بررسی انواع پایه های پل
در مقاله بررسی انواع پایه های پل ها که در دوبخش تهیه شده است در بخش اول به معرفی پایه های پلها و انواع آنها پرداخته خواهد شد و در بخش دوم به ضوابط آیین نامه ای پایه های دیواری اشاره خواهد شد
بخش یک
پایه های میانی پلها به عنوان تامین کننده تکیه گاهی برای دهانه پل می باشد این المانها دوعملکرد اصلی در پلها را انجام میدهند
- انتقال بارهای قائم از روسازه به فنداسیون
- به عنوان المانهای مقاوم دربرابر نیروهای افقی که به پل وارد میگردد
همانطور که در بالا اشاره شد در خصوص عملکرد دوم پایه ها اگرچه این المانها به صورت سنتی برای بارهای قائم طراحی میشوند ولی امروزه توجه ویژه ای جهت طراحی پایه ها برای بارهای جانبی نیز در نظر گرفته می شود
پایه های پلها عمدتا بتنی بوده و مقاطع فولادی کمتر در ساخت آنها استفاده میگردد
این المانها را میتوان براساس نوع اتصال به عرشه ،شکل هندسی و همچنین پیکربندی به انواع مختلف تقسیم نمود
- طبقه بندی براساس اتصال به عرشه :
در این طبقه بندی پایه ها میتواند به صورت اتصال قاب به عرشه ویا به صورت کنسولی که از طریق تکیه گاه بارها از روسازه به پایه ها و در نهایت به فنداسیون انتقال پیدا کند امروزه یکی از پرکاربردترین نوع تکیه گاه ها در پلها را میتوان تکیه گاههای الاستومری مسلح نام برد که متشکل از لایه های لاستیکی و فولادی میباشد وسختی قائم بالایی دارند در خصوص نحوه طراحی این از تکیه گاهها به آموزش طرح تکیه گاههای الاستومری مسلح براساس آخرین ویرایش آیین نامه AASHTO LRFD مراجعه کنید
- طبقه بندی براساس شکل هندسی
در این طبقه بندی باتوجه به شرایط پل که در ادامه اشاره خواهد شد میتواند به صورت مقاطع توپر،توخالی ، چندوجهی و مستطیلی و… در نظرگرفت
- طبقه بندی براساس پیکربندی
در این طبقه بندی پایه ها به صورت قابهای چندستونی ،چکشی (طره ای) و پایه های دیواری استفاده نمود
انتخاب نوع پایه ها به عوامل متعددی بستگی داشته ولی به طور خلاصه میتوان به چهار دسته زیر محدود نمود
- عملکرد
- ویژگی های سازه ای
- هندسه
- زیبا شناسی
در ادامه به چند مورد از شرایط تاثیر گذار در انتخاب پایه ها خواهیم پرداخت
در مناطق شهری ویا محل هایی که محدودیت فضا ویا وجودمعارض ترجیح داده میشود از پایه های کنسولی و یا طره ای استفاده گردد
در سیستم های عرشه فولادی به طور معمول عرشه برروی پایه های کنسولی قرار میگیرد در حالی که سیستم های عرشه درجاریز شامل دال توپر یا دال مجوف را می توان با پایه ها به صورت قاب اجرا نمود
در خصوص پلهایی که در مسیر رودخانه یا جریان آب قرار دارند ترجیح داده می شود از پایه های دیواری استفاده شود این موضوع بعلت انباشته شدن مواد شناور در آب در کنار پایه و تحمیل بار اضافی اطراف آنها بنابراین برای کم کردن تاثیر و کاهش ضربه ناشی از این بارها استفاده از پایه های دیواری در مقایسه با پایه های با قاب چند ستونی گزینه مناسبتری خواهد بود از سوی دیگر در صورتی که ارتفاع روسازه زیاد ونیاز به ممان اینرسی بالایی باشد در این صورت استفاده از قابهای چندستونی باعث افزایش بیش از حد مقاطع ستونها خواهد شد در این شرایط نیز استفاده پایه های دیواری گزینه مناستری خواهد بود
در مقابل پایه های قابی چند ستونی در مناطق شهری به خصوص در تقاطع های غیر همسطح کاربرد زیادی دارند
در پلهایی که ازپایه های بلند در آن استفاده می شود برای کم کردن وزن زیر سازه ترجیح داده می شود از مقاطع توخالی استفاده گردد در نهایت باعث کم شدن هزینه اجرا فنداسیون خواهد شد
بخش 2
پس از بررسی انواع پایه های پل در این بخش به ملاحظات آیین نامه ای پایه های دیواری پرداخته خواهد شد به طور کلی ضوابط آیین نامه ای در خصوص پایه ها باتوجه به هربعد آن ملاحظات ممکن است متفاوت باشد به طور مثال در یک پایه متشکل از قاب چند ستونی در جهت طولی عملکرد کنسولی داشته ودر بعد عرضی عملکرد قابی که این موضوع باعث اعمال ضرایب رفتار متفاوت در لنگر های خمشی خواهد شد
یکی دیگر از ضوابط آیین نامه ای درباره پایه ها نسبت بیشترین بعد پلان به ارتفاع را میتوان نام برد در صورتیکه نسبت فوق کوچکتر از 2.5 باشد پایه موردنظر از نوع دیواری خواهد بود در غیر اینصورت عملکرد ستون خواهد داشت براین اساس ضوابط برای هرنوع از شرایط فوق متفاوت خواهد بود در ادامه به چند مورد از ضوابط پایه ها اشاره خواهد شد
ضوابط پایه های دیواری (Pier Wall) مشابه آنچه در خصوص پایه های چند ستونی ذکر شد در هر بعد قابل بررسی میباشد مطابق نشریه 463 (آیین نامه طرح پلهای راه وراه آهن ایران) ،آیین نامه AASHTO STDو همچنین AASHTO LRFD پایه ها ی دیواری میتوان به دوبعد ضعیف و قوی تقسیم بندی نمود
باتوجه به شکل فوق دراین بخش ضوابط در خصوص بعد قوی پایه های دیواری اشاره خواهد شد
- حداقل نسبت آرماتورهای افقی وقائم در هرپایه دیواری نباید از 0.0025 کمتر در نظر گرفته شود
- فاصله آرماتور ها در هردوجهت افقی وقائم نباید بیشتر 45 سانتی در نظر گرفته شود
- در هروجه پایه های دیواری میبایست آرماتور افقی و قائم در نظر گرفته شود
- وصله آرماتور های افقی و قائم باید به صورت یک میان در نظرگرفته شود
برای فراگیری طراحی پایه های پلها براساس ضوابط آیین نامه ای میتوانید به آموزش طرح لرزه ای پل ها مراجعه کنید
منابع مورد استفاده در بررسی انواع پایه های پل :
AASHTO LRFD 2020, “AASHTO LRFD Bridge Design Specifications “American Association of State Highway and Transportation Officials
American Association of State Highway and Transportation Officials. (2002) AASHTO Standard Specifications for Highway Bridges, 17th Edition, Washington, D.C. USA.
Wai-Fah Chen and Lian Duan (2014) “ Bridge Engineering Handbook Substructure Design “Second Edition, CR C Press ,Taylor & Francis Group
Mansour Alturki and Rigoberto Burgueño “Displacement-Based Design Procedure for Ductile Reinforced Concrete Bridge Pier Walls” ACI Structural Journal/November-December 2017
