معرفی و تجهیزات

تاریخچه پل کابلی

تصویر استفاده‌شده برای مقاله متعلق به پل Russky بزرگ‌ترین پل کابلی دنیا است

بااینکه به نظر می‌رسد پل‌های کابلی به آینده چشم دوخته‌اند، ایده آن‌ها مسیر طولانی را پیموده است. اولین طرح شناخته‌شده از یک پل کابلی در کتابی به نام “ماشین‌های نووا” – منتشرشده در سال ۱۵۹۵ – آورده شده ولی این ایده تا قرن حاضر که مهندسان شروع به استفاده از پل‌های کابلی نمودند؛ مورد استقبال واقع نشده بود. در جنگ جهانی دوم که فولاد کمیاب بود، این طرح برای بازسازی پل‌های بمباران شد که هنوز فونداسیون هایشان پابرجاست، کامل بود. بااینکه از احداث پل‌های کابلی در آمریکا دیری نمی‌گذرد، واکنش‌ها در این مورد بسیار مثبت بوده است.

پل کابلی و نحوه عملکرد آن

یک پل کابلی نوعی، یک تیر حمال (عرشه پل) پیوسته با یک یا چند برج بناشده بالای پایه‌های پل در وسط دهانه است. از این برج‌ها، کابل‌ها به‌صورت اریب به سمت پایین (معمولاً هر دو طرف) کشیده شده و تیر حمال (عرشه پل) را نگه می‌دارد.

کابل‌های فولادی بی‌نهایت قوی و درعین‌حال بسیار انعطاف‌پذیر هستند. کابل‌ها بسیار مقرون‌به‌صرفه می‌باشند چون سبب ساخت سازه‌ای سبک‌تر و باریک‌تر شده که درعین‌حال قادر به پل زدن بین مصافت‌های بیشتری است. اگرچه تنها تعداد کمی از آن‌ها برای نگه‌داشتن کل پل قوی هستند، انعطاف‌پذیری‌شان آن‌ها را در مقابل نیروهایی که به‌ندرت در نظر گرفته می‌شوند مانند باد؛ ضعیف می‌نماید.

برای پل‌های کابلی با دهانه‌های طولانی به خاطر تضمین ثبات و پایداری کابل‌ها و پل در مقابل باد، می‌بایست مطالعات دقیقی انجام شود. وزن سبک‌تر پل یک وضع نامساعد در بادهای سهمگین و یک مزیت در مقابل زلزله محسوب می‌شود. نشست غیر هم‌سطح فونداسیون ها که به‌مرورزمان یا  طی یک زلزله روی می‌دهد، می‌تواند پل کابلی را دچار آسیب کند. پس باید در طراحی فونداسیون ها دقت به عمل آورد.

ظاهر مدرن و درعین‌حال ساده پل کابلی آن را به یک شاخص واضح و جذاب تبدیل کرده است. خصوصیات منحصربه‌فرد کابل‌ها و به‌طورکلی سازه، طراحی پل را بسیار پیچیده می‌نماید. برای دهانه‌های طولانی‌تر، جایی که باد و نوسانات باید موردتوجه قرار گیرند؛ محاسبات بی‌نهایت پیچیده‌اند و عملاً بدون کمک کامپیوتر و آنالیز کامپیوتری غیرممکن می‌باشند. علاوه بر این ساخت پل کیده ای مشکل می‌باشد. اتصالات، برج‌ها، تیرهای حمال و مسیر کابل‌ها سازه‌های پیچیده‌ای هستند که مستلزم ساخت دقیق می‌باشند.

طبقه‌بندی پل‌های کابلی

طبقه‌بندی واضحی برای پل‌های کابلی وجود ندارد. به‌هرحال آن‌ها می‌توانند توسط تعداد دهانه‌ها، برج‌ها و کابل‌ها و همچنین نوع تیرهای حمال از یکدیگر تمیز داده شوند.

تنوع بسیاری در تعداد و نوع برج‌ها و همچنین تعداد و چینش کابل‌ها وجود دارد. برج‌های نوعی به‌صورت تکی، دوتایی، دروازه‌ای و یا حتی برج‌های A شکل استفاده‌شده‌اند.

 علاوه بر این چینش کابل‌ها به‌طور عمده‌ای متفاوت می‌باشند. بعضی اقسام دارای چینش تکی، چنگی (موازی)، پنکه‌ای(شعاعی) و ستاره‌ای هستند. در بعضی موارد تنها کابل‌های یک طرف برج به عرشه وصل می‌شوند و طرف دیگر روی یک فندانسیون یا وزنه برابری لنگر می‌اندازند.

مزایای و تفاوت‌های پل کابلی

برای طول متوسط دهانه‌ها (۱۵۰ تا ۸۵۰ متر) پل کابلی سریع‌ترین انتخاب مناسب برای یک پل می‌باشد. نتیجه یک پل مقرون‌به‌صرفه است که زیبایی آن غیرقابل‌انکار است. همچنین پل کابلی بهترین پل برای طول دهانه بین پل‌های بازویی و معلق می‌باشد. در این محدوده طول دهانه، یک پل معلق مقدار بسیار بیشتری کابل نیاز خواهد داشت و این در حالی است که یک پل بازویی کامل، به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای به مصالح بیشتر نیاز دارد که آن را به مقدار چشمگیری سنگین‌تر می‌نماید.

ممکن است به نظر برسد پل کابلی شبیه پل معلق است. بااینکه هر دو دارای عرشه هستند که از کابل‌ها آویزانند و هر دو دارای برج هستند؛ ولی این دو پل بار عرشه را به طرق بسیار متفاوتی نگه می‌دارند. این اختلافات در چگونگی اتصال کابل‌ها به برج می‌باشد. در پل معلق کابل‌ها آزادانه از این سر تا آن سر دو برج کشیده شده‌اند و انتقال بار به تکیه‌گاه‌های واقع در هر انتها صورت می‌گیرد. در پل کابلی، کابل‌ها درحالی‌که به برج‌ها متصلند به‌تنهایی بار را تحمل می‌کنند. در مقایسه با پل‌های معلق، پل کابلی به کابل کمتری نیاز دارد، می‌توان آن را از قطعات بتن پیش‌ساخته مشابه ساخت و همچنین احداث آن سریع‌تر است.

مهار کابلی چگونه کار می‌کند؟

بایستید و دستان خود را به‌صورت افقی در هر طرف دراز کنید. فرض کنید آن‌ها پل هستند و سرتان نیز برجی در وسط آن است. در این موقعیت ماهیچه‌های شما دستانتان را نگاه می‌دارد. سعی کنید یک مهار کابلی برای نگه‌داشتن دستانتان بسازید. یک تکه طناب به طول حدودی ۱۵۰ سانتیمتر بردارید. از یک دستیار بخواهید هر یک از دو انتهای طناب را به هر یک از آرنج‌هایتان ببندد. سپس وسط طناب را روی سرخود قرار دهید. اینک طناب مانند یک مهار کابلی عمل می‌کند و آرنج‌هایتان را بالا نگه می‌دارد. از دستیارتان بخواهید تکه طناب دیگری به طول حدودی ۱۸۰ سانتی‌متر را این بار به مچ‌هایتان ببندد. طناب دوم را روی سرتان قرار دهید. حالا شما صاحب دو مهار کابلی هستید. فشردگی و فشار نیرو را در کجا احساس می‌کنید؟ ببینید مهار کابلی چگونه بار پل (دست‌هایتان) را به برج (سر شما) منتقل می‌کند!

برچسب ها
نمایش بیشتر

محمد احمدی اکبری

مؤسس و مدیر عمران آنلاین | دانشجو کارشناسی ارشد عمران - ژئوتکنیک در دانشگاه تبریز

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن
بستن