هرچه سرمایه‌گذاری اولیه در ساخت پل بیشتر باشد هزینه‌‌های استهلاک وسایل نقلیه و زمان، در آینده کمتر خواهد بود. علاوه بر مسائل اقتصادی، سیاسی، اجتماعی، پل‌‌ها نقش استراتژیک و تعیین‌کننده‌ای در مسائل نظامی دارند. از این لحاظ است که در تاریخ جنگ‌‌ها یکی از اهداف مهم تخریب پل‌‌ها و سازه‌‌های مربوط به آن بود. از لحاظ تاریخی، اولین پل ها، تیر‌های ساده از جنس سنگ یا چوب بودند که در دهانه‌‌های بزرگ توسط الیاف‌‌ها به صورت معلق مهار می‌شدند.

در میان اقوام اروپایی، رومیان پیشتاز استفاده از طاق سنگی بعنوان سازه پل در اسمیرنای ترکیه به تاریخ ۹۰۰ سال قبل از میلاد مسیح نسبت داده می‌شود. در میان اقوام شرقی، ایرانیان، هندیان و چینیان پیشتازان و صاحبان فن و هنر معماری می‌باشند. در تاریخ معماری ایران احداث پل‌‌های قابل توجهی ثبت شده است. لیکا در شرایط حاضر همه آن‌ها پابرجا نیست. این مسئله را باید بیشتر از آنجا ناشی دانست که پل‌‌ها در معرض خطر شدیدترین فرسایش‌‌ها و تخریب‌‌های ناشی از جریان‌‌های طغیانی هستند. در سرزمین امروزی ایران، قدیمی ترین پلی که ار آثار آن به جا مانده، پلی است که بر روی رودخانه ارس در مرز بین ایران و شوروی سابق بنا گردید. ساخت بنا‌های ترکیبی پل و سد در دوره ساسانی و بویژه در مناطق باتلاقی و سیلابی ادامه یافت و برای حفاظت بیشتر پایه پل ها، ایجاد شالوده‌‌های پهن در زیر آن‌ها متداول شد. پل دختر که در شمال غربی اندیمشک قرار دارد، در زمان پادشاه اول ساسانی ساخته شده که در اوایل دوره اسلامی طاق ‌هایی از سنگ بر روی پایه‌‌های آن ساخته شد که قسمت‌هایی از آن باقی است.

تصویر ۱- پل دختر ( دوره ساسانی )

در ادوار اسلامی بسیاری از پل‌‌های دوره‌‌های ساسانی و دیگر ادوار گذشته تعمیر گشت و افزون بر آن پل‌‌های دیگری نیز در نقاط مختلف ایران به سبک اسلامی و با مصالح آجری ساخته شد. پل‌‌های عمده این دوران عبارتند از :

– پل ضیاء‌الملک بر روی رودخانه کرخه منسوب به قرن هشتم هجری.

– پل رودخانه قزل اوزن در جنوب میانه که از نوع طاقی (قوسی) و منسوب به اواخر قرن نهم هجری.

دوران صفوی را می‌توان دوران شکوفایی معماری ایران در دانست که فن پل سازی نیز بی تاثیر از آن نیست. از پل‌‌های ممتاز این دوره، پل االله وردی خان (سی و سه پل) و پل خواجو به طول ۱۳۲ متر با ۲۱ دهانه، که هردو بر روی زاینده رود در شهر اصفهان می‌باشند.

 

تصویر۲ -پل خواجو ( زمان شاه عباس دوم)

با شروع قرن نوزدهم میلادی شناختی تازه از مقاومت کششی چدن بدست آمد. ساخت طاق‌‌ها و خرپا‌های چدنی و یا ترکیبی از چوب و چدن رواج پیدا کرد. اولین پل چدنی در انگلستان به شکل یک قوس نیم دایره و به دهانه ۴۲ متر توسط توماس پیچارد ساخته و نصب گردید. افتخار ساخت اولین سازه خرپایی پل نصیب آمریکاییان گردید. پل فیرمانت که توسط لوییس (طراح پل می‌سی‌سی‌پی در سال ۱۸۷۴ (به دهانه ۱۰۲ متر از جنس چدن که در اوایل قرن نوزدهم ساخته شد و با آتش سوزی مهیبی درسال ۱۸۳۸ از بین رفت. تمامی این پل‌‌ها بصورت تجربی و بر پایه تئوری‌‌های معماری بنا می‌گردید تا اینکه رانکین در سال ۱۸۵۸ کتابی تحت عنوان مکانیک کاربردی منتشر نمود و در حدود ۵۰ سال بعنوان کتاب مقدس طراحان پل مورد استفاده قرار گرفت. در این دوره، در کنار پل‌‌های خرپایی پل‌های معلق نیز مورد استفاده قرار گرفتند. پل معلق آبشار نیاگارا با دهانه‌ای بطول ۲۵۰ متر از شاهکار‌های آن دوره (بین سال‌های ۱۸۵۱ تا ۱۸۵۵) می‌باشد. از دیگر سازه‌‌های مشهور در آن زمان می‌توان به پل بروکلین در سال ۱۸۸۳ که توسط شخصی به نام واشنگتن فارغ‌التحصیل رشته مهندسی ساختمان با صرف هزینه ۹ میلیون دلار ساخته شد و تا مدت‌ها بعنوان رکورددار دهانه باقی ماند.

شروع قرن بیستم و پیدایش و رونق اتومبیل و کامیون، ساخت پل‌‌های جاده در کنار پل‌‌های راه آهن آغاز شد. پیشرفت علم مقاومت مصالح و تحلیل سازه‌‌ها و انتشار آیین نامه‌‌های محاسباتی، پل‌‌های جدیدتری ساخته شد و رکورد‌های دهانه‌‌ها یکی پس از دیگری شکسته شد. در کنار فولاد که با مقاومت‌‌های گوناگون تولید می‌شد، بتن مسلح نیز شناخته و تئوری‌‌های آن بسط داده شد. در این دوران در کنار مقاومت پل، مسئله زیبایی آن نیز رفته رفته مطرح شد. از سال ۱۹۲۸ انجمن آمریکایی ساختمان‌‌های فولادی (ASIC (هرساله جایزه‌ای برای طرح زیباترین پل اختصاص داد. طراحان علاقه‌ای به استفاده از دهانه‌‌های نامعین نداشتند واکثر آن‌ها از دهانه‌‌های ساده یا پل‌های طره‌ای استفاده می‌کردند. در سال ۱۹۳۷ پل عظیم و معلق گلدن گیت در کالیفرنیا افتتاح شد. همه چیز این پل در زمان خود، عظیم و رکورددار بود. دهانه ۱۲۸۰ متری، ارتفاع ۲۲۷ متری و قطر کابل‌‌های ۱۰۳ سانتیمتری، همگی از خصوصیات این شاهکار بی‌نظیر بود.

 

تصویر۳ -پل گلدن گیت کالیفرنیا (ساخت سال ۱۹۳۷ میلادی)

ارتعاشات و سپس خرابی پل تاکومای واشنگتن در مقابل طوفانی نه چندان قوی، زنگ خطری برای پل‌‌ها محسوب شد. کم بودن مقاومت پیچشی عرشه پل، علت اصلی تخریب آن بود. از آن به بعد طراحان بر روی مسائل آیرودینامیکی پل و ارتعاشات آن در مقابل نیرو‌های جانبی نظیر باد، زلزله، فشار آب و خاک و از همه مهم‌تر ارتعاش دینامیکی حاصل از حرکت و برخورد ماشین آلات بر پایه‌‌های پل، آزمایشات گسترده‌ای را انجام دادند و بعد از جنگ جهانی دوم استفاده از تکنیک پیش تنیدگی را چاشنی تجربیات حاصل از آزمایش و مطالعات خود قرار داده و موفقیت چشم گیری در مهار نیرو‌های مخرب قبلی پدید آمد.  رکورد دهانه در پل‌‌های معلق اروپا متعلق به پل هامبر در انگلستان با دهانه مرکزی ۱۴۱۰ متر می‌باشد که به تازگی در دانمارک با ساخت پل معلقی با دهانه ۱۶۲۴ متر و پل آکاشی ژاپن با دهانه ۱۹۹۱ متری شکسته شد. در حال حاضر عقیده براین است که با توجه به پیشرفت‌‌های حاصله، تحول و تکامل و ابداع در امر پل‌سازی به آخر خط رسیده است اما همچنان باید این نکته را در نظر داشت که طراحان امروزی پل، ابزار جدیدی به نام کامپیوتر را در اختیار دارند که ظرف چند دقیقه، محاسباتی را انجام می‌دهند که در گذشته نه چندان دور برای انجام آن ماه‌‌ها وقت لازم بود. در نتیجه در کنار توسعه در بهبود خواص مصالح و نتایج دقیق تحلیل‌‌های کامپیوتری، می‌توان صرفه جویی‌‌های زیادی را در امر مصرف مصالح بوجود آورد و در مقام مقایسه بهینه ترین آن‌ها را انتخاب نمود.

اینجا به شرح مختصری از تاریخچه پلسازی در گیلان زمین نیز می‌پردازیم:

تاریخچه ساخت اولین پل‌ها در گیلان به دوران صفویه و ساخت پل‌های طاقی خشتی – ساروجی برمی‌گردد که از مهم ترین آن‌ها میتوان به پل خشتی لنگرود در شرق گیلان اشاره نمود که در سال ۹۲۶ هجری قمری و بطول ۳۷ متر و عرض ۵/۴ متر و ارتفاع ۱۰ متر ساخته شد و توسط حاجی آقا منجم باشی در زمان فتحعلی شاه قاجار مرمت شد. از آن دسته پل‌‌ها به نمونه‌‌های متعدد دیگری نیز همچون پل خشتی لاهیجان بطول ۵۰ متر منتسب به دوره قاجاریه، پل خشتی لوشان بطول ۱۰۰ متر و عرض ۷ متر که پس از زلزله سال ۱۳۶۹ مورد بازسازی و مرمت قرار گرفت، اشاره نمود.

 

تصویر۴ -پل خشتی لنگرود ( دوران صفویه)

پل آجری پونل بطول ۳۰ متر با دهانه‌‌های بزرگ طاقی شکل و پل متحرک غازیان انزلی بطول ۴۰ متر که در سال ۱۳۱۸ شمسی ساخته شد، از دیگر آثار تاریخی مطرح خطه گیلان زمین می‌باشند که حفظ و نگه داری آن‌ها بعنوان شناسنامه فرهنگ پل در منطقه لازم و حیاتی به نظر می‌رسد.

 

 

 

 

تصویر ۵- پل خشتی لوشان ( دوران قاجاریه )

طبقه‌بندی پل‌‌ها از نقطه نظر سیستم سازه‌ای

طبقه‌بندی پل‌‌ها از نقطه نظر سیستم سازه‌ای به ۴ بخش تقسیم می‌شود که به شرح آنها می‌پردازیم.

۱ – پل‌‌های یک عنصری: شامل یک دال بتنی مسلح یکطرفه است که در دو انت‌ها بر روی تکیه گاه متکی است.

۲ – پل‌‌های دو عنصری: متشکل از تیر‌های حمال متعدد می‌باشد که یک دال بتنی مسلح یا فولادی بر روی آن قرار دارد. دال بعنوان عنصر شماره ۱ بار را به تیر‌های اصلی و تیر‌ها بعنوان عنصر شماره ۲ بار را به تکیه گاه منتقل می‌نمایند.

۳ – پل‌‌های سه عنصری:  متشکل از دو تیر اصلی، تیر‌های عرضی ( عمود بر تیر‌های اصلی ) و دال بتن مسلح می‌باشد. دال بار را به تیر‌های عرضی، تیر‌های عرضی به تیر‌های حمال طولی ( اصلی ) و تیر‌های حمال بار را به تکیه گاه‌‌ها منتقل می‌نمایند.

۴ – پل‌‌های چهار عنصری: متشکل از دو تیر اصلی، تیر‌های عرضی (عمود بر تیر‌های اصلی)، تیرچه‌‌های طولی و دال بتن مسلح می‌باشد. دال بار را به تیرچه‌‌های طولی، تیرچه‌‌ها به تیر‌های عرضی، تیر‌های عرضی به تیر‌های حمال طولی ( اصلی ) و تیر‌های حمال بار را به تکیه گاه‌‌ها منتقل می‌نمایند.

 

آشنایی با بتن پیش تنیده

از دیدگاه کلی پیش تنیدگی به معنای ایجاد تنش‌‌های دایمی مخالف با تنش‌‌های موجود است. بطور مثال ایجاد تنش‌‌های فشاری در مقطع تیر بمنظور خنثی سازی تنش‌‌های کششی موجود. به دلایل مختلف، بتن مورد استفاده در سازه‌‌های پیش تنیده دارای مقاومت بالاتری نسبت به بتن مصرفی در سازه‌‌های بتن مسلح معمولی می‌باشد. این مسئله ناشی از آن است که در بتن پیش تنیده، بتن تحت تاثیر تنش‌‌های فشاری بیشتری قرار می‌گیرد و افزایش سطح مقطع به منظور کم کردن تنش‌‌ها باعث افزایش وزن سازه و در نتیجه غیراقتصادی شدن طرح می‌شود. فولاد‌های پیش تنیدگی (تصویر۱۱ (به سه صورت مفتول (در کار‌های پس و پیش کشیده)، کابل (فقط در کار‌های پس کشیده) و دسته میلگرد‌های آجدار تولید می‌شوند. تفاوت عمده این نوع فولاد‌ها با فولاد‌های معمولی در نقطه گسیختگی بسیار بالای آنهاست.

رفتار تیر‌های پیش کشیده و پس کشیده (تصویر۱۳ (بر حسب نوع اعمال نیروی پیش تنیدگی متفاوت است. در تیر‌های پیش کشیده ابتدا مفتول‌‌های پیش تنیدگی در محل خود در قالب تیر مستقر شده و در دو انت‌ها توسط مهار‌های مخصوصی نگه داری شده و کشیده می‌شوند و سپس عملیات بتن ریزی در قالب صورت می‌گیرد. برای ایجاد سرعت در گیرش بتن از مواد افزودنی لازم استفاده شده و عمل آوری بتن توسط بخار صورت می‌پذیرد. پس از گیرش بتن و کسب مقاومت اولیه، مفتول‌‌ها بریده شده و به واسطه وجود چسبندگی بین مفتول و بتن، نیروی کششی ایجاد شده بصورت نیروی فشاری بر مقطع بتنی عمل مینماید.

فتار تیر‌های پس کشیده بدین صورت است که در مسیر عبور فولاد‌های پیش تنیدگی، غلافی توخالی در بتن تعبیه می‌شود و عملیات بتن ریزی تیر انجام می‌شود. پس از کسب مقاومت اولیه بتن، فولاد‌های پیش تنیدگی از داخل غلاف‌‌ها عبور داده شده و توسط جک‌‌ها یی که به ابتدا و انت‌های تیر متصلند، کشیده می‌شوند (تصویر۱۲. (در اثنای این کشش اتلاف تنش‌‌های ناشی از کوتاه شدن تیر و اصطکاک مفتول با جدار غلاف رخ می‌دهد که در محاسبه نیروی جک باید لحاظ شود. (مشکل پل جانبازان رشت) پس از مهار فولاد‌های پس کشیدگی در دو انت‌های تیر، داخل غلاف در اکثر اوقات عمل تزریق بتن انجام می‌شود و در نتیجه چسبندگی کامل بین بتن و فولاد بوجود می‌آید.

فولادهای پیش تنیده

جک کشش فولادها

رفتار تیر پیش کشیده

 

عرض پل

آیین نامه آشتو عرض آزاد پل را فاصله خالص بین دو لبه جدول (عرض روسازی) بعلاوه عرض شانه خاکی توصیه می‌کند.

وزارت راه و ترابری ایران، عرض هر خط عبور را در راه‌‌های شوسه درجه ۱، مساوی ۶۵/۳ متر و در راه‌‌های فرعی ۲۵/۲ متر توصیه می‌نماید.

عرض شانه‌‌های خاکی نیز بین ۷۵/۰ تا ۳ متر توصیه می‌شود. بنابراین عرض آزاد پل در راه‌‌های درجه ۱ در حدود ۹ متر بدست می‌آید که بر اساس توسعه‌‌های احتمالی آینده و مسائل اقتصادی و نظرات کارفرما انتخاب می‌گردد. عرض پیاده روی پل بستگی به حجم افراد پیاده دارد. عرض کافی برای عبور دو فرد پیاده از کنار یکدیگر ۲۵/۱ متر می‌باشد که بین ۱ تا ۵/۱ متر پیشنهاد می‌گردد. مقطع عرضی پل شامل سه بخش عرض سواره رو، پیاده رو و جان پناه می‌باشد.

ارتفاع مفید پل

ارتفاع مفید برای عبور وسایل نقلیه از زیر پل، که از روی آسفالت جاده تا زیر عرشه پل در نظر گرفته می‌شود، باید حداقل ۵ – ارتفاع مفید پل متر اختیار شود.

 

طبقه بندی پل‌‌ها

در یک تقسسیم‌بندی کلی، شالوده و پایه‌‌های پل را زیرسازه و آن قسمت که به صورت سیستم خمشی وظیفه تحمل عبورگاه (عرشه) رابین پایه‌‌ها به عهده دارد، روسازه نامیده می‌شود. پل را از جهات مختلف می‌توان طبقه‌بندی نمود.

– طبقه‌بندی پل‌‌ها از نقطه نظر طول دهانه

۱ – دهانه‌‌های کوتاه ( زیر ۸ متر )

۲ – دهانه‌‌های متوسط ( بین ۸ تا ۶۰ متر )

۳ – دهانه‌‌های بلند ( بزرگتر از ۶۰ متر )

برای هر یک از طبقه بندی‌‌های فوق سیستم‌‌های مناسبی درنظر گرفته می‌شود.

– طبقه‌بندی پل‌‌ها از نقطه نظر سیستم سازه ای

۱ – پل‌‌های صفحه‌ای ( دال و تیر )

۲ – پل‌‌های خرپایی

۳ – پل‌‌های قوسی ( طاقی )

۴ – پل‌‌های معلق

۵ – پل‌‌های قابی

۱ – پل‌‌ها با مصالح بنایی و بتن غیر مسلح – طبقه‌بندی پل‌‌ها از نقطه نظر مصالح

۲ – پل‌‌های بتن مسلح ( درجا و پیش ساخته )

۳ – پل‌‌های بتن پیش تنیده ( پیش کشیده و پس کشیده )

۴ – پل‌‌های فولادی

۵ – پل‌‌های مرکب ( فولاد و بتن )

۱ – اجرای درجا با قالب بندی – طبقه‌بندی پل‌‌ها از نقطه نظر شیوه ساخت

۲ – اجرای پیش ساخته ( نصب با جرثقیل – نصب به روش هل دادن )

۳ – اجرای طره‌ای

– طبقه‌بندی پل‌‌ها از نقطه نظر کاربری

۱ – پل‌‌های عابرپیاده

۲ – پل‌‌های جاده (راه شوسه – راه آهن)

۳ – پل‌‌های روگذر و زیرگذر شاهراه‌‌ها

۴ – پل‌‌های عبور خطوط تاسیسات ( آب، نفت، گاز و…)