Pięć z najdłuższych mostów świata i inżynieria, która za nimi stoi

Sprawdzone przez: Yoan Guyon, Dyrektor Zarządzający w gbc engineers

Gdy mowa o najdłuższych mostach świata, pierwsze pytanie dotyczy zwykle długości. Jak most może ciągnąć się przez 50, 100, a nawet 160 kilometrów? Ciekawsze jest jednak pytanie, co trzeba zrobić, aby tak długa konstrukcja działała. 

Na takim dystansie most może przecinać słabe grunty, rzeki, drogi i miasta. To samo rozwiązanie może sprawdzać się na wielu kilometrach, a potem musi się zmienić, gdy zmieniają się grunt lub wymagania linii kolejowej. W przypadku mostów dla kolei dużych prędkości znaczenie mają nawet niewielkie przemieszczenia, ponieważ tor nad nimi musi pozostać równy i dokładny.

Pięć poniższych mostów należy do najdłuższych na świecie, ale długość to dopiero punkt wyjścia. Każdy z nich ma własną historię inżynierską, ukształtowaną przez miejsce, które przekracza, i problemy, które musieli rozwiązać inżynierowie. 

1. Danyang-Kunshan Grand Bridge: jak zbudować 164,8 km 

Danyang-Kunshan Grand Bridge znajduje się w prowincji Jiangsu w Chinach i ma około 164,8 kilometra długości. Jest częścią linii kolei dużych prędkości Pekin-Szanghaj. Guinness World Records uznaje go za najdłuższy most na świecie. 

Ciekawe jest to, że nie jest to jedno gigantyczne przęsło. Duża część mostu to długi wiadukt zbudowany z powtarzalnych elementów betonowych, a to powtarzanie sprawiło, że projekt tej skali dało się zrealizować. 

Trasa przebiega jednak także przez nisko położoną deltę Jangcy, z miękkim gruntem, kanałami, rzekami i jeziorami. W rejonie jeziora Yangcheng most przecina otwartą wodę, więc metoda budowy musiała się zmienić, podczas gdy przebieg linii kolejowej pozostał spójny. 

Historia inżynierska jest prosta: standaryzacja umożliwiła realizację całego projektu, ale lokalne warunki decydowały o tym, gdzie rozwiązanie standardowe musiało się skończyć. Inżynierowie muszą wiedzieć, co może pozostać bez zmian, a co trzeba zmienić. 

Zdjęcie: Danyang-Kunshan Grand Bridge 

Czytaj więcej: Gdy mosty zawodzą: 3 lekcje z katastrof konstrukcyjnych

2. Changhua-Kaohsiung Viaduct: projektowanie z myślą o trzęsieniach ziemi 

Changhua-Kaohsiung Viaduct na Tajwanie ma około 157,3 kilometra długości i stanowi ważną część sieci Taiwan High Speed Rail. 

Głównym wyzwaniem jest sejsmiczne otoczenie Tajwanu. Pociągi dużych prędkości potrzebują stabilnego toru, dlatego podczas trzęsienia ziemi utrzymanie mostu w pozycji stojącej to tylko część zadania. Przemieszczenia konstrukcji muszą także pozostać kontrolowane, aby pociąg mógł bezpiecznie zwolnić i się zatrzymać. 

Dla jednego 38-kilometrowego odcinka opracowano około 70 modeli konstrukcyjnych, aby zbadać, jak wiadukt, fundamenty i szyny zareagują wspólnie. Niektóre pale wiercone sięgały około 60 metrów, a analiza uwzględniała też wpływ szyn spawanych w sposób ciągły między sąsiednimi przęsłami. 

To wyraźny przykład myślenia systemowego. Most, grunt i kolej nie mogą być traktowane jako oddzielne problemy, gdy trzęsienie ziemi oddziałuje na nie jednocześnie.   

Zdjęcie: Changhua-Kaohsiung Viaduct

3. Tianjin Grand Bridge: powtarzalność jako system budowy 

Tianjin Grand Bridge ma około 113,7 kilometra długości i biegnie między Langfang a Qingxian w północnych Chinach. To kolejny duży wiadukt na linii kolei dużych prędkości Pekin-Szanghaj. 

Jego historia inżynierska dotyczy przekształcenia powtarzalności w sprawny proces budowy. Znaczna część wiaduktu składa się z 32-metrowych prefabrykowanych dźwigarów skrzynkowych, z których każdy waży około 860 ton. Powtórzenie tej operacji na odcinku ponad 100 kilometrów wymagało starannie zaplanowanego systemu. 

Dźwigary produkowano w wyznaczonych strefach odlewniczych i transportowano po ukończonych już odcinkach mostu, aby ułożyć je na kolejnych podporach. W ten sposób gotowe odcinki wspierały budowę kolejnych. 

Tianjin pokazuje, dlaczego projektowanie mostów i planowanie budowy muszą iść w parze. Powtarzalny element konstrukcyjny ma wartość tylko wtedy, gdy można go również spójnie wytwarzać, transportować i montować.   

Zdjęcie: Tianjin Grand Bridge 

Czytaj więcej: 5 oznak, że Twój most lub budynek infrastruktury wymaga inspekcji

4. Cangde Grand Bridge: gdzie zmienia się rozwiązanie standardowe 

Cangde Grand Bridge ma około 105,9 kilometra długości i również jest częścią linii kolei dużych prędkości Pekin-Szanghaj. 

Duża część mostu opiera się na powtarzalnym systemie wiaduktowym stosowanym na innych odcinkach trasy. Większe przeszkody nie zawsze dawały się jednak pokonać tym samym przęsłem. Jeden z ważnych odcinków wykorzystuje belkę ciągłą z 128-metrowym przęsłem środkowym, znacznie dłuższym niż standardowe przęsła w jego sąsiedztwie. 

Ta zmiana stworzyła inny problem konstrukcyjny. Trzeba było zbadać, jak dłuższy odcinek mostu zachowa się pod obciążeniem sejsmicznym, w tym jak zareagują jego filary, fundamenty i łożyska. 

Wniosek jest prosty. Standaryzacja może sprawić, że długi most jest efektywny, ale nie zastępuje inżynierskiej oceny. Gdy trasa napotyka poważną przeszkodę, konstrukcja może wymagać zmiany, a mimo to nadal musi działać jako część tej samej linii kolejowej.   

Zdjęcie: Cangde Grand Bridge

5. Weinan-Weihe Grand Bridge: budowa na trudnym gruncie 

Weinan-Weihe Grand Bridge w prowincji Shaanxi w Chinach ma około 79,7 kilometra długości i jest częścią linii kolei dużych prędkości Zhengzhou-Xi'an. Dwukrotnie przekracza rzekę Wei, a także kilka mniejszych rzek, dróg i linii kolejowych. 

Jedna z najważniejszych historii inżynierskich rozgrywa się pod mostem. Na linii kolei dużych prędkości Zhengzhou-Xi'an duże odcinki prowadzą przez less, czyli grunt, który po namoczeniu może tracić wytrzymałość i osiadać. W przypadku kolei dużych prędkości ma to znaczenie, ponieważ tor toleruje tylko bardzo niewielkie zmiany niwelety. 

Osiadanie fundamentów trzeba było zatem uwzględnić jako element pracy linii kolejowej. W rejonie stacji Weinan North inżynierowie badali też, jak most i szyny spawane w sposób ciągły współdziałają przy zmianach temperatury. 

Weinan-Weihe pokazuje, jak bardzo most zależy od gruntu pod nim. Nawet gdy konstrukcja z góry wygląda na powtarzalną, zmienne warunki gruntowe mogą kształtować projekt fundamentów i wpływać na długoterminową pracę linii kolejowej.   

Zdjęcie: Weinan-Weihe Grand Bridge

Czego możemy się nauczyć od mostów tej skali? 

• Powtarzać sprawdzone rozwiązania tam, gdzie ma to sens, ale dostosowywać je, gdy zmieniają się warunki na miejscu. 
• Projektować most jako jeden powiązany system, obejmujący konstrukcję, fundamenty i kolej nad nimi. 
• Myśleć o budowie od samego początku, w tym o tym, jak duże elementy będą wytwarzane, transportowane i montowane. 
• Rozumieć grunt pod konstrukcją, ponieważ osiadanie może wpływać na wszystko, co znajduje się nad nim. 
• Zwracać uwagę na drobne decyzje, ponieważ na bardzo długim moście ten sam detal może powtórzyć się setki lub tysiące razy.   

Inżynieria na dużą skalę w gbc engineers 

To samo powiązane podejście kieruje pracą nad mostami w gbc engineers. W projektowaniu konstrukcji, BIM i inżynierii cyfrowej nasi inżynierowie rozpatrują zachowanie konstrukcji razem z wykonalnością, koordynacją i kolejnością robót. 

Rozumiejąc miejsce budowy i sposób, w jaki most będzie faktycznie realizowany, pomagamy klientom opracowywać praktyczne, skoordynowane rozwiązania, na których mogą polegać na etapie projektowania i budowy. 

Czytaj więcej: Most Haldensprung: Innowacje w nowoczesnym projektowaniu mostów

Najczęściej zadawane pytania o najdłuższe mosty świata 

Jakie są dziesięć najdłuższych mostów na świecie? 

Nie istnieje jeden powszechnie stosowany ranking, ponieważ źródła różnie klasyfikują długie wiadukty, konstrukcje dojazdowe i systemy mostowo-tunelowe. Na podstawie często cytowanej listy ukończonych mostów i wiaduktów ciągłych do czołowych pozycji należą: 

Lp.	Most	Lokalizacja	Długość (ok.)
1	Danyang-Kunshan Grand Bridge	Chiny	164,8 km
2	Changhua-Kaohsiung Viaduct	Tajwan	157,3 km
3	Kita-Yaita Viaduct	Japonia	114,4 km
4	Tianjin Grand Bridge	Chiny	113,7 km
5	Cangde Grand Bridge	Chiny	105,9 km
6	Weinan-Weihe Grand Bridge	Chiny	79,7 km
7	Bang Na Expressway	Tajlandia	54,0 km
8	Beijing Grand Bridge	Chiny	48,2 km
9	Metro Manila Skyway System	Filipiny	ok. 39,2 km
10	Lake Pontchartrain Causeway	Stany Zjednoczone	ok. 38,4 km

 

Który most jest najdłuższy na świecie? 

Danyang-Kunshan Grand Bridge w Chinach jest uznawany przez Guinness World Records za najdłuższy most na świecie. Ma około 164,8 kilometra długości i prowadzi linię kolei dużych prędkości Pekin-Szanghaj przez prowincję Jiangsu. 

Dlaczego tak wiele z najdłuższych mostów świata to wiadukty kolejowe? 

Długie wiadukty pozwalają liniom kolei dużych prędkości utrzymać kontrolowany przebieg nad drogami, rzekami, polami uprawnymi i nierównym terenem. Powtarzalne przęsła zmniejszają też potrzebę budowy osobnej przeprawy przy każdej przeszkodzie na trasie. 

Dlaczego osiadanie jest ważne w przypadku mostów dla kolei dużych prędkości? 

Pociągi dużych prędkości wymagają stałej geometrii toru. Jeśli jeden fundament osiądzie bardziej niż następny, tor może wyjść z osi, nawet gdy most pozostaje bezpieczny konstrukcyjnie. Kontrola osiadania jest zatem ważna zarówno dla konstrukcji, jak i dla długoterminowej eksploatacji linii kolejowej. 

O nas gbc engineers to międzynarodowa firma konsultingowa z biurami w Niemczech, Polsce i Azji Południowo-Wschodniej, która zrealizowała ponad 500 projektów na całym świecie. Świadczymy usługi w zakresie inżynierii konstrukcyjnej, projektowania centrów danych, inżynierii infrastruktury i mostów, BIM & Scan-to-BIM oraz zarządzania budową. Łącząc niemiecką jakość inżynieryjną z międzynarodowym doświadczeniem, dostarczamy klientom zrównoważone, bezpieczne i efektywne rozwiązania.