ساختار پل، به طور کلی به دو بخش روسازه و زیرسازه تقسیم می‌شود. عرشه و اجزای مرتبط با آن مانند دال، شاه‌تیر، خرپا و غیره در بخش روسازه و یاتاقان، کوله، پایه و فونداسیون و غیره در بخش زیرسازه قرار می‌گیرند. در ادامه به معرفی اجزا اصلی پل و عملکرد آن‌ها می‌پردازیم.
عرشه پل چیست و چه کاربردی دارد؟
عرشه همان مسیر عبور و مرور بر روی پل است که بارهای اعمال شده از طرف وسایل نقلیه یا افراد را تحمل می‌کند. این بخش از پل، فرآیند انتقال نیرو به فونداسیون را بهبود می‌بخشد. المان‌های مورد استفاده در عرشه پل به جنس و نوع پل بستگی دارند. به عنوان مثال، شاه‌تیر یا تیرهای بزرگ به عنوان تکیه‌گاه عرشه (تحمل بارهای افقی) و پایه (تکیه‌گاه میانی) به عنوان نگهدارنده شاه‌تیر عمل می‌کنند. تمام این اجزا توسط یک فونداسیون عمیق نگهداری می‌شوند.
یاتاقان پل چه وظیفه ای را بر عهده دارد؟
بارهای اعمال شده به عرشه با استفاده از یاتاقان به اجزا زیرسازه منتقل می‌شوند. یاتاقان بخشی است که امکان توزیع مناسب و ایمن بار به بخش‌های دیگر را فراهم می‌کند. اگر اجزا زیرسازه قادر به تحمل مستقیم فشار وارد شده به پل نباشند، نقش یاتاقان اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. بارهای ناشی از عبور و مرور بر روی پل و تغییرات دمایی باعث اعمال نیروهای طولی بر شاه‌تیر می‌شوند. در صورتی که یاتاقان امکان جابجایی در جهت این نیروها را نداشته باشد، احتمال رخ دادن شکست در شاه‌تیر به وجود می‌آید. در واقع یاتاقان بخشی است که امکان جابجایی طولی را برای شاه‌تیر فراهم می‌کند.
انتخاب نوع یاتاقان به بار اعمال شده، هندسه پل، میزان نگهداری، فضای موجود، جابجایی مورد انتظار، چرخش مجاز، خمش مجاز، در دسترس بودن، نظر طراح و مسائل مالی بستگی دارد. به دلیل وجود این عوامل، طراح باید سیستم یاتاق در ساخت پل را به عنوان یک پروژه جدا در نظر بگیرد.
پایه پل چیست و انواع آن کدام هستند؟
پایه، سازه‌ای عمودی است که به منظور نگهداری عرشه یا یاتاقان برای انتقال بار به فونداسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سازه‌ها معمولا در معرض نیروهای برشی (نیروهای جانبی) قرار می‌گیرد. پایه‌ها به عنوان کوله یا تکیه‌گاه دهانه‌ها در نقاط میانی پل عمل می‌کنند. به طور کلی، عملکرد پایه به دو مورد زیر تقسیم می‌شود:
- انتقال بار به پی
- مقاومت در برابر نیروهای جانبی
در اکثر موارد، طراحی پایه تنها برای مقاومت در برابر بارهای عمودی صورت می‌گیرد. در نواحی مستعدد زمین لرزه توصیه می‌شود بارهای جانبی نیز در طراحی پایه در نظر گرفته شوند.
اکثر پایه‌ها با استفاده از بتن ساخته می‌شوند و فولاد کاربرد کمی در ساخت این سازه‌ها دارد. البته در روش‌های جدید، ستون‌های کامپوزیتی مانند ستون‌های فولادی پر شده با بتن نیز برای ساخت پایه مورد استفاده قرار می‌گیرند. پایه‌های متشکل از چند ستون، خرک نام دارند. نوع پایه مورد استفاده در پل با توجه به نوع اتصالات، شکل سطح مقطع و پیکربندی چارچوب انتخاب می‌شود. به این ترتیب، انواع پایه عبارت هستند از:
- بر اساس نوع اتصالات: یکپارچه یا طره ای (خرپایی)
- بر اساس شکل سطح مقطع: توپر، توخالی، شش گوش، دایره‌ای، هشت گوش یا مستطیلی
- بر اساس پیکربندی: منفرد، خرک، چکشی یا دیواری
تکیه‌گاه یا کوله پل چیست و چه اجزایی دارد؟
تکیه‌گاه یا کوله پل، سازه‌ای عمودی است که برای تحکیم و نگهداری زمین پشت سازه مورد استفاده قرار می‌گیرد. بارهای مرده و زنده اجزا روسازه توسط کوله‌ها تحمل می‌شوند. علاوه بر این، کوله از سوی خاکریز مجاور در معرض فشارهای جانبی نیز قرار می‌گیرند.
طراحی بارهای اعمال شده بر کوله به موارد زیر بستگی دارد:
- نوع کوله مورد استفاده
- ترتیب ساخت
شکل زیر، نیروهای وارده بر یک کوله در حال ساخت را نشان می‌دهد.
الزامات طراحی کوله‌ها مشابه دیوارهای حائل است. کوله‌ها در وهله اول برای مقاومت در برابر پیچش و لغزش طراحی می‌شوند. در واقع تمرکز اصلی در ساخت این ساز‌ها، پایداری کل سیستم است. برای اطمینان از عملکرد صحیح کوله باید نظارت ویژه‌ای بر روی آن وجود داشته باشد تا هیچ گونه نشست یا جابجایی اضافی رخ ندهد. در شکل زیر، بخش‌های مختلف کوله نشان داده شده است.
دیوار جناحی پل چه کاربردی دارد؟
دیوار جناحی یک سازه کمکی است که برای نگهداری بیشتر کوله در برابر جابجایی زمین زمین مورد استفاده قرار می‌گیرد. دیوار جناحی مانند یک دیوار حائل در مجاورت کوله‌ها و با شیب طبیعی زمین ساخته می‌شوند. ساخت این سازه‌ها به صورت مستقل یا ادغام شده با تکیه‌گاه‌ها صورت می‌گیرد.
در هنگام طراحی دیوارهای جناحی باید سه بار اعمال شده زیر را در نظر گرفت:
- فشار زمین از طرف خاکریز
- روبار حاصل از بارهای زنده
- بارهای هیدرولیکی ناشی از وضعیت اشباع خاک (وجود یا عدم وجود آب در خاک)
پایداری دیوار جناحی بیشتر به مقاومت آن در برابر فشارهای فعال زمین بستگی دارد. در طرف مقابل، المان‌های سازه‌ای پل برای مقاومت در برابر فشارهای ساکن زمین طراحی و ساخته می‌شوند.
پی یا فونداسیون پل چیست؟
فونداسیون پل، سازه‌ای است که به منظور توزیع متقارن بار اعمال شده از طرف پایه، کوله و دیوار جناحی به لایه‌های زیرین ساخته می‌شود.
عمق فونداسیون ساخته شده برای اجزا مختلف باید به اندازه‌ای باشد که ضربه‌های ناشی از حرکت آب یا حفر سازه‌های زیرمینی باعث آسیب دیدن آن نشود.
جان‌پناه، نرده، گارد ریل و جدول
جان‌پناه، نرده، گارد ریل و جدول از نظر ساختاری برای سازه مهم نیستند اما به خاطر رعایت مسائل ایمنی در پل ساخته می‌شوند. این سازه‌ها بر روی عرشه قرار می‌گیرند؛ از افتادن وسایل نقیله به پایین جلوگیری کرده و امکان جداسازی مسیر برای کنترل ترافیک را فراهم می‌کنند.
