طاقی هست که به روی رودخانه یا دره و یا گذرگاه میان دو کوه برای عبور از روی آن ایجاد کنند.
یکی از عناصر پل سازی تیرهای سراسری هستند.
انواع پل ها
پل گلن کنیون در ایالت آریزونا در امریکا
پل های قوسی
پل های فلزی
پلهای بتنی مسطح
پلهای بازویی
پلهای کابلی
پلهای نظامی
پلهای معلق
پل قوسی
پلی چوبی در والورسین در کوههای آلپ فرانسه
پل قوسی، پلی است با تکیه گاههای انتهائی در هر طرف، که شکلی نیم دایره مانند دارد. پلی که از رشتهای از قوسها تشکیل شده باشد، پل درهای نامیده میشود. پل قوسی ابتدا توسط یونانیها و از سنگ ساخته شد. بعدها، مردم باستان از ملات در پلهای قوسی خود استفاده کردند.
با توجه به اصول مقاومت مصالح، شعاع قوس وابعاد این پلها را طوری انتخاب میکنند که بارهای قائم وارده تبدیل به یک نیروی فشاری در امتداد قوس شود. بنا براین در مناطقی با کیفیت خاک مناسب،می توان دهانههای بزرگ (تا حدود ۵۰۰ متر) را با پلهای قوسی طی نمود.
پل کابلی
تاریخچه پل کابلی
الگوی یک پل کابلی
با اینکه به نظر میرسد پلهای کابلی به آینده چشم دوختهاند، ایده آنها مسیر طولانی را پیمودهاست. اولین طرح شناخته شده از یک پل کابلی در کتابی به نام "ماشینهای نوواً - منتشر شده 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 فوندانسیون هایشان پابرجاست، کامل بود. با اینکه از احداث پلهای کابلی در آمریکا دیری نمیگذرد، واکنشها در این مورد بسیار مثبت بودهاست.
پل کابلی و نحوه عملکرد آن
یک پل کابلی نوعی، یک تیر حمال(عرشه پل) پیوسته با یک یا چند برج بنا شده بالای پایههای پل در وسط دهانهاست. از این برجها، کابلها به صورت اریب به سمت پایین (معمولاً هر دو طرف) کشیده شده و تیر حمال(عرشه پل) را نگه میدارد. کابلهای فولادی بی نهایت قوی و در عین حال بسیار انعطاف پذیر هستند. کابلها بسیار مقرون به صرفه میباشند چون سبب ساخت سازهای سبکتر و باریکتر شده که در عین حال قادر به پل زدن بین مصافتهای بیشتری است.اگرچه تنها تعداد کمی از آنها برای نگه داشتن کل پل قوی هستند، انعطاف پذیریشان آنها را در مقابل نیروهایی که به ندرت 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 هم سطح فوندانسیون ها که به مرور زمان یا طی یک زلزله روی میدهد، میتواند پل کابلی را دچار آسیب کند. پس باید در طراحی فوندانسیونها دقت به عمل آورد. ظاهر مدرن و در عین حال ساده پل کابلی آن را به یک شاخص واضح و جذاب تبدیل کردهاست. خصوصیات منحصر به فرد کابلها و به طور کلی سازه، طراحی پل را بسیار پیچیده مینماید. برای دهانههای طولانی تر، جایی که باد و نوسانات باید مورد توجه قرار گیرند؛ محاسبات بی نهایت پیچیدهاند و عملا بدون کمک کامپیوتر و آنالیز کامپیوتری غیر ممکن میباشند. علاوه بر این ساخت پل کیدهای مشکل میباشد. اتصالات، برجها، تیرهای حمال و مسیر کابلها سازههای پیچیدهای هستند که مستلزم ساخت دقیق میباشند.
طبقه بندی پلهای کابلی
طبقه بندی واضحی برای پلهای کابلی وجود ندارد. به هر حال 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 به صورت تکی، دوتایی، دروازهای و یا حتی برجهای A شکل استفاده شدهاند. علاوه بر این چینش کابلها به طور عمدهای متفاوت میباشند. بعضی اقسام دارای چینش تکی، چنگی(موازی)، پنکه ای(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.
الگوی یک پل کابلی با چینش چنگی(موازی)
الگوی یک پل کابلی با چینش پنکهای(شعاعی)
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 مقرون به صرفهاست که زیبایی آن غیر قابل انکار 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، به طور قابل ملاحضهای به مصالح بیشتر نیاز دارد که آن را به مقدار چشمگیری سنگین تر مینماید. ممکن است به نظر برسد پل کابلی شبیه پل معلق است. با اینکه 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 تکیه گاههای واقع در هر انتها صورت میگیرد. در پل کابلی، کابلها در حالی که به برجها متصلند به تنهایی بار را تحمل میکنند. در مقایسه با پلهای معلق، پل کابلی به کابل کمتری نیاز دارد، میتوان آن را از قطعات بتن پیش ساخته مشابه ساخت و همچنین احداث آن سریع تر است.
مهار کابلی چگونه کار میکند؟
بایستید و دستان خود را به صورت 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 نگه داشتن 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 آرنج هایتان ببندد. سپس وسط طناب را روی سر خود قرار دهید. اینک طناب مانند یک مهار کابلی عمل میکند و آرنج هایتان را بالا نگه میدارد. از دستیارتان بخواهید تکه طناب دیگری به طول حدودی ۱۸۰ سانتی متر را این بار به مچهایتان ببندد. طناب دوم را روی سرتا ن قرار دهید. حالا شما صاحب دو مهار کابلی هستید. فشردگی و فشار نیرو را در کجا احساس میکنید؟ ببینید مهار کابلی چگونه بار پل (دست هایتان) را به برج (سر شما) منتقل میکند!
اصول
سه نوع اصلی از پلها موجودند:
پل تیری
پل قوسی
پل معلق
تفاوت عمده ی این سه پل در فاصله دهانه ی پل است. دهانه, فاصله ای است بین پایه های ابتدایی و انتهایی پل, اعم از اینکه آن ستون, دیوارهای دره یا پل باشد. طول پل تیری مدرن امروزه از 200 پا (60متر) تجاوز نمی کند. در حالی که یک پل قوسی مدرن به 800 تا 1000 پا (240 تا 300 متر) همو می رسد. پل معلق نیز تا 7000 پا طول دارد.
چه عاملی سبب می شود که یک پل قوسی بتواند درازای بیشتری نسبت به پل تیری داشته باشد؟ و یا یک معلق بتواند تقریباً تا 7 برابر طول پل قوسی را داشته باشد. جواب این سوال زمانی بدست می آید که بدانیم چگونه انواع پلها از دو نیروی مهم فشاری و کششی تاثیر می پذیرند.
نیروی فشاری نیرویی است که موجب فشرده شدن و یا کوتاه شدن چیزی که بر روی آن عمل می کند می شود.