1. Sformułowanie problemu projektowego.

   1. Idea i podstawy prawne.

Aby pokonać naturalną przeszkodę w komunikacji lądowej jaką jest ciek wodny powszechnie stosuję się budowę obiektów mostowych, umożliwiających sprawny ruch pomiędzy brzegami. Mosty drogowe należy budować wszędzie tam, gdzie wytyczona trasa drogi przecina ciek wodny. W przypadku dużych miast buduję się dodatkowe obiekty ponieważ przepustowość już istniejących jest niewystarczająca. Na podstawie ROZPORZĄDZENIA MINISTRA TRANSPORTU I GOSPODARKI MORSKIEJ z dnia 30 maja 2000 r. możemy dokładniej określić wymagania stawiane przy budowie obiektów mostowych.

1. Dlaczego budować?

Mosty stanowią najprostsze rozwiązanie problemu komunikacyjnego wynikającego z bariery jaką stanowi rzeka, kanał itp. Duża liczba obiektów i ich stosunkowo jak największa częstotliwość występowania ułatwiają swobodne przemieszczanie się ludzi oraz transport niezbędnych towarów.

1. Projektowani i lokalizacja.

Projektowanie mostu należy wykonywać równocześnie z projektowaniem trasy komunikacyjnej. Usytuowanie i rodzaj obiektu zależy głównie od cieku wodnego nad którym ma przebiegać. Należy uwzględnić przede wszystkim szerokość, nurt, głębokość koryta. Ważne jest, aby ciek w tym miejscu był stosunkowo prosty. Należy także wziąć pod uwagę wystąpienie ewentualnej żeglugi, powstanie zatorów lodowych lub gromadzenie się rumowiska. Lokalizacja zależy także od warunków geologicznych

Oś mostu i jego usytuowanie powinny być dostosowane w szczególności do czynników komunikacyjnych i ukształtowania terenu w rejonie mostu oraz czynników wodnych, regulacyjnych i eksploatacyjnych cieku na odcinku przyległym do mostu.

Usytuowanie mostu i trasy dojazdowej nie powinno spowodować istotnych zmian koryta cieku oraz warunków przepływu wód, jeśli nie wynika to z konieczności regulacji koryta cieku.

2. Zgromadzenie i klasyfikacja informacji dotyczących problemu projektowego.

Mosty dzielimy:

• Ze względu na drogę poprowadzoną na moście:

  • Drogowe

  • Kolejowe

  • Dla ruchu pieszego

• Ze względu na typ konstrukcji nośnej

  • Belkowy

  • Łukowy

  • Ramowy

  • Rozporowy

  • Płytowy

  • Wiszący

• Ze względu na rodzaj przęseł

  • Stałe (przęsła nie zmieniają swojego położenia)

  • Ruchome, których przęsła można obracać dookoła osi pionowej lub poziomej, podnoście lub przetaczać

Konstrukcje belkowe

Most o dźwigarach w postaci belek, płyt lub Kratownic przekazujących obciążenia na podpory wyłącznie w postaci pionowych nacisków. Ze względu na pracę dźwigarów rozróżnia się mosty wielopodporowe, wspornikowe i ciągłe.

W mostach liczy się nie długość całej konstrukcji, lecz najdłuższego przęsła. Tylko ona ma znaczenie i decyduje, które mosty biją rekordy. Istnieje wiele typów mostów, generalnie jednak można je podzielić na kilka podstawowych klas. Przede wszystkim są mosty belkowe, w których na wykonanej z żelbetu lub stali belce opiera się pomost, a całość jest podtrzymywana licznymi filarami. Mają one wiele krótkich przęseł i są dość proste w budowie. Co ciekawe, to właśnie konstrukcje belkowe umożliwiają najdłuższe przeprawy.

Stalowy most belkowy nad Jeziorem Shkoderskim (Czarnogóra)

Konstrukcje łukowe

Most o konstrukcji w kształcie łuku, należący do grupy mostów rozporowych. Stosowany przy znacznych rozpiętościach przęseł. Konstrukcje te dzielą się na sprężyste, gibkie i tarczowe.

Jednymi z najstarszych stosowanych typów konstrukcji są konstrukcje łukowe. Niektóre z tego typu konstrukcji wzniesionych w starożytności stoją po dzień dzisiejszy. Łuki dają spore możliwości kształtowania, a są zarazem atrakcyjne w formie. Rozmieszczenie w przestrzeni łuku (odchylenia od poziomu i pionu) oraz wyniosłość powodują, że struktury te nabierają indywidualnego charakteru. Z tego też powodu duża część charakterystycznych mostów jest właśnie obiektami łukowymi.

Łuki zamiast przenosić siły prosto w dół, przekazują je po krzywej na podpory. Krzywizna łuku podobna jest kształtem do trajektorii naprężeń ściskających w belce swobodnie podpartej. Takie ukształtowanie powoduje, że w łuku przeważają siły ściskające. W przeciwieństwie do konstrukcji belkowych czy kratowych struktury łukowe mają zblokowane przesuwy w płaszczyźnie poziomej. Wynika to z faktu pojawiania się sił poziomych od obiciążenia pionowego, co jest cechą charakterystyczną dla konstrukcji łukowych.

W Japonii wybudowano kilka interesujących mostów typu łukowego z jazdą górą z których most Togatami charakteryzuje się rozpiętością 190m opartą na dwuprzegubowym łuku w układzie kratownicy Warrena i ze sztywnym pomostem stalowym.

Konstrukcje ramowe

Most żelbetowy lub stalowy, którego przęsła i podpory w postaci smukłych słupów stanowią monolityczną konstrukcję.

Ustrój ciągły trójprzęsłowy posadowiony pośrednio na palach żelbetowych. Długość całkowita obiektu 74,40m, szerokość całkowita 13,80m. Ustrój ramowy posadowiony pośrednio na palach żelbetowych fi 120cm. Długość całkowita obiektu 21,75m, szerokość całkowita 6,7m.

Konstrukcje rozporowe

Mosty rozporowe przenoszą obciążenia poprzez łuk przęsła na podłoże, na którym oparte są oba końce łuku. Nowoczesne mosty rozporowe mają często lekką, otwartą konstrukcję.

Most rozporowy jest to most, którego dźwigary wykonane są w postaci konstrukcji zastrzałowej, ramowej lub wiszącej.

Wybudowany w miejscu dawnego drewnianego w 1901 r. most rozporowy na Izerze zaliczyć należy do jednych z pionierskich rozwiązań budownictwa drogowego z użyciem żelbetonu na terenach Dolnego Śląska i zakwalifikować jako jeden z wyjątkowych zabytków techniki.

Konstrukcje płytowe

Grubości konstrukcyjne płyt sprężonych zmieniają się od 1/12 do 1/55 rozpiętości w zależności od rodzaju statycznego przęsła, wielkości obciążenia oraz wytrzymałości materiały, a żelbetowe od 1/7 do 1/35 rozpiętości.

Płyty mogą być wolnopodparte (o przekroju na długości : stałym, daszkowym oraz parabolicznym), wspornikowe o stałej grubości oraz ciągłe (nieprzesuwne, przesuwne). W przęsłach ukośnych grubości płyt odnoszą się do tzw. Rozpiętości zastępczej mierzonej w kierunku działania maksymalnych momentów głównych na części środkowej przęsła.

Konstrukcje wiszące

Mosty wiszące są najlepsze przy bardzo dużych rozpiętościach. Most zawieszony jest na linach ,taśmach lub łańcuchach rozpiętych między wieżami. Liny zakotwiczone są w nabrzeżach, aby przekazać nań obciążenie mostu. W starych mostach wiszących zamiast lin stosowano czasem łańcuchy.

Ten typ konstrukcji mostowej został wynaleziony w XIX w., natomiast mosty wiszące o prostej konstrukcji, w których nie stosowano pylonów, a przęsła są zawieszone bezpośrednio na linach, były stosowane od dawna w rejonach górskich.

Trzyprzęsłowy most Akashi-Kaikyo jest częścią drogi łączącej miasto Kobe na wyspie Honsiu z miastem Naruto na wyspie Shikoku. Został otwarty dla ruchu drogowego 5 kwietnia 1998r. łącząc miasta Maiko na Shikoku na północy i Matsuho na wyspie Awaji na południu. Na każdym końcu mostu wybudowano krótki wiadukt z żelbetu. Pierwotny projekt mostu kolejowo – drogowego z lat 70-ch został w 1986 r. zmieniony na projekt mostu wyłącznie dla ruchu samochodowego. Wybudowano 6 pasm jezdni (3+3) dla pojazdów z ograniczeniem prędkości do 100km/godz. Pod jezdnią, w konstrukcji kratownicy mieszczą się m.in.: urządzenia do transportu wody, gazu, energii elektrycznej oraz pomosty robocze dla prac konserwacyjnych. Most pomalowano trwałą farbą fluoropolimerową w kolorze jasno- zielonkawo- szarym. Dla mostu zaprojektowano unikalny system oświetlenia składający się z ponad tysiąca jednostek świetlnych przytwierdzonych do głównych kabli, emitujących światło w kolorze czerwonym, niebieskim lub zielonym.
Badania model mostu w skali 1:100 w tunelu aerodynamicznym przy prędkości wiatru 80 m/sek oraz jego odpornośći przy symulowanym trzęsieniu ziemi (w skali Richtera 8,5) wpłynęły na rodzaj i przekroje zastosowanych kabli stalowych. Przyjęto średnicę pojedyńczego kabla 1,122m, który wykonano ze skrętu 290 lin. Poszczególne liny wykonano ze skrętu 127 strun o średnicy 5,23mm.

Dane techniczne mostu:
Typ - wiszący na dwóch kablach (3 przęsłowy)
Długość całkowita - 3911 m (960m+1991m+960m)
Szerokość mostu - 35,5 m
Ilość pasm jezdni - 6 (3+3)
Wysokość stalowych filarów - 283 m oraz 297 m (od poz. morza)
Wysokość stalowej kratownicy mostu - 14 m

Konstrukcje stałe i ruchome

W zależności od rodzaju przęseł mosty dzieli się na stałe, których przęsła nie zmieniają swojego położenia, oraz ruchome, których przęsła można obracać dookoła osi poziomej (mosty klapowe) lub pionowej (mosty obrotowe), podnosić (mosty podnoszone), przetaczać (mosty przetaczane) itp.

4. Określenie wymagań stawianych rozwiązaniu problemu projektowego i kryteria oceny wynikające z nich.

Czynniki, które należy brać pod uwagę przy projektowaniu:

• miejsce usytuowania obiektu (miasto, obszar o dużym znaczeniu turystycznym czy kulturowym lub teren przemysłowy);

• rodzaj przeszkody i wynikającą stąd wysokość dyspozycyjną dla umiejscowienia kon­strukcji przęsła (jest ważne czy mamy praktycznie nieograniczoną wysokość dyspo­zycyjną, czy musimy dążyć do jej minimalizacji);

• warunki eksploatacji (szerokość obiektu oraz możliwość korzystania przez osoby niepełnosprawne);

• wymagania wobec architektury obiektu (obiekt powinien charakteryzować się wysokimi walorami architektonicznymi);

• dostępne możliwości realizacji (technologie używane obecnie do konstruowania i budowy mostów);

• koszt obiektu (możliwie najniższy, aczkolwiek nie kosztem estetyki i jakości wykonania obiektu);

• badanie opinii wśród pobliskiej ludności (należy przeprowadzić rozeznanie wśród okolicznych mieszkańców, dotyczące ich opinii i stosunku do powstającej inwestycji);

• dokumentacja projektowa (obowiązkowy komplet dokumentów i upoważnień dot. budowy);

• zgoda na wycięcie lasu (w razie takiej potrzeby należy mieć na uwadze przyszłe skutki takiego posunięcia wobec środowiska naturalnego);

• odpowiednio wykwalifikowana kadra (wykonanie powierzamy renomowanej firmie z wieloletnim doświadczeniem i praktyką, aby zapobiec stratom lub wypadkom);

• terminowość robót (należy dopilnować, aby prace przebiegały zgodnie z ustalonym w projekcie harmonogramem, bez opóźnień);

• koordynacja robót (prace powinny przebiegać płynnie i sprawnie, bez niepotrzebnych przestojów);

• formalności prawne (należy dopilnować, by prace przebiegały zgodnie z prawem i przepisami).