پل کیبلی (cable styed bridge)

پل کیبلی  و مزایا و معایب  آن

یک پل کیبلی، از یک عرشه پیوسته که بوسیله کیبل های که به صورت مایل به سمت پایین  کشیده شده و عرشه پل را به یک یا چند برج (پایلون) (که عموما به شکل A میباشند) که بالای پایه‌های پل بنا شده اند متصل می کنند، تشکیل شده است. کیبل  فولادی بی نهایت قوی و در عین حال بسیار انعطاف پذیر و اقتصادی می‌باشند چون سبب کار ساختمانی سبکتر و باریکتر شده و در عین حال با کیبل ها می توان دهانه ها با طول بیشتر (تا ۱۰۰۰ متر) را پوشش داد. اگرچه تنها تعداد کمی از آن‌ها برای نگه داشتن کل پل کافی هستند، انعطاف پذیری کیبل ها آن‌ها را در مقابل نیروهایی مانند باد ضعیف می‌کند. برای پل‌های کیبلی با دهانه‌های طولانی به خاطر تضمین ثبات و پایداری کیبل ها و پل در مقابل باد، می‌بایست مطالعات دقیقی انجام شودوزن سبکتر پل یک وضع نامساعد در بادهای سهمگین و یک مزیت در مقابل زلزله محسوب می‌شود. نشست غیر هم سطح تهداب ها که به مرور زمان یا طی یک زلزله روی می‌دهد، می‌تواند پل کیبلی را دچار آسیب کند.پس باید در دیزاین تهداب ها  دقت به عمل آورد. ظاهر مدرن و در عین حال ساده پل کیبلی آن را به یک شاخص واضح و جذاب تبدیل کرده‌است. خصوصیات منحصر به فرد کیبل ها و به طور کلی ساختمان، دیزاین  پل را بسیار پیچیده می‌نماید. برای دهانه‌های طولانی تر، جایی که باد و نوسانات باید مورد توجه قرار گیرند، محاسبات بی نهایت پیچیده‌ می شوند و عملاً بدون کمک برنامه های کمپیوتری و آنالیز آن غیر ممکن می‌باشند. علاوه بر این ساخت پل کیبلی مشکل است و اتصالات، برج‌ها، عرشه ها و مسیر کیبل ها ساختمان های پیچیده‌ای هستند که مستلزم محاسبات دقیق می‌باشند. 

ازخواص کیبل ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

-  استحکام کششی بالا

-  سطح مقطع کوچک

-  وزن کم

- عمر خستگی طولانی

-  مقاومت در برابر فرسایش

-  انعطاف پذیری زیاد

-  رفتار کششی وچرخشی خوب

البته این خواص به شیوه تولید کیبل وکنترل رشته های سیم بستگی دارد مواد اولیه کیبل ها به تنها دربخشی از استحکام قابل استفاده خود رابطه عمل و عکس العمل خطی از خود نشان می دهند، و بعد از این مرحله یعنی پس ازحد نهایی رابطه تشنجات - مقاومت از حالت خطی بودن خارج می شود.

تاریخچه پل کیبلی 

اولین طرح شناخته شده از یک پل کیبلی در کتابی به نام “ماشین‌های نووا” منتشر شده در سال ۱۵۹۵ آورده شده و اولین پل کیبلی معلق ساخته شده پل درابرگ اسکاتلند در سال ۱۸۱۷ می باشد. ولی این ایده تا قرن حاضر که انجنیران شروع به استفاده از پل‌های کیبلی نمودند مورد استقبال واقع نشده بود. در جنگ جهانی دوم که فولاد کمیاب بود، این طرح برای بازسازی پل‌های بمباران شد که هنوز تهداب هایشان پابرجا بود، مورد استقبال واقع شد.

طبقه ‌بندی پل‌های کیبلی

طبقه ‌بندی واضحی برای پل‌های کیبلی وجود ندارد. به هر حال آن‌ها می‌توانند توسط تعداد دهانه‌ها، برج‌ها و کیبل ها و همچنین نوع عرشه از یکدیگر تمیز داده شوند. تنوع بسیاری در تعداد و نوع برج‌ها و همچنین تعداد و بسته بندی کیبل ها وجود دارد. برج‌ها به صورت تکی، دوتایی، دروازه‌ای و یا برج‌های A شکل استفاده شده‌اند. علاوه بر این چیدین کیبل ها به طور عمده‌ای متفاوت می‌باشند. بعضی اقسام دارای چییدن تکی، چنگی(موازی)، پنکه ای(شعاعی) و ستاره‌ای هستند. در بعضی موارد تنها کیبل های یک طرف برج به عرشه وصل می‌شوند و طرف دیگر روی یک تهداب یا وزنه برابری فشار می‌اندازند.

پلهای کیبلی عمد تا به دو بخش ترکه ای و معلق تقسیم بندی می شود. پل های معلق در دهانه های خیلی بزرگ به کار می روند ترکیب این پلها عبارت است از دو عدد پایه بلند که در دو طرف دهانه قرار دارد و دو دسته  کییل که با عبور از بالای پایه ها در دهانه آویزان است و دو انتهای کیبل ها در تکیه گاه ثابتی که معمولا بلاک های حجیم کانکریتی هستند مهار می شود و عرشه توسط تعدادی آویز قائم آویخته می شود. پل های معلق مدرن برای دهانه های بیش از ۳۰۰ متر اقتصادی بوده و اگر عرشه فلزی که سبکتر از نوع کانکریتی میباشد استفاده شود بسیار اقتصادی تر است. پل های ترکه ای به علت سختی و زیبایی و دیزاین اقتصادی و سهولت اجرا از سال ۱۹۵۰ میلادی رواج زیادی یافت اصل اساسی در بررسی رفتار پل های ترکه ای این است که توسط کیبل های متعددی به یک پایه بلند نصب شده اند و دهانه پل در نقاط متعددی گرفته میشود. در این پل ها عرشه به صورت اتصال سخت از یک طرف روی کوله های پایه ها و از طرف دیگر با کیبل ها مهار میشوند. پایه های میانی پل به شکل H ،A ،I بوده است پل های ترکه ای با عرشه کانکریتی تا دهانه های ۱۰۰ الی ۷۰۰ متر اقتصادی بوده است.

 

مقایسه پل کیبلی (ترکه ای) و معلق

برای طول متوسط دهانه‌ها (۵۰۰ تا ۱۰۰۰ متر) پل کیبلی ترکه ای (ایستا) سریعترین انتخاب مناسب برای یک پل می‌باشد. نتیجه یک پل اقتصادی که زیبایی آن غیر قابل انکار است. همچنین پل کیبلی ترکه ای بهترین پل برای طول دهانه بین پل های کیبلی و معلق می‌باشد. در این محدوده طول دهانه، یک پل معلق مقدار بسیار بیشتری کیبل نیاز خواهد داشت و این در حالی است که یک پل معلق کامل، به طور قابل ملاحضه‌ای به مصالح بیشتر نیاز دارد که آن را به مقدار چشمگیری سنگین تر می‌نماید. ممکن است به نظر برسد پل کیبلی شبیه پل معلق است ولی با اینکه هر دو دارای عرشه هستند که از کیبل ها آویزانند و هر دو دارای برج هستند، این دو پل بار عرشه را به طرق بسیار متفاوتی نگه می‌دارند. این اختلافات در چگونگی اتصال کیبل ها به برج می‌باشد. در پل معلق کیبل ها آزادانه از این سر تا آن سر دو برج کشیده شده‌اند و انتقال بار به تکیه گاه‌های واقع در هر انتها صورت می‌گیرد. در پل کیبلی ترکه ای، کیبل ها در حالی که به برج‌ها متصلند به تنهایی بار را تحمل می‌کنند. در مقایسه با پل‌های کیبلی معلق، پل کیبلی ترکه ای به کیبل کمتری نیاز دارد، می‌توان آن را از قطعات کانکریتی پیش ساخته مشابه ساخت و همچنین احداث آن سریع تر است

نمونه ای از چند پل های کیبلی ساخته شده در جهان

دانمارک، پل کمربند شرقی

این پل که به طور رسمی نام «Østbroen» را بر روی خود می‌بیند، نوعی پل معلق به شمار می‌آید که از فولاد و کانکریت ساخته شده است. طول این پل زیبا 6790 متر بوده و ارتفاع آن 254 متر است.

 چین، پل Jingyue

این پل کیبلی در کشور چین و روی دریای Yangtze واقع شده است. این پل با طول 5419 متر و ارتفاع 265 متر یک ساختمان عظیم به شمار می‌آید. این پل در سال 2010 در منطقه Jianli dounti افتتاح شده است.

جاپان، پل Akashi Kaikyo  

این پل معلق عظیم حدود 3911 متر طول دارد. ساخت این ساختمان که با نام پل مروارید نیز شناخته می‌شود، در سال 1988 آغاز شده و 10 سال بعد یعنی در تاریخ 5 اپریل 1998 به اتمام رسیده است و ارتفاع این پل 282.2 متر است.

روسیه، پل Russky

دومین پل مرتفع دنیا، در کشور روسیه واقع شده است. این پل کیبلی که طول 3100 متری دارد، در جولای سال 2012 بازگشایی شده است. برای ساخت این ساختمان حدود 1.1 میلیارد دالر هزینه شده است. هزینه‌ای که منتقدین اقتصاد روسیه را سخت بر آشفته است. ارتفاع این پل 320.9 متر است.

 فرانسه، پل Millau Viaduct

اولین پل کیبلی مرتفع دنیا که شاید بتوان آن را زیباترین نمونه نیز نامید. این پل و ساختمان عجیب و غریب با 2460 متر طول و ارتفاع 343 متری پایه‌هایش، مرتفع‌ترین پل دنیاست.

این پل توسط طراح معروف فرانسوی آقای «Michel virlogueux» طراحی شده است و از سال 2001 ساخت آن آغاز گردیده است. نهایتا این پروژه عظیم در دسامبر سال 2004 به بهره برداری می‌رسد.

هزینه تمام شده این غول عظیم حدودا 394 میلیون یورو بوده است!

برای دانلود مطلب کامل اینجا کلیک کنید:‌

موضوعات مرتبط: دیزاین پل ها، نگارش و پژوهش، جزوه - مقالات و پروژه های صنفی، کتاب های انجنیری
برچسب‌ها: پل کیبلی, cable styed bridge عشق و زندگی...