پلچك (  Culvert )

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

لیکنه د محترم انجنیر سیف الله

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

 

پلچك دهغه ساختمان څخه عبارت د ي چې دكانال ، دريل خط اوياكوچني سيند تقاطع په ساحه كې دسرك سره جوړيږي . دپلچك عرض بايدد 8m تجاوز ونكړي .دضرورت په اساس دا پلچكونه دساده اتكا په شكل جوړيږي چې داتكاګانو ترمنځ فاصله ېې د  5m څخه كمه وي .په هغه صورت كې چې دكانال يا كوچني سيند عرض د  8m څخه زيات شي دپل په نوم ساختمان ورباندې جوړيږي .  پلچكونه دساختمان دنقطې نظره په څلورو كتګوريو تقسيم شويدي:

  1. كمان ډوله پلچكونه                 Arch Culvert

  2. دكانكريټي فرش پلچكونه          Slab Culvert

  3. پايپ ډوله پلچكونه                 Pipe Culvert

  4. بكس ډوله پلچكونه                 Box Culvert

كمان ډوله پلچكونه   Arch Culvert

         دتيږواوخښتو كمان ډوله پلچكونه په پخوازمانوكې په زياته اندازه جوړيدل امانن ورځ دهغې په ځاي دپلچكونو نورشكلونه زيات مروج دي. نوموړي پلچكونه اكثراً په هغه قسمتونوكې جوړيږي چې نهر ياكانال دسرك دلاندنۍ برخې څخه په زيا ت ژوروالي تيريږي اوياپه پلچك باندې زيات لوډيا باروارديږي. ددې ډول پلچكونو كمان دتيږوياخښتوڅخه جوړيږي اوپه فرش كې ېې بيدون دسيخ كانكريټوڅخه استفاده كيږي .ددې ډول پلچكونوطول بايد د 3m څخه كم وي.

دكانكريټي فرش پلچكونه   Slab Culvert

         د RCC  پوشش لرونكي پلچكونه دهغه پلچكونوڅخه عبارت دي چې دهغوي چت دسيخ لرونكي كانكريټو څخه اوجانبي ديوالونه ېې دمصالحه لرونكي سنګ كاري څخه جوړيږي .دغه پلچكونه په هغه ساحوكې جوړيږي چې تيږه په آسانۍ اوكم قيمت سره پيداكيږي اوهمدارنګه دويالې يا كانال ارتفاع دسرك دسطحې څخه زياته نه وي.

         دساختمان له نظره دغه پلچكونه ډيرساده دي اونسبت نورو نوعو ته زيات رايج دي.

 

پايپ ډوله پلچكونه   Pipe Culvert

         په هغه صورت كې چې داوبومقداركم وي اوپركاري زياته وي ددي ډول پلچكونوجوړول مناسب دي . معمولاًديويا ديوڅخه دزياتوپايپونوڅخه چې يودبل په څنګ كې ايښودل كيږي جوړيږي . دپايپونوتعدادد باران په اوبوپورې اړه لري اوددې پايپونوقطر بايد د 75cm څخه زيات وي . دپايپونودځاي په ځاي كولوڅخه مخكې بايد په لاندنۍ برخه كې د 15cm په ضخامت بيدون دسيخ څخه كانكريټ واچول شي.

         نوموړي پايپونه دسيخ لرونكي كانكريټو (RCC) ، چدن اويافولادوڅخه جوړيږي . دشكل له نظره نوموړي پايپونه په دوه ډوله جوړيږي يوددايروي مقطع لرونكي اوبل دبيضوي مقطع لرونكي چې هريوېې ځانګړي خصوصيات لري اونظر دساحې نوعيت ته انتخابيږي . ددايروي مقطع لرونكي پايپونه نظربيضوي مقطع لرونكي پايپونوته ارزانه اوزيات معمول دي ز

بكس ډوله پلچكونه   Box Culvert

         معمولاً دغه پلچكونه په هغه ساحوكې جوړيږي چې خاوره ېې نرمه وي اومقاومت ېې كم وي اويا په هغه ځايونوكې چې دترافيكوجريان دزيات وخت لپاره قطع نشي اوسرك ژر دترافيكود استفادې وړوګرځي .دغه پلچكونه دمربع يامستطيل په شكل چې يوياڅومربع يامستطيل يود بل په څنګ كې قرارولري جوړيږي .

         ددې ډول پلچكونوچت اوجانبي ديوالونه دسيخ لرونكي كانكريټو څخه جوړيږي . ددې پلچكونو وايه د  3m څخه زياته نه وي ، ددې پلچكونوارتفاع بايد د 60cm څخه  كمه نه وي ځكه چې بياېې پاكول مشكل وي . ځينې وخت دغه پلچكونه د Precast په شكل جوړيږي اوپه ساحه كې نصبيږي.

دكانكريټي پلچكونو ډيزاين:

         كانكريټي پلچكونه دهغه ساختمان څخه عبارت دي چې طول ېې  3-8m وي اودكانكريټي فرش څخه چې په دوه نقطو اتكاولري جوړيږي.

دكانكريټي پلچكونوپه ډيزاين كې لاندې وزنونه په پام كې نيول كيږي:

  1. ژوندي بار               Live Load

  2. ثابت يامړبار            Dead Load

  3. ضربه يي بار           Impact Load

ژوندي بارونه:

         په پلونواو پلچكونوكې ژوندي بارونه نظردعراده جاتووزن ته تعينيږي اوعراده جات په دوه كتګوريوتقسيم شويدي  (H20, H15) او  ((Hs20, Hs150  چې په لاندې شكل كې ښودل شويدي:

مړبار:دپلچك دساختماني عنصر دوزن څخه عبارت دي.

ضربه يي بار: دغه باردلاندې فورمول څخه په لاس راځي        I=50/L+n5≤Imax=0.3

په پورته فورمول كې  L دپلچك مؤثرطول دي  (Effective Span) 

نظردساحې په خصوصياتو اوهمدارنګه دكانكريټي پلچكونو په عموميت سره مونږ دخپلې پروژې لپاره كانكريټي پلچك په نظركې نيسو اودهغه طرح اوډيزاين اجراكوو:

دپلچك  هايدروليكي محاسبات

         په هايدروليكي محاسباتوكې دجريان مقدارپيداكيږي اوبيانظرهغې ته دپلچك ابعاد تعينيږي ، څرنګه چې په نوموړې ساحه كې زياتره له اوبوڅخه دكرهڼې لپاره استفاده كيږي بناءً ددې پلچك ابعاد په ساحه كې دنوروموجودوپلچكونودابعادوله مخې تعينوو.

          په نظركې نيسوچې دپلچك وايه  3m اوارتفاع ېې 2m ده چې دآبروارتفاع ېې 1.6 m  په لاس راځي يعنې د 40cm په اندازه  Free Board  په نظركې نيسوالبته د Free board اندازه بايدد 30cm كمه نه وي .

b=3m

H=2m

h=1.6m

Q=A*V                                       V=1/n*R2/3*S1/2

A=b*h=3*1.6=4.8m²

  1.  نظرموادوته دجدول څخه  n=0.013      

S=2% =2/100=0.02

R=A/P=b*h/b+2h=3*1.6/3+2*1.6=0.77m

V=1/0.013(0.77)2/3(0.02)1/2=76.92*0.84*0.14=9m/sec

Qmax=A*V=4.8*9=43.2m³/sec

دپلچك دكانكريټي فرش ډيزاين:

Given information for concrete

  1. Clear span            3m

  2. thickness of slab  40cm

  3. Mark of concrete M200

  4. Rc=0.4*200=80kg/cm²

  5. Tensile stress of the steel = 2800kg/cm²

  6. Rs=0.5*2800=1400kg/cm²

  7. theoretical or effective span =clear span +thickness/2+thickness/2     L=3+0.2+0.2=3.4m

  8. Live load=7.25 ton tyre load

دپلونواو پلچكونو د ډيزاين لپاره دفوايدعامې وزارت د  AASHTO  ستندرد ميتود څخه استفاده كوي په نوموړي كودكې د اكسل اعظمي باردپلونو اوپلچكونولپاره 14.5 ton نيول كيږي چې ديوټيرپه واسطه انتقالي وزن ېې  7.25ton كيږي.

دسلب ضخامت په مقدماتي ډول  40cm فرض كوو.

Design Load:

Dead load -1

-»  RCC slab=unit weight*h=2.5*0.4=1ton/m

-»  Wearing course=unit weight*h=2.2*0.05=0.11 ton/m

Total=1.11 ton/m

 2- Live load

دژوندي بارلپاره بايددامعلومه شي چې په سلب باندې څوټيرونه عمل كوي . څرنګه چې دپلچك وايه 3m   ده نويواځې په يووخت كې يواكسل په يولين باندې عبوركوي.

 

ددې لپاره چې وزي په ټير ويشلي عمل كوي نوضروري ده چې دټايردويشلوعرض كومه ساحه چې وزن ورباندې عمل كوي پيداكړو

b=1.22+0.06*L=1.22+0.06*3.4=1.424m

  1. b<2.1m     , 1.424<2.1m

Live load=7.25/1.424=5.09 ton/m

Bending Moment:

  1. Dead load bending moment =ql²/8=1.11*(3.4)²/8=1.6 ton*m

  2. Live load bending moment=pl/4=5.09*3.4/4=4.33 ton*m

  3. Impact moment=0.3*4.33=1.299 ton*m

Moment resistance factor =r = Rs/Rc=1400/80=17.5≈18

Natural axis factor=k= n/n+r=10/10+18=0.35

Liver arm factor=j= 1-k/3=1-0.35/3=0.88

dmin=√2M/Rc*bjk= √2*7.23*105/800*100*0.88*0.35=24.22cm

D=24.22+3=27.22cm=28cm≈30cm

d=30-3=27cm

Area of steel bar=M/Rs*jd=7.23*105/1400*0.88*27=21.735cm²

Using 20mm steel bars: AØ=Π*20²/4=3.14cm²

Spacing =100*AØ/As=100*3.14/21.735 =14.44≈14cm

  1. No of steel bars=As/AØ=21.735/3.14=6.9=7.0         7Ø20mm@14cm c/c

Total=7*7=49Ø20mm@14mm c/c

فشاري سيخ  5Ø12/m په في متركې اچوو

Space=1.13*100/5*1.13=20cm c/c

Total=5*3=15Ø12mm@20cm c/c

اوس په پورتنۍ برخه كې دسيخ دمساحت  50%    distribution bar اچوو

ds=50/100*21.735=10.87cm²

No of bars=10.87/1.13=9.61=10Ø12mm

10Ø12mm@10cmc/c

همدارنګه د abutment  دپاسه رينګ په نظركې نيول كيږي چې په هر كنج كې ېې بايد سيخ واچول شي چې طولاني سيخان ېې  8Ø12mm@20cm  c/c  اوعرضاني سيخان 8Ø12mm@20cm c/c

  Abutment دپلچك دجانبي ديوالونو څخه عبارت دي چې دپلچك وارده بارونه متحملوي. Abutment داستنادي ديوال په شان محاسبه كيږي علاوه دخاورې دفشارڅخه عمودي بارهم متحملوي. د abutment  دډيزاين لپاره لومړي عمودي قواوې پيداكوو:

Wwall=0.7*0.6+0.6*1.0+0.8*1.3+0.9*1.8+0.1*2=3.88T.m.2=7.76T.M

دپلچك عكس العمل  w=7.76T.M

                    RD=DL*l/2=1.11*3.4/2=1.887 ton

                    RL=4P/2=4*7.25/2=14.5 ton

                    Wtotal=24.16 ton

φ=30°                1-sinφ/1+sinφ=1-sin30/1+sin30=1/3

P=Wh²/2=24.16(2.3)²/2*1/3=21.3 to

PH= gγ²/2*1/3=1.8 (2.3)²/2*1/3=1.587 ton

  1. دقوودثقل مركز پيداكوو   X=a/2=0.7/2=0.35   دقوودثقل مركزاومحصله فشاردعمل دنقطې ترمنځ فاصله   X1=P/w*H/3=21.3/24.16*2.3/3=0.676m                                                                         

كنترول:

  1. دچپه كيدوپه مقابل كې كنترول

MR=W*X=24.16*0.35=8.456 ton*m

MP=PH*H/3=1.587*2.3/3=1.22 ton*m

  1. Safety Factor=MR/MP=8.456/1.22=5.8>1.5      ok

  2. دلغزش Sliding  په مقابل كې كنترول

μ*W=0.6*24.16=14.5

S.F=μw/PH=14.5/1.587=9.13>1.5        OK

3.    دماتيدوپه  مقابل كې كنترول

e=X+X1-b/2=0.35+0.676-2/2=0.026

  1. Fmax=W/b (1+6e/b) =24.16/2(1+6*0.026/2) =13.02<20 ton/m²   Bcs of poor soil

  2. Fmin=W/b (1-6e/b) =24.16/2(1-6*0.026/2) =11.13>o      OK

نوټ:په هغه صورت كې چې دخاورې دمقاومت معلومول ممكن نه وي خاوره ضعيفه فرض كيږي چې دبرداشت مقاومت ېې  Bcs=20 ton/m²  دي.

دپورته چكونوڅخه وروسته ويلي شو چې د Abutment ټاكل شوي ابعاد وارده قواووپه مقابل كې  Safe د ي پدې اساس نوموړي ابعاد درست دی.

Wing Walls:

دپلچك په دواړوطرفونو outlet  او inlet  يعنې داوبو په برخوكې Wing Wall په نظركې نيول كيږي .د wing wall هدف دادي چې داوبوپه مقابل كې د Abutment څخه ساتنه وكړي تر څو تخريب نشي. په پلونو اوپلچكونوكې د wing wall موجوديت ډيرضرور دي ځكه كه چيرې موجودنه وي ډيرژردهغوي دتخريب امكانات شته.

          دwing wall   ضخامت په پورته برخه كې  30-40cm وي اوطول ېې داتكادارتفاع  1.5-2 چنده وي ، ضخامت په لاندې حصه كې  0.35H-0.40H  وي . H دوينګ وال ارتفاع ده. 

______________________

لیکنه ادامه لرې.