ارزیابی پل‌ها به‌وسیلهٔ حس‌گرها

معمولاً پل‌ها از نظر وجود ترک و یا سایر شواهدی که نشان‌گر تنش و خستگی است، توسط بررسی‌های چشمی خارجی بازرسی می‌شوند. از نظر تئوری، یک سیستم مهندسی از راه دور مدرن، بسیار پیش از آن‌که تنش پوشش سطح را به طور آشکار نشان دهد، اطلاعاتی در مورد آن به‌دست می‌دهد و به مهندسان این امکان را می‌دهد که مشکلات موجود را پیش از این‌که به آسیب‌های جدی و پرهزینه بیانجامد، دریافته و برطرف کنند.
رولاک ایدریس استاد مهندسی عمران دانشگاه ایالتی نیومکزیکو می‌گوید: ”سیستم حس‌گر، یک ابزار شخصیتی برای نگه‌داری و ارزیابی وضعیت پل‌ها به‌دست می‌دهد.“ در پل چهار باندهٔ واقع در Las Cruces ایالت نیومکزیکو این تکنولوژی هوشمند به‌کار رفته است. به این ترتیب که هنگام بتن‌ریزی ۱۲۰ حس‌گر در هر شش ستون ۶/۸۱ تنی این پل کار گذاشته شده است. سپس، خطوط فیبر نوری از کل بتن عبور کرده، اشعهٔ نور را از سازه عبور می‌دهد.
چنان‌چه ستون‌ها تحت تنش باشند خواص نور تغییر می‌کند، این تغییرات توسط سنسورها شناسائی شده، به‌وسیلهٔ جعبهٔ ذخیرهٔ اطلاعاتی که به اندازهٔ یک یخچال است و در یک سمت پل قرار دارد، رله می‌شود.
ایدریس از سنسورهای فیبرنوری با دهانهٔ بلند استفاده کرده است، چرا که این سنسورها افزون بر این‌که هنگام جای‌گذاری در بتن دچار آسیب نمی‌شوند، می‌توانند قدرت تفکیک قابل قبولی را نیز پدید آورند.او همچنین می‌گوید: این سنسورها نویزهای الکترومغناطیسی را جذب نمی‌کنند.
محققان دانشگاه ایالتی نیومکزیکو اطلاعات را به طور روزانه از این جعبه جمع‌آوری و مطالعه کرده، با بخش حمل و نقل ایالت نیومکزیکو تبادل نظر می‌کنند. پروفسور ایدریس می‌گوید این سنسورها فقط ۲% به هزینه ۳/۶ میلیون دلاری این سازه اضافه می‌کنند.
این تکنولوژی نخست روی یک پل کوچک‌تر در سال ۲۰۰۰ به مدت یک‌سال آزمایش شد و کارآئی سنسورها اثبات گردید.
او هم‌چنین می‌گوید: سنسورهای جای‌گذاری شده به‌شکل موفقیت‌آمیزی برای بررسی پل به‌هنگام ساخت به‌کار گرفته شد و مهندسان را قادر ساخت تا اطلاعاتی را در مورد ویژگی‌های بتن با کارآئی بالا و پیش‌گیری از زیان‌های ناشی از تنش ستون‌ها جمع‌آوری کنند. این پل پس از تکمیل، تحت آزمایش توزیع بار واقعی توسط کامیون قرار گرفت که به طور مطلوبی با توزیع پیش‌بینی شده توسط کدها قابل مقایسه بود.
تمامی این اطلاعات برای درک بهتر ماده، رفتار سازهٔ پل و ارزیابی کدهای در دسترس به‌کار می‌رود. براساس نتایج تحقیقات انجام‌یافته، پروفسور ایدریس اظهار کرد: ”تکنولوژی پل‌های هوشمند ممکن است در ساخت پل‌های آینده به‌عنوان بخشی از فرآیند استانداردسازی به‌کار گرفته شود.“
● پلی برای آینده
با حجم عظیم چالش‌های فراروی معماری و شهرسازی بی‌جا نیست وقتی شهرداری شهر Villach اتریش دربارهٔ یک پل برای آینده سخن می‌گوید. پل قوسی کامپوزیتی که با ۱۲۵ متر درازا بر روی رودخانهٔ Drau ساخته می‌شود.
از ویژگی‌های طراحی سازه‌ای این پل، مقطع عرضی غیر معمول آن است که با تیرهای حمال باریک و تیرهای عرضی عظیم معلق از قوس پل شکل گرفته است. بلافاصله زیر این قوس فولادی یک مسیر برای عابران پیاده و یک مسیر دوچرخه‌سواری به‌صورت جداگانه قرار گرفته است.
در آغاز سال ۲۰۰۴، اجزاء این پل فولادی در محل، افراشته شده، به دو پایهٔ کناری متصل شدند، برای قطعات راه، Doka دو جفت حمل‌کننده کامپوزیتی، از اجزاء سیستم کاذب Doka از مدل SL۱ ـ استفاده کردند. بخش‌های مختلف پل به‌وسیلهٔ پیچ و مهره به‌هم متصل می‌شوند و به جوش‌کاری نیازی نیست.
● اعلام خطر برف و یخ‌زدگی توسط بازتاب‌گرهای حساس به دما
بازتاب‌گرهای حساس به دما که با رسیدن دما به حدود یخ‌زدگی از سفید به آبی تغییر رنگ می‌دهند توسط شرکت Ice Alert در آمریکا ساخته شده‌اند.
این بازتابظ‌گرها کنار جاده‌ای اطلاعات ویژهٔ مربوط به دما را در هر مکانی وسیلهٔ مقدار رنگ آبی قابل مشاهده به رانندگان ارائه می‌دهند.
این شرکت اظهار می‌کند برخلاف سیستم اعلام خطر استاندارد یخ که در بسیاری از جاده‌های انگلیس، اعلام خطرهای سالانه را منتشر می‌کند، این سیستم یک خطر بالقوه را تنها وقتی شرایط واقعی وجود دارد نشان می‌دهد.
براساس ادعای این شرکت این محصول به‌خوبی در جائی‌که ممکن است یخ تهدیدی برای رانندگان و عابران باشد کاربرد دارد، چرا که بی‌شک نقاط خطری که یخ و برف به تصادف منجر می‌شوند بسیار اهمیت دارد.
این دستگاه همانند یک نشانهٔ بازتابی معمولی کار می‌کند و با رسیدن دما به ۲ْC، بازتاب‌گرهای آبی داخلی به‌تدریج قابل دیدن می‌شوند. این محصول در بیش از ۲۰ ایالت آمریکا بر روی پل‌ها و مکان‌های پر خطر جاده‌ها و هم‌چنین در پارکینگ‌های اتومبیل و پیاده‌روهای عمومی که خطر لغزندگی در آن‌ها وجود دارد به‌کار رفته است.
● پل بزرگراهی جدید برای ایالت Maine
یک پل کابلی جدید در ایالت Maine آمریکا، جادهٔ شمارهٔ ۱ آمریکا را از روی رودخانهٔ Penobscot عبور می‌دهد. این نخستین باری است که یک پل کابلی در این ایالت ساخته می‌شود. قرار است این پل جایگزین پل معلق Hancock-Waldo شود که به محض تکمیل شدن این سازه منهدم خواهد شد. این پل کابلی ستون‌هائی به بلندای ۱۲۸ متر و دهانه‌ای به درازای ۳۵۴ متر دارد و از طریق مناقصهٔ مشترک شرکت محلی Cianbro و بخش حمل و نقلی ایالتی ساخته می‌شود. کار ساخت این سازه از دسامبر ۲۰۰۳ آغاز شده است.
ستون‌های اصلی به ابعاد ۳/۲۱٭۳/۱۸ متر و ۳/۱۸٭۴/۲۴ متر هستند و ۲/۵ متر قطر دارند و به ترتیب به ۲۰۴۰۰ و ۲۶۰۰۰ مترمکعب بتن نیاز دارند. این پل جدید به‌صورت چشم‌گیری بلندتر و پهن‌تر از سازهٔ پیشین است. دو ستون پل به طور هم‌زمان با ۸/۳۷ متر ارتفاع پایه، زیر عرشهٔ پل ساخته شده‌اند. قالب‌بندی پل توسط Doka انجام شده است که نقش کلیدی در ساخت این پایه‌ها دارد. برای ۲۳۴۵ مترمکعب بتن هر پایه، ۸ بار بتن‌ریزی لازم است. قالب ۵۰Top شرکت Doka برای ساخت ستون‌های بالائی به‌کار رفته است. کابل‌های نگه‌دارنده هنگام ساخته شدن اجزاء بالای ستون‌ها نصب می‌شوند و پیش‌بینی می‌شود ساختمان این پل در ماه می سال ۲۰۰۷ کامل شود.
● طولانی‌ترین پل کابلی جهان در چین
کشور چین خانهٔ بلندترین پل کابل جهان یعنی Sutong ـ که تا سال ۲۰۰۸ تکمیل می‌شود ـ خواهد بود. در سال ۲۰۰۳ شرکت دانمارکی COWI قراردادی را برای تأمین خدمات مشاوره‌ای برای پل Jiangsu Sutong امضاء کرد که گفته می‌شود جامع‌ترین قرارداد مشاوره‌ای در بخش حمل و نقل است که تاکنون کشور چین با یک شرکت خارجی امضاء کرده است.
پل Sutong دهانه‌ای به طول ۱۰۸۸ متر خواهد داشت که ۷۰ متر از پل Stonecutter هنگ‌کنگ که توسط COWI طراحی شده و پیش از این پل، بزرگ‌ترین پل کابلی دنیا بود طولانی‌ترین است. این پل در هر جهت دارای سه لاین است و ساخت آن مشابه Fixed Link Great Belt (پلی بین سوئد و دانمارک) است.
ستون‌های، آن ۳۰۰ متر بلندا دارند در حالی‌که ستون‌های Great Belt ـ ۲۵۰۰ متر هستند. این پل در یکی از مهم‌ترین استان‌های چین، Jiangsu که ۷۴ میلیون نفر جمعیت دارد ساخته شده، موجب توسعه‌های صنعتی بیشتر این استان خواهد بود.
کار ساخت این پل آغاز شده و انتظار می‌رود تا سال ۲۰۰۸ ادامه یابد. طی ۳۰ سال اخیر COWI در چین فعال بوده و خدمات مشاوره‌ای پل East Sea در شانگهای با دهانهٔ ۳۰ کیلومتر را نیز ارائه کرده است. نزدیک به نیمی از پل‌های بزرگ جهان در چین قرار دارد. مدیران COWI چین را به‌مثابهٔ یکی از برجسته‌ترین بازارهای آینده خود می‌نگرند. COWI در چین خدمات مشاوره‌ای در طراحی، پشتیبانی از مدیریت و انجام کارها و کمک‌های فنی و تضمین کیفیت و عملیات مدیریت و نگهداری را ارائه می‌کند.
با کامل شدن این پروژه عبور از رودخانه Suzhov و Nantong به‌جای یک سفر قایقی یک‌ساعته، ۵ دقیقه به طول می‌انجامد.

برگردان از مجلهٔ World Highways
دفتر فنی مهندسان مشاور رهاب
شهرزاد حسینی،

منبع : ماهنامه فنی و مهندسی ساختمان و شهر