Koło Naukowe Konstrukcji Mostowych Politechniki Krakowskiej: ciekawostki

Kolejowy most zwodzony nad Regalicą

Dzisiaj chcemy Wam zaprezentować artykuł naszego drugiego, nowego redaktora Kacpra Macha, który prezentuje nam obiekt unikalny na skalę Europy - kolejowy most zwodzony.

Dawid Kisała

fot. Marcin Jakubowski

Jadąc pociągiem linią kolejową biegnącą nad Odrą do Szczecina, między stacjami Szczecin Port Centralny-Szczecin Podjuchy przecinamy Odrę Wschodnią tzw. Mostem Wrocławskim. Składa się on z pięciu przęseł, gdzie trzy z nich to często spotykane w Polsce przęsła stalowe, o dźwigarach kratowych z jazdą dołem. Przęsło czwarte to most zwodzony, piąte to blachownica. Początkowo gdy most został zbudowany (1877 r.) przęsło czwarte było obrotowe. W latach trzydziestych most przeszedł gruntowną modernizację i została zmieniona konstrukcja przęsła obrotowego na zwodzone.

Wyświetl większą mapę

Ponownego remontu nie uniknął pod koniec wojny światowej, kiedy zniszczyła go cofająca się armia niemiecka. Konstrukcyjnie przęsło pracuje jako most otwarty o silnie użebrowanych antyzwichrzeniowo dźwigarach blachownicowych, które razem z dźwigarami poprzecznymi pomostu stanowią półramy nośne przęsła.

fot. Marcin Jakubowski

Na moście przebiega jedna linia kolejowa, zaś pod mostem główny szlak drogi wodnej śródlądowej ze Śląska nad Zalew Szczeciński. Aby umożliwić barkom pokonanie przeszkody jaką stanowi most skonstruowano specjalny mechanizm umożliwiający podniesienie przęsła do wychylenia 90° w czasie napraw i konserwacji (każda środa miesiąca) i standardowo do 50°. Do dźwigarów zostały przymocowane półkola zębate, które w momencie uruchomienia przesuwają się po poziomych listwach, również uzębionych, przymocowanych do nieruchomej części przęsła piątego. Aby nie doprowadzać do nadmiernych obciążeń silników na tym samym końcu przęsła, zamocowano przeciwwagę równoważącą ciężar podnoszonego elementu (razem 163 tony).

W skrócie przestawia się to następująco (źródło) :

Barka zgłasza się na stosownym kanale do dyżurnego ruchu na stacji Szczecin Podjuchy,
Dyspozytor otrzymuje informację od dyżurnego ruchu i kontaktując się z nastawniami (SPA i SJ) blokuje ruch,
Po zablokowaniu ruchu kolejowego przekazuje pracownikowi klucz,
Operator za pomocą klucza odblokowuje rygiel oraz iglice, które łączą szyny na obu krańcach przęsła zwodzonego,
Operator załącza napięcie w szafie sterowniczej,
Następuje przesunięcie iglic w kierunku części stałych mostu,
Odryglowuje się główne przęsło poprzez przesunięcie stalowego sworznia umieszczonego wewnątrz konstrukcji,
Zostaje włączony silnik indukcyjny, który podnosi przęsło.

Ciekawy film o moście i przedstawionym powyżej procesie:

Ciekawym aspektem pracy przęsła i funkcjonalności mostu jest rozwiązanie zasilania elektrycznego jeżdżących pociągów. Przez pewien czas zasilanie na części podnoszonej funkcjonowało jako sztywne dwuteowe przewodniki, jednak z uwagi na bardzo niskie położenie w momencie podnoszenia pomostu, zdecydowano o odłączeniu tej części mostu z zasilania w energię elektryczną i obecnie pociągi przejeżdżają przez nie siłą rozpędu, przed wjazdem składając pantografy.

Piszę o tym moście nieprzypadkowo, już niedługo most w obecnym miejscu przestanie istnieć. W związku z pozyskaniem środków (ok. 3 mld €) przez Polskie Koleje Państwowe na modernizację trasy C-E59 planuje się zlikwidowanie istniejącego mostu i wybudowanie wyższego, umożliwiającego bezkolizyjny ruch na rzece i moście. Jednak samo przęsło zwodzone zostało wpisane do Rejestru Zabytków (jedyny most kolejowy, zwodzony w Europie) i nie grozi mu likwidacja, a co najwyżej przeniesienie, wraz z towarzyszącą infrastrukturą techniczną.

Dane techniczne mostu:

długość całkowita: 262 m
przęsło zwodzone: 17,5 m

Zachęcamy Was również do obejrzenia ciekawego filmu pokazującego procedurę podnoszenia przęsła.

Kacper Mach

Most Wołgogradzki

Most Wołgogradzki jest obiektem samochodowym, jak sama nazwa wskazuje nad rzeką Wołga w Wołgogradzie. Znany też jest jako „Tańczący most” przez wypadek w 2010 roku. To jest jeden z największych obiektów rosyjskiej infrastruktury transportowej. Most ten odgrywa bardzo ważną rolę według opinii społecznościowej oraz interesów komercyjnych. Co ciekawe, budowa mostu była rozpoczęta w 1996 roku, lecz przez brak finansowania została rozciągnięta na długie lata, więc most został otwarty dopiero 10 października 2009 roku.

fot. CoverYourEyes

Co do konstrukcji obiektu, to jest to stalowy most belkowy. Długość całkowita to 1260 m, a szerokość mostu to 32 m (6 pasów ruchu).

fot. Klad_rnd

fot. Swerz

Przy pracach budowlanych oraz montażowych została użyta wyjątkowa konstrukcja filarów z konstrukcyjnym podziałem obciążeń pionowych i poziomych oraz budowa fundamentów bezpośrednich (które są z kolei oparte na palach) na poziomie zmiennego zwierciadła wody. To rozwiązanie techniczne pomogło znacznie zmniejszyć koszty oraz terminy robót przy wykonywaniu fundamentów pod filary.

Podczas realizacji mostu trzeba było zlikwidować sto domów prywatnych na obydwu brzegach.

fot. const_st

20 maja 2010 roku ruch przez obiekt został zatrzymany z powodu wiadomości o kołysaniu się konstrukcji. Ze słów świadków wiadomo, że amplituda drgań wynosiła około 1 metra. Zakładano, iż przez mocny wiatr doszło do rezonansu mostu z amplitudą drgań w płaszczyźnie pionowej około 50-60 cm. Na szczęście konstrukcja nie została uszkodzona.

W październiku 2011 roku zostały zakończone prace montażowe 20-tonowych tłumików, niezbędnych do tłumienia wyżej opisanych drgań.

Aliaksei Zayats

Katastrofa budowlana mostu Golden Gate

Wielu wydaje się to niemożliwe, ale stało się... most Golden Gate w Stanach Zjednoczonych został zniszczony doszczętnie... kilkukrotnie, a to wszystko dzięki efektom specjalnym. Jeżeli jesteś ciekawy jak kształtowały się ataki na ten most w historii filmografii zapraszam do obejrzenia krótkiego materiału:

Dawid Kisała

Most Stacha

pogorza.pl

Nie dawno w sieci głośno zrobiło się o tzw. "moście Stacha", który powstał w latach 70 ubiegłego wieku, a którego twórcą był tytułowy Stach - Pan Jan Stach. Znajduje się on w Znamirowicach nad jeziorem Rożnowskim. Ma 13 m wysokości, 20 m długości i 7,5 m wysokości i jest to dowód na to co potrafi zrobić upór i wiara we własne siły.
Jeżeli chcecie dowiedzieć się nieco więcej o tej unikalnej w skali świata konstrukcji zachęcam do odwiedzenia stron:

W internecie pojawiły się także różne komentarze odnośnie tej konstrukcji:

"A dzisiaj by nakazali rozbiórkę" - kot_alik
"monumentalny pomnik ludzkiej głupoty i uporu... zamiast dogadać się z sąsiadem, poświęcił lata życia na budowę mostu... w dodatku sam, bo jak sie uper to sie uper..." - jdef90
"w dzisiejszych radosnych czasach, najpierw przez 8 lat gromadził by wszystkie potrzebne pozwolenia, ekspertyzy, opinie. Potem przez 3 lata czekał na pozwolenia. A na koniec przyszli by ekologowie i okazało by się, że w miejscu budowy mieszka sobie jakiś niezwykle cenny podgatunek żuczka gnojarka i nici z budowy" - tom_ix

Co Wy o tym sądzicie?

Dawid Kisała

The Leonard Zakim Bunker Hill Bridge

1 komentarz

fot. mcbill

Przyszła pora na ostatni artykuł z serii filozoficznych rozważań o pięknie i estetyce obiektów mostowych. Przenieśmy się więc za ocean Atlantycki do Bostonu, gdzie znajduje się The Leonard P. Zakim Bunker Hill Bridge. Swoją nazwę most zawdzięcza Amerykańskiemu kolonizatorowi, który walczył z Brytyjczykami w bitwie pod Bunker Hill. Nazwa ta jest dość długa i nie wpada w ucho, więc mieszkańcy Bostonu nazywają go raczej Zakim Bridge albo Bunker Hill Bridge. Obiekt stanowi przeprawę przez rzekę Charles i jest najszerszym mostem podwieszanym na świecie, jego rekordowa szerokość to 56.4 m. Pomost mieści w sobie dziesięć pasów ruchu, osiem z nich znajduje się w jego głównej części pomiędzy wantami, a pozostałe dwa usytuowane są symetrycznie po zewnętrznych stronach na zasadzie wsporników. Zanim zajmiemy się estetyką, chciałbym jeszcze zwrócić waszą uwagę na dość niecodzienną próbę obciążenia mostu. Taka właśnie próba odbyła się 14 października 2002 roku i nie byłoby w niej nic nadzwyczajnego gdyby nie to, że wykonano ją przy użyciu… słoni. Wśród legend i opowieści ludowych znajduje się i taka, która głosi, że słoń posiada zmysł dzięki któremu wyczuwa czy trasa którą podąża jest bezpieczna i nigdy nie postawi swojej nogi na niestabilnej konstrukcji. I tak oto 14 słoni przemaszerowało dumnie przez Bunker Hill Bridge, co miało symbolizować wysoką nośność i bezpieczeństwo przeprawy. Ja osobiście o tak nowatorskim wykorzystaniu słoni wcześniej nie słyszałem, ale jak się okazuje takie praktyki miały miejsce już wcześniej na obiektach Eads Bridge w 1874 roku oraz Brooklyn Bridge w 1884 roku. Tyle tytułem wstępu, a teraz pora na wywód estetyczny.

fot. msandman

Jak zawsze przy ocenie estetyki zaczynamy od wypełnienia oraz prezentacji przez obiekt swojej funkcji, w tym przypadku nie ma żadnych niespodzianek, konstrukcja wygląda i pracuje jak podwieszona, bo taka właśnie jest. Pylony rozwidlają się na wysokości pomostu tworząc miejsce na jego wsparcie, co oddaje wrażenie stabilności. Dzięki rozwidleniu uniknięto przecięcia pomostu prostym pionowym pylonem, co przy tak dużej jego szerokości nie byłoby dobrze postrzegane. Pylony rozszerzają się ku podstawie, co jest logicznym następstwem większych wartości momentów w tym obszarze. Głębokość pomostu w przęśle głównym jest mniejsza niż jego głębokość na przęsłach skrajnych, co wyraźnie przedstawia funkcję przeciwwagi jaką stanowią. Zakim Bridge jak większość mostów jest najczęściej oglądany z perspektywy przejeżdżających po nim pojazdów. Rozważając ten widok, aranżacja i rozmieszczenie kabli, szczególnie na skrajnych przęsłach są bardzo dobrze odbierane przez podróżujących. Gęsto rozmieszczone wanty mogą być przez niektórych źle postrzegane, lecz zbytnie ich przerzedzenie skutkowałoby zwiększeniem głębokości pomostu, co znacznie zaburzyłoby proporcje.

fot. mkrigsman

Proporcje pylonu są zachowane biorąc pod uwagę odniesienie jego szerokości do wysokości oraz szerokość rozwidlenia nóg do wysokości. Co ważne wymiary wieży zostały znacznie zredukowane dzięki zastosowaniu stalowego przekroju skrzynkowego. Często w konstrukcjach z podwieszeniem w układzie wachlarzowym spotykamy się z problemem, że wierzchołek wieży wygląda niezdarnie grubo. Przyczyną tego jest oczywiście konieczność zastosowania odpowiednio nośnego przekroju do przeniesienia występujących tam naprężeń, które są znaczne zważając na to, że w wierzchołku zakotwione są wszystkie kable. W Bunker Hill Bridge poradzono sobie i z tym problemem. Zastosowano unikalny system zakotwienia będący kompromisem pomiędzy układem wachlarzowym i harfowym, dzięki któremu redukowane są momenty w pylonie spowodowane różnicami w siłach od wschodnich i zachodnich kabli. Owa redukcja momentów jest możliwa, ponieważ część want została zamocowana nie w samym wierzchołku wieży, a w rozwidlających się jej nogach. Jedynie zastosowanie czystego układu harfowego mogłoby wyglądać korzystniej, a to z uwagi na stałe odległości między wantami. Jednakże takie rozwiązanie spowodowałoby wydłużenie się obszaru zakotwienia, a co za tym idzie wzrost wysokości pylonu, większe momenty zginające, konieczność zastosowania grubszego przekroju i całą lawinę następstw, które zostały wyeliminowane dzięki zastosowaniu kompromisu pomiędzy układem harfowym i wachlarzowym.

fot. BostonPhotoSphere

Trzecia zasada Leonhardt’a odnosi się do uporządkowania struktury nośnej. Rozwijając ją, linie obiektu powinny być jak najprostsze i nie powinny mieć nieuzasadnionych gwałtownych załamań. O tej zasadzie pamiętali bardzo dobrze projektanci Zakim Bridge. Nie ma żadnych niepotrzebnych zmian na długości pomostu oraz w jego przekroju poprzecznym. Logicznie pomost na przęsłach skrajnych ma stały przekrój, który staje się płytszy dopiero w przęśle głównym. Rozstaw kabli jest dopasowany do rozstawu poprzecznic, co wywołuje wrażenie uporządkowania konstrukcji. Projektanci spośród wielu możliwych wybrali konstrukcję podwieszoną. Bardzo dobrze współgra ona z otaczającym obiekt miejskim krajobrazem. Dużą uwagę przyłożono do tego aby zredukować wysokość mostu tak, aby nie dominował on na horyzoncie Bostonu. Beton i stal, użyte do budowy Zakim Bridge, dobrze współgrają ze zurbanizowanym otoczeniem. Dzięki zainstalowanemu systemowi oświetlenia, w nocy most jest iluminowany w zmieniającej się kolorystyce.

fot. Hollylad

Tak jak wspomniałem na początku, o estetyce postaram się już więcej nie pisać, wszystko ma swoje granice, a moja wena w tym temacie została już całkowicie wyczerpana. Na koniec zapraszam do obejrzenia dwóch krótkich filmików przedstawiających Bunker Hill Bridge w całej jego okazałości.

Jan Wędzicha

Jak napisał Janek, kończy cykl o estetyce - za włożony wkład należą mu się ogromne podziękowania i miejmy nadzieję, że już niedługo przeczytamy od niego coś nowego!:) Namawiam ciągle do dyskusji w komentarzach.

Dawid Kisała

Boyne Bridge i estetyczny Jan Wędzicha

fot. Peter Gerken

W tym tygodniu ciąg dalszy dywagacji na temat szeroko pojętej estetyki obiektów mostowych. Tym razem postaram się przeprowadzić owe rozważania na przykładzie mostu przez rzekę Boyne w Irlandii. Może wydać się to monotonne, ale jest to znowu obiekt podwieszany, jednak dla mnie właśnie tego typu konstrukcje stanowią elitę w budownictwie mostowym wzbudzając największy podziw i fascynację, dzięki czemu aż chce się o nich pisać. Każdy ma jednak prawo do własnego zdania i może się nim ze wszystkimi podzielić w komentarzach, do czego zachęcam!

Boyne Bridge został oddany do użytku w roku 2003 i jest lokalizowany w miejscowości Meath niedaleko od Dublinu. Całkowita długość mostu wynosi 350 m, a jego światło to 170 m. By taka przeprawa była możliwa, zastosowano asymetryczne podwieszenie pomostu, którego główne przęsło jest podtrzymywane przez 14 par want. Taka sama ich ilość została użyta do zakotwienia pylonu. Ci którzy czytali wcześniejsze posty, zapewne dostrzegają podobieństwo do opisanego w jednym z nich wiaduktu Octavio Frias w Sao Paulo, a to dlatego, że Irlandczycy również zdecydowali się na budowę tyko jednego pylonu. Jakie korzyści wynikają z takiego rozwiązania? Otóż obiekt jest posadowiony nad samym brzegiem rzeki, dzięki czemu ingerencja w jej przepływ jest minimalna, co było bardzo ważną kwestią w procesie projektowania, ponieważ przeprawa znajduje się na obszarze objętym szczególną ochroną środowiska. Okolica mostu jest również ważna z historycznego punktu widzenia, bowiem w 1960 roku odbyła się tutaj ważna bitwa, znana jako Bitwa nad Boyne River.

fot. slinky2000

A teraz przejdźmy do tego co ma być przedmiotem tego artykułu, czyli do zagadnień estetyki. Poprzednim razem wspominałem o książce Fritz’a Leonhardt’a i wyprowadzonych przez niego dziesięciu obszarach estetyki budowli mostowych. Najwyższy czas by poznać je wszystkie, a są to:

Klarowna prezentacja funkcji
Proporcje
Uporządkowanie struktury nośnej
Wyrafinowanie projektu
Integracja z otoczeniem
Tekstura powierzchni
Kolor elementów składowych
Charakter
Złożoność i wszechstronność
Wtopienie się w naturę

Niektóre z wyżej wymienionych kryteriów są oczywiste, niektóre nieco mniej, zainteresowanych i wytrwałych odsyłam do książki Leonhardt’a „Bridges: Aesthetics and Design”, gdzie wszystkie są dokładnie opisane. Tymczasem przejdźmy już do konkretów i zobaczmy jak to wszystko przedstawia się w Boyne Bridge.

fot. Miroslav Culjat

Most nad rzeką Boyne bardzo dobrze ukazuje swoją funkcję okraszoną w bardzo elegancką i wysublimowaną formę, która jasno i klarownie przedstawia sposób pracy obiektu. Ogromny pylon w kształcie odwróconej litery Y dominuje nad relatywnie płaskim otoczeniem, co podkreśla znaczenie całej budowli. Zadbano również o poczucie stabilności, które osiągnięto poprzez rozmieszczenie want regularnie co 10 m wzdłuż całej rozpiętości głównego przęsła. Dzięki temu pomost wygląda na dobrze i solidnie zamocowany poprzez bezpośrednio zakotwione w nim kable. Pochylenie want, różne od strony północnej i południowej, stanowi odbicie lustrzane kształtu doliny rzecznej nad którą zbudowany jest most. Zabieg ten nie tylko urozmaica symetrię struktury, ale również uwydatnia dobrze zachowane proporcje, a to dlatego że rozpiętości przęseł nie są sobie równe i wynikająca z tego asymetryczność konstrukcji nabiera sensu. Pierwszorzędne elementy nośne są przejrzyście wyeksponowane, projektantom udało się pokazać w jaki sposób most pracuje. Odwrócony pylon ma zachowane proporcje, i nie jest przesadnie smukły, co jest częstym mankamentem mostów podwieszonych. To samo tyczy się pomostu, który jest płytki, ale z drugiej strony na tyle głęboki, aby wyglądał bezpiecznie. W konstrukcjach takich jak ta, gdzie mamy do czynienia z wantami szczególnego znaczenia nabiera uporządkowanie konstrukcji. Należy pamiętać by była ona przejrzysta z różnych kątów obserwacji, by kable nie nachodziły się na siebie i nie przecinały się. Wszystko to udało się osiągnąć projektantom Boyne Bridge. Jest to pierwszy z opisywanych przeze mnie mostów w którym nie ma problemu plątaniny kabli. Owe anty ograniczono do niezbędnego minimum i zastosowano taką samą ich liczbę oraz zamocowanie na tej samej wysokości, zarówno tych które podtrzymują pomost jak i tych pełniących role stabilizacji pylonu. Wszystko to wywiera na obserwatorze odczucie kontynuacji i konsekwencji. Bardzo duże wysiłki poczyniono, aby wpasować most w otoczenie. Było to ważne z powodów środowiskowych i historycznych które przytoczyłem na początku artykułu. Czy udało się to osiągnąć, oceńcie sami:

fot. Brian_Parle

Aby wpasować most w otaczający go krajobraz Irlandii, zastosowano biały cement, który rozjaśnia jego powierzchnię i ładnie komponuję się z wszechobecną zielenią. Tekstura powierzchni miała tutaj spore znaczenie, ponieważ ze względu na rozmiary pylonu jest ona szczególnie wyeksponowana. Na wspomnianym pylonie zastosowano gładkie wykończenie, które podkreśla jego smukłość. Charakter mostu jest zagadnieniem szczególnie trudnym do określenia i bardzo subiektywnym. Można powiedzieć że zastosowanie dużej ilości betonu oraz przyjęta kolorystyka oddają nieco chłodny charakter obiektu. Odczucie to potęgowane jest także nocą kiedy dostrzegalna jest iluminacja w zimnych niebieskich barwach. Tutaj nie ma już żadnych podstaw do jakiejkolwiek krytyki, albo się komuś podoba albo nie.

fot. Howard.

Tak oto przebrnęliśmy przez główne zabiegi estetyczne zastosowanie w Boyne Bridge. Kolejny raz podkreślam, że poruszone tutaj zagadnienia są bardzo subiektywne i wszelkie próby ich klasyfikacji oraz oceny przypominają bardziej wywody filozoficzne, nie mając wiele wspólnego z konkretnymi problemami inżynierskimi do których przywykliśmy. Nie mniej jednak miejmy świadomość, że takie zagadnienia istnieją i nie należy ich bagatelizować. Korzystając z okazji dołączam się do życzeń ZMRP. Wesołych świąt wszystkim i mocno oblewanego poniedziałku, ja zaczynam oblewać już dziś wieczorem:D

Jan Wędzicha

Hulme Arch Bridge - Jan Wędzicha

fot. edgarkls

Niewątpliwie główną funkcją mostów jest przeprowadzenie trasy komunikacyjnej nad przeszkodą, a co za tym idzie przeniesienie odpowiednich obciążeń normowych. Na naszym kierunku od pierwszego roku na „wytrzymce” wpajano nam jak poprawnie dobrać przekrój, aby osiągnąć wymaganą nośność, później na przedmiotach konstrukcyjnych uczono jak obliczyć minimalne zbrojenie, jak spełnić stany graniczne nośności i użytkowalności. Jednak projektowanie mostu to bardzo długi i skomplikowany proces, który nie kończy się tylko na zagadnieniach wytrzymałościowych. Obiekty mostowe jako, że są to zazwyczaj budowle wyniosłe, powinny wpasowywać się w otaczający krajobraz, wywoływać w odbiorcach odczucie stabilności, jasno i klarownie prezentować swoją konstrukcję. Reasumując powinny się po prostu podobać. A zatem oprócz funkcji liczy się też forma. Ale co jest ważniejsze? To pytanie dzieli od lat kasty inżynierów i architektów, a jak wiemy ci drudzy starają się rozszerzyć swoje wpływy na jeszcze niepodbite przez ich budownictwo mostowe.

fot. Gene Hunt

Każda strona sporu ma swoją własną prawdę, ale jedno jest pewne: funkcja bez formy się nie obejdzie i niewątpliwie poczucie estetyki oraz zmysł artystyczny (którego nie tak łatwo się nauczyć, jeśli w ogóle się da) są niezbędne w projektowaniu nieszablonowych, nowatorskich obiektów mostowych. Dlatego nam, jako przyszłym inżynierom, nie pozostaje nic innego jak przyswoić kanony piękna i estetyki tak by przyszła współpraca z kolegami z wydziału architektury przebiegała w miarę bezboleśnie lub by samemu projektować budzące zachwyt przeprawy. Jak to się mówi: trzeba poznać i zrozumieć swojego „przeciwnika”, by mieć mocną pozycję w pertraktacjach. Nie ma lepszego sposobu na przyswojenie tej „tajemnej” wiedzy niż poprzez przykłady, tak więc w tym i w kilku kolejnych moich postach postaram się zaprezentować mosty zwracając uwagę na szeroko rozumianą estetykę. Na pierwszy ogień wybrałem Hulme Arch Bridge w Manchesterze. Do dzieła!

fot. Stuart Grout

Hulme Arch Bridge to wiadukt o konstrukcji podwieszonej do parabolicznego łuku, który został usytuowany w dość nieszablonowy sposób, ponieważ jego płaszczyzna biegnie ukośnie do osi podłużnej obiektu. Pomost mierzy 52 m, jest szeroki na 18 m, mieści w sobie 2 jezdnie i jest podwieszony na 22 kablach, które zwieńczone są wyrastającym na 25 m ponad jego powierzchnię łukiem. Łuk ten złożony jest z prefabrykowanych stalowych segmentów skrzynkowych o przekroju trapezowym.

fot. mahesh_f

W analizie estetyki wiaduktu w Hulm pomocny będzie zestaw zasad wyprowadzonych przez niemieckiego inżyniera Fritz’a Leonhardt’a, które zawarł w książce: „Bridges: Aesthetics and Design”. W książce tej Leonhardt zaproponował metodę 10 obszarów z których każdy odnosi się do innego aspektu estetyki. Jest to szybki, a za razem efektywny sposób na stworzenie mostu o estetycznym wyglądzie. Jedna z podstawowych zasad odnosi się do tego jak most przedstawia swoją funkcję i konstrukcję obserwatorowi. Architekci i inżynierzy pracowali ciężko by przekonać się, że wraz ze zmianą pozycji obserwatora zmienia się złożoność i charakter obiektu, a balans pomiędzy symetrią i antysymetrią ma na to spory wpływ. Dwa zestawy kabli zostały rozmieszczone tak, że w widoku pozornie splatają się ze sobą łącząc w rzeczywistości antysymetryczne połowy łuku. Zespół projektowy osiągnął w Hulme Arch Bridge efekt bardzo szczególny, poprzez zastosowanie prostej geometrii i przejrzystej formy, patrząc na obiekt z różnych kierunków dostrzegamy jego złożoność i kompleksowość, a zarazem prostotę.

fot. Gene Hunt

Większość mostów podwieszanych manifestuje w oczywisty sposób swoją stabilność, jednak warto też zwrócić uwagę na ten aspekt w przypadku tego szczególnego wiaduktu, który do typowych konstrukcji podwieszanych na pewno nie należy. Obserwując hierarchię struktury wydaje się oczywiste, że stalowy łuk podtrzymuje lekki pomost. Jednakże patrząc na konstrukcję pod różnymi kątami oczywistość ta maleje, za przyczyną nachodzących się na siebie kabli. Ten niekorzystny efekt, który wprowadza zakłopotanie w ocenie funkcji mostu, obecny jest również w najczęściej oglądanym przez obserwatora widoku elewacji. A zatem dochodzimy do rozbieżności, gdyż z jednej strony splatające się kable balansują symetrię i antysymetrię, z drugiej natomiast zaburzają odbiór sposobu pracy obiektu. Jak widać wszystkich zasad estetyki nie da się całkowicie zaszufladkować i czasem trzeba zdecydować się na „mniejsze zło”.

fot. Stuart Grout

Kolejną ważną kwestią w estetyce mostów są proporcję, które zostały znakomicie zachowane w wiadukcie Hulme Arch Bridge. Wzrok obserwatora za przyczyną wiotkiego pomostu jest od początku skierowany na łuk oraz system kabli i podąża za łagodną paraboliczną krzywizną od jej początku do końca. W odniesieniu do małej rozpiętości, stalowy łuk pozostaje w dobrej proporcji do długości i grubości pomostu. Staje się odczuwalne, że pomost jest odpowiednio cienki i wymaga wsparcia na łuku poprzez system kabli. Kable te również są dobrze dobrane, jeśli rozważymy ich rozmiary w połączeniu między pomostem, a łukiem. Wiążą one całą strukturę razem, tworząc odpowiednio wyważony i proporcjonalny most. Ich asymetryczne ułożenie dzieli przestrzeń pomiędzy łukiem tworząc swego rodzaju bramę, jeśli popatrzymy na obiekt z perspektywy przejeżdżających pojazdów. Z tego względu tego typu konstrukcje są określane mianem „Gateway”.

fot. AtilaTheHun

Aby most zachwycał również nocą, zainstalowano podświetlenie w niższych segmentach konstrukcji tak, aby iluminowało spodnią stronę łuku, a zarazem akcentowało pierwszorzędny element nośny. Płynnie zwężający się łuk, który jest szeroki i płytki w koronie oraz węższy i głębszy u podstawy, stwarza wrażenie kontynuacji, oraz czerpie znaczące korzyści z gry światła i cienia na jego powierzchni. Wiadukt został wykończony gładkimi i lśniącymi stalowymi okładzinami, które dodają konstrukcji elegancji. Prostota kolorystyki mostu pomaga wpasować go w miejskie otoczenie.

fot. Stuart Grout

Jak widać zagadnienia estetyczne odgrywają znaczący wpływ w odbiorze wizerunku budowli mostowych. Nie są to zagadnienia łatwe i nie zawsze da się je jednoznacznie zdefiniować. Co więcej mają one charakter subiektywny, więc różni obserwatorzy mogą w inny sposób postrzegać te same zabiegi. Warto jednak poznać główne zasady estetycznego kształtowania obiektów mostowych i przykłady ich zastosowań, chociażby po to żeby móc je potem świadomie łamać.

Jan Wędzicha

Octavio Frias De Oliveira Bridge - Jan Wędzicha

2 komentarze

Mam przyjemność poinformować wszystkich naszych Czytelników, że do Damiana Fary dołącza w tym tygodniu Jan Wędzicha, który również rozpoczyna swój cotygodniowy cykl artykułów! Mam nadzieję, że podoba Wam się jego twórczość i jak zwykle zachwyty proszę umieszczać w komentarzach.

Octavio Frias De Oliviera Bridge to unikatowy podwieszany most autostradowy wykonany w technologii betonu sprężonego, złożony z dwóch zakrzywionych pomostów o rozpiętości 290 m każdy. Znajduje się on w samum sercu Sao Paulo w Brazylii i stanowi ważne połączenie w miejskiej sieci drogowej , którego celem jest redukcja ruchu.

fot. stephenpace

Główną funkcją mostu jest rozłożenie ruchu drogowego na dwa skrzyżowania znajdujące się na północ i południe od obiektu. Poprzez zakrzywienie dwóch krzyżujących się pomostów w planie, most sam w sobie pełni funkcję węzła, który łączy prostopadłe do niego drogi. Projektanci zdecydowali się na zastosowanie jedynie jednego pylonu, tworząc bliźniaczą konstrukcję podwieszoną, coś czego jeszcze nigdy nie zrobiono. Octavio Frias Bridge ma przepustowość czterech tysięcy pojazdów na godzinę na pas ruchu, co stanowi znaczne odciążenie na sąsiednim moście Mormumbi.

fot. Thiago Pinheiro

Najważniejszym elementem mostu jest wieża, wznosząca się dumnie ponad miastem na wysokość 138 m. Zaprojektowana tak by wyrastać od poziomu ziemi, aż do samego szczytu jako nieprzerwana niczym podpora przenosząca obciążenia pionowe od dwóch pomostów prosto na fundamenty i podłoże gruntowe. Daje to wrażenie siły i stabilności, wskazując obserwatorowi co jest kręgosłupem konstrukcji nośnej. Kable zakotwione w pomoście, w sposób przejrzysty stanowią jego wsparcie, co dodatkowo akcentuje jego płytka konstrukcja. Jednakże, kiedy podąża się wzrokiem wzdłuż want ku górze, powoli staje się niejasne, które kable wspierają poszczególne części mostu. Przyczyną tego jest krzyżowanie się 144 kabli w górnej ich części. Jest to złamanie jednej z głównej zasad estetyki mostów. Czy był to udany zabieg? Każdy z nas musi odpowiedzieć sobie sam zgodnie z własnym gustem.

fot. LB & Roberto Sena

Z drugiej jednak strony duża ilość kabli pozwoliła na ukształtowanie bardzo płytkiego, szykownego pomostu. Stanowi to bardzo dobrą proporcję w stosunku do masywnego, pierwszorzędnego elementu jakim jest wieża, która zwraca na siebie całą uwagę, trzymając wzrok obserwatorów z daleka od mieszaniny kabli. Dzięki tej proporcji kable są postrzegane jako pojedynczy element łączący stabilną wieżę z płytkim pomostem.

fot. LB & Roberto Sena

Kable mostu są pokryte powłoką koloru jaskrawożółtego. Jest on często używany w mostach podwieszonych, ponieważ dobrze kontrastuje z błękitnym kolorem nieba. Ponadto projektanci chcieli stworzyć iluzję rozchodzących się promieni słonecznych, przebijających się przez chmury. Jasny kolor pomaga też „zmyć” kable ze sobą i zatrzeć negatywny efekt ich krzyżowania się. Znany wszystkim PHILLIPS zainstalował na moście zaawansowany system oświetlenia składający się z diod elektroluminescencyjnych LED (light-emitting diode). Pozwala on na dynamiczne przenikanie się kolorów, dzięki czemu most może być oświetlany w każdym odcieniu, najczęściej odzwierciedlającym ważne okazje, święta czy pory roku.

fot. lidifaria

Mosty podwieszane najlepiej sprawdzają się przy średnich rozpiętościach oraz przy niskopoziomowych przeprawach przez rzeki, tak jak ma to miejsce w przypadku Octavio Frias Bridge. Na fundamenty przenoszone są głównie siły pionowe, co jest pożądane w przypadku skomplikowanych warunków gruntowych w sąsiedztwie koryta rzeki. Ponadto są eleganckie i tanie w porównaniu z innymi formami konstrukcyjnymi. Z tych właśnie powodów w Sao Paulo zdecydowano się na budowę przeprawy podwieszonej. Główny pylon tak naprawdę składa się z dwóch mniejszych, a każdy przypisany do innego pomostu, które razem tworzą wrażenie jednego elementu w kształcie litery X. Każda z wież jest odchylona od pomostu co minimalizuje zginanie, powodując występowanie głównie sił osiowych. Jednakże z powodu mimośrodów sił pochodzących od kabli oraz zakrzywienia pomostu w planie, zginanie występujące w pomoście jest znaczące. Niezbędne sprężenie podłużne zostało zastosowane w pomoście by przeciwdziałać rozciąganiu, które towarzyszy wspomnianemu zginaniu. Sprężenie to zapewnia również jego sztywność i stabilność pod obciążeniem ruchem. Kable sprężające zostały także poprowadzone wewnątrz wierzy, tak by przenosiły naprężenia pochodzące od obciążenia zmiennego.

fot. LB & Roberto Sena

Przekrój poprzeczny pomostu został tak ukształtowany, że mamy do czynienia z dwoma dźwigarami głównymi znajdującymi się na krawędziach. Pomiędzy nimi niejako rozciągnięta jest płyta przenosząca obciążenia z jezdni. Wanty podtrzymujące pomost, ze względu na jego zakrzywienie, przyjmują postać swoistego wachlarza. Podtrzymują one parami poszczególne części pomostu, dzięki czemu można podzielić go na części trójkątne. Jest to duża zaleta dla mostów podwieszonych budowanych w ten sposób, ponieważ znacząco wzrasta stabilność poprzeczna pomostu pozwalając na obniżenie jego wysokości.

fot. marcos_leal

Tym którzy wciąż głodni są informacji na temat mostu Octavio Frias, polecam artykuł autorstwa Edwarda C. Wilkes’a, studenta z uniwersytetu w Bath w Wielkiej Brytanii, z którego artykułów głównie czerpałem inspirację. Znajdziecie tam wiele informacji takich jak przyjęte modele obciążeń wraz z podstawowymi obliczeniami, opisany szczegółowo proces wznoszenia konstrukcji i wiele innych. Artykuł znajduje się pod linkiem.

Jan Wędzicha

Przeczytaj od deski do kładki - Damian "Dexter" Fara - The Helix Bridge

3 komentarze

Może wyda się to Wam szalone, ale to na naszej stronie, jako pierwszej na świecie zagości siódmy sezon Dextera!:-) Przez kilka najbliższych tygodni, w każdy poniedziałek, będziecie mogli znaleźć tutaj kolejny odcinek cyklu. Damian postara się rozebrać wszystko na części pierwsze i zademonstrować Wam kilka ciekawych obiektów światowej architektury. Na pierwszą ofiarę wybrał The Helix Bridge - jak skończyła się ta historia możecie zobaczyć poniżej. Zapraszam!

fot. chooyutshing

Każdego roku wiele osób przygotowujących się do obrony na specjalności Mosty i Budowle Podziemne jako temat pracy inżynierskiej bądź magisterskiej, wybiera projekt kładki dla pieszych. Jednak dla naszych kolegów i koleżanek z innych specjalności lub kierunków, zagadnienie to wydaje się bardzo banalne. Nigdy nie zapomnę opowieści mojego współlokatora, po tym jak zapytał mnie o mój temat pracy dyplomowej, o tym jak jego babcia „zbudowała” kładkę, przerzucając deskę przez rzekę. W swoim cotygodniowym cyklu chciałbym zaprezentować najpiękniejsze, najbardziej skomplikowane i budzące podziw obiekty tego typu z całego świata. Na pierwszy ogień trafił singapurski obiekt noszący nazwę „The Helix Bridge”. Gotowi? W takim razie zaczynamy!

fot. angelina_koh

„The Helix Bridge” jest kładką dla pieszych o długości 280 metrów, co stawia ten obiekt na pierwszym miejscu, jeśli chodzi o długość w Singapurze. Jednak nie rozpiętość, a ciekawa konstrukcja oraz iluminacja obiektu przyciągają oczy całego świata. Niewątpliwie musimy zakwalifikować ten obiekt do kładek dla pieszych z „górnej półki”, które swoim architektonicznym pięknem, formą konstrukcji i dopasowaniem do otoczenia sprawiają, że typowy krajobraz miejski zamienia się w coś nieszablonowego.

Jak wspomniałem wcześniej, obiekt znajduje się w Singapurze w pobliżu historycznego mostu „Benjamin Sheares Bridge”, co dokładniej widać na pokazanej poniżej mapce. Kładka przebiega nad „Singapore River” łącząc ze sobą takie atrakcje turystyczne jak Singapore Flyer, Esplanade‒Theatres oraz ArtScience Museum. Jak można się domyślić, obiekt ten jest dodatkową atrakcją dla turystów zwiedzających Singapur.

Wyświetl większą mapę

Wracając do głównego wątku, a więc uzasadniania, że obiekt ten jest nieprzeciętny i nowoczesny, należy wspomnieć o jego wyglądzie. Konstrukcja obiektu stanowi odwzorowanie podwójnej helisy ludzkiego DNA!

fot. linkway88

Ciekawy fakt stanowi także to, że rury ze stali nierdzewnej użyte do wykonania konstrukcji nośnej, mają długość dziesięciokrotnie większą od rozpiętości przęsła. Dodatkowo stalowa helisa wznosi się na wysokość 8,8 metra zanim „zawija się” w dół. Na zdjęciach powyżej widać, że robi to niesamowite wrażenie. Wewnętrzna spirala jest okryta przez szkło, aby zapewnić dodatkowo cień. W nocy natomiast kładka rozlśniewa jaskrawymi kolorami sprawiając, że mamy do czynienia z jedną z najpiękniejszych iluminacji obiektu mostowego na świecie.

fot. chooyutshing

Mam nadzieję, że w tym krótkim artykule udowodniłem, że w dzisiejszych czasach kładki dla pieszych to już nie tylko prymitywne obiekty drugiej kategorii, ale wyzwania dla architektów oraz konstruktorów. Z pewnością znalazłaby się niejedna osoba, która chciałaby się przejść takim mostem, jednak patrząc na polskie realia ciężko o taki wyjazd. Na szczęście sieć jest pełna interesujących filmików, a poniżej dla zainteresowanych zamieszczam jeden z nich:

Jest to mój pierwszy artykuł pisany dla Koła Naukowego, więc proszę o wyrozumiałość. Liczę na to, że z tygodnia na tydzień mój styl pisania wróci do poziomu chociaż maturalnego, a kolejne artykuły o kładkach zachęcą część osób do zainteresowania się tego typu obiektami. Wkrótce postaram się opisać dla Was kolejną kładkę, która wybiega poza utarte kanony estetyki.

Damian "Dexter" Fara

Chyba poszło mu całkiem nieźle? Swoje zdanie możecie zostawić w komentarzu poniżej do czego gorąco zachęcam:)

Baluarte Bridge – rekord na najwyższy most podwieszany pobity!

Mimo, że piękna pogoda na zewnątrz, Janek Wędzicha znalazł trochę czasu i napisał dla Was post o najwyższym obecnie moście podwieszonym na świecie. Zapraszam do lektury!

Do niedawna jeszcze tytuł najwyższego mostu podwieszonego na świecie należał do wiaduktu Millau (fr. Viaduct de Millau) nad doliną rzeki Tarn w południowej Francji. Jednak od stycznia roku pańskiego 2012 palma pierwszeństwa należy do mostu Baluarte w Meksyku.

fot. Fotrogafo Especial

Na pomoście znajduje się czteropasowa jezdnia o szerokości 20 m i długości 1124 m. Konstrukcja wsparta jest na wysokości 403 m ponad dnem rzeki Baluarte przez 12 filarów, z których 2 stanowią pylony. Każdy z pylonów o wymiarach przy podstawie 18x8.56 m rozszerza się aż do poziomu pomostu, by wesprzeć jego konstrukcje, a następnie ponownie zwęża się ku górze, aż do przekroju 8x4.10 m przy wierzchołku. Najwyższy z pylonów (P5) ma 169 m wysokości, natomiast najwyższy z filarów pośrednich (P9) mierzy 148 m. Most przecina wąwóz miedzy górami Sierra Madre z prześwitem pod pomostem równym 390 m. Jest to wysokość większa niż wieży Eiffla (324 m) oraz o 120 m większa od prześwitu wiaduktu w Millau (270 m). Centralne przęsło mostu ma długość 520 m, co czyni go najdłuższym przęsłem podwieszonym w Ameryce Północnej.

Budowa mostu rozpoczęła się 21 lutego 2008 roku. Prace były prowadzone przez konsorcjum składające się z TRADECO INFRAESTRUCTURA, IDINSA, ACEROS COREY AND VSL MÉXICO, które w 2007 roku wygrało przetarg zorganizowany przez meksykańskie Ministerstwo Transportu i Komunikacji. Całkowity koszt budowy przekroczył początkową ofertę wynoszącą 1.28 miliardów peso (118 milionów dolarów), a jego zwrot uzyskany będzie poprzez narzucenie opłat za przejazd.

Decyzja budowy mostu o konstrukcji podwieszonej została podjęta głównie dlatego, aby proces wznoszenia pomostu postępował symetrycznie od pylonów - metoda nawisowa. Dzięki zastosowaniu tej technologii nie trzeba było stosować rusztowania stałego, które zwiększyłoby koszty i znacznie opóźniło budowę. Cały proces wznoszenia mostu wymagał 1,5 tys. robotników i inżynierów, 12 tys. ton stali i 90 tys. kubików betonu. 447 tys. metrów sześciennych urobku kamiennego zostało wydobytego, aby wylać fundamenty.

Most Baluarte jest częścią projektu budowy autostrady łączącej Durango i Mazatlán poprzez skaliste góry Meksyku, o łącznej wartości 18 miliardów peso (1.44 miliardów dolarów). Ostatecznie koszty samego mostu wyniosły 2.18 miliardów peso (158.7 milionów dolarów). Trasa nowej autostrady zastąpi dotychczasową drogę, słynącą ze swojego niebezpieczeństwa, nazywaną lokalnie „Devil’s Backbone” (Diabelski Kościec:). Przebiega ona w tak trudnym terenie, że przy jej budowie używano mułów do transportu materiałów. Jest to zarazem jedyna przeprawa przez góry w promieniu 800 km. Nowa droga będzie składała się z 63 tuneli i 32 mostów z pośród których, aż 8 będzie miało wysokość ponad 300 metrów. Po jej ukończeniu przewidywany czas podróży pomiędzy Durango i Mazatlán skróci się o ponad 4 godziny!

Więcej informacji:

Jan Wędzicha