تیرچه پیش تنیده از قدیمی ترین عناصر ساخت پل به شمار می روند که هنوز هم ساخته می شوند. تیرچه های پیش تنیده به شکل تکیه گاه ساخته می شوند. با تیرچه پیش تنیده ساده و عمودی می توان پل ها را معلق کرد. سازه های منحنی در پل های قوسی عناصر تاثیرگذاری هستند.
توزیع وزن در پل هایی با تیرچه پیش تنیده
تیرچه پیش تنیده ساده ترین عنصر ساخت پل هستند. وزنی که روی تیرچه پیش تنیده قرار می گیرد موجب می شود که به سمت پایین کشیده شود و در نتیجه قسمت میانی پل، ضعیف ترین بخش آن باشد. با تیرچه پیش تنیده می توان پل ها را تا فواصل دوری گسترش داد. نقطه ضعف هایی که با تیرچه پیش تنیده ساخته می شوند همیشه در ابتدا، انتها و وسط پل قرار دارند.
توزیع وزن پل های قوسی
ساختار پل های قوسی گرد بوده و فشار زیادی در وسط پل احساس نمی شود. قوس های پل در توزیع وزن وارده بر پل نقش موثری دارند. قوس ها باعث دوام هر چه بیشتر پل می شود. وسط پل، نقطه ضعف آن ها محسوب می شود. این قضیه در پل های بلندتر بیشتر مشهود است. نحوه استفاده تیرچه پیش تنیده (روش اجرای تیرچه پیش تنیده) در زیبایی و وزن پل نقش بسزایی دارد.
استحکام پل
از آن جایی که پل های قوسی با تیرچه پیش تنیده ساخته شده اند، و هیچ تکیه گاه عمودی نیز در این پل ها وجود ندارد، بنابراین فشار زیادی در وسط پل وجود ندارد. به همین دلیل است که این نوع پل ها ورودی های کوچکی در حدود 76 متر دارند. با تیرچه ها می توان این نوع پل ها را گسترش داد. می توان این نوع پل ها را تا 121 متر و حتی دور از آن هم گسترش داد. در سراسر جهان این چنین پل هایی وجود دارند و نمونه بارز آن ها را می توان در آمریکا و چین نیز یافت.
مزایا و معایب پل هایی با تیرچه پیش تنیده
اگرچه پل ها را می توان را تا فواصل دور گسترش داد، ولی مواد اولیه، موجب شده که پل ها نسبت بهم تفاوت هایی داشته و بنابراین زیبایی های خاص خود را داشته باشند. با تیرچه پیش تنیده می توان پل ها را تا دوردست ها هم توسعه داد. گاهی اوقات می توان با این تیرچه، فواصل و مسیرها را کوتاه کرد و پل های زیباتری را ساخت. سازه وسط پل پیچیده و گران است.
آبادانی بیشتر با ساخت پل های بیشتر
پل هایی که با این نوع تیرچه ساخته شده اند را می توان متناسب با اهداف مختلف استفاده کرد. البته کشورهای در حال توسعه هنوز به این فناوری به طور کامل دست نیافته اند. با تحلیل های آماری می توان با تیرچه پیش تنیده پل های زیبایی را تاسیس کرد. با تیرچه پیش تنیده می توان پل های ابتکاری را احداث کرد تا به حال دیده نشده است. با تیرچه پیش تنیده می توان پل هایی را در اندازه های مختلفی احداث کرد. امروزه کیفیت و مواد اولیه پل ها نسبت به سالهای ابتدایی انقلاب صنعتی بهتر شده و پل ها با آرماتورها و قالب های صنعتی ساخته می شوند.
انواع کیفیت ساخت
- اجزا و مونتاژ بتن – بخش های مختلف پل در خارج از محل نصب ساخته شده و در محل مونتاژ می شوند.
- پیش مونتاژ غیر حجمی – پنل های بتن در محل دیگری ساخته شده و مانند مورد قبلی در محل نصب می شود.
- پیش مونتاژ حجمی – عناصر حجمی در کارخانه یا کارگاه ساخته شده و در محل ساخته می شوند.
- ساختمان مدولار – همه بخش های بتن در کارگاه یا کارخانه ساخته شده و در محل نصب می شوند.
مراحل مقاوم سازی تیرچه پیش تنیده در پل های بتنی
با قطعات بتن کوچک می توان شمع های پل را تقویت کرد. در صورتی که شمع های پل ها تخریب شده باشد می توان با الیاف پلیمری شمع های بتن را تقویت کرد. الیاف پلیمری برای تقویت بتن نسبت به ورق های فولادی بهتر هستند.
با الیاف پلیمری می توان از فرسودگی ورق های فولادی به شدت جلوگیری کرد. تیرچه ها باید در هر مرحله مورد بررسی قرار گرفته و در صورت لزوم تعمیر یا تعویض شوند. با تیرچه می توان ضخامت پل ها را به دقت کنترل کرد.
مزایای استفاده از تیرچه پیش تنیده در طراحی پل ها
پل هایی که با تیرچه طراحی و ساخته می شوند نسبت به فولادی محکم بوده و به تعمیرات نیازی نداشته و هزینه نگهداری آن ها نیز کمتر است. هزینه ساخت این نوع پل ها نیز در مقایسه با سایرین کمتر بوده و مقاومت این نوع پل ها نسبت به بقیه که با آرماتور ساخته شده اند، بیشتر است.
طراحی پل های کابلی با تیرچه پیش تنیده
از تیرچه پیش تنیده خمیده در ساخت این نوع پل ها استفاده می شود و به صورت مورب کار گذاشته می شوند. بنابراین ارتفاع سنگواره کاهش یافته و در نتیجه سبک خواهد بود. با این ابزار می توان پل را مهار کرده و به مانند خرپا عمل می کند. به همین دلیل این نوع پل ها زیبایی منحصر به فردی دارند. تیرچه در پایین دست بتن های پل قرار می گیرند.
دوام پل هایی که با این ابزار ساخته می شوند نسبت به بقیه بالاتر است و ضخامت و دهانه نیز افزایش یافته و ارتفاع میلگرد مدنظر گرفته می شود. حجم آب رودخانه در طراحی پل تاثیری ندارد.
میزان ایمنی پل های ساخته شده
تیرچه های عمودی باعث مقاومت هر چه بیشتر پل می شود. در این نوع پل ها تغییرات کمتری صورت می گیرد و شاه تیر در افزایش مقاومت بتن نقش بسزایی دارد.
نتیجه گیری
تیرچه پیش تنیده یکی از عناصر ساخت پل های بتنی به شمار می رود و با آن می توان پل را تا مسافت های زیادی توسعه داد. مقاومت پل را با این عنصر به شدت افزایش یافته و حتی در خیلی از موارد پل ها زیباتر ساخته می شوند. با این عنصر می توان مقاومت شمع های پل را نیز افزایش داد. پل سبک خواهد شد و با تیرچه پیش تنیده می توان پل ها را در ابعاد طول و عرض متفاوتی طراحی و احداث کرد.
منابع:
https://sciencing.com/kind-bridge-stronger-arch-beam-8430815.html
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbuil.2020.00119/full
