Rola betonu w budownictwie mostowym – perspektywy rozwojowe

Temat tego artykułu jest wbrew pozorom trudny i bardzo obszerny. Przewidywania dotyczące przyszłości są w każdej dziedzinie życia, nauki i techniki ryzykowne i oparte zwykle na ekstrapolacji tendencji, które mniej lub bardziej wyraźnie są zauważalne obecnie. Uwaga ta dotyczy więc także i przyszłych zastosowań betonu w mostownictwie. I tu ważne zastrzeżenie: niniejsze opracowanie oparte jest na całkowicie subiektywnych spostrzeżeniach autora i rzecz jasna obejmuje tylko niektóre aspekty perspektyw rozwojowych zastosowań betonu w budownictwie mostowym.

Obiekty mostowe to, jak dobrze wiadomo, fundamenty, podpory oraz przęsła. Te dwie pierwsze części wykonywane są niemal wyłącznie jako żelbetowe. Stalowe przęsła oparte są na takich właśnie fundamentach i podporach, ale często określamy takie obiekty mianem mostów stalowych, choć dotyczy to wyłącznie przęseł. Niniejsze opracowanie obejmuje wyłącznie rolę betonu w przęsłach mostowych: to stanowi świadomie wybrany zakres tego opracowania.

Podstawowe kierunki zastosowań betonu we współczesnym mostownictwie

Kierunki rozwoju mostownictwa na świecie i w Polsce są przedmiotem stosunkowo niedawnej (rok wydania – 2019) monografii [5]. Na tej podstawie przedstawione tu będą prognozy dotyczące dalszych, spodziewanych zastosowań betonu w tym dziale budownictwa. Dotyczą one tylko niektórych zagadnień, subiektywnie – zgodnie z zapowiedzią – wybranych przez autora.

O roli betonu we współczesnym mostownictwie można wnioskować, między innymi analizując obiekty rekordowe w skali świata pod względem rozpiętości przęsłowych i rodzaju konstrukcji oraz jej materiału – stali i betonu właśnie. Najczęściej budowane są konstrukcje belkowe. Warto zauważyć, że w ich zakresie „beton (dokładniej: beton sprężony) pokonał stal”. Rekordowym obiektem o przęsłach stalowych jest most Coste e Silva (Rio Niterói) w Brazylii, wybudowany w 1974 r. (47 lat temu!), którego najdłuższe przęsło ma 300 m. W 1998 r. wzniesiono w Norwegii most z betonu z przęsłem o rozpiętości 301 m [6], a więc dłuższym od wymienionego „rekordu stalowego” o metr. Jest to spektakularne osiągnięcie. Tak znaczna rozpiętość możliwa była do uzyskania przez zastosowanie betonu lekkiego klasy LC60 w środkowej części centralnego przęsła, podczas gdy całą pozostałą część przęseł wykonano z betonu klasy C65 o normalnej gęstości [6]. Miało to na celu zredukowanie ciężaru własnego konstrukcji, która w przypadku tak wielkich obiektów ma dominujące znaczenie. O przyszłości trudno jest odpowiedzialnie wyrokować, ale takie „mieszanie” różnych betonów może być szerzej stosowane i to z dobrym skutkiem technicznym i ekonomicznym. Są już tego nowsze przykłady. Warto spostrzec, że wysokość przęsła mostu Stolma jest zmienna parabolicznie od 3,5 m (w środku rozpiętości) do 15,0 m (nad podporami), grubość środników przekroju poprzecznego jest zmienna wzdłuż mostu – od 0,45 m do 1,0 m, czyli są one stosunkowo cienkie. Generalnie przekrój poprzeczny jest bardzo oszczędny.

Czy norweski rekord rozpiętości betonowego przęsła belkowego o przekroju skrzynkowym zostanie pobity? Nic obecnie na to nie wskazuje. I chyba nie ma nawet obecnie takiej potrzeby, skoro większe rozpiętości przęsłowe mostów betonowych mogą być ekonomicznie osiągane przy zastosowaniu innego rodzaju konstrukcji, na przykład podwieszonej. Nie można nie nadmienić, że w oficjalnych rankingach światowych najdłuższe przęsło „betonowe” należy od 2006 r. do chińskiego mostu Shibanpo. Słowo „betonowe” ujęto w cudzysłów, ponieważ główne przęsło tego obiektu, mające rozpiętość 330 m, jest konstrukcja hybrydową – jego centralna część o długości 108 m jest ze stali (rys. 1).

Galeria

Zobacz więcej