تیم تولید محتوای بهیدو

بخش سوم : بار زنده

اگرچه بار حاصل از چرخ خودروها و سایر وسایل نقلیه سبک، فراوانی زیادی دارد، اما این بارها در مقایسه با بارهای با فراوانی کمتر اما بسیار سنگین تر مثل کامیون‌ها، قطارها یا سایر وسایل نقلیه سنگین، اثر کمی‌بر لوله‌های مدفوندارند. در طراحی خطوط لوله در زیر خیابان‌ها و بزرگراه‌ها، فقط بار ناشی از وسایل نقلیه سنگین مد نظر قرار می‌گیرد. مقدار فشار منتقل شده از یک وسیله نقلیه به لوله، به عمق لوله، وزن وسیله نقلیه، فشار باد و اندازه لاستیک وسیله نقلیه، سرعت وسیله نقلیه، صافی سطح، مقدار و نوع سنگفرش خیابان، خاک و فاصله نقطه اعمال بار تا لوله بستگی دارد. اطلاعات مربوط به موارد متداول تر، مثل موارد ارائه شده در AASHTOدرباره تردد کامیون‌های H20 و HS20 روی جاده‌های سنگفرش شده و موارد ارائه شده در E-80 درباره بار خطوط ریلی، به منظور کمک به طراحان، ساده سازی شده و در جدول ۶- ۱۸ ، جدول ۶- ۱۹ و جدول ۶- ۲۲ آمده است. در موارد بخصوصی مثل کامیون‌های معدن، جرثقیل‌ها و یا خودروهای خارج جاده‌‌‌ای می‌توان از معادلات ۶- ۴۵ و ۶- ۴۶ استفاده کرد.

حداکثر بار ناشی از چرخ یک وسیله نقلیه در سطح بوجود می‌آید و با رفتن به عمق تضعیف می‌شود. لوله‌های پلی اتیلن باید در عمق حداقل ۱۸ اینچ یا ۱ برابر قطر لوله، هرکدام که بزرگ تر باشد، زیر سطح جاده نصب شوند. در این عمق، فاصله لوله از سطح به قدری است که فشار خاک به میزان چشم گیری کاهش می‌یابد و لوله می‌تواند از تمام ظرفیت خاک پر کننده ۲ برای مقاومت در برابر بار، بهره برد. اگر ملزومات طراحی، اجازه نصب با حداقل یک قطر از پوشش را نمی‌دهد، نیازمند انجام محاسبات اضافی هستیم که در بخش »نصب با پوشش کم عمق و تحت بار وسایل نقلیه « توضیح داده شده اند. بخش بزرگراه دولت فدرال نسبت به مشخص کردن حداقل عمق پوشش، اقدام می‌کند و معمولاً بسته به شرایط اختصاصی هر جاده، ۵/ ۲ فوت تا ۵ فوت را به عنوان حداقل پوشش معرفی می‌نماید.

خطوط لوله موقتی و دائمی‌ممکن است در طول مراحل ساخت و ساز تحت تأثیر بار ناشی از وسایل سنگین و تجهیزات ساختمانی قرارگیرند. توصیه می‌شود برای محدود کردن آثار اینگونه بارها، مسیرهای مشخصی برای عبور وسایل نقلیه ایجاد شود که در آن‌ها تمهیدات ویژه از جمله سنگ فرش موقتی و محافظ بتنی در نظر گرفته شده باشد و همچنین سرعت وسایل نقلیه در این مسیرها کنترل شده باشد.

اطلاعات ارائه شده در AASHTO با عنوان بارگذاری و فاکتور تأثیر، برای استفاده از جداول جدول ۶- ۱۸ و جدول ۶- ۱۹ مورد نیاز نیستند. این بخش برای درک بارهای سطحی و فاکتورهای تأثیر متداول توسط طراحان، ارائه شده است. اگر طراح به جای جداول مایل به استفاده از فرمول‌های ۶- ۴۵ و ۶- ۴۷ باشد، اطلاعات ارائه شده در اینجا مفید هستند.

همچنان با شرکت توسن صنعت آپاداناتولیدکننده و ارائه کننده انواع لوله‌های پلی اتیلن ، لوله آبیاری، نوار آبیاریو لوله دریپردارهمراه باشید.

استاندارد AASHTO و بار وسایل نقلیه

بار حاصل از وسایل نقلیه معمولا بر اساس بار استاندارد کامیون ارائه شده توسط انجمن مسئولان بزرگراه‌های ایالتی و حمل و نقل آمریکا (: ۱(AASHTO ارزیابی می‌شوند. در محاسبه فشار خاک بر لوله‌های انعطاف پذیر، معمولاً بارگذاری حاصل از یک کامیون H20 HS20) ) در نظر گرفته می‌شود. یک کامیون H20 استاندارد وزن کلی برابر با ۴۰،۰۰۰ پوند ( ۲۰ تن) دارد. وزن کامیون بصورت ۸،۰۰۰ پوند روی محور جلو و ۳۲،۰۰۰ پوند روی محور عقب توزیع شده است. کامیون HS20 دارای یک قسمت کِشنده و یک تریلر است که بارگذاری محوری آن همانند کامیون H20 است، با این تفاوت که دو محور عقبی دارد. شکل ۶- ۵ را ببینید. حداکثر بار وارده از یک چرخ در اینگونه کامیون‌ها، بار وارد از چرخ محور عقب است که برابر با ۴۰ % کل وزن کامیون است. از مقدار حداکثر بار وارده از چرخ برای نشان دادن بار استاتیک اِعمال شده توسط یک محور یا دو محور استفاده می‌شود. در برخی از ایالت‌ها، بارهای سنگین تری مجاز است.

حداکثر بار مجاز روی جفت محور در بزرگراه‌ها در حدود ۴۰،۰۰۰ پوند ( ۲۰،۰۰۰ پوند روی هر چرخ) می‌باشد. در موارد خاص ممکن است خودروهایی با وزن ۵۰ % بیش از مقدار فوق الذکر هم مجاز شمرده شوند.

فاکتور ضربه ۲

به ندرت سطح جاده‌ها صاف یا حتی هموار است. ضربه ایجاد شده در اثر برخورد خودرو با یک دست انداز در جاده، منجر به افزایش ناگهانی بار چرخ می‌شود. بار ضربه‌‌‌ای را می‌توان از حاصلضرب بار استاتیک چرخ در یک فاکتور ضربه بدست آورد. این فاکتور با عمق تغییر می‌کند. فاکتورهای ضربه برای خودروها و روی جاده‌های سنگفرش شده در جدول ۶- ۱۷ آمده است. فاکتور ضربه در مورد جاده‌های سنگفرش نشده، بسته به سطح جاده، برابر با ۰/ ۲ یا بشتر است.

بار خودرویی وارد شده از سنگفرش بزرگراه (سخت)

سنگفرش باعث کاهش فشار بار زنده‌‌‌ای که به لوله می‌رسد، می‌شود. یک سنگفرش سفت و سخت، بار را در سطح بزرگی پخش می‌کند و بنابراین فشار عمودی خاک را به طرز چشم گیری کاهش می‌دهد. فشار عمودی خاک ناشی از یک کامیون HS20) H20 ) که در یک بزرگراه سنگفرش شده (بتن با ضخامت ۱۲ اینچی) در حال تردد است در جدول ۶- ۱۶ آمده است. از یک فاکتور ضربه استفاده شده است. برای کامیون‌های سنگین تر، به شرط یکسان بودن سطح تماس چرخ با زمین با آنچه در کامیون H20 وجود دارد، با اعمال نسبت افزایش وزن آن‌ها، می‌توان فشارهای ارائه شده در جدول ۶- ۱۶ را تطبیق داد.

بار خودرو وارده شده از سنگ فرش انعطاف پذیر یا سطوح سنگفرش نشده

سنگفرش‌های انعطاف پذیر (یا سطوح سنگفرش نشده) فاقد قابلیت پخش بار سنگفرش‌های سخت هستند و فشار بیشتری از آنچه در جدول ۶- ۱۸ آمده است را از طریق خاک، به لوله وارد می‌کنند. در بسیاری از موارد مشاهده شده است که بار ناشی از چرخ دو خودروی در حال عبور، بیش از بار ناشی از دو چرخ یک خودرو است. حداکثر فشار بسته به عمق پوشش ممکن است مستقیماً زیر چرخ‌های یکی از خودروها و یا در جایی بین چرخ‌های دو خودرو به وقع بپیوندد. جدول ۶- ۱۹ بیشترین مقادیر حداکثر فشار ناشی از عبور ۲ کامیون H20 از سطحی سنگفرش نشده را ارائه می‌دهد. فاکتور ضربه اعمال نشده است. بارهای داده شده در جدول ۶- ۱۸ محافظه کارانه هستند و حدود ۱۰ % بیش از مقادیر موجود در بخش ۳ استاندارد AASHTO با عنوان »راهنمای مشخصات فنی پل «LRFD1 است که بر اساس سطح تماس دو لاستیک ۱۰ × ۲۰ اینچ و استفاده از روش مساحت معادل توزیع بار حاصل شده اند.