روند مطالعات ، طراحی و اجرای پروژه بزرگراه دو طبقه امام خمینی (ره)

چکیده

خیابان امام خمینی با طولی نزدیک به 11 کیلومتر و عرض 45 متر با کاربری و ارتباطات پیرامون موقعیت جغرافیایی و عملکرد مواصلاتی دارای نقش های مختلف عبوری و دسترسی و نیز عملکرد اقتصادی اجتماعی عمده است که با توجه به حجم ترافیک عبوری و وقوع سوانح رانندگی در این محور تغییر و تجدیدنظر در شکل کلی آن اجتناب ناپذیر می نمود . به همین منظور یک طرح کلی تهیه گردید و با توجه به گزینه های موجود ، اجرای پل طولانی به عنوان گزینه برتر به تصویب رسید که با توجه به امکانات ساخت و اجرا ، سرانجام پل با عرشه دال بتنی مجوف پیش تنیده با دو ستون در محل هر پایه جهت طراحی مود تصویب و اتفاق نظر قرار گرفت .

در این طرح برای کل مسیر مقطع عرضی 22 متر در طول و 45 متر در محل رمپ ها شامل دو مسیر تندروی دو باند در روی پل و دو مسیر کندرو در تراز پایین عرض 6 متری در بین پایه ها جهت عبور مسیر تراموا پیش بینی شده و سکوهای 2 متری در طرفین این باند جهت قرار گرفتن پایه های پل و ایستگاه های تراموا در نظر گرفته شده است . در این گزارش سعی شده تا ضمن تشریح مطالعات و گزینه های موجود طراحی ، روند اجرای پروژه ، مسایل و مشکلات موجود مورد بررسی قرار گیرد .

کلید واژه ها  :

تقاطع ، حجم تردد ، پل ، دال بتنی ، پیش تنیده ، فاز پروژه ، تیر ، رمپ ، مدول تیپ .

مطالعات ترافیکی خیابان امام خمینی (ره)

خیابان امام خمینی با طولی نزدیک به 11 کیلومتر و عرض 45 متر با توجه به کاربری و ارتباطات پیرامون ، موقعیت جغرافیایی و عملکرد مواصلاتی دارای نقش های مختلف عبوری و دسترسی و نیز عملکرد اقتصادی اجتماعی عمده است که با انجام آمارگیری های مختلف در فاصله سال های 1366 تا 1384 و مطالعات بازنگری طرح تفصیلی ، سهم هر نقش تعیین گردید . این خیابان کاربری های گسترده ای همانند پالایشگاه ، دانشگاه صنعتی اصفهان ، شهرک صنعتی کارگاهی امیرکبیر و ... را به مرکز شهر مرتبط ساخته و نیز بخشی از حرکت های به سمت خمینی شهر ، شاهین شهر و محور تهران را نیز پوشش می دهد .

وجود حوزه های جمعیتی عمده نظیر خانه اصفهان ، رهنان ، ملک شهر ، عاشق آباد ، بابوکان ، دهنو و ... ( با جمعیت بالغ بر 150 هزار نفر فقط در شعاع 2 کیلومتری محور ) موجب افزایش اهمیت تقاطع های مسیر در ارتباط با حوزه های مذکور گردیده است و در طول سالیان گذشته اقدامات متعددی از قبیل ایجاد دوربرگردان های متعدد و حذف آنها در برخی موارد و در نهایت احداث تقاطع های چراغ دار اصلی در این راستا صورت پذیرفت ضمن آن که آمار بالای تعداد و شدت تصادفات در محور مذکور حاکی از تردد زیاد موتورسیکلت ، دوچرخه ، عابران پیاده و نیز سرعت بیش از حد وسایل نقلیه ( سرعت متوسط بیش از 50 کیلومتر در ساعت ) بود که ضرورت کنترل جریان منظم را ایجاب می نمود همچنان که پس از اجرای تقاطع های مذکور ایمنی مسیر به مراتب بهبود یافت .

حلقه های ترافیکی شهر اصفهان

یکی از ضروری ترین نیازهای شهر اصفهان بهبود سیستم حمل و نقل و کاستن از حجم حرکت های ترافیکی درون شهری است . بر این اساس در سطح شهر اصفهان سه رینگ ترافیکی به عنوان مسیرهای عبوری اصلی طراحی شده است . رینگ اول در محدوده مرکزی شهر به طول 12/5 کیلومتر شامل خیابان های شریانی فرعی ، رینگ دوم در محدوده میانی شهر به طول 24/5 کیلومتر شامل خیابان های شریانی درجه دو و رینگ سوم به طول 46 کیلومتر که مساحتی نزدیک به 80 کیلومترمربع از مساحت 200 کیلومترمربعی شهر اصفهان را در بر گرفته است به عنوان بیرونی ترین مسیر حرکت نسبت به مرکز شهر و به صورت بزرگراه در نظر گرفته شده است .

در واقع این رینگ وظیفه تبادل سفرهای بین نواحی پیرامونی شهر اصفهان و نیز ارتباط نواحی مرکزی شهر با نواحی پیرامونی را که در گذشته از طریق شبکه معابر مرکزی شهر تأمین می شد به عهده دارد . مطالعات ویژه ای که با استفاده از نتایج مطالعات جامع حمل و نقل در خصوص توجیه ترافیکی احداث این حلقه انجام شد نشان داد . احداث کامل رینگ سوم موجب افزایش 20  درصد سرعت در کل شهر و 28 درصد افزایش سرعت در مرکز شهر شده است .

پروژه اجرایی پل و احداث مسیر حمل و نقل انبوه ( تراموا ) در محور امام خمینی ، حاصل دو دهه مطالعات (از 1366 تا 1384 طی پنج مرحله) آمارگیری های متعدد و اقدامات اجرایی مختلف و بهره گیری از نظرات اساتید و متخصصان داخلی و خارجی در حوزه های مختلف ترافیک ، شهرسازی ، اقتصاد و محیط زیست است که نتایج کلی آن را می توان در بندهای ذیل خلاصه نمود .

آمار و شرایط ترافیکی خیابان امام خمینی

در اسفند ماه سال 1382 آمارگیری جامعی در خصوص وضعیت خیابان امام خمینی صورت پذیرفت که مشتمل بر حجم و نوع وسایل نقلیه ، زمان سفر – مسیر ، آمار تصادفات مختلف ، حجم تردد عابرین پیاده ، جمع آوری اطلاعات سیستم های مختلف حمل و نقل عمومی مسیر ( که البته در سال 1384 نیز مجدداً انجام پذیرفت ) و ثبت پلاک کلی وسایل نقلیه در دو مقطع خیابان و نیز آمارگیری حجم وسایل نقلیه در کلیه محورهای فرعی و اصلی منتهی به محور امام خمینی بود .

نتایج دقیق که پس از استخراج اطلاعات و نیز بررسی و تحلیل شبیه سازی کلیه آمار و اطلاعات موجود ( که در طی سالیان مختلف جمع آوری شده بود ) بدست آمد حاکی از آن بود که بیش از 53 درصد از ترافیک محور دارای عملکرد عبوری بوده و مابقی حجم ترافیک توسط نواحی پیرامون آن جذب می شود همچنان که میزان جابجایی مسافر با سیستم حمل و نقل عمومی ( فقط اتوبوس ) بالغ بر 50 هزار مسافر در روز است که در امتداد مسیر و ادامه آن به سمت خارج از شهر تردد می نمایند .

این خیابان دارای 8 جفت دوربرگردان و 4 تقاطع چراغ دار بوده است ( تقاطع های امیرکبیر ، بهارستان ، شریف و خانه اصفهان ) و 9 خط اتوبوس در این خیابان فعال است .

در هفت ماهه اول سال 1382 تعداد 536 فقره تصادف در این خیابان گزارش شده است . ( هفته ای دو تصادف در هر کیلومتر ) حرکت های دور برگردان ها با 25 درصد بیشترین سهم تصادف در این خیابان را به خود اختصاص داده است . عدم توجه به جلو ( 19 درصد ) ، تغییر ناگهانی مسیر ( 16 درصد ) و عدم رعایت فاصله طولی ( 13 درصد ) سایر علل مهم تصادف می باشد . تردد عرضی عابر پیاده در بعضی قسمت ها قابل توجه است بطوریکه بر روی هر یک از ده پل عابر پیاده خیابان بطور متوسط روزانه 2200 نفر عبور می نمایند .

علاوه بر سوانح رانندگی ، حجم گسترده ترافیک مسیر موجب تأخیر در تقاطع ها شده است . حجم چهار هزار معادل سواری در ساعت های مختلف روز در هر جهت سبب شده که تقاطع های چراغ دار فوق الذکر جملگی به حالت اشباع رسیده و ظرفیت تقاطع ها ، پاسخگوی حجم ترافیک نمی باشد .

طرح ها و پیشنهادات پیشین

با توجه به آنچه ذکر شد این خیابان از یک سو به لحاظ مشخصات هندسی و عملکرد دارای نقش شریانی بوده و از سوی دیگر به دلیل تراکم تجاری در بسیاری از قسمت ها ، پارک حاشیه ای ممتد ، تعداد بسیار زیاد دسترسی ، کاربری های متنوع در طرفین و غیره نقش شریانی آن تحت تأثیر قرار گرفته است. این دوگانگی موجب شده است تا از یک طرف سهم سوانح رانندگی در طول مسیر در مقایسه با میانگین سایر خیابان ها بالاتر بوده ( کاهش ایمنی ) و از طرف دیگر تأخیر وسایل نقلیه در بعضی از قسمت ها بویژه در محل تقاطع ها محسوس باشد .

جهت کاهش مشکلات خیابان امام خمینی در طی سالیان گذشته ، ایده ها و طرح های مختلفی مطرح شده است . از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود.

الف ) ایجاد تقاطع های چراغ دار مکرر با فواصل متناسب جهت راه اندازی موج سبز در طول مسیر و افزایش ایمنی ترددهای عرضی عابران پیاده و ورود و خروج ایمن به خیابان های متقاطع .

ب ) نصب پل های هوایی عابر پیاده جهت تأمین ایمنی ترددهای عرضی عابران .

پ ) جلوگیری از ورود وسایل نقلیه سنگین از میدان استقلال از طریق اتصال خیابان استقلال به شهرک صنعتی امیرکبیر جهت افزایش ایمنی.

توزیع سفرهای ورودی به شهر در مبدأ ( میدان استقلال ) از طریق راه اندازی مسیرهای آزاد راهی شرق و غرب ( رینگ حفاظتی ) به منظور کاهش بار ترافیکی خیابان و کاهش نقش عبوری آن .

ت ) احداث همزمان تقاطع های غیرهمسطح چراغ دار و میدان ها جهت افزایش سطح خدمت تقاطع ها و ایجاد فضای زیبای شهری و کاهش سرعت و انتقال حرکت های دوربرگردان ها به میادین و کاهش نقش عبوری از طریق توزیع سفرها به محورهای متقاطع .

ث ) افزایش عرض خیابان به 76 متر و ایجاد کندروهای کناری جهت تفکیک حرکت های عبوری از حرکت های محلی .

ج ) راه اندازی خیابان های کمکی موازی در فاصله مناسب از خیابان امام خمینی به منظور انتقال حرکت های محلی به آن ها و تقویت نقش شریانی خیابان مذکور .

تمام پیشنهادات فوق دارای مزیت هایی بوده که در جلسات فنی و کارشناسی مورد بررسی قرار گرفته اند و تقریباً بخش اعظم آنها در زمانهای مختلف تصویب و تا حدودی نیز به مرحله اجرا درآمده است ؛ اما هیچکدام از طرح های فوق بطور کامل اجرا نگردیده است . آنچه در اغلب گزینه ها مطرح شده مجزا نمودن حرکت های عبوری بوده و در تمام طرح ها افزایش ایمنی مسیر از اهمیت بسیار زیادی برخوردار بوده است.

آخرین طرح های تهیه شده

در سال های اخیر تهیه طرح مناسب جهت ساماندهی خیابان امام خمینی مجدداَ مورد توجه قرار گرفت . به همین منظور یک طرح کلی تهیه گردید که در آن برای کل مسیر مقطع عرضی 76 متر شامل دو مسیر تندروی سه باند و دو مسیر کندرو در نظر گرفته شده ( شکل 1 ) در طول مسیر و در چهار نقطه ( تقاطع نهر شمس آباد ، تقاطع خانه اصفهان ، تقاطع خیابان بسیج ، تقاطع خیابان عملیات محرم ) میدان هایی با طول زیاد به منظور تأمین حرکت های دوربرگردان ، کاهش سرعت و ایجاد فضای شهری زیبا طراحی گردید . این طرح در قالب سه گزینه مورد بررسی قرار گرفت .

گزینه اول

جهت افزایش ظرفیت مسیر ، سه تقاطع چراغ دار بصورت غیرهمسطح طراحی شدند بنحوی که در هر یک از آنها یک یا دو حرکت گردش به چپ بصورت زیرگذر طراحی شد . به این ترتیب در تقاطع امیرکبیر حرکت گردش به چپ به سمت اصفهان ، در تقاطع بهارستان حرکت گردش به چپ ورودی به بهارستان و در تقاطع رزمندگان هر دو حرکت گردش به چپ از خیابان امام خمینی به خیابان های مجاور بصورت زیرگذر طراحی شدند . آنالیز ظرفیت تقاطع ها نشان داد که با حذف همین حرکت ها تقاطع های فوق از حالت اشباع خارج شده و در سطح خدمت مناسبی قرار خواهد گرفت .

گزینه دوم

این گزینه به منظور رفع نگرانی از افزایش حجم در مسیر خیابان در آینده پیشنهاد می نماید علاوه بر حرکت های گردش به چپ در گزینه اول ، حرکت های مستقیم تقاطع ها نیز بصورت روگذر طراحی و در مراحل بعد در صورت نیاز اجرا گردد . در این گزینه در تقاطع خیابان شریف هم عبور پل روگذر مطرح می باشد . ضعف مهم این گزینه افزایش سرعت در خیابان امام خمینی و کاهش ایمنی به ویژه در ترددهای عرضی عابران پیاده است.

گزینه سوم

با توجه به اینکه در گزینه دوم ، ایمنی عابران پیاده صرفاً با استفاده از پلهای عابر پیاده امکانپذیر خواهد بود و حرکت وسایل نقلیه در امتداد خیابان امام خمینی نیز بصورت سینوسی بوده و در فواصل کوتاه می باشد چهار بار از پلهای روگذر استفاده کنند گزینه سوم مطرح گردید که در آن پل های روگذر سه تقاطع به یکدیگر متصل و در محدوده ای از تقاطع خیابان شریف تا خیابان بهارستان یک پل طولانی طراحی گردد .

به این ترتیب تردد عابر پیاده در طول این قسمت نیز با ایمنی کامل صورت خواهد گرفت . فضای زیر پل نیز می تواند به کاربری های مختلفی از جمله پارکینگ، عبور ترافیک محلی ، خط ویژه اتوبوس و یا مترو اختصاص یابد . قطع درختان موجود ، هزینه بالای اجرا ، جذب سفرها از مبدأ میدان استقلال و افزایش حجم رینگ سوم به ویژه در بزرگراه خیام از نکات منفی این طرح می باشد .

تصویب گزینه نهایی

برای مقایسه گزینه های فوق ، پارامترهای بسیاری می بایست در نظر گرفته شوند . نقش خیابان در شبکه ، نقش خیابان های متقاطع ، خیابان های موازی ، حجم حرکت های عبوری ، حجم حرکت های محلی ، حرکت های گردشی ، ظرفیت تقاطع ها ، تردد عرضی عابر پیاده ، دسترسی ها ، کاربری های پیشنهادی طرح تفصیلی ، آزاد سازی ، هزینه اجرا ، تأسیسات زیرزمینی ، ایمن سازی کارگاهی ، هدایت موقت ترافیک در حین اجرا ، زمان اجرا و غیره تعدادی از پارامترهای مهم موردنظر هستند .

موارد فوق در جلسات متعدد کارشناسی شهرداری اصفهان مورد بحث و تبادل نظر قرار گرفته و با توجه به نقطه نظرات مختلف سرانجام طرح اجرای پل طولانی گزینه سوم ) به عنوان گزینه برتر به تصویب رسید .

روند مطالعات طراحی پل امام خمینی (ره)

خیابان امام خمینی اصفهان یک محور شریانی با حجم ترافیک بسیار بالاست بطوریکه حتی با وجود عرض زیاد آن ، جوابگوی ترافیک فعلی نمی باشد بعلاوه پیش بینی شده است که دو خط رفت و برگشت تراموا در این خیابان برقرار شود که هر خط با احتساب سکوی مسافران به حدود 5 متر عرض نیاز دارد . راه حلی که برای حل مسئله ترافیک در این خیابان اندیشیده شده است احداث یک پل هوایی با دو باند رفت و برگشت (تندرو) در محور این خیابان است . نظر به اینکه هر باند شامل سه خط به عرض حدود 11 متر می باشد عرض کل پل هوایی حدود 24 متر تعیین گردیده است . زیر باندهای تندروی روی پل نیز باندهای کندرو هر یک با 3 خط عبور پیش بینی شده است . موضوع مطالعات حاضر تهیه طرحی برای مدولی از پل می باشد که با تکرار آن مسیر فوقانی احداث شود در عین حال که مانعی برای مسیر تحتانی ایجاد نکند. در ضمن علاوه بر محدودیت های هندسی مورد اشاره محدودیت های مربوط به ترافیک موجود نیز بر طرح حاکم است که احداث پل را با پیچیدگی زیادی مواجه کرده است .

محدودیت های هندسی و ترافیکی حاکم بر طرح و روش اجرای آن

با توجه به شکل 3 ملاحظه می شود که هر چند استقرار پایه ها در فضای نرده بین باندهای کندرو و باندهای تراموا امکانپذیر است حذف آنها و تعبیه تنها یک پایه در رفوژ میانی بین باندهای کندرو بر زیبایی و کیفیت بهره برداری از طرح می افزاید . از طرفی با تعبیه سه عدد پایه در عرض پل ( یک عدد در رفوژ میانی و دو عدد در محل های نرده ها ) فاصله بین پایه ها در عرض حدود 10 متر است که ضرورت تعبیه سر ستونی با ارتفاع زیاد را ایجاب می کند . حذف پایه های کناری شرایط را چند برابر پیچیده تر می کند زیرا طره سر ستون با طول حدود 10 متر و بارهای وارده از 300 مترمربع عرشه بر آن ( با فرض دهانه های 30 متری ) ارتفاع سر ستون را به حدود 4 متر افزایش می دهد .

احداث سر ستون هایی با این ارتفاع سبب می شود که عرشه پل در تراز 10 متر از تراز کندرو قرار گیرد ( 4 متر ارتفاع سر ستون + 1 متر ضخامت عرشه + 5 متر گاباری ترافیک ) . پیش ساختگی چنین سر ستونی به علت وزن زیاد آن عملاً ناممکن است همانطورکه نصب تیرهای طولی عرشه نیز با طول 30 متر با توجه به ترافیک خیابان بسیار مشکل است . در جا ریختن عرشه نیز با توجه به برقراری ترافیک عبوری هنگام اجرا عملاً غیرممکن است . نتیجه ملاحظات فوق این است که در طراحی پل باید عناصر کوتاه ، سبک و با قابلیت نصب سریع بهره جست حتی در اینصورت نیز نصب قطعات احتمالاً فقط در طول شب امکانپذیر است . طرح های مطالعه شده برای پل عمدتاً بر اساس ملاحظات فوق انجام شده است ولی در عین حال برای امکان مقایسه هزینه ها دو گزینه عادی تر نیز مورد مطالعه قرار گرفته است . گزینه شماره یک ساده ترین طرح برای پل است که در 3 دهانه 30 متر با 3 عدد پایه در عرض پل طراحی شده است . عرشه از بتن پیش تنیده درجا ریخته شده به ضخامت 1/2 متر می باشد .

گزینه شماره دو ، گزینه ساده بعدی است که در آن پایه های کناری حذف شده است و فقط یک پایه در رفوژ میانی کندرو تعبیه شده است .
برای کاهش ضخامت عرشه و ظریف تر شدن ستون های میانی ، مشکل پیچش عرشه با تعبیه کابل های کناری در محل نرده های جدا کننده باندهای کندرو و تراموا به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش می یابد . سایر گزینه ها نیز با توجه به محدودیت های هندسی و ترافیکی حاکم بر طرح تهیه شده است .

مقایسه فنی اقتصادی گزینه های مطالعه شده برای یک مدول حدود 90 متری پل برای ترفیع خیابان امام خمینی

با توجه به محدودیت های مذکور ، پل روگذر پیش بینی شده جهت ترفیع خیابان امام خمینی حتی الامکان باید به شیوه مدول پیش ساخته و با قابلیت نصب سریع ساخته شود .

چهار گزینه برای اجرای این مدول مورد مطالعه قرار گرفته است ولی به منظور مقایسه قیمت ها دو گزینه عرشه بتن پیش تنیده درجا ریخته شده نیز بررسی شده اند . در زیر شرح اجمالی هر یک از شش گزینه پل ارائه می گردد .

گزینه اول : عرشه دال بتنی مجوف پیش تنیده با سه ستون در محل هر پایه

در این گزینه عرشه پل عبارت از یک دال بتنی مجوف پیش تنیده درجا ریخته شده است که در سه دهانه روی سه ردیف ستون ( هر ردیف شامل 3 عدد ستون ) ریخته می شود . منطقی ترین گزینه برای اجرای پل این گزینه است که مشکلات ساخت و نگهداری آن حداقل است ، هزینه اجرای آن نیز حداقل هزینه اجرای پل در شرایط حاضر است که حدود 6 میلیون ريال در مترمربع تخمین زده می شود ( شکل 3 ) .

گزینه دوم : عرشه قارچی بتنی پیش تنیده درجا ریخته شده

همانگونه که در شکل 4 مشخص شده است پایه های کناری در این طرح حذف گشته و عرشه بصورت یک دال قارچی درآمده است تا در برابر پیچش های ناشی از سربارهای وارده بر آن مقاومت لازم را داشته باشد . در زیر عرشه و در مقطع عرضی پل فقط یک پایه در رفوژ میانی تعبیه شده است که می بایست بارهای قائم وارده از 700 مترمربع عرشه یعنی حدود 2160 تن بار را تحمل نماید .

لنگرهای خمشی ناشی از سربارهای غیرمتقارن عرشه حول محورهای طولی عرضی پل نیز بسیار زیاد است ( حدو 2000 تن متر ) و ضرورت تعبیه پایه ای به قطر حدود 3 متر را ایجاب می کند که هر چند در رفوژ میانی قابل اجرا می باشد ولی از زیبایی پل خواهد کاست . جهت افزودن بر ظرافت این ستون می توان کابل های میانی را در محل نرده های بین باندهای کندرو و تراموا تعبیه نمود که در شکل نشان داده شده است . هزینه اجرای پل در این گزینه نیز حدود 6 میلیون ريال در مترمربع پیش بینی می شود .

گزینه سوم : عرشه کامپوزیت روی سه ستون در عرض پل

این گزینه نیز مانند گزینه شماره یک با سه ستون در هر ردیف عرضی پایه ها طراحی شده اما جهت اجرای آن در شرایط ترافیکی خیابان امام خمینی عرشه از نوع کمپوزیت با تیرهای طولی و عرضی فولادی در نظر گرفته شده است . این گزینه به لحاظ اجرا در شرایط ترافیکی خاص بهترین گزینه خواهد بود چرا که با نصب تیرها در طول شب کمترین اختلال در ترافیک ایجاد خواهد شد . هزینه اجرای هر مترمربع پل دراین طرح حدود 7 میلیون ريال برآورد می شود و گزینه پیشنهادی مهندسان مشاور می باشد ( شکل 5) .

گزینه چهارم : عرشه کامپوزیت با تک ستون میانی

با وجود شباهت این گزینه از لحاظ نوع عرشه با گزینه شماره سه ، پایه های کناری در آن حذف شده است و عرشه پل فقط روی یک پایه میانی در محل رفوژ میانی باندهای کندرو قرار می گیرد ( شکل 6 ) .

تکیه گاه های عرشه روی پایه ها از نوع الاستومر مسلح است . قطر پایه میانی حدود 3 متر است و با اجرای یک سر ستون عریض فاصله بین تکیه گاه های صندوقی بالغ بر 4 متر خواهد بود . این شرایط از زیبایی پل کاسته و بدین منظور در این گزینه نیز می توان همانند گزینه شماره دو جهت مقابله با لنگرهای پیچشی وارده از عرشه در محل نرده های کناری کابل های قپانی پیش بینی نمود . وضعیت اخیر روی نقشه مربوط به این گزینه نشان داده شده است . هزینه اجرای پل در این گزینه حدود 5/7 میلیون ريال در هر مترمربع تخمین زده شده است .

گزینه های پنجم و ششم : پل ترکه ای با سه ستون در محل هر پایه و پل ترکه ای با تک ستون میانی

به جهت فراهم نمودن امکان ساخت عرشه پل با تیرهای پیش ساخته بتنی می باید وزن عناصر پیش ساخته کاهش داده شود تا امکان حمل و نصب سریع آن ها فراهم آید . بدین منظور دو گزینه دیگر مورد مطالعه قرار گرفته است که در هر دو گزینه تیرهای طولی و عرضی پل در طول های 10 متری با وزن حداکثر 20 تن طراحی شده اند که روی سکوهای در طول رفوژ میانی و محل نرده های ما بین باندهای کندرو و تراموا مستقر می شوند و با دوخت تیرهای عرضی و طولی به یکدیگر توسط کابل های پیش تنیده ، شبکه ای از تیرهای بتنی پیش ساخته پیش تنیده حاصل می شود . نظر به اینکه در این روش اجرا طول دهانه ها اهمیت چندانی پیدا نمی کند هر مدول پل از 3 دهانه 30 + 50 + 30 متر تشکیل شده است تا بر زیبایی طرح افزوده شود . امکان افزودن بر ظرافت عرشه پل نیز با تعبیه ترکه ها یا کابل های خارجی بوجود آمده است . در گزینه شماره پنج ، ردیف ستون های متشکل از 3 ستون و در گزینه شماره شش ، تنها یک ستون میانی تعبیه شده است
( شکل های 7 و 8 ) . هزینه اجرای پل بر اساس این طرح ها نیز حدود 6 میلیون ريال در هر مترمربع تخمین زده می شود .

گزینه پیشنهادی مهندسین مشاور

گزینه پیشنهادی مهندسین مشاور گزینه سوم بوده است . این گزینه ساده ترین گزینه از لحاظ روش اجرا بوده و کمترین مشکلات را هنگام بهره برداری خواهد داشت . نظر به اینکه شبکه تیرهای فولادی دارای ابعاد 10 × 10 متر است ، نمای پل از ظرافت قابل قبولی برخوردار خواهد بود .

پل فولادی کمپوزیت با تک پایه میانی ( گزینه شماره چهار ) نیز مشخصات گزینه پیشنهادی را دارد ولی ستون میانی و تیرهای عرضی در طرح اخیر ظرافت کافی ندارند مگر آنکه از کابل های قپانی طرفین پل بهره گرفته شود . گزینه های پنج و شش ( پل های ترکه ای ) به لحاظ زیبایی بسیار قابل توجه می باشند ولی به علت نیاز به تخصص بالا جهت اجرا قابل توصیه نمی باشند .

مشخصات فنی و هندسی طرح

با توجه به امکانات ساخت ، اجرا ، مباحث و جلسات پی در پی مسئولان مربوطه ، سرانجام گزینه ای شبیه به گزینه اول یعنی عرشه دال بتنی مجوف پیش تنیده اما با دو ستون در محل هر پایه جهت طراحی پل امام خمینی مورد تصویب و اتفاق نظر قرار گرفت .

از نظر هندسی نیز اگرچه کلیه مصوبت بر رعایت خط بدنه مصوب 76 متری خیابان تأکید دارد اما نظر به اینکه آزادسازی مسیر در کوتاه مدت مقدور نمی باشد مقرر گردید طراحی در مقطع عرضی 45 متری انجام گیرد . بر این اساس مقطع عرضی 45 متری خیابان به نحوی تهیه شده است که در روی پل دو باند عبوری با عرض 7/2 متر همراه با نیم متر حاشیه ایمنی سمت چپ و 1/8 متر حاشیه ایمنی سمت راست به عنوان مسیر شریانی عمل نماید ( شکل 9 و 10 ) .

در تراز پایین ، عرض 6 متری در بین پایه ها جهت عبور مسیر تراموا پیش بینی شده و سکوهای 2 متری در طرفین این باند جهت قرار گرفتن پایه های پل و ایستگاه های تراموا در نظر گرفته شده است . مسیر کندرو شامل دو باند عبوری به عرض 7 متر و یک پارکینگ حاشیه ای موازی به عرض 2/5 متر می باشد . علاوه بر آن سکوی مجاور پارکینگ به عرض 1 متر و فضای سبز 3 متری و پیاده روی 4 متری طراحی شده است .

عرض رفوژ میانی ( شامل پایه های پل و مسیر تراموا ) مجموعاَ 10 متر است که به این ترتیب حرکت های دوربرگردان در محل تقاطع ها به راحتی انجام خواهد گرفت همچنین عرض رمپ های ورودی و خروجی به روی پل با توجه به محدودیت ها ، به مقدار مفید 4/5 متر طراحی شده است (شکل های 11 و 12).

برخی مشخصات و معیارهای طراحی

آب و هوای منطقه

آب و هوای منطقه در تابستان گرم و در زمستان معتدل می باشد . ارتفاع محل ساختمان پل از سطح دریا حدود 1600 متر می باشد . معدل حداکثر درجه حرارت شهر اصفهان 33 درجه ، معدل حداقل درجه حرارت 90 درجه ، حداکثر مطلق حرارت 42 درجه ، حداکثر مطلق برودت 15– درجه و میانگین درجه حرارت 16 درجه می باشد . میزان بارندگی سالانه شهر اصفهان 211 میلیمتر و حداکثر بارندگی در یک روز 25 میلیمتر بوده است . میانگین تعداد روزهای یخبندان بر اساس آمار سال های 1376 ، 77 روز می باشد . میانگین رطوبت نسبی هوا نیز بین 31 تا 55 درصد متغیر است .

بتن مصرفی

بتن مصرفی در قسمت های مختلف پل بر اساس مقاومت آنها طبق طبقه بندی مندرج در دفتر مشخصات عمومی راه ها ( دفترچه شماره 101 دفتر تحقیقات و معیارهای فنی سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور ) و آیین نامه بتن ایران به شرح زیر می باشد .

الف ) بتن با مقاومت 350 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع در کلیه قسمت های درجا ریز و پیش ساخته عرشه پل .

ب ) بتن با مقاومت 300 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع با حداقل 400 کیلوگرم سیمان در مترمکعب و حد روانی ( اسلامپ ) حدود 5 + 15 سانتیمتر در شمع های پایه ها .

پ ) بتن با مقاومت 350 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع برای ستون ها و سر ستون های پایه های پل .

ت ) بتن با مقاومت 250 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع برای قسمت های پیش ساخته پیاده روی پل .

ث ) بتن با مقاومت 300 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع برای سر شمع های پل .

ج ) بتن با مقاومت 100 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع برای بتن مگر .

سیمان مصرفی در کلیه قسمت های در تماس با خاک از نوع ضد سولفات تیپ II و در سایر قسمت ها از نوع I می باشد .

همچنین در کلیه قسمت های پل بجز تابلیه حداکثر مطلق نسبت آب به سیمان برابر 0/42 و میزان مطلوب آن 0/38 می باشد .

تکیه گاه های لغزان ( نئوپرن ها )

این تجهیزات از نوع Gumba یا مشابه آن بوده و از کارخانه های معتبر بین المللی تهیه شده اند .

نرده ها و گاردریل ها

نرده ها و آنکراژهای مربوطه از پروفیل های فولاد معمولی پیش بینی شده اند ضمن آنکه گاردریل ها از فولاد گالوانیزه می باشند .

مشخصات فنی و اجرایی پروژه پل امام خمینی (ره)

مشخصات فنی پروژه فاز نخست

فاز اول پروژه عبارتست از احداث پل روگذر بزرگراه امام خمینی (ره) قبل از تقاطع خیابان شریف تا تقاطع خیابان رزمندگان واقع در خیابان امام خمینی (ره) که طی مناقصه به شرکت دقیق واگذار گردید . برخی آمار فعالیت های عمرانی پروژه فاز اول در جدول 1 نمایش داده شده است .

فاز اول پل امام خمینی (ره) به طول 1923 متر دارای عرض متغیر بین 22 تا 35 متر به مساحت کل 45404 مترمربع می باشد . این پروژه در طول مسیر دارای چهار نوع پل می باشد که در ادامه به آنها اشاره می گردد .

الف – پل های با عرض 22 متر ( مدول تیپ ) که در طول بزرگی از گستره پل با تعداد حداکثر 6 دهانه تکرار می شوند و به طول 1430 متر و مساحت 31460 مترمربع می باشند . عرشه نیز از نوع بتن مسلح با تیر طولی درجا ریخته شده و تیرهای عرضی پیش ساخته می باشند .

ب – پل های رمپ های خروجی و ورودی با عرض 6/5 متر به طول 168 متر و به مساحت 2184 مترمربع از نوع بتن مسلح درجا ریخته مجوف می باشند .

پ – پل های با عرض متغیر 22 تا 35 متر که در محل اتصال پل های رمپی به پل اصلی اجرا می شوند و دارای طول 141/68 متر و مساحت 4037/80 مترمربع می باشند . عرشه این پل ها نیز ترکیبی از تیر طولی درجا ریخته شده و تیرهای عرضی پیش ساخته است .

ت – پل با دهانه بزرگ 45 متر و با عرض 22 متر که دارای سازه بتنی پیش تنیده پس کشیده می باشد و دارای طولی معادل 351 متر و مساحت 7722 مترمربع می باشد .

مشخصات فنی مدول تیپ

الف – مدول تیپ پل امام خمینی که در طولی حدود 1430 متر از قطعه اول پل تکرار می شود دارای طول حداکثر 174 متر و عرض 22 متر می باشد. این مدول دارای حداکثر 6 دهانه است که طول دهانه های ابتدا و انتهای آن حدود 27 متر و طول دهانه های میانی در حدود 30 متر می باشد .

ب – عرشه این پل ها از نوع بتن آرمه است که دارای تیر عرضی پیش ساخته به طول 22 متر و تیرهای طولی درجا ریز تو خالی به طول 27 و 30 متر می باشد .

پ – پایه های پل از نوع تک ستونی است که بوسیله تکیه گاه های آزاد ( نئوپرن ) به عرشه پل متصل است . هر پایه بر روی یک سر شمع به عرض 4 متر و طول 12 متر قرار گرفته که توسط 6 عدد شمع به قطر 1 متر و عمق حدود 25 متر نیروهای پایه را به زمین منتقل می کند .

ت – مقطع ستون های پل متشکل از یک هشت ضلعی متغیر است که در پای ستون دارای قطر 162 سانتیمتر و در بالای ستون دارای قطر 130 سانتیمتر می باشد .

مشخصات فنی پروژه فاز دوم

فاز دوم پروژه عبارتست از احداث پل روگذر بزرگراه امام خمینی (ره) حدفاصل پارک قلمستان تا تقاطع خیابان شریف واقع در خیابان امام خمینی (ره) که طی مناقصه به شرکت دقیق واگذار گردید . برخی آمار فعالیت های عمرانی پروژه فاز دوم در جدول 2 نمایش داده شده است .

فاز دوم پل امام خمینی (ره) به طول 1192 متر دارای عرض متغیر بین 22 تا 24 متر به مساحت کل 22400 مترمربع می باشد . این فاز در طول مسیر دارای سه نوع پل می باشد .

الف – پل های با عرض 22 متر ( مدول تیپ ) که در طول بزرگی از گستره پل با تعداد 6 دهانه تکرار می شوند و به طول 772 متر و مساحت 18340 مترمربع می باشند . عرشه نیز از نوع بتن سلح با تیر طولی درجا ریخته شده و تیرهای عرضی پیش ساخته می باشند .

ب – پل های رمپ های خروجی و ورودی با عرض 10 متر به طول 110 متر و به مساحت 2200 مترمربع از نوع بتن مسلح درجا ریخته مجوف می باشند .

پ – پل های با عرض متغیر 22 تا 24 متر که در محل اتصال پل های رمپی به پل اصلی اجرا می شوند و دارای طول 81 متر و مساحت 1860 مترمربع می باشند . عرشه این پل ها نیز ترکیبی از تیر طولی درجا ریخته شده و تیرهای عرضی پیش ساخته است .

مشخصات فنی مدول تیپ

الف – عرشه این پل ها از نوع بتن آرمه است که دارای تیر عرضی پیش ساخته به طول 22 متر و تیرهای طولی درجا ریز تو خالی به طول 27 و 30 متر می باشد .

ب – پایه های پل از نوع تک ستونی است که بوسیله تکیه گاه های آزاد ( نئوپرن ) بر عرشه پل متصل است . هر پایه بر روی یک سر شمع به عرض 4 متر و طول 12/15 متر قرار گرفته که توسط 6 عدد شمع به قطر 1 متر و عمق حدود 12 تا 24 متر نیروهای پایه را به زمین منتقل می کند .

پ – مقطع ستون های پل متشکل از یک هشت ضلعی متغیر است که در پای ستون دارای قطر 162 سانتیمتر و در بالا ستون دارای قطر 130 سانتیمتر می باشد .

مشخصات فنی پروژه فاز سوم

فاز سوم پروژه امام خمینی (ره) عبارتست از احداث پل روگذر بزرگراه امام خمینی (ره) به طول حدود 1600 متر حدفاصل تقاطع امام رضا تا بعد از تقاطع بهارستان واقع در خیابان امام خمینی ( ره ) که عملیات اجرای آن طی مناقصه به شرکت مهندسی دقیق واگذار گردید .

عملیات اجرایی پروژه پل امام خمینی (ره)

آزاد سازی

با توجه به عرض خیابان امام خمینی ، در محل رمپ های ورودی و خروجی و تأمین عبور و مرور کنار گذرها در محدوده پارک قلمستان ، چهارراه امام رضا (ع) و تقاطع شریف به میزان محدودی نیاز به آزاد سازی بوده است که با استقرار مسئول مربوطه به عنوان مدیر آزاد سازی خیابان امام خمینی در محل پروژه مقاطع مورد نیاز با صرف کمترین زمان و هزینه و اغلب با واگذاری امتیاز به مالکان ، آزاد سازی گردید .

طرح ترافیکی

با توجه به اهمیت خیابان امام خمینی (ره) به عنوان شریان اصلی خروج از اصفهان به سمت تهران و همچنین وجود شهرک های مسکونی و کارگاهی در طرفین خیابان که دسترسی به آنها تنها از طریق این خیابان امکانپذیر بوده است لذا امکان انسداد کامل یا جایگزینی آن منتفی بوده و به همین دلیل محدوده ای از محور خیابان به عرض 12 متر توسط گاردریل محصور گردیده و 90 % عملیات در این محدوده انجام گرفته است . در تمامی مدت اجرای پروژه ، بخشی از خیابان به عرض 7/5 متر جهت عبور ترافیک حفظ گردیده و در مواردی به لحاظ کمبود عرض موجود جهت عبور و مرور وسایل نقلیه این مسیر به مرکز کارگاه و حدفاصل ستون های پروژه منتقل گردیده است . بدین ترتیب یکی از ویژگی های مهم در طرح ترافیکی این پروژه ، عدم انسداد مسیر اجرای عملیات با وجود ترافیک سنگین می باشد .

اجرای طرح ترافیک جهت پروژه پل امام خمینی

ساخت و اجرا

در ادامه مراحل اجرای پروژه ذکر می گردد :

1-عملیات نقشه برداری و پیاده سازی مختصات .

2- عملیات تخریب و خاکبرداری ، جمع آوری رفوژ میانی و آسفالت در محل فونداسیون ها .

3- عملیات شمع ریزی شامل حفاری محل شمع ها ، کنترل تراز ، عمق و راستای شمع ، سبد گذاری ، کنترل راسای سبد آرماتور ، بتن ریزی و اصلاح تراز شمع .

شمع ها از نوع حفاری شده و بتن آرمه درجا ریخته می باشد . برای احداث شمع ها چاه هایی به قطر یک متر حفر می گردد . در صورت رسیدن به آب ، پایین بردن غلاف فلزی تا عمق زیر سفره آ ب راه حل رایج جهت جلوگیری از ریزش جداره هاست .

برای جلوگیری از ریزش جدار سر چاه ، غلاف فلزی به طول حداقل 6 متر قرار داده می شود سپس حفاری تا عمق لازم انجام و آن گاه بتن ریزی تا سطح یک متر بالاتر از رقوم روی شمع ها انجام شده و غلاف فلزی بیرون کشیده می شود . پس از این مرحله یک متر اضافی شمع ها تخریب می گردد . بتن ریزی چاه ها پس از رسیدن به عمق  لازم و تهیه صورتمجلس حفاری و تائید دستگاه نظارت آغاز می گردد .

قفسه ساخته شده آرماتورها قبل از بتن ریزی مطابق نقشه های اجرایی و دستورالعمل های دفترچه مشخصات عمومی در داخل چاه ها قرار می گیرد سپس بتن ریزی چاه ها بطور پیوسته و تا پر شدن کامل قطعات ادامه می یابد .

بتن باید بوسیله لوله قائمی ( ترمی ) پایین برده شده و در محل جا داده شود این لوله با بتن تغذیه می گردد و باید در تمام طول خود پر از بتن باشد . انتهای این لوله باید پیوسته در توده بتن قرار گرفته باشد . تیم بتن ریزی همراه با بالا آمدن بتن در محل شمع ریزی بصورت متناوب بخشی از لوله را جدا کرده تا با کاهش آن قسمت از طول لوله که با بتن در تماس است بتن ریزی با سهولت ادامه یابد .

بتن مصرفی در شمع ها باید با اسلامپ 10 تا 20 سانتیمتر باشد تا علاوه بر سهولت اجرا ، شمع های ریخته شده از یکنواختی و کیفیت مناسب برخوردار گردد . مقدار سیمان در هر مترمکعب بتن 400 کیلوگرم و از نوع پرتلند II می باشد همچنین بر اساس طراحی انجام گرفته مقاومت نمونه های مکعبی 42 روزه بتن باید حداقل 300 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع باشد .

4- اجرای فونداسیون شامل پی کنی ، کنترل ابعاد ، اجرای بتن حائل ( بتن مگر در کف و دیواره ها ) آرماتوربندی و بتن ریزی.

5– اجرای پایه های پل شامل آرماتوربندی ، قالببندی ، کنترل راستای ستون و بتن ریزی برای اجرای ستون های پایه ها بدینصورت عمل می شود که پس از ریختن بتن سر شمع های پایه ها ، قفس آرماتورهای ستون ها بر روی آرماتورهای انتظار بیرون آمده از سر شمع ها قرار می گیرد . بعد از این مرحله قالببندی ستون های پایه میانی با استفاده از قالب های فلزی انجام می شود . از آنجائی که این ستون ها پس از اجرای پل نمایان خواهد بود دقت زیادی در مرحله قالببندی و بتن ریزی این ستون ها انجام گرفته است . پس از اتمام آرماتوربندی ستون ها ، عملیات بتن ریزی ستون ها با اطمینان کامل از نحوه ویبراسیون انجام می گیرد .

این ستون ها دارای شکل هندسی هشت ضلعی با مقطع متغیر می باشند . نگهداری و مراقبت از تمامی ستون ها بعد از بتن ریزی توسط پوشش های نایلونی که کل بدنه ستون را در بر می گرفت ، انجام گرفت .

6– آماده سازی سر ستون و نصب ضربه گیرها ( نئوپرین ) .

7- اجرای تیر طولی مرحله اول شامل آرماتوربندی ، قالببندی و بتن ریزی .

8- نصب تیر عرضی و پریدال که در محل کارگاه ساخته شده و بوسیله بخار عمل آوری شده است . عملیات نصب تیرهای عرضی و پریدال از فضای واقع در بین ستون ها انجام گردیده است .

9- اجرای تیر طولی و تابلیه مرحله دوم که شامل تکمیل دیاگرام مابین تیرهای عرضی ، قالببندی لبه دیافراگم ها ، آرماتوربندی تابلیه ، قالببندی تابلیه ، آماده سازی درز انبساط و بتن ریزی تابلیه بوده است .

اجرای تیر طولی مرحله دوم،تکمیل دیافراگم مابین تیرهای عرضی،قالببندی لبه های دیافراگم ها و آرماتوربندی تابلیه

نمایی از سطح رویه پل پس از بتن ریزی تابلیه

برای ساخت ستون ها ، تیرهای پیش ساخته و قطعات پیش ساخته دست اندازها و جدول ها ، از قالب های فلزی و جهت قالببندی دال فوقانی تابلیه نیز از قالب های پیش ساخته ( پریدال ) استفاده شده است .

عرشه پل امام خمینی دارای طول بیش از 3 کیلومتر می باشد ه بصورت مدول های 2 تا 6 دهانه مجزا ساخته می شود . ارتباط دهنده مدول های مجاور به یکدیگر و به کله ها ( رمپ های طرفین ) درزهای انبساط می باشد .

به علت ضعف درزهای کارخانه ای و نیاز مداوم آنها به تعمیر و یا تعویض ، در این پل ها از درزهای کارخانه ای استفاده نشده است و برای کنترل ترک خوردگی آسفالت روی پل ها از تمهیدات دیگری استفاده شده که جزئیات آن در نقشه های اجرایی موجود می باشد .

10- عملیات تکمیلی پل شامل نصب قرنیز ، کارگذاری غلاف های مورد نیاز ، نصب دریچه ها ، تکمیل آرماتوربندی ، قالببندی و بتن ریزی پیاده روها ، نصب نرده ها ، عایق کاری ، اجرای جداول نیوجرسی وسط و کناره ها و عملیات آسفالت .

نکات قابل توجه

الف – در قسمت هایی از پل که بصورت پس تنیده اجرا گردیده قبل از بتن ریزی مرحله اول تیر ، غلاف های کابل های اجرا گردیده و پیش از بتن ریزی تابلیه، کابل ها در محل خود قرار گرفته اند . در انتها پس از گیرش بتن ، عملیات کشش کابل انجام گرفته است .

ب -  در محل ساخت رمپ های ورودی و خروجی ، با توجه به تغییر در عرض تابلیه از بتن ریزی درجا استفاده گردیده و بنابراین بتن ریزی در یک مرحله انجام گرفته است .

منبع : آرشیو شرکت دقیق