mosty
mosty
B
Budowa mostu podwieszonego
u
d
o
w
a
m
o
s
t
u
p
o
d
w
i
e
s
z
o
n
e
g
o
p
przez Wisłę w Płocku
r
z
e
z
W
i
s
Å‚
Ä™
w
P
Å‚
o
c
k
u
Fot. 1. Rury osłonowe z wprowadzonym splotem referencyjnym
odstawowÄ… funkcjÄ… mostu jest przeprowadzenie ruchu
z jednego brzegu rzeki na drugi, w założeniu most jest
Pwięc tylko drogą. Ale gdyby funkcja komunikacyjna
była jedyną, którą budowniczowie biorą pod uwagę w pro-
jektowaniu i konstruowaniu mostów, nie byłoby dziś wielu
wspaniałych obiektów, których konstrukcje zachwycają na
całym świecie. Architekci i inżynierowie ogromny wysiłek
wkładają w stworzenie obiektów ciekawych, intrygujących
nietypowymi rozwiązaniami i zadziwiających pięknem. Wśród
mostów najszersze pole do popisu ludzkiej wyobraz
ni dajÄ…
właśnie mosty podwieszone i wiszące. Dzięki stosowanym
przy ich budowie rozwiązaniom możliwe jest konstruowanie
coraz dłuższych przęseł, umożliwiających przekraczanie coraz
szerszych przeszkód.
W Polsce największą rozpiętością przęsła może poszczycić
się most przez rzekę Wisłę w Płocku. Na całkowitą długość
Fot. 2. System Isotension
mostu  1200 m  składają się: most dojazdowy o długości
585 m oraz 615-metrowy most główny z wyżej wspomnianym
rekordowym przęsłem nurtowym o długości 375 m.
Część dojazdową zaprojektowano jako pięcioprzęsłową,
o konstrukcji zespolonej stalowo-betonowej. Most główny jest
natomiast w całości stalowy, o przekroju skrzynkowym. Po
raz pierwszy w Polsce zastosowano tu podwieszenie pomostu
w jednej, centralnej płaszczyz
nie, co wyróżnia most w Płocku
na tle powstałych w ostatnich latach obiektów i dodaje mu
lekkości i smukłości.
Montaż przęseł bocznych
Cztery boczne przęsła mostu głównego zostały zbudowane
na powierzchni terenu, bezpośrednio pod miejscami wbudo-
wania. Kolejne podnoszone elementy, każdy o masie blisko
600 ton (długość 54 m i szerokość 27 m), podciągane były
na linach do docelowego poziomu. Podnoszenie realizowane
Fot. 3. Podnoszenie bocznego przęsła
było za pomocą konstrukcji wsporczej z zainstalowanymi na
24 GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele 03/2006 (10)
mosty
mosty
Rys. 1. Schemat aparatury do przeprowadzania testów wodoszczelności
niej 4 siłownikami hydraulicznymi Freyssinet SL 230 (fot. 3). w linie wynosi od 47 do 84, lina o największej liczbie splotów
Ostatnim etapem montażu każdego przęsła było precyzyjne ma więc nośność ponad 23 MN, co sprawia, że płocki most
dopasowanie i przyspawanie go do fragmentów ustroju zbu- podwieszony jest na linach o największej nośności i masie
dowanych uprzednio na podporach. spośród wzniesionych w Polsce obiektów podwieszonych.
Podstawowymi elementami systemu podwieszenia sÄ…: splo-
Montaż przęsła nurtowego ty równoległe, zakotwienia oraz osłony zewnętrzne.
Po zakończeniu montażu przęseł bocznych wzniesione zo- Sploty są osłonięte dwuwarstwową rurą HDPE, od wewnątrz
stały dwa pylony w kształcie I o wysokości 64 m, kotwione w czarną, z zewnątrz  zielononiebieską. Kolorowe warstwy rur
pomoście, po czym możliwe było rozpoczęcie montażu przę- osłonowych przeszły pomyślnie szereg badań trwałości bar-
sła głównego. W tym przypadku najkorzystniejszą, zarówno wy, są odporne na utlenianie koloru wywołane działaniem
pod względem technicznym, jak i ekonomicznym, okazała promieni ultrafioletowych, a także na pękanie naprężeniowe.
się metoda wspornikowa (nawisowa). Metoda ta pozwoliła Osłony chronią sploty przed promieniowaniem UV oraz wil-
na uniknięcie budowy podpór tymczasowych w nurcie rzeki, gocią, jednocześnie zapewniając stabilność aerodynamiczną.
dzięki czemu nie została zakłócona spławność rzeki. Na zewnętrznej stronie rury osłonowej znajduje się specjalne
Pod pylonami zastosowane zostały łożyska soczewkowe  spiralne żebro, redukujące zjawisko drgań wiatrowo-deszczo-
jedno stałe i jedno jednokierunkowo przesuwne  o nośności wych. Podwójna linia śrubowa zaburza spływ wody wzdłuż
11 MN. Poprzez te łożyska przekazywane było całe obciążenie wanty, dzięki czemu skutecznie zapobiega utracie stabilno-
mostu wraz z ciężarem pylonów. ści, która może wystąpić na skutek działania wiatru i desz-
Do montażu przęsła nurtowego zastosowano, jak wcze- czu. Kształt użebrowania oraz skok linii śrubowej, która jest
śniej wspomniano, montaż wspornikowy. Segmenty o długości formowana na osłonie kabla, są wynikiem badań w tunelach
22,5 m, szerokości 27,0 m oraz masie 230 t powstawały w wy- aerodynamicznych laboratoriów wielu instytucji.
twórni oddalonej o ok. 3 km w dół rzeki, a następnie dostarczane Zastosowano podwieszenie systemu Freyssinet HD 2000,
były w miejsce wmontowania barką i podnoszone za pomocą a naciąg wykonano metodą Isotension, z wykorzystaniem lek-
lin zamontowanych w siłownikach (tych samych, które używane kich siłowników (ważących około 16 kg) i odpowiedniej apa-
były do podnoszenia segmentów bocznych). Po dopasowaniu ratury sterującej.
i regulacji położenia elementów podnoszonych do elementów System HD 2000 jest oparty na całkowitej niezależności
zamocowanych na podporach, konstrukcje łączone są przez każdego splotu, a więc umożliwia oddzielny montaż i naciąg,
spawanie, a następnie podwieszane do pylonu (oprócz dwóch oraz wymianę każdego splotu. Pojedynczy splot jest potrójnie
pierwszych segmentów). Cykl podnoszenia kolejnych segmen- zabezpieczony antykorozyjnie: przez galwanizację każdego
tów był ściśle powiązany z cyklem montażu want, jako że odby- z siedmiu drutów, wypełnienie przestrzeni wokół i wewnątrz
wały się one równolegle. Podnoszenie segmentu odbywało się splotu kompozycją woskową oraz otoczenie powłoką HDPE.
na przemian na lewym i prawym brzegu Wisły, co pozwoliło Wszystkie sploty przechodzą wnikliwą kontrolę jakości,
zachować ciągłość prac spawalniczych i montażu podwieszenia. zarówno podczas produkcji (m.in. badania wodoszczelno-
W ten sposób zainstalowano 16 segmentów, których połą- ści, przyczepności, wytrzymałości na uderzenia), jak również
czenie pośrodku Wisły nastąpiło w lutym 2005 r. przed zastosowaniem (badania wytrzymałości zmęczeniowej,
odporności na działanie promieni UV).
Opis podwieszenia Cechą charakterystyczną zastosowanych zakotwień systemu
Podwieszenie mostu w Płocku stanowi 56 lin, rozmieszczo- HD 2000 jest sposób ich połączenia z konstrukcją mostu  je-
nych parami, w odległości co 22,5 m. Długość tych lin wy- dyny kontakt odciągu z konstrukcją następuje poprzez płytę
nosi od 50 do 190 m. Każda z nich składa się z wiązki rów- oporową. Rozwiązanie to znacznie ułatwia instalację, ponie-
noległych splotów, każdy o nośności 279 kN. Liczba splotów waż tylko w tym jednym miejscu należy zachować wszelkie
GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele 03/2006 (10) 25
mosty
mosty
Rys. 2. Schemat badania wytrzymałości zmęczeniowej z zakotwieniami odchylonymi o 10 mrad
tolerancje wykonawcze, zminimalizowane jest więc ryzyko
błędu montażu.
Czynne zakotwienia lin mostu podwieszonego w PÅ‚ocku znaj-
dują się w pomoście (w pylonie zastosowano kotwienie bierne).
Badania wodoszczelności zakotwienia
Zakotwienia HD 2000 zapewniajÄ… ochronÄ™ przeciw-
korozyjną na nieosłoniętym końcu liny dzięki opaten-
towanej komorze uszczelniajÄ…co-prowadzÄ…cej. Specja-
listyczne badania wodoszczelności, opracowane przez
CIP (Francuską Międzyministerialną Komisję ds. Sprę-
Rys. 3. Wykres naprężeń zginających w obrębie zakotwienia
żania) wykazały całkowitą szczelność zakotwień syste-
mu HD 2000. Trwające sześć tygodni badanie polega na
umieszczeniu liny podwieszenia wraz z zakotwieniem
w urzÄ…dzeniu imitujÄ…cym naturalne warunki pracy liny (rys.
1), z jednoczesnym przyspieszeniem procesu starzenia; jest
ona poddawana zmiennemu obciążeniu osiowemu, zgina-
niu oraz wpływowi wody o amplitudzie temperatury wyno-
szÄ…cej 50°C. Wynik badania jest okreÅ›lany jako pozytywny,
jeżeli po zakończeniu badania w zakotwieniu nie ma śla-
dów wilgoci.
Badania wytrzymałości zmęczeniowej
System Freyssinet HD 2000 przeszedł pomyślnie szereg ba-
Rys. 4 Schemat zasady utrzymania obiektu
dań zmęczeniowych. Zgodne z obecnymi zaleceniami SETRA
(Service d Etudes Techniques des Routes et Autoroutes) ba- poddawane 2 mln cykli obciążenia o amplitudzie 300 MPa.
dania zmęczeniowe lin prowadzone są przy odchyleniu za-  Komora uszczelniająco-prowadząca
kotwień od osi o 10 mrad (rys. 2)  założenie to uwzględnia Zakotwienia HD 2000 zapewniają niezbędną wytrzymałość
możliwe niedokładności montażu i daje pełny obraz zachowa- na zmęczenie spowodowane zginaniem dzięki zastosowaniu
nia lin w czasie eksploatacji. komory uszczelniająco-prowadzącej, która umożliwia wyelimi-
Badania zmęczeniowe lin z zakotwieniami Freyssinet nowanie sił promieniowych; każdy splot jest wyprowadzany
HDE 2000, które zastosowano na moście w Płocku, wyka- z zakotwienia indywidualnie, za pomocą trąbek o odpowied-
zały, że po 2 mln cykli obciążenia o amplitudzie 200 MPa, niej krzywiz
nie, co umożliwia pełną kontrolę naprężeń; dzięki
zerwanie nastąpiło przy sile 15 220 kN, co stanowi 99% temu zakotwienie nie jest punktem newralgicznym  nie na-
nośności liny na zerwanie. Badania zostały przeprowadzo- stępuje znaczny skok naprężeń od zginania liny (rys. 3).
ne zgodnie z PTI. Tak dużą odporność systemu Freyssinet
HD 2000 zapewniają: Opis montażu podwieszenia
 Szczęki Sploty są dostarczane na budowę w bębnach ważących oko-
Niezbędna wytrzymałość na zmęczenie przy obciążeniu ło 2,5 t. Splot jest wprowadzany bezpośrednio w rurę osłono-
osiowym zapewniona jest dzięki szczękom Freyssinet, które wą (fot. 1), dzięki czemu nie ma potrzeby rozwijania splotów
dzięki stałemu zaciskowi na splocie eliminują ryzyko zuży- i przycinania ich na pomoście. Zastosowane urządzenia umoż-
cia cierno-korozyjnego. Prowadzone są regularne badania liwiają jednoczesne wciąganie dwóch splotów z prędkością
zmęczeniowe kotwienia pojedynczych splotów  są one 4 m/s. Ostatnim etapem jest naciągnięcie i zakotwienie splotu.
26 GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele 03/2006 (10)
mosty
mosty
Zastosowanie naciągu systemu Isotension umożliwia wyjąt- kabla. Pierścieniowy tłok, zbudowany z polietylenu wysokiej gę-
kowo szybkie i precyzyjne wykonanie podwieszenia - od mo- stości (HDPE), styka się z wewnętrzną powierzchnią rury prowa-
mentu przeprowadzenia pomiarów geodezyjnych montowane dzącej. Pomiędzy tłokiem i cylindrem umieszczona jest przepona,
były cztery liny w ciągu zaledwie czterech dni  a także ciągłe wypełniona olejem o lepkości dobranej tak, by uzyskać wymaga-
kontrolowanie sił w linach i wprowadzanego naciągu. ne tłumienie w zależności od charakterystyk kabla podwieszenia.
Istota metody Isotension polega na naciąganiu kolejnych splo- Tłumiki IED (Internal Elastomeric Damper  Wewnętrzny
tów jednej liny do siły istniejącej w splocie naciąganym jako Tłumik Elastomerowy) pracują poprzez odkształcenie specjal-
pierwszy. Jest to tzw. splot referencyjny (fot. 1), pomierzony nie opracowanego neoprenu. Materiał ten działa jak przepona
w wytwórni z dużą dokładnością, przy odpowiedniej temperaturze. w tłumikach IHD.
Siła w tym splocie zmniejsza się wskutek zbliżania się do
siebie zakotwień podczas procesu naciągu. Kolejne sploty na- 7. Monitoring mostu
ciąga się do siły wskazywanej przez czujnik umieszczony na Projektując i budując nowe podwieszone obiekty mostowe,
splocie referencyjnym. W wyniku takiego postępowania siły zakłada się okres eksploatacji przekraczający 100 lat, dlatego
we wszystkich splotach jednej liny sÄ… jednakowe. ogromnego znaczenia nabiera technologia budowy, zapewnia-
jąca wysoką odporność zmęczeniową i korozyjną konstrukcji,
Tłumienie drgań z możliwością prowadzenia przeglądów i robót utrzymanio-
Długość lin podwieszających zastosowanych na moście wych bez zakłócania ruchu na obiekcie. Zastosowanie zaawan-
w Płocku waha się w granicach 50 m - 190 m. Długość kabli sowanych technologii nie zwalnia jednak administratora od
osiąga poziom, przy którym zaleca się stosowanie tłumików prawidłowego utrzymywania obiektu, dzięki czemu osiągnięta
drgań. Układ olinowania mostu w Płocku zaprojektowano tak, zostaje zamierzona żywotność przy możliwie niskich kosztach
aby w razie potrzeby można było zastosować tłumiki, zarów- eksploatacyjnych. Zapewnienie prawidłowej pracy konstrukcji
no zewnętrzne, jak i wewnętrzne. przekłada się bezpośrednio na bezpieczeństwo użytkowników
Czynnikiem wpływającym w znacznym stopniu na zmę- obiektu. Należy więc odpowiednio wcześnie rozpocząć dzia-
czenie lin podwieszających są ich drgania, które w pewnych łania utrzymaniowe, aby w razie potrzeby rozpoznać elementy
warunkach mogą charakteryzować się dużymi amplitudami, konstrukcji wymagające szczególnej ochrony.
szczególnie, gdy są poddane regularnemu wzbudzaniu. Wy- Standardowe metody obliczeniowe sprawdzają się najlepiej
mieniane są dwa główne powody drgań: w konstrukcjach prostych, mało skomplikowanych, typowych,
 przemieszczenia konstrukcji w miejscu zakotwień pod dla których dokładnie znane są modele matematyczne działa-
wpływem ruchu pojazdów lub obciążenia wiatrem, nia obciążeń.
 bezpośredni wpływ wiatru na liny. W związku z tym należy wykorzystać inną metodę oceny pra-
Drgania te rzadko stwarzają zagrożenie konstrukcji, powo- cy konstrukcji. Jedną z metod szeroko stosowanych na świecie,
dują jednak dyskomfort użytkowników mostu. Ponieważ liny pozwalającą na ocenę właściwości i charakterystyk istniejących
podwieszające charakteryzują się niewielką zdolnością tłumie- konstrukcji, jest zastosowanie monitoringu. Celem tej meto-
nia drgań własnych, opracowano różnego rodzaju tłumiki we- dy jest zrozumienie mechanizmu i odpowiednio wczesne do-
wnętrzne i zewnętrzne, zmniejszające lub eliminujące drgania. strzeżenie ryzyka zniszczenia konstrukcji, a następnie przygoto-
Tłumiki wewnętrzne eliminują drgania o wszystkich amplitu- wanie projektu inspekcji, utrzymania i systemu monitorowania,
dach, zapobiegając w ten sposób zmęczeniu i niestabilności lin, które zapewnią trwałość i niezawodność działania konstrukcji
a dzięki ukryciu ich wewnątrz rury prowadzącej nie wpływają przy zachowaniu minimalnych kosztów. Dzięki stałej kontroli
na estetykę obiektu. Istnieją dwa rodzaje wewnętrznych tłumi- zachowania obiektu, administrator szybko wychwytuje wszelkie
ków: hydrauliczny oraz elastomerowy. Mają one kształt pierście- nieprawidłowości pracy konstrukcji oraz na bieżąco je korygu-
niowy i są umieszczane wokół lin podwieszających, wewnątrz je i naprawia  nie czekając, aż wystąpią poważne usterki czy
rury prowadzącej sztywno połączonej z konstrukcją. wręcz katastrofa. Poza oszczędnością pieniędzy, uzyskuje się
W przypadku mostu w Płocku zastosowano tłumiki we- w ten sposób oszczędność czasu (co ilustruje rys. 4) i tzw. kosz-
wnętrzne obu rodzajów: na czterech najdłuższych wantach tów społecznych, związanych z zamykaniem obiektu dla ruchu.
tłumiki hydrauliczne, na pozostałych  tłumiki elastomerowe.
Tłumiki IHD (Internal Hydraulic Damper  Wewnętrzny Tłumik mgr inż. Anna Ołdziejewska
Hydrauliczny) działają na zasadzie tarcia lepkościowego, podob- mgr inż. Andrzej Berger
autor
FREYSSINET Polska Sp. z o.o.
nie jak tłumik tłokowy. Metalowy cylinder zaciśnięty jest wokół
GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele 03/2006 (10) 27