Nasuwanie podłużne

Most Vasco da Gama - fot. Jsome1

W związku z wycieczką do Gliwic na budowę estakady metodą nasuwania podłużnego stwierdziłem, że dobrym pomysłem byłoby przybliżenie tego sposobu wykonywania konstrukcji. Najlepiej zacząć zawsze od początku, dlatego na wstępie trochę historii, żeby później przejść już do meritum sprawy.

Metoda nasuwania podłużnego wymyślona przez Fritza Leonhardta polega na wykonywaniu konstrukcji mostu segmentami. Ich produkcja odbywa się na specjalnie przygotowanym stanowisku, które najczęściej znajduje się przed przyczółkiem mostu. Po zakończeniu produkcji danego odcinka pomostu, zostaje on przesunięty do przodu za pomocą specjalnych pras, aby zrobić miejsce do wykonania kolejnego elementu.

Sposób ten wykorzystywany jest przede wszystkim wtedy, gdy:

• obiekt charakteryzuje się stałym przekrojem poprzecznym oraz cała konstrukcja poprowadzona jest po prostej (możliwe są jednak realizacje, gdy obiekt leży w łuku o stałym promieniu lub ma zmienną wysokość konstrukcyjną)
•  jest to obiekt co najmniej trójprzęsłowy o długości 150 m
• nie ma możliwości zastosowania innej metody (np. trudne warunki gruntowe uniemożliwiają zastosowanie rusztowań).

Na sam początek proponuje zobaczyć poniższą animację, która świetnie pokazuje na czym polega opisywana tutaj metoda budowania mostów.

Jej największa zaleta to połączenie prefabrykacji (wykonywanie segmentów na jednym stanowisku powtarzając dany schemat pracy) i betonowania na placu budowy. Ponadto umożliwia wykonanie ustroju bez użycia jakichkolwiek rusztowań, które utrudniałyby wykorzystanie przestrzeni pod mostem. Zastosowanie stałego stanowiska prefabrykacji zapewnia również niezależność od warunków pogodowych i betonowanie można wykonywać nawet przy ujemnych temperaturach. Metoda ta nie jest jednak wolna od wad, do których można zaliczyć występowanie różnorodnych, pośrednich stanów obciążenia, które wywołują zarówno ściskania, jak i rozciągania w elemencie, co skutkuje koniecznością stosowania większej wysokości dźwigara oraz większego zużycia stali sprężającej (nawet do 60 %) i betonu (do 10 %).

Każdy segment (w przypadku przekrojów skrzynkowych) wykonywany jest w dwóch fazach. Wyróżniamy dwie metody jakimi możemy tego dokonać:

1. w pierwszym kroku betonujemy płytę dolną, a następnie resztę przekroju
2. w pierwszym kroku betonujemy płytę dolną i środniki, a następnie płytę górną.

Metody betonowania skrzynki

Zazwyczaj cały przekrój jest sprężany centralnie, aby zniwelować wpływ pośrednich stanów montażowych, a tym samym rozciągań od zmiennych momentów zginających. Sprężenie wykonywane jest w dwóch etapach:

1. w pierwszej kolejności musimy zapewnić przeniesienie wszystkich sił występujących przy przesuwaniu. W celu ograniczenia rozciągań stosujemy sprężenie centralne, na które składają się kable biegnące w górnej i dolnej części skrzynki, a w przypadku przekrojów belkowych w osi ciężkości

2. w drugim etapie stosujemy sprężenie, które jest zależne od wykresu momentów w fazie eksploatacji i najczęściej ma krzywoliniową trasę.

Dodatkowo, niezależnie od sprężania podłużnego wykonuje się sprężenie poprzeczne płyty.

Samo nasuwanie wykonujemy za pomocą specjalnych pras, których wielkość zależna jest od maksymalnej siły poziomej, koniecznej do przesunięcia ustroju. W czasie ruchu konstrukcji dodatkowo używane są specjalne tymczasowe łożyska ślizgowe, które umożliwiają ustawienie obiektu w odpowiednim położeniu oraz prowadnice i „hamulce”, które blokują położenie końca struktury po umieszczeniu jej w odpowiednim miejscu.

Nieodzownym elementem metody nasuwania podłużnego jest zastosowanie awanbeku, czyli specjalnego dźwigara, który umożliwia przedłużenie konstrukcji. Stosowany jest, aby zmniejszyć moment wspornikowy, który powstaje przy przesuwaniu konstrukcji, a jego długość zazwyczaj wynosi 60 % długości przęsła. Ze względu na odkształcenia od ciężaru własnego musi on być stale podniesiony do góry, aby umożliwić jego nasunięcie na łożyska ślizgowe. Oprócz tego rozwiązania możemy jeszcze zastosować: tymczasowe podpory pośrednie lub podwieszenie.

Wpływ awanbeku na redukcję momentów zginających

Metoda ta zapewnia nam szybsze wykonywanie konstrukcji oraz brak ingerencji w przestrzeń pod mostem. Dodatkowo zmniejszamy trudności z transportem, ponieważ wszystkie potrzebne materiały transportujemy jedynie na stanowiska wytwórcze. Najsłynniejszym jej zastosowaniem było wybudowanie wiaduktu w Millau.

Wiadukt w Millau - fot. Art Rock (Hennie)

Źródła:

1. Głomb J.: technologia budowy mostów betonowych, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 1982
2. Biliszczuk J.: Mosty podwieszone. Projektowanie i realizacja, Arkady, Warszawa 2005

Dawid Kisała

Posted in: artykuł, awanbek, nasuwanie podłużne