بررسی علل خرابی پل

پل سازه‌ای است که برای عبور از موانع فیزیکی از جمله رودخانه‌ها و دره‌ها استفاده می‌شود. بطور کلی خرابی‌ها در پل‌ها به دو بخش کلی تقسیم می‌شوند.

• ‌خرابی‌های جزئی
• ‌خرابی‌های عمده

مساله نگهداری پل

با توجه به مخارج سنگین انجام شده برای اجرای ابنیه‌، مسئله نگهداری دقیق این سازه‌ها در برابر آب و باد ‌و یخبندان از بتنی اهمیت خاصی بر خوردار 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 پی‌ها و در نتیجه تخریب پایه‌ها 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. بعد از پایان ساختمان پل و قبل از تحت سرویس قرار گرفتن، المان‌های مختلف آنرا 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 می‌گیرد، باید کلیه تغییر شکل های ایجاد شده و فلش مقاطع بحرانی، ترک‌های احتمالی، نشست پایه‌ها، تغییر فرم دستگاه‌های تکیه گاهی و اتصالات مختلف به دقت مورد برسی قرار گیرند.

‌از عبور سربارهای غیر مجاز که در طرح و محاسبه قطعات پل در نظر گرفته نشده‌اند،اکیدآ جلوگیری شود. به دلیل ملاحظات اقتصادی و سازه‌ای تا حد ممکن طول پل‌ها را کوتاه در نظر می‌گیرند. محدودیت‌های سازه‌ای و اقتصادی خاکریزها و جاده‌های طرفین مسائل کشتیرانی و قایق‌های تفریحی و ظرفیت آبگذری مهمترین عوامل تعیین کننده ارتفاع پل هستند. ظرفیت آبگذری پل به حداکثر دبی جریان گفته می‌‌شود که پل با اطمینان از خود عبور می‌دهد این مقدار جریان به هندسه مقطع پل و تکیه گاه‌ها شکل پایه‌های پل عرض تنگ شده رودخانه و ارتفاع پل بستگی دارد.

با تعیین عرض تعادل رودخانه (یا همان طول پل) دبی سیلاب طراحی برای محل و شکل مقطع پل و پایه‌های آن و ارتفاع پل محاسبه میشود. دبی سیلاب طراحی بر اساس اهمیت سازه از نظر ارتباطات تجارت و همچنین ریسک شکست و وارد آمدن خسارت انتخاب میشود. اغلب دبی طراحی عبور سیلاب برای پل‌ها را با دوره برگشت ۱۳ ساله بطور خلاصه می‌توان 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 گرداب‌های قویتری میشود که با گرداب حاصل از پایه ترکیب شده و آبشستگی را تشدید می‌نماید.

در حالت دوم (سطح قانونی شالوده داخل حفره آب‌شستگی است) سیستم گرداب‌های ایجاد شده ضعیفتر از حالت اول است و حتی در زماین که سطح فوقانی شالوده به اندازه کافی به سمت بالا دست گسترش می‌یابد، گرداب ایجاد شده توسط پایه بر روی سطح شالوده هیچگونه تاثیری در سیستم ایجاد شده توسط پایه ندارد‌. انتخاب عمق شالوده پایه‌ها و به همین ترتیب برای تکیه گاه‌ها با در نظر گرفتن حداکثر آبشستگی و موارد فوق الذکر در مورد پایه‌های مستطیلی صورت می‌گیرد.

خرابی‌های جزئی (غير سازه‌ای)

• ‌انباشته شدن زباله و خاک بر روی عرشه پل
• ‌ مسدود شدن دهانه فاضلاب و آبروها
• ‌وجود سنگ‌، خاک و آشغال درون درزها و اطراف تکیه گاه‌ها
• ‌وجود پوشش گیاهی یا خاک درون سوراخ‌های زهکش
• ‌جمع شدن نخاله‌های ناشی از طغیان آب در زیر یا روی پل

در صورت تمیز نکردن آشغال‌ها و ضایعاتی که ذکر شد ممکن است سطح پل لغزنده شود‌، آب انباشتگی روی عرشه پل آسیب سازه‌ای به پل وارد نماید و انبساط انقباض پل آن گونه که در طراحی در نظر گرفته شد انجام نگیرد و خود باعث صدمات بیشتری شود.

خرابی جزئی (سازه‌ای)

خرابی‌های جزئی (ايمنی)

خرابی‌های عمده

عمده خرابی‌های پل به بستر جریان یا فرسایش کناره‌ها مریوط می‌شود. در زیر اقداماتی نظیر موارد زیر را برای رفع این مشکلات بررسی می‌کنید.

• ‌سنگ ریزی در هم
• ‌دیوار حایل
• ‌آستانه بستر رودخانه در توری سنگ‌ها

‌سنگ ريزی در هم

این فعالیت به عنوان یک اقدام اضطراری جهت پر کردن حاشیه فرسوده رودخانه در زیر آب انجام می‌گیرد. این به تعمیرات موضعی نواحی کوچک و نسبتاً کم عمق محدود می‌شود (تا ۱/۵ متر) (در صورت امکان بهتر است یک محل نسبتاً مسطح جهت انبار کردن سنگ‌ها برای این منظور فراهم شود تا برای مواقع مورد نیاز مصالح در دسترس باشد برای انجام سنگ ریزی توجه به موارد زیر لازم است.

‌بزرگترین سنگ‌ها باید در لایه زیرین قرار گیرند همچنین لایه‌ها طوری بالا آورده شوند که پایدار باشند این عمل باید تا هنگامی که حاشیه رود به شکل قابل قبولی در آید ادامه یابد.

‌در جایی که خطر آبشستگی توسط جریان قوی وجود دارد باید سبد‌هایی از سیم بافته شده تهیه شود‌. این بند‌ها از سنگ پر شده و در لایه‌های مورد نیاز قرار می‌گیرند‌. سبدهای کامل شده اگر به یکدیگر بافته شوند مقاومت بیشتری در مقابل جریان‌های شدید آب خواهند داشت.
در صورتی که سنگ در دسترس نباشد از گونی کنفی یا پلاستیکی قوی که در حدود یک دوم تا دو سوم آن پر شده است و محکم بسته شده است می‌توان استفاده نمود‌. این گونی‌ها نیز باید مانند مورد فوق در محل قرار گیرند.

دیوار حایل

دیوار حایل جهت حفظ پاشنه یک خاکریز یا طول کوتاهی از کرانه یک رود ساخته می‌شود‌. ساختمان وقتی که بستر رود‌، خشک است و زمانی که ارتفاع آزاد دیوار (۰٫۵H)‌ دیده می‌شود حداکثر در حدود ۱/۵ متر است می‌تواند انجام شود. در صورتی که بستر رود خشک نشود، یک بند موقت (سد انحرافی) باید احداث شود تا کار بر روی زمین خشک انجام شود‌. قبل از اقدام به تعبیه دیوار حایل لازم است با حفر گمانه‌هایی تا تراز تخمین زده شده مشخص شود که آیا خاک در تراز پی به اندازه کافی سفت هست یا خیر.

آب شستگی بستر رود

چگونگی از بین رفتن مواد بستر رود به علت جریان سریع آب در پایه‌ها‌، کوله‌ها و دیوارهای جناحی به هنگام پایین بودن سطح آب یا خشک بودن بستر رود کاملاً قابل تشخیص است. ناحیه آب شسته را باید با قطعات سنگی ۱۳ تا ۳۰ کیلوگرمی یا سنگین تر پر نمود‌. چگونگی انجام کار در شرایط خشک بودن اطراف پایه یا دیوار و یا مستغرق بودن آنها‌ بطور اختصار تشریح میشود.

‌ناحيه آب شسته خشك باشد

• ‌منطقه اطراف پایه یا دیوار، (جایی که آب شستگی رخ داده است) میخ کوبی شود.
• ‌پایین‌‌ترین عمقی که احتمال آب شستگی وجود دارد خاک برداری شود.
• ‌سنگ‌های سنگ چین در لایه‌هایی در محل گود برداری شده قرار گیرند‌. کوچکترین سنگ‌ها در پایین‌ترین لایه قرار گیرند تا لاشه سنگ‌های درشت‌تر با وزن خود آنها را در محل نگه داشته و در برابر طغیان آب از محل خارج نشوند‌.
• ‌فضای بین سنگ‌ها نیز با سنگ‌های کوچکتر پر شود تا از لغزش لاشه سنگ‌ها روی یکدیگر نیز ممانعت شود.
• ‌تا رسیدن به تراز طبیعی‌، کار فوق به صورت لایه لایه ادامه می‌یابد‌. لایه‌های بالایی باید شامل سنگین‌ترین سنگ‌ها باشد و نهایتاً سطحی صاف و هم تراز با کف رودخانه حاصل شود.

‌ناحيه آب شسته مستغرق باشد

چنانچه اطراف پایه دیوار در هیچ زمانی از سال خشک نشود عملیات تعمیر باید در زمانی که در کمترین شدت خود است انجام گیرد. چنانچه جریان آب بسیار کم باشد شاید هنوز بتوان همانند شرایط فوق با لاشه چینی به صورت لایه لایه محل گود شده را پر کرد اما زمانی که امکان سنگ چینی در لایه‌های منظم به دلیل جریان آب وجود ندارد ناحیه آب شسته را می‌توان با سنگ ریزی در هم در گودال ناشی در آب شستگی پر نمود. در این راستا کنترل‌های زیر مفید خواهد بود.

‌عمق آب شستگی با استفاده از شاغول برآورد شود. محدوده مربوطه را نیز می‌توان با استفاده از میله یا شناور‌های علامت گذاری مشخص نمود‌.
‌با استفاده از بلوک‌های سنگین که در بالا ذکر شد مواد سنگ چین باید از روی پل‌، قایق یا کناره ساحل در گودال آبشستگی ریخته شده تا آن را پر کند‌. هنگام عملیات لازم است تمامی بستر رود در محدوده کار با شاغول کنترل شود تا از پیشرفت کار اطلاع حاصل شود.

توری سنگ‌ها

در صورت امکان می‌توان از توری سنگ‌ها به عنوان سازه محافظ کنار رودخانه استفاده نمود‌. معمولا ً تورسنگ‌ها از سبد‌های فولادی با روکش روی‌، شبکه‌های جوش شده‌، فنس‌های گالوانیزه یا سیم بافته (بسته به موقعیت) ساخته می‌شوند‌. سبدها با دست از سنگ‌هایی بین ۱۲ تا ۳۰ سانتی‌متر پر می‌شوند‌. بدیت ترتیب پایداری قابل توجهی بدست می‌آید اما در هر صورت امکان نشت اندکی وجود دارد.

سبد‌های توری سنگ معمولاً بصورت تا شده و مسطح تهیه می‌شوند و بعد بوسیله گره زدن سیم کامل می‌شوند تا حجم حمل و نقل حد‌اقل شود‌. پی‌ها نیز باید همانند یک سازه معمولی به صورت همسطح گود برداری شوند‌. تمامی مواد نامناسب کف باید با خاکخوب‌، سنگ یا شن تعویض شده و متراکم شود سپس سبد‌های باید در موقعیت نهایی خود در محل های مستحکم قرار گیرد‌.

خرابی مربوط به پایه پل

خاموت‌ها در پایه پل‌ها از اهمیت خاصی برخوردارند. مهم‌ترین وظیفه خاموت کم کردن طول مهار نشده ستون و در نتیجه کاهش طول کمانش می‌شود.

علل خرابی پل ها

بر اساس آمار و اطلاعات جمع آوری شده از خسارات سیلاب در دوره زمانی سالهای 1331 تا 1375 افزایش تخریب پلها در اثر سیلاب چشمگیر بوده است. آنچه که مسلم است یکی از عوامل اصلی این تخریبها عدم رعایت مسائل هیدرولیکی و مهندسی رودخانه در طراحی پلها در طی دهه گذشته ( که دوره توسعه سازندگی و پیشرفت بوده است) می باشد و شواهد نشان می دهد که در سالهای اخیر به این مساله توجه کافی نمی گردد. مسلماً عواقب ناشی از عدم رعایت مسائل مهندسی رودخانه در پل سازی جزصرف هزینه های زیادو بی حاصل ثمری نخواهد داشت و لازم است در برنامه های مربوط به پلسازی معیارهای هیدرولیکی در مطالعات طراحی و اجرای پلهامورد توجه قرارگیرند.
تحقیقات انجام شده روی پلها نشان می دهد که علاوه بر عوامل سازه ای و ژئوتکنیکی که در محاسبه ابعاد پلها به کار می روند عوامل هیدرولیکی و اندرکنش سازه پل و رودخانه در تعیین جانمایی طول ارتفاع پایه و تکیه گاهها و حفاظت از پلها نقش اساسی دارند.

جانمایی و راستای قرارگیری پل ها

عبور جاده و یا خط راه آهن از روی رودخانه ها محدود به بازه های خاصی از رودخانه هاست که توسط مسیر کلی راه مشخص می گردد علاوه بر آن مسیر کلی راه راستای قرارگیری پل روی رودخانه را نیز تعیین می نماید در حد امکان از احداث پل در بازه های ناپایدار باید اجتناب نمود بازه های ناپایدار بازه هایی از رودخانه هستند که رودخانه در آنها فرسایشی و یا رسوبگذار است. انتخاب راستای پل عمود بر راستای جریان از وارد آمدن نیروی بیشتر و مورب به تکیه گاهها و پایه های پل جلوگیری می کند همچنین طول پل کاهش می یابد که در کاهش هزینه های کلی طرح بسیار موثر است استفاده از عکسهای هوایی و توپوگرافی بامقیاس مناسب ( 1.50000 تا 1.20000) یکی از راههای مفید برای مطالعه جانمایی و تعیین بهترین مسیر عبور پل از روی رودخانه است.

تعیین طول پل ها

به دلیل ملاحظات اقتصادی وسازه ای تاحد 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 بنابر این طول پل باید طوری انتخاب شود که پایداری رودخانه در محدوده احداث پل حفظ گردد بر اساس تحقیقات انجام شده بازه های پایدار رودخانه، بازه هایی هستند که تغییرات چندانی در طول یک یا چند سال نداشته باشند از مفهوم بازه پایدار برای تعیین عرض تعادل رودخانه ها استفاده می گردد عرض تعادل با استفاده از مفاهیم روابط تجربی رژیم روش نیروی برکنش و مفهوم توان جریان استخراج می گردد. روابط رژیم بر اساس معادلات تجربی بین دبی جریان آب و رسوب عمق عرض و شیب رودخانه ها با بستر شنی نشان می دهد.

تعیین ارتفاع پل ها

محدودیت های سازه ای و اقتصادی خاکریزهاو جاده های طرفین مسائل کشتیرانی و قایقهای تفریحی و ظرفیت آبگذری مهمترین عوامل تعیین کننده ارتفاع پل می باشند ظرفیت آبگذری پل به حداکثر دبی جریان گفته می شود که پل با اطمینان از خود عبور می دهد این مقدار جریان به هندسه مقطع پل و تکیه گاه ها شکل پایه های پل عرض تنگ شده رودخانه و ارتفاع پل بستگی دارد. با تعیین عرض تعادل رودخانه (یا همان طول پل ) دبی سیلاب طراحی برای محل و شکل مقطع پل و پایه های آن و ارتفاع پل محاسبه می گردد دبی سیلاب طراحی بر اساس اهمیت سازه از نظر ارتباطات تجارت و همچنین ریسک شکست و وارد آمدن خسارت انتخاب می گردد. اغلب دبی طراحی عبور سیلاب برای پلها را با دوره برگشت 50ساله 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 گردابهای قویتری می گردد که با گرداب حاصل از پایه ترکیب شده و آبشستگی را تشدید می نماید. در حالت دوم (سطح قانونی شالوده داخل حفره آبشستگی است)سیستم گردابهای ایجاد شده ضعیفتر از حالت اول می باشد و حتی در زماینکه سطح فوقانی شالوده به اندازه کافی به سمت بالا دست گسترش می یابد، گرداب ایجاد شده توسط پایه بر روی سطح شالوده هیچگونه تاثیری در سیستم ایجاد شده توسط پایه ندارد.باتوجه به موارد فوق الذکر معادلات ارایه شده توسط ریچاردسون نیاز به بازبینی دارد 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.

هدایت جریان

شکل نامنظم رودخانه ها در مقاطع عرضی و در طول ممکن است باعث تغییرات مکانی جریان در رودخانه گردد این موضوع برای احداث پلها و عبور جریان ازمقطع آنها نامطلوب است و باید به نحوی جریان در بالادست پل یکنواخت توزیع شده و به طرف سازه هدایت گردد. این عمل توسط سازه طولی به نام دیوارهای هدایت جریان صورت می گیرد. در بیشتر موارد مصالح مورد استفاده از رودخانه ای بوده و در قسمت سطحی و پیش بند از حفاظت های سنگچین استفاده می گردد گاهی شکل قرارگیری پل در مسیر رودخانه طوری است که به سادگی نمی توان جانمایی دیوارهای هدایت جریان و طول و مشخصات آنرا محاسبه نمود در این حالت با توجه به اهمیت پروژه پلسازی می توان از مدلهای فیزیکی جهت تعیین مشخصات آن استفاده نمود.
در طراحی پلها عوامل هیدرولیکی بسیار زیاد و پیچیده ای در رابطه با اندرکنش سازه پل و رودخانه نظیر ظرفیت آبگذری ،آبشستگی و فرسایش پایداری بازه رودخانه و نیروهای موثر جریان بر پایه ها و تکیه گاهها وجوددارند.
طراحی پلها بادر نظر گرفتن اصول مهندسی رودخانه که یکی از عوامل تعین کننده می باشد ممکن است در بسیاری از موارد طراحی سازه ای پل را تحت الشعاع قرارداده و حتی باعث تغییر سیستم باربری سازه پل گردد.

راه سازی جهان نما

راه سازی جهان نما فعال در زمینه ی مجری عملیات خاک برداری و راه سازی، مخلوط ریزی و تهیه آسفالت گرم، فروش و تهیه مصالح ساختمانی در خدمت هموطنان عزیز در جای جای این سرزمین می باشد. عمده فعالیت شرکت ما به دلیل سابقه ی طولانی در استان تهران و مناطق دماوند، رودهن، پردیس و لواسانات (لواسان)‌ می باشد. تیم ما شامل مهندسین ماهر و تحصیل کرده می باشد و این موضوع باعث افتخار ماست تا با دانش کاملا بروز به خدمت رسانی به هموطنان عزیز بپردازیم.

شماره تماس:
موبایل 09124707416
موبایل 09011061426
دفترکار 02176392446