Czy stać nas na budowę oryginalnych mostów?

Od kilku lat w polskim środowisku techników jest głoszony pogląd o potrzebie projektowania i budowy mostów o wysokich walorach estetycznych. Przytaczane w dyskusjach argumenty przemawiające za takim postępowaniem są aż nazbyt oczywiste. Mosty przez dziesiątki lat będą stanowiły znaczący element krajobrazu i kompozycję przestrzenną, będą kształtowały pojmowanie estetyki i piękna itd. Wśród dużych mostów za bardzo estetyczne są uważane mosty o podwieszonej konstrukcji przęsła, a za nieestetyczne – o konstrukcji belkowej. Ponadto budowane w ostatnim okresie mosty mają jedną cechę wspólną: rozpiętość ich przęseł jest coraz większa.

Mosty jako dzieła architektury i sztuki

Sprowadzenie do Polski nowych technologii związanych z budową mostów umożliwiło wznoszenie obiektów o parametrach wytrzymałościowych i eksploatacyjnych wcześniej niestosowanych. To zaś spowodowało powstanie projektów mostów o charakterze jednostkowym i oryginalnym. Ostatnio zbudowano i nadal są budowane mosty o jak największej rozpiętości przęsła, z coraz wytrzymalszego betonu lub stali, o coraz wyższych podporach. W każdym nowym moście jest przekraczana jakaś techniczna granica.

>>> Prawne aspekty utrzymania obiektów mostowych

>>> Praca podsypki tłuczniowej na obiekcie mostowym

>>> Stalowe kładki dla pieszych – typy konstrukcji, zdjęcia

W wypadku mostów wznoszonych w miastach (tzw. mostów miejskich) ich oryginalność oraz walory estetyczne powodują, że można śmiało uznać je za pomniki sztuki zarówno technicznej, jak i architektonicznej. Dla projektantów oraz wykonawców robót mosty – pomniki stanowią niezaprzeczalnie inżynierskie wyzwanie. Zaprojektowanie i wzniesienie mostu o parametrach geometrycznych przewyższających dotychczas stosowane rozwiązania świadczy o najwyższych technicznych kwalifikacjach budowniczych. Nadanie mostowi (lub co najmniej jego podporze) kształtu wcześniej przez nikogo nie wymyślonego stawia inżynierów architektów na równi z artystami. Projektant i budowniczy takiego obiektu stają się twórcami artystycznego dzieła, które dodatkowo (czy ponadto) ma wartość użytkową – przenosi ruch pojazdów i pieszych (fot. 1).

Fot. 1. Most Pokoju w Londonderry w Irlandii z 2011 r. Fot. autora

Władze miejskie, zyskując takie dzieło sztuki, liczą na to, że przyciągnie ono turystów, którzy będą chcieli sfotografować się na tle mostu lub podziwiać panoramę miasta ze specjalnego miejsca widokowego na nim przewidzianego. Ponadto oryginalna przeprawa pomiędzy brzegami rzeki zachęci potencjalnych użytkowników, którzy w skrajnym wypadku wybiorą nawet dłuższą drogę, byleby tylko przejechać po tym obiekcie, zamiast wybrać drogę krótszą, ale wiodącą po obiekcie typowym lub nieestetycznym.

Przedstawiciele nauki, posiadający wiedzę o światowych trendach w dziedzinie budownictwa mostowego, na naukowych konferencjach co i rusz udowadniają, że w Unii Europejskiej oryginalność jest najważniejszą cechą aktualnie budowanych mostów (fot. 2). Można by z dumą stwierdzić, że w Polsce nadążamy za europejskimi trendami. Może nawet jesteśmy awangardą.

Fot. 2. Most Milenijny w Orense w Hiszpanii z 2001 r. Fot. autora

Co różni most tradycyjny od oryginalnego?

Mając na uwadze rozpoczęte i planowane przedsięwzięcia mostowe w Polsce, można odnieść wrażenie, że w każdym dużym mieście leżącym nad rzeką jest lub będzie realizowana koncepcja budowy co najmniej jednego mostowego dzieła sztuki (oczywiście, w Warszawie co najmniej dwóch, bo to stolica). Nie dziwi więc, że w miastach położonych nad najszerszą rzeką Polski: Gdańsku, Warszawie i Krakowie dano upust śmiałym koncepcjom architektonicznym i artystycznej wyobraźni. Oprócz głównego zadania, jakie ma do spełnienia most – pomnik, czyli wzbudzania zachwytu dziełem sztuki, ma on, na podobieństwo mostów niepretendujących do tego miana, przeprowadzać ruch drogowy nad przeszkodą wodną. Ma on również gwarantować bezpieczeństwo i komfort jazdy przez jak najdłuższy okres eksploatacji.

Tradycyjny most góruje nad mostem – pomnikiem, gdyż jest:

• tańszy w budowie,
• tańszy w utrzymaniu,
• trwalszy,
• łatwiejszy do remontu lub modernizacji.

Most tradycyjny jest tańszy, gdyż jest wykonywany według znanej, sprawdzonej, bo wielokroć stosowanej, technologii. Z uwagi na niewielką liczbę punktów charakterystycznych jego utrzymanie wymaga mniejszych nakładów finansowych (punktami charakterystycznymi są przede wszystkim miejsca połączeń). W konstrukcji podwieszonej każde zamocowanie liny w konstrukcji przęsła lub pylonu wymaga spełnienia wysokich reżimów technologicznych zarówno podczas budowy, jak i w trakcie eksploatacji mostu.

Analizując koszty budowy obecnie wznoszonych obiektów można przyjąć, że mosty tradycyjne, o belkowej konstrukcji przęsła, z dźwigarami wykonanymi ze stalowych blachownic lub betonu sprężonego, są tańsze niż te o nietypowej konstrukcji. A więc oryginalność konstrukcyjna w polskich warunkach ma wymierną wartość.

Nic dziwnego, gdyż twórcy dzieł sztuki architektonicznej szukają przede wszystkim nowatorskich rozwiązań, nie bacząc na koszty inwestycji. Jeden z projektantów oryginalnego mostu w wywiadzie dla prasy stwierdził: „Inspiracji szukam w malarstwie, rzeźbie, nawet jazzie, a nie w istniejących już obiektach” („Newsweek”, 16 grudnia 2001 r., s. 110).

>>> Katastrofy i awarie mostów spowodowane korozją cięgien

>>> Katalog typowych konstrukcji obiektów mostowych i przepustów

>>> BIM w projektowaniu i realizacji mostów

Most tradycyjny jest trwalszy. Trwałość mostów, przy takim samym poziomie wytężenia materiału w porównywanych konstrukcjach, zależy od poprawności rozwiązań szczegółów konstrukcyjnych.

W naszej strefie klimatycznej jest ona uzależniona przede wszystkim od poprawnego odwodnienia obiektu i zastosowania sprawnych urządzeń dylatacyjnych. W poprawnie zaprojektowanym obiekcie, w określonym czasie po deszczu, woda powinna spłynąć z jezdni mostu. W praktyce na jezdni mostów tworzą się zastoiska wody, które umożliwiają jej wnikanie w głąb konstrukcji. To powoduje przyspieszoną degradację materiału, najpierw nawierzchni, później płyty pomostu, następnie dźwigarów. Problem odwodnienia, z uwagi na większe wymiary przęseł, pojawi się na oryginalnych mostach z siłą proporcjonalną do rozpiętości budowanych przęseł.

Fot. 5. Most Pontevedra w Corrientes w Hiszpanii z 2012 r. Fot. autora

Mosty tradycyjne są niepodatne na dynamiczne działanie wiatru. Przy ich projektowaniu wiatr stanowi obciążenie dodatkowe. Mosty podwieszone, z uwagi na małą wysokość konstrukcyjną przęseł przy ich dużej rozpiętości, są zazwyczaj podatne na dynamiczne działanie wiatru, przy czym zagadnienia dynamiki dotyczą zarówno przęseł, jak i cięgien oraz pylonów. Ze względu na niekonwencjonalne rozwiązania projektowe mostów podwieszonych ich odporność na działanie wiatru będzie, zakładam, poprawnie obliczona. Jednak weryfikacja tych obliczeń zostanie dokonana dopiero w trakcie eksploatacji.

Most tradycyjny jest łatwiejszy do odbudowy. Ze względów wojskowych w latach 40. i 50. budowano wyłącznie mosty o konstrukcji statycznie wyznaczalnej (belki swobodnie podparte lub belki ciągłe z przegubami typu Gerbera), aby zniszczenie jednego przęsła nie miało wpływu na zdolność przenoszenia obciążenia przez inne przęsła. Z tych względów nie pozwalano na budowę mostów o konstrukcji statycznie niewyznaczalnej (belki ciągłej). Również we wcześniejszym okresie brano pod uwagę względy wojskowe. W Warszawie, w miejscu, w którym obecnie wznosi się most im. ks. Józefa Poniatowskiego, w 1901 r. zaprojektowano przeprawę o dwudźwigarowej, kratownicowej konstrukcji przęsła, z pasem górnym krzywoliniowym i dwiema podporami w nurcie. Był to więc trójprzęsłowy most o schemacie statycznym belki ciągłej, o rozpiętości przęsła środkowego 174 m. Na taką przeprawę, ze względów wojskowych, nie wyraziły zgody władze carskie. Ich wymaganiom czyniły zadość jedynie dwa rozwiązania konstrukcyjne: most belkowy lub łukowy z jezdnią górną. Stąd most im. ks. J. Poniatowskiego składa się z ośmiu przęseł łukowych z jezdnią górną (fot. 3). Największa rozpiętość przęsła wynosi ok. 80 m. Wisła praktycznie dzieli kraj na dwie części: wschodnią i zachodnią. Pomiędzy mostami na tej rzece są niekiedy duże odległości. Z uwagi na ich strategiczny charakter (po części wynikający z rzadkiego występowania) powinny być tak budowane, aby ich wyłączenie z eksploatacji było utrudnione. Gdy tymczasem mosty o przęsłach podwieszonych mogą służyć jako modelowe przy objaśnianiu łatwego i skutecznego wyłączania przepraw z ruchu. Ponadto koszty remontu lub modernizacji mostów tradycyjnych dają się łatwo oszacować. W odniesieniu do mostów oryginalnych (fot. 4 i 5) nawet trudno wyobrazić sobie ich modernizację, o kosztach nie wspominając (w ramach ćwiczenia myślenia abstrakcyjnego proszę zaproponować inwestorowi sposób poszerzenia mostu podwieszonego).

Fot. 3. Most Poniatowskiego w Warszawie z 1913 r. po przebudowie. Fot. autora

Gdyby autor niniejszego artykułu miał za zadanie zaproponowanie jednego i tylko jednego rozwiązania konstrukcyjnego dla dużego (w skali naszego kraju) mostu, byłoby ono następujące: konstrukcja dwubelkowa z blachownic zmiennej wysokości, zespolonych z płytą żelbetową, o schemacie statycznym belki ciągłej oraz rozpiętości przęseł stokilkadziesiąt metrów (belki jak w moście przez Wisłę w Knybawie, zbudowanej przed ok. 60 laty – fot. 6). Jest to konstrukcja tania w budowie, łatwa w utrzymaniu i trwała w eksploatacji. A co najważniejsze, można ją zastosować w Polsce przy przekraczaniu każdej przeszkody wodnej (nie chciałbym być złym prorokiem, ale za kilka lat najbardziej popularną wśród mostowców konferencją naukową będzie konferencja poświęcona sposobom utrzymania estetycznych mostów).

Fot. 4. Most im. Samuela Becketta w Dublinie w Irlandii z 2009 r. Fot. autora

10 zaleceń dla inwestorów stojących przed koniecznością budowy mostu

1. Decyzja o budowie mostu powinna być poprzedzona wnikliwą analizą techniczną i ekonomiczną każdego przedstawionego wariantu. Analiza ekonomiczna powinna uwzględniać koszty: budowy, utrzymania przez określony okres eksploatacji i, jeżeli to możliwe, rozbiórki obiektu. Każdy z zaproponowanych wariantów powinien być technicznie poprawny. Z uwagi na to, że techniczna poprawność jest łatwo weryfikowalna (m.in. polega ona na sprawdzeniu poziomu naprężeń, dopuszczalnych ugięć, skrajni ruchu), praktycznie o wyborze wariantu powinny decydować koszty przedsięwzięcia.
2. Należy dokonywać wyboru wariantu spośród różnych rozwiązań konstrukcyjnych, ale co najmniej jednego o belkowej konstrukcji przęsła. Jest to z zasady rozwiązanie najtańsze i, przy niewielkich szerokościach przeszkód wodnych w naszym kraju, zazwyczaj możliwe do zastosowania.
3. Należy budować mosty o podwieszonej konstrukcji przęsła, gdy każde inne rozwiązanie jest droższe, np. kiedy budowana jest przeprawa pomiędzy wyspami, a rozwiązaniem alternatywnym byłaby budowa tunelu lub usypanie sztucznej wyspy pod dodatkową podporę – takie wypadki są znane poza granicami naszego kraju. O ile się orientuję, żadna z wymienionych przyczyn nie legła u podstaw budowy któregokolwiek mostu podwieszonego w Polsce.
4. W wypadku przepraw leżących w ciągach dróg o znaczeniu obronnym przy wyborze wariantu tych obiektów należy brać pod uwagę łatwość odbudowy po ich częściowym zniszczeniu.
5. W budowie mostów można stosować nowe technologie i nowoczesne materiały. Należy jednak pamiętać, że są one w naszym kraju niesprawdzone (za granicą zazwyczaj też nie) i nie mamy odpowiedniego doświadczenia w ich użytkowaniu. Jak przystało na eksperyment, materiały takie należy wykorzystywać przy budowie niewielkich przepraw w ciągu dróg o charakterze innym niż strategiczny.
6. Należy budować mosty o rozpiętościach przęseł obliczonych ze względu na wymaganą skrajnię żeglugi i tzw. światło mostu, tj. taką odległość pomiędzy podporami, aby nie następowało nadmierne rozmywanie dna oraz piętrzenie wody przed mostem. Budowa obiektu o rozpiętości przęseł większej niż wymagana względami technicznymi jest ekonomicznie nieuzasadniona.
7. Należy pamiętać, że mosty służą do bezpiecznego przeprowadzania ruchu komunikacyjnego przez przeszkodę wodną. Pełniąc ważną funkcję użytkową, ich konstrukcja w jak najmniejszym stopniu powinna ulegać modzie, która z natury rzeczy pozwala na wprowadzenie elementów niedających się logicznie wytłumaczyć. Moda na mosty o jak największej rozpiętości przęseł (jak to logicznie wyjaśnić?) niczym nie różni się od mody na samochody o jak największych gabarytach, a moda na pylony inne niż pionowe jest na podobieństwo mody na zegarki o kształcie tarczy innej niż okrągła, np. trójkąta. Ingerencja w konstrukcję przepraw poprzez udziwnianie ich kształtów już spowodowała ich wyższe koszty budowy, ale nie dość na tym, z pewnością znajdzie przełożenie na wyższe koszty utrzymania wzniesionej budowli oraz jej mniejszą trwałość.
8. Przez duże rzeki należy budować mosty o sprawdzonych rozwiązaniach konstrukcyjnych i przy zastosowaniu znanej technologii. Mosty rzymskie przez setki lat były budowane według ściśle określonych kanonów. I właśnie ta powtarzalność i doświadczenie przy budowie doprowadziły do powstania konstrukcji, które zachowały się do naszych czasów. Obiekty te istnieją bez mała tysiące lat, bo stoi za nimi doświadczenie wielu pokoleń budowniczych. Te budowle przetrwały, gdyż z zasady nie były poddawane technicznym eksperymentom. Most w Rimini jest eksploatowany praktycznie bez ograniczeń przez ok. 2000 lat.
9. Schemat statyczny konstrukcji mostu powinien być przejrzysty. Most poprawnie zaprojektowany, o czytelnym sposobie przekazywania sił, jest również mostem estetycznym według zasady, że rzeczy proste są dobre, a dobre – estetyczne.
10. Wzorując się np. na Brukseli, której symbolem jest fontanna Manneken Pis (siusiający chłopiec), miasta polskie powinny pokusić się o pomniki mniej kosztowne i trwalsze niż oryginalne mosty
    miejskie. Posążek chłopca wykonano w 1619 r. za symboliczną kwotę. Niech symbolem Gdańska pozostanie Neptun, a nie most w ciągu trasy Sucharskiego, a Warszawy – Syrenka, a nie most w ciągu trasy Świętokrzyskiej.

Nieprzekonanym twórcom mostowych dzieł sztuki architektonicznej przypomnę, że symbolem Helsinek jest nadal Panna Wodna, a Kopenhagi – Syrenka.

Fot. 6. Most w Knybawie z 1941 r. Fot. autora

Na powyższy tekst składają się wyłącznie cytaty z artykułu mojego autorstwa, który ukazał się w 2002 r. w czasopiśmie „Inżynieria i Budownictwo” nr 3–4. Artykuł po ponad 20 latach zyskał na aktualności. Wydaje się, że trzeba zmienić zasady stosowane przy budowie mostów w kontekście środków finansowych potrzebnych na ich późniejsze utrzymanie. Wymagania mogą pozostać. Złe zasady są dużo gorsze niż złe wymagania. Stosowanie typowych konstrukcji mostowych, łatwych w budowie i utrzymaniu, wprowadził na drogach krajowych Generalny Dyrektor Dróg Krajowych i Autostrad zarządzeniem z 8 listopada 2021 r.

dr hab. inż. Janusz Rymsza, prof. IBDiM
zastępca dyrektora, Instytut Badawczy Dróg i Mostów