جوانب مثبت و منفی پل‌های قوسی

[Dreamy Girl 6,672]

جوانب مثبت و منفی پل‌های قوسی

 

 

 

 

 

مترجم: رزیتا ملکی‌زاده

 

 

 

نمونه و سرمشق

 

 

پل راه آهن Viaduct Landwasser در سوئیس نمونه‌‌ای عالی از یک پل قوسی سنگی است. و در سال 1902 به عنوان بخشی از یک مسیر راه آهنی متهورانه‌ که از میان کوه‌ها می‌گذرد، ساخته شد. این پل دارای شش قوس مرتفع است که از روی آن قطار عبور می‌کند و در زیر آن رودخانه قرار دارد.

 

کلید واژگان: پل‌های قوسی ، طاقی ، ساختار نیم دایره‌ای

 

پل‌های قوسی یا طاقی نه تنها مستحکم می‌باشند، بلکه در ظاهر بسیار مسحور کننده‌اند. ساخت این پلهای قدیمی حتی امروزه نیز دارای چندین مزیت است. با این حال، اندکی نقص نیز ممکن است پیش آید. در همین زمینه می‌توان اطلاعاتی را در مقاله‌‌ی پیش رو بدست آورد.

پل قوسی در زمره‌ی قدیمی‌ترین انواع پل به شمار می‌رود. و هزاران سال است که وجود دارد. در آن زمان، این پل‌ها عمدتاً از آجر یا سنگ ساخته می‌شدند و بسیار رایج و محبوب بودند. پس از آن، با انقلاب صنعتی و با عرضه‌ی مواد جدیدتر، دیگر انواع طرح‌ها و پل‌های پیشرفته ارائه شدند. با این حال، پل قوس هنوز هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. با عرضه‌ی بتن، فولاد و دیگر مواد جدید، قوس‌های آنها در مقیاس بسیار بزرگتری ساخته می‌شوند.

 

جنبه‌های مثبت

 

ترکیب این ساختار نیم دایره‌ای در یک پل دارای مزایای بسیاری است. در ذیل بدانها اشاره شده است.

 

برخورداری از مقاومت بالا

 

این پل به وسیله‌ی قوس و یا طراحی منحنی شکل که به آن استحکام می‌دهد، متمایز می‌گردد. در نتیجه‌ی این انحنا یا خمیدگی، نیروهای بار با فشار به طور مستقیم به سمت پایین رانده نمی‌شوند. در عوض، در امتداد خمیدگی قوس به سمت پایه‌ها (و یا دیوار پشتیبان) موجود در انتهای هر پل، برده شده و یا انتقال می‌یابند. در نتیجه این ساختار نیم دایره‌ای، سطح بالاتری از مقاومت در برابر نیروهای خم‌کننده‌ای که ممکن است پل را تغییر و دگرگون سازند، را مهیا می‌سازد. به عبارت دیگر، نیروهای وارد بر پل (افقی) به طور مساوی توزیع می‌شوند.

 

گزینه‌های انتخابی در مصالح ساخت

 

این پل‌ها را می‌توان با استفاده از مصالحی با تنوع بسیار ساخت که این مصالح شامل انواع طبیعی همانند سنگ، آجر و مانند آن و مصالح ساخته‌ی دست انسان مانند بتن آرمه یا فولاد می‌باشند. مصالح طبیعی و یا بومی به پایداری پل کمک کرده و در صورت فشار یا درهم فشردگی، دارای استحکام هستند. با این حال، این مصالح قادر به مقاومت در برابر نیروی کششی زیاد نبوده و از این رو، پل‌های سنگی یا بنایی قوسی شکل بگونه‌ای طراحی شده‌اند که به طور مداوم تحت فشار قرار داشته باشند.

 

تقویت در اثر استعمال

 

این پل‌ها با استفاده‌ی بیشتر از آنها تقویت می‌شوند. پل‌های قوسی قدیم دارای سنگ سر طاقی (آخرین سنگ رأس) بودند که به محض اینکه در محل خود قرار داده می‌شدند، تحت فشار قرار می‌گرفتند، بنابراین با این کار پل مستحکم‌تر می‌شد. علاوه بر این، پایه‌های کناری پل یا همان دیوار پشتیبان نیز به افزایش پایداری اینگونه پل‌ها کمک می‌کنند. مقدار زیادی از وزن بدون بار یا وزن خالص در بالای هر قوس وارد می‌شود، از این رو موجب پشتیبانی از بارها و همچنین افزایش مقاومت می‌شود.

 

جنبه‌های منفی

 

ساختار پل قوسی علی رغم داشتن مزایای مختلف، چندین عیب نیز دارد که نمی‌توان آنها را نادیده گرفت.

داشتن محدودیت در طول دهانه

دهانه‌ی این پل‌ها دارای طولی محدود می‌باشد. اندازه قوس و مصالح بکار رفته می‌تواند وزنی را که پل قادر به تحمل آن است را تعیین نمایند. چنین پل‌هایی را می‌توان تنها در اندازه‌های معینی ساخت. قوس‌های بیشتری باید ساخته شوند و یا دیگر مصالح تقویتی جهت تحمل بار پل بایستی اضافه گردند.

 

لزوم تعمیر و نگهداری

 

هرگاه مصالح طبیعی برای ساخت و ساز این پل‌ها بکار ‌رود، به تعمیر و نگهداری مضاعف و یا محافظت از آنها نیاز بیشتری پیدا می‌شود. به این دلیل که تأثیر نیروی باد بر این ساختار و یا بار ناشی از باد موجب می‌شود این پل خم شده و جابجا گردد که به نوبه‌ی خود باعث می‌شود ملات اتصال ترک برداشته و در دراز مدت متلاشی گردد. بنابراین، لازم است مراقبت‌های مکرر صورت گیرد. بعلاوه این کار ممکن است موجب ایجاد هزینه‌های نگهداری اضافی شود.

طولانی بودن زمان ساخت و ساز

زمان ساخت و ساز پل‌های قوسی طولانی است. جهت عملکرد مناسب و طبیعی این پل‌ها، بایستی به شیوه‌ای خاص ساخته شوند. بنابراین، ساخت آنها نیاز به زمان بیشتری داشته و اساساً این امر در صورت بکار بردن مصالح طبیعی مشاهده می‌شود. همچنین ممکن است به کار بیشتری نیاز باشد.

 

داشتن محدودیت‌هایی در محل و مکان

 

پل‌های قوسی تنها می‌توانند در مکانهای خاصی ساخته شوند، مکانهایی که فونداسیون یا پی آن در هر دو طرف سفت و باثبات باشند. به این دلیل که این نوع پل‌ به تکیه‌گاه و تقویت از هر دو طرف خود نیاز دارد. با این حال، گفته می‌شود در برخی از پل‌های مدرن (ساخته شده از فولاد و یا بتن آرمه)، بار و سنگینی به وسیله‌ی فشار و کشش درون ساختار خود تحمل می‌شوند. به همین علت، انتقال نیروهای بار افقی به دیواره‌های انتهائی دو طرف پل کاهش می‌یابند و یا حذف می‌شوند، در نتیجه اجازه می‌دهد که این نوع پل در زمین‌های سست‌تر نیز ساخته شود.

می‌توان اینگونه نتیجه گرفت که تصمیم‌گیری برای ساخت یک پل قوسی می‌تواند با در نظر گرفتن جوانب مثبت و منفی فوق‌الذکر صورت گیرد.