Dwa nowe mosty w regionie – PZITB Bydgoszcz

W tym tygodniu otwarto dwa duże obiekty mostowe w Toruniu i w Bydgoszczy. W poniedziałek do ruchu udostępniono most przez Wisłę im. Gen. Elżbiety Zawadzkiej w Toruniu, w czwartek natomiast miała miejsce uroczystość otwarcia Mostu Uniwersyteckiego przez Brdę w ciągu ul. Ogińskiego w Bydgoszczy. Warto prześledzić etap realizacji tych spektakularnych konstrukcji oraz poznać parametry obu przepraw.

Geneza

Od wielu lat trwały starania dotyczące budowy obu mostów. Wraz z rozwojem motoryzacji zwiększył się ruch samochodów. W Bydgoszczy tyczy się to dwóch sąsiednich przepraw: mostu w ciągu ul. Bernardyńskiej oraz mostu Pomorskiego. Nowo wybudowana trasa w raz z mostem przez Brdę jest przedłużeniem ul Ogińskiego w kierunku ul. Wojska Polskiego. W przyszłości ma zostać przedłużona do ul. Glinki, gdzie połączy się z trasą S5.
W Toruniu dotychczas istniała jedyna przeprawa drogowa przez Wisłę po której prowadziła m.in. droga krajowa 91. W związku przekroczeniem przepustowości mostu konieczna była budowa nowego mostu przez Wisłę. Po latach starań oraz sporów lokalizacyjnych powstała koncepcja Trasy Wschodniej, której pierwszy etap z budową mostu został właśnie zakończony. Przewiduje ona stworzenie nowego korytarza drogowego z nowym przebiegiem DK91. Całość podzielona jest na 3 etapy, a obecnie zbudowany odcinek ma długość 4,1km.

Charakterystyka obu tras

Trasa Uniwersytecka o długości 1578m ma swój początek w pobliżu ul. Powstańców Śląskich i kończy się z skrzyżowaniem z ul. Wojska Polskiego. W ramach zadania zrealizowano częściową przebudowę ul. Ogińskiego, dobudowano dalszy ciąg w postaci mostu przez Brdę, estakad dojazdowych oraz kładkę pieszo-rowerową (rozpiętość: 34,3m), widokową na skarpie południowej.

Ponadto powstały następujące obiekty inżynierskie:
– estakada północna E-1 (długość: 270m),
most główny M-2 (długość: 200m),
– estakada południowa E-3 (długość: 250m),
– łącznica zjazdowa WD-4 (długość: 93,5m),
– łącznica wjazdowa WD-5 (długość: 94m),
– mury oporowe z gruntu zbrojonego za podporą P1 (dł. ok. 2x220m),
– mury oporowe przy wiaduktach najazdowych (dł. od 185 do 197m) ,
– mury oporowe po stronie południowej (581,5m/612m).

Przebudowano również torowiska tramwajowe w ciągu. ul. Jagielońskiej oraz ul Toruńskiej. Na skarpie po stronie południowej stworzono ciąg pieszo rowerowy łączący ul. Wojska Polskiego z ul. Toruńską.

Kliknij aby powiększyć
Trasa wraz z mostem przez Brdę w ciągu ul. Ogińskiego (źródło: własne)

Parametry trasy:
– klasa ulicy: G2/2,
– prędkość projektowa: V_p=60km/h,
– kategoria ruchu: KR6,
– szerokość pasa ruchu: 3,5m.

Trasa Wschodnia w Toruniu (etap 1) rozpoczyna się na pl. Daszyńskiego i kończy skrzyżowaniem w postaci ronda w ciągu ul. Łódzkiej. W ramach inwestycji zrealizowano most przez Wisłę, estakady dojazdowe oraz przebudowę skrzyżowań z nową budowaną trasą.

Obiekty inżynierskie jakie zlokalizowano w ciągu trasy:
– most główny przez Wisłę (długość: 540m),
– estakady dojazdowe prawobrzeżne E1 i E2 (długość: 600m),
– estakady dojazdowe lewobrzeżne E3 i E4 (długość: 830m),
– wiadukt nad linią kolejową (dł. 110m),
– tunel po pl. Daszyńskiego (dł. 120m),
– estakada w ciągu ul. Żółkiewskiego (300m),
– przejście podziemne dla pieszych i rowerzystów w ciągu ul. Rypińskiej.

Kliknij aby powiększyć
Trasa Wschodnia z mostem przez Wisłę (etap I) (źródło: www.most.torun.pl)

Parametry trasy:
– długość trasy: 4100m
– klasa drogi: G2/2,
– prędkość projektowa: V_p=50-70km/h,
– kategoria ruchu: KR5,
– szerokość pasa ruchu: 3,5m.

Kliknij aby powiększyć
Plac Daszyńskiego w Toruniu – trzypoziomowy węzeł typu C (źródło: www.most.torun.pl)

Konstrukcja mostów

W Bydgoszczy zaprojektowano stalowy most podwieszany o oryginalnej geometrii pylonu. Ustrój niosący składa się z betonowej płyty pomostu współpracującej, opartej na stalowym ruszcie. Pylon składa się z dwóch łuków zwanych potocznie ze względu na ich kształt alfą i omegą. Są one spięte na wysokości klucza poprzez 5 stalowych rur o średnicy 1220mm. Same łuki są to stalowe skrzynki o przekroju niesymetrycznym i zmiennej grubości ścianek na długości, wzmocnione przeponami . Podwieszenie składa się z 16 lin w osłonach z HDPE z zamocowaniem biernym w łukach pylonu i czynnym w ruszcie stalowym pomostu. Każda lina składa się z cięgien, których liczba waha się od 72 do 109sztuk . Ciężar poszczególnych want dochodzi nawet do 12 ton, a nachylenie wynosi od 31 do 67 stopni.

Przekrój poprzeczny mostu przez Brdę w Bydgoszczy

Płyta pomostu ze względu na układ drogowy na obiekcie (rozszerzenie do 3 pasów przed łącznicą zjazdową) ma szerokość zmienną w planie. Jest ona zespolona z rusztem w postaci dwóch dźwigarów głównych oraz poprzecznic. Podparta jest dodatkowo na podporach wspólnych dla mostu i estakad (podpory FR6 i FR9), a także na podporze FP8 działającej na wyrywanie (dociąga płytę pomostu).
Most w Bydgoszczy określa się jako jedyny w Europie, który posiada pylon o krzyżującej się konstrukcji. .

Most w Toruniu jest obiektem łukowym i rozpiętości 540m (2x 270m). Jest to zarazem najdłuższy most łukowy w Polsce oraz drugi pod względem rozpiętości przęsła (zaraz po moście Solidarności w Płocku). Posadowiony jest na trzech podporach, w tym jednej zlokalizowanej na specjalnie zbudowanej wyspie. Każda podpora posiada wyniesienia w postaci betonowych wezgłowi na których spoczywają końce każdego z łuków oraz z masywnego korpusu będącego podparciem dodatkowym dla płyty pomostu. Dźwigary łukowe o wyniosłości ponad pomost 42m (do ok.. 60m nad lustrem wody) są zakrzywione w planie do środka i usztywniony sześcioma belkami pośrednimi. Przekrój każdego z nich ma kształt sześciokąta, a jego wymiary wynoszą 3,5×2,7m.

Siły z łuków przenoszone są w całości do gruntu (nie zastosowano ściągów) za pomocą pali prefabrykowanych o przekroju 400×400.

Kliknij aby powiększyć
Przekrój podłużny mostu przez Wisłę w Toruniu (źródło: www.most.torun.pl)

Ciekawostką jest fakt iż każdy łuk mimo pozorów jest inny. Pierwszy łuk ma długość w osi podłużnej 249,5m, drugi 253,5m, a masa każdego z nich różni się ok.. 50 ton. (licząc w miejscach styku łuków z żelbetowymi wezgłowiami). Klucze łuków znajdują się na tej samej rzędnej. Różnica wynika ze spadku podłużnego niwelety jezdni (0,5%). Zabieg był celowy, aby uzyskać zadawalający efekt wizualny na każdej z podpór.

Płyta pomostu jest zaprojektowana jak ortotropowa o wysokości konstrukcyjnej 3m i podwieszona do łuków za pomocą stalowych wieszaków o przekroju rurowym. Łączna ilość wynosi 92 sztuki, każdy o zmiennej wysokości (od 2,8 do 38,5) i nachyleniu, w rozstawie co 10m.

Kliknij aby powiększyć
Przekroje poprzeczne: łuku mostu w Toruniu (z lewej); nogi pylonu mostu w Bydgoszczy (z prawej).

Technologia realizacji

Każda noga pylonu mostu w Bydgoszczy posadowiona jest na palach zwieńczonych oczepem żelbetowym w którym zabetonowano stalowy segment stalowy. Wznoszenie obu łuków na odcinkach prostych odbywało się odcinkowo, poprzez nakładanie kolejnych elementów wysyłkowych. Każdy segment był podnoszony za pomocą żurawia samojezdnego o udźwigu 350 ton, pozycjonowany i nakładany na wcześniej zamontowane odcinki. Ostatnie fragmenty łuków o kształcie krzywoliniowym były montowane za pomocą dłuższych odcinków za pomocą sprawdzonego specjalnie do tego celu żurawia.
Dźwigary główne oraz poprzecznice pomostu wykonywano w wytwórni konstrukcji głównego wykonawcy mostu. Po transporcie elementów wysyłkowych na plac budowy, następowało osadzanie ich na podporach stałych oraz technologicznych. Następnie wykonano żelbetową płytę pomostu.
Na koniec wykonano podwieszenie płyty pomostu do 70-metrowego pylonu.

Podpory mostu w Toruniu to masywne konstrukcje z wypuszczonymi w górę żelbetowymi wezgłowiami na których oparte są stalowe łuki. Podpory osadzone są na palach prefabrykowanych wbijanych 400x400mm. Podpora centralna została wykonana na wyspie o kształcie opływowego wrzeciona o długości 100m i szerokości 30m. Została ona wykonana poprzez zabicie grodzic stalowych w dno Wisły za pomocą specjalnie prowadzonej do tego celu barki. Następnie uzyskaną wydzieloną przestrzeń zasypano urobkiem z procesu bagrowania dna rzeki.
Równocześnie z pracami przy podporach, na specjalnie stworzonym na prawym brzegu placu scalania wykonywano konstrukcję przyszłych łuków mostu. Konstrukcja była dostarczana z wytwórni Mostostal Kielce w postaci gotowych segmentów które były montowane na podporach tymczasowych na placu. W ten sposób wykonano „połówki” obu łuków, które w późniejszym etapie podniesiono i połączono w kluczach łuków.

Schemat modelu obliczeniowego MES na potrzeby transportu łuku mostu w Toruniu
(źródło: Mosty wyd. Elamed)

Płyta pomostu została wykonana w stoczni w Płocku, skąd poszczególne elementy transportowane były drogą wodną na barkach w odcinkach 10 metrowych (wymiar podyktowany szerokością śluz na stopniu wodnym we Włocławku). Na placu budowy w Toruniu otrzymane odcinki płyty były scalane w segmenty montażowe o długości 30m. Tak przygotowana konstrukcja była podwieszana do łuków z barek za pomocą siłowników i dalej regulowana i przytwierdzana do wieszaków.

Płyta pomostu została zabezpieczona izolacją natryskową typu MMA w postaci 3 warstw oraz czwartej tzw. kleju na szerokości jezdni) Jezdnie wykonano z asfaltu lanego układanego w dwóch warstwach (łączna grubość 9cm) za pomocą rozściełaczy poruszających się na stalowych prowadnicach. Pierwszy raz w Polsce zastosowano tą technologię na tak dużą skalę.

Kluczowe momenty w trakcie montażu oraz problemy

Przy każdej realizacji w pobliżu Brdy dużym wyzwaniem jest posadowienie konstrukcji w trudnych warunkach gruntowych. Nie inaczej było podczas budowy fundamentów pylonu mostu w Bydgoszczy. Po wykonaniu ścianki szczelnej natrafiono na duże ilości napływającej wody do wykopu. Utrudniała ona prace by zbrojeniu oraz betonowaniu stóp fundamentowych. Ponadto przy jednej z podpór była potrzeba wymiany fragmentu betonu, który nie zdołał związać.

Wraz ze wzrostem wysokości poszczególnych nóg pylonu nastąpiła konieczność wykonania pomostów dla spawaczy. W tym celu zaprojektowano specjalne gniazda w systemie firmy Ulma, będące platformami dwupoziomowymi i kotwionymi do konstrukcji pylonu. Kolejnym problemem był transport pracowników na tak dużą wysokość oraz pod dużym kątem nachylenia. Rozwiązaniem okazały się urządzenia do transportu materiałów, które zostały dostosowane do potrzeb transportu ludzi.

Montaż segmentu jednej z ”nóg” pylonu mostu głównego (źródło: własne)

Jednakże najbardziej spektakularnym momentem oraz kluczowym w ramach budowy pylonu było spięcie obu łuków. Odcinki krzywoliniowe łuku szerokiego i wąskiego o ciężarze dochodzącym do 130 ton zostały podniesione z użyciem sprowadzonego do tego celu żurawiem gąsienicowym Terex Demag CC 2800 ( w konfiguracji SWSL o długości wysięgnika głównego 60m, długości wysięgnika pomocniczego 36m oraz łącznej wadze balastów 540 ton). Tym samym żurawiem podniesiono i osadzono na podporach konstrukcję stalową pomostu bezpośrednio nad Brdą.

Przygotowanie do spięcia konstrukcji łuku szerokiego (źródło: Gotowski.pl)

Technologia budowy i osadzenia łuków w Toruniu była zamiennikiem projektu pierwotnego, który przewidywał montaż segmentów łuków metodą wspornikową za pomocą trzech tymczasowych wież montażowych wzniesionych nad podporami. Jednakże wykonawca montażu firma Montostal Szczecin zaproponowała alternatywną metodą realizacji, która miała zapewnić terminowe wykonanie prac. Zdecydowano się na montaż konstrukcji łuków w całości na placu montażowym i dalej transport drogą wodną. Ze względu na dużą masę łuków wynoszącą około 2700 ton, potrzebne było sprowadzenie odpowiedniego sprzętu z zagranicy. Ostatecznie wykonaniem wieży montażowej oraz transportem łuków na wezgłowia zajęła się holenderska firma ALE Heavylift.
Wykonane „połówki” każdego z łuków zostały podniesione na wysokość ponad 30m za pomocą urządzeń dźwigowych zamontowanych na ryglu 50 metrowej wieży, której montaż odbywał się za pomocą żurawia gąsienicowego Terex Demag 2500 (w konfiguracji SSL/LSL o długości wysięgnika 96 m i łącznej wadze balastu 300 ton).

Podnoszenie połówek łuku południowego na tymczasowej wieży montażowej
(źródło: własne)

Po wykonaniu styku środkowego ciężar łuku (najpierw północnego, następnie operacja została powtórzona dla łuku południowego) spoczął na zestawie pływającym w postaci dwóch pontonów złożonych z dwóch barek każdy. To właśnie na nich zamontowane zostały wieże do celów transportu i posadowienia łuków na wezgłowiach. Pontony podjęły ciężar konstrukcji w wykopanych sztucznych dokach. Operacja transportu łuku północnego została opóźniona z powodu niesprzyjających warunków (poziom wody w granicach 34,8m, prędkość wiatru do 8m/s, brak kry, ilość śryżu do 10%). Ostatecznie udało się ją zrealizować 28 marca 2013 roku. Transport zestawu pływającego z łukiem rozpoczął się o godzinie 5 rano i trwał około 12 godzin (łącznie z przestojem z powodu zwiększającej się siły wiatru). Osadzenie na wezgłowia zrealizowano w ciągu kolejnych dwóch dni. Drugi łuk (południowy), który miał do pokonania dwa razy dłuższą drogę został przetransportowany 19 maja 2013 roku.

Kliknij aby powiększyć
Schemat poszczególnych etapów transportu łuku południowego
(źródło: Strabag/GW Toruń)

Transport łuku południowego na podpory, w tle zamonstowany łuk północny
(źródło: własne)

Kolorystyka mostów

Wiele kontrowersji budziła (i nadal budzi) kolorystyka poszczególnych elementów mostu i obiektów towarzyszących trasy w ciągu ul. Ogińskiego. Pierwotnie pylon mostu miał zostać pomalowany na kolor czerwony, jednak ostatecznie projektant zdecydował się na kolor „zieleni perłowej”. Osłony want posiadają kolor fluorescencyjnej pomarańczy (RAL 2007). Wymagania technologiczne dotyczące tej barwy oraz trwałości wyznaczone przez projektanta okazały się trudne do zrealizowania przez co po długich poszukiwaniach realizacji osłon podjęła się firma z Tajlandii.

Prefabrykaty gzymsowe na całej trasie są kolor pomarańczowego, kładka widokowa posiada czerwony łuk oraz żółte płyty gzymsowe. Podpory mostu oraz estakad są w trzech odcieniach zieleni. Spód ustroju niosącego pomalowano na beżowo.

Widok Mostu Uniwersyteckiego w Bydgoszczy (źródło: PAP/Tytus Żmijewski)

Kolorystyka przeprawy w Toruniu na tle tej bydgoskiej prezentuje się skromnie. Konstrukcje stalowe pomalowano na kolor biały, zastosowano środki do antykorozji betonu w odcieniach szarości, natomiast akcent stanowi kolor niebieski na prefabrykatach gzymsowych oraz balustradach. Wieszaki oraz wanty estakady na pl. Daszyńskiego są pomalowane na kolor ciemno szary.

Widok z lotu ptaka na most główny przez Wisłę w Toruniu przed oddaniem do użytku (źródło: grupa Falco)

Budowa obu mostów trwała w porównywalnym okresie, niejednokrotnie natrafiano na wiele problemów, których ilość nie zmieściła by się w tym opracowaniu. Wreszcie technologia budowy była wymagająca i nietypowa. Dzięki pracy wielu firm projektowych i wykonawczych obecnie oba miasta zyskały nowe przeprawy o nietuzinkowym kształcie oraz parametrach w skali kraju i Europy. Realizacja tych największych i zarazem ważnych obiektów mostowych w Toruniu i w Bydgoszczy zapewne zapisze się w pamięci wielu mieszkańców.

Most w Toruniu został oddany do użytku 9 grudnia br., a Most Uniwersytecki w Bydgoszczy 4 dni później. Budowa obu przepraw trwała około 3 lat i została dofinansowana ze środków Unii Europejskiej.

Autor wpisu: Marek Swobodziński