Tendencje rozwojowe mostownictwa - świat i Polska GEOINŻYNIERIA I TUNELOWANIE [01 z 2005].pdf - Książki - alvin888

mosty

Tendencje rozwojowe mostownictwa

– świat i Polska

Główne tendencje rozwojowe mostownictwa:

• wzrost granicznych rozpiętości przęseł we wszystkich pod-

stawowych układach konstrukcyjnych (z wyjątkiem konstrukcji

kratownicowych),

• wprowadzanie nowych, niekonwencjonalnych materiałów

konstrukcyjnych,

• stosowanie rozmaitych form architektonicznych – nadawa-

nie obiektom wysoce indywidualnych cech,

• dążenie do zwiększenia trwałości konstrukcji,

• rozpatrywanie zagadnień kosztów inwestycji mostowych

w szerokim kontekście społecznym i kulturowym.

a także – zachowując wszelkie proporcje – i w polskim mostow-

nictwie. Dotyczy to niemal wszystkich podstawowych układów

konstrukcyjnych z wyjątkiem mostów kratownicowych. Rekor-

dowe rozpiętości mostów betonowych i stalowych o różnych

konstrukcjach zestawiono w tabeli 1.

Dane zestawione w tab. 1 dotyczą mostów już użytkowanych

lub będących w zaawansowanym stadium budowy. Tabela ta

wymaga ponadto kilku komentarzy:

• Warto zwrócić uwagę, że mosty belkowe z przęsłami du-

żych rozpiętości to w ostatniej dekadzie domena przede wszyst-

kim betonu; beton dzierży tu także rekordy światowe – „beton

pokonał stal” (wprawdzie tylko o metr, ale to też się liczy).

• Polska ze względu na warunki terenowe (brak wysp,

cieśnin, wielkich rzek etc .) nie pretenduje do bicia rekordów

rozpiętości przęseł (chyba, że w wirtualnym póki co moście

Wzrost granicznych rozpiętości przęseł

W ostatnich latach wzrost granicznych rozpiętości przęseł kon-

strukcji mostowych jest szczególnie zauważalny w światowym,

ŚWIAT

POLSKA

Mosty belkowe

Beton

Stal

Beton

Stal

1. Stolma, Norwegia,

301 m, 1998 rok

1.Coste e Silva,

Brazylia,

300 m, 1974 rok

1. Most Zwierzyniecki przez Wisłę

w Krakowie,

132 m, 2001 rok

1. Most przez Wisłę w Knybawie,

142,2 m, 1941/1950 rok

(bud./ odbud.).

2. Raftsunder, Norwegia,

298 m, 1998 rok

2. Neckartal-1, Niemcy,

263 m, 1978 rok

2. Most autotradowy przez Wisłę

k. Torunia,

130 m, 1998 rok

2. Most przez Parnicę

w Szczecinie (nitka północna 1) ),

135,3 m, 1987 rok

3. Sundoy, Norwegia,

298 m, 2000 rok

3. Sava-1, Serbia,

261 m, 1956 rok

3. Most przez Odrę

w Opolu, 100 m, 1999 rok.

3. Most przez Wisłę w Kiezmarku,

130 m, 1973 rok

Mosty łukowe

Beton

Stal

Beton

Stal

1. Wanxian Chiny,

420 m,1998 rok

1. Lupu, Chiny,

550 m, 2003 rok

1. Most Granicznyprzez Odrę w

Świecku, 82,3 m,1997 rok

1. Most przez Wisłęw Puławach,

212 m (przetarg przygotowywany)

2. Krk-1, Chorwacja,

390 m, 1980 rok

2. New River George,

USA, 518 m, 1977 rok

2. Most przez Sołę w

Kobierinicach, 68 m, 1961 rok

2. Most Kotlarski przez Wisłę

w Krakowie,166 m, 2001 rok

3. Jiangjiehe, Chiny,

330 m, 1995 rok

3. Bayonne, USA,

504 m, 1931 rok

3. Most przez Kanał Odry w

Raciborzu, 64 m, 1964 rok

3. Most przez Dziwnę w Wolinie,

165 m, 2003 rok

Mosty podwieszone

Beton

Stal

Beton

Stal

1, Skarnsundet, Norwegia,

530 m, 1991 rok

1. Tatara, Japonia,

890 m, 1999 rok

1. Most Milenijny w ciągu

Obwodnicy Śródmiejskiej we

Wrocławiu, 153 m, 2004 rok

1. Most przez Wisłę w Płocku,

375 m (w budowie)

2. Barrios de Luna, Hiszpania,

440 m, 1983 rok

2. Normandie, Francja,

856 m, 1995 rok

2. Most Siekierkowski przez Wisłę

w Warszawie,

250 m, 2002 rok

3. Most przez Martwą Wisłę

w Gdańsku, 230 m, 2001 rok

Tab. 1. Światowe i krajowe rekordy rozpiętości przęseł mostowych; 1) Nitka południowa ukończona w 1997 roku ma przęsło o rozpiętości 134,7 m

3. Napcha, Chiny,

628 m, 2001 rok

Geoinżynieria i Tunelowanie 01/2005 (04)

3. Skytrain, Kanada,

340 m, 1988 rok

mosty

łączącym Hel z Gdynią). W naszym kraju kre-

sem realnych potrzeb są rozpiętości do naj-

wyżej 500 m i to w kilku tylko przypadkach.

Większość dużych, jak na nasze warunki, mo-

stów to konstrukcje o przęsłach nieprzekra-

czających 300 m. O widocznym wzroście sto-

sowanych rozpiętości świadczą nie tylko już

wybudowane obiekty, ale także czekające już

na realizację lub obecnie projektowane. Jako

przykład można wymienić podany w tablicy

most łukowy w Puławach (całkowita długość

przeprawy – 1036 m, w tym łukowy most

o rozpiętości 212 m) oraz projektowane wa-

rianty mostu przez Wisłę, położonego wzdłuż

południowego obejścia Warszawy – warianty

te to betonowy most belkowy, kratownicowy

most z „jazdą górą” z betonowym pomostem

oraz most łukowy ze stalowych rur wypełnio-

nych betonem i z pomostem zespolonym sta-

lowo-betonowym; każdy z tych wariantów ma

taką samą rozpiętość głównego przęsła równą

225 m.

• Wszystkie dotychczas wybudowane

w Polsce duże mosty podwieszone (Świę-

tokrzyski – 180 m i Siekierkowski – 250 m

w Warszawie oraz przez Martwa Wisłę

w Gdańsku – 230 m), zaliczone w tabeli 1 do

rozwiązań stalowych, mają jednak betonowe

pylony oraz pomost zespolony stalowo-beto-

nowy. Udział betonu jest więc w tych obiek-

tach znaczący. Udział ten znamionuje również

wiele rozwiązań światowych, w tym także

największych mostów, w których część kon-

strukcji przęseł jest często betonowa, a pylony

betonowe lub częściowo stalowe, częściowo

betonowe. Budowany obecnie w Płocku most

podwieszony (główne przęsło 375 m) ma

konstrukcję całkowicie stalową – dwa stalo-

we, pojedyncze pylony (typu „I”) oraz stalo-

we dźwigary z pomostem w postaci stalowej

płyty ortotropowej. Natomiast most Milenijny we Wrocławiu

(oddany do użytku w październiku 2004 roku) jest jedynym

w Polsce do tej pory dużym mostem podwieszonym całko-

wicie betonowym. O ile autorowi tych słów wiadomo, nie są

na razie przewidywane następne tego rodzaju obiekty – stąd

znaki zapytania w tabeli 1.

• Oczywiście bezwzględne rekordy rozpiętości należą do mo-

stów wiszących. W Polsce brak jest jednak dużych obiektów

o takiej konstrukcji. Dlatego w tabeli 1 ich nie uwzględniono.

Rozpatrzono je jednak oddzielnie w aspekcie dokonań świato-

wych, także tych planowanych w nieodległej przyszłości. Od-

dzielnie także potraktowano mosty podwieszone, ponieważ ich

rozwój w ostatnich latach jest szczególnie zauważalny. Rekord

wymienionego w tablicy 1 mostu Tatara (890m) zostanie wkrót-

ce pobity przez most Stonecutters w Hongkongu, którego głów-

ne przęsło będzie mieć rozpiętość 1018 m. Projekt tego mostu

jest pokłosiem międzynarodowego konkursu.

Tendencje rozwojowe dotyczące wzrostu rozpiętości przę-

słowych w mostach o różnych konstrukcjach można najlepiej

prześledzić na podstawie zestawień dziesięciu rekordowych

obiektów, obejmujących lata ich powstawania – te daty właśnie

wskazują na dynamikę rozwojową (tablice 2 – 5).

Na podstawie danych zestawionych w tablicach 2 – 5 sformu-

łować można następujące uwagi:

Beton Stal

1. Stolmasundet, Norwegia 301 m 1998 1. Coste e Silva, Brazylia 300 m 1974

2. Raftsundet, Norwegia 298 m 1998 2. Neckartalbrücke-1, Niemcy 263 m 1978

3. Sundoy, Norwegia 298 m 2000 3. Sava-1, Serbia 261 m 1956

4. Humen, Chiny 270 m 1998 4. Ponte de Vitoria-3, Brazylia 260 m 1989

5. Varodd, Norwegia 260 m 1994 5. Zoobrücke, Niemcy 259 m 1966

6. Gateway, Australia 260 m 1986 6. Sava-2, Serbia 250 m 1970

7. Talübergang, Austria 250 m 1989 7. Kaita, Japonia 250 m 1991

8. Ponte de S João, Portugalia 250 m 1991 8. Namihaya, Japonia 250 m 1994

9. Skye, Wielka Brytania 250 m 1995 9. Aucland, Nowa Zelandia 244 m 1969

10. Konfederacji, Kanada 43x250 m 1997 10. Trans-Tokyo Bay ,Japonia 240 m 1997

Tab. 2. Rekordowe rozpiętości przęsłowe mostów belkowych

Beton

Stal

1. Wanxian, Chiny

420 m

1997 1. Lupu, Chiny

550 m 2003

2. Krk-1, Chorwacja

390 m

1980 2. New River George, USA

518 m 1977

3. Jianjiehe, Chiny

330 m

1995 3. Bayonne, USA

504 m 1931

4. Yongning, Chiny

312 m

1996 4. Sydney Harbour, Australia

503 m 1932

5. Gkadesville, Australia

305 m

1964 5. Fremont, USA

383 m 1973

6. Ponte de Amizade, Brazylia 290 m

1964 6. Zdakov, Czechy

380 m 1967

7. Bloukrans, Płd. Afryka

272 m

1983 7. Port Mann, Kanada

366 m 1964

8. P. da Arrabida, Portugalia

270 m

1963 8. Yajisha, Chiny

360 m 2000

9. Sandö, Szwecja

264 m

1943 9. Tatcher Ferry, Panama

344 m 1962

10. Chateaubriand, Francja

261 m

1991 10. Laviolette, Kanada

335 m 1967

Tab. 3. Rekordowe rozpiętości przęsłowe mostów łukowych

Mosty wiszące Mosty podwieszone

1. Akashi Kaikyo, Japonia 1991 m 1998 1, Tatara, Japonia 890 m 1999

2. Wielki Bełt, Dania 1624 m 1998 2. Normandie, Francja 856 m 1995

3. Runyang Pł., Chiny 1490 m 2005 3. Nancha, Chiny 628 m 2001

4. Humber, Wielka Brytania 1410 m 1981 4. Baishazhou, Chiny 605 m 2000

5. Jiangyin, Chiny 1385 m 1999 5. Qingzhou, Chiny 605 m 2003

6. Tsing Ma, Honghkong 1377 m 1997 6. Yngpu, Chiny 1) 602 m 1993

7. Vrazzano Narrows, USA 1298 m 1964 7. Xupu, Chiny 590 m 1997

8. Golden Gate, USA 1280 m 1937 8. Meiko Cental, Japonia 590 m 1998

9. Höga Kusten, Szwecja 1210 m 1997 9. Rion-Antirion, Grecja 560 m 2004

10. Mackinac, USA 1158 m 1957 10. Skarnsundet, Norwegia 2) 530 m 1991

Tab. 4. Rekordowe rozpiętości przęsłowe mostów wiszących i podwieszonych; 1) Pomost zespolony stalo-

wo-betonowy; 2) Most betonowy

Stal

1. Most przez rzekę św. Wawrzyńca, Kanada 549 m 1917

2. Firth of Forth, Wielka Brytania 518 m 1890

3. Minato, Japonia 510 m 1974

4. Commodore Barry, USA 501 m 1974

5. Greater New Orleans-1, USA 480 m 1958

6. Greater new Orleans-2, USA 480 m 1988

7. Howrah, Indie 457 m 1943

8. Veterans Memorial, USA 445 m 1995

9. Transbay, USA 427 m 1936

10. Ikitsuki, Japonia 400 m 1991

Tab. 5. Rekordowe rozpiętości przęseł stalowych mostów kratownicowych

• Do najbardziej spektakularnych należy rozwój najczę-

ściej budowanych mostów belkowych. Rozwój ten – mierzony

osiąganymi rozpiętościami przęseł – dotyczy przede wszyst-

kim mostów betonowych. Średnia 10 największych rozpięto-

ści przęseł betonowych mostów belkowych, wybudowanych

w przedziale lat 1986–2000 (tab. 2) to 268,7 m, natomiast

analogiczna średnia dotycząca mostów stalowych, wybudo-

wanych w latach 1956–1994 (tab. 2) to 257,7 m. Zarówno lata

budowy, jak i osiągane rozpiętości wyraźnie wskazują, że bel-

kowe mosty stalowe, nadal przecież powszechnie budowane,

56 Geoinżynieria i Tunelowanie 01/2005 (04)

mosty

mosty

osiągnęły pewien kres możliwości ze względu na technicznie

i ekonomicznie uzasadnione maksymalne rozpiętości przę-

seł (rekord nie został pobity od 1974 roku!) – inne układy

konstrukcyjne, zwłaszcza ustroje podwieszone, dają pod tym

względem znacznie większe możliwości. Natomiast sprawa

dalszego zwiększania rozpiętości betonowych mostów belko-

wych jest nadal otwarta, a to za sprawą przede wszystkim

wprowadzania betonów nowej generacji, zwłaszcza wysoko-

wartościowych betonów lekkich, a także betonów z proszków

reaktywnych, które wykazują szczególnie duże wytrzymało-

ści.

• Rozwój mostów łukowych pod względem osiąganych

rozpiętości był stosunkowo wolny. W pierwszej dziesiątce są

nadal mosty wybudowane w latach 30-tych (stalowe) lub 40-

-tych (betonowe) XX w. Nieco tylko szybciej rozwój ten był

zauważalny w mostach betonowych. Dopiero lata 90-te przy-

niosły wzrost budowania dużych betonowych mostów łuko-

wych, a to głównie za sprawą Chin (tab. 3). Pobicie rekordu

mostu w Chorawcji wymagało jednak 17 letniego oczekiwa-

nia, ale przyrost rekordu był imponujący – aż 40 m! Pewien

zastój panował natomiast w łukowych mostach stalowych

– tu trzeba było czekać aż 26 lat na pobicie rekordu mostu

amerykańskiego, ale za to przyrost tego rekordu znów był

niemały – 32 m.

W Polsce, w ostatnich latach, zaprojektowano i wykonano

stosunkowo duże łukowe mosty stalowe (tab. 1). Natomiast

rozwój betonowych mostów łukowych w Polsce (przynajm-

niej tych z „jazdą górą”) dotyczyć może przede wszystkim gó-

rzystych terenów południa kraju. Ostatnie realizacje dużych,

jak na polskie warunki, betonowych mostów łukowych to

lata sześćdziesiąte (por. tab. 1). Bardzo duży most w Świecku

ukończony w 1997 roku, mający długość niemal 560 m i naj-

większe łuki rozpiętości 82,30 m, to praktycznie replika już

istniejącego.

• Mosty podwieszone przeżywają obecnie dalszą fazę rozwo-

ju. Ogólnie rzecz ujmując, przęsła o rozpiętościach w szerokim

przedziale od 200 m do 800 m są ich udziałem, choć oczywiście

budowane są także obiekty o przęsłach mniejszych (dotyczy to

zwłaszcza kładek dla pieszych), a wyjątkowo i większych (tab. 4).

Rekord mostu Tatara (890 m) nie potrwa już długo – w 2007 roku

zostanie oddany do użytku wspomniany już most Stonecutters

w Hongkongu (fot. 2). Pokona on dotychczasowego rekordzi-

stę aż o 128 m. Na rok 2007 przewidywane jest też ukończenie

mostu Sutong nad rzeką Jangcy w Chinach – jego główne przę-

sło będzie mieć 1088 m. Pod względem materiałowym mosty

podwieszone o przęsłach zwykle do 400 m są budowane albo

jako stalowe, albo jako betonowe, o przęsłach dłuższych – jako

stalowe. Udział betonu jest jednak i w tych dużych mostach zna-

czący. W wymienianym już moście Stonecutters dolne części py-

lonów są betonowe i betonowe są też przylegające do pylonów

fragmenty głównego przęsła. Ponadto przęsła w wielu obiek-

tach mają konstrukcję zespoloną stalowo-betonową – najwięk-

szy z nich to most Yangpu w Szanghaju z przęsłem rozpiętości

602 m. Można prognozować, że przy zastosowaniu najwyższej

jakości, ale materiałów tradycyjnych (tj. głównie stali), rozpię-

tości przęseł mostów podwieszonych znacznie przekraczające

1000 m nie będą budowane – te wielkie rozpiętości są i będą

realizowane jako konstrukcje wiszące. Natomiast wprowadzenie

materiałów niekonwencjonalnych, przede wszystkim polimerów

z włóknami, otworzy całkiem nowe możliwości, czego najdobit-

niejszym przykładem może być projekt polimerowego właśnie

mostu podwieszonego nad Cieśniną Gibraltarską (rys. 1). Mosty

podwieszone są i będą zapewne budowane także i w Polsce.

Mamy już pewne doświadczenia w ich wznoszeniu i ze stali,

Fot. 1. Most Ikeda Hesokko, Japonia, łuki 200 m, 2000 r.

Rys. 1. Most z kompozytów polimerowych przez Cieśninę Gibraltarską,

projekt

Fot. 2. Most Stonecutters w Hongkongu – widok boczny konstrukcji i jej

wizualizacja

i z betonu. Technikę ich wykonywania potrafimy udoskonalać

o nowe rozwiązania, czego przykładem może być budowa mo-

stu Siekierkowskiego, podczas której zastosowano nasuwanie

dźwigarów stalowych wraz z betonową płytą pomostu.

• Mosty wiszące dzierżą bezwzględne rekordy rozpiętości.

Wynika to po prostu z natury tych konstrukcji. Ich budowa

wymaga jednak, aby zaistniały potrzeby pokonania wielkich

przeszkód. Ostatnie lata przyniosły dwie największe w skali

świata inwestycje – przeprawę przez Wielki Bełt z mostem

wiszącym mającym główne przęsło rozpiętości 1624 m oraz

most Akashi Kaikyo w Japonii z przęsłem rozpiętości 1990,8 m

(pierwotnie planowana rozpiętość 1990 m uległa zwiększeniu

o 0,8 m wskutek trzęsienia ziemi) – oba te obiekty ukończono

w 1998 roku (tab. 4). O postępie w projektowaniu i budowie

tego rodzaju mostów najlepiej świadczy fakt, że na japoński

rekord trzeba było czekać wprawdzie 17 lat, ale rekord bry-

tyjskiego mostu Humber z 1981 roku został pobity aż o bli-

sko 581 m! A pamiętać trzeba, że kraj, w którym most Akashi

Kaikyo wybudowano, to obszar silnie sejsmiczny, nawiedza-

ny ponadto przez tajfuny i katastrofalne deszcze. Być może

już niedługo japoński rekord zostanie pobity, i to o ponad

1300 m. Gotowy jest projekt mostu wiszącego przez Cieśninę

Messyńską z przęsłem rozpiętości 3300 m. Zaawansowane są

też studia nad przeprawą przez Cieśninę Gibraltarską – prze-

widziano tam stalowe mosty wiszące lub wisząco-podwieszo-

ne o rozpiętości przęseł 5000 m.

Przy okazji warto przypomnieć, że istnieje kilka wiszących mo-

stów betonowych. Ich propagatorem był w latach 50-tych XX w.

Geoinżynieria i Tunelowanie 01/2005 (04)

mosty

Daniel Vandepitte w Belgii. Na przykład na drodze z Gandawy

do Brukseli jest do dziś użytkowany most o wcale nie tak małych

rozpiętościach przęseł: 40 m + 100 m + 40 m. Betonowe mosty

wiszące to jednak obecnie ciekawostka historyczna. W Polsce,

poza kładkami dla pieszych, mostów wiszących o większej skali

nie budowano i chyba – z uwagi na stosunkowo małe przeszko-

dy terenowe – nie będzie uzasadnionej technicznie i ekonomicz-

nie potrzeby ich wykonywania.

• Stalowe mosty kratownicowe o rekordowych rozpiętościach

przęseł to – można chyba zaryzykować to stwierdzenie – spra-

wa przebrzmiała. Zwrócono już na to uwagę, komentując dane

zestawione w tabeli 1. Ale czy w życiu, a także w działalności

technicznej można coś przewidywać bezbłędnie?

• Uogólniając powyższe spostrzeżenia, trzeba zauważyć, że

- pominąwszy stalowe mosty belkowe i kratownicowe – rekor-

dowe osiągnięcia we wszystkich pozostałych rodzajach kon-

strukcji mostowych to sprawa ostatniego sześciolecia. Wzrost

osiąganych rozpiętości przęsłowych jest więc tendencją naj-

nowszą. Pod tym względem przodują obecnie Japonia (mosty

wiszące i podwieszone), Chiny (mosty łukowe) i Norwegia (be-

tonowe mosty belkowe). Z danych zestawionych w tabelach

2 – 4 wynika wzrastająca w ostatnich kilku latach rola Chin.

Mało znany jest fakt, że w Chinach właśnie już w roku 1991

było aż około 30 % ogólnej światowej liczby dużych betono-

wych mostów podwieszonych o przęsłach od 54 do 260 m.

Obecnie udział ten jest zapewne jeszcze większy. Być może za

sprawą przepraw przez Cieśniny Messyńską i Gibraltarską bez-

względne rekordy rozpiętości przęsłowych wrócą do Europy.

Warto też spostrzec, ze rekordowe niegdyś mosty amerykańskie

zostały zepchnięte na dalsze pozycje, z wyjątkiem stalowych

mostów łukowych i kratownicowych, ale wybudowanych już

wiele lat temu. To bardzo interesujące i wskazujące, że wzrost

potęgi gospodarczej krajów azjatyckich ma swe odzwierciedle-

nie także w mostownictwie.

• Budowanie mostów o rekordowych przęsłach przyno-

si oczywiście splendor krajom, w których inwestycje takie są

realizowane, musi mieć jednak swe uzasadnienie techniczne

i ekonomiczne. Akurat w mostownictwie nie jest to „sztuka dla

sztuki”, jak w przypadku wykonywania budynków wysokich, w

odniesieniu do których zaobserwować można swoisty wyścig

o źle chyba pojęty prestiż.

• Zdawać sobie trzeba sprawę, że rekordowe rozpiętości to

ważny, ale przecież nie jedyny wyznacznik poziomu mostow-

nictwa. Można wskazać liczne przykłady obiektów mniejszych,

których wybudowanie było nie mniejszym (lub nawet więk-

szym!) osiągnięciem technicznym niż wykonanie obiektu o re-

kordowym przęśle. Jako przykład podać można dwupoziomo-

wy most wiszący nad terenami portowymi w Tokio (1992 rok),

o głównym przęśle rozpiętości tylko (!) 570 m, ale z uwagi na

bardzo słabe grunty posadowionym na największych do tej pory

kesonach, mających wymiary w planie 70 m x 45 m i wysokość

39 m. Niemniej jednak rekordowe rozpiętości stanowią niewąt-

pliwie rodzaj wizytówki możliwości technicznych mostownictwa

i dlatego w odczuciu społecznym to właśnie stanowi najbardziej

ważki element postrzegania tej dziedziny budownictwa.

• wysokowartościowe betony lekkie, tj. z kruszywem sztucznym,

• betony samozagęszczone,

• fibrobetony,

• polimery z włóknami, głównie węglowymi, syntetycznymi

lub szklanymi,

• stale wysokowartościowe,

• udoskonalone stopy aluminium.

Ponadto stosowane są różne kombinacje wymienionych ma-

teriałów, na przykład betony samozagęszczone z rozproszonym

zbrojeniem w postaci włókien lub elementy „sandwiczowe”,

w których między warstwami stali występuje warstwa tworzywa

sztucznego. Nowe materiały stosowane są zarówno do budo-

wania nowych mostów, jak i remontów oraz modernizacji ist-

niejących obiektów. Najogólniej rzecz ujmując, wprowadzanie

do mostownictwa betonów wysokowartościowych, o normal-

nej gęstości oraz lekkich, mimo ich wyższej ceny jednostkowej

w porównaniu z betonami konwencjonalnymi, prowadzi do na-

stępujących korzyści:

• znacznego podwyższenia trwałości konstrukcji,

• zmniejszenia ogólnej kubatury betonu,

• zwiększenia rozpiętości przęsłowych (zwłaszcza w przypad-

ku wysokowartościowych betonów lekkich),

• przyspieszenia cykli wykonawczych (wysoka tzw. wczesna

wytrzymałość betonu),

• zwiększenia efektywności sprężania, zwłaszcza elementów

prefabrykowanych,

• zwiększenia rozpiętości przęseł lub zmniejszenia liczby be-

lek głównych konstrukcji prefabrykowanych.

Dotychczasowe doświadczenia wskazują, że w odniesieniu do

konstrukcji monolitycznych analogiczne porównanie prowadzi

do następujących stwierdzeń dotyczących zużycia stali:

Fot. 3. Kładka Sunyudo w Seulu, łuk z „Ductalu” o rozpiętości 130 m, 2002 r.

Nowe materiały konstrukcyjne

Stosowanie nowych, niekonwencjonalnych materiałów kon-

strukcyjnych stanowi obecnie najważniejszy czynnik wpływający

na drogi rozwojowe mostownictwa. Nowymi tworzywami kon-

strukcyjnymi, wprowadzanymi do mostownictwa w relatywnie

największym zakresie, są następujące materiały:

• betony wysokowartościowe o normalnej gęstości, tj. z kru-

szywem naturalnym,

Fot. 4. Most Zamkowy w Rzeszowie z łukami z betonu samozagęszczonego,

2002 r.

58 Geoinżynieria i Tunelowanie 01/2005 (04)

mosty

mosty

• zużycie stali sprężającej jest zwykle większe,

• ogólna masa stali zbrojeniowej jest mniejsza, natomiast jej

zużycie na jednostkę objętości betonu – większe.

Możliwości, które dają mostownictwu kompozyty polimero-

we z włóknami zilustrowano przykładem podwieszonego mo-

stu przez Cieśninę Gibraltarską (rys. 1). Te nieprawdopodobne

rozpiętości (3100 m + 8400 m + 4700 m) pozwalają na prze-

kroczenie tej cieśniny w jej najwęższym miejscu, bez potrzeby

fundamentowania podpór w wyjątkowo głębokich obszarach.

Tradycyjne materiały nie pozwalają na to. Projekt mostu jest re-

alny, co nie znaczy, że będzie realizowany w pokazanej tu for-

mie. Ale wiele wskazuje na to, że wybudowany wcześniej czy

później będzie. Porównując wprowadzanie nowych materiałów

konstrukcyjnych do mostownictwa w kraju i na świecie, można

sformułować następujące uwagi.

• Silnie już występująca w świecie tendencja do stosowa-

nia niekonwencjonalnych materiałów konstrukcyjnych ma swe

odzwierciedlenie także w polskim mostownictwie. Dotyczy

to zwłaszcza stosowania nowych odmian betonu. Z betonu

o klasach nie niższych od B60, a więc zaliczanych już do be-

tonów wysokiej wytrzymałości, wybudowano już kilka dużych

obiektów, ostatnio Estakady Gądowskie we Wrocławiu, do

wykonania których zużyto aż 16 140 m 3 tego rodzaju betonu.

Znaczne, nawet na skalę światową, zastosowanie konstruk-

cyjne betonu samozagęszczonego (około 900 m 3 ), to wymie-

niane już łuki mostu Zamkowego w Rzeszowie (fot. 4). Stale

obserwowany jest także wzrost użycia wysokowartościowych

betonów lekkich, ale przede wszystkim w remontowanych lub

modernizowanych obiektach mostowych (głównie wymiana

płyt pomostu).

• W krajowych laboratoriach przeprowadzano już badania

betonów klasy B100 i nawet wyższych z myślą o ich zastoso-

waniach mostowych, jednak obiektów z użyciem tych betonów

jeszcze nie zrealizowano. To samo dotyczy tzw. betonów super-

wytrzymałych, na przykład betonów z proszków reaktywnych

zbrojonych włóknami. Z tego rodzaju materiałów wykonywane

są na świecie pojedyncze jeszcze konstrukcje mostowe, mające

cechy obiektów eksperymentalnych (np. kładki w Sherbrooke

w Kanadzie lub w Seulu). Transfer zaawansowanych techno-

logii jest jednak obecnie bardzo szybki. Być może już niedługo

i w Polsce zostaną wzniesione obiekty z tych najnowszych od-

mian betonu.

• Stosowanie włókien metalicznych lub syntetycznych do

betonów, zwłaszcza tych najnowszych generacji, jest tendencją

wyraźną. Jednakże zakres stosowania włókien jako zbrojenia

rozproszonego w betonach niższych klas nie zwiększa się w bu-

downictwie mostowym tak dynamicznie, jak na to materiał ten

zasługuje i jak można się było tego spodziewać. Materiał ten jest

natomiast stosowany na dość dużą skalę do napraw konstrukcji

mostowych, przeważnie w postaci torkretu.

• Mosty z polimerów zbrojonych włóknami są na świecie

wykonywane coraz liczniej, choć nadal w skali nieporównanie

mniejszej niż z innych materiałów. W Polsce wykonano do tej

pory tylko jedną kładkę z tego rodzaju tworzywa.

• Oddzielne miejsce w zakresie kompozytów polimerowych

zajmują kable stosowane do sprężania lub jako elementy sys-

temu podwieszenia. Tu pierwsze światowe doświadczenia są

szczególnie obiecujące. Opracowano nawet specjalny system za-

kotwień tych kabli, bardzo wyrafinowany pod względem mate-

riałowym. Znacznie mniejsza „czułość” zwiększania ciężaru tych

kabli wraz z rozpiętością przęseł od „czułości” kabli stalowych

oraz ich odporność na wszelkiego rodzaju korozję pozwalają

sądzić, że zakres ich zastosowań będzie wzrastać stosunkowo

najszybciej.

Fot. 5. Kładka Trinity Bridge w Salford, Anglia, 1995 r.

Fot. 6. Most nad Loarą w Orleanie, 2000 r.

Fot. 7. Most w Gateshead, Anglia, 2001r.

Fot. 8. Kładka milenijna w Londynie, 2000 r.

• O ile piszącemu te słowa wiadomo, tendencja dotycząca

stosowania bardzo wysokowartościowych stali (w tym także

stali trudnordzewiejących) i wyrobów stalowych o nietrady-

cyjnym ukształtowaniu (np. blachownic o falistym kształcie

środników, elementów warstwowych stalowo-syntetycznych)

nie jest w naszym kraju wyraźna. Tendencja ta jednak i w skali

światowej nie jest tak spektakularna, jak odnośnie do nowych

Geoinżynieria i Tunelowanie 01/2005 (04)

Tendencje rozwojowe mostownictwa - świat i Polska GEOINŻYNIERIA I TUNELOWANIE [01 z 2005].pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: