کتاب- معرفی انواع سنسورهای صنعتی و کاربرد آنها- در 45 صفحه-docx

اختصاصی از هایدی کتاب- معرفی انواع سنسورهای صنعتی و کاربرد آنها- در 45 صفحه-docx دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

سنسور چیست؟ نوری الکترونی به صورت یک سیگنال الکتریکی تبدیل کند. بنابراین سنسور را می‌توان به عنوان یک زیر گروه از تفکیک کننده‌ها که وظیفه‌ی آن گرفتن علائم ونشانه‌ها از محیط فیزیکی و فرستادن آن به واحد پردازش به صورت علائم الکتریکی است تعریف کرد. البته سنسوری مبدلی نیز ساخته شده‌اند که خود به صورت IC  می‌باشند و به عنوان مثال (سنسورهای پیزوالکترونیکی، سنسورهای نوری). وقتی ما از سنسوری مجتمع صحبت می‌کنیم منظور این است که تکیه پروسه آماده‌سازی شامل تقویت کردن سیگنال، فیلترسازی، تبدیل آنالوگ به دیجیتال و مدارات تصحیح‌ می‌باشند، در غیر این صورت سنسوری که تنها سیگنال تولید می‌کند به نا سیستم موسوم هستند. در نوع پیشرفته به نام سنسور هوشمند یک واحد پردازش به سنسور اضافه شده است تا خورجی آن عاری از خطا باشد  منطقی‌تر شود. واحد پردازش سنسور که به صورت یک مدار مجتمع عرضه می‌شود اسمارت (Smart) نامیده می‌شود. یک سنسور باید خواص عمومی زیر را داشته باشد تا بتوان در سیستم به کار برد که عبارتند از: حساسیت کافی، درجه بالای دقت و قابلیت تولید دوباره خوب، درجه بالای خطی بودن، عدم حساسیت به تداخل و تاثیرات محیطی، درجه بالای پایداری و قابلیت اطمینان، عمر بالای محصول و جایگزینی بدون مشکل. امروزه با پیشرفت صنعت الکترونیک سنسوری مینیاتوری ساخته می‌شود که از جمله مشخصه‌ی آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: سیگنال خروجی بدون نویز، سیگنال خروجی سازگار با باس، احتیاج به توان پایین.  سنسور (sensor)یعنی حس کننده,و از کلمه  sens به معنی حس کردن گرفته شده و می تواند کمیت هایی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و … را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل کند.سنسورها در انواع دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانندPLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جملهPLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد. سنسور ها بر اساس نوع و وظیفه ای که برای آن ها تعریف شده اطلاعات را به سیستم کنترل  کننده می فرستند و سیستم طبق برنامه تعریف شده عمل می کند .

) تعریف عبارت سنسور :

واژه سنسور از سنس یعنی احساس کردن، گرفته شده است .سنسور یعنی چیزی که می تواند احساس

کند. همیشه در علم الکتروینک این نکته وجود دارد که برای اینکه بتوانید الکترونیک را در هر جایی مورد

استفاده قرار بدهید، باید پدیده ها را به زبان ولتاژ و جریان تبدیل کنید .سنسورها هم برای همین ساخته

شده اند؛ سنسورها در انواع مختلف بسته به نیاز مورد استفاده ساخته شده اند ، منتها همه ی سنسورها

پدیده مورد بررسی را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند یا اینکه بر سر راه یک مدار بسته می شوند؛ مثلا فتو سل ها یا سلولهای نوری که به نور حساسند : شما وقتی از سنسور نوری استفاده می کنید درحقیقت تاثیر نور را در یک فضا باآن قطعه مورد بررسی قرار می دهید .وقتی نور به فتوسل برسد یک

سیگنال الکتریکی تولید می کند بررسی اینکه چه اتفاقی می افتد مربوط می شود به جنس ماده ای که در

این سلولها استفاده می شود منتها نتیجه اینکه این سیگنال توسط یک مدار الکترونیکی تقویت و یا کنترل

می شود در نهایت می تواند یک پالس الکتریکی باشد .برای راه اندازی یک رله و ..تفاوت سنسورها در اینکه جنس و تحریک پذیری متفاوتی دارند مثلا سنسور حرارتی یا ترما سنس که به حرارت حساس است وقتی حرارت محیط به یک درجه معین برسد بازهم همان سیگنال را تولید می کند و یا اینکه مثل یک کلید راه جریان را قطع و یا وصل می کند .. سنسورهای حساس به دود که با موارد راداکتیو ساخته می شوند و کارکردن با آنها نیاز به حساسیت بیشتری دارد بر اثر دود تحریک می شوند و باز هم یک سیگنال الکتریکی تولید می کنند .سنسورهای صوتی و حتی حساس به امواج نیز وجود دارند .در ساخت و استفاده از سنسورها این نکته وجود دارد که کدام پدیده را توسط سنسور شناسایی کنیم . در ساخت و طراحی سنسورها باید به ذکر این نکته پرداخت که از خاصیت مواد مختلف استفاده می شود و بر اساس عکس العمل مواد و عنصرهای مختلف (در از دست دادن یا گرفتن الکترون ) ترکیباتی ساخته که دریک محفظه قرار داده می شود وبه نام سنسور در جاهای مختلف ازآنها استفاده می شود.

به طور کلی سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و… را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند .این سنسورها در انواع مورد استفاده قرار میگیرند . PLC دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند باعث شده است که سنسور PLC عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد .سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاهها می شوند.

حسگرهای رطوبت حسگر حرکت

زوج حسگر اولتراسونیک ( مافوق صوت )

سنسورهای بدون تماس

سنسورهای بدون تماس سنسورهائی هستند که با نزدیک شدن یک قطعه وجود آنرا حس کرده و فعال می

شوند .این عمل به نحوی که در شکل زیر نشان داده شده است می تواند باعث جذب یک رله ، کنتاکتور

و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم گردد.

کاربرد سنسورها

1) شمارش تولید : سنسورهای القائی ، خازنی و نوری

2 ) کنترل حرکت پارچه و ... : سنسور نوری و خازنی

3 ) کنترل سطح مخازن : سنسور نوری و خازنی و خازنی کنترل سطح

4 )تشخیص پارگی ورق : سنسور نوری

5 ) کنترل انحراف پارچه : سنسور نوری و خازنی

6 ) کنترل تردد :سنسور نوری

7) اندازه گیری سرعت :سنسور القائی و خازنی

8 ) اندازه گیری فاصله قطعه :سنسور القائی آنالوگ

مزایای سنسورهای بدون تماس

سرعت سوئیچینگ زیاد :

سنسورها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالایی برخوردارند ، بطوریکه برخی از آنها

( سنسور القائی سرعت ) با سرعت سوئیچینگ تا 25  KHz   کار می کنند .

طول عمر زیاد :

بدلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار و ... دارای طول عمر زیادی هستند.عدم نیاز به نیرو و فشار: با توجه به عملکرد سنسور هنگام نزدیک شدن قطعه، به نیرو و فشارنیازی نیست. قابل استفاده در محیطهای مختلف با شرایط سخت کاری: سنسورها در محیطهای با فشار زیاد،دمای بالا، اسیدی، روغنی، آب و ... قابل استفاده می باشند.عدم ایجاد نویز در هنگام سوئیچینگ : به دلیل استفاده از نیمه هادی ها در طبقه خروجی، نویزهای مزاحم (Bouncing Noise) ایجاد نمی شود .

امروزه کلمه سنسور به هیچ وجه از مفاهیمی مانند میکروپرسسور، ترانسپیوتر، انواع مختلف حافظه و سایر

عناصر الکترونیکی به عنوان یکی از لغات وابسته به دنیای نوآوری های تکنولوژی اهمیت کمتری راندارد .با

وجود این سنسور هنوز هم فاقد یک تعریف دقیق است همچنان که عباراتی از قبیل "پروب" ، " بعد سنج " ، " پیک آب " یا ترنسدیوسر " مدتها چنین بوده اند . بنابراین جای تعجب از اینکه انتشاراتی که با سنسورها سر و کار دارند غالبا بحث خود را با تعریفی از سسنسور می گشایند .کوشش های زیادی به عمل آمده است تا این کثرت تعاریف را محدود نماید .جدا از کلمه سنسور ما اصطلاحاتی از قبیل المان سنسور، سیستم سنسور، سنسور باهوش یا آگاه، تکنولوژی سنسور و غیره مواجه می شویم .چه چیزی است که در پشت کلمه سنسور به معنی توانایی SENSORIUN نهان شده است؟ کلمه سنسور یک کلمه تخصصی است که از کلمه لاتین به معنی "حس" بر گرفته شده است . پس از آشنایی با منشا مفهوم سنسور، ، senseus "حس کردن " یا تاکید کردن بر تشابه بین سنسورهای تکنیکی و اندام های حس انسانی واضح به نظر می رسد . شکل (1-1) این تشابه را نشان می دهد با وجود این ایده سنسور فراتر از این تشابه حرکت نموده و یک کلمه مترادف همه جانبه برای احساس کردن، تبدیل و ثبت مقادیر اندازه گیری شده به حساب می آید . یک سنسور یک کمیت فیزیکی معین را که باید اندازه گیری شود به شکل یک کمیت الکتریکی تبدیل می کند تغییر میدهد که می تواند پردازش شود یا بصورت الکترونیکی انتقال داده شود.بعد های فیزیکی را میتوان بر اساس دیاگرام شکل 1-2 طبقه بندی کرد. جدول 1-1  مثال هایی از بعد های فیزیکی را که سنسورها می توانند اندازه گیری کنند نشان می دهد.می توان سنسور را به یک زیر بخش عنصر حس کننده تفکیک کرد که، به عنوان نمونه ، فشار را به صورت انحراف یک غشا نیمه هادی، یا تغییری در شاخص انکسار بصورت کاهشی در شدت نور در یک فیبر نوری ثبت کند ؛ به علاوه یک عنصر تغییر دهنده یا مبدل داریم که انحراف غشا نیمه هادی ، که در آن مقاومت ها به شکل پل ساخته شده اند، را بصورت یک ولتاژالکتریکی تبدیل می نماید یا تغییری در شدت نور را با استفاده از یک پروسه تبدیل نوری الکترونی بصورت یک سیگنال الکتریکی تبدیل میکند .

یک سنسور می تواند به تنهایی از یک عنصر مبدل نیز تشکیل شود ) برای مثال یک سنسور پیزوالکترونیکی ، سنسورهای نوری(  چنین تعریفی از سنسور ها هیچ محدودیتی برروی اندازه یا شکل وضع آن وضع نمی نماید.

پاورپوینت-انواع پمپهای هیدرولیکی و نحوه طراحی و ساخت آنها- در 25 اسلاید-powerpoin-ppt

اختصاصی از هایدی پاورپوینت-انواع پمپهای هیدرولیکی و نحوه طراحی و ساخت آنها- در 25 اسلاید-powerpoin-ppt دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

1- پرسهای هیدرولیکی

پرسهای هیدرولیک نیروی خود را از حرکت یک پیستون در داخل یک سیلندر به دست می آورند. این حرکت زمانی ایجاد میشود که یک سیال تحت فشار وارد محفظه سیلندر شود. وضعیت سیال توسط پمپ و شیرهائی جهت افزایش، کاهش و یا حفظ فشار به صورت مورد نیاز درآمده و میتواند نیروی لازم برای به حرکت درآوردن پیستون را فراهم کند. بنابراین نیروی موجود در پرس هیدرولیک با حداکثر فشار موجود در سیلندر تعیین میشود.

پرسهای هیدرولیک قادرند تناژ کامل خود را در هر وضعیتی از حرکت سیلندرها به قطعه کار اعمال نمایند. همچنین طول حرکت سیلندرها را میتوان در هر حدی از مسیر حرکت محدود ساخت. این در حالی است که در پرس های مکانیکی تناژ کامل را تنها در انتهای مسیر حرکت ضربه زدن میتوان کسب نمود. همچنین مسیر حرکت ضربه زدن در این پرس ها مقدار ثابتی است.

ویژگیهای پرسهای هیدرولیک را به صورت ذیل میتوان خلاصه نمود:

• تغییر و تنظیم سرعت کورس در حالت ایجاد نیروی ثابت
• تنظیم نیروی وارده به میزان مورد نیاز
• اندازه گیری و کنترل الکترونیکی نیروی وارده طی فاصله کورس

تناژ پرس

تناژ یک پرس هیدرولیکی عبارت است از حداکثر نیروئی که سیلندر اصلی آن میتواند به قطعه کار اعمال نماید. معمولاً برای تعیین تناژ مورد نیاز پرس باید روی رفتار قطعه کار و فرآیند اعمالی روی آن مطالعه نمود. برای مثال در برشکاری ورق، جنس آن و سطح برش نقش مهمی را در حداکثر نیروی لازم برشکاری ایفا میکنند. در پرس کمپاکت پودر، نوع پودر، دانسیته و استحکام نهائی قطعه فاکتورهای مهم تعیین کننده حداکثر نیروی مورد نیاز میباشند.

تعیین فشار کاری سیستم

برای تعیین سطح فشار در یک سیستم هیدرولیک باید در نظر داشت که با بالا بردن فشار میتوان از المانهای هیدرولیکی کوچکتری برای رسیدن به تناژ مورد نظر، استفاده نمود. همچنین قطر لوله ها را میتوان کوچکتر انتخاب نمود. در نتیجه، هزینه ساخت پرس کاهش می یابد. از طرف دیگر با افزایش فشار، روغن در سیستم زودتر داغ میکند، نشتی ها بیشتر و اصطکاک و سایش نیز افزایش می یابد. در نتیجه فاصله انجام سرویس ها باید کوتاهتر شود. همچنین نویز و پیکهای فشاری نیز افزایش یافته و خواص مطلوب دینامیکی سیستم کاهش می یابد.

در مجموع پس از برآوردهای اولیه نوع کارکرد پرس، برای دستیابی به یک شرایط مطلوب کاری انتخاب یکی از فشارهای 160, 100 یا 200 bar معمول میباشد.

اجزاء اصلی سیستم هیدرولیک پرس

سیستم هیدرولیک پرسها شامل اجزاء اصلی ذیل میباشد:

• سیلندرهای هیدرولیک
• پمپ
• موتور الکتریکی
• روغن هیدرولیک
• لوله و اتصالات
• شیرهای راه دهنده روغن
• شیرآلات کنترل دبی و فشار روغن
• مخزن روغن

در ادامه نکات مهم مربوط به طراحی، انتخاب و تعیین نوع المانهای هیدرولیک شرح داده میشود:

نحوه انتخاب سیلندرهای هیدرولیک

در انتخاب سیلندرهای هیدرولیک موارد ذیل باید در نظر گرفته شود:

1-حداکثر فشار کاری سیستم

رنج فشار کاری استاندارد برای المانهای هیدرولیک به صورت 600bar,500,400,315,250,200,160,100,63,40,25  میباشد. با اینحال سازنده های مختلف بعضا رنجهای محدودتر یا متنوع تری را انتخاب میکنند. برای مثال رکسروت محدوده فشار کاری سیلندرهای خود را به صورت 350bar,250,105  قرار داده است. فشارهای مذکور حداکثر فشاریست که مصرف کننده مجاز است به سیلندر اعمال نماید.

2-قطر پیستون و میله پیستون

میزان نیرویی که یک سیلندر هیدرولیکی میتواند تولید کند، تابع فشار کاری و سطح پیستون آن میباشد. هر چه قطر پیستون بزرگتر در نظر گرفته شود نیرویی که سیلندر میتواند تولید کند بزرگتر خواهد بود. این موضوع برای سطح میله پیستون به صورت معکوس است یعنی هر چه قطر میله پیستون بیشتر باشد سطح موثر اعمال نیرو در جلوی سیلندر کاهش میابد و سیلندر در برگشت نیروی کمتری تولید میکند.

در جدول(1) محدوده قطرهای مختلف برای پیستون و میله پیستون مربوط به محصولات رکسروت نشان داده شده است. برای مثال سیلندری که قطر پیستون آن 63mm و قطر میله پیستون آن 28mm میباشد در جدول به صورت 63/28  نمایش داده شده است.

جدول(1)- محدوده قطر پیستون و قطر میله پیستون (رکسروت)

Ratio of dia.

Piston rod dia.

Piston dia.

32/18

18

32

40/18

18

40

40/20

20

40/25

25

40/28

28

50/22

22

50

50/28

28

50/36

36

63/28

28

63

63/36

36

63/45

45

80/36

36

80

80/45

45

80/56

56

100/45

45

100

100/56

56

100/70

70

125/56

56

125

125/70

70

125/90

90

140/90

90

140

140/100

100

150/70

70

150

150/100

100

160/100

100

160

160/110

110

200/90

90

200

200/125

125

200/140

140

220/160

160

220

250/180

180

250

3-نسبت سطح

این ضریب به صورت زیر تعریف میگردد:

که در آن Ap  سطح پیستون و ASt  سطح میله پیستون میباشد. برای ابعاد استاندارد پیستون و میله پیستون ها، شش خانواده مختلف  تعیین شده است. یعنی با تعریف شش مقدار مختلف برای ارزش اسمی   به صورت 5,2.5,2,1.6,1.4,1.25  میتوان قطر پیستون و میله پیستون را نسبت به هم محاسبه نمود. البته باید توجه داشت که با اختیار نمودن دو عدد مشخص برای قطر پیستون و میله پیستون الزاما به اعداد ذکر شده برای   دست نمی یابیم، بلکه مقادیر واقعی  اعدادی نزدیک به ارزش اسمی   میباشند. برای مثال در خانواده  ، ارزش واقعی  به صورت 1.3,1.25,1.24  میباشد. در جدول (2) مقادیر مربوط به ارزش اسمی  بهمراه قطر پیستون و میله پیستون سیلندرهای مختلف نشان داده شده است.

جدول(2)-مقادیر اسمی ضریب نسبت سطح

125

100

80

63

60

50

40

32

25

dp

j

56

45

36

28

25

22

18

14

12

dSt

1. 25

70

56

45

36

32

28

22

18

14

dSt

1. 4

80

63

50

40

36

32

25

20

16

dSt

1. 6

90

70

56

45

40

36

28

22

18

dSt

2

100

80

63

50

45

40

32

25

20

dSt

1. 5

110

90

70

56

55

45

-

-

-

dSt

5

4-حداکثر نیروی سیلندر

اگرچه ظرفیت کاری سیلندرها را معمولا از رابطه  محاسبه میکنند، با اینحال باید در نظر داشت که تنها عوامل تعیین کننده نیروی سیلندر، فشار و سطح پیستون نمی باشند بلکه فاکتور مهمی که آنرا نیز باید در نظر داشت امکان ایجاد کمانش در سیلندر می باشد. نیرویی که تحت آن در یک سیلندر کمانش رخ می دهد را از رابطه زیر میتوان محاسبه نمود:

که در آن :

K : نیرویی است که تحت آن کمانش اتفاق می افتد(N )

Lk : طول آزاد تحت کمانش سیلندر (mm )

E : مدول الاستیسیته که برای فولاد  2.1e5 میباشد (N/mm2 )

I : ممان اینرسی سطح دایروی میله پیستون که از رابطه  محاسبه میشود.

با توجه به نیروی کمانش سیلندر، حداکثر بار مجاز که میتوان به یک سیلندر هیدرولیک اعمال نمود از رابطه زیر محاسبه می گردد:

F : حداکثر بار مجاز اعمالی به سیلندر (N )

K : نیروی کمانش سیلندر (N )

S : ضریب اطمینان (3.5 )

5-طول کورس سیلندر

مهمترین عامل در محدود نمودن طول کورس سیلندر امکان ایجاد کمانش در آن میباشد. یعنی به ازاء قطر پیستون ، قطر میله پیستون و فشار کاری مشخص، مجاز به انتخاب محدوده خاصی از طول کورسها می باشیم. در حالت کلی محدوده طول کورس نزدیک به صفر تا حدود 10m را میتوان برگزید. ولی باید توجه داشت که در یک فشار کاری و سایز بخصوص امکان انتخاب هر طول کورسی نخواهد بود و شاید در تعیین قطر سیلندر مجبور به انتخاب سایز بزرگتری باشیم.  مثلا در فشار کاری 80bar برای داشتن طول کورس 1.5m نمی توان سیلندر 63/28 را انتخاب نمود بلکه مثلا باید سیلندر 63/48 را برگزید که این انتخاب روی نیرو و سرعت برگشت سیلندر تاثیر میگذارد.

6-حداکثر سرعت سیلندر

در یک سیلندر بدون بالشتک حداکثر سرعت پیستون به صورت طبیعی 8m/min میباشد. این مقدار برای سیلندرهای بالشتکی تا 12m/min افزایش می یابد. در مجموع، حداکثر سرعت کاری سیلندرها در سیستمهای هیدرولیکی معمولا0.5 m/sec میباشد. البته بسته به نوع کار، ممکن است حداکثر سرعت 0.25 m/sec و یا مقادیر دیگر انتخاب شوند. همچنین باید توجه داشت که سرعت سیلندر تابع اندازه پورتهای ورود و خروج  روغن به آن نیز میباشد.

7-نحوه نصب سیلندر

سیلندرهای هیدرولیکی را بسته به نوع کاربرد به یکی از صورتهای زیر بر روی فریم نصب مینمایند:

1- Swivel clevis at cylinder cap

2- Fork clevis at cylinder cap

3- Rectangular flange at cylinder head

4- Square flange at cylinder head

5- Rectangular flange at cylinder cap

6- Square flange at cylinder cap

7- Trunion mounting at cylinder head

8- Trunion mounting at center of cylinder

9- Trunion mounting at cylinder cap

کتاب-انواع پل ها و اصول و قوانین اجرای آنها- در 70 صفحه-docx

اختصاصی از هایدی کتاب-انواع پل ها و اصول و قوانین اجرای آنها- در 70 صفحه-docx دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پل

پل، سازه ای است فلزی، بتنی و یا با مصالح ساختمانی برای عبور راه، راه‌آهن و یا پیاده، از روی آب و یا مسیر راهی دیگر.

در تعریف قدیمی چنین می‌گفتند که پل طاقی است بر روی رودخانه، دره، یا هر نوع گذرگاه که رفت‌وآمد را ممکن می‌سازد. اما امروزه در مبحث مدیریت شهری، پل را سازه‌ای برای عبور از موانع فیزیکی قلمداد می‌کنند تا ضمن استفاده از فضا (نه صرفا سطح زمین) بتواند عبورومرور و دسترسی به اماکن را تسهیل کند.

یکی از عناصر پل‌سازی تیرهای سراسری هستند.

بزرگترین پل ایران

پل شهید کلانتری طولانی‌ترین پل ساخته‌شده در ایران (سه برابر طولانی‌ترین پل پیشین) به طول هزار و هفتصد و نه متر می‌باشد که بر روی دریاچه ارومیه ساخته شده‌است و فاصله میان دو شهر تبریز و ارومیه به 135 کیلومتر تغییر داده‌است. این پل در ۲۷ آبان سال ۱۳۸۷ به بهره‌برداری رسید.

انواع پل‌ها

پل شاهتیری

• پل قوسی
• پل فلزی
• پل بتنی مسطح
• پل طره‌ای
• پل کابلی
• پل خرپایی
• پل معلق
• پل تشریفاتی
• پل سواره‌رو
• پل هوایی

پل مسطح

ساده ترین نوع پل است که اجزای اصلی آن عبارتند از یک ورقه ی مسطح و پایه هایی است که در طول پل مستقر شده اند و وزن پل و بار روی پل را به زمین منتقل میکنند. این پل ها به علت طراحی ساده و اولیه ای که دارند و مصالح کمی که در فواصل کوتاه لازم دارند به تعداد زیاد در روستا ها مورد بهره بهداری قرار میگیرند .

پل قوسی

پل قوسی، پلی است با تکیه گاه‌های انتهائی در هر طرف، که شکلی نیم دایره مانند دارد. پلی که از رشته‌ای از قوسها تشکیل شده باشد، پل دره‌ای نامیده می‌شود. پل قوسی ابتدا توسط یونانی‌ها و از سنگ ساخته شد. بعدها، مردم باستان از ملات در پل‌های قوسی خود استفاده کردند.

با توجه به اصول مقاومت مصالح، شعاع قوس وابعاد این پلها را طوری انتخاب می‌کنند که بارهای قائم وارده تبدیل به یک نیروی فشاری در امتداد قوس شود. بنا براین در مناطقی با کیفیت خاک مناسب، می‌توان دهانه‌های بزرگ (تا حدود ۵۰۰ متر) را با پلهای قوسی طی نمود.

پل کابلی

تاریخچه پل کابلی

با اینکه به نظر می‌رسد پل‌های کابلی به آینده چشم دوخته‌اند، ایده آن‌ها مسیر طولانی را پیموده‌است. اولین طرح شناخته شده از یک پل کابلی در کتابی به نام "ماشین‌های نوواً - منتشر شده در سال ۱۵۹۵ - آورده شده ولی این ایده تا قرن حاضر که مهندسان شروع به استفاده از پل‌های کابلی نمودند؛ مورد استقبال واقع نشده بود. در جنگ جهانی دوم که فولاد کمیاب بود، این طرح برای بازسازی پل‌های بمباران شد که هنوز فوندانسیون هایشان پابرجاست، کامل بود. با اینکه از احداث پل‌های کابلی در آمریکا دیری نمی‌گذرد، واکنش‌ها در این مورد بسیار مثبت بوده‌است.

پل کابلی و نحوه عملکرد آن

یک پل کابلی نوعی، یک تیر حمال(عرشه پل) پیوسته با یک یا چند برج بنا شده بالای پایه‌های پل در وسط دهانه‌است. از این برج‌ها، کابل‌ها به صورت اریب به سمت پایین (معمولاً هر دو طرف) کشیده شده و تیر حمال(عرشه پل) را نگه می‌دارد. کابل‌های فولادی بی نهایت قوی و در عین حال بسیار انعطاف پذیر هستند. کابل‌ها بسیار مقرون به صرفه می‌باشند چون سبب ساخت سازه‌ای سبکتر و باریکتر شده که در عین حال قادر به پل زدن بین مصافت‌های بیشتری است.اگرچه تنها تعداد کمی از آن‌ها برای نگه داشتن کل پل قوی هستند، انعطاف پذیریشان آن‌ها را در مقابل نیروهایی که به ندرت در نظر گرفته می‌شوند مانند باد؛ ضعیف می‌نماید. برای پل‌های کابلی با دهانه‌های طولانی به خاطر تضمین ثبات و پایداری کابل‌ها و پل در مقابل باد، می‌بایست مطالعات دقیقی انجام شود. وزن سبکتر پل یک وضع نامساعد در بادهای سهمگین و یک مزیت در مقابل زلزله محسوب می‌شود. نشست غیر هم سطح فوندانسیون‌ها که به مرور زمان یا طی یک زلزله روی می‌دهد، می‌تواند پل کابلی را دچار آسیب کند. پس باید در طراحی فوندانسیون‌ها دقت به عمل آورد. ظاهر مدرن و در عین حال ساده پل کابلی آن را به یک شاخص واضح و جذاب تبدیل کرده‌است. خصوصیات منحصر به فرد کابل‌ها و به طور کلی سازه، طراحی پل را بسیار پیچیده می‌نماید. برای دهانه‌های طولانی تر، جایی که باد و نوسانات باید مورد توجه قرار گیرند؛ محاسبات بی نهایت پیچیده‌اند و عملاً بدون کمک کامپیوتر و آنالیز کامپیوتری غیر ممکن می‌باشند. علاوه بر این ساخت پل کیده‌ای مشکل می‌باشد. اتصالات، برج‌ها، تیرهای حمال و مسیر کابل‌ها سازه‌های پیچیده‌ای هستند که مستلزم ساخت دقیق می‌باشند.

طبقه‌بندی پل‌های کابلی

طبقه‌بندی واضحی برای پل‌های کابلی وجود ندارد. به هر حال آن‌ها می‌توانند توسط تعداد دهانه‌ها، برج‌ها و کابل‌ها و همچنین نوع تیرهای حمال از یکدیگر تمیز داده شوند. تنوع بسیاری در تعداد و نوع برج‌ها و همچنین تعداد و چینش کابل‌ها وجود دارد. برج‌های نوعی به صورت تکی، دوتایی، دروازه‌ای و یا حتی برج‌های A شکل استفاده شده‌اند. علاوه بر این چینش کابل‌ها به طور عمده‌ای متفاوت می‌باشند. بعضی اقسام دارای چینش تکی، چنگی(موازی)، پنکه ای(شعاعی) و ستاره‌ای هستند. در بعضی موارد تنها کابل‌های یک طرف برج به عرشه وصل می‌شوند و طرف دیگر روی یک فندانسیون یا وزنه برابری لنگر می‌اندازند.

الگوی یک پل کابلی با چینش چنگی(موازی)

الگوی یک پل کابلی با چینش پنکه‌ای(شعاعی)

پلهای کابلی عمدتا به دو بخش ترکه ای و معلق تقسیم بندی می شود.پل های معلق در دهانه های خیلی بزرگ به کار می روندترکیب این پلها عبارت است از دو عددپایه بلند که در دو طرف دهانه قرار دارد و دو دسته کابل که با عبور از بالای پایه ها در دهانه آویزان است و دو انتهای کابل ها در تکیه گاه ثابتی که معمولا بلوک های حجیم بتنی هستند مهار میشود و عرشه توسط تعدادی آویز قائم آویخته می شود.پل های معلق مدرن برای دهانه های بیش از 300متر اقتصادی بوده و اگر عرشه فلزی که سبکتر از نوع بتنی میباشد استفاده شود مقرون به صرفه تر است.پلهای ترکه ای به علت سختی وزیبایی و اقتصاد طرح و سهولت اجرا از سال 1950 میلادی رواج زیادی یافت .اصل اساسی در بررسی رفتار پلهای ترکه ای این است که توسط کابل های متعددی به یک پایه بلند نصب شده اند و دهانه پل در نقاط متعددی گرفته میشود .در این پلها عرشه به صورت صلب از یک طرف روی کوله های پایه ها و از طرف دیگر با کابلها مهار میشوند.پایه های میانی پل به شکل H A I بوده است پلهای ترکه ای با عرشه بتنی تا دهانه های 100ال 700 متر اقتصادی بوده است.ارسال از امید اسداللهی دانشجویی رشته مهندسی راهسازی دانشگاه راه و ترابری.

مزایای و تفاوت‌های پل کابلی

برای طول متوسط دهانه‌ها (۱۵۰ تا ۸۵۰ متر) پل کابلی سریعترین انتخاب مناسب برای یک پل می‌باشد. نتیجه یک پل مقرون به صرفه‌است که زیبایی آن غیر قابل انکار است. همچنین پل کابلی بهترین پل برای طول دهانه بین پلهای بازویی و معلق می‌باشد. در این محدوده طول دهانه، یک پل معلق مقدار بسیار بیشتری کابل نیاز خواهد داشت و این در حالی است که یک پل بازویی کامل، به طور قابل ملاحظه‌ای به مصالح بیشتر نیاز دارد که آن را به مقدار چشمگیری سنگین تر می‌نماید. ممکن است به نظر برسد پل کابلی شبیه پل معلق است. با اینکه هر دو دارای عرشه هستند که از کابل‌ها آویزانند و هر دو دارای برج هستند؛ ولی این دو پل بار عرشه را به طرق بسیار متفاوتی نگه می‌دارند. این اختلافات در چگونگی اتصال کابل‌ها به برج می‌باشد. در پل معلق کابل‌ها 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 کابلی، کابل‌ها در حالی که به برج‌ها متصلند به تنهایی بار را تحمل می‌کنند. در مقایسه با پل‌های معلق، پل کابلی به کابل کمتری نیاز دارد، می‌توان آن را از قطعات بتن پیش ساخته مشابه ساخت و همچنین احداث آن سریع تر است.

مهار کابلی چگونه کار می‌کند؟

بایستید و دستان خود را به صورت افقی در هر طرف دراز کنید. فرض کنید آن‌ها پل هستند و سرتان نیز برجی در وسط آن است. در این موقعیت ماهیچه‌های شما دستانتان را نگاه می‌دارد. سعی کنید یک مهار کابلی برای نگه داشتن دستانتان بسازید. یک تکه طناب به طول حدودی ۱۵۰ سانتیمتر بردارید. از یک دستیار بخواهید هر یک از دو انتهای طناب را به هر یک از آرنج هایتان ببندد. سپس وسط طناب را روی سر خود قرار دهید. اینک طناب مانند یک مهار کابلی عمل می‌کند و آرنج هایتان را بالا نگه می‌دارد. از دستیارتان بخواهید تکه طناب دیگری به طول حدودی ۱۸۰ سانتی متر را این بار به مچهایتان ببندد. طناب دوم را روی سرتا ن قرار دهید. حالا شما صاحب دو مهار کابلی هستید. فشردگی و فشار نیرو را در کجا احساس می‌کنید؟ ببینیدتاتن مهار کابلی چگونه بار پل (دست هایتان) را به برج (سر شما) منتقل می‌کند!

پل‌های تشریفاتی

 جهت زیباتر شدن، بعضی پلها با ارتفاع بیشتر از حد نیاز ساخته می‌شوند. این نوع پل که بیشتر در باغهای نمادین موجود در شرق آسیا ساخته شده‌است، پل ماه(Moon Bridge)نیز خوانده می‌شود (از آنجایی که این نوع پل یادآور چگونگی حرکت ماه در آسمان است). بعضی این پل‌های موحود در این باغها ممکن است فقط روی یک سری بستر رودهای خشک که جربان آب سنگ ریزه‌های ته رود را شسته‌است گذر کنند. در قصرها اغلبا این پلها بر روی آبراهای مصنوعی به عنوان سمبل یک مسیر خاص به یک مکان خیلی مهم یا یک مکان خیالی و فرضی ساخته شده‌اند. برای نمونه ۵ پل در شهر ممنوعه در پکن (پایتخت چین) بر روی یک سری آبراه پر پیج خم ساخته شده‌اند که پل مرکزی تنها جهت عبور امپراتور، همسر امپراتور و فرزندانشان بوده‌است.

پل

پلها از ساختمانهایی هستند که هم در بیرون از شهر ها و هم درون شهر ها ساخته می شوند . در گذشته گاه از سد ها و بند ها همچون پل بهره گیری میشده است به ویژه آنها که در راستای گذر و رفت و آمد مردم ساخته می شده اند .

پل های کهن

از پلهای کهن در ایران بخشهای اندکی به جا مانده است . اصطخری در کتاب خود از پلی نزدیک ارگان (ارجان یا ارقان) در نزدیکیبهبهان یاد میکند . در گذشته آنجا شهری بزرگ بوده که امروز چیزی از آن باقی نمانده است و شهر بهبهان امروزی جای آن ساخته شده است . کنار شهر کهن پلی بوده با دهانه ای پهن و بلندی آن به اندازه ای بوده که یک سوار بلند بالا روی شتر با نیزه ای در دست می توانسته از زیر آن بگذرد.
در فیروز آباد به سوی هزارپیچ در مسیر کوار پلی وجود داشت که تا این اواخر پابرجا بود ولی افسوس که در کشمکشهایی که میان دولت و قشقایی ها پیش آمد ویران شد . امروزه هنوز آثاری از آن پل سنگی را می توان دید . چند دهانه از آن در پیش از اسلام ساخته شده که هنوز کمابیش برجاست . این پل زمان آل بویه بازسازی شده بود ، بدین صورت که دهانه بزرگ آن به چند چشمه پخش شده تا کوچکتر شوند که این چشمه ها ویران شده است . آنچه باقی مانده است نشان از پیشرفت در پل سازی ایرانیان است .
یکی از پلهای کهن پل چهارباب در خرم آباد است . بیشتر این پلها در سده سوم وچهارم میلادی ساخته شده اند . سپس چشمه های آنها را در سده چهارم و پنجم و ششم هجری بازسازی کرده اند و گاه شکل آنها نیز دگرگون شده است . ولب پایه ها همان پایه های نخستین بوده است .
یکی دیگر از پلهای کهن روی رودخانه کشکان نزدیک خرم آباد است که جاده مهمی از روی آن می گذشته است . این پل را نجم الدین پسر بدرالدین از فرمان روایان شیعی کرد ساخته است که همزمان با آل بویه در غرب ایران فرمان روایی میکرده اند . پلهای دیگری نیز نزدیک خرم آباد یافت می شود که تنها پایه های آنها به جا مانده است .
برخی پل های کهن را اینگونه فرمانروایان بازسازی کرده اند . مانند پل شهرستان در اصفهان که ساختمان نخستین آن در سده ششم پیش از میلاد ساخته شده بود . سپس در سده دوم و سوم میلادی یک بار بازسازی شده و پس از اسلام هم پیوسته باز سازی می شده است . این پل چون دو بخش مهم اصفهان را به هم می پیوسته اهمیت فراوانی داشته است . در زمان کنونی هم که پل باز سازی شده از آن بهره گیری می شود . جالب است که پایه های آن به اندازه ای پایدار و استوار بوده که در هیچ زمانی نیاز به بازسازی آن پیش نیامده است .
یکی دیگر از پل های ارزشمند،"پلدختر" نام دارد که احتمال می‌رود متعلق به دوره ساسانیان باشد و برخی دلیل نام‌گذاری آن را به پل‌دختر را منتسب دانستن پل به نام ایزد بانو آناهیتا می‌دانند. این پل تاریخی در ورودی شهری به همین نام در جنوب استان لرستان قرار دارد و بنای آن در قرن چهارم هجری قمری مورد مرمت قرار گرفته است اما هم‌اکنون تنها یک دهانه از طاق‌های آن برجا مانده و جاده شماره ۳۷ از زیر آن عبور می‌کند. این پل بی تردید در مسیر ارتباطی بین شهرهای شاپورخواست و جندی شاپور قرار داشته و از اهمیت راهبردی برخوردار بوده است.ارتفاع تنها طاق برجای مانده پل ۱۸ متر از سطح آسفالت جاده و ۳۰ متر از آب رودخانه و عرض آن ۱۱،۳۰ متر است. جهت پل شرقی، غربی و طول آن ۲۷۰ متر است. این اثر تاریخی به شماره ۱۶۷۸ در فهرست آثار ملی ایران به ثبت رسیده است.
همان گونه که گفته شد برخی از پلها روی بند ها ساخته شده است . مانند بند امیر که همچون پلی است که دو سوی رودخانه را به هم می پیوندد . چند سد دیگر در دنباله بند امیر بوده که برخی از آنها را پیش از اسلام و برخی را پس از اسلام ساخته اند و امروزه بیشتر دهانه های آنها ویران شده اند.[۱]

تحلیل پل‌ها

در تحلیل این نوع سازه ها از ابزارهای ویژه ای مانند تکنولوژی مدل سازی اطلاعات ساختمان BIM استفاده میشود که هم باعث افزایش بهره وری شده و هم هزینه های ساخت را کاهش میدهد نمونه بارز آن پل کروسل که به عنوان یک پروژه بزرگ با موفقیت اجرا و به بهره برداری رسیده است.

پل ها چگونه کار میکنند؟

از زمانها بسیار قدیم بشر در پی عبور از موانع بود. این موانع میتوانند آب رودخانه, دره بین دو بلندی و یا حتی مسیر صعب العبوری باشند. مطمئنا پیشرفت بسیار چشمگیری نیز در این صنعت داشته ایم. طوری که امروزه امکان ساخت پل خلیج Jiaozhou با طول ۴۲٫۵ کیلومتر به کمک تکنولوژی های روز فراهم شده است.

مصالحی که برای ساخت پلها استفاده میشود شامل فولاد – بتن – چوب – سنگ و حتی در برخی موارد گیاهان زنده (پلهای ۵۰۰ ساله هندی که از ریشه درختان در حال رشد ساخته شده اند) هستند. با وجود اینکه ایده اولیه پلها به سادگی قرار دادن یک تنه درخت بریده شده بر روی دره کوچکی است اما برای ساخت پلهای امروزی محاسبات و اقدامات بسیار پیچیده و دقیقی لازم است.

بطور کلی برای ساخت یک پل به اجزاء زیر نیاز است: تیرها – قوسها – خرپاها و سیستمهای تعلیق. ترکیبات مختلف از این ۴ جزء به ما امکان ساخت پلهای متعددی را میدهد. مثلا: پلهای ساده تیری – پلهای قوسی – پلهای خرپایی – پلهای معلق و حتی پلهای پیشرفته تری همچون پلهای کابلی جانبی.

تفاوت اصلی انواع سیستم پلها در طول بزرگترین دهانه ای است که میتوانند تامین کنند یعنی فاصله بین دو پایه پل. پایه های پلها میتوانند به شکل ستون – برج و یا حتی دیوار باشند.

پلهای تیری مدرن و امروزی میتوانند دهانه ای تا ۶۰ متر را پشتیبانی کنند در حالی که این رقم برای پلهای قوسی در حدود ۲۴۰ تا ۳۰۰ متر است. و اما بیشترین طول دهانه مربوط به پلهای معلق با دهانه ای بین ۶۰۰ تا ۲۱۳۴ متر است.

بدون توجه به نوع پل, هر پل باید در مقابل دو نیروی بسیار مهم مقاومت کند: نیروی کششی و نیروی فشاری. در واقع دلیل اینکه پلهای معلق میتوانند نسبت به پلهای قوسی و دیگر انواع پلها دهانه بزرگتری داشته باشند نوع رفتاری است که آنها در مقابل این نیروها از خود نشان میدهند.

معمولا در پلها نیروی کششی و فشاری همانند شکل زیر ایجاد میشود. یعنی در بالای دهانه فشار خواهیم داشت و در پایین آن کشش. این دو نیرو در همه پلها وجود دارد و اگر رفتار سازه برای تحمل آنها مناس