1

PRZEBUDOWA I WZMOCNIENIE ŻELBETOWEGO

MOSTU BELKOWEGO

Andrzej KULAWIK

ARCADIS Sp. z o.o. Warszawa, Biuro Infrastruktury Mostowej w Katowicach

1. ISTNIEJĄCY MOST

Droga krajowa nr 7 łącząca północny kraniec Polski z południowym jest obecnie
na kilku odcinkach przebudowywana do kategorii dwujezdniowej drogi ekspre-
sowej. W Beskidach jej szlak prowadzi dolinami rzek i potoków przecinając
usytuowane tam miejscowości. Jedną z takich miejscowości jest Lubień zlokali-
zowany w dolinie potoku Lubieńka. Trasa drogi ekspresowej omija miejscowość
po zboczu lokalnego wzniesienia pozostawiając wieś. Istniejąca „zakopianka”
przekracza potok Lubieńka mostem wybudowanym w pierwszej połowie ubie-
głego wieku. Jest to konstrukcja typowa dla budowanych w owym czasie mo-
stów.

Rys.1. Fotografia mostu przed przebudową wykonana w lipcu 2008

2

Rys. 2. Przekrój podłużny ustroju nośnego mostu

Jedno z jego dwóch przęseł rozpiętości około 16 m przekracza koryto po-

toku. Obydwa przęsła przekraczają teren rozlewającego się wodami powodzio-
wymi potoku. Ustrój nośny mostu jest żelbetową konstrukcją ciągłą rusztową. Z
filarem jest połączony żelbetowymi przegubami; na przyczółkach oparto go na
stalowych łożyskach stycznych.

Rys.3. Przekrój poprzeczny ustroju nośnego mostu

Przekrój poprzeczny mostu skonstruowano z czterech belek połączonych

płytą pomostu. W sposób charakterystyczny dla czasu budowy mostu belki
skrajne usytuowane na styku jezdni z wspornikami chodnikowymi, są wyższe od
belek środkowych usytuowanych pod jezdnią mostu.

Przed przystąpieniem do projektu przebudowy mostu wykonano ocenę je-

go stanu. Określono wytrzymałość betonu na ściskanie na podstawie pomiarów
sklerometrycznych i niszczących badań próbek rdzeniowych oraz wytrzymałość
na odrywanie metodą „pull-off”. Określono klasę betonu w belkach ustroju no-

3

śnego B30, w płycie pomostu B20 i podporach B25. Średnia wytrzymałość na
odrywanie betonu w nieuszkodzonych elementach mostu wynosi 2,4 MPa. Be-
ton w poszczególnych elementach konstrukcji mostu jest skarbonatyzowany do
głębokości 10 do 25 mm. Zawartość chlorków w spoiwie betonu pobranego z
elementów konstrukcji mostu wynosi od 0,02 do 1,06 %. Dopuszczalna zawar-
tość 0,4% jest przekroczona w zewnętrznych ściankach i pasach dolnych belek
skrajnych oraz we fragmencie przyczółka od strony Krakowa.

Rys.4. Nawierzchnia mostu przed przebudową

Wykonywane w czasie użytkowania mostu liczne nakładki spowodowały

przykrycie krawężników i w konsekwencji brak ochrony przed spływem wody z
powierzchni mostu na gzymsy wsporników chodnikowych. Stwierdzono uszko-
dzenia betonu na zewnętrznych i dolnych powierzchniach belek skrajnych. Na-
stąpiło odspojenie otuliny betonowej oraz częściowe odsłonięcie skorodowa-
nych strzemion i podłużnych prętów zbrojeniowych w pasach dolnych belek
skrajnych. Na odsłoniętych fragmentach prętów zbrojeniowych stwierdzono
obecność produktów korozji o grubości 2 do 3 mm. Stąd można wnioskować, że
grubość skorodowanej warstwy stali może wynosić 0,5 do 1,0 mm. Pozostałe
belki nie wykazują uszkodzeń i są w dobrym stanie.

Na powierzchniach poprzecznic oraz spodu płyty pomostu stwierdzono

drobne rysy i braki w otuleniu zbrojenia. Istotne dla pracy ustroju nośnego mo-
stu uszkodzenia wystąpiły w poprzecznicach skrajnych. Przyczółki i filar nie
wykazywały istotnych dla wytrzymałości uszkodzeń.

4

Mimo wymienionych uszkodzeń konstrukcji, na podstawie oględzin wy-

konywanych kilkakrotnie w przeciągu jednego miesiąca wakacyjnego (inten-
sywny ruch pojazdów, także ciężkich) można było stwierdzić, że konstrukcja
mostu bardzo dobrze wytrzymuje obciążenie. Dotyczy to zarówno wszystkich
elementów ustroju nośnego jak i podpór. Potwierdzeniem tej tezy jest brak rys w
najbardziej wytężonych częściach konstrukcji takich jak belki główne w środku
rozpiętości przęseł.

Analiza konstrukcji i nośności mostów budowanych w tym samym czasie,

co przedmiotowy most świadczy o konieczności wykonania wzmocnienia w celu
uzyskania nośności klasy B przy zachowaniu poziomu współczynników bezpie-
czeństwa wymaganych przez aktualnie obowiązujące normy.

Wykonano obliczenia światła mostu wg obecnie obowiązujących przepi-

sów. Wykazały, że światło istniejącego mostu spełnia wymagania obecnie obo-
wiązujących przepisów dla mostu w ciągu drogi krajowej.

2. PRZEBUDOWA MOSTU

Po wybudowaniu drogi ekspresowej odcinki obecnej drogi krajowej pozostaną
w użytkowaniu jako drogi o znaczeniu lokalnym. Równolegle do istniejącego
mostu funkcjonuje kładka dla pieszych widoczna na fotografii (rys. 4), dlatego
można było pozostawić przebudowany most bez chodników dla pieszych. Po-
nieważ beton płyty pomostu określono na klasę B20 a jej grubość wynosi 14 cm
należało wykonać nową płytę pomostu. Postanowiono wyburzyć istniejące
wsporniki chodnikowe, a nową płytę pomostu zlokalizować na poziomie belek
skrajnych. Istniejąca płytę wykorzystano jako deskowanie dla nowej płyty. Aby
grubość nowej płyty nie przekraczała obowiązującego minimum zastosowano
wypełnienie przestrzeni pomiędzy płytami blokami styropianu.

Zaprojektowano rozbiórkę konstrukcji i wyposażenia istniejącego ustroju

nośnego mostu do górnej powierzchni płyty pomostu przy całkowitym usunięciu
wsporników płyty pomostu.

Zaprojektowano naprawę istniejącej żelbetowej konstrukcji ustroju no-

śnego przez usunięcie części skorodowanych betonu i piaskowanie całej kon-
strukcji. Uzupełnienie usuniętego betonu i zabezpieczenie odsłoniętego zbroje-
nia przewidziano przy wykorzystaniu jednego z systemów napraw żelbetowych
konstrukcji mostowych, który posiada aprobatę techniczną IBDiM oraz malo-
wanie całej powierzchnię betonu zarówno istniejącej konstrukcji jak i nowych
części mostu.

5

Rys.5. Odsłonięta płyta pomostu

Rys.6. Przygotowanie do betonowania nowej płyty pomostu

Belki główne ustroju nośnego mostu wymagają wzmocnienia. Dotyczy to

przede wszystkim belek skrajnych, które należy wzmocnić w celu zapewnienia

6

przenoszenia wpływów zginania oraz wpływów ścinania. Belki wewnętrzne
należy wzmocnić na ścinanie nad filarem.

Zaprojektowano naklejenie taśm z włókien węglowych Sika Carbodur

M1214 na spodzie belek skrajnych. Przenoszenie zginania nad filarem zapewni
nowe zbrojenie belek z prętów o średnicy 28 mm nad belkami oraz zbrojenie
całej płyty pomostu wzdłuż belek prętami o średnicy 12 mm w rozstawie 150
mm górą i dołem.

Rys.7. Wzmocnienie na ścinanie

Zaprojektowano wzmocnienie belek ustroju nośnego w strefie nad filarem

przez ich poszerzenie na długości 7 m . W istniejącej płycie pomostu i w płycie
dolnej nad filarem wykonano otwory o średnicy 30 mm; w spodzie belek wyko-
nano bruzdy do spodu brojenia głównego. W tak przygotowane miejsca wpro-
wadzono nowe strzemiona z prętów o średnicy 12 mm. Podobne poszerzenie
zaprojektowano dla belek skrajnych w strefie nad przyczółkiem. Aby zapewnić
zespolenie nowego betonu ze starym wklejono do bocznych powierzchni belek
pręty o średnicy 12 mm w rozstawie 35 x 35 cm.

Nowa płyta pomostu ma grubość 18 cm z wykształconymi na krawę-

dziach wzdłuż mostu belkami gzymsowymi. Zaprojektowano przedłużenie płyty
pomostu ponad ściankami zaplecznymi przyczółków i wykształcenie na końcach

7

wsporników kapinosów zapewniających spływ wody na płyty przejściowe. Płyty
przejściowe mają długość 4,00 m.

LITERATURA

1. Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w
sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inży-
nierskie i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 63 poz. 735 z dnia 30 maja 2000 r.). The Ministry
of Transport and Sea Management decree from 30 May 2000 r. for technical conditions
for road engineering constructions and its location (Dz. U. Nr 63 pos. 735 from 30 May
2000 r.).Warszawa 3.08.2000.

RECONSTRUCTION AND STRENGTHENING

OF REINFORCED CONCRETE BEAM BRIDGE

Summary

Bridge on mountain stream Lubienka has superstructure in a form of 2-

span, 4-beam reinforced concrete grid. The bridge cross-section was shaped
typically for bridges constructed in the first half of the XX century. The outer
beams depth is bigger then the inner beams. Degradation of the structure was
caused by water running down the edge beams and next on the bridge beams.

The bridge strengthening was designed by increase of the inner beams

depth to the depth of the outer beams. The space between the existing deck slab
and the new slab was filled with polystyrene foam. The outer beams were
strengthen with carbon tapes applied on their bottom. Shearing strengthening
was made by bridge widening near pillar and abutments. As the result of the
reconstruction is a bridge of class B according to PN-85/S-10030 and durability
according to clause 1.3.3 defined in [1].