بخشی از مقاله
بررسی هندسه در ساختار شکلی عناصر سازندهی پلهای تاریخی ایران
چکیده
پل به عنوان گذری تعریف شده در طول زمان دارای ساختار و شکلهای گوناگون شده است. معمار ایرانی با توجه به مصالح در دسترس شیوه های ساخت، ابزار مورد نیاز دهانههای مورد پوشش و شدت آب ساختارهای گوناگونی را پدید آورده است. هندسه در شکل گیری ساختار پلهای تاریخی و اجزای تشکیل دهنده ی این سازه آبی نقش اساسی دارد. مطالعه این سازههای آبی- تاریخی، به خوبی می تواند، در جهت آشکار شدن قسمتی از دانش فراموش شده معماری ایرانی موثر باشد. بررسی عامل هندسه در گونه های مختلف فرمی پلهای تاریخی ایران، ابزاری کارآمد در شناخت جامعتر آنها است. تاکنون بیشتر پژوهش ها در این گستره به مفاهیم سازهای، تاریخی یا جایگاه پلها در ساختار شهری محدود شده است. این تحقیق برای نخستین بار با دیدی جامع به شناخت و دسته بندی پلها و عناصر سازندهی آنها از دیدگاه هندسی پرداخته است. این پژوهش بر اساس مجموعه مطالعات کتابخانه ای، برخورد مستقیم با سوژه و مصاحبه با استادکاران بنیاد شده است . این مقاله بر آن است تا با بررسی ساختار عناصر سازنده پلهای تاریخی، جایگاه هندسه را در شکلگیری فرم آنها مورد تحلیل قرار دهد. پژوهش انجام شده آشکار ساخت، فرم ساختاری پل ها در گذر زمان با توجه به عوامل گوناگون شکل گرفتهاند. این عوامل زمینه ساز ایجاد تنوع در شکلگیری فرم پلها و شکل عناصر سازندهی آنها است.
واژههای کلیدی: هندسه، فرم، پل های تاریخی ایران، عناصر سازنده پل ها.
-1 مقدمه:
یکی از دانش هایی که از دیرباز برای ساماندهی به شکل و کالبد فضا به کار گرفته می شده، هندسه است. دانشی که به روابط میان شکل ها و ویژگی ها اندازه ها می پردازد.. در گذشته غالب طراحی ها در معماری سنتی ایران بر پایه ی دانش هندسه انجام می گرفته و یکی از عوامل تاثیر گذار بر روی زیبایی، هماهنگی و پایداری بنای تاریخی بوده است. معمار ایرانی با به کارگیری هندسه ، ارتباط منطقی بین عناصر معماری ایجاد کرده است . از گذشته های بسیار دور پل سازی در ایران انجام می گرفته است. پلها یی که در ایران ساخته می شد کار برد های اساسی و گاه متفاوت داشته و معماران و طراحان آن از تاسیس این سازه های آبی- تاریخی چند هدف را دنبال می کردند: هدف اصلی از احداث پل تامین راه ارتباطی دو ساحل رودخانه جهت عبور و مرور مردم و کاروان ها بود. یکی دیگر از کاربردهای پل انتقال و آبرسانی آب از ساحل به طرف دیگر رودخانه بوده است( آباره)(رفیعی، 1381، (133
مهندسی پل سازی در ایران پیشینه ای بسیار کهن دارد. با شناخت و دسته بندی فرمی و شکلی پل ها و سپس با بررسی تاثیر عامل هندسه در اجزای سازنده آن ها می توان گامی در جهت گونه شناسی فرمی پل و اجزای تشکیل دهنده ی آن برداشت که خود زمینه ساز پژوهش های دیگر برای بررسی پایداری پل ها بر پایه فرم ساختشان است. این تحقیق درصدد پاسخگویی به سوالات زیر است:
-1 عامل هندسه چه تاثیری بر گونه شناسی فرمی اجزا و عناصر پل های ایرانی دارد؟
-2 ساختار فرمی پل ها چگونه می تواند دسته بندی جامعی برای شناخت بهتر آن ها ارائه دهد؟
پیشینه تحقیق
پل بخشی از محور شهری و جزء آن است. استفاده از پل به عنوان عاملی برای تغییر سرعت جریان آب وایجاد آبشار بوده است. برخی از پل ها عملکرد عبور و مرور ندارند، بلکه به صورت فضاهای زندگی شهری طراحی شده اند. طراحی پل به ترتیبی است که استفاده از باد مطلوب را بیشتر کرده و مانع نفوذ باد مزاحم می شود تا عبور ومرور پیاده به سهولت در آن انجام گیرد و امکان دید و منظر به محوطه سبز پیرامون فراهم شود(قلی سالور،1374، .(17
پل های ایران در گذر تاریخ همواره بازسازی شده اند، مورد استفاده دوباره قرار گرفته اند و در نتیجه همراه با دیگر بناها، هنر پل سازی در سیری تکاملی، توسعه یافته است( احتشامی، 1386، .(24 پل ها مهمترین سازه های ارتباطی بوده و تخریب آن ها بیشتر در اثر آب شستگی موضعی صورت می گیرد، که به وسیله ی میدان جریان موضعی در اطاف پایه های پل ایجاد می شود( حیدرپور، 1382، .(13 پل ها به جهت نقش مهمی که در ایجاد، حفظ و گسترش ارتباطات دارند، از همان آغاز با استقبال بسیار جوامع انسانی روبرو شدند. ساخت پل ها، این امکان را به انسان بخشید که با سرزمین های بیشتری ارتباط برقرار کند( مشکینی اصل، 1380، .(291 پل یک ساختار مهندسی است که دو نقطه بریده شد در طبیعت را به هم متصل می کند و امکان عبور را فراهم می آورد. این دو نقطه می توانند طرفین یک رودخانه یا آبراه یا دو سوی یک دره تنگ باشند که عبور از آن بدون عنصر رابط مقدور نیست( ولی بیگ، 1390، .( 174 پل ها و پل بندهایی که در ایران ساخته می شد کاربردهای اساسی و گاه متفاوت داشته و معماران و طراحان آن از تاسیس این نوع بناها چند هدف را دنبال می کردند: -1 هدف اصلی از احداث پل تامین راه ارتباطی، -2 نیرودهی. -3 آب رسانی، -4 تفرجگاه: شاید نخستین بار در زمان صفویه پل به عنوان تفرجگاه به خصوص جهت پادشاهان آن عصر مورد استفاده قرار می گرفت . بدین ترتیب که با ایجاد سدهای مصنوعی دریاچه هایی به وجود آورده و یا احداث چشم اندازهای جالب و تعبیه اماکنی در پل زمینه این تفرجگاه را فراهم می کرده اند( کیانی، 1387، .( 85 از پل های کهن در ایران بخش های اندکی به جا مانده است. اصطخری در کتاب خود از پلی نزدیک ارگان ( ارجان یا ارقان) در نزدیکی بهبهان یاد می کند. در گذشته انجا شهری بزرگ بوده که امروزه چیزی از آن برجا نیست و شهر بهبهان امروزی جای آن ساخته شده است. کنار شهر کهن پلی بوده با دهانه ای پهن و بلندای آن به اندازه ای بود که یک سوار بلند بالا روی شتر با نیزه ای در دست می توانسته از زیر آن بگذرد. آنچه برجا مانده نشان از پیشرفت در پل سازی ایرانیان است( پیرنیا، 1386، .(53 بنابر این تاکنون کمتر پژوهشی را می توان یافت که به گونه شناسی فرمی اجزا تشکیل دهنده پل های تاریخی ایران از دیدگاه دانش هندسه پرداخته باشد.
روش تحقیق
این پژوهش بر اساس مطالعات کتابخانه ای، میدانی و مصاحبه با استاد کاران صورت گرفته است. ابتدا به بررسی واژه پل و پل در زمان های تاریخی مختلف ایران پرداخته است. سپس عناصر تشکیل دهنده و اجزا معماری پل را معرفی می کند و عامل هندسه را در شکل گیری این عناصر بررسی کرده و از لحاظ مصالح، مکان قرارگیری، پوشش، نوع اجزا، نوع چفد و ...دسته بندی را انجام داده است. همچنین عناصر و جزییات معماری پل در نرم افزارهای ترسیمی رسم شده است. این تحقیق تلاش بر آن دارد تا جامعه آماری و پاسخگویی نمونه های گوناگون فرمی در اقلیم ها و شهرهای مختلف را پوشش دهد.
-2واژه شناسی پل:
در فرهنگ های عام: تاقی باشد که بر رودخانه ی آب بندند و آن را به عربی قنطره خوانند(برهان قـاطع). طـاقی کـه بـر روی آب بندند.چیزی که روی رود برای عبور سازند( دهخدا، 1368، .(1232 آن چه که دو قسمت جدا از هم را به یکدیگر وصل کند( معین، 1386، .(443 تاقی که با آجر، چوب، یا فلز بر روی رودخانه، دره، خیابان، و امثـال آن درسـت کننـد تـا بتوان از روی آن عبور کرد؛ پول؛ خدک(عمید، 1381، .(238 واژه پل در زبان فارسـی برگرفتـه از پوهـل پهلـوی( پـول ) و بارزترین نشانه آن در نام دزفول( دژپول، قلعه نگهدارنده پل ) قابل بررسی است( ولی بیگ، 1390، .( 173
فرهنگ های تخصصی: پوششی بر روی یک فرو افتادگی همچون جوی رود یا دره، برای گذشتن از آن و رسیدن به سوی دیگر(رفیعی، 1381، .(4
-3تعریف دانش پل سازی:
پل ها از ساختمان هایی هستند که هم در بیرون از شهرها و هم درون شهرها ساخته می شوند در گذشته گاه از سدها و بندها هم همچون پل بهره گیری می شده است. به ویژه آنها که در راستای گذر و رفت و آمد مردم ساخته می شده اند( پیرنیا، 1386، .(50 در گذشته رودخانه ها موانع بزرگی بر سر راههای کاروانسراها به حساب می آمدند. لاجرم برای جاده سازی لزوم احداث پل به شدت احداث می شد. شاید پاسخ به این سوال که پل سازی را په کسانی، از چه زمانی آغاز کرده اند، مشکل باشد، ولی بدون شک از دوره های بسیار کهن، یعنی ازهمان هنگام که انسان توانست با انباشتن سنگها یا خاکها در جلو آبها سد ایجاد کند و آب رودها را به مسیرهای دلخواه هدایت کند و با استفاده از تنه درختان برای عبور و مرور از رودها معبر ایجاد کند، کار پل سازی آغاز شده است، اما فقدان امکانات نگهداری و تعمیراتی همراه با عوامل مهم دیگر سبب تخریب و انهدام بعضی یا تمام قسمتهای بخش عمده پل ها شده است( مخلصی، 1379، .(26
-4ساخت پل در دوره های تاریخی ایران
پلسازی از قدیم مورد توجه ایرانیان بوده است و از زمان هخامنشیان پل هایی در ایران ساخته می شده است. بیشتر پل های قدیمی ایران که در واقع پل بند به شمار می فته اند، به صورت سد عمل کرده و آب را تا سطحی بالا می برده اند و قابل جاری شدن به زمین های پیرامون می کرده اند(فرشاد، 1376، .(243
پل سازی در دوره ی هخامنشیان: از دوران هخامنشیان بناهایی به صورت پل و بند( سد ) بر رودخانه های پیرامون فارس مانند کر و کرخه بر جای مانده است( احتشامی، 1386، .( 25 یکی از مهمترین پل ها که به روایتی مربوط به دوران هخامنشیان است، پل تنگ نام دارد که بر رود صمیره در لرستان قرار گرفته است.
پل سازی در دوره ی ساسانیان: پل سازی در دوره ی ساسانیان ترکیبی از روش ها و سبک های هخامنشی توام با تاثیرات پل سازی رومی بوده است. در این دوره ساخت پل بیشتر در بخش های فارس و خوزستان انجام می گرفته است. از نمونه های پل در دوره ی ساسانی می توان پل و بند شوشتر، پل دختر در نزدیکی سروستان، پل کلهر در استان فارس و ...
نام برد( فرشاد، 1376، (243 پل سازی در دوران اسلامی: پل سازی از اوایل دوران اسلامی تا عصر صفویه بر بنیاد پل های قدیمی بود( احتشامی،
1386، .( 24 در واقع می توان گفت در دوره های اسلامی بسیاری از پل های دوره های ساسانی و دیگر دوران های گذشته تعمیر گشت و افزون بر آن پل های دیگری نیز در نقاط مختلف ایران ساخته شد. اکثر پل های دوران اسلامی پایه های ساسانی دارا می باشند( فرشاد،1376، .(244 پل سازی در ایران عصر صفویه به اوج شکوفایی خود رسید، اما از اواخر سده یازدهم تا اوایل سده سیزدهم قمری نه تنها توجه چندانی به یازسازی راه ها و پل ها و بنای پل های جدید نشد، بلکه در طی دوره شورش افغان ها و حکومت افشاریه و زندیه بنای پل و بند رو به فراموشی سپرد و آخرین نمونه های پل سازی بر پایه روش های سنتی در عصر قاجاریه تجلی یافت( جانسون، 1965، (120
-5معماری پل
پل از معدود بناهایی است که معماری و سازه آن بسیار به هم وابسته اند. در واقع معماری پل، ترکیبی از سازه هایی است که خود تحت تاثیر شکل بستر رود، استحکام زمین و میزان آب عبوری از زیر آن می باشد( ولی بیگ،1390، .( 175 معماری پل های ایران خصوصیات گوناگون و بی نظیری دارد، به طوری که هر یک از آن ها چه به لحاظ زیبایی و چه از نظر طراحی معماری شایان برسی اند. پل ها علاوه بر عاملی برای اتصال دو سو بودند، از حیث رفاهی، فرهنگی و اقتصادی مورد توجه بودند.
خصوصیات و فضاهای معماری در پل ایرانی:
-1-5پی سازی یاشالوده ریزی: مهمترین مسائلی که در هنگام احداث پل و سد، مهندسان با آن روبرو بوده اند پی کنی یا شالوده ریزی پایه های پل است(ولی بیگ، 1390، .(175 شالوده ریزی بدین صورت بود که تعدادی چاه به تناوب در بستر رودخانه در محل مورد نظر حفر، و گوم گذاری می نمودند و سپس داخل چاه ها را با شفته آهک و ساروج پر می کردند( مخلصی،.(1379 پل ها گاهی دارای بستر سنگی مستحکم می باشند که دیگر نیاز به پی سازی و بستر سازی ندارند مانند پل خواجو، اگر بستر پل ها بستر آبرفتی باشد نیاز به ایجاد پی دارند که این کار توسط شمع زنی انجام می شود.مانند سی و سه پل( پاکنژاد، .( 1390
-2-5بستر سازی: در دومین مرحله پس از پی سازی، استحکام بخشی بستر رودخانه در اطراف پی ها و پایه های پل مطرح می شد . معماران ایرانی در زیر بعضی از پل ها ، کف رودخانه را ، موافق جریان آب، شیب بسیار ملایمی داده و با سنگ ، بستر رودخانه را سنگ فرش می کردند( شکل(1 (عظیمی، 1386، .(3
شکل :1 بستر سازی پل جویی اصفهان
-3-5پایه ها: یکی از مسائل اصلی که از فرم هندسی تاق ها به خصوص قوسهای بیضی شکل ناشی شده و در رفتار مکانیکی آنها تاثیر دارد، نیروی رانشی تاق هاست که می بایستی به کمک تکیه گاه و دیوارهای قطور و ضخیم خنثی شود. خنثی کردن این رانش، که ضامن حفظ تعادل قوسها و عامل مهم جلوگیری از خراب شدن آن نیز به شمار می آمد، با احداث پایه های ضخیم و مصالح محکم و مقاوم امکان پذیر بود( شکل) (21 ولی بیگ، 1390، .( 176
شکل :2 سمت راست پایه های پل مارنان، سمت چپ پایه های پل جویی اصفهان
-4-5موج شکن یا آب بر: در اکثر پایه های پل ها اگر هم جهت آب پیش آمدگی ساخته می شد که اصطلاحاً به آن موج شکن و یا آب بر می گویند، ( شکل (3، و اگر در خلاف جهت آب ساخته می شد پشت بند یا پیل تن نام داشت( شکل.(10 احداث پشتبند بر روی پایه ها راه حل دیگری جهت رفع رانش حاصل از قوس ها محسوب می
شود و همانند موج شکن ها عملکرد سازه ای دارند، شکل(.(11 شکل:3 موج شکن پل مارنان
اصفهان، به فرم نیم دایره
مزایای وجود این آب برها به این شرح است :
الف: افزایش مقطع طولی پایه پل و سنگین تر نمودن پایه های آن جهت خنثی سازی رانشهای حاصل از تاق های بزرگ. ب: این موج شکن ها علاوه بر نقش استحکاماتی که بر عهده آنهاست فشار ضربات آب را به حداقل رسانده اند.
ج: خاصیت دیگر آب برها جلوگیری از رسوب ماسه هایی است که همواره جریان سیلابی رودخانه با خود می آورد( مخلصی، 1379، .( 95
شکل و فرم موج شکن ها و پشت بندها به سه صورت است: -1 نیم استوانه، -2 نیم دایره، شکل -3 منشوری، شکل -4 مثلثی، (شکل 4 و جدول(1 که افزایش بهره دهی کالبدی را به همراه داشته است(پاکنژاد،.( 1390
شکل :4 سمت راست: موج شکن به شکل مثلث تیز، وسط: به شکل منشور، سمت چپ: به شکل نیم استوانه
جدول:1 انواع فرم های موج شکن
تاق ها مهمترین عناصر انتقال دهنده ی بار در پل ها می باشند . تاق ها بر عوامل مهمی موثر است: -1 دهانه، -2 ستبرای تاق، -3 نوع چفد، که همه این ها ویژگی های شکلی سازه ای هستند که از هندسه تاثیر می گیرند.
-5-5نوع تاق مورد استفاده در پوشش پل ها:
حدود 90 در صد پل ها از پوشش تاق آهنگ استفاده کرده اند، اما گاهی پوشش های ترکیبی نظیر تاق چهار بخش یا تاق کلمبو به کار گرفته شد است، مانند تاق های سی و سه پل( شکل)( 5 پاکنژاد، .( 1390
شکل :5 سمت راست تاق آهنک، بابا محمود، پیربکران، سمت چپ تاق چهار بخش، پل خواجو، اصفهان
-6-5دسته بندی هندسی پل ها بر اساس تعداد دهانه ها:
تعداد دهانه ها تاثیر مستقیم در میزان انتقال آب از زیر این سازه های آبی موثر هستند. نوع فرم دهانه ها، اندازه درگاه دهانه ها، بلندا و عمق دهانه ها عوامل شکلی تاثیر پذیرفته از هندسه هستند که ساختار هندسی پل ها را تشکیل می دهند.
-1 پل های تک دهانه، -2 پل های چند دهانه( جدول.(2
جدول:2 انواع فرم دهانه پل ها
