"SEMAFOR": podjęliśmy próbę przekazywania na łamach "Semafora" informacji i wiadomości, które mamy nadzieję zainteresują naszych czytelników; informacji których nie znajdziecie na łamach oficjalnych dzienników....

WOLNA DROGA: Choć poszukiwanie prostych rozwiązań jest osadzone głęboko w podświadomości, a nieskomplikowany obraz rzeczywistości jest wygodny, nie zmusza do choćby chwilowej zadumy, do uświadomienia prawdy o traconym wpływie na własne losy, na otaczający świat - od poszukiwania prawdy nikt nas nie zwolni.
 
Czwartek, 9 wrzesienia 2010 r.
Imieniny obchodzą: Aldona, Piotr, Sergiusz
 
Archiwum
Roczniki:  2001200220032004200520062007200820092010
Numery:    01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14
15 16 17 18
05 (535)   -  05 marca 2010
Wymiana słupów, to bardzo trudne zadanie techniczne
Wymiana słupów, to bardzo trudne zadanie techniczne
Powiedział „Wolnej Drodze” Edmund Budka, Prezes Zarządu spółki PROMOST WROCŁAW

Nadal trwają prace komisji dla określenia przyczyn powstania uszkodzeń w filarach podtrzymujących wrocławską estakadę. Dlatego na wstępie rozmowy pan Edmund Budka zastrzegł, że jest mu niezręcznie wypowiadać się na kwestie, które są przedmiotem tych badań, gdyż kieruje firmą, która sporządziła dokumentację konieczną do przeprowadzenia remontu wiaduktów znajdujących się w ciągu estakady.
W związku z tym uznał, że rozmowa musi się odbyć u niego w domu, bez dostępu do pomocy naukowych i biurowych, gdyż rzetelność zawodowa wymagałaby bardzo szerokiego opracowania, albo odmówienia odpowiedzi do czasu wyników m.in. ekspertyzy IBDiM.

Dlaczego zdecydowano się na wypełnienie betonem żeliwnych filarów pod wiaduktami znajdującymi się w ciągu Estakady Wrocławskiej?
W ramach prac przedprojektowych wykonano pomiary geometrii oraz grubości ścianek słupów żeliwnych oraz wykonano obliczenia statyczno - wytrzymałościowe i stwierdzono, że przedmiotowe słupy nie mogą przenosić obciążeń klasy k+2 przy prędkości 60 km/h. Na takie parametry techniczne zaprojektowana i zmodernizowana jest cała estakada na terenie miasta Wrocław. Na pozostałym odcinku dodatkowo obowiązuje prędkość 160 km/h. Należy tutaj nadmienić, że tzw. obciążenie eksploatacyjne (czyli rzeczywiste lokomotywy i składy wagonowe zarówno pasażerskie, jak i towarowe), w stosunku do obciążenia k+2, stanowi około 50%. Natomiast filary wiaduktów miały nośność ok. 85% potrzebnej nośności k+2. Tak, więc, aby linia kolejowa E30 miała nośność zgodną z przepisami i aktualnymi potrzebami, należało wzmocnić słupy filarów albo wymienić je na nowe żeliwne.
Wymiana słupów na nowe żeliwne byłaby bardzo trudna technicznie, ponieważ podczas wymiany należałoby podnosić konstrukcję przęseł, o co najmniej 8 cm. A przecież jest to konstrukcja ciągła trójprzęsłowa. Taka operacja byłaby możliwa po zdjęciu nawierzchni i przed wykonaniem hydroizolacji - stąd trudności organizacyjne i terminowe. Niezależnie od powyższego, takie rozwiązanie oznaczałoby wymianę historycznych słupów żeliwnych na nowe podobne (nie identyczne), których koszt byłby ok. dziesięciokrotnie większy. niż wzmocnienie istniejących historycznych słupów.

Czy metoda zwiększania wytrzymałości żeliwnych filarów betonem była już wcześniej stosowana w Polsce?
Nie posiadam pełnych informacji na temat wzmacniania słupów żeliwnych w Polsce. Natomiast zarówno słupy stalowe, jak i wiele innych elementów stalowych ściskanych – na przykład wnętrza stalowych dźwigarów mostów łukowych – były powszechnie wzmacniane. Oprócz artykułów naukowych z realizacji, o powszechności tej metody świadczą uregulowania w normie do projektowania konstrukcji zespolonych z grudnia 2008 r.

Kto i gdzie wymyślił tę metodę, i ją pierwszy zastosował?
Jeszcze nie wiem, kto i kiedy wymyślił tę metodę, jako pierwszy. Niemcy stosują ją od dość dawna. Najnowsze badania i relacje w Stahlbau są z listopada 2009 r. Australijczycy badali różne żeliwo z lat 1903/4 na słupy wiaduktów kolejowych z hut brytyjskich i prezentowali wyniki już w 2003 roku. Wartości wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na rozciąganie i moduły sprężystości były bardzo zbliżone do parametrów technicznych, które przyjęliśmy do projektowania, co potwierdza, że nośność przedmiotowych słupów była niewystarczająca oraz, że nadają się one do wzmocnienia projektowaną metodą.

Jeśli metoda była już stosowana, to, z jakim skutkiem?
W Niemczech stosowano tę metodę z wypełnieniem betonem C 25/30 i uzyskano wzmocnienie słupów na poziomie 25%. Wzmocniono ponad 300 słupów.

Czy gdzieś doszło do takiej sytuacji, jaka miała miejsce we Wrocławiu?
Nie posiadam informacji, aby gdziekolwiek po wypełnieniu słupów nastąpiły uszkodzenia tych słupów tak, jak we Wrocławiu.

Czy obowiązuje jakaś szczególna technologia wytwarzania betonu, który jest wstrzykiwany do filarów?
Zasadniczo beton stosuje się jako wylewany, w tym pompowany. Równocześnie beton mostowy nie może zawierać zbyt dużo wody. Wskaźnik w/c nie może być większy niż 0,50 (woda do cementu). Przy takich proporcjach, bez dodatków i domieszek, beton byłby o konsystencji wilgotnej, a nie np. plastycznej bądź płynnej, i dlatego byłby trudno urabialny. W szczególności wymagałby specjalnego sposobu zagęszczania. Dlatego w betonach do pomp oraz w betonach samozagęszczalnych zawsze stosuje się odpowiednie domieszki i dodatki chemiczne poprawiające urabialność.
W przypadku betonów i zapraw iniekcyjnych dochodzą dodatkowe wymagania pod względem technicznym i technologicznym. Muszą one być samozagęszczalne, niskoskurczowe, o odpowiednim czasie obróbki oraz właściwe dla stosowanego sprzętu iniekcyjnego. Szczególne istotny jest rodzaj pompy iniekcyjnej – zalecane membranowe, zamiast ślimakowych, bo w ślimakowych występuje tarcie, zaprawa się ogrzewa i zbyt szybko wiążąc czopuje wylot.
Betony i zaprawy iniekcyjne (zaprawy o uziarnieniu do 2 mm, betony o uziarnieniu ponad 2 mm) charakteryzują się odpowiednią urabialnością przy małej ilości wody, takiej, że po stwardnieniu cała woda jest wiązana chemicznie – wody niezwiązanej nie ma lub jest jej bardzo mało. Receptura na taki beton nie jest możliwa do opracowania bez stosownych badań.
Nie wiem, kto wykonywał iniekcję oraz doiniektowanie przedmiotowych słupów. Do dzisiaj generalny wykonawca tego nie wyjawił. Gdybym był niezależnym ekspertem, to mógłbym dokonać oceny wykonanych robót. Ponieważ obecnie jestem jedną ze stron, więc nie wypowiadam się na ten temat.

Czy istnieje obowiązek badania laboratoryjnego betonu przed wstrzyknięciem do filarów?
W przypadku betonu konstrukcyjnego istnieje taki obowiązek. Natomiast w przypadku materiału iniekcyjnego takiego obowiązku nie ma, przynajmniej ja nic o tym nie wiem. Jakość i parametry techniczne gwarantuje wytwórca materiału iniekcyjnego. Należy tylko zadbać o realizację zgodnie z technologią stosowania zawartą w Aprobacie Technicznej IBDiM, bądź w innych dokumencie dopuszczającym materiał do powszechnego stosowania w budownictwie mostowym. Informacje o warunkach realizacji iniekcji wykonawca ma obowiązek dokumentować w odpowiednich protokołach.

Czy beton można wstrzykiwać do wszystkich filarów - żeliwnych i stalowych?
Nie są mi znane przypadki filarów żeliwnych bądź stalowych, w których nie można byłoby wykonać iniekcji wypełniającej. Chyba, że byłyby one wcześniej zbyt uszkodzone. Zarówno w słupach żeliwnych, jak i stalowych, należy przy tym dochować stosownych warunków konstrukcyjnych. Na przykład słupy okrągłe są mniej wrażliwe na ciśnienie iniekcji oraz różnice temperatur niż słupy prostokątne, ale za to są bardziej wrażliwe na pęcznienie zaprawy oraz wodę w środku słupa, tylko podczas mrozów.

Czy można dokonać naprawy uszkodzonych filarów?
Tak, istnieje taka możliwość. Wystarczyłoby „zszyć żeliwo” wzdłuż pęknięcia - coś podobnego do spawania, ale to nie to samo. Jest firma z Gdańska, która w tym się specjalizuje, dając gwarancję na wykonanie. Taka naprawa jest bardzo droga – ok. 10 tys. zł za 1 mb, czyli ok. 30 tys. zł za słup. Może ok. 15 tys. zł po upustach ze względu na dużą ilość. Jednakże sama naprawa nie wystarczy. Słupy należy wzmocnić, bo ich nośność nie jest wystarczająca na obciążenie k=+2. Niestety, ale wykonawca, co zostało opisane w prasie, zmienił materiał doiniektujący z konstrukcyjnego – żywica epoksydowa sztywna – na materiał nie konstrukcyjny – żywica poliuretanowa). Z tego powodu nie ma żadnej gwarancji, że beton wypełniający słupy współpracuje z żeliwnym korpusem. Tym samym nie ma gwarancji nośności k=+2.

Czy istnieje dziś możliwość wykonania identycznych filarów?
Tak, można wykonać identyczne filary. Jednakże, to już nie byłyby te same filary, tylko byłyby takie same. Materiał, z którego należałoby je wykonać również byłby żeliwem, ale nie takim samym. Miałby inną strukturę oraz dużo wyższe parametry wytrzymałościowe, prawdopodobnie pozostałby jeszcze tylko problem odpowiedniej udarności. Niestety, ale wymiana starych słupów na nowe, takie same, wymagałaby podniesienia przęseł, o co najmniej 8 cm. Wymagałoby to rozebrania nawierzchni torowej wraz z podsypką i odtworzenia hydroizolacji na przęsłach na przegubach nad filarami. Pod względem czasowym oraz kosztowym byłaby to bardzo duża operacja. A efektem i tak byłyby filary inne niż oryginalne historyczne. I to jeszcze z oszukanego materiału, bo w czasach budowy przedmiotowych wiaduktów takie żeliwo nie występowało.

A jeśli Urząd Konserwatora Zabytków uprze się przy tym, aby uszkodzone filary zostały wymienione na identyczne?
Jesteśmy w stałym kontakcie z Miejskim Konserwatorem Zabytków, którego zdaniem, skoro nie będą to już oryginalne historyczne słupy żeliwne, to nie jest już taka istotna konstrukcja nowych słupów. Pod względem historycznym nowe słupy żeliwne mają podobną wartość, co słupy stalowe z okładziną imitującą słupy pierwotne, przy czym wymiana na nowe słupy stalowe jest stosunkowo prosta i możliwa do wykonania niemalże natychmiast.

Dokładną przyczynę spękania filarów ustalą eksperci. Ale czy Pan, jako specjalista, mógłby ocenić, co mogło być przyczyną uszkodzenia filarów?
Przyczyny uszkodzeń nie mogę podać w sposób autorytatywny – nie wypada mi. Ale pod rozwagę należałoby wziąć następujące fakty:
•    wszystkie słupy pękły przy temperaturze powietrza ok. -90C, bądź niższej,
•    z wszystkich pękniętych słupów podczas odwilży wyciekała woda, zazwyczaj kilka lub kilkanaście litrów,
•    obecnie we wszystkich pękniętych słupach, w górnej części, występuje pustka – w zdemontowanym słupie na prawie 1/3 wysokości słupa. Co mogło być w tej pustce przed wyciekiem wody przez szczelinę pęknięcia?
•    na 5 sprawdzonych, nie uszkodzonych słupów, wszystkie w górnej części były wypełnione betonem (wody więc tam raczej nie ma, a jeżeli jest, to w małej ilości w porach zaprawy),
•    pękły słupy iniektowane oraz doiniektowywane jako ostatnie,
•    pękły słupy tylko w jednym rzędzie, wszystkie iniektowane w tym samym dniu na jednym wiadukcie oraz w dniu następnym na innym wiadukcie,
•    na tym samym wiadukcie nie pękły słupy, które były iniektowane wcześniej.
Jaki więc był mechanizm powstania pęknięć? Jeżeli inny niż myślę, to bardzo bym się zdziwił. Oczywiście nie wykluczam innych towarzyszących negatywnych zjawisk towarzyszących, takich jak: pęcznienie zaprawy, pęcznienie poliuretanu, bezwładność cieplna (szybciej ochładza się żeliwo niż zaprawa w środku słupa – według eurokodu uwzględnia się różnicę 10K), różnica w rozszerzalności cieplnej betonu i żeliwa (według eurokodu pomijalna przy analizach termicznych). Te inne negatywne efekty towarzyszące sprawdziliśmy obliczeniowo. Ich wpływ na uszkodzenia, to coś, jak wpływ pryszcza na nosie na śmierć denata, który leży z dziurą w głowie po pistolecie. Przepraszam za makabryczną analogię, ale nie mam konceptu na coś mądrzejszego.

A może grudzień, to jednak nie najlepszy okres do stosowania tej metody, bo zawsze istnieje ryzyko spadku temperatury?
Traktuję to pytanie jako retoryczne, i to nie tylko w kontekście tego, co się stało, ale w ogóle w świetle tak zwanej sztuki budowlanej.

Jeden z uszkodzonych filarów został wysłany do Instytutu Badania Dróg i Mostów. Kto pokryje koszty ekspertyzy?
Pytanie jest bardzo ciekawe. Niestety myślę, że nie wypada mi na nie odpowiedzieć. Nie jest to na mój koszt.
Rozmawiał Zygmunt Sobolewski
fot. Z.Sobolewski/SolkolArt


  Komentarze 2
  Dodaj swój komentarz
~
Copyright "Wolna Droga"