورت با در نظر گرفتن امکانات پرسنلي و تهيه مصالح و آزاد گذاردن ترافيک، لازم است نوعي خاصي از طرح تعيين و انتخاب گردد.

۴- در بستر هاي سست از پلهائي استفاده مي شود که وزن سقف و پايه بحداقل تنزل يابد.
حداکثر دهانه پلهاي صفحه اي ۱۲ متر و پلهاي باتير حمال که معمول است در جدول زير ارائه شده است:

نوع مصالح
راه شوسه راه آهن
روي ۲ تکيه گاه بيش از ۲ تکيه گاه روي ۲ تکيه گاه بيش از ۲ تکيه گاه
چوبي ۵ ( استثناء ۱۵) —— ۵ (استثناء ۱۲) ———
بتون مسلح ۱۰ تا ۲۰ ( استثناء ۴۰) ۱۲ تا ۴۰ (استثناء ۶۰) ۸ تا ۱۵ ۱۰ تا ۳۰
بتون پيش تنيده ۱۵ تا ۴۰ (استثناء ۶۰) ۲۰ تا ۷۰ (استثناء ۳۰۰) ۱۵ تا ۳۵ ۱۵ تا ۶۰
فولاد با جان توپر ۱۵ (استثناء ۴۰) ۲۵ تا ۱۰۰ (استثناء۲۰۰) ۱۰ تا ۳۵ ۱۲ تا ۷۰
فولاد مشبک ۳۰ (استثناء ۱۴۰) ۴۰ تا ۱۵۰ ۲۰ تا ۹۰ ۴۰ تا ۲۰۰(۱۲۵۰)

بار متحرک براي محاسبه پلهاي راه شوسه

۱- براي دهانه کمتر از ۲۱ متر: (aasho)
بر مبناي آشو بار متحرک عبارتست از يک کاميون ۴۵ تني و مقرر است که براي هر خط يک کاميون در تمام طول پل به تنهايي حرکت کند.
بنابراين براي پل مورد محاسبه ما که دو خطه است دو کاميون ۴۵ تني از پل عبور مي نمايند.
در کشور ما کاميونهاي ۴۵ تني هم وجود دارد که داراي ۵ محور و ۱۸ چرخ مي باشند محور جلو ۵ تن و محورهاي ديگر هر يک ۱۰ تن هستند.
۲- براي دهانه هاي بزرگتر از ۲۱ متر:
طريقه ديگري که آشو توصيه نموده است بجاي کاميون، يک بار گسترده در تمام طول پل و بميزان يک تن براي هر متر طول را در ۵/۳ متر عرض بانضمام يک بار منفرد ۲۷ تن در محلي که بالاترين لنگر خاموشي را ايجاد نمايد.
براي پلهائي که داراي چند دهانه پيوسته ميباشند بايستي براي هر دو دهانه مجاور بارگذاري فوق اجرا گردد و همچنين براي نيروي برشي، بار منفردي بميزان ۳۱ تن در محليکه ايجاد تلاش برشي حداکثر نمايد در نظر خواهيم گرفت.
در هر دو طريقه علاوه بر بارهاي ذکر شده روي سواره رو بايستي بار مربوط به پياده رو را روي

و پياده رو که در طرفين سواره قرار گرفته بقرار ۲/۰ تن هر متر مربع در نظر گرفت.
ضريب حرکت عبارتست از:
L دهانه محاسباتي بحسب متر است.
چنانچه ملاحظه مي شود ضريب حرکت فقط تابع دهانه پل شده است در حقيقت وزن سقف پل در ارتعاش و بالاخره در ضريب حرکت بايد موثرواقع شود. بهمين جهت ضريب حرکت را بر مبناي اروپاي غربي که معادل است با:
در نظر خواهيم گرفت که در آن:
L دهانه محاسباتي
P وزن پل يا بار ثابت
S بار متحرک که در روي پل قرار خواهد گرفت.
۳- بارهاي غير عادي:
در دستورالعمل آشو ذکر گرديده است که پل محاسبه شده بر مبناي يکي از دو طريق فوق، بايستي براي بارهاي غيرعادي نيز کنترل گردد.
بار غير عادي عبارت است از تانک بوزن ۷۰ تن بدون ضريب حرکت براي هر خط . محاسبه هر ۳ طريقه ساده و تقريباً مشابهند.
براي محاسبه پلهاي راه شوسه هر يک از ۳ طريق فوق که بحراني ترين وضع را بوجود آورد يعني حداکثر لنگر خمشي و نيروي برشي را در مقاطع مختلف پل بوجود آورد مبناي محاسبه قرار داده و مقاطع عرضي پلرا بر مبناي همان ارقام حداکثر تعيين نمود. اين بود دستورالعمل بارگذاري پلها براي محاسبه.
اما بعقيده نگارنده همانطور که در بند ۱ ذکر گرديد عجالتاً کاميونهائي در ايران وجود دارند که وزن آنها همان ۴۵ تن که آشو تعيين نموده ميباشند ولي تعداد محورها و فواصل آنها با کاميون آشو متفاوت است.
موقعيکه راه بندان ميشود، ( سيل بردگي قسمتي از راه، خراب شدن پل، سقوط بهمن، ريزش

کوه، تصادفاتو غيره) وسائط نقليه و منجمله همين کاميونها و تريلرها ازدو طرف در محل راه بندان پشت سر هم متوقف ميشوند و بمحض باز شدن راه، کاميونها دنبال هم و با فواصل کم بحرکت در ميايند و از اولين پل عبور خواهند نمود و چه بسا اتفاق افتاده است که در روي يک دهانه تعداد زيادي تريلر قرار ميگرد . لذا بايستي چنين حالتي را هم براي محاسبه در نظر گرفت.
بدين معني که تعدادي از اين کاميونها را هر قدر ممکن است روي تمام دهانه پل قرار داده ( در بحراني ترين حالت) و مقاطع مختلف را از لحاظ لنگر خمشي و نيروي برشي محاسبه نمود و هر يک از حالات بحراني تر بود، همانرا مبناي محاسبه قرار داد.
تبصره- در بعضي از کشورهاي غربي اروپا، دستورالعمل بارگذاري پلها با آنچه که ذکر نموديم متفاوت است. بدين معني کهتمام دهانه را با کاميونها بارگذاري مينمايند ولي وزن کاميونها کمتر است.
در هر يک از طرق محاسبه که قبلاً ذکر شد ضمن بارگذاري وسائط نقليه تمام سطح پياده روها را براي نفرات پياده رو بميزان ۲۰۰ کيلو در هر متر مربع بارگذاري نموده و در محاسبات منظور مي نمايند.

بار متحرک براي محاسبه پلهاي راه آهن

در ايران براي بار متحرک قطاري انتخاب ميشود مرکب از لوکوموتيو و واگن که در آن p وزن محورها است.
براي خطوط پر ترافيک و برايخطوط معمولي ميباشد.
ضريب حرکت معادلست با:
در فرمول فوق L دهانه محاسباتي پل، P باز مرده و S بار متحرکند

پلهاي صفحه اي از بتن مسلح

در اين نوع پلها ، کليه مقاطع عرضي مربع مستطيل اند، و با آنکه بار ثابت (وزن مرره)، نسبت به نوع، با تير حمال زيادتر است معذالک بعلت ساده بودن قالب بندي و همچنين سرعت در خم نمودن و کار گذاردن ميله هاي گرد و بالاخره تسهيلاتي و همچنين سرعت در خم نمودن و کار گذاردن ميله هاي گرد و بالاخره تسهيلاتي که در اين بتن ريزي ساده است براي دهانه هاي کم مورد استفاده قرار مي گيرند . حداکثر دهانه براي اين نوع پلها دو متر و استثناء تا ۱۲ متر براي راه شوسه و راه آهن بطور يکسان معمول است. براي دهانه هاي زيادتر از ۱۰و ۱۲ متر، اين نوع پلها که بار ثابت بسرعت رو به افزايش است اقتصادي نبوده است.

چنانچه پل صفحه اي روي بيش از دو پايه قرار گيرد و احتمال نشست پايه هاي وسطي وجود داشته باشد صفحه در روي پايه ها منقطع خواهد بود. بعبارت آخري هر دهانه مستقلاً در مقابل بارهاي ثابت و متحرک روي خود محاسبه خواهد شد. و هر آينه دهانه ها مساوي باشند محاسبه کليه سقف هاي مستقل مشابهند . و در سقف روي هر پايه يک درز انبساط و يا انقطاع وجود داشته و حداکثر دهانه براي پل ها همان ۱۰ متر و استثناً ۱۲ متر خواهد بود (حداکثر) . ضخامت سقف نيز در کليه مقاطع عرضي برابرند.

محاسبه سقف پلهاي صفحه اي از بتن مسلح

اين محاسبه در واقع همانست که براي محاسبه يک تير مستقيم از بتون مسلح که مقطع عرضي آن مربع مستطيل است، ديده ايم که در طول تير همان دهانه پل بوده و ارتفاع مقطع مربع مستطيل، ضخامت سقف پل، و عرض مقطع مربع مستطيل عرض پل ميباشد.
روش کلي محاسبه:
بايستي به ترتيب ذيل عمل نمائيم:
۱- يک طرح مقدماتي سقف با ذکر ابعاد ( دهانه ، ضخامت و عرض سقف)
۲- تعيين لنگر خمشي بار ثابت (وزن مرده) در مقاطع مختلف سقف.
۳- تعيين لنگر خمشي بار متحرک ( کامنيون يا قطار يا تانک و پياده رو) در مقاطع مختلفه.
۴- تعيين لنگر خمشي کل در مقاطه مختلفه ( حاصل جمع بند ۲ و بند ۳)
۵- تعيين تلاش برشي بار ثابت در مقاطع مختلف سقف
۶- تعيين تلاش برشي بار متحرک در مقاطع مختلف سقف.
۷- تعيين تلاش برشي کل در مقاطع مختلفه سقف ( حاصل جمع بند ۵ و ۶ ) تمام ارقام فوق بايستي در بحراني ترين وضع بارهاي متحرک محاسبه شوند. يعني در حالاتي که بالاترين رقم هاي لنگرهاي خمشي و تلاشهاي برشي کل که ممکن است اتفاق افتد بدست آيد.
۸- تعيين مقدار فولاد کششي در کليه مقاطع عرضي سقف
۹- تعيين مقدار فولاد فشاري در کليه مقاطع عرضي سقف

مقابل نيروهاي برشي در مقطع عرضي.
۱۱- تعيين مقدار فولاد براي مقاومت در مقابل نيروي برشي در کليه مقاطع عرضي ضمن استفاده از فولادهاي ذکر شده در بند ۱۰ و تعيين کمبود آن بوسيله فولادهاي رکابي عمودي.
اين فولادها البته در مواقعي مورد لزومند که مقاطع عرضي بتون به تنهائي قادر به تحمل نيروي برشي نباشد.
۱۲- اضافه فولادهاي رکابي براي نگهداري فولادهاي مورد بند ۸ و ۹ و ۱۱ در محل خود حين بتون ريزي.

اثر باد روي پلها

اثر باد روي پلهاي کوچک محسوس نيست مگر در پايه هاي کم ضخامت و مرتفع و آنهم قبل از ساختمان سقف بر روي آنها.
در پلهاي بزرگ طاقي بعلت وزن مرده زياد، اثر باد باز هم زياد نيست ولي توصيه مي شود که يک محاسبه مقدماتي راجع به تاثير باد بعمل آيد تا چنانچه تاثيري در محل پا طاق و کف پي نداشت از محاسبه دقيق آن صرف نظر شود. در ساير پلها نيروي باد مورد توجه قرار گيرد.
باد در روي سطوح جانبي توپر پلها فشاري افقي وارد مي نمايد و عکس العمل آن هم در سقف و هم روي پايه و کف پي ظاهر ميشود.