مزايا و معايب شاهتير جعبه‌اي

ادامه گسترش شبکه‌هاي بزرگراه در سراسر جهان به طور عمده‌اي در نتيجه افزايش ترافيک، جمعيت و رشد گسترده مناطق شهري پر تراکم است.

اين گسترش منجر به تغييرات زيادي در استفاده و توسعه انواع پل‌ها شده است. نوع پل با توجه به ارائه حداکثر کارايي استفاده از مواد و روش ساخت و ساز، براي دهانه‌هاي خاص و کاربري‌هاي مختلف انتخاب مي‌شود.

با افزايش طول دهانه، بار مرده به عاملي مهم تبديل مي‌شود. براي کاهش بار مرده تيرچه صنعتي ، مصالح غير ضروري که به ظرفيت کامل خود نرسيده‌اند، از سطح مقطع خارج مي‌شوند، اين امر به شکل گيري قاب‌هاي جعبه‌اي يا ساختارهاي سلولي منجر مي‌شود که بسته به اين موضوع است که تغييرات برشي را ناديده بگيريد يا خير.

طول دهانه در پل‌هاي با تيرچه جعبه‌اي در مقايسه با پل‌هاي با شاهتير T-beam بيشتر است که منجر به استفاده از تعداد نسبتا کمتري ستون براي پوشش دهانه دره‌ها شده و در نهايت گزينه اقتصادي‌تري است.

يک تير جعبه‌اي به اين ترتيب تشکيل مي‌شود که دو صفحه جان توسط يک فلنج مشترک در هر دو طرف بالا و پايين به يکديگر متصل شوند.

سلول‌هاي بسته‌اي که شکل گرفته‌اند، سختي و استحکام پيچشي بيشتري نسبت به يک سطح مقطع باز دارند و اين ويژگي چيزي است که دليل معمول براي انتخاب يک سطح مقطع جعبه‌اي است.

شاتيرهاي جعبه‌اي به ندرت در ساختمان‌ها استفاده مي‌شوند (شاهتيرهاي جعبه‌اي گاهي اوقات استفاده مي‌شوند، اما آنها عموما به صورت محوري به جاي خمشي بارگذاري مي‌شوند). آنها ممکن است در شرايط خاصي استفاده شوند، مثلا زماني که بارها به صورت خارج از مرکز به محور تيرها وارد مي‌شوند.

" هنگامي که فلنج‌هاي کششي در طول شاهتيرها به يکديگر متصل مي‌شوند، ساختار حاصل از آن پل تحت عنوان شاهتير جعبه‌اي شناخته مي‌شود. "

شاهتيرهاي جعبه‌اي مي‌توانند به لحاظ حمل بار به طور جهاني استفاده شوند، فارغ از اينکه آنها تحت لنگرهاي خمشي مثبت يا منفي قرار گرفته‌اند و يا از چه ميزان سختي پيچشي برخوردار هستند؛ از نقطه نظر اقتصادي بودن گزينه‌هايي ايده‌آل مي‌باشند.

توسعه تاريخي و توصيف شاهتيرهاي جعبه‌اي

اولين سطح مقطع‌هاي جعبه‌اي که داراي اسکلت عرشه بوده‌اند.

با استفاده از بتن‌هاي پيش تنيده، طول طره مي‌تواند افزايش يابد.

هزينه‌هاي بالاي قاب باعث کاهش تعداد سلول‌هاي موجود شده است.

به منظور کاهش بارهاي ساخت و ساز به ميزان حداقل مقدار ممکن و يا در صورت نياز به تنها يک محور طولي تحت کاربري حتي با چند خط ترافيکي مي‌توانيد از اين گزينه استفاده کنيد.

اين فقط با توسعه فولاد پيش تنيده با استحکام بالا ممکن است که امکان پوشش فواصل طولاني را فراهم مي‌کند. اولين پل‌هاي ساخته شده از بتن‌هاي پيش تنيده، بيشتر سطح مقطع‌هاي I-section در پايان سال‌هاي 1920 ساخته شدند. موفقيت شگفت انگيز تنها پس از سال 1945 به دست آمد.

پل "SCLAYN" بر روي رودخانه ماس که توسط Magel در سال 1948 ساخته شده بود، اولين پل مجهز به بتن پيش تنيده با طول 7/62 متر بود.

در سال‌هاي بعد، نسبت حقوق و دستمزد به هزينه مواد اوليه به شدت افزايش يافت. به اين ترتيب تأکيد زيادي بر توسعه روش‌هاي ساخت و ساز معطوف شد.

سطح مقطع جعبه‌اي از لحاظ ساختاري از پل توخالي سلولي به شاهتيرهاي بلوکي يا T شکل تکامل يافت.

گسترش دامنه فشاري که به عنوان يک نياز ساختاري در پايانه‌هاي مرکزي آغاز شد، در سراسر طول پل گسترش يافته است که به دليل استفاده از مزاياي ويژگي‌هاي باربري است.

تکامل شاهتيرهاي جعبه‌اي

پوشش دهانه پل‌ها با عرشه ساده آغاز شد. با افزايش طول دهانه‌ها، ضخامت عرشه نيز افزايش يافت. اين اصل پذيرفته شده است که مصالح موجود در نزديکي مرکز ثقل در تعيين ظرفيت باربري خمشي نقش اندکي دارند و از اين رو مي‌توان آن را حذف کرد.

اين منجر به ظهور سيستم‌هاي تير و عرشه شد. تقويت کننده‌هاي موجود در پايين تيرها، ظرفيت تحمل نيروهاي کششي و بالاي عرشه بتني را بالا مي‌برند که در واقع ظرفيت باربري فشاري را تشکيل مي‌دهد.

آنها يک کوپل براي مقاومت در برابر خم شدن ايجاد مي‌کنند.