توان‌بخشی ( بهسازی )، روند و شیوه تعمیرکردن یا اصلاح کردن یک سازه به منظور دستیابی به شرایط بهره‌ برداری جدید و یا افزایش عمر مفید بهره‌برداری آن است. در واقع ما در طرح و اجرای مقاوم سازی سازه های بتنی به دنبال حصول شرایط جدید در پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها از نظر بهره برداری و یا بارگذاری می باشیم.

عملیات مقاوم سازی می تواند به علل زیر مورد نیاز باشد :

  1. اشتباهات و مشکلات طراحی
  2. مشکلات و اشتباهات اجرایی
  3. تغییر در استانداردها و آیین نامه ها
  4. افزایش عمر مفید بهره برداری
  5. تغییر کاربری سازه
  6. افزایش طبقات و بار وارده

برخی از انواع پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها به شرح ذیل می باشد :

استفاده از الیاف FRP

  • ژاکت بتنی
  • ژاکلت فلزی
  • افزایش ابعاد عضو باربر
  • افزایش ظرفیت برابر بستر ( مقاوم سازی فونداسیون )
  • افزایش دیوارهای برشی
  • افزایش اعضا باربر و کاهش بار وارده به عضو باربر

پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها :  

پلها سازه های حساسی هستند زیرا هر گونه صدمه به آنها باعث خسارات مالی و جانی در هنگام زلزله و بعد آن می شود . با توجه به وقوع زمین لرزه های متعدد و آسیب دیدگی سازه ها به ویژه شریان های حیاتی، به کارگیری انواع روش های مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای در چند دهه اخیر توسعه ای روز افزون یافته است. قبل از انجام مراحل مقاوم سازی، مطالعه بر روی سازه اهمیت بالایی دارد که در این بین پل ها به عنوان سازه هایی استراتژیک و مهم، اهمیتی دو چندان دارند.

پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها

 

 

این مقاله به بحث و بررسی پیرامون انواع پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها، ساختارشان و همچنین روشهای جدید مقاوم سازی آنها پرداخته است.

۱ – تعریف پل :  پل یک سازه است که برای عبور از موانع فیزیکی از جمله رودخانه ها و دره ها استفاده می شود. پلهای متحرک نیز جهت عبور کشتیها و قایقهای بلند از زیر                      آنها ساخته شده است.

۲ – تاریخچه پل :  ایجاد گذرگاهها و پلها برای عبور از دره ها و رودخانه ها از قدیمی ترین فعالیتهای بشر است. پلهای قدیمی معمولاً از مصالح موجود در طبیعت مثل چوب و سنگ والیاف گیاهی به صورت معلق یا با تیرهای حمال ساخته شده اند.

پلهای معلق از چه جنسی است : 

پلهای معلق از کابلهایی از جنس الیاف گیاهی که از دو طرف به تخته سنگها و درختها بسته شده و پلهای با تیر حمال از تیرهای چوبی که روی آنها با مصالح سنگی پوشیده می شد، ساخته شده اند.

ساخت پلهای سنگی به دوران قبل از رومیها برمیگردد که در خاور میانه و چین پلهای زیادی بدین شکل برپا شده است. در اروپا نیز اولین پلهای طاقی را ۸۰۰ سال قبل از میلاد مسیح، برای عبور از رودخانه ها از جنس مصالح سنگی ساخته اند.

۳ –  پلها و انواع آن :

۳-۱ – پلهای چوبی : این پلها معمولاً به شکل قوسی، با تیرهای مشبک و یا تیرهای حمال ساخته شده و در حال حاضر استفاده از آنهابه صورت موقتی می باشد.

۳-۲ – پلهای سنگی :  با توجه به مقاومت مناسب فشاری مصالح سنگی، بسیاری از پلهای طاقی از این مصالح ساخته شده اند. نظر به کمبود افراد سنگ کار و زمان نسبتاً طولانی لازم برای تهیه مصالح و اجرای سازه، امروزه استفاده از این پلها محدود می باشد.

۳-۳ – پلهای بتنی :  در بسیاری از پلهای طاقی شکل، در حال حاضر از بتن، با توجه به مقاومت فشاری مطلوب آن به جای سنگ استفاده می شود.

پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها : 

۳-۳-۱ – پلهای بتن مسلح :  با توجه به روش اجرا و نحوه بتن ریزی، پلهای بتن مصلح را میتوان از مقاطع مختلف و با اشکال دلخواه ساخت. با وجود این استفاده از مقاطع ساده در جهت کاهش بهای قالب بندی همواره مورد نظر است. در بعضی از حالات استفاده از سیستم پیش ساختگی باعث حذف اجزاء نگهدارنده قالبها و در نتیجه صرفه جوئی قابل ملاحظه می شود.

۳-۳-۲ – پلهای بتن پیش تنیده :  با پیشرفت این تکنیک، به تدریج در دامنه وسیعی از ابنیه فنی، پلهای بتن پیش تنیده جایگزین پلهای فلزی و پلهای بتن مسلح شده اند. بدین ترتیب با صرف هزینه کمتر، پلهای با دهانه بزرگ ساخته می شوند. از طرف دیگر استفاده از این مصالح امکان به کارگیری تکنیک های جدید پل سازی را می دهد.

چند نوع از پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها نیز وجود دارند : 

۳-۴ – پلهای فلزی :  این پلها به اشکال مختلف، با تیرهای حمال معمولی یا تیرهای مشبک فولادی، با قوس یا قالبهای فلزی، نورد شده از ورق و المانهای اتصالی ساخته شده اند. در ساخت این پلها گاهی نیز از آلیاژهای سبک یا مقطع مرکب استفاده می گردد.

۳-۴-۱ – پل با تیرهای حمال : این پلها از متداول ترین انواع مورد استفاده برای دهانه های متوسط ( تا۲۵۰ متر ) میباشند. تیرهای حمال معمولاً به صورت شبکه های فلزی مقاطع جعبه ای یا تیرهای مرکب تو پر ساخته شده و تغییر شکل بسیار محدودی خواهند داشت. شبکه های فلزی معمولاً سبک بوده اما با توجه به خصوصیات ظاهری آنها، کمتر در مناطق شهری مورد استفاده قرار می گیرند.

در حالت کلی پا با تیرهای حمال را نیز می توان به شرح زیر تفکیک نمود :

۳-۴-۲ – پل با تیرهای حمال جانبی : در این حالت تیرهای حمال جانبی معمولاً از شبکه های فلزی تشکیل شده و اجزاء اصلی باربر تابلیه می باشند. در شرایطی که عرض پل محدود باشد ( کمتر از۱۴ متر ) می توان از این سیستم استفاده نمود.

۳-۴-۳ – پل با تیر های حمال تحتانی :  در این حالت تیرهای حمال عموماً از نوع تیرهای مرکب با جان تو پر ( که از چند ورق فلز با اتصال پیج پرچ یا جوش تشکیل شده اند ) می باشند. تیرهای حمال با ارتفاع ثابت یا متغیر ساخته شده و در نتیجه ضمن حصول منظره مناسب صرفه جوئی مهمی نیز در مصرف مصالح خواهد شد. همچنین در بعضی شرایط می توان سبستم متشکل از تیرها یا حمال تحتانی را با یک مقطع جعبه‌ای جایگزین نمود.

پل قوسی چیست ؟ 

۳-۵ – پل قوسی :  پلی است با تکیه گاه های انتهائی در هر طرف، که شکلی نیم دایره مانند دارد. پلی که از رشته ای از قوسها تشکیل شده باشد، پل دره ای نامیده می شود. پل قوسی ابتدا توسط یونانی ها و از سنگ ساخته شد. بعدها، رومیان باستان از ملات در پل های قوسی خود استفاده کردند. با توجه به اصول مقاومت مصالح، شعاع قوس وابعاد این پلها را طوری انتخاب می کنند که بارهای قائم وارده تبدیل به یک نیروی فشاری در امتداد قوس شود. بنا براین در مناطقی با کیفیت خاک مناسب،می توان دهانه های بزرگ ( تا حدود۵۰۰متر ) را با پلهای قوسی طی نمود.

پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها : 

۳-۶ – پل ترکه ای :  در این پلها، تابلیه به صورت یک صفحه صلب از یک طرف روی پایه های کناری ( کوله ها ) و دو پایه بلند میانی و از طرف دیگر به طور الاستیک روی کابلهای مورب تکیه نموده است. این کابلها در تمام طول پل گسترش می بابند بار وارده را به پایه های بلند میانی منتقل می نمایند.

۳-۷ – پل معلق :  در این پلها نیز تابلیه به صورت یک صفحه صلب روی پایه های کناری و میانی تکیه نموده است .

شرایط نگهداری پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها چگونه است ؟

۴ – نگهداری پل :  

با توجه به مخارج سنگین انجام شده برای اجرای ابنیه بتنی، مسئله نگهداری دقیق این سازه ها در برابر آب و باد دو یخبندان از اهمیت خاصی برخوردار است. در مناطقی که بستر رودخانه سست بوده و در اثر طغیان آب امکان شسته شدن داشته باشد

باید وضعیت آن را در اطراف پل بعد از طغیانهای مختلف مورد برسی قرار داد تا با تدابیر مختلف از خالی شدن خاک اطراف پی ها و در نتیجه تخریب پایه ها جلوگیری شود. لایه عایق کاری و آسفالت کف جاده باید طوری انجام شود که از نفوذ و باقی ماندن آب در جسم پل جلوگیری شود.

ادامه نگهداری پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها : 

بعد از پایان ساختمان پل و قبل از تحت سرویس قرار گرفتن، المانهای مختلف آنرا باید به دقت مورد بازدید قرار داد تا مشخص شود تحت بارهای دائمی و دستگاههای ساخت، تغییر شکلها و ترکهای پیش بینی نشده در آن ایجاد نشده باشد، همچنین بعد از آزمون بار گذاری که تحت شدیدترین بارگذاری ممکنه در طول دوره سرویس قرار می گیرد، باید کلیه تغییر شکلهای ایجاد شده و فلش مقاطع بحرانی، ترکهای احتمالی، نشست پایه ها، تغییر فرم دستگاههای تکیه گاهی و اتصالات مختلف به دقت مورد برسی قرار گیرند.

۵ – تعیین طول پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها : 

به دلیل ملاحظات اقتصادی وسازه ای تاحد ممکن طول پلها را کوتاه در نظر می گیرند اما باید دانست که شکل هندسی شرایط جریان در رودخانه پیوسته در حال تغییر است و کوتاه شده طول پل باعث تمرکز تنش جریان در محدوده احداث پل گردیده وموجب آبشستگی کف و کناره ها می گردد این موضوع در هنگام وقوع سیلاب به حالت بحرانی می رسد و ممکن است باعث تخریب پل گردد بنابر این طول پل باید طوری انتخاب شود که پایداری رودخانه در محدوده احداث پل حفظ گردد.

۶ – تعیین ارتفاع پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها : 

محدودیت های سازه ای و اقتصادی خاکریزها و جاده های طرفین مسائل کشتیرانی و قایقهای تفریحی و ظرفیت آب گذری مهمترین عوامل تعیین کننده ارتفاع پل میباشند ظرفیت آب گذری پل به حداکثر دبی جریان گفته میشود که پل با اطمینان از خود عبور میدهد این مقدار جریان به هندسه مقطع پل و تکیه گاه ها شکل پایه های پل عرض تنگ شده رودخانه و ارتفاع پل بستگی دارد.

پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها : 

اغلب دبی طراحی عبور سیلاب برای پلها را با دوره برگشت ۵۰ساله بطور خلاصه می توان گفت برای شرایطی که سطح شالوده بالای بستر باشد، سرعت و اندازه گردابها بستگی به ابعاد و ارتفاع و عرض نسبی پایه نسبت به شالوده دارد یعنی اینکه در این حالت شالوده به عنوان یک عامل بازدارنده، خود باعث تشکیل گردابهای قویتری می گردد که با گرداب حاصل از پایه ترکیب شده و آبشستگی را تشدید می نماید.

در حالت دوم : 

در حالت دوم ( سطح قانونی شالوده داخل حفره آبشستگی است ) سیستم گردابهای ایجاد شده ضعیفتر از حالت اول میباشد و حتی در زماینکه سطح فوقانی شالوده به اندازه کافی به سمت بالا دست گسترش می یابد، گرداب ایجاد شده توسط پایه بر روی سطح شالوده هیچگونه تأثیری در سیستم ایجاد شده توسط پایه ندارد. انتخاب عمق شالوده پایه ها و به همین ترتیب برای تکیه گاهها با در نظر گرفتن حداکثر آبشستگی و موارد فوق الذکر در مورد پایه های مستطیلی صورت می گیرد.

پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها