امروزه پل زدن سریع در واکنش به بلایا چگونه تغییر شکل می دهد؟

پل زدن سریع، واکنش فاجعه را عمدتاً با فشرده کردن زمان بین خرابی عبور و مسیر ترمیم شده از هفته‌ها به چند روز تغییر می‌دهد. پانل های خرپایی فولادی پیش ساخته، از جمله طرح های نشات گرفته از پل استیل بیلی توسعه یافته در طول جنگ جهانی دوم، به جای جوشکاری در محل، از طریق پین یا پیچ و مهره به یکدیگر متصل می شوند و به تیم های مهندسی اجازه می دهد تا یک سازه باربر را بدون تجهیزات ساخت سنگین یا پایه ریخته شده برپا کنند. طی یک استقرار مستند صلحبانی در امتداد یک بخش جاده ای به طول 217 کیلومتر، تیم های مهندسی شش پل بزرگراه را در مدت 15 روز تکمیل کردند که به طور میانگین هر دو روز یک گذرگاه انجام می شود. ، نشان می دهد که چگونه پل های مدولار می تواند راهروهای حمل و نقل را در حالی که تعمیرات دائمی هنوز در حال برنامه ریزی است، عملکردی نگه دارد.

این سیستم های پل از چه ساخته شده اند

پل های اضطراری مدولار متکی به اجزای فولادی با استحکام بالا هستند که در طول ساخت به طور کامل جوش داده می شوند اما بدون جوشکاری در محل استقرار مونتاژ می شوند. عنصر باربر اصلی معمولاً یک خرپا سبک وزن قابل جدا شدن است که به صورت یک واحد سه بعدی یا یک صفحه تخت تولید می شود و از طریق پین های منفرد یا صفحات پیچ و مهره ای به بخش های مجاور متصل می شود. این روش اتصال نیاز به خدمه جوشکاری در محل را از بین می برد و اجازه می دهد یک گذرگاه تا حد زیادی با دست یا با تجهیزات بالابر سبک مونتاژ شود، که در صورت آسیب دیدن خود جاده های دسترسی اهمیت دارد.

از آنجایی که پانل‌های خرپا استاندارد شده‌اند، اجزای گرفته‌شده از یک پل اغلب می‌توانند در پیکربندی دیگر دوباره استفاده شوند و بخش‌های آسیب‌دیده را می‌توان به‌جای نیاز به بازسازی کامل، به‌صورت جداگانه جایگزین کرد. طول دهانه و رتبه بار با افزودن یا برداشتن پانل‌های خرپایی و با قرار دادن چندین لایه در جایی که وسایل نقلیه سنگین‌تر نیاز به عبور دارند، تنظیم می‌شوند که به موجودی تک جزء انعطاف‌پذیری برای پشتیبانی از مسیرهای عابر پیاده و همچنین وسایل نقلیه بارگیری شده می‌دهد.

تاریخچه طراحی که ریشه در مهندسی زمان جنگ دارد

مفهوم پشت تجهیزات پل‌سازی مدولار امروزی به سال 1938 بازمی‌گردد، زمانی که یک پل خرپایی فولادی طراحی شده توسط مهندس بریتانیایی دونالد بیلی توسط نیروهای متفقین قبل از جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار گرفت. این طرح که به پل فولادی بیلی معروف شد، در طول جنگ در سراسر اروپا و خاور دور مورد استفاده گسترده قرار گرفت و پس از آن نیز اصلاح شد. کشورهای دیگر سیستم های موازی را در همان دوره توسعه دادند: یک پل خرپایی با تکیه گاه بالایی که در اتحاد جماهیر شوروی تولید می شد از واحدهای مونتاژ سه بعدی استفاده می کرد، در حالی که یک پل نظامی مشابه ژاپنی که در سال 1939 معرفی شد، عمدتاً برای تعمیر گذرگاه های راه آهن به طرح خرپایی مثلثی مشابهی متکی بود. نسخه‌های این سیستم‌های قدیمی‌تر امروزه در میان تیم‌های تعمیر و نگهداری راه‌آهن و برخی واحدهای ساخت‌وساز بزرگراه، بیشتر به‌عنوان تجهیزات ساختمانی عمومی و نه زیرساخت‌های اضطراری استفاده می‌شوند.

استانداردسازی داخلی و استقرار میدانی

تولید استاندارد پل های فولادی پیش ساخته بزرگراه در چین در دهه 1960 با نامی که به ابعاد خرپا متریک آن اشاره می کرد آغاز شد. تولید به سه کارخانه تعیین شده واگذار شد که تقریباً تولید می کردند 1500 تا 2000 تن قطعات در سال برای ذخیره سازی در سراسر کشور این تجهیزات نقش مستندی در کار امدادرسانی در بلایای طبیعی، از جمله تلاش‌های بازیابی پس از زلزله تانگشان، و همچنین در عملیات‌های دفاع مرزی ایفا کردند. اگرچه این طرح شباهت‌های ساختاری با مفهوم پل فولادی بیلی دارد - هر دو از تیرهای اصلی به سبک مشبک استفاده می‌کنند که از طریق اتصالات پین به هم متصل شده‌اند - این دو سیستم برای سیستم‌های واحد متفاوت، امپریالیستی در مقابل متریک ساخته شده‌اند و اجزای آنها در دو خانواده قابل تعویض نیستند. این تمایز گاهی اوقات در سایت‌های ساختمانی محو می‌شود، جایی که کارگران گهگاه به بخش‌های خرپایی تولید داخل به عنوان خرپاهای بیلی نیز اشاره می‌کنند، حتی اگر این دو خانواده از تجهیزات یک خط تولید نیستند.

استفاده میدانی در طول استقرارهای بین المللی نشان داده است که چگونه به سرعت یک موجودی اجزای ذخیره شده را می توان به زیرساخت های فعال تبدیل کرد. در یک ماموریت حفظ صلح در سال 1992 در کامبوج، واحدهای مهندسی از اجزای پل خرپایی تولید داخل برای تعمیر گذرگاه‌ها در امتداد بزرگراه 6 استفاده کردند، شش پل بزرگراه جداگانه را در یک پنجره پانزده روزه بازسازی کردند و از فرماندهی صلح‌بان هماهنگ‌کننده سرعت کار را تشخیص دادند.

چگونه فناوری به تکامل خود ادامه داده است

نسل‌های بعدی اجزای پل خرپایی برای مقابله با نیروهای خمشی و برشی بیشتر، پشتیبانی از دهانه‌های طولانی‌تر و بارهای سنگین‌تر خودرو نسبت به طرح‌های قبلی توسعه یافته‌اند. یکی از این نسل‌ها که عموماً با طبقه‌بندی بار به آن اشاره می‌شود، فراتر از گذرگاه‌های رودخانه‌ها و جاده‌ها به کاربردهای ساختمانی گسترش یافته است. همان پانل‌های خرپایی که در یک قاب مرتفع مونتاژ می‌شوند، می‌توانند به عنوان یک سکوی کار صعود عمل کنند و با کمک تجهیزات جک هیدرولیک در هنگام بالا آمدن سازه، بخش به بخش به سمت بالا پیش بروند. در پیکربندی یاتاقان فوقانی اصلاح شده، تکمیل شده با تیرها و تکیه گاه های اضافی، از همان خانواده اجزاء نیز برای ساختن سیستم های قالب موقت برای ریختن بتن استفاده می شود که مفهوم اصلی پل زدن را به کارهای ساختمانی عمومی گسترش می دهد.

کاربردهای رایج فراتر از گذرگاه های اضطراری

فراتر از پاسخ به بلایا، اجزای پل خرپایی مدولار در طیفی از نقش‌های زیرساختی موقت ظاهر می‌شوند. مناطق روستایی با سرمایه گذاری محدود در گذرگاه های دائمی گاهی اوقات به این سیستم ها به عنوان راه حل های موقت درازمدت تکیه می کنند که در آن سیل های فصلی به طور مکرر به سازه های موجود آسیب می زند. سایت های ساخت و ساز از همان خرپاها به عنوان پل های دسترسی موقت بر روی مناطق حفاری یا آبراه ها در طول یک پروژه استفاده می کنند و پس از اتمام سازه های دائمی، آنها را حذف می کنند. واحدهای لجستیک نظامی همچنان به استفاده از کیت‌های پل‌های سبک وزن برای حفظ مسیرهای عرضه در میان رودخانه‌ها یا شکاف‌ها در زمین‌های مورد مناقشه یا دورافتاده ادامه می‌دهند، جایی که ساخت یک سازه ثابت به طور قابل‌توجهی به زمان بیشتری نیاز دارد. قالب‌بندی و برنامه‌های سکوی مرتفع، که در بالا توضیح داده شد، مجموعه‌های اجزای یکسانی را به جای زیرساخت‌های حمل‌ونقل در ساخت‌وساز ساختمان گسترش می‌دهند.

مقایسه نسل‌های پل‌های خرپایی مدولار

جدول زیر تفاوت‌های گسترده‌ای را بین طراحی خرپا مثلثی نسل اولیه، پل خرپایی متریک بزرگراه استاندارد شده برای تولید داخلی، و نسل جدیدتر با ظرفیت بالاتر که برای دهانه‌های بزرگ‌تر توسعه یافته است، نشان می‌دهد.

چه چیزی سیستم مناسب یک سایت را تعیین می کند

انتخاب یک پیکربندی پل مدولار برای یک تقاطع معین به ترکیبی از عوامل بستگی دارد که فراتر از تطبیق عرض شکاف است. طول دهانه تعیین می کند که چه تعداد پانل خرپایی باید به یکدیگر متصل شوند و اینکه آیا پایه های پشتیبانی اضافی در قسمتی از آن لازم است یا خیر. وزن مورد انتظار وسیله نقلیه تعیین می کند که آیا یک لایه خرپایی کافی است یا اینکه آیا پانل ها باید روی هم چیده شوند یا تقویت شوند تا رتبه بار را افزایش دهند. شرایط زمین در هر یک از سواحل بر روی نوع تکیه گاه یا فونداسیون موقت مورد نیاز برای توزیع ایمن بار تأثیر می گذارد، به ویژه در زمین های شنی یا غرقابی که پس از سیل رایج است. دسترسی به تجهیزات حمل و نقل و بلند کردن نیز نقش مهمی ایفا می کند، زیرا بخش های خرپایی سنگین تر ممکن است به جرثقیل نیاز داشته باشند، در حالی که کیت های مدولار سبکتر گاهی اوقات می توانند با دست حمل و مونتاژ شوند، که اغلب زمانی که یک سایت فقط از طریق جاده های آسیب دیده یا مسیرهای باریک قابل دسترسی است، عامل تعیین کننده است.