روش های مقاوم سازی پل بتنی

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1397/05/02

عملیات مقاوم سازی

اشتباهات و مشکلات طراحی
مشکلات و اشتباهات اجرایی
تغییر در استانداردها و آیین نامه ها
افزایش عمر مفید بهره برداری
تغییر کاربری سازه
افزایش طبقات و بار وارده

انواع پل های بتنی و مقاوم سازی آنها  

استفاده از الیاف FRP

ژاکت بتنی
ژاکت 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.

این مقاله به بحث و بررسی پیرامون انواع پلهای بتنی و روش های مقاوم سازی پل بتنی، 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. پل های متحرک نیز جهت عبور کشتی ها و قایق های بلند از زیر آنها ساخته شده است.

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

 روش های مقاوم سازی پل بتنی

جنس پل های معلق

پلهای معلق از کابل هایی 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 پل های سنگی به دوران قبل از رومی ها برمیگردد که در خاورمیانه و چین پل های 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–  پل ها 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 آنها به 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 مسلح را می توان 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 پل ها 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 ) می باشند. 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 از ۱۴ متر ) می توان از این سیستم استفاده نمود.

۳-۴-۳ – پل با تیرهای 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 سیستم 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 و ابعاد این پل ها را طوری انتخاب می کنند که بارهای قائم وارده تبدیل به یک نیروی فشاری در امتداد قوس شود. بنابراین 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 پل ها، 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 کابل های مورب تکیه نموده است. این کابلها در تمام طول پل گسترش می یابند بار وارده را به پایه های بلند میانی منتقل می نمایند.
۳-۷ – پل معلق : در این پل ها 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 و 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 آن را 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 بارگذاری 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 بررسی قرار گیرند.
۵ – تعیین طول پلهای بتنی و مقاوم سازی آنها
به دلیل ملاحظات اقتصادی و سازه ای تا حد 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 بنابراین 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 گرداب های قوی تری 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 گرداب های ایجاد شده ضعیفتر از حالت اول میباشد و حتی در زمانی که سطح فوقانی شالوده به اندازه کافی به سمت بالا دست گسترش می یابد، گرداب ایجاد شده توسط پایه بر روی سطح شالوده هیچ گونه تاثیری 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.جهت هرگونه سوالات فنی در زمینه های مقاوم سازی سازه های بتنی می تواندی با تماس با واحد فنی کلینیک بتن ایران (مهندسین مشاور مهرازان پایدار)آنها را مطرح فرمایید

سایر مقالات
کرگیری بتن ( Core ) چیست و با چه اهدافی انجام می شود ؟
کرگیری بتن ( Core ) چیست و با چه اهدافی انجام می شود ؟

کرگیری بتن (کر به معنای هسته core) به عملیات ایجاد یک حفره یا خارج کردن قسمتی از بتن به شکل استوانه‌ای گفته می شود. کرگیری با هدف خاصی انجام می شود . در واقع یکی از روش های مختلف برش و مغزه گیری از بتن تقویت شده یا بتن معمولی می باشد .

ادامه مطلب
خصوصیات انواع الیاف های بتن
خصوصیات انواع الیاف های بتن

نقش اصلي الياف با طول كوتاه پخش شده ,كنتـرل بازشـدگی و انتشـار ترك هاسـت. انواع الیاف های بتن مورد استفاده در بتن هاي سازه اي به شرح زیر میباشد. 


ادامه مطلب
محاسن و معایب FRC
محاسن و معایب FRC
الیاف معمولاً در سرتاسر مقطع عرضی FRC توزیع می شوند. بنابراین ممکن است برخی از الیاف برای تحمل تنش های کششی ناشی از بارهای وارده، به طور ناکار آمدی در بتن قرار گیرند.
ادامه مطلب
انواع چسب بتن(بخش1)
انواع چسب بتن(بخش1)

چسب های بتن دارای انواع مختلفی است. به طور کلی چسب‌های را می‌توان به دو تیپ چسب بتن اپوکسی و لاتکس یا پلیمری تقسیم کرد. از چسب‌های بتن برای ترمیم بتن ، آب بندی بتن و افزایش خصوصیات شیمیایی و مکانیکی بتن ، اتصال بتن قدیم به جدید و … استفاده میشود.

ادامه مطلب