رود کارون از ارتفاعات زردکوه بختیاری در رشته کوه زاگرس سرچشمه گرفته و با طول 950 کیلومتر بزرگترین و پرآبترین رودخانه ایران است. به دلیل اختلاف تراز بسیار زیاد بین بالاترین نقطه حوضه کارون ( قله دنا ) و پایینترین آن ( دشت خوزستان ) و هم چنین با توجه به طول زیاد حوضه آبریز کارون این امکان مهیا گردیده است که با احداث سدهای گوناگون ضمن ذخیره و تنظیم آب وکنترل سیلاب های مخرب کارون، از این انرژی بالقوه برای تامین بخشی از برق مورد نیاز کشور استفاده شود.‌‌‌‌
با احداث سد و نیروگاه کارون 3 و آبگیری دریاچه سد در مسیر اهواز - شهرکرد بخشی از این محور به زیر آب می‌رفت. محور مذکور بخشی از محور ارتباطی بین دو استان خوزستان و چهارمحال و بختیاری محسوب می شود که از اواخر سال 1374 مورد بهره برداری قرارگرفته بود. بنابراین میبایست راهی احداث می‌شد که همزمان با آبگیری سد خللی در این ارتباط به وجود نیاید. به همین دلیل جادهای جایگزین، در ارتفاعی بالاتر از سطح دریاچه سد طراحی و اجرا گردید. در این گزارش با پروژه مذکور بیشتر آشنا خواهید شد.

·         انتخاب طرح برتر

 راه جایگزین سد کارون 3 از حوضه آبریز رودخانه های بزرگ کارون، زهره وجراحی میگذرد. وسعت این حوزه بالغ بر 111209 کیلومترمربع است که معادل 17درصد مساحت کل کشور میشود. مجموع آب سالانه این رودخانه ها به طور متوسط برابر با 22321 میلیون مترمکعب است. ارتفاع سد کارون 3 ، 205 متر است و دریاچه اش نزدیک به سه میلیارد مترمکعب حجم دارد. این دریاچه سطحی به وسعت 48 کیلومترمربع و طولی برابر با 60 کیلومتر را در بر خواهد گرفت . از نظر توپوگرافی راه جایگزین در منطقه ای کوهستانی قرار گرفته که شیب آن در اغلب جهات به خصوص به سمت رودخانههای فرعی بسیار تند است. به همین دلیل ایجاد راه های دسترسی برای احداث ترانشه ها ، ساخت تونلها و پایه های پلها با سختی و صعوبت بسیار بالا انجام گرفته است. با استفاده از عکسهای هوایی، بازدیدها و بررسی‌های محلی، مطالعه گزینه های مختلف، رعایت دستورالعملها و استانداردها بهترین گزینه انتخاب و پلان مسیر با مشخصات هندسی استاندارد تعیین گردید. ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌

کارفرمای این پروژه مجری طرح کارون‌‌ 3‌‌ و مشارکت شرکت‌های ره‌آور- هگزا به‌عنوان مشاوران کارفرما می‌باشند. با پایان یافتن مطالعات و بررسیهای لازم در سال 1380 پیمانکاری که بتواند از عهده اجرای چنین پروژهای با مشکلات و پیچیدگیهای خاص خود برآید انتخاب گردید و اجرای پروژه که به دو بخش سیویل و پلهای فولادی بزرگ تقسیم شده بود در اوایل مهرماه 1380 آغاز گردید. ‌‌‌‌

در بخش سیویل این پروژه شرکت پیمانکاری بین‌المللی استراتوس عهده دار اجرای راه جایگزین ، تونلها، ابنیه فنی و احداث پایه ها و عرشه پلهای بزرگ واقع در مسیر گردید. قرارداد احداث و نصب دو دستگاه پل قوسی بزرگ فولادی در مسیر راه جایگزین نیز با یکی از بزرگترین کارخانههای تولیدات سازههای فولادی کشور (شرکت ماشین‌سازی اراک) منعقد گردید. در بخش نصب پل‌ها علا‌وه بر مشارکت مهندسین مشاور ره‌آور- هگزا، شرکت واگنربیرو از کشور اتریش نیز از طرف ماشین‌سازی اراک به عنوان مشاور و ناظر همکار انتخاب شده بود که متأسفانه همکاری این شرکت در مراحل حساس و کلیدی پایانی پروژه شایسته نبود و پروژه با اتکا به نیروی کاری و متخصص ایرانی و بدون حضور ناظر خارجی با موفقیت تکمیل شد.‌‌‌‌‌‌‌

 ·         ویژگی‌های فنی راه‌های جایگزین و تونل‌ها

 طول راه جایگزین 377/7 کیلومتر با عرض 8/11 متر و بر روی دره‌ای به عمق حدود 250‌‌ متر احداث گردیده است. برای آنکه کوتاهترین مسیر احداث شود در طول مسیر 2 پل بزرگ، 3 تونل و20 پل کوچک (کالورت) در نظر گرفته شده است. طول کلی عرشه پل‌های بزرگ به ترتیب 336 و 216 متر بوده و سازه باربر اصلی پل‌ها خرپای فلزی است که به‌صورت زیرقوسی طرح داده شده‌اند. طول تونل‌ها 139 و 153 و113 متر بوده که در چندین مرحله و به کمک مجهزترین ماشین‌آلات حفاری شده است. با توجه به کوهستانی بودن و شیب‌های بسیار تند در نقاط مختلفی از مسیر مطالعه شده احداث راه جایگزین با سختی‌های بسیاری مواجه بوده که با توجه به توانایی پیمانکار (شرکت بین‌المللی استراتوس) این قسمت از پروژه به خوبی انجام گرفته است. اجرای کوله‌ها، پایه‌های بتنی، سرستون‌ها و پاتاق‌ها و عرشه پل‌ها نیز به عهده‌ی پیمانکار سیویل بود که با توجه به توپوگرافی منطقه، اجرای این قسمت‌ها نیز با صرف انرژی فراوان و استفاده از نیروی آموزش‌دیده برای شرایط خاص این پروژه با موفقیت انجام گرفته است.‌

·         مشخصات فنی و نحوه اجرای پل‌های بزرگ

 دهانه میانی و اصلی پل اول به صورت قوس از زیر، با دهانه قوس 264 متر است که مرکز تا مرکز مفصل‌ها 252 متر و خیز قوس 42متر می‌باشد، دو دهانه 21 متری پیوسته بر روی پایه‌های بتنی در سمت راست و دو دهانه 12 و 18 متری پیوسته روی پایه‌های بتنی در سمت چپ آن قرار دارد و طول کل عرشه 336 متر و عرض8/11 متر با دو خط عبور و دو پیادهرو در طرفین اجرا شده که از نظر طول دهانه قوسی که تاکنون در کشور اجرا شده است منحصر به ‌فرد می‌باشد.‌

با توجه به دهانه بیش از 150متر پل و تأکید آیین‌نامه‌ها و استانداردهای جهانی، پل به کمک روش دینامیکی آنالیز شده که برای اعمال بارهای جانبی طیف‌های زلزله ناقان و طبس مورد استفاده قرار گرفته است. حداکثر بازتاب‌های دینامیکی سازه از قبیل نیروهای داخلی اعضا، تغییرمکان‌ها و عکس‌العمل‌های تکیه‌گاهی از روش تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی به دست آمد. برش پایه به‌دست آمده برای کل سازه از روش تحلیل دینامیکی طیفی با برش پایه محاسبه شده به‌روش استاتیکی معادل مقایسه و بازتاب‌های محاسبه شده براساس روش‌های آیین‌نامه زلزله ایران - استاندارد 2800‌‌- اصلا‌ح شده‌اند.

بزرگ ترین دهانه پل زیر قوسی موجود در کشور قبلاً پل قطور بوده است که پل ارتباطی مسیر راه آهن ایران- ترکیه می‌باشد. این پل در سال 1344 در ارتفاع 128 متری و با شعاع قوس 232 متر توسط یک شرکت آمریکایی احداث گردیده است. با اتمام پروژه پل اول طرح کارون3، ایران صاحب بزرگترین پل زیر قوسی در خاورمیانه شده است. ‌

منحنی قوس پل به صورت سهمی با سیستم خرپایی به ارتفاع 8 متر و عرض 9 متر از مقاطع قوطی شکل می‌باشد. چهار مقطع طولی خرپا توسط مهاربندی‌های افقی و عمودی به یکدیگر متصل و در طرفین با چهار مفصل بر روی فونداسیون قرار می‌گیرند به عبارت دیگر قوس به‌صورت دو مفصل طراحی شده است. عرشه پل به صورت تیر مرکب با چهار شاهتیر طولی به دهانه‌های 12، 18 و21 متری است که به تیرهای عرضی قاب شده و توسط ستون‌ها بر ‌روی قوس متکی می‌باشد. عرشه پل به صورت دال بتنی مسلح روی تیرهای فلزی اجرا شده است.

دو درز انبساط با آزادی حرکتی 70± میلیمتر روی اولین پایه‌های بتنی طرفین دهانه قوس قرار گرفته است که عرشه قوس را از عرشه دهانه‌های کناری جدا می‌سازد. دو تیپ درز انبساط نیز دهانه‌های کناری را از کوله‌ها جدا می‌سازد. یاتاقان‌های دهانه‌های کناری از نوع نئوپرین تیپ2 می‌باشد و یاتاقان‌های عرشه قوس در طرفین و در محل درز انبساط به صورت غلطکی طراحی و ساخته شد که جابه‌جایی افقی آن در امتداد عرشه به وسیله چرخ دنده و شانه‌های راهنما کنترل می‌شود.

وزن کل قطعات فولادی پل اول شامل عرشه، ستون‌ها، خرپای‌قوس ‌و‌... حدود‌‌ 2500‌‌ تن و جنس تمام مواد از نوع فولا‌د کورتن‌دار با مقاومت بالا می‌باشد.

در طرح پل، بارگذاری مطابق با نشریه 139‌‌ سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی و آیین‌نامه زلزله 2800 و بارگذاری 519 ایران و طراحی عناصر فلزی پل مطابق با استاندارد ‌‌AASHTO96 ‌‌انجام گرفته است. همچنین از استانداردهای 10155 EN مطابق با DIN آلمان برای مواد کورتن‌دار،‌‌ DIN6914,6915,6916 ‌جهت اتصالات، 1.5 ASWD جهت جوشکاری و نیز استاندارد ASTM برای موارد متفرقه، ملاک عمل قرار گرفته است.‌

طراحی اولیه پل اول با دهانه میانی 204‌‌ متر از نوع زیر قوسی در مدت ‌‌2‌‌ماه بر اساس داده‌ها و نقشه‌برداری انجام شده از طرف مشاور کارفرما، انجام و مصالح برآورد شده، مواد مورد نیاز سفارش‌گذاری شد و‌‌6 ماه پس از طراحی عملیات ساخت نیز با موارد رزرو شده موجود در ماشین‌سازی شروع شد.

اولین شوک پروژه فروردین ماه سال 1381‌‌ مبنی بر اشتباه نقشه برداری و لزوم توقف کار عملیات طراحی و ساخت طی جلسه‌ای در تهران اعلا‌م شد. پس از میخ‌کوبی مجدد و نقشه‌برداری در سایت دهانه اصلی و میانی پل اول به 264 متر تغییر یافت، مشخص گردید که حدود 50 متر دهانه نقشه‌برداری شده کوتاه گزارش داده شده بود. پس از دو ماه کار فشرده در دو شیفت کاری، طراحی و محاسبات اولیه گزینه مورد نظر مجدداً اصلا‌ح و روند طراحی و محاسبات پروژه بهبود یافت. در این زمان مواد سفارش شده قبلی به گمرک رسیده بود و این در حالی بود که طبق محاسبات جدید علا‌وه بر مواد خریداری شده 600 تن مصالح دیگر مورد نیاز بود. طراحی با محدودیت‌های مصالح موجود خریداری شده و سفارش کسری پیگیری شد. برای جلوگیری از تأخیر در اجرای پروژه تصمیم‌گیری شد که از مواد رسیده برای اولویت‌های اول نصب استفاده شود و از مواد سفارش شده جدید برای اولویت‌های بعدی استفاده گردد. همزمان با ادامه فعالیت‌های طراحی و تهیه نقشه‌های ساخت و کنترل، عملیات اولیه شامل قطعه‌زنی، برشکاری، لبه‌سازی، خم‌کاری و سوراخ‌کاری بیش از 360000 قطعه پل آغاز شد.‌‌‌

عملیات ساخت عرشه پل اول به همراه دیگر متعلقات پل نیز به‌موازات ساخت سازه‌ پل‌ و تجهیزات پروژه‌ای ادامه داشت. جهت سادگی و تسریع در عملیات نصب اتصالات اعضای اصلی به صورت ترکیبی پیچ -‌مهره و جوش به طوری‌که سه طرف قوطی‌ها اتصالات اصطکاکی پیچ -مهره و بعد فوقانی آن به صورت جوش در محل طراحی شده بود.

اتصالات المان‌های I شکل ‌نیز به‌صورت اتصالات اصطکاکی پیچ و مهره‌ای در نظر گرفته شده بود. با وجود بیش از 80000 پیچ در طرح پل اول، عملیات سوراخ‌کاری و تجهیزات مورد نیاز آن در مدت زمان معین با پنج دستگاه دریل پرتابل افقی و عمودی و چهار دریل ثابت انجام شد و بالاخره از مهرماه1381‌‌ عملیات پیش مونتاژ قوس و عرشه به صورت جداگانه آغاز شد.

جهت پیش‌مونتاژ نهایی پل به صورت خوابیده و کاهش عملیات پیش مونتاژ فضایی، پیش مونتاژهای صفحه‌ای دو پنلی در کارگاه‌ها در نظر گرفته شد. در این مرحله کلیه اعضای قطری سوراخ‌کاری شده و به پیش مونتاژ صفحه‌ای ارسال و پس از مونتاژ و خیزگیری اعضای اصلی مطابق دیاگرام پیش‌خیز پیش‌بینی شده و نقشه‌های کنترلی تهیه شده به این مجموعه جوش شده و سوراخکاری اتصالات اصلی انجام شد. ‌

به علت بزرگی و حجیم بودن سازه پل ‌و محدودیت‌های سالن‌های کارگاه‌های ماشین‌سازی امکان عملیات پیش مونتاژ در آن‌ها وجود نداشت و پیش مونتاژ در   فضای باز انجام شد. عملیات پیش مونتاژ تیرهای طولی به تیرهای عرضی و کنترل مهاربندهای عرشه و سوراخ‌کاری اتصالات اصلی به‌صورت افقی و عمودی در فضای باز بین سالن‌های شرکت و با توجه به محدودیت‌های تجهیزات، عوامل محیطی و جوی حدود یکسال به طول انجامید و قطعات اول اولویت نصب آبان ماه 1381‌‌برای نصب به کارگاه ارسال شد.

با توجه به وسعت فضای مورد نیاز برای پیش مونتاژ قوس، از انبار شرکت (بزرگ‌ترین سالن شرکت) استفاده شد. این مکان نقشه‌برداری میخ‌کوبی و مثلث‌بندی شده و سازه‌های صفحه‌ای که در کارگاه‌ها پیش مونتاژ و دمونتاژ شده بود در مسیرهای تعیین شده ابتدا به صورت صفحه‌ای به دنبال هم پیش ‌مونتاژ و منحنی آن مطابق دیاگرام خیز نهایی به وسیله برداشت با دوربین کنترل می‌شد.

پس از مونتاژ صفحه زیرین صفحه فوقانی نیز روی آن مونتاژ و کنترل شده و پس از جداسازی صفحه فوقانی، این مونتاژی‌ها با جرثقیل‌های موبایل در موقعیت خود، روی سازه‌های پیش‌بینی شده مستقر و کنترل‌های لازم انجام می‌شد. تمام اعضای مهاری و تیرهای عرضی قوس که قبلا‌ً سوراخکاری شده بود درموقعیت خود قرار گرفته و جوش می‌شدند. برای کنترل و پایداری لازم و ایمنی سازه حدود 200 تن سازه موقت و ساپورت ساخته شد. پیشمونتاژ و ساخت در تیرماه 1382 به پایان رسید. لازم به ذکر است که از سمت راست عملیات دمونتاژ قوس با توجه به اولویت‌های نصب و نیاز سایت انجام و قطعات به سایت ارسال شد.‌

طراحی جرثقیل‌های نصب مطابق آیین نامه ‌های AISC و FEM انجام گرفته است. پس از ساخت سازه جرثقیل‌ها و خرید سیستم‌های مکانیکی و برقی عملیات پیش مونتاژ و کنترل‌های لازم باربری انجام شد. و پس از صحت از کارکرد جرثقیل‌ها دمونتاژ آغاز و قطعات جراثقال به کارگاه ارسال شد. ظرفیت هر کدام از جرثقیل‌ها 20 تن، به عبارتی دو بار 10 تن می‌باشد؛ و وزن هر دستگاه حدود 70 تن است. سازه جرثقیل‌ها طوری طراحی شده که چرخ‌های آن هنگام باربرداری روی چهار ستون پل قرار گرفته و بارها از طریق ستون‌ها به قوس منتقل می‌شود و اثرات نامطلوب انتقال بار از بین‌رفته یا کاهش یافته است. چهار ساپورت مفصلی به منظور جلوگیری از واژگونی جراثقال در هنگام باربرداری تعبیه شده است. دو ماشین حمل قطعات، وظیفه قطعه رسانی از کوله‌ها به پشت جرثقیل‌ها را عهده‌دار بود.

نظر به صعب‌العبور بودن منطقه و عمق بسیار زیاد و شیب طرفین دره و عدم امکان استفاده از پایه‌های موقت و روش‌های نصب متداول دیگر، نصب پل از اهمیت به‌سزایی برخوردار بود. طرح ویژه روش نصب پل با طراحی سازه پل به صورت خودایستا و کنسول و استفاده از جرثقیل‌های دروازه‌ای ویژه از طرفین در نظر گرفته شد. بارهای ناشی از وزن پل، جراثقال‌ها و بارهای جانبی در مراحل نصب توسط سیستم خرپای فضایی متشکل از عرشه پل، خرپای قوس پل و مهارهای قطری به کوله‌ها و پاتاق منتقل می‌شد. تیرهای طولی در انتهای عرشه به کوله‌ها و کوله‌ها با سیستم انکریج و تزریق تا عمق 24 متر به صورت پس تنیده به کوه مهار شده بودند همچنین با همین روش اعضای انتهای خرپای قوس به پاتاق و پاتاق نیز به کوه مهار شده بود.‌

 گره‌های بحرانی پل، به خصوص تکیه‌گاه‌های موقت نصب که می‌بایست نیروهایی با مقادیر زیاد و با نوسان بارگذاری را انتقال دهند، علاوه بر روش‌های کنترل شده با روش طراحی المان‌های محدود Finite Element نیز مدل و آنالیز تنش و کنترل شدند. به عنوان مثال می‌توان محل اتصال کرد؟

 بالای قوس به فونداسیون و محل اتصال تیرهای عرشه به کوله در طرفین پل را که در مراحل نصب با نیروی محوری کششی به ترتیب 812 تن و 454 تن نیرو و لنگر خمشی 66 تن- متر و 15 تن- متر و گرهِ محل اتصال اولین ستون فلزی به قوس را نام برد.

نصب دو تیپ ابزار دقیق برای سنجش نیرو- جابه‌جایی درنقاط حساس فونداسیون‌ها امکان کنترل تغییرات وضعیت بارگذاری و جابه‌جایی‌های ایجاد شده در عمق‌های 6، 12 و 18 متری پی‌ها را نشان داده و پل در مراحل مختلف نصب تحت کنترل با ضریب ایمنی مناسبی قرار داشت. عرشه‌های دهانه کناری به روش روان‌سازی در موقعیت خود قرار گرفت و جرثقیل‌های دروازه‌ای پس از مونتاژ و ریل‌گذاری در روی پلتفرم‌های پیش‌بینی شده و تقویت عرشه روی پایه‌های بتنی طرفین دهانه قوس که جرثقیل بتواند روی کنسول قرار گیرد، روی تیرهای عرشه نصب شده انتقال یافت و آماده نصب شد.سازه جرثقیل‌ها طوری طراحی شده‌اند که امکان نصب‌‌12‌‌متر سازه به صورت کنسول در جلوی خود را داشته باشد؛ به عبارتی بتواند یک پانل شامل قطعات اصلی، اعضای قطری، تیرهای عرضی، مهاربندهای قوس، مهارهای قطری، ستون‌های انتهای پنل، تیر عرضی، تیرهای طولی و مهاربندهای عرشه را نصب کند. پس از تکمیل یک پانل و ریل‌گذاری روی آن جرثقیل‌‌12‌‌متر به جلو حرکت کرده و این مراحل تا پایان نصب پانل‌‌10 از طرفین ادامه داشت.‌

با توجه به توضیحات داده شده مشخص می‌گردد که در هر 10 مرحله نصب مشخصه‌های سازه خرپایی فضایی اشاره شده تغییر نموده و سازه‌ای جدید می‌شود بنابراین تا این مرحله از هر سمت10 سازه متفاوت و خود ایستا می‌بایست آنالیز شده و نتایج به دست آمده برای نیروهای داخلی اعضا، عکس‌العمل‌های تکیه‌گاهی و تغییر مکان‌های هر مرحله با مراحل قبلی جمع گردد.

نظر بر این‌که پارامترهای هر کدام از مدل‌های سازه مراحل نصب تغییر نموده و مدل قبلی تحت بار تنش می‌باشد، نتایج حاصل از ‌‌ 10‌‌ مدل سازه را نمی‌توان با هم جمع نمود. در نتیجه حجم عملیات محاسباتی و کنترل‌های لازم بسیار بالا رفته و نیاز به روش، راهکار مناسب، دقت و کنترل‌های فراوان دارد تا همانند آنچه که درپروسه و ترتیب نصب قطعات انجام می‌شود، محاسبات نیز در نظر گرفته شود. در هر‌‌10 مدل محاسباتی خرپای نیم قوس به‌طور‌کامل وجود داشت ولی ستون‌ها، عرشه و مهارهای قطری هر مدل مطابق با قطعات نصب شده بود و قسمت اضافه سازهِ خرپای قوس بدون وزن مدل می‌شد و در هر مدل وزن قسمت‌های مشترک با مدل مراحل قبل غیر فعال و وزن قسمت نصب شدهِ جدید فعال و نتیجه آنالیز حاصل با نتایج آنالیز مرحله قبل جمع می‌شد.

بازتاب‌های نیرویی جهت طراحی و کنترل اعضا و بازتاب‌های عکس‌العمل‌ها به منظور طراحی و کنترل تکیه‌گاه‌ها و بازتاب‌های تغییر مکان‌ها، قسمتی از دیاگرام کمبر ساخت پل را تشکیل می‌دهد.

 نصب سازه پل به‌صورت خود ایستا و کنسول ‌(تا طول 126 متر) از طرفین تا پانل مرکزی با تمام مشکلا‌ت و مسایل خاص خود به‌صورت مستقل ادامه داشت. از آنجا که در طول شبانه‌روز فاصله بین دو کنسول حدود  12‌‌سانتی‌متر، تراز ارتفاعی آن‌ها حدود 3 سانتی‌متر و تابیدگی دو مقطع انتهای کنسول‌ها تقریباً تا  5  سانتی‌متر می‌رسید؛ و هم چنین تغییرات ذکر شده در هیچ دوره زمانی ثابت نبود و در هر لحظه محسوس و قابل مشاهده بود، ارتباط و اتصال دو کنسول نیاز  به محاسبات دقیق و تدابیر ویژه‌ای داشت که نتایج عواملی چون نحوه و تابش مستقیم‌آفتاب، دامنه تغییرات دما و باد بود؛ و هم چنین انحراف ناشی از هنگام ساخت و نصب از سوی دیگر باعث افزایش انحرافات مطرح شده می‌شد. به‌عنوان مثال، انحراف از محور طولی پل برای هر دو کنسول به  25  سانتی‌متر می‌رسید.

طبق بررسی‌ها و محاسبات دقیق نتیجه‌گیری شد که اتصال دو کنسول به همدیگر الزاماً در یک دوره زمانی بسیار کوتاه انجام شود بنابراین می‌بایست هر دو سازه را به‌طور موقت با استفاده از مفصل‌هایی به هم متصل کرد. پس از طراحی و محاسبات مفصل‌های مورد نظر، این اتصالات قطعه‌زنی و در دو انتهای قطعات پانل‌های 10 و مرکزی مونتاژ، جوش و کنترل‌های لازم انجام شد و تا زمانی که پین‌های اتصالات در جای خود قرار نمی‌گرفت آزادی حرکات سازه دو کنسول د رمرکز مهار نشده بود. برای نصب قطعات پانل مرکزی یکی از جرثقیل‌ها روی پنل 10 قرار گرفت و کل قطعات پنل مرکزی مونتاژ، جوش و کنترل‌های لازم انجام گرفت. با این وضعیت سازه پل از یک طرف به طول  126  متر و از طرف دیگر 138 متر کنسول بود.

پس از اصلاح انحرافات ایجاد شده با سیستم جکینگ، اتصالات مفصلی موقت با توجه به محاسبات دقیق در زمان تعیین شده توسط پین‌ها قفل شدند. بلافاصله در ناحیه اتصالات موقت، اتصالات دائمی در سه طرف اعضای اصلی قوطی شکل تکمیل شد. چون این اتصالات ظرفیت باربری لازم را داشتند، اتصالات موقت باز شده و باقی مانده اتصالات اصلی کامل شد. با اتصال سازه‌های دو کنسول و یک پارچه شدن آن‌ها سازه اصلی قوس تشکیل شد که پارامترهای سازه‌ای به‌طور کلی تغییر یافته و سیستم سازه‌ای از خرپای فضایی کنسولی یک سرگیردار تبدیل به یک قوس خرپایی بدون مفصل می‌شود که در تکیه‌گاه‌هاگیردار بوده و تحت تنش‌های حین مراحل نصب قرار گرفته است.

در این مرحله نیز مدل‌های لازم و محاسبات ویژه و خاصی عطف به نکات مطرح شده در طراحی قوس‌های بدون مفصل انجام شد.

با بررسی اجمالی از مطالب فوق درمی‌یابیم که سیستم سازه‌ای پل طی مراحل مختلف از شروع نصب تا راه اندازی تغییرات اساسی نموده است، یعنی ابتدا  11خرپای فضایی کنسول یک سرگیردار، سپس یک قوس تک مفصلی در راس و به‌دنبال آن یک قوس دو سرگیردار و نهایتاً به‌صورت یک قوس دو مفصلی مورد آنالیز و طراحی قرار گرفت.

 یکی دیگر از مراحل بسیار مهم، حساس و کلیدی در طراحی و اجرای پل، مرحله آزادسازی تکیه‌گاه‌های موقت و مهارهای قطری بین عرشه، قوس و ستون‌های فلزی پس از نصب و تکمیل خرپای قوس و قبل از نصب و اتصال اسکلت فلزی عرشه در پانل مرکزی می‌باشد، در صورتی که به شکل اصولی و تحت کنترل اجرا نشود، ضربه‌ها و شوک‌های بسیار بالایی به پل وارد می‌شود که موجب بالارفتن تنش‌های موضعی در برخی  نقاط از سازه شده و موجب گسیختگی و فرو ریختن پل می‌شود.

آزاد سازی تکیه‌گاه‌های موقت را می‌توان با در نظر گرفتن عواملی چون مکانیسم اجرا، تجهیزات و امکانات مورد نیاز، نیروی انسانی، سرعت کاهش نیرو از تکیه‌گاه‌ها و انتقال آن به سازه، آزادسازی تمام موانع و قیدهای ایجاد شده در مراحل نصب، نظارت دقیق و بازدیدهای مداوم از نقاط بحرانی سازه و تجزیه و تحلیل آن و ادامه روند پیشرفت کار مورد بررسی و تحلیل قرار داد.

در مدت یک هفته کلیه عملیات آزادسازی به پایان رسید و پس از نصب تیرها و مهاربندی‌های عرشه پنل مرکزی، تعویض تکیه‌گاه‌های موقت عرشه دهانه‌های کناری طرفین پل با یاتاقان‌های دائمی(اصلی) و برش و تعبیه درز انبساط بین عرشه قوس و دهانه‌های کناری عملیات نصب سازه فلزی پل پایان یافته و سازه پل به‌صورت قوس خرپایی دو سر مفصل تبدیل و آماده دال‌گذاری، آرماتوربندی و بتن‌ریزی عرشه شد.

تداخل فعالیت‌های پیمانکار سیویل و پیمانکار نصب سازه در شروع کار، تازگی نوع کار، نیاز به نیروی کار آموزش دیده و متخصص که توانایی کار در ارتفاع را داشته باشد، ابهامات و مشکلات قراردادی، دشواری و زمان بر بودن تأمین ابزارآلات نصب و لوازم یدکی آن‌ها، سقوط ابزارآلات و اتصالات، تعداد زیاد پیچ و مهره‌ها و نیاز به ابزارآلات خاص برای مکان‌های مختلف در سازه، نصب دشوار به‌خاطر توپوگرافی منطقه و منحصر به‌ فرد بودن طرح، محدودیت‌های جاده‌های دسترسی و عدم وجود یک کمیته فنی متشکل از نمایندگانی از سازمان‌های ذیربط و مستقر در سایت که تعهد و مسئولیت در قبال پروژه داشته باشند، پراکندگی در خدمات مشاوره‌ای، مدیریت نامتمرکز و پراکنده، همگی مشکلاتی بود که بر سر راه انجام این پروژه وجود داشتند.

پل بزرگ دوم مسیر نیز با وجود دهانه کوچک تر به دلیل اینکه در دره ای با شیب بسیار تند قرارگرفته است از نظر پیچیدگی اجرایی از اهمیت کم تری نسبت به پل اول، برخوردار نمی باشد . وزن این پل حدود 1500 تن است. دهانه اصلی و میانی پل دوم نیز به‌صورت قوس از زیر با دهانه قوس 177 متر، مرکز تا مرکز مفصل‌ها 59/158متر، خیز قوس 40 متر اجرا شده است. دو دهانه 19 و 20 متری پیوسته و متصل به عرشه قوس بر روی پایه‌های بتنی قرار دارد و طول کل عرشه 216 متر و عرض 8/11 متر با دو خط عبور و دو پیاده رو در طرفین مطابق پل اول اجرا شده است.

در نهایت با تکمیل راه جایگزین و پل‌ها در روز 18 آبان1383 این پروژه با آب‌گیری سد کارون 3 به بهره‌برداری رسید. در مجموع برای احداث پل های قوسی به عنوان بزرگ‌ترین پل های قوسی کشور ۹۰ میلیارد ریال و نیز تملک اراضی و واحدهای مسکونی روستاییان ۸۵ میلیارد ریال هزینه شده است.

‌مقدمه
در سال‌های اخیر شناخت از رفتار سازه‌ها و برآورد نیروهای وارد بر آنها به خصوص در هنگام زلزله از پیشرفت قابل ملاحظه ای برخوردار بوده است. جامعه مهندسی کشور ما نیز در بخش مشاوره (طراحی سازه ها) از این خوان دانش به مدد حضور آیین نامه‌های طراحی به روز و ابزارهای قدرتمند نرم‌افزاری وارداتی،  بهره‌مند شده است. این موضوع در مراحل اول و دوم مطالعات طراحی به خوبی رخنمون داشته اما در  اجرا متاسفانه فاصله قابل توجهی میان دانش نیروهای بخش طراحی با دانش نیروهای فنی دستگاه های نظارتی و پیمانکاران به وجود آمده که خود عامل مهمی در برآورده نشدن کیفیت مناسب در هنگام اجرای سازه‌ها شده است. البته این نکته نیز دور از ذهن نماند که گاهی اوقات نیز فاصله مذکور به طور معکوس و به دلیل عدم آگاهی بخش طراحی از روش‌ها و ظرفیت‌های موجود در صنعت ساخت و ساز به طرح‌هایی با قابلیت های اجرایی پایین ختم گردیده است. مقاله حاضر به چند نکته از هر دو حیطه مورد اشاره در ارتباط با طراحی و اجرای پل‌های بتن مسلح می پردازد. 

قطع پیوستگی آرماتور دورپیچ در ناحیه تشکیل مفصل خمیری در پای ستون‌های پل‌

برای استهلاک انرژی زلزله آیین نامه ها اجازه می دهند نواحی از پیش تعیین شده‌ای در سازه‌ها دچار تغییر شکل‌هاییری با حفظ سختی، مقاومت و شکل‌پذیری در چرخه های رفت و برگشتی امواج زلزله گردند. در پل‌ها این نواحی بطور معمول در زیر سازه (پایه ها) انتخاب می گردند. بطور خاص در ستون‌های بتنی پایه‌ها این تغییر شکل‌ها در پای ستون‌ها و در طول ناحیه تشکیل مفصل خمیری اتفاق می افتند. به منظور تامین شکل پذیری لازم در مناطق با خطر لرزه‌ای زیاد، آیین نامه‌ها همپوشانی overlap  آرماتورهای دور پیچ در ناحیه تشکیل مفصل خمیری  در پای ستون را ممنوع کرده‌اند. اما در شکل ذیل مشاهده می گردد که جدا از مساله همپوشانی، پیمانکار برای سهولت اجرا و به دلیل عدم آگاهی از این نکته اصولی، حتی آرماتورهای دورپیچ را هنگام اجرای فونداسیون درست در پای ستون قطع نموده است. انقطاع ایجاد شده باعث کاهش تنش‌های محصور کننده در پای ستون شده و عامل بسیار مهمی در کاهش قابل توجه شکل پذیری و ناپایداری پایه پل در هنگام زلزله خواهد بود.

وصله آرماتور طولی در ناحیه تشکیل مفصل خمیری در پای ستون‌های پل‌

بر اساس فلسفه مورد اشاره در قسمت قبل و مطابق مقررات آیین نامه ها وصله آرماتور طولی ستون فقط در ناحیه نیمه میانی ارتفاع ستون مجاز می باشد. لازم به توضیح است که حداقل طول وصله 60 برابر قطر آرماتور طولی بوده و باید ضوابط دورپیچی ویژه برای آن اعمال گردد. متاسفانه در شکل زیر مشاهده می گردد که وصله آرماتور دقیقاً در ناحیه غیر مجاز ستون قرار گرفته و آرماتورهای دورپیچ نیز در فونداسیون قطع شده‌اند. موضوع اخیر از مهمترین عوامل خرابی‌هاییا می باشد.

عدم تامین طول لازم برای نشیمن تیرهای بتن مسلح پیش ساخته عرشه پل‌

جانمایی نادرست نئوپرن در زیر تیرهای پیش ساخته عرشه پل‌

مطابق ضوابط آیین نامه ها، محور نئوپرن‌های چهارضلعی به دلیل جلوگیری از اعمال فشار غیر یکنواخت خارج از محور باید بر محور تیر منطبق بوده و اضلاع آن به موازات اضلاع تیر باشند. متاسفانه در شکل زیر مشاهده می گردد که هر دو مورد فوق در هنگام جانمایی نشیمن‌ها رعایت نشده و نئوپرن‌ها با خروج از مرکزیت قابل توجه نصب شده‌اند. این موضوع منجر به کاهش عمر مفید بهره‌برداری از نئوپرن و ایجاد تنش‌های قابل توجه در انتهای تیر می گردد.

عمل آوری نامناسب بتن عرشه و ایجاد ترک‌های انقباضی‌

در برخی موارد مشاهده می گردد که پیمانکاران برای عمل آوردن بتن دال عرشه از پهن نمودن گونی و مرطوب کردن آن استفاده می نمایند. در صورت وزش باد و با توجه به وجود منافذ باز در سطح گونی، در عمل رطوبت آب به سرعت تبخیر شده و در نتیجه ترک های سطحی فراوانی در سطح دال ایجاد می گردند. شکل زیر به وضوح این مساله را نشان میی مذکور باعث نفوذ مواد خورنده به سطح آرماتورهای دال با پوشش کم شده که به دنبال آن خوردگی آرماتور، پکیدن بتن اطراف آن و کاهش عمر مفید بهره‌برداری از پل به وقوع می پیوندد. به عنوان یک راه حل پیمانکاران می توانند بجای گونی یا همراه آن از نایلون های پلاستیکی استفاده نمایند به طوری که بخار آب در زیر پلاستیک محبوس شده و باعث عمل‌آوری بتن دال عرشه گردد. به علاوه عملیات بتن‌ریزی زمانی انجام شود که سرعت باد کم بوده و تابش شدید خورشید وجود ندارد. دهد.

اجرای نامناسب درزهای انبساط‌

اجرای نامناسب نرده های پل‌

نرده های پل ها به طور معمول دارای پایه های فولادی جعبه ای شکل در فواصل معین می باشند که توسط صفحه ستون به بتن پیاده رو اتصال می یابند. در شکل زیر مشاهده می گردد که به دلیل عدم پیش بینی فاصله مناسب بین سطح بتن نهایی و صفحه ستون به منظور گروت‌ریزی و تنظیم آن، نصب پایه دچار مشکل شده و پیمانکار مجبور شده است از صفحات پوششی پرکننده برای تامین فاصله استفاده نماید. این موضوع باعث کاهش مقاومت پایه فولادی در هنگام ضربه وسایل نقلیه می گردد.

 یکی از مسئله سازترین قسمت‌های پل‌ها در زمان بهره‌برداری، درزهای انبساط پل می باشد. هر یک از ما روزانه چندین بار ضربه وارد بر اتومبیل خود را در هنگام عبور از همین درزها تجربه می نماییم. در شکل زیر یک نمونه درز انبساط در حال اجرا نشان داده شده است. زمان اجرای درزهای انبساط بطور معمول همزمان با بتن ریزی دال می باشد، در این هنگام با توجه به دقت کم لحاظ شده در اجرای درز انبساط و همچنین عدم وجود آسفالت پوششی، رویه درز و بتن اطراف آن دارایی بلندی هایی خواهد شد که در هنگام اجرای آسفالت امکان اصلاح آنها وجود نخواهد داشت. لذا توصیه می گردد محدوده درز انبساط تا زمان اجرای آسفالت پل، بتن ریزی نشده و در هنگام اجرای آسفالت با تنظیم مناسب درز و آنگاه ریختن بتن مرحله دوم از هم تراز بودن سطح درز و آسفالت اطمینان حاصل گردد. به علاوه از اجرای درزهای فولادی با پروفیل و ورق پوششی به دلیل شکست جوش‌های اتصالی و ایجاد مشکلات فراوان احتراز شده و به جای آنها از درزهاییکی مسلح استفاده شود. پست لاست

 در پل‌های متشکل از عرشه با تیرهای بتن مسلح پیش ساخته در کشورمان استفاده از تکیه گاه نئوپرن الاستومری براییمن تیرها در محل کوله‌ها و پایه ها بسیار رایج می باشد. انتظار می رود در هنگام زلزله، تغییر مکان طولی پل به دلیل عدم وجود میرایی در این نوع نشیمنگاه‌ها قابل توجه باشد. لذا آیین نامه‌ها مقرر می‌دارند که طول نشیمن عرشه بر روییه پل از حداقل میزانی برخوردار باشد. این مهم به دلیل جلوگیری از سقوط عرشه از روی کوله و پایه به داخل دهانه می‌باشد. متاسفانه در شکل زیر مشاهده می‌گردد که طول مذکور رعایت نشده است. در حالی‌که این موضوع در هنگام تهیه نقشه های اجرایی و زمان اجرای کوله به راحتی و با تامین براکت در دیواره کوله امکان پذیر بوده است.

منبع: civilmaster.ir

     یک مدل هیدرولیکی شبکه فاضلاب اطلاعات با ارزشی برای ایجاد طرح جامع طولانی مدت جهت نوسازی و تعمیر یک سیستم آب و فاضلاب شهری فراهم می‌کند.

     مدل طرح شبکه فاضلاب کامپیوتری شده کمک به رشد جامعه سریع الرشد تگزاس ایالت متحده برای ارزیابی زیر ساختهای کاربردی جهت اطمینان از ظرفیت مناسب قابل دسترس در حال و آینده است.

Wesly Hamf مدیر سیستمهای آب شهری گفت:

     در دهه‌های قبل 100-50 نفر در سال به جمعیت شهر اضافه می‌شد اما حالا این تعداد بین 900-800 نفر متغیر است.

     تعدادی از خطوط اصلی ما در 10-5 سال دیگر به حداکثر ظرفیت خود می‌رسد. بنابراین ضروریست زمانی ما خطوط را تغییر یا تعویض می‌کنیم لوله‌ها ظرفیت لازم جهت انتقال فاضلاب در زمان توسعه بلاقوه کامل را داشته باشند. به عبارت دیگر ما می‌خواهیم اعتبارات قابل دسترسی را در هر سال به حداکثر برسانیم اما نمی‌خواهیم یکسال زودتر از نیاز سرمایه گذاری بزرگی بکنیم.

برای شهرها می‌توان از Hydra برای طراحی جامع شبکه فاضلاب، مطالعات

inflow و infil tration، مدیریت سیلاب و بارندگی

و مطالعات دیگر استفاده نمود.

      شهر جدید Braunfelos یکی از شهرهای سریع الرشد کشور است که جمیعت آن از 27300 به 46000 بین سالهای 1999-1990 افزایش یافته است. این رشد سریع جمیعت شبکه جمع آوری فاضلاب و سیستم های تصفیه اجرا شده توسط NBU را با یک رشد سریع جریان مواجه می‌سازد. طی روند اخیر 160 نفر در سه گروه شغلی برق آب و شبکه فاضلاب / فاضلاب استخدام شدند.

      سیستم فاضلاب / شبکه فاضلاب NBU تقریبا شامل Mail 269 شبکه است که 12000 مشترک را سرویس می‌دهد. آن سه تصفیه خانه فاضلاب با ظرفیت 4/8 میلیون گالن در روز دارد.                                                      

کاربردهای Hydra :

      برنامه آنالیز شبکه فاضلابHydra به سوالهای موثر ظرفیت جمع آوری فاضلاب پاسخ می‌دهد.

ایجاد طرح جامع (crtingmaster plan ):

      برای رسیدگی به رشد در سیستم NBU به مشاور CampDresserو Mckee برای توسعه طرح جامع سیستم جمع آوری فاضلاب دستور داد.مشاور CDM روی نیازهای حال و آینده سیستم جمع آوری فاضلاب تحقیق و گزارش نمود. بعلاوه مشاورCDM برای پذیرفتن حقوق ایالتی تگزاس جهت برجسته نمودن اصلاح شبکه میان قسمتهایی که نیاز به سرویس به مناطق مسکونی دارد و آنهایی که بایستی برای اصلاحات جدید در نظر گرفته شوند یک تحلیل ظرفیت انجام داد.

      بخاطر بار اضافی که در سیستم وارد می‌شد هزینه های اضطراری برای اصلاحات جدید شبکه، جهت پرداختن به اصلاحات مورد نیاز، پرداخت گردید. میلز اسکوت مدیر پروژه و مشاور CDM، یک مدل هیدرولیکی کامپیوتری شبکه فاضلاب برای تعیین کاستیهای سیستم ایجاد نمود.

      نرم افزار (Hydra) بکار برده شده میلز مربوط به Pizer شخصیت حقوقی Seettle واشنگتن USA بود.

      Hydra6 یک برنامه خیلی پیشرفته برای تحلیل شبکه فاضلاب بهداشتی و سیلاب است. آن یک مدل جامع GIS برای کار طراحی در محیط Auto Cad جهت ایجاد سیستم اطلاعات گرافیکی است..و قابلیتهای تحلیل دینامیکی را ممکن می‌سازد، چنانچه سیلابها در زمانهای مختلف نسبت به جریانهای فاضلاب بهداشتی حداکثر عبور داده شود. آن شرح گرافیکی تغییرات جریان در سراسر سیستم را امکان‌پذیر می‌سازد.

      مزیت مدل کامپیوتری شده آنست که به ما کمک می‌کند تا بطور دقیق پیشگویی کنیم نیاز ما چیست و همچنین می‌توانیم به نیازهای مشتریان با حداقل هزینه های ممکن برسیم.

مدل سازی سیستم جمع آوری فاضلاب:

      ابتدا میلز یک مدل عددی از سیستم جمع آوری فاضلاب در Hydra را بصورت نمایش در روی لوله‌های شبکه، شش ایستگاه پمپاژ و تصفیه خانه ایجاد نمود.

      او مخازن زهکش را در منطقه مطالعه برای کمک به فهم بهره برداری سیستم شبکه فاضلاب و تعیین مشخصه های جریان بوسیله سیستم لوله‌های اصلی و فرعی شبکه فاضلاب ایجاد نمود.

      میلز اجزاء فیزیکی سیستم از قبیل لوله‌ها، Lifstations،خطوط اصلی، ساختمانهای استراحت و تفریح را با سیستم اطلاعات جغرافیایی، AutoCad بکار برده شده در شرکت عدد سازی نمود. در ابتدای ساخت مدل، فرضیات، برای پارامترهای معینی از قبیل ضریب زیری و منحنیهای روزانه ساخته شد او جریانهای فاضلاب را بوسیله تعیین مساحت تحت سرویس برای هر لوله تعیین نمود، برای بدست آوردن دبی مساحت مورد نظر برای هر لوله بر ایکر در جریان ضرب شد. سپس مساحت سرویس را به زمینهای مورد استفاده در آینده تقسیم نمود و جریانها را بر اساس وضعیتهای پیشنهادی در سال2010 محاسبه نمود.زمین مورد استفاده برای مدل سازی وضعیتهای جریان در سال2010 بوسیله پیشنهادات کارکنان طراحی شهری تعیین شدند طرح زمین مورد استفاده از طرح جامع اصلی شهری بدست آمد.

اجرای آنالیز:

      سپس میلز برای ارزیابی قابلیت سیستم جمع آوری فاضلاب موجود جهت انتقال جریانهای پیک آب و هوای مرطوب تحلیل را انجام داد. وضعیت طراحی جریان آب و هوای مرطوب و خشک مطالعه شد.

      جریان آب وهوای خشک شامل حداکثر جریان فاضلاب بهداشتی بعلاوه Infiltration آب زیرزمینی است.این جریانی است که در طی ساعات پیک روز بدون Inflow رخ می‌دهد.جریان طراحی آب و هوای مرطوب شامل جریان آب و هوای خشک بعلاوه Inflow وinfiltration است.این جریانی است که در طی زمان حداکثر بارندگی رخ می‌دهد. فرایند نصب مدل آنالیز و تهیه اطلاعات مورد نیاز خیلی سریع بود. نمایش اطلاعات نرم افزاری به میلز اجازه داد تا بیشتر وظایف را در استفاده از آیکون ومنوها بکار گیرد. ظرفیت موجود و آینده مجاری فاضلاب بوسیله کارکرد فرمول مانینگ با فاکتور اصطکاک 013/ 0 محاسبه شد. بعلاوه ظرفیت پایه گذاری شده لوله‌ها در طی جریان پیک طرح آب و هوای مرطوب کامل نمی‌شود.

      Hydra6 نتایج را بصورت هیدروگراف، جزئیات پروفیل و Colour_Coded Plots که در AutoCad آورده می‌شود، نمایش می‌دهد.

      گام بعدی مقایسه مدل خروجی با داده‌های واقعی جریان جمع آوری شده توسط کنتورها بود. تعدیل منحنیهای روزانه جریان infiltration آبهای زیرزمینی بکار برده شده در جهت سازگاری آن برای بدست آوردن نتایج مشابه با آنهایی که بصورت کارگاهی مشاهده است. بعد مدل برای نمایش شرایط‌های واقعی کارگاهی بررسی شد تا مشکلات در سیستم جمع آوری فاضلاب تعیین شود مدل با شش مکان نمایش جریان بررسی شد.

مدل، مشلات راتعیین می‌کند:

      مدل، چندین مسئله را تعیین می‌کند. برای مثال مشاورینCDM پیشنهاد کردند که پمپاژGruene به ظرفیت پمپاژ 3150 گالن در دقیقه تغییر ظرفیت داده شود. بخاطر اینکه در شرایط آب و هوای مرطوب به ظرفیت پمپاژ 2000 می‌رسد. سیستم جمع آوری فاضلاب موجود برای انتقال جریان فاضلاب آب و هوای خشک بدون بار اضافی مناسب بنظر می‌رسد. به هر حال دو سری لوله بالای 90 درصد پر جریان را عبور می‌دادند زمانیکه بارندگی مربوط به Inflow وinfiltration به سیستم موجود اضافه شود امکان سرریز در چندین منطقه از جمله خطوط اصلی بالا دست پمپاژ ریو و خطر طولانی 35-1 بزرگراه و همچنین بالا دست ریو وجود دارد. زمانیکه توسعه آینده در محاسبه آورده شود بار اضافی جریان در چندین منطقه همتراز سیستم تحت وضعیتهای آب و هوای خشک رخ می‌دهد. وقتی که بارندگی مربوطه به inflow وinfiltration  در نظر گرفته شود در تعدادی از مناطق از قبیل شمال خط درست بالا دست پمپاژ Gruene جریان اضافی بوجود می‌آمد.

      CDM یک طرح اصلاح بزرگ روی مدل ایجاد نمود. بر اساس این طرح مناطقی که در شرایط آب و هوای مرطوب برای رسیدن به وضعیت موجود 2000، شرایط آب و هوایی 2010 خشک پیشگویی شده، و شرایط جریان آب و هوای مربوط 2010 پیش بینی شده کاستی داشتند، طبقه بندی شدند.

آماده کردن طرح برای آینده:

      Mickey صاحب مشاور Rimrock، Austin تگزاس کار تحلیلی را انجام داد که به NBU  اجازه داد تا اثرات هزینه‌های تحمیلی برای توسعه جدید را تعیین کند.

      طرح جامع، تعریف منطقه سرویس، محاسبه نیازهای کاربران موجود، و پیش بینی رشد مورد انتظار را ممکن می‌ساخت، آن همچنین به تعیین ظرفیت جدیدی که نیاز بود، و در تعیین مقدار ظرفیت مربوط به هر کاربر کمک می‌کرد.

هامف گفت:

      اطلاعات فراهم شده توسط مدل یک راهنمایی گرانبها برای تعمیر دوباره و نوسازی سیستم مجاری فاضلاب فراهم خواهد کرد. برای مثال مدل نشان خواهد داد که جریانی که بر اساس لوله ً18 پایه گذاری شده به لوله ً24 نیاز دارد اما همینکه شهر کلاً ساخته شود یک لوله ً36 مورد نیاز خواهد بود.

      ما حالا می‌توانیم با کارگذاری لوله ً36 مقدار قابل ملاحظه‌ای پول صرفه جویی کنیم بخاطر اینکه هزینه مواد در مقایسه با هزینه های نصب کم است. حقیقتی که واقعاً فهمیدیم این است که قسمتهایی از سیستم، جریان اضافی دارند یا در آینده در خطر جریان اضافی هستند. با شناخت اینکه چندین خط اصلی زودتر به ظرفیت خود برسند ما می‌توانیم جریان را به مناطق تحت توسعه جدید برگردانیم و با به تعویق انداختن اصلاحات بزرگ در شبکه هزینه‌ها را کاهش دهیم. بخاطر اینکه ما می‌توانیم قسمتی از هزینه اصلاح شبکه را به آن پرداخت کنیم آنرا جمع و جور کرده و هزینه‌های اضافی را کم کنیم.

مرجع: ژورنال بین الملل آب و فاضلاب شماره 16 ص 32 سال 2001

نویسنده: Yerry Fireman

1-سازه های فشاری :

نوعی پل با دهانه کوتاه ، که اکثر اعضای آن در فشار می باشند . از مزیت های این رشته از مسابقات طراحی اعضای فشاری و بررسی پدیده کمانش در آنها می باشد .

 2-Tower Crain :

دراین  نوع از سازه های ماکارونی ، هدف طراحی جرثقیلهایی است که بر روی برجهای بلند به کار گرفته می شوند .

این سازه ها باید قادر باشند با داشتن ارتفاع معین شعاع خاصی را تحت پوشش قرار دهند .

 3-پل با بار متمرکز :

این سازه از به هم پیوستن دو خرپای دوبعدی به وجود می آید و بارگذاری از وسط دهانه صورت می گیرد .

این نوع پل هر سه نوع عضو فشاری ، کششی و خمشی را دارا می باشد .

4-پل با بار گسترده :

پل به شکل ظاهری خرپا می باشد ، که بارگذاری به صورت گسترده و یکنواخت در تمام طول دهانه صورت می گیرد . در عمل می توان چنین فرض کرد که تمام وسایل نقلیه به دلیل ترافیک به صورت ثابت بر روی پل قرار گرفته اند .

 5-پل با بار متحرک :

این نوع از سازه ماکارونی در واقع پیشرفته ترین و کامل ترین حالت از سازه ها می باشد ، که در آن طراحان اقدام به طراحی یک پل واقعی می کنند .

بار قرار گرفته بر روی پل به صورت متحرک می باشد ، که این امر با عبور دادن یک وسیله نقلیه کوچک با سرعت معین ، که بر روی آن وزنه قرار داده می شود ، صورت می گیرد .

آئین نامه سازه های فشاری:

سازه های فشاری :

این نوع از سازه ها در واقع نوعی پل با دهانه کوتاه هستند ، با این تفاوت که اکثر اعضای سازه نیروی فشاری را تحمل می کنند . هدف از طراحی این سازه ها رسیدن به بالاترین بار تحمل شده در قبال کمترین وزن سازه می باشد.

هر گروه تنها قادر به ساخت یک سازه می باشد. هر گونه کوتاهی و قصور در مورد نحوه چسباندن اعضا به یکدیگر بر عهده خود شرکت کنندگان می باشد .

نوع مصالح :

تمام گروه های شرکت کننده ملزم به استفاده از یک نوع ماکارونی، با مقطع دایره ای، به قطر خارجی حداکثر 4 میلی متر می باشند ، که نوع ومارک شرکت تولید کننده متعاقبا اعلام خواهد شد. همچنین چسب به کار رفته در سازه می تواند از سه نوع چسب :

1.حرارتی

 2. Epoxy ( دوقلو )

 3. Supper glow  ( قطره ای )   باشد.

ابعاد :

1.حداقل دهانه پل برابر 15 سانتی متر می باشد.

2.
.عرض عرشه پل حداقل برابر 10 سانتی متر می باشد و سطح زیرین عرشه پل باید حداقل 5/7 سانتی متر بالاتر از سطح زمین باشد.

3.طول پل بین 15 تا 45 سانتی متر و عرض آن بین 10 تا 20 سانتی متر باشد.

4.حداقل ارتفاع تراز بالای عرشه پل تا سطح زمین 75/8 سانتی متر می باشد.

قوانین :

1.حداکثر تعداد اعضای گروه 3 نفر می باشد.

2.هرگونه تغییردر جنس ماکارونی از قبیل ( پرکردن ماکارونی با چسب یا مواد دیگر ، حرارت دادن ماکارونی و غیره ) پذیرفته نخواهد شد.همچنین شرکت کنندگان فقط از چسب در محل اتصالات می توانند استفاده نمایند.

1.بریدن ، قطع کردن و شکستن ماکارونی قانونی می باشد.

2.حداکثر وزن پل 450 گرم می باشد.

5. شرکت کنندگان حداکثر مجاز به چسباندن 2 رشته ماکارونی به یکدیگر و تشکیل پروفیل جدید هستند.

6.  به کار بردن هر ماده دیگری به غیر از ماکارونی و چسب مجاز نمی باشد. 

7.  شرکت کنندگان قادر هستند از دیگر منابع برای کمک در طراحی سازه بهینه کمک بگیرند.

8 .  قبل از بارگذاری تمام سازه ها چه از نظر نوع مصالح وچه از نظر ابعاد مورد بازبینی قرار می گیرند و هرگونه تخلف از قوانین به معنای عدم پذیرفته شدن سازه در مسابقات می باشد.  

نحوه بارگذاری سازه ها  :

1.پل ها روی سطوح صافی قرار می گیرند.

2.یک صفحه فلزی یا چوبی به ابعاد 10 در 15 سانتی متر روی عرشه پل قرار می گیرد.

1.بار به صورت مداوم روی صفحه فلزی یا چوبی که روی عرشه پل قرار دارد، اضافه می گردد، تا آنجا که پل بدون هرگونه شکستگی در کل یا قسمتی از آن قادر به تحمل بار باشد . همچنین در هنگام بارگذاری حداکثر خیز قابل قبول برای پل 2 سانتی متر می باشد.

عوامل موثر در گزینش بهترین سازه:

1.کارآمدی سازه:

حداکثر نسبت بار تحمل شده به وزن سازه.

2. ارائه مقاله:

ارائه مقاله در مورد چگونگی طراحی ، بهینه سازی و ساخت سازه فشاری توسط نرم افزار power point) ( .

3. زیبایی طرح ارائه شده.

آئین  نامه پل خرپایی

        ( با بارگذاری متمرکز )

پل خرپایی :

نوعی پل به شکل ظاهری خرپا می باشد ، که بارگذاری از وسط دهانه پل صورت می گیرد. دراین نوع پل هر سه نوع عضو کششی ، خمشی و فشاری را دارا هستیم.هر گروه تنها مجاز به ساختن یک پل می باشد ، که مصالح بکاررفته در سازه تنها ماکارونی و چسب می باشد . هدف از ساختن این نوع پل حداکثر بار تحمل شده در قبال کمترین وزن سازه است.

نوع مصالح :

تمام گروه های شرکت کننده ملزم به استفاده از یک نوع ماکارونی، با مقطع دایره ای، به قطر خارجی حداکثر 4 میلی متر می باشند ، که نوع ومارک شرکت تولید کننده متعاقبا اعلام خواهد شد. همچنین چسب به کار رفته در سازه می تواند از سه نوع چسب :

1.حرارتی

2. Epoxy ( دوقلو )

 3. Supper glow  ( قطره ای )   باشد.

قوانین :

1. دهانه پل به طول یک متر می باشد . البته طول پل برابر 1/1 متر می باشد ، که از هر طرف 5 سانتی متر بر روی تکیه گاه ها قرار می گیرد.

2.پل بر روی تکیه گاه های ساده قرار می گیرد و تکیه گاه ها تنها قادر به وارد کردن عکس العمل عمودی می باشند.  

3. حداکثر ارتفاع پل برابر 50 سانتی متر می باشد، که این ارتفاع از پایین ترین نقطه پل تا بالاترین نقطه آن اندازه گیری می شود.

4.حداکثر وزن پل برابر 750 گرم می باشد.

5. پل باید دارای یک عرشه از جنس ماکارونی به عرض حداقل 5 سانتی متر باشد که

دو سر تکیه گاه ها را به هم متصل کرده و نقش نمادین جاده را ایفا می کند. در این مورد باید به سه حالت زیر توجه کرد .

الف.   فضای خالی بین رشته های ماکارونی نباید از 2 میلیمتر تجاوز کند.

ب‌. عرشه پل باید به گونه ای باشد که قابلیت عبور یک مکعب چوبی شکل به ابعاد (5*5*10 ) که نقش نمادین یک وسیله نقلیه را بازی می کند ، داشته باشد.

ت‌.  عرشه پل نباید بالاتر یا پایین تر از 5 سانتی متر، نسبت به خطی باشد که دو سر تکیه گاهها را به هم متصل می کند.

6. پل باید دارای یک صفحه بارگذاری از جنس چوب به ابعاد (10 * 5  * 2 ) سانتی متر مکعب باشد.صفحه بارگذاری به وسط پل متصل می گردد و می تواند تا 2 سانتی متر بالاتر یا پایین تر از عرشه نمادین پل قرار گیرد.  این صفحه بارگذاری دارای یک قلاب U  شکل می باشد ، که به مرکز صفحه بارگذاری متصل می شود . در هنگام بار

گذاری بار توسط یک قلاب  S  شکل ، به قلاب U شکل متصل می گردد. البته لازم به ذکر است که عرض صفحه بارگذاری که در بالا 5 سانتی متر ذکر شده، مقدار حداقل می باشد و می تواند با توجه به عرض عرشه افزایش یابد .

نحوه بارگذاری پل :

برای بارگذاری پل از یک میله بارگذاری خاص که توسط یک قلاب به صفحه بارگذاری متصل می گردد، استفاده می شود. این میله بارگذاری دارای دو میله افقی است که وزنه ها در طرفین این دو میله قرار می گیرند. وزنه ها با فاصله زمانی روی میله بارگذاری وصل می شودو انتخاب مقدار وزنه بر عهده خود شرکت کنندگان می باشد.

دستگاه بارگذاری

نحوه گزینش بهترین پل:

گزینش بهترین پل بر اساس عوامل زیر می باشد:

1.  کار آمدی پل:

نسبت بار تحمل شده به وزن پل.

2.  ارائه مقاله :

ارائه مقاله در رابطه با چگونگی بدست آوردن خصوصیات ماکارونی ، طراحی ، بهینه سازی و ساخت پل خرپایی توسط نرم افزار (power point)

3. زیبایی طرح ارائه شده

سازه های ماکارونی به سازه هایی اطلاق می شود ، که مصالح استفاده شده در آنها تنها ماکارونی و چسب می باشد . این سازه ها در مقیاس کوچکتر نسبت به سازه های واقعی طراحی و توسط ماکارونی و چسب ساخته می شوند و پس از ساخت مورد بارگذاری قرار می گیرند .

در واقع این سازه ها به عنوان ماکت ساخته نمی شوند و سازه ای که بار بیشتری را تحمل می کند ، موفق تر خواهد بود . پل ( تحت بارگذاری یکنواخت ، متمرکز و متحرک ) ،  Towercrain ، انواع قاب های ساختمانی و ستون های فشاری از جمله رایج ترین سازه های ماکارونی می باشند .

هر ساله در این راستا مسابقات بزرگی در دانشگاه های معتبر دنیا بین دانشجویان رشته مهندسی عمران برگزار می گردد . این دانشگاه ها از سالها پیش در این زمینه سرمایه گذاری کرده تا ذهن خلاق دانشجویان را فعال سازند و از طرحها و پژوهش های آنها در عمل استفاده کنند . طراحی و ساخت پل و ستون های فشاری رایج ترین رشته های این مسابقات  می باشند . بطور مثال طراحی و ساخت پل خرپایی تنها با استفاده از 750 گرم ماکارونی ( معادل یک بسته ماکارونی ) که می تواند وزن زیادی را تحمل نماید . طول دهانه پل یک متر و حداکثر ارتفاع پل نیم متر می باشد . پل روی دو تکیه گاه  که از یکدیگر یک متر فاصله دارند قرار می گیرد و تکیه گاهها فقط قادر به وارد کردن عکس العمل عمودی می باشند و هیچ عکس العمل افقی در تکیه گاهها بر پل وارد نمی شود . رکورد کسب شده در این رشته ( پل خرپایی ) معادل 176 کیلو گرم می باشد ، که این رکورد تقریبا 230 برابر وزن خود سازه می باشد . همچنین طراحی و ساخت سازه های فشاری که قادر به تحمل بار هایی بیش از نیم تن می باشند ، از دیگر نمونه های این سازه ها هستند . اینجا یک سئوال ممکن است مطرح می گردد ، آیا جنس ماکارونی در دست یافتن به رکورد های بالا موثر است ؟

در این زمینه تحقیقاتی روی محصول های مختلف شرکت های ماکارونی دنیا انجام گرفته و ماکارونی  شرکت Rose   ایتالیا به عنوان بهترین ماکارونی برای این هدف شناخته شده است .

البته لازم به ذکر است که قدرت و مهارت طراح در ارائه یک طرح موفق ، بسیار مهم تر از جنس ماکارونی در رسیدن به رکورد های بالا می باشد .

هدف از استفاده از ماکارونی به عنوان عنصر سازه ای :

در واقع ماکارونی بر خلاف فولاد و بتن عنصر سازه ای ناشناخته ای می باشد . این بدان معنی است که خصوصیات ماکارونی شامل حداکثر تنش کششی ، حداکثر تنش فشاری ، مدول الاستیسیته ، نحوه کمانش ماکارونی و دیگر خصوصیات ماکارونی که مورد نیاز برای طراحی و تحلیل سازه می باشند ، ناشناخته می باشد و

1-تنها راه بدست آوردن این ویژگیها ایجاد وابداع آزمایش های ساده و دقیق می باشد .

2-ماکارونی بر خلاف بتن و فولاد دارای  ضعف های زیادی می باشد  و این ضعف ها کار را برای طراح مشکل تر می کند و اینجاست که ابداعات و خلاقیت هنر نمایی می کنند و برای رسیدن به رکورد های بالا بهینه سازی سازه ها مطرح می گردد .

3-
ارزان بودن ماکارونی نسبت به مصالحی چون فولاد وبتن .

اهداف کلی طرح :

این طرح در وهله اول به عنوان یک طرح آموزشی می تواند بسیار مفید و سودمند برای دانشجویان رشته مهندسی عمران ایفای نقش نماید ، زیرا این امکان را به دانشجویان می دهد که ، با استفاده از مصالح ارزان ، سبک و قابل دسترس ( ماکارونی به جای بتن و فولاد ) دست به طراحی و ساخت سازه های مختلف زده و با این کار کلیه دروس فراگرفته در رشته سازه

1-را به عمل تجربه نمایند .

2-دانشجویان می بایست با استفاده از مسائل تئوریک فرا گرفته در دروس مقاومت مصالح و آزمایشگاه های مربوط به آن تلاش نمایند تا خصوصیات عنصر سازه ای جدید را کشف نمایند .

3-دانشجویان می بایست با استفاده از تحلیل سازه ها و با بکارگیری نرم افزار های کامپیوتری به طراحی و آنالیز سازه مورد نظر بپردازند.

4-طراحی و ساخت یک سازه بهینه که تحت عنوان بهینه سازی سازه ها مطرح است .