VII Ogólnopolska Konferencja Mostowców Konstrukcja i Wyposażenie Mostów

Transkrypt

1 VII Ogólnopolska Konferencja Mostowców Konstrukcja i Wyposażenie Mostów Wisła, maja 2015 r. Rafał BRZÓZKA 1 Danuta NIEMIEC 2 Jerzy BROŚ 3 TECHNOLOGIA DEMONTAŻU PRZĘSŁA NURTOWEGO MOSTU POZNAŃSKIEGO WE WROCŁAWIU PRZY UŻYCIU BARKI RZECZNEJ Referat przedstawia opis technologii demontażu przęsła nurtowego polegającej na wysunięciu przęsła na ląd przy użyciu barki rzecznej oraz toru zsuwowego usytuowanego za przyczółkiem. W opracowaniu przedstawiono uwarunkowania, które wpłynęły na wybór koncepcji demontażu przęsła, sposób stabilizacji podpory pływającej oraz przebieg operacji demontażu. 1. Rys historyczny oraz ogólna charakterystyka obiektu Most Poznański zlokalizowany jest we Wrocławiu w ciągu linii kolejowej nr 271 Wrocław Poznań (E59) i stanowi przeprawę przez koryto rzeki Odry (około 90m) oraz jej teren zalewowy (około 370m). Każdy z dwóch torów ułożony jest na niezależnych od siebie konstrukcjach, stanowiących oddzielne obiekty inżynierskie. Rys. 1. Most Poznański w latach [1]. Most Poznański powstał w latach jako jednotorowy w zakresie toru nr 2 (rys. 1) i był w późniejszym czasie kilkukrotnie przebudowywany. Wygląd obiektu przed ostatnią przebudową wynikał z odbudowy po zniszczeniach wojennych przeprowadzonej w latach Każdy z dwóch obiektów posiada 31 podpór - 2 przyczółki, 2 filary nurtowe, filary masywne oraz filary wahaczowe (tylko w zakresie toru 1). W części zalewowej występują przęsła żelbetowe, natomiast w części nurtowej przęsła stalowe kratownicowe. Przed przystąpieniem do przebudowy, w torze nr 1 (tor wschodni) występowały dwa stalowe spawano-nitowane kratownice z jazdą dołem o kształcie parabolicznym oraz rozpiętości 61,8m i 67,5m. 1 Przedsiębiorstwo Usług Technicznych Intercor Sp. z o.o. 2 Przedsiębiorstwo Usług Technicznych Intercor Sp. z o.o. 3 Biuro Projektowo Konsultingowe BPK Mosty S.C. 341

2 Rys. 2. Most Poznański w latach przedwojennych [2]. Konstrukcje te zastąpiły przedwojenną dwuprzęsłową ciągłą konstrukcję stalową, która w wyniku działań wojennych uległa uszkodzeniu (rys. 2), i pochodzą najprawdopodobniej z roku W torze nr 2 (tor zachodni) nad korytem rzeki znajdowały się trzy stalowe przęsła kratownicowe. Przęsło pierwsze rozpiętości 61,8m (identyczne jak w torze nr 1) oraz dwa przęsła rozpiętości 32,67m o konstrukcji kratownicowej nitowanej. Rys. 3. Przęsła nurtowe Mostu Poznańskiego przed przystąpieniem do przebudowy (widok na tor nr 2). 2. Demontaż przęseł kratowych rozpiętości 32,67m w torze nr 2 Prace związane z demontażem dwóch mniejszych przęseł kratowych w torze nr 2 wykonano z poziomu terenu przy użyciu dźwigu hydraulicznego na podwoziu samochodowym. W celu wykonania operacji demontażu tychże przęseł, w strefie koryta rzeki wbito ścianki szczelne i wykonano sztuczny półwysep. Na odpowiednio przygotowanym podłożu ustawiono żuraw drogowy o udźwigu 250Mg, którego nośność na wymaganym ramieniu była dostateczna dla podniesienia konstrukcji kratowej o masie 81,0Mg. Operacja demontażu została przeprowadzona w 2 fazach, 342

3 oddzielnie dla każdej z kratownic, z jednym przestawieniem żurawia drogowego. Po demontażu i ułożeniu przęseł na lądzie, zostały one pocięte na mniejsze elementy i odwiezione celem utylizacji. 3. Koncepcje demontażu przęsła kratowego o rozpiętości 61,80m w torze nr 2 W początkowym etapie prac nad projektem technologicznym demontażu konstrukcji przęsła nurtowego nr1 w torze nr 2 rozważano kilka koncepcji. Wszystkie z rozpatrywanych wówczas wariantów musiały spełniać kilka podstawowych założeń. Do najważniejszych należały uwarunkowania związane z prowadzoną jednocześnie modernizacją Wrocławskiego Węzła Wodnego i brakiem możliwości uzyskania znaczących zamknięć toru wodnego, intensywnie wykorzystywanego do transportu mas ziemnych. Powyższe uwarunkowania eliminowały możliwość wprowadzenia stałych elementów konstrukcyjnych w koryto żeglowne rzeki Odry, takich jak tymczasowe podpory palowe z rur stalowych, a maksymalny czas zamknięć toru wodnego nie mógł przekraczać 2-3 dni Koncepcja pierwsza Pierwsza koncepcja polegała na odcięciu węzłów podporowych i opuszczeniu przęsła kratowego na barki, zacumowane pod konstrukcją przęsła. Analiza statyczno wytrzymałościowa przęsła wykazała jako niezbędną konieczność wykonania wzmocnienia skrajnych poprzecznic przęsłowych. Z uwagi na stopień skomplikowania i czasochłonność operacji oraz na konieczność wykonania dodatkowych prac wzmacniających w konstrukcji przeznaczonej do złomowania z przedmiotowej koncepcji zrezygnowano Koncepcja druga Druga z rozpatrywanych koncepcji polegała na odholowaniu (spławieniu) przęsła. Operacja ta miała się składać z czterech podstawowych czynności: podniesieniu przęsła na podporach o około 10cm, wykonaniu nadbudowy na trzech barkach i ich wpłynięciu pod przęsło, opuszczeniu przęsła na zabudowane podpory na barkach, odholowaniu (spławieniu) całego układu i demontażu na mniejsze elementy gotowe do utylizacji. Opcja ta wiązała się z pogłębieniem koryta rzeki w miejscu odholowania zestawu barki + przęsło. Dodatkowo przewidziano konieczność ograniczenia przepływu wody w rejonie prac rozbiórkowych (poprzez regulację przepływu na jazach), celem zapewnienia stateczności całego układu. Ze względu na wymagany zakres prac związanych z regulacją koryta rz. Odry oraz z uwagi na trudności w zapewnieniu pełnej synchronizacji układu trzech barek również i z tej koncepcji zrezygnowano Koncepcja trzecia przyjęta do realizacji Kolejną, trzecią koncepcją było wysunięcie przęsła na ląd poprzez zastosowanie podpory pływającej (barki) i toru zsuwowego, usytuowanego przed przyczółkiem nr 1 od strony południowej (od strony Wrocławia). Ta koncepcja została zatwierdzona do dalszych prac projektowych w ramach projektu technologicznego (rys. 4). Rys. 4. Schematy demontażu przęsła kratowego rozpiętości 61,80m [3]. 343

4 4. Operacja demontażu przęsła kratowego o rozpiętości 61,80m w torze nr Wykonanie toru zsuwowego i lewarowanie przęsła Przed przystąpieniem do operacji demontażu przęsła należało przygotować tor zsuwowy usytuowany za przyczółkiem nr 1. W bezpośrednim sąsiedztwie przyczółka znajdował się wiadukt nad ul. Grobla Kozanowska. Położenie wysokościowe rygla górnego istniejącego wiaduktu oraz konstrukcja toru zsuwowego zmusiły wykonawcę robót do lewarowania przęsła kratowego na wysokość ok. 2,2m (rys. 5). Tor zsuwowy wykonano z pary użebrowanych dwuteowników walcowanych HEB300, ułożonych na odpowiednio zagęszczonym podłożu oraz warstwie zastabilizowanych żelbetowych płyt drogowych. W związku z tym, że wiadukt nad ul. Grobla Kozanowska był nieznaczenie węższy od rozstawu dźwigarów dolnych przęsła kratowego, a zsuwanie przęsła po linii prostej było pożądane, zdecydowano się na podbudowanie toru zsuwowego od strony zachodniej za pomocą podpór tymczasowych. Operację lewarowania przęsła kratowego zrealizowano przy użyciu podnośników hydraulicznych o skoku 22cm. Po każdym cyklu wysuwowym siłownika pod pas dolny konstrukcji stalowej podkładano kolejną warstwę podkładów kolejowych, tworząc tym samym stabilny ruszt podporowy. Przed przystąpieniem do wykonania kaszycy drewnianej powierzchnię górną podpór odpowiednio przygotowano i wyrównano. Budowa kaszycy okazała się czasochłonna i pracochłonna, w związku z czym przy demontażu przęsła w torze nr 1 konieczność lewarowania przęsła zredukowano do minimum. 344

5 Rys. 5. Przęsło w trakcie lewarowania (widok na kaszycę) [4] Stanowisko oporowe Na końcu toru zsuwowego utworzono stanowisko oporowe, na którym zamontowano siłownik hydrauliczny przelotowy (rys. 6). Poprzez skokową pracę siłownika systematycznie redukowano długość pręta naciągowego, powodując tym samym nasunięcie kraty na naziom przyczółka. Do wykonania operacji wykorzystano pręty wysokiej wytrzymałości, jednym końcem zamocowane do skrajnej poprzecznicy przęsła. Rys. 6. Stanowisko oporowe z zamontowanym siłownikiem hydraulicznym (w tle tor zsuwowy) [5]. Podczas zsuwania konstrukcji, do pasa dolnego kratownicy montowano kolejno łożyska toczne, które następnie umożliwiały przesuwanie konstrukcji przęsła po torze zsuwowym. 345

6 4.3. Stabilizacja położenia barki W celu zamontowania liny utrzymującej położenia barki wzdłuż osi rzeki, na cyplu rzeki Odry wykonano kolejne stanowisko oporowe - dalbę kotwiącą z grodzic stalowych oraz dwuteowników typu HEB300. Główna lina kotwiąca, długości około 320m, miała za zadanie stabilizować położenie barki wzdłuż koryta rzeki Odry i była zamocowana jednym końcem do windy naciągowej znajdującej się na barce oraz do dalby kotwiącej na cyplu. Do utrzymania stalowej liny na powierzchni zwierciadła wody zastosowano system pływaków trwale przymocowanych do liny głównej. Położenie barki w poprzek osi rzeki stabilizowano za pomocą systemu czterech lin prowadzących, zamocowanych jednym końcem do barki, natomiast drugim do odpowiedniej dalby kotwiącej. Ze względu na przesuw poprzeczny barki podczas operacji zsuwu przęsła, każda z lin (lina główna oraz cztery liny pomocnicze) musiała mieć możliwość niezależnej regulacji długości, było to realizowane za pomocą wind naciągowych. Kolejnym elementem systemu stabilizacji barki jako podpory pływającej był pchacz rzeczny, umiejscowiony za barką, od strony dolnej wody (rys. 7). Pchacz ten stanowił element asekuracyjny na wypadek zerwania liny utrzymującej a jego rola w trakcie operacji pozostawała bierna. Rys. 7. Stabilizacja położenia barki za pomocą pchacza rzecznego i systemu lin prowadzących [6] Podpora pływająca Podpora pływająca składała się z barki BP-500/II o nośności 490Mg oraz wielosegmentowej klatki podporowej. Przestrzenna klatka podporowa podpierała przęsło w sposób stabilny, przy jednoczesnym równomiernym rozłożeniu obciążeń na dno barki (rys. 7). Podporę pływającą ustawiono pod przedostatnim węzłem konstrukcji kratowej, opierając przęsło na podatnym łożysku drewnianym w celu utworzenia przegubu. Głowicę wielosegmentowej klatki podporowej wykonano z dźwigarów walcowanych HEB300 oraz HEB400, które jednocześnie przyjmowały reakcję pionową z przęsła oraz spinały cztery gałęzie podpory, wykonanej z klatek ZBM. Podstawa klatki podporowej składała się z podwaliny, której rolą było równomierne rozłożenie obciążenia na dno barki. Do obliczeń przyjęto założenia istotne z uwagi na unikalny charakter prac z użyciem podpory pływającej. Jednym z podstawowych założeń obliczeniowych było określenie możliwości realizacji operacji wysuwu przęsła na podporze pływającej przy wietrze nie przekraczającym v=10m/sek. Dodatkowym warunkiem było ograniczenie do minimum ciężaru przęsła drogą usunięcia wszelkich zbędnych elementów jego wyposażenia. 346

7 Podczas analizy obliczeniowej uwzględniono zarówno sztywność konstrukcji barki jak i rusztu podwalinowego oraz wykonano pełną analizę stateczności całego układu. Poprawność obliczeń została zweryfikowana podczas operacji demontażu wielkość rzeczywistego zanurzenia obciążonej barki, pracującej jako podpora pływająca, pokrywała się z wielkościami wyliczonymi z dokładnością do 5cm. Z uwagi na konieczność dokonywania korekty położenia barki po każdym skoku siłownika wysuwającego, proces zsuwu przęsła trwał ok. 13 godzin. Rys. 8. Barka w położeniu końcowym [7]. Źródła [1] Strona internetowa [2] Strona internetowa [3] Biuro Projektowo-Konsultingowe BPK Mosty S.C. Technologia Demontażu Przęseł [4] KAZMIERCZAK Marek fotografie [5] KAZMIERCZAK Marek fotografie [6] KAZMIERCZAK Marek fotografie [7] KAZMIERCZAK Marek fotografie DISASSEMBLY OF POZNAŃSKI S BRIDGE CURRENT SPAN BY THE USE OF A BARGE Poznański Bridge in Wrocław was built in and to date was rebuilt several times. The paper describes the technology used to disassemble current span of the bridge by the use of a barge and shows some details of the appropriate preparation and execution of the task. 347

8 348