Co to jest beton sprężony?

Jakie mosty zaplanowano na najbliższe lata?

Ostatnia dekada naszego stulecia prze­biegać będzie pod znakiem kilku wiel­kich budowli. W Danii zaczęto bu­dowę kombinowa­nego połączenia mostowo-tunelowego przez Wielki Bełt między wyspami Fionia i Zelandia, na której leży Kopenhaga. W 1993 r. po­winna być gotowa trasa kolejowa, a w 1996 r. autostrada, które połączą Ko­penhagę ze stałym lądem. Wschodnia część tego mostu będzie mostem wiszą­cym o około 1800 m rozpiętości. W Norwegii zostaną przerzucone przez fiordy wantowe mosty wiszące: most Hel-goland będzie miał rozpiętość przęsła 425 m, a most Skannsunde nawet 530 m. Francja buduje most nad ujściem Sekwa­ny o rozpiętości przęsła 856 m. Również w Szwecji planuje się wybudo­wanie lepszego połączenia ze stałym lą­dem. W 1993 r. rozpocznie się budowa trasy przez Sund, cieśninę morską mię­dzy Danią i Szwecją. Długi na 4 km most niski oraz siedmiokilometrowy most wy­soki będą dźwigać szlak kolejowy i auto­stradę. Od 1999 r. podróż z Kopenhagi do Malmó trwać będzie zaledwie pół go­dziny, a nie, jak dzisiaj, ponad półtorej. Przedmiotem dyskusji jest również most nad szeroką na 20 km cieśniną Fehmarnbelt, ?linia lotu ptaka” z Puttgarden do Rodby. Wprawdzie już w 1963 r. otwarto most Fehmarnsund o długości 963 m łą­czący wyspę ze stałym lądem, jednak by dojechać do Danii i Szwecji, trzeba się ciągle jeszcze przesiadać na prom. Inne wielkie projekty będą z pewnością reali­zowane dopiero w następnym tysiącle­ciu. W Hiszpanii i Maroku rozważa się projekty mostów wiszących nad Gibral­tarem. Filary musiałyby być wówczas osadzane na fundamentach, leżących na głębokości 300 m pod poziomem morza. Należałoby je również zabezpieczyć przed zderzeniami z wielkimi tankowcami i okrętami podwodnymi. Prawdopodob-niejsze jest zatem połączenie tunelowe. Opracowano już natomiast konkretne plany mostu nad Cieśniną Messyńską. Budowla o długości 3320 m połączy Sy­cylię z ?włoskim butem”. Realizacja konstrukcji o takich rozmiarach nastręcza jednak wiele nie rozwiązanych dotąd pro­blemów technicznych. Jedno wszakże jest pewne: koszty osiągną rekordową wielkość. Obecnie zakłada się, że wynio­są co najmniej 30 miliardów marek!

Jak buduje się dziś mosty betonowe?

System nawisowy dla mostu belkowego ze sprężonego betonu wypróbowany został w Niem­czech w 1950 r., kiedy to firma mo­nachijska Dyker-hoff & Widmann pod kierownictwem inży­niera naczelnego Ulricha Finsterwaldera budowała na rzece Lahn most Balduinstein o rozpiętości 62 m. Już w 1965 r. stosując ten system można było przerzucić przez Ren most Bendorfo długości 208 m! Do najpiękniejszych budowli z betonu sprężonego, powstałych w systemie na­wisowym zaliczamy wsparte na wysokich filarach mosty nad dolinami, jak choćby wysoki na 185 m most nad doliną Kocher na autostradzie Norymberga-Heilbronn. Budowanie takich mostów stwarza jed­nak najwyższe wymagania budowlano–techniczne. Najpierw stawia się filary. Potem budowa postępuje równocześnie z obu stron. Na pierwszym filarze montu­je się stabilną stalową, przesuwaną pod­łużnie konstrukcję montażową. Do tej konstrukcji podwieszone są specjalne, przesuwne urządzenia formujące. Tu for­muje się i spręża betonowe części mostu. Kiedy przęsło jest już nośne, forma jedzie do następnego odcinka, i tak most rośnie

kawałek po kawałku. Metoda ta daje naj­lepsze wyniki, gdy odległość między fila­rami wynosi nie więcej niż 40-50 m. W tej technologii buduje się obecnie (rok 1992) most przez Wisłę koło Torunia. Będzie on miał najdłuższe w Polsce betonowe przęsła, równe 130 m, przy całkowitej długości mostu 955,4 m. O wiele wygodniej niż na dużej wysoko­ści wytwarza się elementy z betonu sprę­żonego na stałym podłożu, na przykład w prowizorycznej fabryce na jednym z koń­ców mostu. Zazwyczaj w ciągu tygodnia powstaje odcinek o długości 20-30 m. Na podłożu z tworzyw sztucznych przesuwa się go ostrożnie wzdłuż mostu i osadza na przewidzianym miejscu, w czym pomagają stalowy ?dziób montażowy” i filary tymcza­sowe. Ta wypracowana przez inżyniera bu­dowlanego ze Stuttgartu Fritza Leonhardta metoda nasuwania podłużnego rozpo­wszechniona jest dziś na całym świecie. Nie zawsze most belkowy jest najle­pszym rozwiązaniem. Również dziś bu­duje się jeszcze od czasu do czasu mo­sty łukowe - na przykład zawsze wtedy, gdy zbocza dolin mają dobry grunt bu­dowlany, zdolny wytrzymać rozpór łuku. W bardzo niezwykły sposób wybudowa­no most Argentobel w Allgäu, który spina jednym 145-metrowym łukiem głęboki na 56 m wąwóz górski. Łuk składał się pier­wotnie z dwóch części. Te ?półłuki” zosta­ły zabetonowane na fundamentach po obu końcach mostu. Przy tym nie budo­wano ich bynajmniej ponad wąwozem w kierunku do środka, lecz prawie piono­wo do góry! Rusztowanie nie było po­trzebne. Zamiast niego wraz z postępem budowy wędrowało z dołu do góry ?de­skowanie ślizgowe”. Robotnicy napełniali je betonem przy pomocy żurawia. Pod koniec prac obie połowy łuku, przytrzy-

mywane przez grube liny stalowe, wzno­siły się w niebo na wysokość ponad 80 m! Dopiero teraz poluzowywano liny i po­woli opuszczano półłuki. Potężne łożyska przegubowe u stóp każdego łuku służyły przy tym jako punkty obrotu. Po czterech tygodniach koniec zwieńczył dzieło: po­łówki łuków spotkały się w swym ostate­cznym położeniu. Zostały trwale połączo­ne, wyeliminowano przeguby i na koniec umieszczono belki ze sprężonego beto­nu, dźwigające pomost i nawierzchnię.

Co to jest beton sprężony?

Drogie, a do tego zbędne po ukończeniu mostu rusztowania krążynowe były dla budowniczych bar­dzo uciążliwe. Pod koniec ubiegłego stulecia Joseph Melan z Brna skonstruował rusztowania ze stali, które były później zabetonowy-wane i służyły jako stal zbrojeniowa. Jed­nakże marzenie budowniczych o moście betonowym, wystawionym systemem nawisowym, zupełnie bez stosowania ru­sztowań, spełniło się dopiero dzięki wy­nalazkowi, który do budowy mostów za­stosował Francuz Eugene Freyssinet: dzięki betonowi sprężonemu. Pomysł jest w gruncie rzeczy prosty. Jeśli obciążymy belkę mostową z betonu, to początkowo wygnie się ona w niewielkim stopniu. Ale wkrótce na spodzie wystąpią tak wielkie naprężenia rozciągające, że belkę pokry­ją w tym miejscu rysy doprowadzające do jej złamania. Jeśli natomiast belka wyko­nana jest z żelbetu, to stalowe rusztowa­nie zanurzone w betonie przejmie w tym stadium siły rozciągające. Tworzeniu się rys można zapobiec jesz-

cze w inny sposób: wywieraną wzdłuż na betonową belkę ogromną siłą ściskającą, większą niż występująca pod obciąże­niem siła rozciągająca. W dolnej części belki, na którą działają duże siły rozciąga­jące wbetonowuje się kilka rur. Rury te zawierają liny ze stali o dużej wytrzyma­łości, które początkowo są luźno ułożone. Dopiero po stwardnieniu betonu robotni­cy naciągają je z pomocą pras hydrauli­cznych, a końcówki zakotwiają. W ten sposób w betonie powstaje ściskanie. Następnie rury napełnia się zaprawą ce­mentową, spajającą cięgna sprężające z betonem, a równocześnie chroniącą je przed niebezpieczną rdzą. Stosując tę te­chnikę można dziś budować mosty bar­dzo lekkie i wyglądające estetycznie. Bel­ka z betonu sprężonego jest bowiem cieńsza i lżejsza od belki z żelbetu o tej samej nośności.

Budowanie mostów z betonu sprężonego miało swój okres rozkwitu w Europie po II wojnie światowej. Najpierw odbudowywa­no wiele zniszczonych przepraw, nastę­pnie rosła sieć autostrad z tysiącami estakad. Podobnie jak kolej, bezkolizyjna trasa szybkiego ruchu wymaga nie tylko wielu małych mostów dla każdej drogi i każdego strumienia, lecz także potęż­nych wiaduktów nad szerokimi dolinami.