Wybrane aspekty bezpieczeństwa konstrukcji sprężonych kablami zewnętrznymi w świetle zaleceń „Biuletynu fib” nr 97

Pod względem konstrukcyjnym kable tego typu stanowią rozwinięcie opisanych powyżej systemów. Cięgno składa się z wiązki splotów typu monostrand (rys. 2). Każdy splot dostarczany na budowę już zabezpiecza się przed korozją indywidualną osłonką HDPE oraz wypełnieniem wolnych przestrzeni pomiędzy drutami i osłonką smarem lub woskiem. Teoretycznie możliwe jest nawet zastosowanie na drutach powłoki cynkowej, co nie jest jednak raczej praktykowane. Wiązka monostrandów umieszczona jest w zbiorczej rurze osłonowej HDPE, a wolną przestrzeń wypełnia się zaczynem cementowym. W ten sposób uzyskuje się kable o czterech (a nawet pięciu – po zastosowaniu splotów ocynkowanych) warstwach osłony antykorozyjnej: zbiorcza rura osłonowa, iniekt cementowy, indywidualne osłonki splotów, smar.

Kable mogą być wymienialne, możliwe są monitorowanie siły sprężającej oraz doprężenie. Uszkodzenie korozyjne pojedynczych elementów redukuje siłę w kablu, nie zwiększając naprężeń w pozostałych splotach cięgna. Brak możliwości wykonania iniekcji w warunkach zimowych przestaje być zagrożeniem dla trwałości kabla. Minimalne promienie krzywizny są dużo niższe, gdyż obowiązują zasady jak dla pojedynczych splotów, tj. 2-2,5 m. Możliwe jest więc konstruowanie dewiatorów o znacznie mniejszych rozmiarach.

Kable o konstrukcji opisanej powyżej zaczynają wyznaczać standard dla kabli zewnętrznych w krajach, w których w przeszłości zmagano się z ich awariami. Bez przeszkód mogłyby być stosowane również w Polsce, gdyż ma je w swojej ofercie każda z obecnych na rynku firm sprężalniczych.

Kable typu taśmowego

Są to kable, w których cięgna składają się z pakietów, każdy w liczbie od dwóch do czterech równolegle prowadzonych splotów (stąd nazwa rozwiązania, nawiązująca do kształtu pojedynczego pakietu). Sploty konstrukcyjnie są podobne do monostrandów: każdy umieszczony jest w indywidualnej osłonce, a wolne przestrzenie są wypełnione smarem. Dodatkowo każdy pakiet umieszcza się w zbiorczej osłonie HDPE (rys. 3).

Opcjonalnie możliwe jest zastosowanie splotów skompaktowanych, o polu przekroju poprzecznego 165 mm2 i wytrzymałości na rozciąganie 1820 MPa, których nośność jest o ok. 7% wyższa niż typowych splotów. Jest to system przygotowywany fabrycznie, operacje na budowie sprowadzają się do montażu i naciągu oraz zabezpieczenia zakotwień. Kable są wymienialne, umożliwiają doprężenie oraz kontrolę siły. Z uwagi na swoją konstrukcję, która nie wymaga wykonywania iniekcji, kable typu taśmowego znakomicie nadają się do zastosowań jako kable z trasami o dużych różnicach wysokości (sprężanie pionowe pylonów, doprężanie ustrojów nośnych do podpór, sprężanie wież siłowni wiatrowych). Reprezentują poziom ochrony PL2.

Kable zewnętrzne izolowane elektrycznie

Idea całkowitego odseparowania elementów kabla przewodzących elektryczność od sprężanej konstrukcji, jako metoda ochrony kabli przed szkodliwym wpływem prądów błądzących, narodziła się w Szwajcarii. Pierwotnie pomyślana dla kabli z przyczepnością w mostowych obiektach kolejowych na liniach zelektryfikowanych, w ostatnich latach została z sukcesem zaimplementowana także w kablach zewnętrznych. Rozwiązania konstrukcyjne firm sprężalniczych różnią się między sobą, idea pozostaje niezmienna: głowica kotwiąca ze szczękami oraz sploty nie stykają się bezpośrednio z płytą oporową ani innymi elementami kabla i sprężanej konstrukcji, lecz są od nich elektrycznie odizolowane (rys. 4).

W okresie użytkowania monitorowaniu podlega opór elektryczny kabla. Kable izolowane elektrycznie reprezentują najwyższy poziom ochrony antykorozyjnej PL3. Są też rozwiązaniem najdroższym. Sprawdzają się w inżynierii kolejowej, obiektach położonych w pobliżu zelektryfikowanych szlaków kolejowych oraz na terenach silnie zurbanizowanych, gdzie istnieje podwyższone ryzyko wystąpienia prądów błądzących.

Galeria