معرفی انواع پل

انواع پل کدام هستند؟
پل، سازه ای با انواع متنوع است. به طور کلی، نحوه اعمال تنش های عمودی یا افقی، ساختار پل را مشخص می کند.

در برخی از موارد، وظیفه تحمل بارهای اعمال شده بر عهده عرشه و در موارد دیگر، این وظیفه بر عهده پایه ها است. در مجموع، پل ها را می توان به هفت گروه اصلی تقسیم بندی کرد. در ادامه، به معرفی انواع پل می پردازیم.

پل تیری یا پل شاه تیری:
پل تیری، پل شاه تیری یا پل با تیر نورد شده، یکی از ساده ترین انواع پل محسوب می شود. پل های ساخته شده توسط الوار چوبی را می توان به عنوان شناخته شده ترین نوع پل های تیری در نظر گرفت.

در گذشته، بخش عرشه این سازه ها با چندین تخته یا الوار چوبی ساخته می شد. نگهداری عرشه نیز توسط دو پایه یا تکیه گاه در دو طرف الوار صورت می گرفت.

در اکثر مواقع، تیرهای میانی وظیفه نگهداری و پایداری بیشتر پل های تیری را بر عهده دارند.

فضای مخصوص عبور و مرور انسان ها یا وسایل نقلیه از یک عرشه ساده عمود بر تیرهای نگهدارنده تشکیل می شود. به این سازه، تیر با نگهداری ساده می گویند. در این نوع پل، هیچ توزیع تنشی بین اجزا صورت نمی گیرد.

پل خرپایی:
پل خرپایی، سازه ای است که با استفاده بهینه و ساده از خرپا، بارهای اعمال شده را تحمل می کند. قدمت استفاده از این نوع پل، به چندین قرن قبل بازمی گردد.

انواع مختلفی از پل های خرپایی ساده وجود دارند که تمام آن ها از مقاطع مثلثی تشکیل می شوند.

نقش اجزا مثلثی در پل های خرپایی بسیار مهم است. این اجزا با جذب موثر بارهای کششی و فشاری، امکان عملکرد مناسب سازه در برابر بارهای دینامیکی را فراهم می کنند.

به این ترتیب از حفظ مناسب ساختار پل و عدم آسیب دیدن عرشه هنگام وزش بادهای شدید اطمینان حاصل می شود.

پل طره ای:
طراحی اولین پل طره ای به عنوان یک پیشرفت بزرگ در مهندسی پل در نظر گرفته می شود. ساخت این نوع پل، توسط تیر یا خرپاهای یکسرگیر دار (طره) ساده صورت می گیرد.

این اجزا با استفاده از بتن پیش تنیده یا فولاد ساختمانی ساخته می شوند. اگر عرشه تنها از یک طرف (در ناحیه بازوی گیردار) نگهداری شده باشد، ساختار سازه ناپایدار و خطرناک به نظر خواهد رسید. در صورتی که بازوهای گیردار پل توسط دهانه معلق به یکدیگر متصل می شوند.

دهانه معلق، یک عضو میانی است که هیچ نگهداری در زیر آن وجود ندارد. در واقع، بار پل توسط مهاربندهای قطری به همراه تیرهای افقی تحمل می شود. امروزه ساخت پل های طره ای با رعایت شدید مسائل ایمنی صورت می گیرد.

پل قوسی معمولی:
پل های قوسی انواع مختلفی دارند. با این وجود، یک المان در تمام این پل ها مشترک است. پل های قوسی، دارای یک یا چند قوس در زیر سازه و تکیه گاه هایی برای نگهداری این قوس ها هستند. متداول ترین نوع پل قوسی، پل چند دهانه (دره گذر) با طول زیاد و قوس های فراوان است.

در پل های قوسی، فشارهای جانبی ناشی از دهانه قوس به تکیه گاه ها منتقل می شوند.

به همین دلیل، حفظ یکپارچکی، مقاومت بالا و ساخت مناسب این بخش از اهمیت بالایی برخوردار است. پل های قوسی دارای طراحی ساده و کارایی بالا هستند. این پل ها می توانند وزن انسان و حتی وسایل نقلیه سنگین (مانند قطار) را تحمل کنند.

پل قوسی مهار شده:
پل های قوسی مهار شده، سازه هایی با طراحی جذاب هستند که معمولا از یک قوس فلزی به همراه مهارهای عمودی نگهدارنده بین عرشه و قوس استفاده ساخته می شوند.

نقاط انتهایی قوس توسط یال تحتانی مشابه ترکیب کمان و زه به یکدیگر متصل شده اند.

مهارهای عمودی، فشار رو به پایین قوس به عرشه را به کشش تبدیل می کنند. به باور عموم، در این پل ها کوله ها وظیفه نگه داشتن قوس و کل سازه را در کنار یکدیگر بر عهده دارند.

اگرچه، این عرشه یا یال تحتانی است که نقاط انتهایی قوس را به یکدیگر متصل می کند. بهترین مثال برای درک این وضعیت، زه کمان است. زه با جذب فشار، دو طرف کمان را در کنار یکدیگر نگه می دارد و صاف باقی می ماند.

پل معلق:
ساختار پل های معلق بسیار ساده و در عین حال کارآمد است. عرشه این پل ها، وظیفه تحمل بارهای وارده را بر عهده دارند.

بر روی عرشه پل های معلق، برج هایی به منظور نگهداری از کابل های معلق و کابل های تعلیق قرار گرفته اند.

کابل های معلق از هر دو طرف پل گسترش می یابند و به طور محکم به زمین وصل می شوند. تعداد برج های مورد استفاده برای نگهداری کابل های معلق به اندازه پل بستگی دارد.

تمام بارهای اعمال شده به پل در طول کابل های معلق به کشش تبدیل می شوند.

در صورت وجود نقص، عدم توزیع صحیح بارهای اعمال شده و اضافه کردن بار به سیستم از طرف این کابل ها، امکان جابه جایی پل در شرایط بد آب و هوایی وجود خواهد داشت.

پل کابلی:
پل های کابلی، سازه هایی هستند که در آن ها، برج یا دکل وظیفه تحمل بار را بر عهده دارد. در این سازه ها، تعدادی کابل مستقیما از بالا یا از نقاط مختلف روی برج به عرشه متصل می شوند.

در حالت اتصال از نقاط مختلف، یک الگوی بادبزنی توسط کابل ها به وجود می آید. این الگو نشانه ای است که بسیاری از مردم پل های کابلی را از روی آن می شناسند.

کاربرد پل های کابلی برای مواقعی است که طول مسیر بیشتر از طول مناسب برای طراحی پل های طره ای و کمتر از طول مناسب برای طراحی پل های معلق باشد.

یکی از مشکلات اصلی استفاده از این پل ها، امکان اعمال فشار افقی از طرف اتصالات میانی کابل ها به روی عرشه است. به همین دلیل، عرشه پل های کابلی باید برای تحمل این فشارها تقویت شده باشد.

پل متحرک:
پل های متحرک، نوع دیگری از پل ها هستند که به دلیل تفاوت جزئی با دیگر موارد، در گروه اصلی قرار نمی گیرند.

این پل ها که قابلیت تغییر موقعیت و شکل را دارند؛ به منظور فراهم کردن امکان عبور کشتی و قایق طراحی و ساخته می شوند.

در مواقعی که به کارگیری مسیر طولانی و پایه های بلند ضروری نباشد، استفاده از پل های متحرک از نظر هزینه گزینه مناسب تری خواهد بود. تنها عیب این سازه ها، توقف ترافیک روی آن ها در هنگام عبور کشتی و قایق است.

پل های متحرک را می توان به انواع باسکولی (بازشو یک طرفه یا دو طرفه)، گردان (چرخشی)، آسانسوری (بالا رونده)، جمع شونده (تاشو)، موقت و غیره تقسیم بندی کرد.

مقایسه انواع پل ها:
پارامترهای مختلفی برای مقایسه انواع پل ها وجود دارد. در این بخش، انواع پل را از نظر هزینه، کارایی، مقاومت و ساخت به طور خلاصه مورد بررسی قرار می دهیم.

هزینه:
با یک بررسی ساده بر روی هزینه ساخت پل ها می توان دریافت که پل های معلق، هزینه بیشتری نسبت به دیگر گزینه ها دارند.

عوامل زیادی بر روی هزینه بالای پل های معلق تأثیرگذار هستند. پل های معلق معمولا برای مسیرهای بسیار بلند (با دهانه های حداکثر دو کیلومتری) مورد استفاده قرار می گیرند.

ابعاد برج، مواد مورد استفاده و نصب خرپای عرشه (در زیر عرشه) نیز هزینه های بیشتری را به ساخت این نوع پل اضافه می کنند. امروزه ساخت پل های معلق بزرگ می تواند تا یک میلیارد دلار هزینه داشته باشد.

کارایی:
از نظر مقاومت، کارایی پل های خرپایی بیشتر از انواع دیگر پل ها است. این پل ها، نسبت مقاومت به وزن بهتری دارند.

مقاومت:
پل های خرپایی علاوه بر نسبت بالای مقاومت به وزن، به عنوان مقاومت ترین نوع پل نیز در نظر گرفته می شوند.

این سازه ها از مجموعه اجزا مثلثی شکل ساخته می شوند. اتصال اجزا مثلثی به یکدیگر معمولا توسط پیچ و مهر صورت می گیرد.

این کار باعث پخش شدن بار ناشی از حرکت وسایل نقلیه یا شرایط بد آب و هوایی به تمام اجزا پل می شود. به این ترتیب، پایداری سازه افزایش و احتمال خم شدن آن کاهش می یابد.

ساخت:
ساده ترین نوع پل از نظر ساخت، پل های تیری هستند. به همین دلیل، پل های تیری به عنوان رایج ترین نوع پل نیز شناخته می شوند.