Zespół studentów z Koła Naukowego Mostowców Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej po raz drugi wziął udział w międzynarodowym konkursie mostów stalowych Design and Construct Steel Bridge Competition 2024 organizowanym przez Uniwersytet Bosforski w Stambule. Tym razem drużyna Kartal 1 zajęła drugie miejsce oraz została wyróżniona za najlżejszy most.
Za stworzenie zwycięskiego mostu w konkursie DE&CO 2024 odpowiadali: Alicja Wolf, Daniel Stefanowicz, Maciej Siemionko, Mateusz Rajda, Aleh Lagonda, Paweł Pachla oraz Piotr Ambrochowicz. Koncepcja Kartala 1 bazowała na zeszłorocznym projekcie (więcej na ten temat tutaj).
Zadaniem uczestników konkursu DE&CO 2024 było zaprojektowanie oraz wykonanie mostów stalowych. Konstrukcje składały się z elementów połączonych śrubami. Modele podlegały ocenie w następujących aspektach:
- wygląd oraz unikalność projektu – oceniano wygląd mostu, jakość jego wykonania oraz sposób prezentacji;
- czas składania mierzony na specjalnie przygotowanej do tego planszy;
- ugięcie pionowe i poziome mierzone w dwóch próbach obciążeniowych: pozioma polegająca na przyłożeniu od góry 35 kg i 25 kg do boku konstrukcji, pionowa – 1000 kg w środku pomostu oraz 250 kg w połowie odległości między środkiem a jego krawędzią;
- masa;
- zgodność z regulaminem.
Każdy z tych czynników przeliczany był na koszt mostu, który stanowił punktację. Mniejszy koszt oznaczał lepszy wynik.
Parametryczny model mostu Kartal 1 został stworzony przy pomocy Rhino grasshopper, natomiast obliczenia zostały wykonane z wykorzystaniem Oasys GSA. Dzięki parametryzacji możliwe było sprawdzenie tysięcy różnych geometrii oraz wybranie najlepszej. Takie podejście pozwoliło skupić się na samym procesie kształtowania geometrii mostu, ograniczając czas potrzebny na dostosowanie modelu. Optymalizując zeszłoroczną konstrukcję, skupiono się na minimalizacji masy przy jednoczesnym zachowaniu niewielkiego ugięcia konstrukcji. Wynikiem iteracyjnego procesu była rezygnacja z podwójnego, skartowanego łuku, który został zastąpiony pojedynczym, wykonanym z zamkniętego, cienkościennego profilu prostokątnego.
Dobierając geometrię łuku, sprawdzano jej wpływ na końcowe przemieszczenie. Najlepiej poradziła sobie krzywa trzeciego stopnia, gorsze okazały się krzywa łańcuchowa oraz łuk kołowy. Ostatecznie ze względu na trudności wykonawcze przyjęto alternatywę w postaci krzywej Béziera. Podobnie zrezygnowano ze wstępnej koncepcji łuków zbieżnych, ograniczając się do krzywych pozostających w płaszczyznach równoległych. Pomost zaprojektowano jako klasyczny układ kratownicowy ze skratowaniem typu N. Podwieszenie pomostu zrealizowano za pomocą wieszaków w układzie Nielsena, który umożliwia równomierny rozkład przekazywanego obciążenia na elementy nośne.
W efekcie wprowadzonych modyfikacji powstała nowa, zoptymalizowana konstrukcja. Przyjęte rozwiązania zaowocowały zmniejszeniem wagi o 53 kg w stosunku do poprzednika. Kartal 1 przy imponującej wadze 68 kg klasyfikował się jako najlżejszy most w rywalizacji. Podczas fazy obciążania most ugiął się 4,5 mm w pionie i 0,6 mm w poziomie.
Jak powiedział kapitan zespołu: Zadanie zbudowania zaprojektowanego przez siebie mostu było możliwością praktycznej weryfikacji założeń projektowych. Dzięki rywalizacji w konkursie mieliśmy okazję uczestniczyć w pełnym cyklu od projektowania, poprzez wykonawstwo, po eksploatację konstrukcji. Każdy z tych etapów przynosił nowe wyzwania, które musieliśmy podejmować, żeby doprowadzić projekt do końca. Była to cenna lekcja, która bez wątpienia pomoże nam stać się lepszymi inżynierami oraz osiągnąć jeszcze lepsze wyniki w przyszłości.
Alicja Wolf
Paweł Pachla
Piotr Ambrochowicz
Fot. Alicja Wolf
Przeczytaj też:
Konkurs „wyKOMBinuj mOst 2024”
Prawne aspekty utrzymania obiektów mostowych
