Młodzi inżynierowie z Koła Naukowego Mostowców Politechniki Warszawskiej odnieśli sukces w międzynarodowym konkursie Design and Construct Steel Bridge Competition, organizowanym przez Uniwersytet Bosforski w Stambule.
Podczas konkursu Design and Construct Steel Bridge Competition – DE&CO’23 12 projektów rywalizowało o tytuł najlepszego mostu stalowego. Członkowie Koła Naukowego Mostowców Politechniki Warszawskiej (KNM PW) zaprezentowali 2 imponujące projekty.
Zadaniem uczestników było zaprojektowanie, a następnie wykonanie mostów ze stali ST 37 (S235JR). Rozpiętość mostu mierzona od zewnętrznej strony podpór nie mogła przekroczyć 6 m, wysokość konstrukcji wynosiła maksymalnie 2 m. Skrajnia pod obiektem miała wysokość 0,75 m i szerokość 2 m. Pomost musiał zachować skrajnie o szerokości 0,80 m i wysokości 0,5 m. Masa całej konstrukcji nie mogła przekraczać 300 kg. Most składał się z segmentów oraz elementów łączonych na śruby. Regulamin konkursu definiował również maksymalne dopuszczalne ugięcia pod obciążeniem oraz masę konstrukcji mostu, których przekroczenie oznaczało dyskwalifikację.
Konkurs Design and Construct Steel Bridge Competition był podzielony na 3 następujące po sobie konkurencje. Pierwszą była ocena wizualna. Sędziowie przyznawali punkty za walory estetyczne oraz unikalność konstrukcji. Następnie zadaniem uczestników było złożenie mostów na czas, po czym nastąpiło ich obciążanie. Konstrukcje obciążono:
- poziomo przyłożono jednocześnie 25 kg do boku i 35 kg od góry, a dopuszczalne przemieszczenie poziome wynosiło 1,5 cm;
- pionowo przyłożono 1000 kg w środku rozpiętości przęsła i 250 kg w pobliżu jednej z podpór, a dopuszczalne przemieszczenie pionowe wynosiło 2,5 cm.
Zespół KNM PW Kartal 7 opracował konstrukcję, która imponowała swoim wyglądam, ale także małym ugięciem. Zespół postawił na dźwigar łukowy ze skratowaniem typu „N”, którego pasy zbiegają się w punkcie u podstawy. Zdecydowano się zastosować łuk, ponieważ ten uważany jest za jedną z piękniejszych form geometrycznych, a dodatkowo pozwala zoptymalizować stosunek masy do ugięcia. Płyta pomostu w postaci kratownicy, również o skratowaniu typu „N”, podwieszona została do dźwigarów za pomocą cięgien przenoszących siły rozciągające. Do obliczeń konstrukcyjnych wykorzystano model analityczny 3D złożony z elementów prętowych, uwzględniający założenia teorii II rzędu. Ze względu na krótki termin zgłaszania projektów nie zdążono przygotować globalnego modelu analitycznego ze zdefiniowanymi imperfekcjami geometrycznymi, dlatego zdecydowano się zwymiarować profile i połączenia według procedur EC 3, które to uwzględniają wyżej wymienione imperfekcje.
Kartal 7 został nagrodzony za swoje walory estetyczne, a w generalnej klasyfikacji uplasował się na 4. pozycji, osiągając przemieszczenie: poziome 0,13 mm, pionowe 1,9 mm.
Natomiast zespół Most Beautiful przygotował most w pełni eksperymentalny, który zaskoczył sędziów swoją unikalnością. Projekt miał sprawdzić możliwości zaawansowanego oprogramowania oraz zaprezentować niestandardowe podejście do tego typu konstrukcji. Geometria została zdefiniowana poprzez zastosowanie algorytmu optymalizacji topologicznej. Obliczenia przeprowadzono za pomocą oprogramowania SolidWorks w analizie bryłowej. W modelu obliczeniowym zdefiniowano zagadnienia kontaktowe i połączenia śrubowe za pomocą elementów sztywnych (RBE2). Obliczenia prowadzono metodą naprężeń dopuszczalnych, elementy ściskane były sprawdzane na wyboczenie na podstawie warunków naprężeniowych. Ostatecznie starano się osiągnąć schemat belki dwustronnie utwierdzonej. Efekt utwierdzenia zapewniono poprzez zastosowanie dodatkowych cięgien, które miały odebrać konstrukcji możliwość obrotu w miejscu podparcia.
Most Beautiful został doceniony za swoją unikalność. W generalnej klasyfikacji Design and Construct Steel Bridge Competition zajął 8. miejsce, osiągając przemieszczenie: poziome 1,7 mm i pionowe 23,8 mm.
Zespół Kartal 7: Michał Pawłowski, Julia Czaplicka, Karol Urbańczyk, Mateusz Frydrycki, Piotr Ambrochowicz
Zespół Most Beautiful: Maciej Siemionko, Edgar Maciejewski, Mateusz Rajda, Paweł Pachla, Radosław Szarwiło
Paweł Pachla
Fot. autora
Czytaj także:
Konkurs „wyKOMBinuj mOst 2023” za nami
Budownictwo mostowe – nowe wytyczne rekomendowane przez Ministra Infrastruktury
Rewitalizacja mostów kolejowych
