Utrzymanie i trwałość obiektów inżynierskich – jako główne wyznaczniki niezawodności infrastruktury komunikacyjnej

Niestety, często niewykonywanie lub odwlekanie w czasie prac zabezpieczających konstrukcję i innych czynności utrzymaniowych, w tym m.in. zabiegów antykorozyjnych bądź też prac rewitalizacyjnych, prowadzi do dalszej, często wzmożonej degradacji elementów, co w konsekwencji staje się przyczyną zaawansowanej destrukcji całej konstrukcji i tym samym konieczności jej rozbiórki i budowy nowego obiektu.

Utrzymanie obiektów mostowych jako wyznacznik ich trwałości i funkcjonalności

Nowy, spektakularny most cieszy nas wszystkich jako użytkowników. Należy mieć jednak na uwadze, że oprócz podstawowych parametrów technicznych oraz użytkowych, jakie musi on spełniać, ważna jest jego trwałość. Zależy ona od wielu cech, których zależność przedstawiona jest na rys. 1.

Z powyższego schematu można zaobserwować, że zaburzenie na każdym etapie jednej z tych cech powoduje niechybne obniżenie trwałości, co przekłada się nie tylko na ograniczenie możliwości użytkowych obiektu, ale także na aspekt ekonomiczny i ekologiczny. Konstrukcja mostu o zmniejszonej trwałości, wskutek na przykład niewłaściwej jakości jej wykonania bądź też zastosowania materiałów złej jakości, jest kosztowna w utrzymaniu, a w skrajnych przypadkach jej wzmocnienie lub przebudowa będzie generowała znaczne nakłady finansowe. Ponadto konieczność wykonywania z większą częstotliwością zabiegów utrzymaniowych, a w konsekwencji rozbiórka nietrwale skonstruowanego i niewłaściwie utrzymywanego obiektu, wiąże się z oczywistymi stratami dla środowiska naturalnego. Trwałość konstrukcji obiektów mostowych jest ściśle zatem powiązana z zasadami zrównoważonego rozwoju.

Postęp techniczny w budownictwie, jaki dokonuje się na przestrzeni ostatnich lat, dotyczy nie tylko powstawania nowych materiałów i technologii, ale też przede wszystkim rozwoju narzędzi cyfrowych w projektowaniu, wykonawstwie, utrzymaniu i zarządzaniu obiektami budowlanymi, w tym obiektami mostowymi. Jednocześnie obserwuje się systematyczne nasilanie negatywnych oddziaływań na mosty, takich jak: wzrost obciążeń, zwiększenie intensywności przejazdów ponadnormatywnych oraz zwiększenie zanieczyszczenia środowiska przejawiające się wzrostem jego agresywności w stosunku do konstrukcji mostowych. Na to nakłada się także naturalny proces starzenia się obiektów mostowych. Ochrona infrastruktury mostowej o ogromnej wartości ekonomicznej stanowi naczelne zadanie administracji drogowej i kolejowej [3, 4]. W obliczu ograniczonych funduszy na ten cel, pochodzących w znacznej mierze z budżetu państwa, ogromnej wagi nabiera właściwe wykorzystywanie środków, aby w jak największym możliwym stopniu powstrzymać degradację obiektów mostowych oraz zwiększyć ich trwałość. To wiąże się w sposób bezpośredni z odpowiednim zarządzaniem.

Brak sprawnego i jednolitego w skali kraju systemu przetwarzania danych o drogowych obiektach mostowych wymusił powstanie dwóch systemów – Systemu Gospodarki Mostowej (SGM) oraz Systemu Zarządzania Mostami Kolejowymi (SMOK), jako praktycznych narzędzi wspomagających decyzje dotyczące rozdziału środków finansowych na utrzymanie, remonty i odnowy istniejących drogowych oraz kolejowych obiektów mostowych na podstawie danych ewidencyjnych o konstrukcjach i ich stanie technicznym.

Obserwując jednak dynamiczny rozwój innowacyjnych rozwiązań cyfrowych w różnych branżach gospodarki [5], w tym również w budownictwie infrastrukturalnym (w zakresie procesów projektowania, realizacji, zarządzania i inspekcji obiektów), można z pewnością stwierdzić, że kolejnym etapem rozwoju zarządzania infrastrukturą komunikacyjną (drogową, kolejową i lotniczą) będzie stopniowe wprowadzanie do powszechnego stosowania technologii BIM (ang. Building Information Modeling) wraz z rozwojem sposobów gromadzenia i przetwarzania różnych baz danych do tego celu niezbędnych. Na rys. 2 pokazano ogólny schemat obiegu informacji o obiekcie w tradycyjnym procesie inwestycyjnym oraz schemat przekazywania danych w przypadku realizacji założeń technologii BIM.

Właściwa dbałość o uwzględnienie zagadnień związanych z trwałością przyczynia się do realizacji obiektów pozwalających na ich długą, bezpieczną eksploatację (bez częstych remontów) z korzyścią dla użytkowników, ale też przy niskich kosztach utrzymania. Ponadto właściwa analiza czynników mających wpływ na trwałość umożliwia chociażby częściową eliminację błędnych rozwiązań materiałowych lub konstrukcyjnych [6, 7]. Pozytywne przykłady elementów zapewniających trwałość zarówno pod względem konstrukcyjnym, jak i materiałowym przedstawiono na fot. 6 i 7.

Właściwe docenienie problematyki trwałości mostów jest niezwykle istotne pod względem technicznym [8], ale, co również ważne, pod względem właściwości użytkowych, bezpieczeństwa, estetyki i zasad ekonomiki i w pełni wpisuje się w obecne tendencje na temat ochrony środowiska naturalnego i niskoemisyjności w budownictwie.

Ponadto właściwa analiza czynników mających wpływ na trwałość umożliwia chociażby częściową eliminację błędnych rozwiązań materiałowych lub konstrukcyjnych już na etapie projektowania obiektu mostowego [9].

Piśmiennictwo

1. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (Dz.U. 2020, poz. 1333, z późn. zm.).
2. Biliszczuk J., Mistewicz M.: Wytyczne oceny stanu technicznego drogowych obiektów inżynierskich WR-M-81. Wzorce i standardy rekomendowane przez Ministra właściwego ds. transportu. Warszawa 2021.
3. Łęgosz A., Wysokowski A.: System Gospodarki Mostowej jako praktyczne narzędzie wspomagające zarządzanie mostami – stan aktualny. XI Zjazd Drogowców Miejskich, Lublin 1997.
4. Szadkowski K.: Wybrane zagadnienia utrzymania kolejowych obiektów inżynieryjnych w PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. „Technika Transportu Szynowego”, 10/2009, s. 58-66.
5. Salamak M.: BIM w cyklu życia mostów. Warszawa 2021.
6. Bień J.: Uszkodzenia i diagnostyka obiektów mostowych. Warszawa 2010.
7. Flaga K.: Estetyka konstrukcji mostowych. Kraków 2005.
8. Radomski W.: Katastrofy mostów, historia i teraźniejszość. Wrocław 2021.
9. Wysokowski A.: Trwałość mostów stalowych. Warszawa 2022.

prof. dr hab. inż. Adam Wysokowski
Uniwersytet Zielonogórski

Galeria

Zobacz więcej