Motywacja 06.03.2017

Dla typowego użytkownika mostów, są one konstrukcjami umożliwiającymi bezpieczne pokonanie przeszkody takich jak: rzeki, drogi, szlaki kolejowe itd. Mało kto zastanawia się z czego są one wykonane. Do tradycyjnych materiałów konstrukcyjnych należy stal, beton oraz drewno. Ich zaletą jest niska cena oraz powszechna dostępność. Niestety konstrukcje z nich wznoszone wymagają regularnej konserwacji, ponieważ stal rdzewieje, beton zarysowuje się i eroduje, a drewno butwieje. Generuje to zbędne koszty, zarówno finansowe jak i społeczne (niższy standard przeprawy, utrudnienia w ruchu w czasie renowacji/remontu, zwiększone prawdopodobieństwo wypadków). Kierunkiem w jakim należy podążać jest budowanie trwalszych obiektów mostowych. Można to osiągnąć m.in. poprzez wykorzystanie do budowy nowoczesnych, trwalszych materiałów.

Od kilkudziesięciu lat kompozyty włókniste o osnowie polimerowej (ang. fiber-reinforced polymer - FRP) są z powodzeniem stosowane w astronautyce, lotnictwie, przemyśle stoczniowym, samochodowym i sportowym. Wynika to z ich ponadprzeciętnych właściwości, takich jak: niski ciężar, duża wytrzymałość, całkowita odporność na korozję, swoboda kształtowania przekroju oraz duże tłumienie wewnętrzne. Te same cechy są bardzo pożądane w budownictwie, a zwłaszcza w mostownictwie, gdzie często tworzy się wyrafinowane, mocno wytężone konstrukcje o znacznej rozpiętości.

Obserwujemy stały wzrost zastosowań kompozytów FRP w budownictwie. w niektórych obszarach np. wzmacnianie konstrukcji, są to już pra­ktycznie standardowe procedury (wzmacnianie przy użyciu taśm z włókna węglowego), w innych np. w mostownictwie jest to ciągle dyna­mi­cznie rozwijana technologia. Możemy jednak wyróżnić jej główne cechy. Kompozytowe elementy mostu są prefabrykowane, przywożone na plac budowy i tam wbudowywane. Ich kilkukrotnie niższa masa, w porównaniu z tradycyjnymi prefabrykatami, pozwala na budowę i transport większych elementów, możliwych do montażu za pomocą mniejszych i lżejszych maszyn budowlanych. w znaczący sposób zmniejsza to koszty oraz skraca czas budowy. Jest to szczególnie ważne na terenach silnie zurbanizowanych, gdzie budowa przeprawy może paraliżować komunikację.

Parametry wytrzymałościowe kompozytu są zależne m.in. od kierunku ułożenia włókien. Kształtując przekrój, możemy zmieniać ich ułożenie co pozwala dążyć do jak najlepszego wytężenia materiału. Ogranicza to jego zużycie i redukuje koszt konstrukcji. Należy również zaznaczyć, że swoboda w formowaniu kompozytu, wraz z jego wytrzymałością, może być wielką zaletą dla architektów - otwierają się przed nimi nowe możliwości.

Kompozyty FRP są wrażliwe na wysokie temperatury i promieniowanie UV. Te wady można zredukować stosując specjalne domieszki do kompo­zyty lub malarskie warstwy ochronne. Te ostatnie są dużo trwalsze niż powłoki na konstrukcjach stalowych, ponieważ kompozyt nie koroduje (drobne uszkodzenia powłoki na konstrukcji stalowej powodują rozpoczęcie procesu korozji, którego produkty mają dużo większą objętość, co prowadzi do dalszego niszczenia powłoki i dalszej korozji). Między innymi, dzięki temu koszty utrzymania konstrukcji kompozytowej są dużo niższe niż budowli z materiałów tradycyjnych.

Budownictwo nie jest branżą bardzo innowacyjną. Wprowadzanie nowinek technicznych następuje powoli i stopniowo. Upowszechnienie stosowania kompozytów FRP w mostownictwie z pewnością doprowadzi do spadku ich cen (analogiczny trend obserwowano m.in. w branży sportowej lub samochodowej). Jednak nawet teraz, pomimo dość wysokich kosztów początkowych, analizy kosztów w cyklu życia obiektu (LCCA) pokazują, że budowa takich mostów jest uzasadniona z ekonomicznego punktu widzenia. Zależnie od typu przeprawy, jej lokalizacji, warunków środowiskowych i terenowych, wymaganego czasu budowy oraz zakładanego czasu życia konstrukcji, całkowite koszty w cyklu życia mostów kompozytowych są porównywalne, a w niektórych przypadkach zdecydowanie niższe niż dla obiektów wykonanych z materiałów tradycyjnych.

Biorąc powyższe czynniki pod uwagę, zdecydowaliśmy się na stworzenie konsorcjum, którego celem jest rozwijanie technologii kompozytowych mostów oraz jej zademonstrowanie w Polsce poprzez budowę pierwszego w naszym kraju mostu drogowego wykonanego z kompozytów FRP. Mamy nadzieję, że członkom konsorcjum da to przewagę technologiczną nad konkurencją, a społeczeństwu tańsze, lepsze i bezpieczniejsze przeprawy mostowe.

Ta witryna internetowa korzysta z plików cookie. Pozostając na niej wyrażasz zgodę na korzystanie z cookie.
Przeglądarka internetowa umożliwia zablokowanie plików cookie.

Zamknij [X]