Współczesne kładki dla pieszych

Kładki dla pieszych pojawiają się w przestrzeni jako konstrukcje ściśle związane z układem cią­gów pieszych w związku z konieczno­ścią przeprowadzenia ruchu pieszych nad istniejącymi ciągami komunikacyj­nymi bądź innymi przeszkodami terenowymi. Konstrukcje te, będąc zde­cydowanie bliższe użytkownikom niż klasyczne obiekty mostowe, wymaga­ją od projektanta szczególnego podej­ścia. Ich projektowanie związane jest zarówno z dążeniem do spełnienia wy­magań stanów granicznych nośności, jak i z dużą dbałością o zachowanie właściwej funkcjonalności, komfortu użytkowania i walorów estetycznych. Nie bez znaczenia są również zagad­nienia ergonomii związane z dostoso­waniem konstrukcji do cech psycho­fizycznych człowieka.

Fot. 1 Łukowo-kratownicowa kładka nad ul. Chemików w Bieruniu Starym (28,0 + 24,5 m)

Dwa główne parametry kładek dla pie­szych wyróżniające je spośród innych obiektów mostowych to stosunkowo niewielkie obciążenia użytkowe (2,5­-5,0 kN/m²) w porównaniu z obciąże­niami obiektów dla ruchu drogowego lub kolejowego i mała szerokość użyt­kowa pomostu (1,5-4,0 m). Cechy te stwarzają możliwość wznoszenia efektownych obiektów o wyszukanych formach architektonicznych, co przy­ciąga uwagę licznej grupy konstrukto­rów i architektów. Estetyka i archi­tektura jako dziedziny projektowania i artystycznego oraz harmonijnego kształtowania budowli w projektowa­niu współczesnych kładek dla pieszych przejawiają się bardzo wyraźnie.

Przy bliskim kontakcie pieszego z obiektem konieczne jest staranne opracowanie rozwiązań konstrukcyj­nych. Z tego powodu w projektowaniu kładek dla pieszych dużą rolę odgrywa nie tylko ogólna forma konstrukcyjna, ale również detal, kolorystyka oraz oświetlenie.

Choć zagadnienia estetyki mają zasto­sowanie w projektowaniu obiektów mo­stowych wszystkich typów, w kładkach dla pieszych znaczenie tych zagadnień wydaje się być szczególnie duże. War­te przypomnienia i zapamiętania są za­sady estetyki obiektów mostowych sformułowane przez prof. Zbigniewa Wasiutyńskiego w (tab. 1) [1].

Tab. 1 Zasady estetyki obiektów mostowych [1]

Zasady te oprócz ich znajomości wymagają również poprawnej inter­pretacji. Zasady całości, prostoty i czytelności formy to zasady wielo­stopniowe, tzn. odnoszą się nie tylko do formy całego mostu, lecz również do form jego elementów składowych. Wynikają one z właściwego człowieko­wi sposobu postrzegania. Jesteśmy zdolni do jednoczesnego dostrzega­nia form tylko o dostatecznie ma­łej liczbie elementów i dostatecznie prosto skojarzonych. Formy o coraz większej liczbie elementów stają się coraz trudniej rozpoznawalne, ponie­waż skojarzenia ich elementów stają się bardziej złożone. Obserwator nie jest w stanie dostrzec całości formy i nie doznaje przeżycia estetycznego. Zasada czytelności formy w mo- stownictwie oznacza zachowanie czytelności przebiegu trasy komunika­cyjnej oraz zachowanie wyczuwalności wzrokowej zależności przekazywania sił wewnętrznych między elementami konstrukcyjnymi.

Fot. 2 Łukowa kładka przez rzekę Sołę w Węgierskiej Górce (51,3 m)

Zasada unikania pustki wymaga uni­kania projektowania konstrukcji bez wyrazu, konstrukcji, których aspekty poznawcze nie wykraczają poza ba­nalność ich parametrów użytkowych i funkcjonalnych, w których obser­wator nie może odnaleźć dążeń i poszukiwań projektanta zmierzających do zastosowania rozwiązań optymal­nych, nowatorskich, innowacyjnych bądź klasycznych, lecz niebanalnych, spełniających jednocześnie pozostałe zasady estetyki. Pojęcie pustki wpro­wadzone w tej zasadzie oznacza wywoływanie u obserwatora wrażenia pustki poznawczej oraz odczucia znu­żenia, znudzenia i niechęci.

Zasada miarowości formy (zwana także zasadą równości formy) doty­czy cech równości między elementami formy. Z dwóch form, z których pierw­sza posiada pewną cechę miarowości, a druga tej cechy nie posiada, jesteś­my skłonni przypisać większą wartość estetyczną pierwszej. Do cech mia­rowości formy zalicza się: symetrię, rytm i proporcje oraz eurytmię, czyli mnogość różnych rytmów w tej sa­mej budowli. Warunkiem koniecznym poprawnego zastosowania rytmu w projektowanej formie konstrukcyj­nej jest posiadanie wspólnych cech przez elementy biorące udział w ryt­mie, np. ten sam cel użytkowy. Zwracając uwagę na dużą rolę estety­ki w projektowaniu kładek dla pieszych, nie można zapomnieć o głównym celu budowy kładek, którym jest ułatwie­nie lub wręcz umożliwienie komunikacji pieszej i rowerowej oraz zapewnienie bezpieczeństwa ruchu wszystkim jego uczestnikom (odseparowanie ruchu pieszego od ruchu kołowego, samo­chodowego lub kolejowego).

Fot. 3 Kładka wstęgowa (21,75 + 50,0 + 21,75 m), Frydek Mistek, Czechy

Często kładki dla pieszych wykorzy­stywane są jako prototypowe roz­wiązania konstrukcyjne wzniesione z nowoczesnych materiałów lub z wy­korzystaniem innowacyjnych rozwiązań konstrukcyjnych. Nie każda kładka musi jednak być konstrukcją oryginalną, za­wierającą elementy na pograniczu eksperymentu technicznego, i nie każ­da musi zawierać rozwiązania bardzo efektowne. Nawet jeżeli są to spraw­dzone i od lat stosowane klasyczne systemy konstrukcyjne ustrojów noś­nych, takie jak: belkowe, kratownico­we, łukowe czy wiszące i podwieszone – w każdym przypadku można zadbać o nadanie im indywidualnego wyrazu. Warto zwrócić uwagę na kilka zagad­nień projektowych pozwalających za­pewnić odpowiednią funkcjonalność oraz spełnić wymogi estetycznego i ergono­micznego kształtowania konstrukcji [4]:

– Nowo projektowany obiekt powinien zachęcać pieszych i rowerzystów do korzystania z niego i przyczyniać się do przestrzegania zasad ruchu drogowego.

– Geometria kładki powinna być w maksymalnym stopniu dostoso­wana do topografii terenu w celu uniknięcia lub minimalizacji potrze­by stosowania schodów i ramp. Jeśli droga przebiega w wykopie o stromych zboczach, zlokalizowa­nych po jednej lub po obu stronach drogi, zbocza te można wykorzy­stać do ukształtowania na nich ramp doprowadzających ruch do kładki. Gdy kładka umieszczona jest między skarpami wykopu, szczegól­nie w sytuacji gdy widoczna jest na tle nieba, skarpy wykopu powinny sięgać co najmniej do wysokości poziomu pomostu.

– Na etapie projektowania ocenić należy zewnętrzny wygląd i odbiór kładki z różnych perspektyw i punk­tów obserwacyjnych. Proporcje obiektu należy dobrać w sposób czy­telny i estetyczny w odbiorze przez użytkowników obiektu, trasy pod obiektem oraz oddalonych obser­watorów. Wygląd zewnętrzny kładki należy dostosować do otaczającego ją krajobrazu. Obiekt powinien wywoływać przyjemne wrażenia este­tyczne i wzbogacać krajobraz.

– Dojście do pomostu powinno być możliwie najkrótsze i proste bez zbędnych zakrętów, spadków i prze­chyłów, powinno przebiegać wzdłuż linii wyznaczonej przez główny kieru­nek ruchu pieszych. Gdy kładka pro­jektowana jest w ciągu naturalnej ścieżki stworzonej przez pieszych, wszelkie korekcje położenia ścieżki należy zaplanować w odległości umożliwiającej zmniejszenia długo­ści ścieżki oraz zachowanie najkrót­szego połączenia z kładką.

– Pochylnie, schody, balustrady, detale konstrukcyjne należy zaprojektować w sposób estetyczny w odbiorze przez użytkowników oglądających konstrukcję z bliska. W przypadku zastosowania schodów ich konstruk­cję trzeba rozwiązać w sposób po­zwalający na uniknięcie gromadzenia się śmieci w trudno dostępnych miejscach pod nimi. W obrębie kładki niedopuszczalne jest kształtowanie wnęk, zakamarków, zacienionych ob­szarów mogących wywoływać wśród użytkowników obawy o własne bezpieczeństwo.

– Geometria ramp powinna być moż­liwie najprostsza, zgodna z przebie­giem linii wyznaczonej przez główny kierunek ruchu pieszych. Korzystne, ze względu na komfort użytkowania i walory estetyczne, jest stosowanie ramp spiralnych o dużych promieniach łuków. W miarę możliwości uni­kać należy ramp wielopoziomowych załamywanych pod kątem 180°. Istniejące w pobliżu kładki krzewy i drzewa wykorzystać można do wi­zualnego ukrycia schodów i ramp.

– W celu ochrony prywatności i za­pewnienia wyższego komfortu użyt­kowania kładki niezalecane jest sto­sowanie ażurowych stopni schodów oraz ażurowych nawierzchni pomo­stu, szczególnie w przypadku po­mostów przebiegających nad innymi ciągami pieszymi.

– Podczas projektowania obiektu uwzględnić należy fakt, że sposób oświetlenia pomostu, kolor i struk­tura zewnętrzna nawierzchni mają wpływ na ocenę warunków użyt­kowania i mogą poprawić komfort użytkowania konstrukcji.

– Zarówno konstrukcje proste, jaki i złożone należy kształtować przej­rzyście, nieskomplikowanie i este­tycznie. Zaleca się wykorzystywa­nie konstrukcji kładek dla pieszych w celach urozmaicenia monotonne­go krajobrazu.

Fot. 4 Pontonowa kładka West India Quay (3 x 21,0 + 2 x 15,0 m), Londyn, Wielka Brytania

Główne tendencje obserwowane w projektowaniu kładek dla pieszych oprócz małej szerokości pomostu i dużego znaczenia zagadnień este­tyki to także:

–  skala konstrukcji dostosowana do skali ludzkiej (dopasowanie skali wielkości obiektu i przestrzeni do wymiarów fizycznych i cech psy­chicznych człowieka);

–  mały ciężaru własny i duża smukłość konstrukcji przęseł;

–  duża swoboda w kształtowaniu obiektu w planie i przekroju po­dłużnym (możliwość kształtowania pomostów o dużej krzywiźnie, moż­liwość wprowadzania zwiększonych spadków podłużnych);

–  stosowanie nowych materiałów kon­strukcyjnych (beton wysokiej wytrzy­małości, aluminium, szkło laminowa­ne, tworzywa sztuczne wzmacniane włóknami);

–   wzrost rozpiętości przęseł.

Rys. Podstawowa częstotliwość drgań własnych pionowych f_v kładek belkowych w funkcji rozpiętości przęsła L [6]

Wzrost rozpiętości, zmniejszanie cię­żaru własnego oraz wzrost smukłości przęseł kładek dla pieszych możliwe są m.in. dzięki stosowaniu materiałów o dużej wytrzymałości pozwalających na zmniejszenie przekrojów elemen­tów konstrukcyjnych. Zmniejszenie przekrojów elementów konstrukcyj­nych prowadzi do zmniejszenia cię­żaru własnego oraz redukcji sztyw­ności giętnej – pionowej i poziomej (poprzecznej) – konstrukcji. W efekcie tego zwiększa się podatność dyna­miczna obiektu. Projektowanie kładek dla pieszych, opierając się wyłącznie na analizach statyczno-wytrzymałościowych, staje się niewystarczające. Bardzo często konieczne jest wykona­nie analiz dynamicznych dotyczących określenia ryzyka wzbudzania drgań o charakterze rezonansowym przez użytkowników obiektu oraz oceny kry­teriów komfortu użytkowania kładki. Duży wpływ na typ uwzględnianych w analizach wymuszeń dynamicznych ma lokalizacja obiektu wpływająca na konieczność uwzględniania oddziaływań pojedynczych osób lub tłumu pieszych.

Fot. 5 Łukowa kładka Butterfly (32,0 m), Bedford, Wielka Brytania

Wymogi wykonywania analiz dynamicz­nych kładek dla pieszych określone są m.in. w Dz.U. Nr 63, poz. 735 § 147 ust. 3 [2] oraz w rozdziale A2.4.3 nor­my PN-EN 1990:2004/A1:2008 [3]. Jeśli częstotliwość drgań własnych kładki mieści się w przedziale częstotliwości oddziaływań użytkowników w różnych formach ich aktywności (tab. 2), zwiększa się ryzyko występo­wania dużych poziomów drgań pomo­stu. Zagadnienie to staje się szcze­gólnie istotne w przypadku kładek o rozpiętości przęsła przekraczającej 30.0 m (rys.).

Tab. 2 Częstotliwości oddziaływania pieszych podczas chodu, biegu i skoków [5]

Obiekty o podstawowych częstotliwo­ściach drgań pionowych mniejszych od 3.0 Hz i/lub częstotliwościach drgań poziomych mniejszych od 1,5 Hz są szczególnie podatne na wzbudzanie dużych amplitud drgań przez użytkow­ników. Użytkownicy mogą podświado­mie lub celowo zsynchronizować swój krok (ruch marszowy) i dostosować go do częstotliwości drgań konstrukcji, wzbudzając drgania konstrukcji o cha­rakterze rezonansowym. Drgania takie powodują znaczne utrudnienia w ruchu pieszych i grożą uszkodzeniem kon­strukcji. Projektowany obiekt powinien spełniać wymagania kryteriów komfor­tu wibracyjnego.

Fot. 6 Kładka nad jeziorem Vranov (252 m), Vranov nad Dyji, Czechy