Głównym kierunkiem rozwoju komzytowych mostów drogowych m.in. po-wstałych w ramach projektu Com-Bridge jest prefabrykacja. Prefabrykacja mostowa współcześnie wykorzystuje coraz częściej nowe, innowacyjne materiały i ich kombinacje w dotychczasowych lub zmodyfikowa-nych formach konstrukcyjzmodyfikowa-nych. Wśród tych materiałów są m.in. betony lekkie o wysokiej wytrzymałości oraz betony ultrawysokowartościowe UHPC (ang.
ultra high performance concrete). Prog-nozuje się także, że jednym z kierunków rozwoju prefabrykacji będzie zwiększe-nie udziału w ich produkcji materiałów pochodzących z recyklingu (kruszywa do betonu, dodatki do cementu), w tym zwłaszcza niewykorzystywanych dotąd w budownictwie spoiw polimerowych pochodzenia mineralnego, tzw. geopoli-merów. Pojawiły się także pierwsze mo-stowe prefabrykaty hybrydowe, w których połączono beton zwykły lub lekki z kom-pozytem FRP, wykorzystując specyficzne właściwości poszczególnych materiałów [7]. Wydaje się, że właśnie ten kierunek
Fot. 3. Prototyp kładki pieszo-rowerowej Fobridge o konstrukcji warstwowej (https://ctwt.pg.edu.pl)
wykorzystania kompozytów w budowie mostów ma obecnie największe szanse na dalszy rozwój i kolejne wdrożenia.
Dźwigar hybrydowy powstały w ramach projektu Com-Bridge może być bardzo dobrym prefabrykowanym elementem konstrukcyjnym dla wieloprzęsłowych obiektów mostowych. W ramach tego projektu opracowano system konstruk-cyjny mostów składający się z dźwigarów prefabrykowanych z kompozytu FRP oraz płyty pomostu z betonu lekkiego, zbrojonej prętami kompozytowymi GFRP i wykonywanej na kompozytowym deskowaniu traconym [8]. Typowa belka kompozytowa została zaprojektowana przy założeniu ok. 2,5 m osiowego roz-stawu poprzecznego w przekroju przęsła.
Koncepcja obiektu mostowego zakłada, że typowy przekrój poprzeczny przęsła będzie miał cztery dźwigary, a kolejne przęsła będą połączone monolitycznymi węzłami uciągającymi, betonowanymi in-situ łącznie z płytą pomostu. Końce belek kompozytowych zostały specjal-nie dostosowane w celu ukształtowania takich węzłów (rys. 4).
Ze względu na niewielki ciężar prefa-brykatu kompozytowego (ok. 3,5 tony) jego transport na budowę oraz montaż jest łatwy i nie wymaga specjalnego sprzętu dźwigowego oraz organizowa-nia przejazdów ponadnormatywnych.
Kolejną cechą systemu jest zastosowanie kompozytowego deskowania traconego płyty pomostu SIP (ang. stay-in-place formwork), układanego między belkami kompozytowymi i na nich opartego.
Kompozyt SIP minimalizuje ciężar własny deskowania w pierwszej fazie pracy dźwigarów, zapewnia ich stabilizację w czasie betonowania płyty pomostu oraz skraca do minimum czas realizacji
obiektu. Deskowanie z lekkich kompo-zytów pozwala na szybkie zaszalowanie całej powierzchni płyty, a zastosowanie połączeń klejonych między deskowa-niem i dźwigarami zapewnia uzyskanie dobrej szczelności szalunku. Możliwe jest także uzyskanie częściowej współpracy deskowania kompozytowego z beto-nową płytą pomostu, co prowadzi do zmniejszenia ilości betonu i minimalizacji ciężaru własnego płyty.
Podsumowanie
Prognozy związane z rozwojem świato-wego rynku mostów z kompozytów FRP są umiarkowanie optymistyczne. Spe-cjalistyczna agencja Market & Markets szacuje wzrost inwestycji na poziomie 72,5 mln USD w 2021 r., tj. o ok. 45%
w ciągu pięciu lat (2016–2021). Progno-zowany w tym okresie skumulowany roczny wskaźnik wzrostu (CAGR) wynosi 6,4%, przy czym wartość ta jest wyższa w przypadku mostów drogowych (6,7%) niż w przypadku kładek dla pieszych (5,4%). Praktycznie porównywalny rozwój jest prognozowany w Europie (7,1%
rocznie) oraz w USA i Kanadzie (7,0%).
Wśród krajów europejskich liderem pozostanie Wielka Brytania (wzrost 7,25% rocznie), lecz wg prognoz drugie miejsce pod względem inwestycji w mo-sty kompozytowe zajmie w tym okresie Rosja (6,7%). Analiza rynkowa przewi-duje także większą dynamikę rozwoju mostów kompozytowych w pozostałych krajach, nieocenianych indywidualnie (tj. oprócz UK i Rosji, także Niemcy, Francja, Holandia i Dania). Skumulowany roczny wskaźnik wzrostu inwestycji jest tu szacowany w wysokości 6,4%, co daje racjonalne podstawy do optymistycznej oceny także polskiego rynku mostów kompozytowych. Przykładem, że jest to możliwe, są oprócz zbudowanych na Podkarpaciu w latach 2015–2016 dwóch kompozytowych mostów drogowych powstałe w podobnym okresie cztery (!) nowe kładki dla pieszych tylko w jednym województwie warmińsko-mazurskim.
Spośród czynników warunkujących rozwój mostów kompozytowych wymienia się najczęściej: opracowanie powszechnie akceptowanych norm i standardów oraz procedur projektowych, udowodnienie trwałości środowiskowej i eksploatacyjnej mostów z kompozytów FRP oraz opracowa-nie zoptymalizowanych metod produkcji
i budowy wraz z technologiami naprawy mostów kompozytowych. Niekiedy w grupie niezbędnych do rozwiązania zagadnień wymienia się także standar-dy kontroli jakości na każstandar-dym etapie cyklu życia mostu, poczynając od wytwarzania kompozytu przez budowę mostu, technologie utrzymaniowe aż po utylizację i/lub recykling materiału po rozbiórce mostu. Wymienione zagadnie-nia rodzą wiele problemów badaw-czych, które stoją przez jednostkami naukowymi, współpracującymi z prze-mysłem kompozytowym. Również kilkuletnie prace naukowo-badawcze prowadzone na Politechnice Rzeszow-skiej pozwoliły na sformułowanie kierunków dalszych badań, które mogą się przyczynić do upowszechnienia stosowania tych innowacyjnych, bezpiecznych i trwałych konstrukcji w polskim mostownictwie [1].
Piśmiennictwo
1. T. Siwowski, Mosty z kompozytów FRP, Kształtowanie, projektowanie, badania, Wy-dawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2018.
2. H. Zobel, W. Karwowski, M. Wróbel, Kładka z kompozytu polimerowego zbrojonego włóknem szklanym, „Inżynieria i Budownic-two” nr 2/2003.
3. A. Madaj, Mosty kompozytowe. Nowoczesne rozwiązania konstrukcji przęseł mostów,
„Mosty” nr 3/2015.
4. T. Siwowski, M. Rajchel, D. Kaleta, L. Własak, Pierwszy w Polsce most drogowy z kompo-zytów FRP, „Inżynieria i Budownictwo”
nr 10/2016.
5. T. Siwowski, M. Kulpa, M. Rajchel, D. Kaleta, Nowy most drogowy z kompozytów FRP,
„Mosty” nr 3–4/2017.
6. J. Chróścielewski, M. Klasztorny, K. Wilde, M. Miśkiewicz, R. Romanowski, Kompozytowa kładka pieszo-rowerowa o konstrukcji przekład-kowej, „Materiały Budowlane” nr 7/2014.
7. T. Siwowski, Prefabrykacja mostowa:
doświadczenia, stan obecny i perspektywy, Budownictwo prefabrykowane w Polsce – stan i perspektywy, Wydawnictwa Uczelnia-ne Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodni-czego w Bydgoszczy, Bydgoszcz 2016.
8. T. Siwowski, M. Rajchel, D. Kalata, L. Wła-sak, Koncepcja wieloprzęsłowego obiektu mostowego z prefabrykowanych dźwigarów kompozytowych, Duże mosty wieloprzęsło-we. Projektowanie, technologie budowy, monitoring, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław 2016. ◄