معماری پلها: اصول و روش‌های شالوده‌ریزی و ساخت
در این مقاله، به بررسی جامع معماری پلها با تمرکز بر اصول پی‌سازی، شالوده‌ریزی و روش‌های ساخت آن‌ها می‌پردازیم. این مطلب به‌عنوان یک راهنمای تخصصی برای علاقه‌مندان به مهندسی عمران و معماری تدوین شده و با رعایت اصول سئو (بهینه‌سازی موتور جستجو) و لینک‌دهی داخلی بهینه‌سازی شده است تا اطلاعات ارزشمندی در اختیارتان قرار دهد.پی‌سازی یا شالوده‌ریزی پلها
یکی از مهم‌ترین مسائل در احداث پلها و سدها، پی‌کنی یا شالوده‌ریزی پایه‌های پل است، به‌ویژه زمانی که رودخانه موردنظر پرآب، عمیق یا عریض باشد. به همین دلیل، شرایط پی‌ریزی پلها کاملاً متفاوت بوده و مهندسان از روش‌های مختلفی برای این منظور بهره می‌جستند:الف) استفاده از گدارها در پی‌سازی
گاهی در طول رودخانه، محل‌هایی وجود دارد که بستر آن‌ها عریض و جریان آب غالباً آرام است. این مناطق که اصطلاحاً “گدار” نامیده می‌شوند، در زمان‌های غیرسیلابی امکان عبور با اسب، شتر و قاطر را فراهم می‌کنند. هنگام ساخت شاهراه‌هایی که به رودخانه منتهی می‌شدند، مهندسان تا حد امکان سعی می‌کردند از این گدارها برای احداث پل استفاده کنند.- در تابستان: اگر بستر رودخانه در تابستان خشک می‌شد، بیشتر مشکلات حل شده و پی‌کنی به‌صورت معمول انجام می‌گرفت.
- در زمان پرآبی: اگر در این فصل نیز رودخانه دارای آب جاری بود، در مواقع کم‌آبی با حفر کانال انحرافی، مسیر رودخانه را منحرف می‌کردند. سپس در محل تعیین‌شده روی مسیر طبیعی، پایه پل را بنا نهاده و پس از اتمام کار، آب را به مسیر اصلی بازمی‌گرداندند. این روش به دلیل سهولت اجرا در ایران ترجیح داده می‌شد.
در مقابل، در غرب، رویکرد متفاوتی داشتند؛ آن‌ها کانالی انحرافی می‌ساختند، پل را روی آن بنا کرده و سپس رودخانه را از مسیر طبیعی به کانال جدید هدایت می‌کردند.
قدیمی‌ترین پل ساخته‌شده به این روش، پل شهر بابل بر روی رودخانه فرات بود که توسط نی‌توگریس، دومین ملکه آشور، احداث شد. او دستور داد دریاچه‌ای مصنوعی حفر شود، آب فرات به آن هدایت گردد و پس از خشک شدن بستر اصلی، پایه‌های پل بزرگ بنا شود. سپس با پر کردن دریاچه و احداث پل، آب فرات به مسیر طبیعی خود بازگردانده شد.
در ایران نیز برای پی‌سازی پل‌بند شادروان در شوشتر از این روش استفاده شده است. دهخدا در لغت‌نامه خود توضیح جالبی ارائه داده:
ب) ابداعات شگفت‌انگیز در پی‌سازی
علاوه بر روش‌های فوق، پی‌سازی گاهی با ابتکارات شگفت‌انگیزی همراه بود. به‌عنوان مثال، در ساخت پل دربند قفقاز (باب‌الابواب پیشین و ماخاچ‌قلعه امروزی)، چون جریان تند رودخانه قابل مهار نبود، پایه‌ها به روشی خلاقانه ساخته شدند:پوست‌های چهارپایان درشت مانند گاو، شتر و درازگوش را پر از باد کرده و روی آن‌ها چوب‌بستی از تیر و تخته ساختند. این پوست‌های بادشده را زیر چوب‌بست بستند و آن را به آب انداختند. چوب‌بست را در محل پایه پل مهار کردند تا جریان آب آن را جابه‌جا نکند. سپس روی این شناور، پایه پل را بنا کردند. با سنگین شدن سازه، چوب‌بست به‌تدریج در آب فرو رفت و از کناره‌ها، طناب‌های مهار را شل کردند تا پوست‌ها در کف رودخانه قرار گیرند. پایه‌ها را تا ارتفاع موردنظر بالا آوردند و سپس غواصان پوست‌ها را سوراخ کردند تا باد آن‌ها خارج شده و چوب‌بست در بستر رودخانه مستقر شود. این روش قدیمی، نوعی پی‌سازی با هوای فشرده محسوب می‌شود.
ج) پی‌سازی با چاه و گوم‌گذاری
روش دیگر شالوده‌ریزی، حفر تعدادی چاه به‌صورت متناوب در بستر رودخانه و گوم‌گذاری بود. داخل چاه‌ها با شفته آهک و ساروج پر می‌شد. طرز حفر چاه‌ها بدین صورت بود که گومی (لوله چوبی یا فلزی) در بستر رودخانه قرار می‌دادند و شن، گل و لای را از داخل آن خارج می‌کردند. گوم به‌تدریج در اثر وزن خود نشست می‌کرد و گوم دیگری روی آن قرار می‌گرفت. این عمل تا عمق موردنظر ادامه می‌یافت و چاه‌ها به‌عنوان پی‌های پل عمل می‌کردند. گفته می‌شود پی‌های سی‌وسه‌پل و پل مارنان اصفهان به این ترتیب ساخته شده‌اند.گاهی گوم‌ها چوبی بودند؛ ابتدا سر تیرهای چوبی را تیز می‌کردند. این تیرها که اصطلاحاً “شمع” نامیده می‌شدند، در کف رودخانه با تخته‌کوبی به هم متصل شده و درزها با گل و لای یا قیر پر می‌شدند. سپس آب داخل آن تخلیه شده و پایه‌ها با قلوه‌سنگ و نمای سنگ تراش بالا می‌آمدند.
در مواردی که مقابل گدارها ارتفاعات بلند یا موانع دیگری وجود داشت، عبور کاروان‌های تجاری یا نظامی دشوار می‌شد. در این شرایط، انتخاب روشی مقرون‌به‌صرفه از نظر زمان، هزینه و کیفیت ضروری بود.
ب) انتخاب بستر سنگی یا صخره‌ای
در پاره‌ای از موارد، انتخاب جاهایی که بستر رودخانه سنگی یا صخره‌ای و دهانه آن تنگ بود، احداث پل را از نظر زمان مقرون‌به‌صرفه می‌کرد. علاوه بر این، کیفیت عملکرد آن نیز بسیار خوب و موفقیت‌آمیز به نظر می‌رسید. وجود آثار پایه‌های ده‌ها پل که پس از قرن‌ها و تحمل سوانح طبیعی همچنان پابرجاست، گواه این ادعاست.ج) بهره‌گیری از پایه‌های قدیمی
بهره‌گیری از پایه‌های پل‌های قدیمی که به‌صورت نیمه‌مخروبه درآمده بودند نیز به میزان قابل‌توجهی در احداث پلها صورت می‌گرفت. این بازسازی‌ها که اغلب در قرون اولیه اسلامی انجام می‌شد، امروزه در پل‌های مناطق غربی ایران قابل‌مشاهده است. حسن استفاده از این پایه‌ها، صرفه‌جویی در وقت و هزینه عظیم آن بود.بستر‌سازی پلها
در دومین مرحله پس از پی‌سازی، مسئله مهم استحکام‌بخشی بستر رودخانه در اطراف پی‌ها و پایه‌های پل مطرح می‌شد. مهندسان و معمارانی که با دید وسیع‌تری به استحکام بیشتر پل می‌نگریستند، به این امر دقت بیشتری داشتند. بدین ترتیب، در زیر بعضی از پلها، کف رودخانه را با شیب بسیار ملایمی موافق جریان آب سنگ‌فرش می‌کردند. این کار از دو جهت اهمیت داشت:- جریان آب به سهولت انجام می‌گرفت و به دلیل شیب ملایم، گل، لای و ماسه‌ها با سرعت مطلوب از زیر پل عبور کرده و از ته‌نشین شدن این رسوبات در پایه‌ها جلوگیری می‌شد.
- از شستن بستر رودخانه در زیر طاق‌چشمه‌های پل و در نتیجه ضربه‌پذیری پایه‌ها پیشگیری به عمل می‌آمد.
جالب‌ترین نمونه بستر‌سازی را می‌توان در پل شادروان دید. در این مورد آمده است:
در پل چم‌نمشت، پل دزفول و برخی دیگر از پل‌های ساسانی و دوران اسلامی نیز نمونه‌هایی از بستر‌سازی دیده می‌شود.
مهندسان و معماران پل الله‌وردی‌خان با سنگ‌فرش کردن پای پل سعی کرده‌اند عملیات تخریبی آب را در زیر دست پل تا حد ممکن از پی‌ها دور سازند.
پایه‌ها
با بررسی ویرانه‌های به‌جامانده از قدیمی‌ترین دوران پل‌سازی، یعنی دوره هخامنشی، درمی‌یابیم که پل‌سازی پیشینیان با آنکه در عهد خود یکی از شاهکارها بوده، اما به دلیل عمیق بودن وسط برخی رودخانه‌ها و عدم وجود ابزار پی‌کنی، نکات فنی به‌خوبی رعایت نشده و عمق پی‌های قسمت میانی پل نامناسب بوده است. در نتیجه، پایه‌ها به‌تدریج در اثر شسته شدن ویران شده‌اند.متأسفانه بر اثر مرور زمان و تأثیر عوامل طبیعی مانند باد، آب، گرما و سرما و عدم مقاومت مصالح مصرفی در پایه‌ها، از پل‌های این دوره آثار کمی به‌جا مانده و تنها بر گذرگاه بعضی از رودخانه‌ها و در مسیر شاهراه‌های معدود، آثاری از پیکرهای ویران پایه‌های مربع‌شکل این پلها با سنگ تراش دیده می‌شود.
در دوره ساسانی، پایه‌ها شکل تکامل‌یافته‌تری به خود گرفتند و از وسعت بیشتری برخوردار شدند. باید خاطرنشان ساخت که یکی از مسائل اصلی که از فرم هندسی طاق‌ها، به‌ویژه قوس‌های بیضی‌شکل، ناشی شده و در رفتار مکانیکی آن‌ها تأثیر دارد، نیروی رانشی طاق‌هاست که باید با کمک تکیه‌گاه و دیوارهای قطور و ضخیم خنثی شود.
خنثی کردن این رانش، که ضامن حفظ تعادل قوس‌ها و عامل مهم جلوگیری از خراب شدن آن‌ها بود، با احداث پایه‌های ضخیم و مصالح محکم و مقاوم امکان‌پذیر می‌شد. به‌طوری که نیروی مایل قوس‌ها در ضخامت آن قرار می‌گرفت و بر اساس همین قاعده، پایه‌های پلها در عهد ساسانی دارای مقطع مستطیل‌شکل و ابعاد بزرگ‌تری هستند.
در وهله اول این توهم پیش می‌آید که این ابعاد بیش از آنچه ضرورت داشته بزرگ بنا شده، ولی اگر فشار و ضربات آب رودخانه را در هنگام طغیان و سیلابی شدن آن در نظر بگیریم و به نیروی رانشی طاق‌هایی که به قول برخی مورخان، پاره‌ای از آن‌ها به اندازه‌ای بود که اسب‌سوار یا شترسواری با در دست داشتن علم یا نیزه‌ای به‌راحتی از میان آن می‌گذشت، توجه کنیم، به اهمیت این طراحی بیشتر پی می‌بریم.
در مواقعی که تکیه‌گاه و پایه از سنگ طبیعی تشکیل شده یا طاق‌ها روی صخره‌ای طبیعی قرار گیرند که در مقابل فشار وارده مقاومت کافی داشته باشند، مسئله جذب رانش‌ها به خودی خود حل می‌شود؛ مانند پل سامان در چهارمحال بختیاری و پل انبوه در منطقه رودبار قزوین.
