Nauka dla Społeczeństwa

15.04.2024
PL EN
27.03.2024 aktualizacja 27.03.2024

Ekspert WAT: zniszczenia podpory głównej nie jest w stanie przetrwać żaden most

Katastrofa Francis Scott Key Bridge. Baltimore, Maryland, USA, 26 marca 2024. EPA/JIM LO SCALZO Dostawca: PAP/EPA. Katastrofa Francis Scott Key Bridge. Baltimore, Maryland, USA, 26 marca 2024. EPA/JIM LO SCALZO Dostawca: PAP/EPA.

W Baltimore statek uderzył w podporę głównego przęsła mostu. Zniszczenia takiego punktu podparcia nie jest w stanie przetrwać żaden most, niezależnie od typu konstrukcji - skomentował dla PAP płk dr hab. inż. Ryszard Chmielewski z Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie.

Jak wyjaśnił ekspert, statek uderzył w podporę głównego przęsła mostu, tam gdzie była największa rozpiętość przęsła oraz skrajnia, czyli wysokość nad lustrem wody do przęsła i szerokość pomiędzy podporami - umożliwiająca, aby pod mostem mieściły się przepływające statki.

Francis Scott Key Bridge w Baltimore, zbudowany w latach 1972–1977, był najdłuższym mostem kratownicowym na świecie. Tego rodzaju mosty buduje się z dużymi zapasami bezpieczeństwa - zaznaczył ekspert z Wydziału Inżynierii Lądowej i Geodezji WAT.

Dodał, że takich mostów, ale o mniejszych rozpiętościach przęseł, jest w Polsce wiele i są to w większości stalowe przeprawy kolejowe. Zaletą mostów kratownicowych jest ich lekkość w porównaniu do betonu i niższe koszty budowy. Wadą natomiast niższa trwałość – stal ulega korozji i osłabieniu w wyniku zmęczenia materiału, co jest efektem cyklicznych przejazdów pojazdów poruszających się po obiekcie.

Fot. Infografika PAP

Mosty kratownicowe rozpoczęto budować w XIX w., gdy poszukiwano możliwości budowy przęseł o coraz większych rozpiętościach. Historycznie najpierw konstruowano mosty belkowe, potem sklepione łukowe, następnie kratownicowe; współcześnie rekordy rozpiętości należą do mostów wiszących i podwieszanych.

Ekspert WAT ocenił, że dążenie do wybudowania jak najdłuższego przęsła mostu tego typu, jak było w przypadku mostu w Baltimore, nie było inżynierską brawurą.

„Mosty projektuje się z dużymi zapasami bezpieczeństwa. Pierwszy most kratownicowy, Iron Bridge wybudowany w połowie XIX w. w Anglii, dalej funkcjonuje, choć obecnie odbywa się na nim tylko ruch pieszy. Ryzyko wprowadzania nowych rozwiązań zawsze jest weryfikowane na początku eksploatacji; to wówczas mogą wyjść na jaw błędy projektowe i wykonawcze. Most w Baltimore mógł być osłabiony, przykładowo poprzez zmęczenie materiału czy też korozję, jednak nie miało to znaczenia, gdy statek tej wielkości uderzył i zniszczył podporę przęsła głównego; takich sił nie przeniósłby żaden most, niezależnie od typu konstrukcji” - podkreślił naukowiec.

Zwrócił uwagę, że mosty zabezpiecza się przed uderzeniami stosując specjalne rozwiązania w postaci izbic czy też odbojów, które ograniczają statkom możliwość uderzenia w podpory, albo konstruując masywne podpory żelbetowe, o które jednostka może się co najwyżej otrzeć. Takie konstrukcje to również zabezpieczenie przed krą. W Polsce najdłuższą konstrukcją kratownicową są dźwigary stadionu w Poznaniu.

W Baltimore pod kratownicę przęsła głównego podwieszony był pomost, po którym poruszały się samochody. Gdy statek uderzył w podporę, wówczas zmienił się rozkład sił wewnętrznych i most złożył się jak domek z kart. Jednak główną przyczyną nie była jego długość, wynosząca 2,5 km.

"W mostach istotna jest rozpiętość przęsła, czyli odległość między podporami. Z reguły jedno przęsło mostu kratownicowego projektuje się na 130-140 m. Tutaj zostało zaprojektowane przęsło o rozpiętości 366 m i to właśnie to przęsło - w wyniku zniszczenia podpory, na której było oparte - zawaliło się jako pierwsze. Po zerwaniu i zawaleniu pierwszego przęsła w dalszej części mostu nastąpiła zmiana schematu obciążeń, co doprowadziło do tego, że sam ciężar przęseł pociągnął za sobą niszczenie kolejnych” – tłumaczył Ryszard Chmielewski.

Jak zaznaczył ekspert, mosty kratownicowe o bardzo dużej odległości między podporami są trudne do zaprojektowania i mniej opłacalne w porównaniu na przykład do mostów podwieszanych. Pracochłonne jest kształtowanie węzłów – w mostach tego typu zbiegają się w jednym punkcie pręty: krzyżulce, słupki i pasy. W dawniej wybudowanych mostach występują też miejsca słabe, gdzie zbierają się zanieczyszczenia i produkty korozji, dlatego obecnie stosuje się przekroje zamknięte, skrzynkowe. Most kolejowy Gdański w Warszawie – kratownicowy wybudowany w 1948 r. – przeszedł kilka lat temu wymianę konstrukcji przęsłowej właśnie m.in. ze względu na zbieranie się zanieczyszczeń i zniszczenie przez korozję pasów dolnych.

Naukowiec zaznaczył, że na Wiśle nie pływają jednostki tak duże, jak ta, która uczestniczyła w katastrofie w Baltimore.

Uznał też, że mimo wszystko przy projektowaniu mostów powinno unikać się umieszczania podpór mostów w głównym nurcie rzeki.

„Staramy się, żeby podpory znajdowały się z boku, poza głównym nurtem. Jednak nie zawsze można tego uniknąć. Most Siekierkowski w Warszawie ma dwa pylony w nurcie, między którymi swobodnie mogą przemieszczać się jednostki pływające. Również Most Świętokrzyski ma jeden, za to bardzo masywny pylon. Jeżeli podpora znajduje się w nurcie, to powinna być zabezpieczona odbojnicami, tak aby statek nie miał możliwości uderzenia w nią. Czasami takim zabezpieczeniem jest izbica – albo jako osobny element, albo jako ukośna część podpory” – podsumował naukowiec.

Dodał, że na katastrofę w Baltimore mogło złożyć się wiele elementów, ale czynnikiem sprawczym było uderzenie statku, a to, czy zawiodło zabezpieczenie podpór, czy też inne okoliczności - powinno być przedmiotem analiz.

We wtorek około godziny 1:30 czasu lokalnego kontenerowiec Dali, pływający pod banderą Singapuru, wbił się w pylon mostu Key nad ujściem rzeki Patapsco, gdy wypływał z portu w Baltimore (USA). W wyniku zderzenia runął cały wiszący odcinek mostu, z czego część zawaliła się na unieruchomiony statek. Sześć osób, które zaginęły w wyniku uderzenia statku w most, uznaje się za zmarłe.(PAP)

Karolina Duszczyk

kol/ bar/

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

Copyright © Fundacja PAP 2024