Izbice. Piotr Jermołowicz Inżynieria Środowiska Szczecin

Transkrypt

1 Piotr Jermołowicz Inżynieria Środowiska Szczecin Izbice. Izbica, czyli lodołam jest formą samodzielną lub związaną z filarem mostu i służy do jego ochrony w czasie pochodu lub spływu lodów rzeką. W każdej izbicy można wyróżnić nóż ostrą pochyłą krawędź, o którą rozbija się lub przełamuje napływająca kra. Fot. 1. Most na Wiśle z filarami w nurcie rzeki (Toruń). Fot. 2. Filar mostu z nadanym trójkątnym kształtem głowicy bez typowej izbicy.

2 Fot. 3. Filar mostu z nadanym trójkątnym kształtem głowicy bez typowej izbicy. Fot. 4. Kamienny filar mostu z nadanym trójkątnym kształtem głowicy bez typowej izbicy.

3 Fot. 5. Most na Wiśle z filarami w nurcie rzeki (Sandomierz). Fot. 6. Filar mostu z nadanym kształtem izbicy. Na rzekach o dużym pochodzie lodów przodowi filara nadaje się kształt izb ic y, o nachyleniu nie przekraczającym 45 (rys. 1). Przez dodanie izbicy zwiększa się długość fundamentu filara. Krawędź tnącą (nóż) izbicy wykłada się twardym kamieniem na powierzchni wahania się stanów wód lub zbroi prętami stalowymi. Dolna część krawędzi tnącej izbicy musi być zanurzona na 1,0 m poniżej najniższego stanu wody, przy którym może nastąpić pochód lodów. Górna część krawędzi tnącej izbicy powinna wystawać 1,0-2,0 m ponad najwyższy stan wody, przy którym występuje pochód lodów.

4 Przez wydłużenie fundamentu filara pod izbicą podpora staje się niesymetryczna, a w związku z tym obciążenie gruntu jest nierównomierne. W celu częściowego polepszenia warunków współpracy konstrukcja grunt podłoża, wykonuje się tylną część filara o pochyleniu od 10 : 1 do 16 : 1. Rys. 1. Filar żelbetowy z izbicą Przy małym i średnim pochodzie lodów nie wykonuje się izbic, lecz stosuje się trójkątną głowicę filara z zaokrąglonymi krawędziami; przednim krawędziom filara nadaje się pochylenie od 10 : 1 do 8 : 1. Fot. 7. Trójkątne głowice filarów: kamiennej i żelbetowej.

5 Fot. 8. Filar symetryczny z obustronnym pochyleniem głowic. W nowszych mostach nadaje się krawędzi tnącej izbicy znaczne pochylenie (3 : 1 do 7 : 1), zyskując dzięki temu skrócenie podpory, a więc duże oszczędności na materiale i robociźnie, bez uszczerbku dla stateczności podpory i trwałości krawędzi tnącej i boków izbicy. Krawędź tnącą filarów żelbetowych zbroi się siatkami stalowymi lub kształtownikami Licowania izbic filarów w konstrukcjach murowanych. Przy pochyleniu krawędzi tnącej mniejszym niż 20 licówkę izbicy układa się w poziomych warstwach, a przy większym pochyleniu w warstwach prostopadłych do krawędzi tnącej (rys. 2). Rys.2. Układ licowania izbic filarów murowanych Wysokość warstw wyznacza się z geometrycznego układu, przyjmując za podstawę wysokość rzędów licówki na korpusie podpory.

6 Szerokość spoin licówki powinna wynosić 6-8 mm. Kamienie izbicy przygotowuje się według roboczych rysunków, na których powinny być uwidocznione wymiary krzywoliniowych powierzchni, wysokości warstw i grubość spoin, a także zarysy oddzielnych kamieni. Wszystkie kamienie powinny być ponumerowane. Przy izbicach o kształcie bardziej złożonym należy wykonać z desek model izbicy naturalnej wielkości, wrysować na nim wymiary licówki i wykonać szablony dla bardziej złożonych kształtów kamieni. Kolejność układania kamieni izbicy oraz muru jest taka sama jak w filarze. Fot. 9. Stalowa forma izbicy dla podpory pośredniej przęsła mostu. Historycznie rzecz biorąc, rozwój form i kształtów izbic przypada na okres budowy mostów stałych lub tymczasowych, ale o konstrukcjach drewnianych. Powstawały wtedy pełne finezji konstrukcje drewniane chroniące jarzma przed pochodem lodów. Wszelkiego rodzaju izbice charakteryzowały się ukośnym grzbietem, tzw. nożem, na który wsuwała się popychana ruchem lodów na rzece kra, łamiąc się następnie pod własnym ciężarem z jednoczesnym odrzucaniem ich do środka przęsła mostowego. W ten sposób jarzmo pozostawało w miarę bezpieczne. Izbice umieszczane były w odległości ok. 3 5 m przed jarzmem. Izbice nie były związane z drewnianymi jarzmami mostowymi, gdyż uderzenia lodu mogłyby zagrozić ich bezpieczeństwu. Odległość izbic od jarzma zależy od prędkości płynącego lodu i od wysokości izbicy. Przy większych prędkościach spływu lodu odległość izbicy od jarzma wynosiła 4 6 m; przy średnich prędkościach odległość ta równała się 2 3 m. Izbice wykonywało się szersze od jarzm w celu lepszej ich ochrony przed pochodem lodów.

7 Na rzekach o wyjątkowo silnym spływie kry stawiało się dwa rzędy izbic, jeden przed jarzmami, drugi pośrodku przęseł, ale około 20 m przed pierwszym, z wyjątkiem przęsła żeglownego (farwater). Najważniejszą częścią izbicy jest nóż, złożony z 1-3 belek. Nóż był w nachyleniu 1:1 do 1 : 3 do poziomu, zależnie od prędkości z jaką płynęła kra i zbroiło się go odcinkiem szyny kolejowej lub kątownikiem (rys.3). Rys.3. Typowa konstrukcja noża izbicy. Nóż powinien był sięgać 0,5 do 1,0 m ponad najwyższy znany poziom lodochodu, aby lód nie przeszedł ponad izbicą i nie uszkodził mostu, oraz 0,5 do 0,8 m poniżej najniższego stanu wody. Czoło noża było chronione palami w liczbie l 5 dla uniemożliwienia poderwania noża przez krę względnie ( dla asekuracji) nóż musiał sięgać aż do dna. W pierwszym przypadku zbrojenie noża zaginało się w dół i mocowało na przedniej stronie pala czołowego. Nóż opierał się albo na zastrzałach, wspartych na bocznych rzędach pali (przy izbicy dwurzędowej) albo też na specjalnym rzędzie pali (przy izbicy jedno- i trój rzędowej. Całość należało budować odpowiednio silnie i stężać poprzecznie i podłużnie kleszczami i zastrzałami. Izbice stawiane na głębokiej wodzie stężało się podwodnie tak samo, jak jarzmo. Oczepy ścian bocznych, pojedyncze lub podwójne były mocowane klamrami ciesielskimi. Eliminując zaciosy, które osłabiały pale, przy łączeniu zastrzałów stosowano pale podwójne. Szerokość izbicy w najszerszym miejscu musiała być co najmniej równa szerokości chronionego przez nią jarzma. Boki izbic szalowało się dylami o grubości 8 10 cm, mocowanymi do pali stalowymi płaskownikami. Kształty izbic drewnianych. Najprostsze i najsłabsze były izbice płaskie pojedyncze (rys.4) lub podwójne (rys.5). Stosowano je na rzekach przy słabym nurcie i lodochodzie oraz dla ochrony pojedynczych lub podwójnych jarzm.

8 Rys.4. Izbica plaska pojedyncza. Rys.5. Izbica plaska podwójna. Gdy jarzmo jest szersze, albo spodziewany jest większy napór lodów, budowano izbice namiotowe o podstawie trójkątnej. (Rys. 6)

9 Rys.6. Izbica namiotowa Wadę tych izbic było to, że zwężały się ku górze, nie chroniąc zatem jarzma przy wyższych stanach wody, a ponadto na ich ukośnych bokach mogła zaklinować się kra tworząc zator. Rys.7. Przepływ wody miedzy izbicami a) namiotowymi, b) daszkowatymi Najlepsze i najsilniejsze były izbice daszkowe (rys. 8). Konstruowano je jako dwu -i trój rzędowe. Miały one oczepy ukośne, równoległe do noża, a na poziomie niskiej wody silne kleszcze podłużne i poprzeczne. Ściany boczne izbic daszkowych były pionowe, chroniąc jarzmo jednakowo przy małej jak i przy wielkiej wodzie. W rzucie poziomym izbica przedstawia prostokąt, zakończony trójkątem od strony górnej wody. Przepływ wody przez izbice daszkowe przedstawiono na rysunku 7 b.

10 Daszek izbicy tworzyły krokwie, opierające się na bocznych oczepach i na nożu, oszalowane były balami jak boki izbicy. Daszek obijało się blachą stalową o grubości 1 2 mm. Używane były też izbice daszkowe o podstawie trójkątnej (rys. 9). Miały one wprawdzie ściany boczne pionowe, ale kształt trójkątny ma tę samą wadę, co przy izbicach namiotowych. Bardzo silny typ izbicy przedstawia rysunek 10. Badania nad skutecznością działania izbicy wykazały, że najkorzystniejszym kształtem jest kształt przedstawiony na rysunku 11. Kształt taki jest trudny do zbudowania, widzimy jednak, że najbardziej zbliżony do niego typ przedstawia izbica daszkowa, o ścianach równoległych. Rys. 8. Izbica daszkowa. Gdy pale izbicy zbutwiały w dolnych częściach wskutek wahania stanu wody, można było uciąć te pale poniżej niskiej wody i zabudować na nich izbicę nasadzaną. Część nasadzoną należało odpowiednio złączyć z podwodną częścią ze względu na napór lodu. Nie nasadzało się izbic pojedynczych.

11 Często wzmacniano izbicę przed naporem kry za pomocą narzutu kamiennego. Wadą takiej technologii było zmniejszenie powierzchni przepływu wody. Narzut taki (rys. 9) tworzył rodzaj ostrosłupa o nachyleniu ścian 1 : 1. Służył on potem za podstawę wypełnienia narzutem kamiennym całej izbicy. Rys. 9. Izbica daszkowa o rzucie trójkątnym. Rys. 10. Bardzo wytrzymała izbica daszkowa.

12 Takie wypełnione izbice stanowiły późniejsze przejście do izbic kaszycowych. Izbice kaszycowe budowano podobnie jak jarzma, a najczęściej w połączeniu z jarzmem. Rys. 11. Idealny kształt izbicy. Rys. 12. Izbica wzmocniona narzutem.

13 Rys. 13. Krzak siedmiopalowy (pale drewniane). Fot. 10. Izbice z krzaków pali stalowych.

14 Fot. 11. Izbice z krzaków pali stalowych jako kierownice dla jednostek pływających. Na terenach zalewowych, gdzie spływ lodu był słaby wystarczyło postawić przed jarzmami tzw. krzaki, tj. 3 7 pali wbitych pionowo (rys.13), ewentualnie z zewnętrznymi palami skośnymi. Krzaki ściągało się opaskami stalowymi, a głowicę przykrywało daszkiem z desek lub blachy. Obecnie krzaki palowe wykonuje się w konstrukcji pali rurowych stalowych z wypełnieniem betonem lub bez. Na większych rzekach stosowało się dwa rzędy izbic odległe od siebie o 40 m. Izbice pierwszego rzędu przyjmują pierwsze, a więc najsilniejsze uderzenia kry. W zależności od konstrukcji rozróżniamy: - izbice krzaki, - izbice płaskie pojedyncze i podwójne, - daszkowe, - namiotowe i - izbice wzmocnione narzutem kamiennym.

15 Rys. 14. Izbica z krzaków pali przy jarzmie pojedynczym. Izbice płaskie pojedyncze (jednorzędowe). W celu ochrony małych mostów leżajowych o jarzmach pojedynczych budowało się izbice jednorzędowe, składające się z jednego rzędu pali wbitych w grunt w odstępach 2-2,5 m do głębokości 3 4 m (rys. 14). Dla zwiększenia sztywności na przodzie izbicy wbijało się dwa pale, a oczep podpierało między palami zastrzałami i kleszczami. Wierzch pali łączono z oczepem na czopy i opaski z płaskownika. Na grzbiet oczepu przybijało się nóż wykonany z kątownika lub szyny. Oczep nachylony był zależnie od wielkości pochodu lodu: - przy niewielkim pochodzie lodu nachylenie oczepu wynosiło 1 : 1, - przy średnim 1 : 1,5, - przy silnym od 1:2 do 1 : 2,5.

16 Rys. 15. Izbica jednorzędowa (pojedyncza). Zabalastowana izbica daszkowa była formą przejściową do izbicy kaszycowej, która jest budowana łącznie z podporami. Na zewnątrz izbice obijało się blachą, aby lód ślizgał się po ścianach izbicy i nie niszczył deskowania. Na dużych rzekach przy silnej i grubej krze ustawiało się przed zasadniczymi izbicami w odległości m tzw. izbice stróże. Jeżeli rzeka nie była spławna, ustawiało się izbice stróże w szachownicę w stosunku do izbic zasadniczych w osiach.przechodzących przez środek rozpiętości przęseł. Jeżeli rzeka była spławna, ustawiało się je w osiach izbic zasadniczych. Zasady budowy jarzm i izbic ze względu na poziomy wód. Jarzma palowe zarówno pojedyncze jak i podwójne stężano kleszczami na wysokości 0,3 0,5 m nad poziomem niskiej wody. Na wysokości 0,3 0,5 m nad poziomem wielkiej wody umieszczało się kleszcze górne. Na rzekach o silnym pochodzie lodów ochraniano jarzma między kleszczami górnymi i dolnymi poprzez przymocowanie do pali dyli lub okrąglaków. W mostach zastrzałowych trzeba było tak umieszczać zastrzały, żeby ich styki z podporami znajdowały się na wysokości 0,25 0,5 m ponad poziomem wielkiej wody. W izbicach nóż wznosił się 1 1,5 m nad najwyższym poziomem wód przy pochodzie lodów, wtedy lód nie był w stanie przesunąć się po nożu i uderzyć w jarzmo mostowe. Dolny koniec noża izbicy umieszczano na takiej głębokości, aby był zanurzony w wodzie przy najniższym stanie wód przy pochodzie lodów. Zwykle głębokość ta wynosi 0,5 1,0 m. Lód przy tak zanurzonym nożu łamał się i odpływał na boki jarzma.

17 Litaratura : 1. Dębski W., Sokalski K.: Materiałoznawstwo drogowe z geologią i petrografią. PWSZ, W-wa 1967, 2. Linder F.: Budowa mostów. Cz. 1. PWSZ, W-wa 1970, 3. Linder F., Solanowski J.: Budowa mostów. WKiŁ, W-wa 1966, 4. Jarocki W.: Obliczanie otworów mostów i przepustów. Wyd. komunikacyjne, W-wa 1955, 5. Jarominiak A. [i in.] : Podpory mostów. Wybrane zagadnienia. WKiŁ, W-wa 1981, 6. Lebieda J.: Mosty drewniane. Skrypt 7. Pajchel W.: Budowa mostów. Cz. 2. PWSZ, W-wa 1971, 8. Pszennicki : Mosty drewniane 9. Stróżecki D.: Mosty drewniane. Wyd. komunikacyjne, W-wa 1959.