Sprawozdanie z wyjazdu na badania dynamiczne kładki w Brzegach

Co nieco o wycieczce
W środę 9.12.2015 r. grupa około 20 przedstawicieli naszego koła miała okazję wziąć udział w badaniach dynamicznych kładki dla pieszych. Jest to obiekt  zlokalizowany w miejscowości Brzegi k. Krakowa
w ciągu drogi Kraków-Niepołomice.

fot. Łukasz Koszteyn

W drogę...
Pieczę nad całą wyprawą sprawowali przedstawiciele kadry uczelnianej: opiekun naszego koła -
dr inż. Marek Pańtak oraz dr inż. Bogusław Jarek. Na badania wyruszyliśmy z samiusieńkiego rana... czyli około godziny 9. busem Politechniki Krakowskiej :)

fot. Adam Wojciechowski

Obiekt badań

Kładka jest niedawno oddanym do użytku obiektem. Konstrukcja stalowa mostu jest złożona z dwóch łukowych dźwigarów o przekroju skrzynkowym. Dźwigary zostały wzmocnione wewnątrz blachami oraz usztywnione poprzecznicami i stężeniami. Kładka jest oparta na żelbetowych przyczółkach. Rozpiętość obiektu wynosi około 40 m. Przeszkodę stanowi niepozorna rzeka Seraf. Jako nawierzchnię obiektu zastosowano perforowaną blachę. Zmianę w odniesieniu do pierwotnej koncepcji kładki stanowią balustrady montowane na dźwigarach.

fot. Adam Wojciechowski

Przygotowania obiektu do badań

Podczas badań mierzono przyspieszenie kładki za pomocą trzech akcelerometrów rozmieszczonych w połowie oraz 1/3 i 2/3 rozpiętości. Wyniki można było na bieżąco kontrolować na ekranie komputera. Przed przystąpieniem do badań każdy uczestnik został zważony. Maksymalne wartości, które udało nam się uzyskać wynosiły ok. 6m/s2.

Jeden z akcelerometrów; fot. Łukasz Koszteyn

Podczas badań towarzyszył nam projektant kładki. Mieliśmy możliwość zadania nurtujących nas pytań na temat obiektu i pracy konstruktora.

fot. Adam Wojciechowski

fot. Adam Wojciechowski

Badania dynamiczne

Celem naszych badań było sprawdzenie podatności kładki na oddziaływania dynamiczne. Początkowo istniało ryzyko, że konstrukcja może nie wytrzymać naszych podskoków i może zsunąć się z łożysk! Jak się później okazało, obawy były zupełnie niepotrzebnie. Częstotliwość drgań własnych konstrukcji została zmierzona podczas wcześniejszych pomiarów. Scenariusz badań dynamicznych obejmował ok. 90 przypadków obciążenia kładki, min. takich jak: przejście przez kładkę swobodnym krokiem, przemarsz z odpowiednią częstotliwością, bieg, bieg z odpowiednią częstotliwością, podskoki
w częstotliwości zbliżonej do częstotliwości właściwej obiektu. Przebieżki po kładce pomagały w walce z chłodem, a dodatkowo można było trochę poćwiczyć na świeżym i wolnym od smogu powietrzu. Największe wartości przemieszczeń udało nam się zanotować w przypadku wzbudzania kładki podskokami w odpowiedniej częstotliwości przez części grupy. Często drgania kładki były widoczne gołym okiem i czasami znacząco ograniczały komfort użytkowników kładki.

Otrzymane wyniki zostaną opracowane i porównane z dopuszczalnymi wartościami drgań kładek dla pieszych. Rezultaty badań i wnioski zostaną zaprezentowane na jednym z kolejnych spotkań naszego koła. Analiza może zostać wykorzystana dla celów pracy naukowej.

fot. Łukasz Koszteyn, Adam Wojciechowski

Nowe doświadczenia!

Wycieczka pozwoliła nam zdobyć nowe doświadczenia i zaobserwować efekty, o których uczymy się na mechanice budowli w praktyce. Chcielibyśmy bardzo podziękować opiekunom za poświęcony czas oraz sporą dawkę przekazanej nam wiedzy. Mamy nadzieję, że przysłużyliśmy się dla dobra nauki. Z pewnością nie będzie to ostatnia taka eskapada, dlatego zapraszamy do śledzenia naszej strony internetowej i funpage'a na facebook'u!

fot. Karolina Ogonowska

Izabella Kowalska

Czytaj więcej »

Szkolenie ZMRP

Kolejny już raz dysponujemy dziesięcioma miejscami na szkolenie ZMRP!

Chętnych prosimy o wysłanie zgłoszenia z imieniem, nazwiskiem, rokiem studiów oraz telefonem kontaktowym na maila knkmpk@gmail.com. 

O udziale będzie decydowała aktywność w Kole (zapraszamy szczególnie osoby, które pomagały przy Festiwalu Nauki), jednak przewidujemy kilka miejsc dla nowych członków KNKMPK. 

Szczegóły:

"Związek Mostowców Rzeczpospolitej Polskiej – Oddział Małopolski,

 oraz Małopolska Okręgowa Izba Inżynierów Budownictwa 

serdecznie zapraszają do wzięcia udziału w 2 seminarium szkoleniowym pt.:

„Nowatorskie systemy konstrukcji składanych – kładki dla pieszych, podpory, rusztowania”.

Szkolenie odbędzie się w dniu 26.06. 2014 r. (czwartek) w godz. 10.00 – 14.00.

Ze względu na ograniczoną liczbę miejsc prosimy wszystkich chętnych do wzięcia udziału w szkoleniu o wcześniejsze potwierdzenie swej obecności."

Ze swojej strony również serdecznie zapraszamy. Co ważne szkolenie uwieńczone jest smacznym obiadem oraz certyfikatem uczestnictwa.

Katarzyna Duda

Czytaj więcej »

Forthside Bridge

Stirling – położone w centralnej Szkocji nad rzeką Forth miasto, będące administracyjną stolicą hrabstwa Stirling. To właśnie tu w maju 2009 roku oddano do użytku nietypową kładkę dla pieszych, która na pierwszy rzut oka zdaje się przeczyć zasadom inżynierii. Obiekt, sprawiający wrażenie chaotycznego, powstał dzięki zastosowaniu zasady tensegrity. Najprościej mówiąc tensegrity to taka konstrukcja, w której elementy ściskane i rozciągane wzajemnie się stabilizują. Za projekt odpowiedzialne jest biuro Wilkinson Eyre Archite and Gifford for Nuttal, natomiast konstruktorzy to Peter Curran i Steve Thompson. Konstrukcja ma 113,4 m długości, przy czym rozpiętość głównego przęsła to 88,2.

www.flickr.com

Kładka Stirling Forthiside Bridge, która połączyła centrum miasta z nową, powstałą na obrzeżach rzeki Forth dzielnicą, miała nie tylko ułatwić pieszym komunikację, ale również stanowić symbol równości obu dzielnic. Najbardziej charakterystyczny element konstrukcji to dwie kratownice typu Fink truss. Ich nazwa pochodzi od nazwiska ich wynalazcy – niemieckiego inżyniera i architekta Alberta Finka. W kładce Forthside Bridge kratownice nie dość, że nie są tradycyjnie symetrycznie, to stopniowo zmieniają się na długości. Ponadto odwrócono je w taki sposób, by mogły być elementem podwieszającym pomost. Wszystko to czyni je konstrukcją unikalną na skalę światową.

http://www.flickr.com/photos/swalophoto/5670285224/sizes/o/in/photolist-9D4Gfm/

Każda z kratownic składa się z 8 stalowych masztów oraz krzyżujących się cięgien. Dwa skrajne maszty to utwierdzone w fundamencie pylony, natomiast sześć pozostałych – słupki połączone z pomostem. Maszty różnią się wysokością, średnicą i nachyleniem. Przykładowo wysokość najwyższego masztu wynosi 30 m, natomiast najniższego 13 m, a różnica pochylenia pomiędzy sąsiednimi masztami to 5 stopni. Ogromnym wyzwaniem był wybór odpowiedniej technologii budowy. Ze względu na lekkość i asymetryczność obiektu, zrezygnowano z początkowo branej pod uwagę metody wspornikowej. Ostatecznie zdecydowano o wzniesieniu kładki przy użyciu czterech tradycyjnych tymczasowych podpór montażowych. By ułatwić transport i montaż stalowy pomost został podzielony w wytwórni na 5 sekcji. Po wykonaniu fundamentów zamontowano skrajne maszty i połączono je z żelbetową podporą. Pozostałe części wznoszono od strony wschodniej na zachód i łączono je systemem TCB (Tension Control Bolts). Następnie symetrycznie (zaczynając od końca kładki i idąc ku środkowi) napięte zostały kolejne cięgna, co umożliwiło usunięcie tymczasowych podpór. Ostatnim etapem była budowa schodów, montaż wind i szklanych balustrad.

www.rowecord.com

Forthside Foot Bridge niewątpliwie należy do jednych z najbardziej oryginalnych kładek dla pieszych na świecie i stanowi świetny przykład zastosowania konstrukcji tensegrity w mostownictwie. Trzeba jednak pamiętać, że konstrukcje tego typu, choć piękne, to wymagają bardzo szczegółowej analizy - zarówno statycznej jak i dynamicznej, a także nie nadają się do mostów poddanych dużym obciążeniom.

Marta Wojciechowska

Czytaj więcej »

II spotkanie 2013/14

Serdecznie zapraszamy wszystkich zainteresowanych na drugie w tym roku spotkanie Koła Naukowego Konstrukcji Mostowych Politechniki Krakowskiej. Podczas spotkania będziecie mogli wysłuchać referatu, który przedstawi Wam Kornel Adamowicz. Referat będzie dotyczył dobrze wszystkim znanej kładki im. ojca Bernatka w Krakowie. Dowiecie się jak wyglądał proces jej projektowania oraz wykonawstwa, ze szczególnym uwzględnieniem projektowania aerodynamicznego oraz technologii budowy. Spotkanie odbędzie się 12 listopada (wtorek) o godzinie 18.15 w sali 305 A (Wydział Architektury). Przyjdźcie, a nie pożałujecie!

Jan Wędzicha

Czytaj więcej »

Relacja z drugiego spotkania Koła!

W poniedziałek 12 listopada 2012 roku o godzinie 18:15 odbyło się już drugie w tym semestrze spotkanie naszego koła. Frekwencja dopisała znakomicie, przybyło aż 45 głodnych wiedzy i gotowych do współpracy studentów. Jak wcześniej można było wyczytać z plakatów wiszących na Politechnice, punktem głównym programu miało być wystąpienie gościa specjalnego dr inż. Marka Pańtaka, który zechciał podzielić się z nami swoją wiedzą, dotyczącą dynamiki kładek dla pieszych.

Wypełniona słuchaczami sala C na SJO

Spotkanie otworzył przewodniczący Dawid Kisała, oddając po słowie wstępu głos swojemu zastępcy Markowi Mazurowi, który przygotował prezentację pokazującą jak wyglądała działalność koła od ostatniego spotkania. Trzeba przyznać, że od tamtego czasu przybyło nam sporo skorych do działania sympatyków. Stronę internetową koła odwiedza coraz więcej osób, rośnie również ilość kliknięć "Lubię to!" na facebook'owym fanepage'u. Na naszego maila przychodzą ciągle nowe artykuły, przybyło kilku redaktorów, niektórzy nawet zaczęli publikować serie cykliczne, które regularnie będą się pojawiać na naszym blogu. Od ostatniego spotkania ruszyły dwa organizowane przez koło konkursy: Bridge Building oraz Konkurs Krzyżówkowy, które cieszą się sporym zainteresowaniem. Członkowie koła mieli również szansę wziąć udział w kolejnym już szkoleniu Związku Mostowców Rzeczypospolitej Polskiej, dotyczącym diagnostyki betonowych obiektów mostowych. Następnie Marek przedstawił plany działalności koła na najbliższy okres, a są to między innymi: kolejne artykuły cykliczne, szkolenie Autodesk, wycieczka z firmą Skanska, udział w konkursach mostów papierowych oraz stalowych, stworzenie limitowanej serii koszulek koła, udział w konferencjach kół naukowych i wiele innych ciekawych pomysłów, przy których realizacji wasza pomoc będzie mile widziana.

Marek Mazur i jego prezentacja

Po prezentacji przyszła pora na meritum spotkania, czyli gościa specjalnego dr inż. Marka Pańtaka i jego wykład dotyczący dynamiki kładek dla pieszych. Doktor zaczął od zaprezentowania najbardziej widowiskowych, pod względem architektonicznym, przykładów kładek z całego świata. Podkreślił on jak ważne jest poczucie estetyki, oraz zwrócił uwagę na konieczność wzajemnej współpracy architektów i inżynierów, przy projektowaniu tychże obiektów. Kładki dla pieszych dają projektantowi o wiele większą swobodę w kształtowaniu formy niż inne obiekty mostowe. Łagodniejsze są wymagania dotyczące promieni łuków poziomych i pionowych oraz spadków.

Gość specjalny spotkania dr inż. Marek Pańtak

Ważnym czynnikiem jaki wpłynął na projektowanie kładek w ostatnich latach, jest rozwój technologii materiałów. Dzięki postępom w tej dziedzinie buduje się kładki coraz lżejsze oraz smuklejsze. Mają na to również wpływ obciążenia, które są o wiele mniejsze niż w przypadku drogowych czy kolejowych obiektów mostowych. Wszystko to sprawia, że tradycyjna analiza statyczna w projektowaniu kładek stała się w wielu przypadkach niewystarczająca i trzeba było posłużyć się analizą dynamiczną, którą w uogólnieniu omówił dr inż. Marek Pańtak.

Nawet z ostatnich ławek wszystko było widać wyśmienicie

Dowiedzieliśmy się że ruch pieszych oprócz drgań pionowych wzbudza również drgania poprzeczne oraz podłużne. Ponadto zwarty tłum pieszych o ograniczonej swobodzie ruchowej ma tendencje to synchronizowania swoich kroków, co z punktu widzenia dynamiki jest bardzo groźną dla obiektu okolicznością. Innym niebezpiecznym zjawiskiem jest rezonans, mający miejsce kiedy częstotliwość drgań wzbudzonych jest równa częstotliwości drgań własnych konstrukcji. Aby niwelować rezonans na istniejących (i nie tylko) konstrukcjach można zastosować specjalnie dostrajane tłumiki, będące niczym innym jak dodatkową masą podwieszoną sprężyście do konstrukcji.

Doktor tłumaczy jak przemieszcza się środek ciężkości podczas chodu człowieka

Po zakończeniu oficjalnej części spotkania, wszyscy chętni udali się na skromną integrację przy napoju niskoprocentowym, do znanego każdemu studentowi Politechniki, klubu "Dziekanat". Oprócz wspomnianej integracji znalazł się też czas, żeby w luźniejszej atmosferze przedyskutować oraz dopracować wszelkie pomysły związane z działalnością koła. Wszystkim uczestnikom spotkania dziękujemy za przybycie i liczymy na chęć nawiązania współpracy z waszej strony. Do zobaczenia na kolejnym spotkaniu!

Jan Wędzicha

Czytaj więcej »

Przeczytaj od deski do kładki - Damian Dexter Fara - Newport City Footbridge

Kiedyś niestety wszystko się kończy, dlatego też końca dobiegł majowy weekend;( Za to ja powracam na stronę naszego Koła Naukowego, aby zaprezentować Wam kolejną kładkę dla pieszych o nietypowej konstrukcji. Dzisiejszym obiektem naszych “westchnień” będzie The Newport City Footbridge.

fot. valleyboy74

The Newport City Footbridge jest kładką pieszo-rowerową znajdującą się w Newport w Wielkiej Brytanii.

Metryczka obiektu:

• Oficjalna nazwa: Newport City Footbridge
• Użytkowanie:  rowerzyści i piesi
• Przeszkoda:  Usk River
• Lokalizacja:  Newport, UK
• Konstrukcja:  podwieszona
• Szerokość: 5 metrów
• Rozpiętość: 145 metrów
• Data otwarcia: 12 września 2006

Wyświetl większą mapę

Kładka została powieszona do dwóch wzajemnie powiązanych ze sobą masztów, które swoim kształtem przypominają literę A, znajdujących się na wschodnim brzegu (wschodni brzeg był bardziej dostępny i nie ingerował w środowisko mieszkaniowe, itp.). Całość została posadowiona na wspólnym fundamencie, a dodatkowo wsparcie stanowią dwa odciągi (średnica 120 mm) zakotwione za obiektem w oddzielnym bloku kotwiącym. Przedni maszt został ponadto„zaczepiony” poprzez dwa kable do tylnego. Wysokości masztów to kolejno 80 metrów (przedni maszt) oraz 69 metrów (maszt tylny).

Tego typu konstrukcja masztów nie jest przypadkowa. Projektanci chcieli nawiązać więź, pomiędzy stosowanymi w tym miejscu wcześniej żurawiami służącymi do wyładunku transportów, a nowoczesną konstrukcją i technologią. Przyznam szczerze, że maszty wyglądają dość „dramatycznie” i oceniam je jako nieestetyczne. Kładka mimo wszystko zdobyła wiele nagród za estetykę i wykonanie.

fot. aaronsmith

Maszty zostały wykonane z blachy stalowej, którą „zwinięto” w rury, a następnie zespawano, nadając jej aktualny kształt. Przedni masz to element o średnicy 8,2 metra i wadze około 280 ton (dostarczony na budowę w 9 elementach). Masz tylny to rura o średnicy 5,7 metra i wadze 180 ton (dostarczony w 7 sekcjach).

fot. valleyboy

Pomost został „złożony” z 5 części dostarczonych niezależnie na budowę, a następnie zespawanych na miejscu wbudowania. Długość zużytych kabli służących do podwieszenia obiektu to aż pół mili, czyli 800 metrów. Średnica tych elementów waha się od 50 do 120 mm.

Powoli kończą mi się ciekawe pomysły na artykuły o kładkach, ale mam nadzieję, że dzisiaj za bardzo Was nie zanudziłem. Dorzuciłbym więcej zdjęć, ale niestety większość ma zastrzeżone prawa autorskie. Podsumowując: dzisiaj skromny post o wielkim obiekcie, który z pewnością stanowi unikat w światowej dziedzinie budownictwa.

Damian "Dexter" Fara

Czytaj więcej »

Przeczytaj od deski do kładki - Damian Dexter Fara - Sundial Bridge

Tydzień temu zapowiadałem, że z naszą mostową wędrówką pozostaniemy w Australii, jednak znalazłem ciekawszy obiekt znajdujący się w Redding, Kalifornia. Chciałbym Wam przestawić „Sundial Bridge” – kładkę dla pieszych, która została zaprojektowana przez Santiago Calatravę, jednego z najlepszych architektów naszych czasów. Obiekt, który został oficjalnie otwarty 4 lipca 2004 roku i od razu stał się ikoną Redding.

fot. AlwaysBreaking

Dodatkowo pozwolę sobie przedstawić małą „metrykę” tego obiektu:

• Oficjalna nazwa: Sundial Bridge
• Przenosi: Ruch rowerowy oraz pieszy
• Przeszkoda: Sacramento River
• Lokalizacja: Redding, Kalifornia
• Projektant: Santiago Calatrava
• Konstrukcja: Most podwieszony
• Długość całkowita: 213 metrów
• Szerokość: 7 metrów
• Skrajnia poniżej: 8 metrów

Wyświetl większą mapę

Oddanie do użytku „Sundial Bridge” umożliwiło połączenie północnej oraz południowej części, Turtle Bay Exploration Park, w którym znajdują się muzea środowiska, sztuki oraz historii, a także arboretum i ogrody McConnell`a.

Pylon mostu stanowi pojedynczy maszt o wysokość 66 metrów i jest skierowany dokładnie w kierunku północnym, dzięki czemu raz w roku (przesilenie letnie - 21 czerwca) staje się jednym z największych zegarów słonecznych na świecie. Cień zegara rzucany jest na „markery”, które znajdują się na północ od mostu. W ten oto sposób można określić godzinę. Poniżej fotografia prezentująca „tarczę” tego olbrzymiego zegara oraz jeden ze znajdujących się na niej „markerów” czasowych.

fot. marymactavish

fot. marymactavish

Jak widać na zdjęciach mamy tutaj do czynienia z podwieszeniem harfowym, jednostronnym, bez zastosowania odciągów. Konstrukcja prezentuje się bardzo dynamicznie. Problemem jest fakt, że w tego typu obiektach siły zginające pylon praktycznie na całej jego wysokości równoważone są tylko przez ciężar własny masztu odchylonego o 42 stopni od pionu. Przy tak wysokiej konstrukcji i sporych momentach zginających dolna część pylonu została znacznie pogrubiona, jednak ten zabieg nie „zaszkodził” jej wizualnie. Kolejne utrudnienie powoduje fakt, że kable podwieszające zostały zakotwione na znacznym mimośrodzie jeśli chodzi o oś pylonu – skutek: potężne momenty skręcające pylon. Poniżej fotografia pylonu w pełnej okazałości:

fot. informedmindstravel

Dodatkowym wyzwaniem postawionym przed projektantem było wymaganie, że most nie może w żądnym miejscu ingerować w środowisko wodne, ze względu na występującą tam populację łososia. Pomost wg informacji zawartych w „metryce” znajduje się 8 metrów nad lustrem wody, co pozwala na bezpieczne zachowanie skrajni żeglugowej. W obiekcie występuje jedna płaszczyzna podwieszenia, która nie dzieli pomostu na dwie równe części (fotografia poniżej), ale wydziela ścieżkę główną oraz podrzędną.

fot. Chris D 2006

Most został „poskładany” z elementów pochodzących z całego świata. Kable podwieszające pomost wyprodukowano w Anglii. Z kolei tarczę zegara ozdobiono za pomocą łamanych, białych płytek rodem z Hiszpanii (widoczne na fotografii powyżej). Konstrukcja stalowa pomostu przywieziona została w 12 metrowych sekcjach prosto z Vancouver w stanie Waszyngton. Pomost wykonano z półprzezroczystego szkła, które nocą jest oświetlane od spodu dając drugie „życie” temu wspaniałemu obiektowi:

fot. muirtrial68

fot. Eric Leslie

Obiekt ten okazał się zbawieniem dla Redding – po jego otwarciu zanotowano o 42% większe zainteresowanie turystów miastem oraz „Turtle Bay Exploration Park”. Oprócz swojej pierwotnej funkcji jaką było przenoszenie ruchu pieszych i rowerzystów, most stał się swego rodzaju maszynką do pieniędzy dla Redding.

Podsumowując stwierdzam, że w dzisiejszych czasach budowanie to nie tylko zwyczaje „przekraczanie” przeszkody. Obecnie jest to sztuka, której zadaniem jest wpisanie obiektu w otoczenie, nadanie mu odpowiedniej formy, a przede wszystkim przyciąganie wzroku ludzi. Z pewnością wszystkie te założenia zostały spełnione przez „Sundial Bridge”, co starałem się wykazać w moim dzisiejszym poście. Obiekt ode mnie dostaje 4+ (jednak „Infinity Bridge” i „Kurilpa Bridge” bardziej mnie przekonują). Zapraszam do komentowania, a za tydzień kolejny obiekt dla pieszych zostanie poddany mojej ocenie.

PS. Dla ciekawych filmik prezentujący konstrukcję oraz przylegające wokół tereny:

Damian "Dexter" Fara

Czytaj więcej »