Krótka historia tworzenia dorobku naukowego wspólnie z całym personelem Katedry Budowy Kolei następnie Zespołu Dróg Żelaznych w Instytucie Budowy Dróg w okresie zatrudnienia 1967-1977

Antoni RO SIK O Ń

Prof. dr inż. P olitechniki Śląskiej w G liw icach

KRÓTKA HISTORIA TW ORZENIA DOROBKU NAUKOW EGO WSPÓLNIE Z CAŁYM PERSONELEM KATEDRY BUDOW Y KOLEI NASTĘPNIE ZESPOŁU DRÓG ŻELAZNYCH W INSTYTUCIE BUDOW Y DRÓG W OKRESIE ZATRUDNIENIA 1967 -1977

E ksploatacja górnicza b yła determ inantem kierunku prac naukow o-badaw czych.

Specjalność k olejow a została utw orzona (z nakazu), aby po pierw sze um ożliw ić górnictwu eksploatację po d zab u d o w ą na pow ierzchni, a po w tóre, aby koszty usuw ania szkód górniczych b y ły ja k n ajm niejsze

Do osiągnięcia tego celu należało w przęgnąć naukę, a w tym rozpoznać rów nież m echanizm odkształcania się górotw oru zalegającego nad eksploatacją.

Ze w zględu n a o g raniczenia edytorskie trzeb a było ograniczyć się do przedstaw ienia tego w wielkim skrócie. D opiero n a ekranie, kosztem skrócenia m ów ienia o tym , co je s t napisane w artykule (i w k sią ż c e -ro z d z ia ł 2 strony 23+56), m ogę pow iedzieć w ięcej.

Aparat wielkowym iarowy do laboratoryjnych prac naukowo - badawczych, doświadczalnych

Od sam ego p oczątku m ojej działalności inżynierskiej zajm ow ałem się działem nauk indukcyjnych - badaniam i dośw iadczalnym i. Z okazji ja k ieg o ś ju b ileu sz u z życia E insteina opublikowano w tygodniku P O L IT Y K A okolicznościow y artykuł. Z apam iętałem z niego fragment:

- P ow iedział E instein: T eorię m ożna spraw dzić dośw iadczalnie. A le nie m a drogi, która prowadziłaby od d ośw iadczenia do teorii.

-A n a to B ohr: C złow iek w skali E insteina, który tak w iele osiągnął m yśleniem , m a prawo dojść do granicy m etody apriorycznej.

Fizyka naszych czasów nie po szła je d n a k d ro g ą p rzez E insteina przew idzianą. N adal gromadzi fakty dośw iadczalne i interpretuje j e w sposób, który nie odpow iadał je g o poglądom.

Całkowicie w oderw aniu od tych w ypow iedzi n apisał H oim ar von D itfiirth: „ ... teoria względności ... nie była to ja k a ś śm iała spekulacja w ym yślona przy biurku. P rzeciw nie, punktem w yjścia były w yniki dośw iadczeń.”

Przez całe życie p roblem ten nurtow ał m nie. A le brakło czasu n a głębsze zajęcie się działem n au k dedukcyjnych. I ta k je s t do dzisiaj. W iele problem ów budow lanych nie udało się dotąd opisać teoretycznie, ściśle i zgodnie z rzeczyw istością. W ystępuje to szczególnie ostro w działach nauki: m echanika gruntu, m echanika górotw oru zalegającego nad eksploatowanymi pokładam i w ęgla, m iedzi. P rzyroda strzeże sw oich tajem nic. F ascynuje mnie d roga do odsłaniania tych tajem nic, dużym nakładem pracy i pieniędzy, w tym rów nież własnych, ch o ciaż „n a giełdzie prac naukow ych” - je śli tak w olno pow iedzieć - prace badawcze, dośw iadczalne „ s ą niżej notow ane” .

P od e g id ą Polskiej A kadem ii N au k i K om itetu ds. G órnośląskiego O kręgu Przemysłowego pow ołano P odkom isję B udow laną, p rzem ianow aną n a K om isję B udow laną pod przew odnictw em prof. dra F ranciszka W asilkow skiego. P ierw sza p raca zbiorow a ukazała

się ja k o B iuletyn N r 7, W arszaw a 1957 rok. W cześniej profesor W asilkow ski opublikow ał artykuł: Inżynieria i B udow nictw o 3/1954, a w nim napisał: zw róciłem się do inż. A. R osikonia (S talinogród), który stosow nie do m oich w skazów ek program ow ych, a p o dług w łasnych k o ncepcji w ykonaw czych przeprow adził dośw iadczenia w sw oim laboratorium .”

D ostrzegłem , że m ałe aparaty laboratoryjne są za m ałe, aby dostatecznie w iernie o dtw orzyć rzeczyw istość. Z aprojektow ałem aparat w ielkow ym iarow y (ry s .l, ro k 1956).

D o ln ą je g o część w ykonano w F abryce U rządzeń M aszynow ych w P orębie - bezpłatnie - w p odzięce za ekspertyzę, k tó rą dla F U M w ykonałem b ez w ynagrodzenia. G órna część pow stała w W arsztatach Z ab ezpieczenia R uchu w Piotrow icach. P łaciłem rzem ieślnikom bez narzutów (ok. 300% -ow ych) - p atrz ksero odpow iednich pism n a r y s .l. Szły n a to w szystkie pieniądze, ja k ie otrzym yw ałem ja k o w ynagrodzenie za referaty w biuletynach: 7/1957, 2 1 /1 9 5 9 ,2 7 /1 9 5 9 , 34/1960 - i nie tylko!

A parat ja k n a ry s .l został zm ontow any n a w erandzie, w m oim ciasnym m ieszkaniu.

O bejrzała go K om isja B udow lana w pełnym składzie. Później został przeniesiony do B iura Inw estycji (w tedy ul. 3 M aja 8).

C . f . l . f . i . ł . ł . t .

■*. KU 19 ł.}

:nurairn cai« « mima 193« atiirmjł Txzzzncir

ramuisi uiub

2* x s » x s z a s u s s s t s 1 li:t.s = * s z

»/■

Trsinła *<-.» ftrr U s l a ii m l u m a -■ 2 U U tn

M r'.ćr71 Sttt tf M U Łł fSPrnm 1ZZZ.il

• 7l«lrw>II3lk *• »!«€•»!• 3 > . ^ 4 s .3» « U m aZa iMlif i« ija rU i ,-MirMii» >*7 :1. » N ja it« « « Zamm-

»rri.l TT911 • 1 MłMiMUu *•! 3SOIU

• ' I ł t r M i i H k 31-. ił» v l . 3 ? , i * lir s r a » iP

R y s .l. Aparat do badania w p ływ u odkształceń poziom ych pod łoża (rozciąganie, ściskan ie) na rozkład naprężeń kontaktow ych pod ła w ą fundamentu - prototyp. Poniżej zgoda M inistra K om unikacji na w ykonanie w w arsztatach PK P (górnej części) aparatu

Krótka h isto ria.. 21

Pierw sze w ydłużenie aparatu (drugie w ykonanie) zrobiono w w arsztatach KW K W ałbrzych - bezpłatnie - ja k o nagroda za ekspertyzy, ja k ie dla kopalni w ykonałem darm owo.

Został zm ontow any w je d n y m z pom ieszczeń B iura Projektów K olejow ych.

D ru g ą przeróbkę do stanu pokazanego n a rys.2 zrobiono w Z akładach N apraw czych Przem ysłu W ęglow ego w N iedobczycach. B ył to prezent dla m nie za m o ją inicjatyw ę i pomysły, co um ożliw iło K opalni R ym er w yeksploatow anie zasobów w ęgla spod projektowanej budow y dużej stacji - obecnie Rybnik T ow arow a - w spólnej dla PK P i kopalń R ybnickiego Z jednoczenia P rzem ysłu W ęglow ego. A parat w stanie pokazanym na rys.2 został zm ontow any w pom ieszczeniu piw nicznym B iura P rojektów K olejow ych w K atow icach, gdzie byłem dyrektorem .

W godzinach przed 7:30 i po 15:30 sam, b ez żadnej pom ocy w ykonyw ałem badaw cze prace laboratoryjne (patrz N ow e S ygnały (49/1997) L. R udziński „Skrzynia R osikonia”). Na rysunkach 3, 4, 5 pokazuję schem at i istotę aparatu rys.2 N a rysunkach 3 i 6 - u dołu - przedstaw iam skrótow o obliczenia, a n a ry s.6 - efekty).

Za p om o cą konstrukcji 1 w ytw arzane je st p oziom e odkształcenie s próbki gruntu um ieszczon ego w pojem niku,

R ozciągan ie +e badano ściskan ie -e badano

Za pom ocą tej konstrukcji widocznej u

\

dołu m ożna w ytw orzyć w y g ięcie R próbki gruntu um ieszczon ego w pojem niku (tego jeszczen ie badano)

Rys.2. Jeden z trzech dużych aparatów - ten najw iększy i najbardziej skom plikow any - przekazany P olitechnice Śląskiej jako dar dla Nauki (ostatnie ud osk onalen ie-3 z kolei).

W pojem niku (skrzyni) o wym iarach 3 0 0 x 4 0 0 x 1 6 8 0 mm układana je st próbka gruntu:

n iesp oistego (piasek) -badany

sp oistego (glina, ił) -jeszc ze niebadany

a)

b)

ł _ L I _ L L _ L I 1 i

• ■ . i i i i . 1 ■

r t t - L - l — l

J - 4 - 4- U ,

N F I F N —

c) I

I T Pi i

Pi I

iL JL

Pi 1

A — >Li—

N _A Ao=A 1 T ~ Ao=A A N

d) Bi i Bo i

B. B<

____

_____

— h -

_____

____

Pokrywanie się punktu A z punktem A 0 oznacza, że nie doszło do poślizgu. Pod elem entem „i” ław y działało naprężenie normalne Oi = P,/F

oraz styczn e Ti = (Si - Sm)/F

gd zie F pole podstaw y elem entu „i”, Si - siły działające w sp in ce S

R ys.3. Zasada działania aparatu

rze cz y w ista p otow a lawy

a)

c)

d r u g a potow a p o m y śla n a - fikcyjna

A ^ A 0 -p o ś liz g

. J_ J l_I 6 1 •:

1

po su w u fu n d am e n tu

T>!

5 1 =

o d k sz tałce n ie p ojem nika I I

■ U - - - - - T T T

4-6 -6 d n o po je m n ik a ( n a p ę d o d k sz tałce n ia ) 1-4 o r a z 3-6 śc ia n y czołow e pojem nika 2-5 śr o d e k pojem nika

R ys.4. Zasada działania aparatu jak na rys.3. Sztuczne, dwukrotne w yd łu żen ie m odelow anej ław y

K rótka h isto ria ... 23

16 14 12 10 8 6 4 2 0

Rys.5. P ole w ektorów p rzem ieszczeń cząstek podłoża w zględ em ław y EJ=oo w części

środkowej pojemnika; A B - zarysowująca się granica obszaru sczep ienia podłoża z ławą, A 0

= X s - d ł u g o ś ć sczep ienia, h o -g r u b o ś ć warstw y amortyzującej - h0 s 0 ,1 0 L, gd zie L = 2-1

— z doświadczenia

— z teorii

moment zginający M=

f

Rys.6. R ozkład naprężeń kontaktow ych pod ła w ą sztyw n ą EJ=oo w ustabilizow anym stanie plastycznego płynięcia

D ecydując się na o bjęcie K atedry byłem św iadom y obow iązków , ja k ic h się podejm uję.

Z a n ajw ażniejszy uw ażałem (i uw ażam ) obow iązek troski o to, aby m łodzi ludzie ja k najszybciej rozpoczynali przygotow ania do prac doktorskich. C ałe m oje laboratorium dałem zespołow i do użytkow ania. K arol M alcharek skonstruow ał prototyp aparatu z ośrodkiem T aylora - Schnebelliego. N astępnie K azim ierz K łosek skonstruow ał dw a udoskonalone aparaty tego typu. D oprow adziłem do w ykonania tych aparatów w K W K W ałbrzych.

W szystkie trzy aparaty m o d e lu ją w pływ poziom ego odkształcenia podłoża na obiekt ułożony na ośrodku - piasek albo w ałeczki. D ałem zatrudnienie pracow nikom technicznym przy w ytw arzaniu odkształceń p odłoża i zapisyw aniu w yników pom iarów a pracow nikom w biurze pow ierzyłem o bliczanie tych w yników i nanoszenie ich na w ykresy. Pracow ałem osobiście n ad w ykresam i z aparatu n a rys.2.

Z p o czątkiem ro k u akadem ickiego 1976/1977 rozpocząłem pisanie książki pt.

„B udow nictw o kom unikacyjne na terenach objętych szkodam i górniczym i” , W KiŁ, W arszaw a 1979. E fekt prac badaw czych na aparacie rys. 2 je s t opisany fu n k cją (str.108 książki, w zory (3.136), (3.137)). W yprow adzenie analityczne zostało zam ieszczone w przypisach n a str. 309. Jakościow e spraw dzenie przedstaw ione je s t w książce na rys.3.40, str.104 (niestety źle w ydrukow any fragm ent prototypu skonstruow anego przez K arola M alcharka.

K toś zauw ażył: „zgnoili książkę” - o czym św iadczy errata tekstu i rysunków , któ ra ze w zględów p restiżow ych nie m ogła ju ż być w iększa objętościow o, choć m usiała).

Z w yprzedzeniem zredagow ałem W ytyczne T echniczno-B udow lane Projektow ania i W ykonaw stw a O biektów M ostow ych na T erenach E ksploatacji G órniczej, M inisterstw o K om unikacji, W ydaw nictw o K atalogów i C enników , W arszaw a 1977r. Jako autor doprow adziłem do ich w ydania, aby w yw iązać się z um ow y zaw artej z C entralnym O środkiem B adań i R ozw oju T echniki K olejnictw a, który finansow ał prace laboratoryjne za cenę tych w ytycznych.

O bie w ym ienione pozycje s ą efektem - ow ocem prac całego Z espołu K atedry. K ażdy m a ja k ą ś cząstkę udziału w tym dorobku naukow o-technicznym K atedry i Zespołu.

Jako kierow nik K atedry B udow y K olei, kiedy indziej - D róg Ż elaznych przeżyw ałem pew ien niedosyt p racując na aparacie z ry s.2 i w terenie na poligonach do niego podobnych (tem atycznie). E fekty są konkretne i bardzo przydatne w nauce i w praktyce budow nictw a w ogóle, a w ięc i b udow nictw a kolejow ego, tyle, że bez naw ierzchni toru kolejow ego. E fekty te przedstaw ię dla inform acji przykładow o, a m ianow icie z badań laboratoryjnych n a aparacie ja k o p rzykład p ierw szy a drugi i trzeci przykład — n a budynku w naturze.

N ajniezbędniejsze objaśnienia do badań laboratoryjnych podaję na rys.3, 4, 5. Z w racam sz cz eg ó ln ą uw agę na rys.3d i na rys.4b. N aprężenie kontaktow e norm alne u spodu fundam entu p o d w pływ em rozciągania podłoża m aleje pod końcam i ław y fundam entow ej a rośnie pod je j c z ęścią środkow ą, ja k na rys.3 w edług zależności <Tj = Pi / F - w ykres o na rys.6. N ap rężen ie styczne t otrzym uje się z pom iaru sił Si w spinkach S pokazanych schem atycznie na rys.3d. W zory obliczeń przedstaw ione są pod rys.3d. Siła rozryw ająca ławę fund am en to w ą (S3 na rys.3d, zaś Sć na rys.4b) je s t kilkukrotnie m niejsza od obliczonej tradycyjnie w edług w zoru z = 0,5 G f, gdzie G - ciężar całego budynku, f - w spółczynnik ta rc ia betonu i m uru o grunt w ynoszący ok. f = 0,60. S tw ierdziłem to dośw iadczalnie (indukcyjnie) i tak podałem do w iadom ości zainteresow anym . O ile się orientuję (w m oim aktualnym w yizolow aniu - pracując nad w ydaniem książkow ej publikacji) nie pojaw iło się dotąd żadne opracow anie dedukcyjne tego tem atu. P otw ierdzenie tego stw ierdzenia zdobyłem w pracach b adaw czych n a b udynku w naturze (poligon N ow a W ieś).

K rótka h isto ria .. 25

Budynek w naturze (mieszkalny) przystosowany do poligonowych prac naukowo - badawczych, doświadczalnych

L okalizacja budynku w zględem eksploatacji górniczej pokazana je s t na rys.7 (w książce rys.2.19 str.52), a zainstalow anie znaków pom iarow ych n a ry s.8 (w książce iys.7.1, str.257), który je s t ja k b y odpow iednikiem (w innej form ie) rys.3, 4, 5. Sum a sił tarcia (S3 na rys.3d, S6 na rys.4b) była m ierzona za pom ocą kotew założonych nie tylko na poziomie odsadzki fundam entow ej ale rów nież na poziom ie stropu budynku. Efekty pomiarów pokazane s ą na rys.9 (w książce R ys.7.6 str.263). O trzym ałem potw ierdzanie nie tylko tego, co uzyskałem z badań laboratoryjnych na aparacie z rys.2, ale dodatkow o okazało się, że budynek pracuje inaczej aniżeli w yprow adził to analitycznie profesor F. W asilkowski, który przecież ja k o pierw szy w prow adził to w yprow adzenie do literatury przedm iotu. B yło ono wtedy (a o ile w iem - je s t dotąd) szczytem w iedzy (książkow ej) w tym tem acie.

W tym kontekście przedstaw ię je szc ze w yniki pom iarów przesuw ania się całego budynku w ślad za przesuw aniem się frontu eksploatacji. Poprzedzam to wstępnym w yjaśnieniem . W zabezpieczeniu budynków ja k o budow li zw artych, punktow ych dominujący wpływ m a poziom e odkształcenie pow ierzchni terenu górniczego, je g o rozciąganie (ściskanie ujawnia się w specyficznych w arunkach). W zabezpieczeniu zaś budow li wydłużonych, liniowych, ja k drogi szynow e i kołow e, obiekty inżynierskie (dłuższe) na trasach tych dróg itp. bardzo istotne i znaczące je s t poziom e przesuw anie punktów pow ierzchni terenu, a z nimi - obiektu. W skaźnik ten m a oznaczenie u.

Ó" lO O m

Rys.7. Mapa eksploatacji górniczej filtra ochronnego zabudowy;

PE - początek eksploatacji (data), E - położenie linii frontu eksploatacji (ściana dl.

ok. 100 m i numer 5 obserwacji geodezyjnej w tym dniu, G - granica wyeksploatowanego pola, B - budynek badany w czasie eksploatacji i geodezyjne znaki pomiarowe obok niego.

DF -geodezyjna oś celowa jako (ustalona) linia odniesienia dla pomiaru przesunięć, 0114)02132 - strefa (obszar) płaskiego stanu odkształceń

31

---llGOm__________

32 33 34 35 | 36 541--- H 5^E >6 5źł

f e . - ...ja

H

21 22 23 24 25 26

1Y I ’“ 'I \14

t ł a 13> l a r

W

R ys.8. B ud ynek odkształcany przez w p ływ y eksploatacji górniczej;

a - rzut poziom y budynku, znaki pom iarow e na nim i na pow ierzchni obok, b - w idok ściany w sch od n iej, c - jej rzut poziom y, K - kotw y, S - siłom ierze, 1 - szczelin a zanikająca u góry, 2 - szczelin a, 1 1 ... 14 - p ion ow e blachy w bite pod fundament, 2 1 ...2 3 - kostki betonow e w pod łożu osad zone rów no z e spodem fundamentu 3 1 ...3 3 - w alce betonow e zabetonow ane w otw orach odw iercon ych w podłożu

b R '

- - f i -

-- - ; _f

4 :

R ys.9. Schem at rozkładu linii sił w ścianie;

a - okres rozpełzania (rozluźniania) rów nież wtórnego, S - sym b olizuje sum ę enent. szczelin 2 w środkowej czę śc i ściany, 1 - szczelin a na rys. 7 . Ib, 7.8, 7.6, 4.15 (książka), liczby - siły w tonach, b - okres spełzania (zagęszczen ia), W - wybór, R - prom ień krzyw izny terenu

Krótka historia. 27

P rzesuw anie się budynku pow yżej opisanego przedstaw ione je s t n a rys. 10 (w książce rys.2.21, str.53) w p ostaci w ykresów przesunięć czterech narożnych punktów ściany szczytowej budynku. Początkow o budynek przesuw a się w kierunku do zbliżającego się frontu eksploatacji - ja k b y n a spotkanie. Przesuw anie to osiąga maksimum, gdy front ten znajduje się pod budynkiem . O dtąd zaw raca i ja k b y „gościnnie” przesuwa się razem z frontem - m alejąc do zera. I dotąd je s t dość dobra zgodność rzeczywistości z teorią. A le przy dalszym o ddalaniu się frontu budynek nie pozostaje na sw oim dawnym m iejscu — ja k w teorii, a „goni” z a oddalającym się frontem .

a b

Rys. 10. P rzesun ięcia p oziom e u budynku B (rys.7);

a - krzyw e zm ien n ości przesunięć w czasie, 2 - znaki pom iarowe na poziomie stropu, 1 - znaki pom iarow e na p oziom ie odsadzki fundamentowej (podłogi budynku), b - p ołożen ie linni frontu eksploatacji w zględ em budynku B , 10 15 . .. numery obserwacji

Jest to pierw sza niezgodność z te o rią - niezgodność jakościow a. Druga niezgodność wyraża się tym , że w tej „pogoni” przesunięcie osiąga w artość 3 -krotnie w iększą od tej m aksym alnej, gdy front b y ł pod budynkiem . N a poligonie K W K Wałbrzych otrzym ałem w ykresy podobne jak o ścio w o (głębokość zalegania ok. 5 krotnie w iększa, górotw ór b u d u ją utw ory karbońskie w W ałbrzychu, a iły ju rajsk ie w N ow ej W si). D la specjalistów (górnictw o, m arkszajderia) była to (do niedaw na) rew elacja. Jak je s t teraz - nie wiem.

Badania doświadczalne poligonowe parcia podtorza odkształconego poziomo na podkład

N a przykładach przedstaw iłem osiągnięcia z badań dośw iadczalnych, w których w różny sposób i w różnym zakresie uczestniczyli pracow nicy K atedry B udow y Kolei, Z esp o łu D róg Ż elaznych w Instytucie. O siągnięcia s ą bardzo duże. A le nie m a w nich n iczego o naw ierzchni to ru kolejow ego. A przecież specjalność kolejow a została pow ołana dla potrzeb G órnośląskiego O kręgu Przem ysłow ego, gdzie w bardzo w ielu m iejscach i na dużych obszarach teren je s t odkształcany przez w pływ y eksploatacji górniczej, a na takich terenach leżą to ry kolejow e.

W punktach 5.3.4 do 5.3.6 książki przytoczyłem przybliżone graficzne sposoby obliczania statyki to ru kolejow ego. D o obliczeń potrzebna je s t w artość p arcia podłoża (odkształcanego przez w pływ y eksploatacji górniczej) poprzez podsypkę na podkład. N iestety m echanizm tego p arc ia je s t m ało rozpoznany. W artości podaw ane w literaturze są orientacyjne. Z organizow ałem w iec trzy p oligony dośw iadczalne w torach. N apisałem o tym w kw artalniku O chrona T erenów G órniczych. (20/1972, 33/1975-w spółautor K arol M alcharek).

M etodyczne, szczegółow e opracow anie w szystkich trzech poligonów przedstaw iłem w pracy usługow ej pt. K oreferat do projektu zabezpieczenia linii tram w ajow ej 6 i 16 (do B rynow a) w ciągu ul. K ościuszki przed szkodam i górniczym i. K atow ice, czerw iec 2001 r. (na zlecenie K W K W ójek).

- Z ałączniki od 1 do 3. R ozw inięcie tego, co przedstaw iłem (pow yżej) w punktach 5.2.4 do 5.2.6 książki. D la o rientacji - ry s.l 1.

- Z ałączniki od 4 do 9. Poligon M oszczenica. Z budow any kosztem K W K M oszczenica - ja k o „p rezent” . D la orientacji - rys. 12.

- Z ałączniki od 10 do 21. Poligon W ałbrzych. Z budow any kosztem K W K W ałbrzych rów nież ja k o prezent. D la orientacji - rys.13.

- Z ałączniki 22 i 23. Poligon B rynów Rudy. W torze urządzone laboratoryjne stanow isko badaw cze. N ie osiągnięto stanu granicznego. D la orientacji - rys. 14.

R y s .l 1. O d k ształcen ie toru b ezsty k o w eg o w zględ em odkształcenia p od łoża górn iczego przy r = 2 0 2 m;

a, b - wyrażone przez e, c, d - wyrażone przez u, a, c, - rmax = 6 mm/anonsowanych, b, d - Emax = 0 ,6 mm/m, 1 - podłoże, 2 - szyna toru, e - przesunięcia pręta (szyny)względem podłoża w warunkach hamowania wydłużenia przez opór tarcia t o stałej wartości

Krótka historia. 29

*OMm.

C ięgło - pom iar w ydłużenia cięgła

Rys. 12. P oligon M o szczen ica OTG z 2 0 /1972 A . R osikoń, K. M alcharek (u góry).

Schem at pomiaru sumarycznej siły rozciągającej R za pom ocą pomiaru w ydłużenia cięgła (w środku), przekrój poprzeczny poligonu II; a - tor dolny, b - tor górny

a

^ta-— H + - * —

£ L ¿>-ii*MsLsćjL-lQjn .¿L*_______ fi/U fs A .- z.SO m.

.O t P0t* r ¿ » / r w / i i w 'vV *t/ / ) j O j J < 7 t i a * A - / >*> - V - » - w i ’*Ł/

.=.gff:--- :---i---i---— .yrrf-yr*»*as______ • , £

?---E E E - S I - - H ^ - a £ r . c £ ^ ^ p śv»»ł 'u s w . •'¡»i.tiji, :u ^ ; ~ i,1» 1» ».urn - m w . )— § '.Union* mcciii

CMUWMJ^rn^O .iOa^OCsA

+ 7 + 5 *A

Iw

VZl f

7 -ŁrŁi : I

^ z r g r B E -H -

j i i i ; n T j T i ! 1 1 ; ; i 1 11 ~Tj~j 11 n ; : i 77T i

B S

= 5T ^ T ^ z.--p r T T i ~ ; • •; ! i ; j f : • ■!

K s K K N" N ^

S 3 Ś 3 ¡3 Ś ^{S S}

3 2 2 8 o o § 2

R ys. 13. P oligon (III) W ałbrzych O TG z 2 0 /1 9 7 2 - A . R osikoń, K. M alcharek na stanow iskach badaw czych - znaki pom iarowe 8 do 1 - pomiar:

1) przyrostów dłu gości odstęp ów m iędzy stanow iskam i:8-7, 7-6 itd.

2) p oziom ych przesunięć znaków osadzonych na różnych głęb okościach

3 ) przyrostów d łu gości czterech pól 1 = 1000 mm m iędzy pięciom a bolcam i w szynie;

a - przekrój podłużny, b - rzut poziom y, c - krzyw izna lew eg o toku szyn ow ego.

Eksploację w filarze ochronnym wiaduktu rozpoczęto w pierw szych dniach styczn ia 1970.

P oligon został zm ontow any 12+17 X 1970, pierw szy pom iar (w y jścio w y ) 18; 19 grudnia 1970.

P oziom e przesunięcia terenu, podsypki i podtorza (poniżej)

K rótka h is to ria .. 31

Rys. 14. Parcie podsypki na podkład - pod w p ływ em poziom ego odkształcenia e.

O TG z 3 3 /1 9 7 5 . Konstrukcja stanow iska badawczego;

1 - sprężyny spiralne, 2 - beleczk i obejmujące sprężyny w jeden pakiet, 3 - śruba naciskow a, 4 - konsola przym ocow ana sztyw no do szyny, 5 - badany podkład, 6 - odsunięty podkład, 7 - podkład b ez śrub stopow ych i łapek. Opór podsypki w stanie statycznym :

1 - średni na p oligon ie B rynów , 2 - średni na p oligonie Rudy (poniżej)

W anonsow anych pow yżej badaw czych pracach poligonow ych, w ykonyw anych przez personel K atedry, zaledw ie „dotknięto” problem u toru bezstykow ego na terenach eksploatacji górniczej. P otrzebna je s t bardzo dobra znajom ość aparatu m atem atycznego. T ak ą posiada prof. d r hab. inż. W iesław S zum ierz, będący w latach 1985 - 1988 kierow nikiem Z akładu B udow y D róg Ż elaznych w Instytucie B udow y D róg. O w ysokim poziom ie Jego w iedzy św iadczy chociażby to, że zn alazł błąd w publikacji profesora M aksym iliana H u b e ra - chociaż nieznaczący i nie w pływ ający na w ynik końcow y, to je d n a k błąd. P rofesor S zum ierz odkrył bardzo ciekaw e i istotne czynniki, m ające duży w pływ na stateczność toru bezstykow ego w ogóle.

K onferencja „ D rogi K olejow e 2005” będzie o k az ją do spotkań i do uzyskania bardziej szczegółow ych w iadom ości bezpośrednio od autora, profesora W iesław a Szum ierza.

I na tym kończę inform acje o udziale K atedry w pracach naukow o-badaw czych nad staty k ą toru kolejow ego.

Przykład skutków istnienia dystansu między inżynierami projektującymi mosty a wykwalifikowanym i majstrami budującymi przyległe nasypy

N a d p ro jek to w a n ą ro zb u d o w ą stacji N iedobczyce (w sp ó ln ą dla PK P i górnictw a) zbudow ano p odpory w iaduktu dla drogi R ybnik - N iedobczyce - W odzisław . W iadukt na ry s .15. (książka ry s.6.13, str.195) N a tym terenie w tedy nie było żadnej eksploatacji górniczej, a m im o tego przyczółek pochylał się. T rzeba było dokonać przekonstruow ania i przebudow y. P rzy czy n ą sp raw cz ą było to, że w tedy i w tym m iejscu działały je szc ze naw yki z zarania budow y kolei. P rojektow anie i budow a m ostu były w gestii inżynierów . B udow ę (przyległych) nasypów prow adzili w ykw alifikow ani robotnicy. M iędzy pierw szym i i drugim i był d uży dystans. Z ch w ilą pojaw ienia się dyscypliny naukow ej - m echanika gruntów - nasyp stał się b u d o w lą inżynierską. T ym czasem w tym przypadku inżynierow ie o tym nie w iedzieli.

Z ajm ow ali się tylk o m ostem . N a podstaw ie w ierceń w m iejscu przyczółka posadow ili go na palach. A le one nie pom ogły, były zbędne. O bok w dolinie rzeki N acyny zalegały grunty bagienne, ściśliw e. P od w pływ em obciążenia poszerzeniem i podw yższeniem nasypu w ytw orzył się profil obniżenia podobny do tego od eksploatacji górniczej, rys. 1 lb (książka rys 6.12b, str. 194). P rzyczółek znalazł się w górnej, brzeżnej strefie tego profilu, a ustaw iając się po norm alnej do w ypukłej w tym m iejscu krzyw izny profilu, pochylił się ( r y s . l l b oznaczenie 5). R ysunek 1 l a - w id o k przyczółka (książka rys. 6.12).

K rótka h isto ria ... 33

Rys. 15. W idok przyczółka i drogi w poziom ie 1 n a r y s .l5 b

R y s.l5 a ,b . P rzyczółek wiaduktu drogow ego posadow ion ego na palach;

a - osiadanie i nachylenia, b - przyczółek w nasypie, 1 - n iw eleta starej drogi, 2 - poszerzenie nasypu starej drogi w ykonane przed bu dow ą przyczółka, 3 - nasyp po zbudow aniu przyczółka, 4 - analogia do niecki obniżeniow ej w yw ołanej eksploatacją górniczą, 5 - palow anie, 6 - m ost nad rzeką, 7 - niw eleta drogi po przebudow ie

Przykłady istnienia możliwości stosowania wyników prac naukowo- badawczych z terenów górniczych poza tymi terenami (rysunki i fotografie będą przedstawione na ekranie)

Wykop dla budowy wiaduktu zlokalizowanego tuż przy budynku nastawni, stacja Łazy

R ozparcie i zakotw ienie obudow y w ykopu w yjątkow o m ocne (ani nie drgnęły), aby nie dopuścić do przesunięcia budynku, a m im o tego budynek płynął w kierunku do wykopu.

P odłoże fundam entu z iłów ju rajsk ich przesuw ało się, ja k p o k az u ją strzałki, a przy tym ulegało poziom em u odkształceniu rozciągającem u - ja k na terenach górniczych. A przecież stacja kolejow a Ł azy znajduje się daleko poza w ychodniam i w ęgla w Zagłębiu D ąbrowskim .

Odkształcenie terenu pod wpływem awaryjnego zatopienia Kopalni Soli w Wapnie O pis m u siałb y być dość długi. Z e w zględu n a ograniczenia edytorskie trzeb a było ograniczyć się do przedstaw ienie opisu tego w ydarzenia dopiero na ekranie kosztem skrócenia m ów ienia o tym , co je s t napisane w artykule (i książce, pkt 4.5.5 strony 139+143).

Skarpa W iślana w Płocku przemieszcza się

N a k o nferencji naukow o-technicznej w dniu 22 m aja 1998 r. profesor Z ygm unt G lazur przytoczył p ierw szy zapis roku 1953. N apisano kilka referatów - księga zaw iera 151 stron.

Jest to w ielka spraw a. M ój u dział je s t znikom y, bliski zera. A le m im o tego ośm ielam się przytoczyć niektóre fragm enty z m ego w ystąpienia na tej konferencji - z pam ięci, bo brak czasu n a p rzeczytanie księgi. W idziałem uszkodzenia kilku budynków przeznaczonych do w yburzenia. P ęknięcia przy p o m in ają uszkodzenia budynków na terenie górniczym . P rzesuw anie się skarpy sięga kilkuset m etrów w głąb centrum m iasta i starów ki. P o jaw iają się uszkodzenia w sieci w odociągow ej ja k na terenie górniczym . W pracow niach projektow ych zam ierzali w tedy staw iać n a obrzeżu skapry lekkie budynki podobne do nam iotów . Sens m ego w ystąpienia b y ł taki, że doradzałem sięgnąć do dorobku naukow ego, o którym napisałem pow yżej i budow ać norm alnie. D odatkow y koszt zabezpieczenia budynku byłby znikom o m ały w stosunku do kosztu inw estycji.

Z achęcam szanow ne słuchaczki i słuchaczy do zw iedzania uroczej S karpy W iślanej w P łocku w czasie w ędrów ek turystycznych, a m oże przy okazji do zainteresow ania się p ro b lem aty k ą b udow nictw a n a skarpie, aby sam ym w yrobić sobie pogląd na m oje w ypow iedzi w spraw ie zabudow y.

I tylk o zabudow y, bo o sam ym zabezpieczeniu stateczności skarpy to j a nie pow iedziałem ani słow a.