Читать книгу Pożary mostów - Henryk Zobel - Страница 12
ОглавлениеUszkodzenia spowodowane pożarami mostów można sklasyfikować przede wszystkim w zależności od rodzaju materiału konstrukcyjnego. Osobną kategorię stanowią uszkodzenia łożysk i innych elementów wyposażenia mostów, a także zainstalowanych na nich urządzeń obcych oraz izolacji i nawierzchni. O dalszych, popożarowych losach obiektu najczęściej decydują uszkodzenia konstrukcji nośnej. Należy dodać, że uszkodzenia konstrukcji stalowej czy drewnianej powstają szybko, nawet w ciągu kilkunastu minut, natomiast zniszczenie konstrukcji betonowej wymaga godzin. Z tej klasyfikacji należy wyodrębnić konstrukcje cięgnowe. Wysoka temperatura niszczy je w krótkim czasie bezpowrotnie i może szybko doprowadzić most do katastrofy.
4.2. Uszkodzenia mostów stalowych i zespolonych
Podstawowym rodzajem uszkodzenia, któremu może ulec stalowa konstrukcja mostowa, są odkształcenia (deformacje) jej elementów składowych, tzn. dźwigarów głównych, pomostu i elementów drugorzędnych. Są to:
zmiana geometrii całej konstrukcji (skręcenie całego przekroju poprzecznego, różne ugięcia poszczególnych dźwigarów) (rys. 11.46–11.53);
odkształcenia pomostu ortotropowego, tj. blachy pomostu, poprzecznic i podłużnic (rys. 11.6, 11.7, 11.14, 11.15, 11.18, 11.19);
odkształcenia środnika dźwigarów pełnościennych (najczęściej pól pomiędzy żebrami pionowymi i poziomymi) (rys. 11.13, 11.36–11.45);
„falowanie” żeber poziomych usztywniających środniki dźwigarów pełnościennych oraz podłużnic pomostu ortotropowego (rys. 11.16, 11.20 i 11.21);
przekraczające wartości dopuszczalne przemieszczenia całej konstrukcji nośnej na łożyskach i urządzeniach dylatacyjnych (rys. 11.23–11.26);
pęknięcia spoin łączących dźwigary, poprzecznice i/lub podłużnice (rys. 11.22) oraz materiału konstrukcyjnego w rejonie połączeń (rys. 11.12);
ścięcie nitów lub śrub w połączeniach różnych elementów konstrukcyjnych (rys. 11.9 i 11.11);
zniszczenie powłok antykorozyjnych (rys. 11.8–11.20).
Wszystkie te rodzaje uszkodzeń są najczęściej rozległe, rzadko mają charakter lokalny.
Należy dodać, że uszkodzenia konstrukcji stalowej wpływają także na ewentualny charakter uszkodzeń pomostów zespolonych (stal-beton), te z kolei nie różnią się niczym od uszkodzeń konstrukcji betonowych. Ich dokładniejszy opis zamieszczono w punkcie 4.3. Pozytywnym aspektem zastosowania tego typu pomostów jest fakt, że chronią one most przed awarią dłużej niż pomosty ortotropowe.
4.3. Uszkodzenia mostów betonowych (żelbetowych i sprężonych)
Konstrukcje betonowe dłużej opierają się działaniu wysokiej temperatury. Gdy jednak utrzymuje się ona przez dłuższy czas, powstające wtedy uszkodzenia mają charakter nieodwracalny (inaczej niż w konstrukcji stalowej). Do najczęściej występujących zaliczamy:
odspojenie betonowej otuliny zbrojenia lub cięgien sprężających,
zarysowania elementów konstrukcyjnych,
uplastycznienie zbrojenia miękkiego,
uplastycznienie i/lub całkowite zerwanie kabli sprężających,
rozpad betonu w wyniku wyparowania wody i wypalenia cementu.
4.4. Uszkodzenia mostów drewnianych
Mała odporność ogniowa drewna jest faktem. Pod wpływem wysokiej temperatury następuje zmniejszenie wytrzymałości drewna. Ze względu na małą przewodność cieplną i izolacyjność warstwy zwęglonej, powstającej w czasie pożaru jako otulina, spadek wytrzymałości drewna w czasie jest wolniejszy niż wytrzymałości stali.
Warstwa zwęglona stanowi naturalną termoizolację opóźniającą osiągnięcie przez drewno położone głębiej w elemencie temperatury zapłonu wynoszącej około 700°C. Obecnie dzięki możliwości dokonywania modyfikacji chemicznej drewna uzyskuje się znacznie wyższą temperaturę jego zapłonu. Dlatego, w przeciwieństwie do drewna tradycyjnego, drewno klejone można zaliczyć do materiałów trudno palnych.
Ogólnie, uszkodzenia drewna konstrukcyjnego w mostach zależą od czasu trwania pożaru i w konsekwencji grubości wytworzonej warstwy zwęglonej. Grubość warstwy nienaruszonej przez ogień decyduje o tym, czy konstrukcja ulegnie zniszczeniu.
4.5. Uszkodzenia cięgien w mostach podwieszonych i łukowych
Pożary pojazdów na mostach wymienionych w tytule czasami powodują przeniesienie się ognia na cięgna i ich zamocowania. Wysoka temperatura powoduje zniszczenie osłon wykonanych z tworzywa sztucznego, uszkodzenie zabezpieczeń antykorozyjnych, a także nieodwracalne wydłużenie drutów cięgna, a w skrajnym przypadku ich pęknięcie. Nagrzane stalowe bloki kotwiące rozszerzają się, co w konsekwencji powoduje zmniejszenie siły naciągu, a nawet w skrajnych przypadkach wysunięcie się splotów z zakotwienia.
Uszkodzenia łożysk mogą uszkodzić konstrukcję nośną, a w skrajnym przypadku doprowadzić do zniszczeniu obiektu mostowego. Możemy do nich zaliczyć:
przekroczenie dopuszczalnych wartości przemieszczeń konstrukcji nośnej, co może uszkodzić same łożyska oraz ich zamocowania, a nawet doprowadzić do spadnięcia konstrukcji nośnej z podpór (rys. 11.25 i 11.26); dodatkowym efektem może być „zaklinowanie się” urządzeń dylatacyjnych;
dekompozycję materiału konstrukcyjnego łożysk neoprenowych, czyli nieodwracalne ich zniszczenie.
Uszkodzenia tych elementów są najczęściej wtórne względem uszkodzeń konstrukcji nośnej. Są to:
uplastycznienie i w konsekwencji trwałe odkształcenie bitumicznych „przekryć” dylatacyjnych;
dekompozycja materiału konstrukcyjnego wkładek uszczelniających urządzenia dylatacyjne;
uszkodzenie i/lub zablokowanie systemu odwodnienia pomostu;
odkształcenia barier ochronnych i poręczy spowodowane odkształceniami pomostu (rys. 11.6 i 11.7);
uszkodzenia nawierzchni asfaltowej i izolacji – te elementy najczęściej jako pierwsze ulegają uszkodzeniu i/lub zniszczeniu w wyniku pożaru, ich relatywnie niska temperatura „upłynnienia” powoduje, że oba te elementy bardzo szybko pękają, wybrzuszają się i „rozpływają się”; w przypadku ułożenia na pomoście ortotropowym, jego wybrzuszenia są dodatkowym czynnikiem niszczącym (rys. 11.6 i 11.7);
odkształcenia i/lub zniszczenie elementów pomostów roboczych (rys. 11.8, 11.10, 11.15, 11.17);
uszkodzenia izolacji rurociągów (rys. 11.15–11.18);
odkształcenia rurociągów i powiązane z tym niebezpieczeństwo rozszczelnienia;
wyboczenia rurociągów (odchylenia od pierwotnej gometrii) o niewielkiej średnicy rur (rys. 11.15 i 11.16);
uszkodzenia urządzeń kompensacyjnych;
uszkodzenia lub spalenie się różnego rodzaju kabli.
