تشریح کامل روش های ساخت پل به همراه تصویر

در این نوشتار تصمیم داریم در دو بخش در مورد انواع روش های ساخت پل به همراه توضیحات مفصل و تصاویر مربوط به هر مرحله صحبت نماییم.

در بخش اول به روش های اجرا و ساخت پل های غیر کابلی شامل روش دهانه به دهانه، روش طره ای متعادل، روش پیش رانی و روش جایگذاری پیشرو را، شرح خواهیم داد.

در بخش دوم به تشریح پل های کابلی، انواع کابل های مورد استفاده و روش های استفاده از کابل در این نوع پل ها می پردازیم، بنابراین با ما همراه باشید.

پیشنهاد مطالعه بخش دوم : نحوه ساخت پل کابلی و معلق با انواع آنها

1- روش دهانه به دهانه Span-by-Span

روش دهانه به دهانه یکی از روش های اصلی ساخت پل های چند دهانه است همان طور که از اسم این روش پیداست، در این روش، شاهتیر را در یک دهانه ی پل به طور کامل نصب می کنند و سپس نصب را در دهانه ی بعدی آغاز می کنند. به همین ترتیب ادامه می دهند تا نصب شاهتیرهای پل تمام شود. این روش ساخت اجازه می دهد کل دهانه در یک زمان نصب شود. این روش، بر حسب نوع روشی که در اجرا و ساخت پل به کار می رود و وسایلی که در اجرا مورد استفاده قرار می گیرد، به زیر مجموعه های زیر تقسیم می شود:

• Full Span Method(FSM)
• Moveable Scaffolding Method(MSS)
• خرپای موقت
• روش لغزش به پهلو

ابتدا به معرفی کلی روش دهانه به دهانه از روش های ساخت پل پرداخته می شود. در سال 1995 Levintov ویژگی و شاخصه های اصلی روش دهانه به دهانه را به عنوان مونتاژ کردن تمامی قطعات جهت ساخت یک دهانه را به صورت « قرار دادن قطعات در یک ردیف، اتصال آنها و پس تنیدگی طولی آن ها به همدیگر برای ساخت دهانه کامل» طرح بندی کرد. قاعده کلی روش ساخت دهانه به دهانه در شکل زیر نشان داده می شود:

شکل 1 – نمایی کلی از روش دهانه به دهانه

روش دهانه به دهانه محدود به پل هایی است که دارای عرشه صندوقه ای و با عمق ثابت هستند. حالت های مختلف ساخت با استفاده از روش دهانه به دهانه به این صورت می باشد که، قطعات می توانند در ابتدا در روی زمین به یکدیگر مونتاژ شوند و توسط یک جرثقیل قوی بصورت یک مجموعه بالا برده شده و در جای خود قرار داده شوند (روش FSM)؛ و یا این که می توانند همگی در موقعیت نهایی خود بر روی شاهتیرِ نصب، در امتداد دهانه قرار داده شده و دهانه را کامل نمایند. روش دوم به عنوان نمونه در ساخت پل دره ای بین ایالتی Biloxi- I 110 استفاده شده است. در این پروژه شاهتیرهای نصب مختلفی در ساخت دهانه ها استفاده شده است. در برخی دهانه ها از خرپا های مثلثی استفاده شد و در برخی قسمت ها از شاهتیرهای جعبه ای فولادی برای این کار بهره گرفته شده که البته فضای خالی بیشتری را در زیر پل جهت عبور و مرور فراهم می آورد.

شاهتیرهای نصب در دو انتهای خود توسط داربست های فلزی که بر پایه های پل تکیه داشتند، نگهداری می شدند. بعد از اتمام ساخت یک دهانه، شاهتیرهای نصب به سمت جلو و دهانه ی بعدی پیشروی می کردند و تنظیم می شدند. پس از آن قطعات پیش ساخته که قبلاً آماده شده بودند توسط جرثقیل بالا برده شده و در جای خود قرار داده می شوند. تنظیم دقیق قطعات در جای خود و بر روی شاهتیرِ نصب به وسیله ی تکیه گاه های انفرادیِ تغییرپذیر، امکان پذیر است. بعد از همه این مراحل، پس تنیدگی جهت اتصال و پیوستگی بین تمام قطعات صورت می گیرد تا یک دهانه ی کامل شکل گیرد.

با روشی که توصیف گردید، سرعت ساخت می تواند به 1 دهانه ظرف 3.5 روز برسد. شاهتیر نصب نیازی به تکیه کردن بر زمین ندارد، ولی می تواند به روسازه و زیرسازه موجود تکیه کند. برای مثال پایه های دهانه ای که در حال ساخت است می تواند بدین منظور استفاده گردد. طراحی خاص روسازه و زیرسازه و ملاحظات مربوط به آن ها مثل ارتفاع آزاد زیر پل، یکسری مرزها و محدودیت ها را در طراحی و ساخت شاهتیرهای نصب وارد می کند.

• روش تمام دهانه (FSM) Full span method

یکی از روش های ساخت پل که در مطالب فوق به آن اشاره شد روش تمام دهانه یا به اختصار FSM است که با توجه به روش های نوین پلسازی، امروزه با استفاده از تکنیک های پیشرانی این روش را با نام Full span precast & launching method یا FPLM می شناسند. در این روش کل دهانه را می توان در روی زمین اجرا یا سرهم کرد و با استفاده از یک دستگاه بارج معلق و جرثقیل یا دستگاه FSM در محل خود نصب نمود. از ویژگی های بارز این روش، سرعت زیاد و کیفیت بالای ساخت است.

شکل 2 – نمایی کلی از روش FSM

در این روش، ابتدا در محل تولید، قطعه پیش ساخته به طول یک دهانه کامل آرماتوربندی می شود، سپس غلاف های پیش تنیدگی در سرتاسر قطعه در محل و مختصات تعریف شده در نقشه، داخل آرماتورها جاگذاری می شوند و بعد از آن شیپوری های چدنی پیش تنیدگی Anchor Plate روی بدنه قالب نصب گردیده و قالب بندی تکمیل می گردد.

شکل 3- کارگاه ساخت قطعات پیش ساخته

در این مرحله قطعه پیش ساخته آماده بتن ریزی می باشد که پس از بتن ریزی، کابل های پیش تنیدگی از داخل غلاف ها عبور داده می شوند و گیره های پیش تنیدگی در دو انتهای قطعه نصب می گردند. پس از کسب مقاومت مطلوب از بتن، کابل های پیش تنیدگی به وسیله جک چند رشته ای کشیده شده و پس از کشش اضافه کابل ها بریده می شوند. سپس عملیات تزریق دوغاب سیمان به داخل غلاف ها صورت می پذیرد. در این زمان قطعه، آماده حمل به محل دپو یا روی عرشه، جهت نصب می باشد. قطعه ی پیش ساخته به وسیله جرثقیل روی یک دستگاه تریلی چند محوره قرار داده می شود و سپس به محل ساخت پل انتقال داده می شود. حال می توان قطعه ی پیش ساخته را با استفاده از جرثقیل یا دستگاه FSM در محل خود قرار داد. شکل 4 نصب کل دهانه را با استفاده از جرثقیل نشان می دهد.

شکل 4- نصب کل دهانه با استفاده از جرثقیل

• نصب با استفاده از دستگاه FSM

پس از اینکه قطعه پیش ساخته به وسیله جرثقیل روی یک دستگاه تریلی چند محوره قرار گرفت، تریلی چند محوره قطعه را به روی دهانه نصب شده قبلی و ابتدای دستگاه FSM حمل می نماید که در شکل 5 نشان داده شده است.

شکل 5- قرارگیری قطعه پیش ساخته روی دستگاه FSM

یک انتهای قطعه پیش ساخته به وسیله جرثقیل متحرك جلویی دستگاه FSM از روی تریلی بلند شده و به سمت انتهای دهانه کشیده می شود. انتهای دیگر قطعه روی تریلی می لغزد و با رسیدن به ابتدای دهانه به وسیله جرثقیل عقبی دستگاه از روی تریلی بلند می شود و قطعه پیش ساخته به صورت معلق با کمی حرکت، به محل نصب رسیده و به آرامی روی تکیه گاه ها قرار داده می شود، که در شکل 6 نشان داده شده است.

شکل 6- قرارگیری روسازه در محل نصب

اکنون دستگاه FSM آماده حرکت به سمت دهانه بعدی می باشد (شکل 7)

شکل 7 – دستگاه  FSMدر حال آماده شدن برای حرکت به سمت دهانه بعدی

شکل 8 – جاگذاری کل دهانه به روش FSM

در روش FSM قطعه های مربوط به دهانه ساخته شده و به وسیله ی دستگاه های مخصوص در محل خود قرار داده می شود به طوری که دیگر برخلاف روش MSS نیازی به قالب بندی وجود ندارد و مهم ترین حسن این روش سرعت اجرای بسیار سریع آن و عیب این روش تجهیزات و دستگاه های بسیار گران قیمت مورد نیاز می باشد.

شکل 9 – جاگذاری عرشه صندوقه ای با روش FSM

2-1 روش داربست قابل حرکت (Moveable Scaffolding Method)

در روش های بالا نحوه ی نصب شاهتیر های صندوقه ایِ پیش ساخته، با روش دهانه به دهانه توضیح داده شد. حال در اینجا نحوه ی اجرای شاهتیر های صندوقه ای به صورت قالب درجا، با روش دهانه به دهانه، توضیح داده می شود. برای این منظور از سیستم داربست متحرك  MSS-Movable Scaffolding System استفاده می شود:

شکل 10- سیستم داربست متحرك

در این روش از روش های ساخت پل ، عرشه پل به صورت درجا و در محل خود بتن ریزی می شود که لازمه ی آن نصب یک سیستم قالب بندی لغزان و با قابلیت حرکت است که بتواند بدون اینکه از عرشه ساخته شده جدا شود در امتداد طول پل حرکت کرده و در قسمت بعدی دوباره با بتن ریزی درجا، ساخت عرشه ادامه پیدا کند. بدیهی است که این سیستم قالب بندی، به عنوان یک سازه مجزا باید طراحی شود و این سیستم نیز مشابه روش قبل بر روی پایه های موجود در هر دهانه تکیه می کند. که جزئیات کامل آن در شکل های 11 مشهود است:

شکل 11 – جزئیات سیستم داربست متحرك

MSS برای اجراء عرشه ی پل ها به صورت قالب درجا طراحی شده است. MSS بسیار کارآمد، کم وزن، دارای طرحی کاملاً کاربردی و نصبی آسان می باشد، که به وسیله سیستم های هیدرولیکی کاملاً معمولی، روی دستگاه، پشتیبانی شده و حرکت می نماید.

شکل 12 – سیستم داربست متحرك MSS

این سیستم به آسانی با هر مقطع عرضی پل ( تک صندوقه ای، دو صندوقه ای، TT و هر شکل دهانه ای) می تواند وفق داده شود. این انعطاف پذیری پیمانکار را قادر می سازد که این تجهیزات را در پروژه های مختلف مجدداً استفاده نماید. در روش سیستم داربست متحرك، طول دهانه اول معمولاً 0.8 طول دهانه های بعدی می باشد و همچنین 0.2 طول هر دهانه در اجرای عرشه دهانه قبلی اجرا می گردد (شکل 13).

شکل 13- اجرای روسازه به وسیله سیستم داربست متحرك

مراحل اجرا و ساخت پل در روش سیستم داربست متحرك بدین شرح است که: بعد از بتن ریزی، عملیات کشش کابل های پس کشیده که طول آنها برابر با طول کل قالب (یک دهانه) می باشد، انجام می گردد. سپس شاهتیر های اصلی به وسیله جک های ابتدا و انتها پایین آورده شده، در نتیجه کل قالب که روی تیرها نصب می باشند، از عرشه فاصله می گیرند. تیرهای عرضی زیر عرشه که به شاهتیر های اصلی متصل می باشند از وسط جدا شده و شاهتیرها به طور عرضی از ستون ها فاصله می گیرند تا در زمان حرکت رو به جلو تیرهای عرضی به ستون بعدی برخورد نکنند (شکل 14 و 15)

شکل 14 – حرکت رو به جلو تیر های عرضی

شکل 15 – جداسازی قالب های لغزنده بعد از نصب شاهتیر

حال MSS آماده حرکت رو به جلو به سمت دهانه بعدی جهت بتن ریزی دهانه بعد می باشد. پس از رسیدن MSS به دهانه بعد، دو عدد شاهتیر به صورت عرضی به یکدیگر نزدیک شده تا اینکه تیرهای عرضی مابین آن ها مجدداً مونتاژ گردد. شاهتیرها به وسیله جک ها به سمت بالا رفته تا قالب در موقعیت بتن ریزی قرار گیرد. پس از آرماتوربندی و نصب کابل های پس کشیدگی در دال پایین و دیوارها، قالب داخلی از دهانه قبل حرکت می نماید و در موقعیت جدید، رگلاژ می شود تا آرماتوربندی دال بالاتر صورت گرفته و عرشه آماده بتن ریزی گردد (شکل 16)

شکل 16 – بتن ریزی عرشه بعد از رگلاژ قالب ها

این سیستم برای پل های روی رودخانه ها، پل های با پایه های بلند و جاهایی که دستیابی به جرثقیل سخت یا غیر ممکن است، بسیار مناسب می باشد. سرعت بالای MSS در نصب و حرکت، باعث کاهش فوق العاده زمان اجرا و هزینه ها می شود. معمولاً برای دهانه های بین 40 تا 60 متر و عرض عرشه های تا 20 متر از این سیستم استفاده می گردد که در هر حرکت، یک دهانه به طور کامل اجرا شده و زمان طی شده جهت اجرای هر دهانه به طور متوسط یک هفته الی 10 روز می باشد.

3-1 روش کشیدن به پهلو (لغزش به پهلو) Side Slewing Method

یک روش ساخت روسازه ی پلها (superstructure) این است که شاهتیرهای اصلی پل را (چه شاهتیرهای فولادی و چه شاهتیرهای بتنی پیش ساخته) روی تکیه گاه های موقتی که در کنار پایه ها، روبروی دهانه ایجاد می کنند، کار میگذارند و پس از آماده شدن محل شاهتیرها در روی پایه ها، شاهتیرها را روی محلشان می کشند.

برای اینکه حمل شاهتیرها آسان باشد، به عبارتی شاهتیرها در موقع حمل سنگین نباشند تمام یا قسمتی از عرشه را بعد از اینکه شاهتیرها در محل خودشان با مهاربندی کافی نصب شدند، به سیستم روسازه اضافه می کنند. این روش زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که نصب شاهتیرها همزمان با ساخت پایه ها باشد، تا از اتلاف وقت اجتناب شود.

در پل های موجود که در آنها به علت کهنگی روسازه، می خواهند روسازه ی قدیم را با یک روسازه ی جدید و قوی تر تعویض کنند، این روش یکی از محبوب ترین روش ها است.

نحوه ی اجرای این روش برای پل های جدید و پل های قدیم یکسان است؛ فقط تفاوتشان در اجرا، در یک مورد است؛ در پل های جدید که هدف، ساخت پل جدید است، داربست ها و سکوی کاری که برای نصب شاهتیرها در کنار پایه ها مورد استفاده قرار می گیرد، فقط در یک طرف پایه اجرا می شود. در حالی که در پل های قدیم که هدف تعویض روسازه ی قدیم با روسازه ی جدید است، از داربست ها و سکوی کار، در دو طرف پایه ها استفاده می شود؛ که از داربست یک طرف برای برچیدن و گرفتن شاهتیرهای قدیمی و از داربست طرف دیگر برای نصب شاهتیرهای جدید به طور همزمان استفاده می شود.

4-1 روش استفاده از خرپای موقت

در روش چهارم از سری روش های ساخت پل به روش دهانه به دهانه، از یک خرپای فولادی موقت برای نصب در دهانه ی بین دو پایه اصلی استفاده می شود. در این روش ابتدا قطعات صندوقه ای یا U شکل در داخل سایت به صورت پیش ساخته آرماتوربندی، غلاف گذاری، نصب شیپوری های چدنی (Anchor Plate) در قطعات ابتدایی و انتهایی هر دهانه، قالب بندی و در نهایت بتن ریزی می شوند. قطعات پیش ساخته به تعداد پوشش یک دهانه کامل روی تریلی های چند محوره به زیر دهانه یا روی دهانه نصب شده قبلی، حمل می گردند. خرپای نصب، تکیه گاه های موقتی را برای قطعات منفرد فراهم می نماید تا زمانی که آنها در محل نهایی خود نصب و پس کشیده شوند. هنگامی که یک دهانه کامل شد، خرپای نصب برداشته می شود و مجدداً در دهانه ی مجاور قرار می گیرد. این فرآیند تا تکمیل کلیه ی دهانه ها ادامه می یابد که در شکل 17 نشان داده شده است.

شکل 17 – گذاشتن قطعات پیش ساخته روی خرپای موقت

در حین نصب اولیه ی قطعات، از ماده ی اپوکسی در محل درزهای قطعات پیش ساخته استفاده می شود. چسب اپوکسی بند مابین قطعات را آب بندی می کند و از نشت دوغاب سیمان تزریقی داخل غلاف ها در پایان پروژه جلوگیری می نماید.

در روش های بالا در باره ی نحوه ی نصب شاهتیر های صندوقه ای، چه در حالت پیش ساخته و چه در حالت قالب درجا، با استفاده از روش دهانه به دهانه توضیح داده شد. حال در اینجا درباره ی نحوه ی نصب تیرهای I شکل و Tشکل حبابی پیش تنیده، با استفاده از روش دهانه به دهانه مختصری توضیح داده می شود.

روش اتخاذ شده برای نصب شاهتیرهای I شکل و T شکل حبابی پیش تنیده، چنین است که ابتدا یک تکیه گاه قابی یا تیری موقت از جنس فولاد یا آلومینیوم را بالای دهانه نصب می کنند که این تکیه گاه تیری، تیر نصب نام دارد. سپس شاهتیر اصلی را روی تکیه گاه قابی یا تیری ایجاد شده در بالای دهانه می کشند. هنگامی که تمام طول شاهتیر اصلی در بالای دهانه قرار گرفت، آن را توسط جک به پایین آورده و در موقعیت خودش قرار می دهند. شاهتیر بعدی، بعد از اجرا و آماده شدن روی خاکریز دسترسی به صورت طولی، روی تیر نصب قرار گرفته و بقیه ی رَوَند تا زمانی که تمام شاهتیرهای اصلی در موقعیت خود قرار گیرند، تکرار می شود. تیر نصب یا تکیه گاه قابی می تواند بعد از اتمام یک دهانه جابجا شده و بالای دهانه ی بعدی قرار گیرد. شاهتیرهای دهانه ی بعدی هم می توانند به صورت طولی روی دهانه ی قبلی که اجرای آن تمام شده قرار گیرند. روند انجام عملیات با استفاده از این روش، به صورت شماتیک در شکل 18 نشان داده شده است.

شکل 18 – مراحل نصب شاهتیرها با استفاده از شاهتیر نصب

2- اجرا به روش طره ای متعادل Balanced Cantilever Method

از دیگر روش های ساخت پل ، روش طره ای متعادل است. این شیوه ی ساخت، برای هر دو نوع اجرای درجا و پیش ساخته مناسب است. در حالت پیش ساخته، قطعات منفرد شاهتیر به طور متقارن نسبت به یک پایه نصب می شوند. همانطور که قطعات شاهتیر به تدریج در طرفین پایه نصب می شوند، لنگر های خمشی طره که به طرفین پایه اعمال می شود، یکدیگر را در طرفین پایه متعادل می کنند. زمانی که طره به وسط دهانه رسید، قطعه ی نهایی (قطعه ی تمام کننده)، در فاصله ی بین دهانه ی نصب شده در طرفین پایه های مجاور متصل می شود. این فرآیند تا تکمیل کلیه ی دهانه های پل ادامه می یابد (شکل های 19 و 20). در حالت بتن درجا، برای اجرا از دستگاه شاریو استفاده می شود.

شکل 19 – مراحل نصب شاهتیرها با استفاده از روش طره ای متعادل

شکل 20 – جاگذاری قطعات عرشه صندوقه ای با استفاده از جرثقیل

دستگاه شاریو پیش رونده در سال 1970 ساخته شده و امروز از آن به عنوان کاهش دهنده هزینه اجرای پل در سراسر پروژه های دنیا یاد می شود. این سیستم سبک، تطبیق پذیر و آسان برای نصب و اجرا می باشد. حرکت رو به جلو و عقب روی ریل ها، دستگاه را جهت راه اندازی و حرکت به طور آسان و با سرعت، توانمند ساخته است.

شکل 21 – دستگاه شاریو

دستگاه شاریو استاندارد به طور معمول برای قطعات به طول تا 1 متر و ظرفیت باربری ( وزن بتن و قالب ) متغیر از 100 تا 600 تن طراحی می شود. وزن فولاد به کار رفته در آن به مقطع عرضی پل مورد نظر وابسته است، اما به طور معمول از حدود 25 تن تا 110 تن در هر دو طرف متغیر می باشد. دستگاه شاریو تقریباً برای هر قطعه با هر مقطع می تواند وفق داده شود و در طی اجرا برای تغییرات در طول قطعه ( تا 1 متر )، ارتفاع مقطع، ضخامت جان و عرض عرشه به آسانی قابل تنظیم است. به وسیله دستگاه شاریو پل هایی با دهانه های بزرگ ( 80 متر، 100 متر، 140 متر و …) در مناطق کوهستانی که دارای دره های عمیق می باشند یا روی رودخانه های خروشان و پر آب اجرا می گردد، که بسیاری از آن ها نیز در ایران احداث گردیده است (شکل های 22 و 23).

شکل 22- اجرای روسازه با استفاده از دستگاه شاریو

شکل 23- اجرای روسازه با استفاده از دستگاه شاریو و عبور از رودخانه

مراحل اجرا به وسیله شاریو بدین شرح است که: ابتدا قطعه اول با مقطع صندوقه ای روی سر ستون به صورت درجا ساخته می شود. ریل های شاریو روی قطعه اول پرس می گردد و دستگاه روی ریل ها مونتاژ می شود. دستگاه مونتاژ شده روی قطعه اول، قالب را جهت اجرای قطعه بعدی نگه می دارد که قطعه دوم، دو لنگه بوده و به دو انتهای صندوقه اول می چسبد. شاریو با حرکت به سمت دهانه های میانی و کناری روی ریل هایش، قالب را برای اجرای کلیه قطعات حمل می نماید. هر قطعه پس از آرماتور بندی و نصب مصالح تنیدگی و بتن ریزی به وسیله کشش کابل های پیش تنیدگی به قطعه قبل خود و در واقع به تمامی قطعات قبلی پرس می گردد و تکیه گاهی استوار برای ریل ها، شاریو و جابجایی بعدی به سمت پایان پروژه می باشد (شکل های 24 تا 26)

شکل 24 – جاگذاری دستگاه شاریو روی قطعه اول

شکل 25 – آماده سازی روسازه برای بتن ریزی روی دستگاه شاریو

شکل 26 – اجرای روسازه با استفاده از دستگاه شاریو

برای پایه های مجاور به نشستگاه ها، روش کار اندکی متفاوت می باشد. در این حالت، ابتدا طره انتهایی تکمیل می گردد.

شکل 27 – تکمیل طره انتهایی در روش طره ای متعادل

پس از آن نشستگاه تکمیل شده و با کمک بتن درجا، بین طره انتهایی و نشستگاه، پیوستگی ایجاد می گردد.

شکل 28 – تکمیل نشستگاه و اتصال دادن آن به طره انتهایی به کمک بتن ریزی درجا

در مرحله ی آخر مطابق روال معمول دهانه مجاور به طره انتهایی با بتن درجا یکسره خواهد شد.

شکل 29- اجرای دهانه میانی

در روش طره ای متعادل می توان از قطعات درجا و یا پیش ساخته استفاده نمود. روش طره ای متعادل برای عبور از مناطقی که در آنها امکان قالب بندی و شمعک گذاری وجود ندارد نظیر دره های عمیق، آبراه ها و یا در عبور از جاده های پرتردد، بسیار مناسب می باشد.

3- اجرا به روش پیشرانی (هل دادن رو به جلو)  Incremental Launching Method

از دیگر روش های ساخت پل روش پیشرانی است. این روش اساساً یک روش طره ای می باشد. در سالهایی که این روش هنوز ابداع نشده بود، در هر پروژه ی بزرگ پلسازی، هزینه ای که صرف کارگران می شد، بیشترین سهم از هزینه ی پل سازی را به خود اختصاص میداد.

بنابراین هر نوآوری و ابداعی که می توانست نظارت کارگران بر پروژه را کاهش دهد و در مقابل سهم تجهیزات کارگاهی و ماشین آلات را در اداره ی پروژه افزایش دهد، یک راه بسیار تأثیر گذار در اقتصاد پروژه می بود. یک بخش از این راه، می توانست این باشد که قطعات پس از تولید در کارخانه، سریعاً اجرا شوند. از این رو طراحان و پیمانکاران پل های مختلف، به این جنبه ی ساخت پل نیز توجه کردند.

شکل 30- اجرای روسازه پل با استفاده از روش پیشرانی

Dyckerhoff & Widmann و Prof.Leonhardt & W.Raur دو زوج کاری پیشگام در این زمینه بودند؛ که فنون لازم، توسط زوج دوم توسعه داده شد و در ساخت پل چهار دهانه ای که از بالای رودخانه ی Agerدر استرالیا می گذشت، در سال 62-1959 مورد استفاده قرار گرفت. روشی که برای ساخت این پل مورد استفاده قرار گرفت، امروزه با نام روش پیشرانی  Incremental Launchingشناخته می شود.

در این روش صندوقه ها دارای ارتفاع ثابتی هستند اما ضخامت دال تحتانی صندوقه ها را می توان متغیر انتخاب نمود تا در نواحی با لنگر منفی زیاد مقطع دارای کارایی کافی باشد. برای پل Wabash river حداکثر طول دهانه ها به 12متر می رسید که در هنگام اجرا استفاده از پایه های موقت و دماغه جلو برنده دهانه ساخت را به حدود14متر تقلیل داد.

روش پیشرانی یک روش مکانیزه (ماشینی) در اجرای عرشه ی پل ها می باشد. از روش پیشرانی می توان برای ساخت پلهای بدون قوس و قوسی در شعاع افقی (پل منحنی) استفاده کرد. طول پل های ساخته شده به این روش حدوداً 100 الی 1200 متر می باشند.

در این روش در ابتدای کوله روی زمین، یک محوطه سرپوشیده مجهز ساخته می شود (همانند یک کارخانه ساخت بتن پیش ساخته)، که در این محوطه، قطعات بتنی عرشه ی پل، آرماتوربندی، قالب بندی، نصب تجهیزات پیش تنیدگی و بتن ریزی می شوند. در این روش پس از اینکه قطعات به صورت مجزا در پشت کوله ساخته شدند، هر قطعه ی جدید مستقیماً پشت قطعه ی قبلی بسته می شود و سپس پس کشیده شده و توسط جک های هیدرولیکی رو به جلو هل داده می شود. این فرآیند تا زمان تکمیل پل ادامه می یابد (شکل های 31 و 32). در این روش ساخت هر قطعه تا اتمام بتن ریزی و حرکت رو به جلو حدوداً یک هفته زمان می برد.

شکل 31 – نمایی کلی از ساخت روسازه به روش پیشرانی

شکل 32 – دماغه پیشرو و پایه های موقت در روش پیشرانی

همانطور که در شکل های بالا دیده می شود قسمت جلوی شاهتیر همانند یک طره عمل می کند؛ بنابراین تنش ها و لنگر های خمشی منفی در طول زمان نصب دهانه، در قطعات طره ای ایجاد می شود. برای کاهش اثرات لنگر خمشی منفی در قطعات طره ای، از یک دماغه ی پیشروی فولادی  Launching nose که به صورت سبک ساخته شده و دارای طول کافی است (طول آن حدود 60 درصد طول دهانه می باشد)، استفاده می شود. همچنین در دهانه های خیلی بزرگ برای کاهش اثرات لنگر خمشی منفی در قطعات طره ای می توان از پایه های موقت نیز علاوه بر دماغه ی پیشرو، استفاده کرد. دماغه ی پیشرو و پایه های موقت در شکلهای 31 و 32 نشان داده شده است. دماغه ی پیشرو به قسمت جلوی قطعه ی جلویی اضافه می شود و فقط تا زمانی به صورت طره عمل می نماید که قسمت نوك دماغه به پایه ی بعدی برسد (شکل 33).

شکل 33 – دماغه پیشرو

با نصب دماغه ی پیشرو از مقدار لنگرهای منفی قسمت طره ای کاسته می شود؛ چرا که از یک دماغه ی پیشروی فولادی سبک به جای دماغه ی بتنی بسیار سنگین شاهتیر استفاده می شود.

نکته ی دیگری که در اینجا لازم است به آن اشاره کنیم این است که در این روش برای ساخت پل برای اینکه حرکت قطعات بتنی روی پایه ها راحت باشد، در روی پایه ها، تکیه گاه هایی با اصطکاك کم نصب می کنند. همچنین در دو طرف پایه، رولیک یا هر وسیله دیگری نصب می شود تا در هنگام حرکت رو به جلوی سازه، از خروج عرشه از محور خود جلوگیری به عمل آید (شکل 34).

شکل 34- استفاده از رولیک برای جلوگیری از خروج از محوریت

از این روش برای نصب شاهتیر های فولادی نیز استفاده می شود (شکل 35).

شکل 35- نصب شاهتیرهای فولادی با استفاده از روش پیشرانی

امروزه اجرای و ساخت پل ها به وسیله روش پیشرانی تدریجی در حال متداول شدن هستند، دلیل این مهم، دقت بالای این اجرا نسبت به سایر روش های ساخت پل می باشد.

دو روش مختلف پیشرانی وجود دارد: پیشرانی به صورت منفرد و پیشرانی به صورت چندگانه. پیشرانی تدریجی به صورت منفرد به عنوان متداول ترین روش پیشرانی روندی است که در آن قطعات در یک ایستگاه ساخته می شوند سپس عملیات پیشرانی آغاز می شود. در روش پیشرانی چندگانه از 2 ایستگاه جداگانه بهره برداری می شود. در روش پیشرانی چندگانه، بیش از یک بخش را همزمان می توان ساخت که این کار باعث تسریع عملیات ساخت می شود.

از جمله ی پروژه هایی که در ایران با استفاده از روش پیشرانی (برای نصب شاهتیر های فولادی) انجام شده است، پروژه ی پل ارومیه می باشد؛ که شکل های مربوط به این پروژه در شکل های 36 تا 40 نمایش داده شده است.

شکل 36 – اجرای روسازه پل ارومیه با استفاده از روش پیشرانی

شکل 37 – اجرای روسازه پل دریاچه ارومیه با استفاده از روش پیشرانی

شکل 38 – دماغه پیشرو – پل دریاچه ارومیه

شکل 39- استفاده از نئوپرن در زیر شاهتیرها در بالای پایه ها – پل دریاچه ارومیه

روی سرستون ها غلتک قرار داده می شود تا شاهتیر فولادی بر روی آن به راحتی حرکت کند.

شکل 40 – استفاده از غلتک بر روی سر ستون ها – پل دریاچه ارومیه

4- اجرا به روش جاگذاری پیشرو  Progressive Placement Method

این روش در مقایسه با دیگر روش های ساخت پل که شرح داده شد، مطابق شکل پایین یک روش با عملیات ساخت در یک جهت است. همه ی قطعات کنسولی به ترتیب در نوك قطعه های قبلی قرار می گیرند.

شکل 41- نمایی کلی از اجرای روسازه به روش جاگذاری پیشرو

هر دو حالت پیش ساختگی (precast) و ساخت در محل (cast-in-place) می تواند برای قطعات پل استفاده شود. یک روش رایج برای ساخت پل به روش جاگذاری پیشرو استفاده از برج های موقت به عنوان تکیه گاه برای روسازه می باشد. مطابق نظر Mathivat(1983)این روش برای دهانه های 50 -30 متر عملکرد مناسبی دارد.

این روش نسبت به دیگر روش های ساخت پل چندین مزیت مهم دارد:

• در این روش برخلاف روش طره ای متعادل نیاز به تغییر موقعیت برای ساخت نیست که این، کنترل پروسه ساخت و ساز را آسان می کند.
• این روش برای اجرای انحناهای افقی مناسب است.
• از نقطه نظر طراحی در این روش در مقایسه با روش پیشرانی و طره ای متعادل جریان نیروها بین روسازه و پایه ها نسبتا ساده تر است.

این روش از ساخت پل ، بسیار شبیه به روش اجرای دهانه به دهانه که قبلا اشاره شد، می باشد. اجرای یک دهانه از یک پایه شروع و به سمت پایه ی مجاور پیش می رود و این فرآیند به ترتیب برای تمام دهانه ها تکرار شده تا زمانی که پل تکمیل گردد.

از جمله زیر مجموعه های این روش، می توان به روش نصب با استفاده از دستگاه (Luanching LG Gantries)  اشاره کرد. دستگاه (Launching Gantries) LG جهت نصب صندوقه های پیش ساخته برای پل های با دهانه های تا 75 متر در شعاع کاملاً افقی مورد استفاده قرار می گیرد.

در این روش از ساخت پل ابتدا قطعات صندوقه ای یا  Uشکل در داخل سایت به صورت پیش ساخته آرماتوربندی، غلاف گذاری، نصب شیپوری های چدنی (Anchor Plate) در قطعات ابتدایی و انتهایی هر دهانه، قالب بندی و در نهایت بتن ریزی می شوند. سپس قطعات پیش ساخته به تعداد پوشش یک دهانه کامل روی تریلی های چند محوره به زیر دهانه یا روی دهانه نصب شده قبلی، حمل می گردند. دستگاه  LGدارای یک جرثقیل خاص می باشد که روی خرپا های اصلی نصب شده است. به وسیله این جرثقیل قطعات یکی پس از دیگری از روی تریلی بلند شده و به موقعیت خود حمل می گردند که در آنجا به وسیله میلگرد هایی که به خرپا متصل هستند، آویخته می شوند (شکل های 42 تا 46)

شکل 42- اجرای روسازه به روش جاگذاری پیشرو

شکل 43 – اجزای دستگاه LG

شکل 44- نصب روسازه با استفاده از دستگاه LG

شکل 45 – نصب روسازه با استفاده از دستگاه LG

شکل 46 – اجرای روسازه دارای قوس افقی

هر قطعه پیش ساخته جدید که در محل خود آویزان می گردد، به وسیله میلگرد های کششی به قطعه قبلی نصب شده و با یک نیروی حداقل پرس می گردد تا یک تماس فشاری حداقل بین قطعات حاصل شود. همزمان با این عمل، بند ما بین قطعات به وسیله چسب اپوکسی (epoxy) آببندی می گردد. این چسب از نشت دوغاب سیمان تزریقی داخل غلاف ها در پایان پروژه جلوگیری می نماید. پس از نصب آخرین قطعه و پوشش یک دهانه کامل، کابل های پیش تنیدگی به داخل غلاف های سرتاسری درون قطعات پیش ساخته که در امتداد یکدیگر نصب شده بودند، انداخته می شوند و سپس متعلقات گیره ها در دو انتهای دهانه (روی قطعات ابتدایی و انتهایی) نصب می گردند و عملیات کشش کابل ها به وسیله جک های مولتی استرند صورت می پذیرد و قطعات با نیروی نهایی به یکدیگر پرس شده و آماده بارگذاری می گردند (شکل 47).

شکل 47 – کشش کابل ها توسط جک های چند رشته ای

در مرحله پایانی از ساخت پل کابل های باقیمانده از انتهای گیره ها بریده شده و عملیات تزریق دوغاب سیمان به داخل

غلاف ها انجام می گردد. حال دستگاه LG آماده حرکت به سوی دهانه بعدی و ادامه پروژه می باشد (شکل 48).

شکل 48 – دستگاه LG درحال حرکت به سمت دهانه بعدی

منبع:

• روش های ساخت پل از مجید برقیان (دانشگاه تبریز گروه سازه)