Франк Мибах
Перевод с немецкого: Виктор Бопп
В идиллической долине Тауберталь, а точнее в городе Таубербишофсгейме, с недавних пор появился экстравагантный мост через р. Таубер, который не с первого взгляда обнаруживает в себе деревянную конструкцию. Выполненный с незначительным возвышением вантовый мост с деревянным пролетным строением принадлежит в своем роде к новому поколению деревянных мостов. Конструктивной защите древесины при этом предоставлялся высший приоритет, чтобы создать простое в обслуживании и долговечное сооружение.
1. История возникновения
Открытый конкурс на строительство моста длиной 50 м первоначально предусматривал обыкновенную трехпролетную решетчатую металлическую несущую конструкцию. Верхний пояс металлических ферм был предусмотрен на уровне перил, которые должны были представлять простую, незначительно завышенную форму - и в профиле имели бы вследствие этого конструктивную высоту 1,50 м. Кроме того, ведомственный проект предполагал расположение двух промежуточных опор в русле реки. Так как главный архитектор города был не очень доволен умеренными требованиями к архитектурному исполнению, он предложил разным проектировщикам мостов все же дать альтернативные предложения без переделки основного варианта. На его инициативу откликнулись специалисты деревянных мостов фирмы Schaffitzel, которые в итоге оказались исполнителями. После короткого размышления пришли к выводу разрабатывать два варианта деревянного моста дополнительно к ведомственному проекту.
Как и в ведомственном варианте трехпролетная схема также принималось во внимание, при той же самой ширине опор, но с использованием простой банальной коробчатой конструкции пролетного строения. Такая форма подкупает не столько своей эстетикой, сколько экономичностью: поскольку пролетное строение коробчатого сечения будет выполнено из дерева, оно также невероятно привлекательно не в последнюю очередь с точки зрения долговечности; балочная конструкция придает также привлекательный внешний вид и функциональность. С архитектурной точки зрения оно, конечно, не может вызывать бури восторга, так что соответствующую задуманную идею нужно было понимать лишь как благоприятный вариант.
Второй и более дорогой вариант предусматривал проект вантового моста по двухпролетной схеме с пролетами 34 и 16 м. При этом больший пролет поддерживается двумя рядами вант, что гарантирует короткие промежуточные пролеты, которые делают возможным достичь филигранной строительной высоты пролетного строения. Кроме того, отказ от одной промежуточной опоры сокращает издержки, связанные с производством земляных работ, и увеличивает отверстие моста, улучшая условия для пропуска паводков. С этими проектными предложениями проектировщик деревянных мостов и отправился на соревнование с конструкцией металлического моста. Сравнение вариантов привело на первый взгляд к необычному результату: описанный вариант металлического моста предстал вопреки мировому повышению цен на сталь как самая дешевая конструкция. Тем не менее, не смотря на стоимость всего лишь в 160 000 €, существовало сомнение в приемлемости данного решения – дизайнерская компонента получала все больший вес в сознании муниципалитета. Представленными проектными материалами деревянного моста были даны ответы на эти вопросы, так что заказчик строительства и местная пресса по материалам визуализации и анимации были в состоянии получить точное представление о конструкции. Политический процесс формирования мнения состоялся в результате творческого диалога, что для мостовых сооружений дело само собой разумеющееся. Таким образом, нужно сказать, что вантовый мост вопреки более высоким издержкам и итоговой стоимости в целом почти 240 000 € получил широкое признание и был рекомендован, наконец, к строительству. Решающим должен был стать легкий напряженный изгиб пролетного строения, который придал сооружению свойственную эстетику. Слегка на 10 град. назад наклоненный пилон, например, производит впечатление подтягивания прохожей части наверх и привлекает таким образом напряженное внимание.
Вероятно, такие интуитивные и соответственно эмоциональные "производители внимания" косвенно способствуют положительному восприятию, чувству безопасности у пользователя. Такие соображения, зачастую не имеют никакого отношения к мостовой концепции, в действительности же, вполне могли иметь "другие" основания для одобрения заказчиком.
2. Конструкция
Пролетное строение моста состоит из блочно-склеенных пластинчатых деревянных балок, которые ассиметрично подвешены к стальному пилону. Нагрузка от пролетного строения передается через ванты на пилон и отводится в конечный упор. Конечный упор, к которому примыкает обратная анкеровка, должен воспринимать дополнительные растягивающие усилия и выполняется в соответствии с этим несколько усиленным.
Строительная высота пролетного строения составляет чуть более 60 см. По деревянной плите прохожей части укладывается слой строительной фанеры, покрытой слоем литого асфальта: Такое покрытие уже неоднократно оправдало себя и включено как "образцовое" в так называемые примерные модели покрытия под названием "H Abs". Эти и другие модели покрытия представлялись Немецкому обществу исследований древесины, чтобы создать аналог известным в обычном мостостроении образцам.
3. Долговечность
При сравнении с металлическим мостом тема долговечности также находила особенное внимание, обоснованность применения деревянной конструкции нуждалась в подтверждении. Как это выглядело конкретно?
Здесь обычно руководствуются критериями, изложенными в несколько громоздко
названных "Директивах для гражданских сооружений", изданных Федеральным министерством транспорта. В настоящее время они пересматриваются, так что на данный момент имеется две различные версии. Обеими давалась различная оценка деревянных мостов, а именно в зависимости от вопроса, защищена ли несущая конструкция от погодных условий или незащищена. Под защищенностью понимают при этом все формы покрытий несущих конструктивных элементов, но не обязательно перекрытие над проезжей частью. Упрощенно можно сказать, что конструктивный элемент считается защищенным, если он защищен от прямого выветривания сверху и с боковых краев. Такие сооружения прослужат 50-80 лет, незащищенные, только 25-30 лет. Таким образом, применение незащищенного типа мостовой конструкции вряд ли может быть оправданным.
И поэтому вполне логично, что проект вантового моста разрабатывался с учетом аспектов долговечности, а именно: с верхней части клееная деревянная конструкция покрыта по всей площади литым асфальтом по слою клееной фанеры BFU; в том числе предусматривается вентиляция, чтобы гарантировать определенное сочетание климатических параметров (Класс использования 2); расположенные с боковых сторон трехслойные плиты выполняют противоливневую защиту.
Только нижняя часть балки остается открытой и делает возможным, таким образом, в этой перспективе воздействие на материал.
4. Мониторинг сооружения
Неразрывно связанными с долговечностью конструкции являются квалифицированные меры обслуживания и механизмы контроля. Многочисленные повреждения мостов всех типов так разрушительны в большинстве случаев потому, что они обнаружены слишком поздно. Чтобы создать для деревянных мостов повышенный уровень защиты, был выбран новый инновационный путь. Несущая балка оснащена стационарно установленными измерителями влажности древесины, которые устанавливались уже в процессе изготовления балки. Таким образом, имеется возможность регистрировать все измерения на центральном пункте и получать быстрый обзор ситуации в пределах несущей балки. В результате с одной стороны можно утверждать об источнике дефекта, с другой стороны реализовать оптимальную защиту сооружения. Ибо, если местами обнаруживается слишком высокая влажность, нужно исходить только лишь из возможной негерметичности слоя покрытия, которую необходимо устранить.
В итоге мониторинг сооружения может производиться значительно более эффективно.
5. Итог
Построенное в июле 2009 сооружение в Таубербишофсгейме отчетливо показывает, какой потенциал имеется у древесины в современном мостостроении. То, что при этом строительство стоило заказчику дополнительных расходов, можно рассматривать как победу эстетики над чистой экономикой и отнести одновременно к все более изменяющемуся экологическому сознанию.
На приведенном примере становится очевидным: много новых мостов могли бы качественно выиграть, если бы последовательно допускались альтернативы - что произошло в данном случае только в виде исключения. Таким образом, другие заказчики также могут убедиться в качестве этой области мостостроения, возможности которой известны до сих пор еще далеко не многим.
Автор:
Дипломированный инженер Франк Мибах
Инженерное бюро Мибаха, Ломар
Заказчик:
Муниципалитет города Таубербишофсгейма
Проект:
Инженерное бюро Мибаха, Ломар
Проектировщик несущей конструкции:
Schaffitzel Holzindustrie GmbH + Co. KG,
Швебиш-Халль
Норма контроль:
Д.т.н., профессор Ульрика Кульман, Штуттгарт
Исполнение:
Schaffitzel Holzindustrie GmbH + Co. KG,
Швебиш-Халль
