روشنایی خیابان ها و جاده ها از مهم ترین مولفه های شهرسازی مدرن هستند که به پیشگیری از حوادث و امنیت بیشتر محیط های مختلف کمک می کنند. کافیست همین الان تصور کنید ساعت 12 نیمه شب است و شما در جاده ای که هیچ چراغی در آن روشن نیست و تاریکی مطلق وجود دارد، در حال رانندگی و تردد هستید. بی شک در این صورت می توانید اهیمت استفاده از تجهیزات نورپردازی، مانند تیر برق بتنی را بهتر درک کنید.
تیر برق بتنی به عنوان معروف ترین و شناخته شده ترین ابزار روشنایی شهری، سال هاست در خیابان ها، جاده ها و بزرگراه های ایران جهت نورپردازی مورد استفاده قرار می گیرد. این ستون های بتنی، انواع مختلفی دارند که هر کدام مزایا و معایب خاصی دارند. به طور کلی تیرهای بتنی بر اساس شیوه پرداخت بتن سه نوع پیش تنیده، پس کشیده و مسلح تقسیم می شوند. در این مقاله به معرفی تیر برق بتنی پیش تنیده، مزایا، معایب و مقایسه انواع پایه های برقی بتنی می پردازیم.
انواع تیربرق بتنی بر اساس روش پرداخت بتن
تیربرق‌های بتنی بر اساس روش تولید و پرداخت بتن به چند دسته تقسیم می‌شوند:
- تیر برق بتنی پیش‌تنیده (Pre-stressed Concrete Pole)
در فرایند تولید تیر برق بتنی پیش تنیده، قبل از ریختن بتن، کابل‌های فولادی قوی بین دو تکیه‌گاه ثابت کشیده می‌شوند (مثل کشیدن یک نوار پلاستیکی بین دو دست). سپس بتن دور این کابل‌های کشیده‌شده ریخته می‌شود. این کابل‌ها مستقیماً به بتن می‌چسبند و نیازی به غلاف پلاستیکی ندارند. پس از سفت شدن بتن، کابل‌ها را از تکیه‌گاه‌ها رها می‌کنند. این کار باعث می‌شود کابل‌ها جمع شوند و به بتن فشار دائمی وارد کنند، درست مثل فنری که فشرده شده باشد. این فشار، بتن را مقاوم و ضد ترک خوردگی نگه می‌دارد.
تیر برق بتنی پیش تنیده معمولا برای خطوط انتقال و توزیع برق فشارقوی مورد استفاده قرار می گیرند.
- تیر برق بتنی پس‌کشیده (Post-tensioned Concrete Pole)
در فرآیند پس‌تنیدگی برای تولید تیر برق بتنی، ابتدا غلاف‌های پلاستیکی درون قالب قرار می‌گیرند و بتن ریخته می‌شود. پس از سفت شدن بتن، کابل‌های فولادی قوی که از داخل این غلاف‌ها عبور داده شده‌اند، توسط جک‌های هیدرولیکی از دو طرف کشیده شده و با گیره‌های مخصوص (Anchorage) در انتهای تیر قفل می‌شوند. این کار باعث انتقال نیروی کششی به بتن و ایجاد فشار دائمی در آن می‌شود. سپس برای محافظت از کابل‌ها، دوغاب سیمان به داخل غلاف‌ها تزریق شده و قسمت‌های اضافی کابل‌ها قطع می‌گردد. تفاوت این مدل با روش پیش تنیده این است که در فرایند پس تنیدگی، کابل‌ها بعد از بتن‌ریزی کشیده می‌شوند.
اهیمت استفاده از تیر برق بتنی
تیر برق های بتنی به عنوان بدنه اصلی شبکه توزیع و انتقال برق، نقش حیاتی در تأمین انرژی ایفا می‌کنند. با افزایش تقاضا برای انرژی الکتریکی و گسترش شبکه‌های برق، امروزه استفاده از تیرهای بتنی به دلیل مقاومت بالا، دوام طولانی و هزینه مقرون‌به‌صرفه به یک انتخاب استراتژیک تبدیل شده است. پایه های برقی بتنی مهم ترین تجهیزات روشنایی جاده و خیابان ها هستند، چون:
- مقاومت و استحکام بالا در برابر بارهای مکانیکی
تیرهای بتنی به دلیل ساختار مستحکم می توانند وزن سنگین کابل‌ها و بار ناشی از باد و طوفان را تحمل کنند. همچنین برخلاف تیرهای چوبی یا فلزی دچار خم شدن یا شکستگی نشوند.
- دوام و طول عمر بالا (بیش از ۵۰ سال)
پایه های برق بتنی در برابر پوسیدگی، رطوبت و تخریب ناشی از فعالیت حشرات مقاوم هستند. این تیرهای بتنی تحمل شرایط جوی سخت مانند باران‌های اسیدی، یخبندان و تابش مستقیم آفتاب را دارند و در مقایسه با پایه‌های فلزی که نیاز به پوشش ضدزنگ دارند، دچار زنگ زدگی نمی شوند.
- ایمنی بالا و کاهش خطرات
بتن ماده ای غیرقابل اشتعال است، در حالی که در تیر برق های چوبی خطر آتش‌سوزی وجود دارد. همچنین در تیر برق های بتنی، خطر برق‌گرفتگی نسبت به پایه‌های فلزی کمتر است.
- مقرون‌به‌صرفه بودن در بلندمدت
اگر چه تیر برق های بتنی در مقاسه با تیر برق های چوبی گران تر هستند ولی مشخص شده استفاده از آن ها در بلندمدت مقرون‌به‌صرفه‌تر است؛ چراکه این پایه های بتنی به طور متوسط طول عمر بالای 50سال دارند و هزینه نگهداری آن ها ناچیز است. پایه‌های چوبی هر 15الی 20 سال نیاز به تعویض دارند و پایه‌های فلزی نیز برای اینکه ضدزنگ باشند به تعمیرات دوره‌ای نیازمند هستند، تیرهای بتنی با حداقل نگهداری، هزینه کلی پروژه را کاهش می‌دهند.
- سازگاری با محیط‌زیست
برای ساخت تیر برق بتنی نیازی قطع درختان و تخریب جنگل وجود ندارد. همچنین بتن ماده ای قابل بازیافت است.
انواع تیر برق بتنی بر اساس شکل ظاهری
انواع تیر برق بتنی بر اساس شکل ظاهری، به دو دسته تیر برق بتنی چهار گوش یا H و تیر برق بتنی گرد تقسیم می شود.
- تیر برق بتنی چهار گوش یا H
تیر برق بتنی چهار گوش یا H برای انتقال هوایی خطوط برق و نگه داشتن چراغ های مورد استفاده ار خیابان ها و جاده ها مورد استفاده قرارمی گیرند. برای ساخت تیر برق بتنی چهار گوش از بتن مسلح استفاده می شود؛ یعنی در ساخت این پایه های برق علاوه بر بتن از میلگرد هم استفاده می شود.
بتن + میلگرد = بتن مسلح
جدول زیر به طور خلاصه توضیح می دهد که شرکت لئوپارک به عنوان تولید کنند تیر برق بتنی چهار گوش، چگونه و طی چند مرحله این سازه را تولید می کند.
| مرحله | فرآیند تولید | توضیحات فنی |
|---|---|---|
| آماده‌سازی مواد اولیه | تهیه بتن و میلگرد | بتن با عیار ۳۵۰-۴۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب و میلگرد آجدار سایز ۱۰-۱۶ میلیمتر تهیه و آماده سازی می شود. |
| ساخت اسکلت فلزی سازه | بستن میلگردها با مفتول | در این مرحله میلگردها با استفاده از سیم مفتول به یکدیگر متصل می‌شوند تا اسکلت فلزی سازه تشکیل شود. |
| مرحله قالب‌بندی | استفاده از قالب چهارگوش | وقتی اسکلت فلزی آماده شد، آن را درون قالب فولادی یا پلی‌اتیلن با ضخامت حداقل ۵ میلیمتر قرار می‌دهند و روی آن بتن می‌ریزند. |
| عمل‌آوری | نگهداری بتن | حفظ رطوبت به مدت ۷-۱۰ روز با پوشش نایلونی |
| بازکردن قالب ها | جداسازی قالب‌ها | پس از کسب ۷۰% مقاومت (حدود ۷-۱۰ روز) |
برای تهیه بهترین ترکیب برای ساخت تیر بتنی برقی چهارگوش باید به نکات زیر توجه داشته باشید:
نسبت اختلاط بتن (۱:۱.۵:۳): این نسبت نشان‌دهنده ترکیب یک واحد سیمان، یک و نیم واحد ماسه و سه واحد شن است که برای دستیابی به مقاومت مطلوب در تیرهای برق بتنی استفاده می‌شود.
پوشش بتن روی میلگرد حداقل ۴۰ میلیمتر باشد: این ضخامت از میلگردها در برابر خوردگی و عوامل محیطی محافظت می‌کند و دوام سازه را افزایش می‌دهد.
همچنین مقاومت نهایی سازه پس از ۲۸ روز، حداقل ۲۵ مگاپاسکال باشد تا بتواند بارهای وارده را تحمل کند و ایمنی سازه را تضمین نماید.
- تیر برق بتنی گرد
تیر برق بتنی گرد به شکل استوانه ای توخالی است. در ساخت این نوع تیر برق، غالبا از بتن پیش‌تنیده استفاده می‌شود. بتن پیش‌تنیده (Prestressed Concrete) نوعی بتن مسلح است بسیار مستحکم است که استفاده از آن مقاومت سازه را در برابر ترک‌خوردگی افزایش می دهد.
