طراحی و اجرای پل های بتنی
2
پل های بتنی
پلهای بتنی در دو دسته ی عمده پل بتن مسلح و پل بتن پیش تنیده قابل اجرا میباشند. در پل ها استفاده از بتن، به علل زیر نسبت به استفاده از سنگ و ساخت پل های سنگی در اولویت قرار دارد:
۱- قابلیت تحمل فشار و وزن
۲- سهولت در ساخت
۳-در دسترس بودن مصالح تشکیل دهنده آن
بتن، ماده اصلی به کار رفته در ساخت اکثر پل های جدید است. این ماده با وجود بهره مندی از مقاومت فشاری بالا، مقاومت کششی پایینی دارد. البته مشکل پایین بودن مقاومت کششی بتن با ظهور سازه های بتن مسلح کاملا برطرف شده است.
3
پل های بتنی
مدول الاستیسیته بتن در تنش های پایین به سمت مقادیر ثابت میل می کند. این مسئله می تواند زمینه ساز تشکیل و گسترش ترک در سازه های بتنی شود. انبساط حرارتی، آب رفتگی و خزش در تنش های بالا از دیگر مسائلی که امکان رخ دادن آن ها در سازه های بتنی وجود دارد. رفتار مکانیکی بتن بر اساس مقاومت فشاری آن مشخص می شود. بنابراین بطور معمول از بتن مسلح یا پیش تنیده در ساخت پل استفاده میگردد. آرماتورهای موجود در این نوع بتن، ویژگی شکل پذیری سازه را افزایش می دهند. علاوه بر این، امروزه استفاده از این آرماتورها به عنوان الزامی برای مقاومت پل در برابر زلزله در نظر گرفته می شود. در مجموع، بتن پیش تنیده نسبت به بتن مسلح کاربرد و رواج بیشتری برای ساخت پل دارد؛ چراکه بتن پیش تنیده، معایب عمده بتن مسلح نظیر محدودیت در مقاومت، سنگینی سازه و دشوار بودن ساخت و ساز را برطرف کرده است.
4
بتن مسلح چیست؟
بتن معمولی ماده ای متشکل از سنگدانه و ملات است. سنگدانه های بتن شامل سنگدانه ریز (ماسه) و درشت (شن ) هستند و ملات بتن که موجب چسبندگی سنگدانه ها به یکدیگر می شود، ترکیبی از سیمان و آب است. بتن در مقابل نیروی فشاری دارای مقاومت قابل قبولی است با این حال در مقابل نیروی کششی ضعیف عمل می کند و علت این امر وجود ریزترک های مویی در بتن می باشد و یکی از دلایل استفاده از بتن مسلح دقیقا همین مسئله میباشد. وقتی بتن تحت کشش قرار می گیرد این ترک ها بازتر می شود و بتن مقاومت کمتری از خود نشان می دهند . از طرفی فولاد دارای مقاومت کششی قابل قبولی است. از این رو با مسلح کردن بتن به میلگردهای فولادی، بتنی حاصل می گردد که هم دارای مقاومت فشاری و هم مقاومت کششی قابل قبولی است، به این نوع بتن، بتن مسلح یا بتن آرمه گفته میشود.
5
علت استفاده از فولاد برای مسلح کردن بتن
یکی از دلایل استفاده از بتن مسلح ضریب انبساط حرارتی میباشد. ضریب انبساط حرارتی بتن و فولاد یکسان است. به این معنی که فولاد به دلیل تشابه ضریب انبساط حرارتی با بتن موجب ترک خوردگی بتن در صورت منبسط شدن نمی شود. در واقع بتن و فولاد با همدیگر تغییر طول می دهند ، به عبارت دیگر فولاد بر اثر تغییر دما موجب ایجاد تنش در بتن نمی شود . قابلیت چسبندگی و عدم لغزش فولاد داخل بتن مسلح به خصوص برای فولادهای آج دار، بتن کاملا اطراف فولاد را می گیرد. یعنی بتن مسلح از فولاد در مقابل عوامل جوی ، هوازدگی و آتش سوزی (فولاد به شدت در مقابل حرارت ضعیف است) محافظت می کند.
6
پل های بتن مسلح
با توجه به روش اجرا و نحوه بتن ریزی، پلهای بتن مسلح را می توان از مقاطع مختلف و با اشکال دلخواه ساخت. با این وجود استفاده از مقاطع ساده در جهت کاهش بهای قالب بندی همواره مورد نظر است. در بعضی از حالات استفاده از سیستم پیش ساختگی باعث حذف اجزاء نگهدارنده قالبها و در نتیجه صرفه جوئی قابل ملاحظه می شود. پلهای بتن مسلح به اشکال مختلف به صورت پلهای قوسی، پل های صفحه ای (پل دال)، پل با تیرهای حمال (مقطع تیرو تاوه)، پلهای جعبه ای و پلهای قابی شکل ساخته می شوند این پلها رامی توان به صورت پیش ساخته یا ساخته شده در محل (بتن ریزی در جا) با مقطع ثابت یا متغیر و به صورت دهانه ساده یا یکسره ساخت. امروزه بتن آرمه به عنوان یک گزینه قابل اعتماد برای ساخت بسیاری از سازه های کوچک و بزرگ محسوب میشود بطوری که شاید بتوان از آن به عنوان مهم ترین ماده ساختمانی موجود با کاربری فراگیر در دنیا نام برد.
7
قالب بندی اجرای پل های بتن مسلح (آرمه)
قالب بندی پل بتنی:
پل از قسمت های مختلف شمع، شالوده، ستون، کوله و عرشه تشکیل می شود. در شالوده ی آن از قالب های مدولار و متعلقات آن بهره گرفته و در ستون ها چنانچه دایره ای شکل باشند از قالب های گرد یا ترکیبی از قالب های گرد و مدولار و متعلقات آن ها استفاده می گردد. همچنین درکوله و عرشه پل از قالب های مدولار و خاص و متعلقات آن استفاده می شود.
روش های اجرای قطعات پل:
1- به صورت پیش ساخته در کارگاه
2- به صورت درجا و در محل اجرا
8
قالب بندی و اجرای پل های بتن مسلح (آرمه)
تنظیم مجموعه قالب بندی:
قالب باید طوری طراحی شود که بتواند بارهای وارده را قبل از اینکه سازه بتنی مقاومت کافی بدست آورد با ایمنی مناسب تحمل کند.
مجموعه قالب بندی باید در تمامی مراحل قبل از بتن ریزی ، ضمن و بعد از آن به دقت زیر نظر باشد و به منظور حفظ مجموعه در محدوده های تعیین شده تنظیم شود.
تعبیه خیز اولیه برای تیرها و دال های دهانه بزرگ به طوری که بتواند تغییر شکل دراز مدت ناشی از بار مرده را جبران نماید، الزامی است.
9
قالب بندی و اجرای پل های بتن مسلح (آرمه)
انواع قالب های مورد استفاده در پل های بتنی:
قالب های مورد استفاده در پل های بتن آرمه شامل موارد زیر
می باشد:
1- قالب فونداسیون
2- قالب ستون
3- قالب تیر سرستون
4- قالب های عرشه
قالب های عرشه بر دو نوع می باشد:
1- قالب های عرشه برای پل هایی که عرشه آنها به صورت دال تخت و یا دال و شاهتیر به صورت درجا و یکپارچه اجرا می گردند.
2- قالب های عرشه برای عرشه هایی که تیرهای حمال آنها به صورت پیش ساخته ی بتن آرمه و یا فولادی می باشند.
10
قالب بندی عرشه پل بتنی با استفاده از قالب های آویزان از تیرهای فولادی
یک روش برای قالب بندی عرشه یا دال بتنی پل، استفاده از قالب هایی است که به تیرهای فولادی سازه اصلی آویزان می شوند. تیرهای قالب که بین تیرهای اصلی و عمود برآنها قرار می گیرد، توسط پیچ به بال فوقانی تیر های سازه اصلی متصل گردیده اند و قالب بندی دال پل برروی این تیر ها قرارمی گیرد.
برای برچیدن این قالب ها،کافیست پیچ های اتصال را از تیر سازه ی اصلی باز نموده وتیرهای قالب را پایین آورد. توجه شود که قالب ها وتیرچه های آن ها می تواند از نوع قالب های پیش ساخته با عرض های متداول باشد وپس از برچیدن بی آنکه آسیبی به آنها برسد برای قسمت های بعدی مورد استفاده قرارگیرند.
11
قالب بندی عرشه ی پل بتنی با استفاده از قالب های آویزان از تیر های بتنی
از این روش برای قالب بندی طرفین پل استفاده می شود. بست فوقانی قالب از فولاد با مقاومت بالا بوده و آویزها، به وسیله ی یک مهاربند برای تامین مقاومت کافی مسلح گردیده اند.
12
قالب بندی عرشه ی پل با استفاده از قالب های فولادی قابل تنظیم
این نوع قالب فلزی، قابل تنظیم بوده و می تواند برای قالب بندی عرشه ی پل (دال پل) به کار رود. این نوع قالب بندی می تواند برای پل های با شاهتیر بتنی پیش ساخته، پیش تنیده شده یا پل های با شاهتیر فولادی مورد استفاده قرار گیرد. این سیستم قالب بندی از دو بخش اصلی تشکیل گردیده است:
1- سیستم طره ای
2- بخش داخلی یا سیستم تیر به تیر.
13
سیستم قالب طره ای عرشه ی پل
قالب طره ای به بال تحتانی شاه تیر بتنی یا فولادی قلاب می شود. توجه کنید که قالب فولادی و پاگرد متصل به آن ، امکان دستیابی به دو پیچ ها وکفشک ها را مهیا می سازد. پانل های قالب تمام فولادی، که به طورمعمول طول شان 6/3 متر می باشد به وسیله دو سری کفشک و پیچ نگه داشته می شوند. تنظیم ارتفاع قالب لبه ی دال ، توسط تیغه قابل تنظیم صورت می پذیرد. قالب ناحیه طره ای با استفاده از جرثقیل نصب و برچیده خواهد شد.
14
استقرار قالب عرشه ی پل برروی تیرچه های فولادی
درصورتی که ستون های پل به اندازه ی کافی به یکدیگر نزدیک بوده و استفاده دوباره از تیرچه های مشبک فلزی به اندازه ی کافی وجود داشته باشد تا اینکه هزینه ی اولیه ( پس از استفاده مکرر) جبران شود این روش را به کار می گیرند. در مواقع اجرای کلاهک ستون های پل، باید در داخل آن ها بولت هایی برای اتصال به نبشی تعبیه گردد، که انتهای تیرچه ها به این نبشی ها متصل می شود ودرصورت لزوم ، می توان ازتسمه ی فولادی برای تقویت اتصال به صورت سخت شونده استفاده کرد.
15
به کارگیری داربست فولادی به عنوان تکیه گاه قالب عرشه ی پل
در صورت مساعد بودن زمین از نظر بار پذیری می توان از داربست فولادی استفاده نمود که می تواند مناسب و مقرون به صرفه باشد.
16
قالب بندی در کارگاه (قالب بندی قطعات پیش ساخته)
این قالب ها با توجه به طرح قطعه پیش ساخته، طراحی و ساخته می شود. این نوع قالب ها به دلیل حجم و وزن زیاد تنها با جرثقیل قابل جابجایی می باشند. از قالب قطعات پیش ساخته به تعداد زیاد استفاده می شود، در نتیجه در طراحی این نوع قالب ها باید ضریب تکرار و شرایط بتن ریزی و حمل در نظر گرفته شود تا به دفعات مورد نیاز قابل استفاده باشد.
قالب قطعات پیش ساخته پل تقاطع همت تهران
17
قالب بندی سایر اجزای پل
قالب بندی فونداسیون، ستون و تیر سرستون مانند سایر سازه های بتنی می باشد اما در مقیاس بزرگتر؛ بدین ترتیب که برخی مواقع برای پایه های با ارتفاع زیاد و قطر بالا از قالب های لغزان عمودی بهره می گیرند.
18
قالب بندی شالوده (فونداسیون)
از قالب مدولار می توان در قالب بندی شالوده بتنی استفاده نمود. این نوع قالب ها در دیوار و ستون و سقف و تیر نیز قابل استفاده است. اتصالات قالب شالوده با گوه های نر و ماده، لوله و گیره ی متوسط و پشت بندهای مورد نیاز انجام می گیرد. قالب بندی شالوده بسیار ساده است و برای مونتاژ از نیروی انسانی نیمه ماهر نیز می توان استفاده کرد. این قالب بندی با سرعت و سهولت انجام می گیرد.
19
قالب بندی تیر
در قالب بندی تیرها از قالب مدولار استفاده میشود. در محل اتصال قالب تیر به قالب ستون و در تیرهای دارای ماهیچه از قالب خاص استفاده می شود. برای اتصال قالب ها از گوه نر و ماده و کمپلکس استفاده می شود. جهت نگهداری قالب تیر از جک های سقفی T شکل یا داربست استفاده می شود.
گوه نر و ماده
20
قالب بندی ستون (قالب بندی ستون با مقاطع مربع یا مستطیل)
در قالب بندی این ستون ها از ترکیبات مختلف قالب های مدولار و کنج های بیرونی و یا نبشی های پانچ شده استفاده می شود. کنج های بیرونی دارای پخ هستند ولی اگر در گوشه ستون ها استفاده شود گوشه ها تیز خواهد بود. در اتصالات قالب ها و کنج ها و نبشی ها از گوه نر و ماده استفاده می شود. روش دیگر استفاده از قالب های خاص یکپارچه در ستون بتنی است.
21
قالب بندی ستون (قالب بندی ستون با مقاطع مدور)
این قالب ها با توجه به اندازه قطر ستون و ارتفاع آن طراحی و ساخته می شود و برای ستون های با قطر دیگر قابل استفاده نیستند.
22
قالب بندی ستون (قالب بندی ستون با مقاطع چندضلعی)
این قالب ها جهت ستون های چندضلعی طراحی و ساخته می شوند. در طراحی این قالب ها سعی می شود از قالب های همه کاره جهت کاهش هزینه قالب بندی استفاده شود. کنج های این قالب ها از نوع کنج های خاص می باشد.
23
قالب بندی ستون با سرستون
در بعضی از پروژه ها به جهت کاهش مقطع ستون و افزایش باربری در بالای ستون ها سرستون طراحی می شود. ای نوع ستون ها معمولا در پروژه های خاص مانند پل ها و منابع آب طراحی می شود. قالب های سر ستون قارچی با توجه به نقشه های سازه ای، طراحی و ساخته می شود. این قالب ها قابل اتصال به سقف بوده و در اجرای بتن ریزی در هر حال با سقف قابل اجرا خواهد بود.
24
سیستم قالب بندی دیوار نما
در قالب بندی دیوارهای بتنی که معمولاً در پل ها و گذرگاههای غیر همسطح شهر استفاده می شود، از قالب مدولار و در بعضی موارد از قالب های خاص استفاده می شود. قالب بندی هر دیوار با توجه به شرایط خاص هر پروژه به شیوه های گوناگون انجام می شود. از عوامل مهم در انتخاب روش اجرا ارتفاع بتن ریزی در هر مرحله و یک طرفه و دو طرفه بودن قالب است. اگر دیوار دارای طرح خاصی در نما باشد از قالب های نمادار بر اساس همان طرح استفاده می شود.
25
قالب برداری (نحوه صحیح قالب برداری)
۱) قالب باید زمانی برداشته شود که بتن بتواند تنش های موثر را تحمل کند و تغییر شکل های پیش بینی شده تجاوز نکند.
۲) پایه ها و قالب های باربر نباید قبل از آنکه اعضا و قطعات بتنی مقاومت کافی را برای تحمل وزن خود و بارهای وارد کسب کنند برچیده شوند.
۳) عملیات قالب برداری و برچیدن پایه ها باید گام به گام ، بدون اعمال نیرو و ضربه ، طوری صورت گیرد که اعضا و قطعات بتنی تحت اثر بارهای ناگهانی قرار نگیرند، بتن صدمه نبیند و ایمنی و قابلیت بهره برداری قطعات مخدوش نشود.
۴) در صورتی که قالب برداری قبل از پایان دوره ی مراقبت انجام پذیرد ، باید تدابیری برای مراقبت بتن پس از قالب برداری اتخاذ کرد.
26
بتن پیش تنیده
بتن پیش تنیده سازه ای است که مصالح اصلی آن که برای تحمل نیروها و انتقال آنها به کار می رود از ترکیبات بتن با انواع آرماتور ها است. مزیت های پیش تنیدگی در افزایش کارایی سازه ها است. پیش تنیدگی روشی است برای مقاوم سازی بتن یا مواد دیگر که توسط رشته های فولادی با مقاومت بالا که با میلگردها انجام می شود و بطور کلی به آن Tendon یا همان فولادهای پس تنیدگی می گویند انجام میپذیرد. با توجه به مراحل بتن ریزی ، پیش تنیدگی بتن پیش تنیده می تواند به عنوان پیش تنیدگی و پس تنیدگی دسته بندی شود. پیش تنیدگی ، فولاد مسلح را پیش از بتن ریزی تحت کشش قرار می دهد و پیش تنیدگی به پیوند ساخته شده بین فولاد مسلح کشیده شده و بتن سفت شده اعمال می شود.
27
بتن پیش تنیده
پس برای افزایش باربری یک عضو سازه و همچنین کاهش دادن ترک های ناشی از لنگر خمشی از بتن پیش تنیده (Prestressed Concrete) استفاده می شود. بدین صورت که برای ایجاد یک تنش ثابت دائمی در آن عضو، نیروی فشاری از دو طرف بر بتن وارد می کنند که تنش کششی را در آن عضو کاهش داده و آن را تبدیل به تنش فشاری می کند. به این ترتیب با کاهش کشش موجود در بتن مقاومت بتن نیز افزایش می یابد. لازم به ذکر است که در بتن پیش تنیده از مصالح با مقاومت بالاتری استفاده می شود و کیفیت فولاد و بتن مصرف شده در مقایسه با بتن مسلح بهتر می باشد، زیرا در بتن پیش تنیده، بتن و فولاد تحت تنش فشاری بیشتری بوده و از مقاومت تمام سطح مقطع آن استفاده می شود. بطور کلی بتن پیش تنیده مقاومت بالاتری به نسبت بتن مسلح دارد.
مزایای بتن پیش تنیده:
۱) نداشتن ترک های دائمی
۲) وزن کمتر سازه
۳) نداشتن خیز به سمت پایین
۴) تست سازه قبل از بارگذاری
۵) قابلیت انعطاف پذیری
۶) اقتصادی بودن سازه
۷) انعطاف پذیری در معماری
28
علت استفاده از بتن پیش تنیده در پل ها
امروزه استفاده از بتن پیش تنیده در صنعت ساخت و ساز و پل پیش تنیده در گستره ی وسیعی متداول می باشد و با توجه به نقص های مختلف فولاد استفاده از آن زیاد مرسوم نبوده و اکثر پل های بزرگ از بتن ساخته می شوند. در بتن پل پیش تنیده برخلاف بتن مسلح از مصالح با کیفیت بالاتر استفاده می شود زیرا با پیش تنیده کردن بتن، بتن به تنهایی تنش های کششی و فشاری ایجاد شده را تحمل می کند اما در بتن مسلح، فولاد در برابر کشش و بتن در برابر فشار مقامت دارد. از ملاحظات مهم در بتن پل پیش تنیده بررسی پایداری سازه، روش و ترتیب اجرای سازه با توجه به تعیین کننده بودن تنش های ایجاد شده در قطعات در حین اجرای سازه، بررسی و مطالعه تغییر شکل های کوتاه مدت و بلند مدت بتن و فولاد بسیار حائز اهمیت می باشند.
29
نحوه اجرای پل های بتن پیش تنیده
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 نیروی خمش اتفاق می افتد، مورد نیاز است و بالعکس در نقاطی، کمترین تاثیر پیش فشردگی مطلوب است که حداقل نیروی 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، قالب بندی، بتن ریزی و نهایتا پس از اینکه بتن به مقاومت مشخصی رسید کابلها تحت کشش قرار خواهند گرفت.
30
نحوه اجرای پل های بتن پیش تنیده
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.
31
نحوه اجرای پل های بتن پیش تنیده
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.
32
نحوه اجرای پل های بتن پیش تنیده
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 .
33
نحوه اجرای پل های بتن پیش تنیده
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 ضمناً ، 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 مختلف 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.
34
نحوه اجرای پل های بتن پیش تنیده
روشهای ساخت قطعات : برای ساختن قطعات تابلیه پلهای ساخته شده به روش طره ای آزاد دو تکنیک عمده و متداول وجود دارد :
۱- بتن ریزی در محل ،که معمولا 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 تامین 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 معمولا بصورت پس کشیده است .
۲- از قبل ساختن قطعات در کارگاه : در این روش قطعات از قبل در کارگاه ساخته و تنیده میشوند که 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 حدودا ۱۰ برابر روش بتن ریزی در محل افزایش می یابد، دقت عمل آن بسیار بیشتر خواهد بود.
35
نحوه اجرای پل های بتن پیش تنیده
روشهای ساخت قطعات : برای ساختن قطعات تابلیه پلهای ساخته شده به روش طره ای آزاد دو تکنیک عمده و متداول وجود دارد :
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 بال 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 . مثلا در کارگاه میتوان از یک دستگاه سلو متر برای کنترل سریع مقاومت بتن در برابر بارهای متمرکز استفاده کرد.
36
نحوه اجرای پل های بتن پیش تنیده
پیش ساختگی قطعات :
برای حذف دشواریهای ناشی از تحت فشار قرار دادن بتـن در سنیـن کـم ، تغییر شکلهای 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 .
37
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 ساختمانهای بتن پیش تنیده قبل از وارد آمدن بارهای سرویس 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.