مراحل ساخت پل های بتنی پیش تنیده


اصول مهندسی پل

تجهیز کارگاه

در کارگاه پل سازی همچون سایر پروژه های عمرانی قبل شروع پروژه نیاز به تجهیز کارگاه می باشد. تجهیز کارگاه شامل احداث ساختمان های موقت اداری، تهیه و انبار مصالح، قالبها، احداث بچینگ پانت و ... می باشد.

 معارضین تاسیساتی و ملکی

غالبا در مسیر اجرای پروژه های عمرانی عوارض و موانعی وجود دارد که باید تدابیر مخصوص به منظور گذر از این موانع اتخاذ شوند. پروژه هایی که در داخل شهر ها اجرا می شوند علاوه بر موانع طبیعی، معارضین تاسیساتی و ساختمانهای با کاربری مختلف دارند

ساخت بتن

1-   بتن ریزی در محل

2-   حمل بتن از کارخانه

که بعدا توضیح دادده خواهد شد

 سازه عرشه

مشخصات سازه عرشه این پل بصورت ذیل می باشد:

 

استفاده از کابل ها بصورت مستقیم در طول قطعه کارآیی لازم را نداشته و هنگامیکه قطعات بزرگ هستند، حداکثر تاثیر پیش فشردگی در نقاطی که حداکثر ممان خمش اتفاق می افتد، مورد نیاز است و بالعکس در نقاطی کمترین تاثیر پیش فشردگی مطلوب است که حداقل ممان خمشی در آن نقاط اتفاق بیافتد. از این رو هنگامی که نیروی تنیدگی ثابت است با تغییر در خروج از مرکزیت نیرو در هر مقطع از طول تیر، می توان تاثیر نیروی بارگذاری را بوسیله نیروی تنیدگی خنثی نمود.

  

اجرای سازه عرشه

مراحل اجرایی سازه عرشه عبارتند از آرماتوربندی، کارگذاری غلاف ها و کابلها، قالببندی، بتن ریزی و نهایتا پس از اینکه بتن به مقاومت مشخصی رسید کابلها تحت کشش قرار خواهند گرفت.

 کارگذاری غلاف ها و کابلها

در صورتیکه قبل از بتن ریزی کابلها در قالب قرار داده شده اند، باید بوسیله غلافهایی که معمولا از فلز و با مقطع دایره ای ساخته می شوند، پوشانده شوند و بدقت در جای خود قرار گیرند. غالبا این عمل با بستن غلاف ها به شبکه های فولادی که در قالب قرار می گیرد انجام می شود.  

 قالب بندی عرشه

پس از آماده شدن آرماتورها، کابلها و غلاف ها و همچنین بستن قالبها، عمل بتن ریزی صورت می گیرد و پس از گذشت زمان لازم و حاصل شدن مقاومت کافی در بتن، تنیدن کابلها (کشیدن آنها) قابل اجرا می باشد. در این رابطه می توان یک طرف قطعه را با بهره گیری از گیره ها کاملا محکم نمود و از طرف دیگر کابلها را بوسیله جک های مخصوص کشید و یا اینکه از هر دو طرف عمل کشیدن را انجام داد.

تکیه گاه ها به منظور باربری جکهای مخصوص کشش کابلها، بطور خاص طراحی شده و قالبهای ویژه آن طراحی شده و بتن مصرفی باید از کیفیت بالا برخوردار باشد.

تزریق داخل غلاف

پس از مرحله کشیدن کابلها و تثبیت نمودن گیره ها در دو انتهای قطعه، غلاف های کابلها را با دوغاب تحت فشار پر می کنند. علت اصلی این امر جلوگیری از ایجاد هر گونه خوردگی و زنگ زدگی در کابل های فولادی است، البته دوغاب پس از گیرش باعث بوجود آمدن یک نوع پیوستگی بین کابلهای فولادی و بتن خود قطعه نیز خواهند شد.

به منظور تزریق کامل داخل غلاف و اینکه هیچگونه تخلخل یا هوایی باقی نماند، تزریق از پایین ترین منفذ آغاز شده و تا خروج کامل حباب هوا از منفذهای بالایی ادامه خواهد یافت.

دیوارهای حایل

پس از اجرای سازه عرشه، به منظور دسترسی عرشه به تراز کف از خاکریزی استفاده شده و باربری محل خاکریزی به عهده دیوارهای حایل می باشد.

 

 

 

روش طره ای آزاد

 این روش در حقیقت یک نوع روش اجرایی برای ساختن پلهای بتن پیش تنیده می باشد که طبق این روش تابلیه پل به قسمتهای کوچکتر ( با طول کمتر ) تـقسیـم شـده ، کـه این قطعات کوچکتر ( از قبل یا در محل ) ساخته شده و از روی پایه بصورت متوالی بوسیله یکسری کابل به هم متصل می شوند تا یک کنسول ( طره ) روی پایه بوجود آید و طره های بـوجـود آمـده از دو پـایه متوالی به هم رسیده و یکپارچه گردند .
مزایای استفاده از روشهای طره ای آزاد :
روشهای متداول ساختن تابلیه ( عبور گاه ) در پلسازی بدینگونه است که بعد از ساختن شدن پایه ها با داربست بندی و قالب بندی عبور گاه را بتن ریزی کرده و می سازند . که این روش وقت گیر بوده و ظمناً ، ممکن است داربست بندی در همه جا امکان پذیر نباشد .
بعنوان یکی از مزیت های روش طره ای آزاد می توان به این نکته اشاره کرد که سـرعت اجـرا در ایـن روش می تواند بسیار بیشتر از روشهای دیگر باشد به این دلیل که امکان ساخـتن تـابلیـه بصورت هم زمان از روی همه پایه ها را دارد که در حالت استفاده از قطعات پیش ساخته سرعت کار به
۸ متر در روز می رسد که یکی از مزیت های بسیار مهم برای این روش بشمار می آید دیگر مـزیـت بزرگ استفاده از این روش آن است که باعث حذف داربست بندی های مختلفف می شود . البته روشهـای دیگـری نیـز بدون استفاده از داربست و شمع و قالب بندی برای دهانه های کمتر از ۵۰ متر پیشنهاد شده ، امـا برای دهانه های بزرگتر ( تا حدود ۲۵۰ متر ) معمولاً از روش طره ای آزاد استفاده می شود . حتی با بکار بردن بتن های سبک و کاهش وزن قطعات در آینده می توان پیش بینی کرد که دهانه هـای بـزرگتـری نیز با استفاده از این روش ساخته شوند

روشهای ساخت قطعات : برای ساختن قطعات تابلیه پلهای ساخته شده به روش طره ای آزاد دو تکنیک عمده و متدوال وجود دارد :
۱- بتن ریزی در محل ،که معمولأ در مواردی که قطعات سنگین هستند و یا برای استفاده از یک سری فولاد و بخصوص در مورد پلهای کوچک از این روش استفاده میشود . که در این روش با استفاده از جرثقیل های متحرک تغییر مکان قالب ها روی سطح تأمین شده و بتن ریزی در قالب در محل انجام میگیرد . در حالت بتن ریزی در محل با توجه به ارتقاع زیاد مقطع باید سعی نمود که بجای اینکه بتن ریزی از ارتفاع ۳تا۵ متری از بالای قالب انجام شود ، با ایجاد دریچه هایی روی دیواره قالب , بتن ریزی را از ارتفاع کمتر انجام داد . همچنین در اطراف محل های مهاری ویبراسیون دشوار بوده و با دقت تمام انجام گردد. برای اینکار میتوان با قرار دادن لوله هایی برای عبور ویبراتور انجام عمل مزبور را آسانتر نمود . در این حالت پیش تنیدگی قطعات معمولأ بصورت پس کشیده است .
۲- از قبل ساختن قطعات در کارگاه : در این روش قطعات از قبل در کارگاه ساخته و تنیده میشوندکه در این حالت قطعات پیش کشیده هستند و باید قطعات مشابه را زیاد در نظر گرفت و فضای کافی برای نگهداری آنها را داشت در این روش سرعت عمل حدودأ ۱۰ برابر روش بتن ریزی در محل افزایش می یابد ، دقت عمل آن بسیار بیشتر خواهد بود از دیگر مزیتهای آن اینکه در این

حالت پیش تنیدگی در زمانی که بتن در صد بیشتری از مقاومت خود را بدست آورده انجام میگیرد در نتیجه قسمت مهمی از انقباض و تغییر شکلهای اولیه خود را انجام داده است که این امر را منجر خواهد شد که افت نیروی پیش تنیدگی کمتر از حالت فوق باشد .
بتن ریزی هر قطعه در یک یا دو فاز انجام میگیرد ابتدا بالا تحتانی قالب بندی و بتن ریزی شده و سپس قالبهای جان و بال فوقانی نصب شده و سپس بتن ریزی آنها ( فاز دوم ) انجام می گیرد و در حالت بتن ریزی در یک فاز همه قسمتها با هم قالب بندی و بتن ریزی میشوند . مقاومت بتن مورد استفاده که در سه روز تحت فشار قرار میگیرد را باید با آزمایشهایی مختلف کنترل نمود . مثلأ در

کارگاه میتوان از یک دستگاه سلو متر برای کنترل سریع مقاومت بتن در برابر بارهای متمرکز استفاده کرد .

پیش ساختگی قطعات :

برای حذف دشواریهای ناشی از تحت فشار قرار دادن بتـن در سنیـن کـم ، تغییر شکلها اولیه بتن و افزایش دقت و سرعت پیشرفت کار باید تا حد امکـان سعـی بـه استفـاده از تکنیک پیش ساختگی نمود . در این حالت افت نیروی پیش تنیدگی در اثر پدیدهای انقـباض ، خـزش بتن ناچیز می باشد . هر چه تعداد قطعات لازم بیشتر باشد ، استفاده از این تکنیک اقتـصادی تر خواهد بود .
طول قطعات بستگی به وسیله انتقال دهنده دارد که نباید باعث سنگینی زیاد حـد شود . گاهی قطعات روی پایه نیز در دو قسمت ساخته می شوند . و سپس به هم متصل می گردند . اگر ضخـامـت ژوان بین قطعات ناچیز باشد نصب آنها بسیار سریع خواهد بود در غیر اینصورت باید ژوان ها را از ملات مـاسـه و سیمان پر نموده و عمل کشیدن کابلها را بعد از گرفتن ملات انجام داد ، عمل اتصال اولیه هر قطـعه بـه قطعه قبلی با استفاده از مواد چسبنده و تعدادی کام و زبانه پیش بینی شده بین قطعات و بالاخـره کابل پیش تنیده انجام میگیرد .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جمع بندی و نتیجه گیری

یکی از مهمترین خواص ساختمانهای بتن پیش تنیده نداشتن ترکهای دائمی می باشد.

وزن ساختمانهای بتن پیش تنیده به مراتب از وزن ساختمانهای بتن آرمه معادل کمتر است زیرا اولا چون از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده می شود، میزان بتن لازم کمتر است. ثانیا چون فولاد مصرفی دارای مقاومت زیادتری است معمولا وزن فولاد لازم بین 3/1 تا 5/1 وزن فولاد معمولی معادل می گردد.

خیز به طرف پایین تیرهای بتن پیش تنیده، تحت اثر بارهای سرویس، معمولا بسیار کم می باشد. زیرا قبل از وارد آمدن بارهای سرویس تحت تاثیر نیروهای پیش تنیدگی مقداری خیز به طرف بالا در تیر به وجود آمده است که از شدت خیز به طرف پایین می کاهد.

در ساختمانهایی بتن پیش تنیده قبل از وارد آمدن بارهای طرویس ساختمان، بوسیله نیروی پیش تنیدگی به شدت بارگذاری شده و بتن و فولاد تحت تاثیر تنشهای زیادی قرار می گیرد و این خود یک نوع امتحان از نظر مطمئن بودن بتن و فولاد می باشد، اگر چنانچه در این مرحله، ساختمان از خود حالت غیر عادی نشان ندهد می توان مطمئن شد که تحت تاثیر بارهای سرویس نیز عیبی نخواهد کرد.

واضح است که یک سازه انعطاف پذیر، بیشتر خاصیت فنری و ارتجاعی داشته و می تواند قبل از اینکه در اثر ضربه گسیخته گردد مقدار قابل توجهی انرژی را جذب کند به همین ترتیب چنین سازه هایی تحت تاثیر بارهای زلزله و دینامیکی رفتار بهتری نشان می دهند.

مراجع

]1[ آنچه صنعتگران بتن کار باید بدانند، مرکز تحقیقات بتن

[2] repairing bridge substructures, OECD (organization for economic cooperation and Development)

[3] فن آوری بتن، دکتر محمد حسن رامشت

[4] کاربرد پیش تنیدگی در دال های بتنی و روش های ایجاد آن، نازنین کاشیها،محمد بزاز