Efektowne łuki, ukryte rozwiązania – projektanci modelu FŐMTERV przedstawiają nagrodzony most w Wenecji

Jak zbudować most o długości prawie osiemdziesięciu metrów tak, aby prace budowlane w jak najmniejszym stopniu zakłócały ruch na autostradzie, a sama konstrukcja była jednocześnie smukła, estetyczna, trwała i funkcjonalna? Podczas projektowania mostu w Wenecji na te pytania musieli znaleźć odpowiedź specjaliści z firmy FŐMTERV. Ádám Balogh, główny projektant i kierownik projektu, dr Máté Hazay, główny projektant statyczny oraz Anna Mária Péter, projektantka odpowiedzialna za most, przedstawili złożoność pracy projektowej poprzez spektakularne i ukryte detale tego nagrodzonego mostu.

W ramach nagrody Magyar Mérnöki Kamara Tartószerkezeti Tagozata most wenecki został wyróżniony w kategorii mostów pieszych, a most im. Pála Tomoriego – w kategorii mostów drogowych, otrzymując nagrodę Év Tartószerkezete.
Ta ustanowiona w zeszłym roku nagroda jest wyrazem uznania dla projektantów konstrukcji nośnych, którzy wykazali się wybitnymi osiągnięciami inżynierskimi. Komisja oceniająca wśród głównych kryteriów oceny uwzględniła między innymi innowacyjne rozwiązania konstrukcyjne, ekonomiczne i zrównoważone wykorzystanie materiałów, a także harmonijną współpracę z koncepcją architektoniczną.

„To był dla nas zaszczyt, a jednocześnie zaskoczenie, że zdobyliśmy nagrodę w gronie, w którym znaleźli się najwięksi przedstawiciele węgierskiej branży mostowej, a do tego mogliśmy konkurować nawet z mostem na Dunie”

– tak podsumował reakcje członków zespołu projektowego Ádám Balogh.
Nie było to pierwsze wyróżnienie dla tego mostu. W zeszłym roku, podczas międzynarodowego konkursu projektowego Tekla BIM Awards 2025 Tekla Structures, budowany most zajął pierwsze miejsce zarówno w kategorii „Projekty infrastrukturalne”, jak i w głosowaniu publiczności.

…był dla nas prawdziwą perełką…            

Na proces projektowania przeznaczono bardzo mało czasu, a każdy gotowy rysunek projektowy i każda technologia budowlana musiały być dopracowane do perfekcji, ponieważ po zakończeniu projektowania bardzo szybko rozpoczęto produkcję i montaż mostu. Anna Mária Péter powiedziała:

„Projekt mostu w Wenecji był dla nas prawdziwą perełką. Zarówno pod względem zawodowym, jak i międzyludzkim wiele z tego wynieśliśmy i oczywiście włożyliśmy w to ogromny wysiłek. Dało się odczuć, że dla wszystkich uczestników projektu oraz całego biura projektowego zajmującego się mostami i konstrukcjami, które nas wspierało, wspólnym celem było stworzenie tego wyjątkowego, pięknego mostu o jak najwyższej jakości. Jako inżynierom projektantom rzadko zdarza się, że już po upływie zaledwie jednego lub dwóch lat możemy przejść się po gotowym moście”

Plan badań, warianty projektu, modelowanie i podjęcie decyzji

O konstrukcji unikalnej, przyciągającej uwagę szerokiej publiczności łukowatej belki głównej mostu, odchylonej na zewnątrz, Ádám Balogh powiedział:

Pomimo krótkiego terminu starano się opracować kompleksowy projekt. W przypadku rozwiązań konstrukcyjnych mostu głównym kryterium było znalezienie takiego rozwiązania, którego realizacja w jak najmniejszym stopniu zakłóciłaby ruch na działającej autostradzie.

Z tego powodu spośród różnych systemów konstrukcyjnych i wariantów projektowych odrzucono projekt mostu wymagający budowy pośredniego podporu na głębokich fundamentach. Rozważano również możliwość realizacji rozwiązania z trzema przęsłami, opartego na podporach umieszczonych wzdłuż krawędzi korony mostu. W tym przypadku trzy przęsła miałyby długość odpowiednio 12, 45 i 23 metrów. Środkowe przęsło byłoby zatem prawie czterokrotnie większe niż skrajne lewe, co dałoby niezwykle niekorzystny stosunek pod względem statycznym.
Spośród pozostałych wariantów zleceniodawca MKIF Magyar Koncessziós Infrastruktúra Fejlesztő Zrt. wspólnie z firmą wybrał konstrukcję stalową z jednym przęsłem. Następnie zbadano możliwości konstrukcyjne mostów łukowych z górnym i dolnym pasem, ich zużycie materiału, estetykę oraz zachowanie statyczne i dynamiczne za pomocą modeli parametrycznych zbudowanych w programie Grasshopper.

Przy projektowaniu mostu należało uwzględnić uwarunkowania terenu, różną wysokość przyczółków oraz inne ustalone parametry. Spośród nich Anna Mária Péter jako największe wyzwanie inżynieryjne wskazała na pogodzenie wymogów dotyczących ukształtowania skarp z wymogiem maksymalnego spadku mostu wynoszącego 5 procent. Rozmieszczenie podpór, kształt przęseł, wysokość przyczółków i skosów oraz poprowadzenie ścieżki rowerowej na most to efekt wieloaspektowego procesu optymalizacji.
Ostateczna konstrukcja to most o rozpiętości prawie 80 m, z łukową belką główną i stalową konstrukcją nośną, który również pod względem wyglądu maksymalnie wykorzystuje asymetrię wynikającą z pokonywanej przeszkody.

Dzięki zastosowaniu ukrytych podpór zmniejszono obciążenia fundamentów

Most musi wytrzymać zarówno własny ciężar, jak i obciążenie spowodowane ruchem na nim. Pod wpływem tych sił łuki wywierają nacisk na swoje podpory również w kierunku poprzecznym. Projektanci, łącząc ukryte ukośne podpory z pozostałymi elementami konstrukcyjnymi mostu, osiągnęli, że siły te w znacznej mierze równoważą się wewnątrz konstrukcji mostu. Przebieg tych sił ilustruje poniższy uproszczony rysunek.

„W przypadku konstrukcji toru zagłębionego, dostosowanej do warunków terenowych w danym miejscu, wyzwaniem jest przejęcie siły rozciągającej o wartości ok. 9000 kN (prawie poziomej), występującej w konstrukcji torowej pełniącej funkcję drążka napinającego łuki. W przypadku fundamentów osadzonych w stosunkowo miękkim nasypie można było to rozwiązać jedynie za pomocą bardzo kosztownego rozwiązania. Musieliśmy opracować system konstrukcyjny, który pozwoliłby wyeliminować większość sił poziomych”

– – powiedział Máté Hazay.

Główny inżynier statyk dodał, że ich rozwiązanie jest wyjątkowe, ponieważ dzięki przeciągniętemu przyczółkowi nr 1 oraz prętowi wzmacniającemu – ukrytemu w skosie – między podporami nr 1 i 2 stworzyli taki „zamknięty” układ sił, w którym na fundamenty mostu działają zasadniczo tylko siły pionowe. 

Moc, wydajność, indywidualne rozwiązanie

Oprócz ukrytych rozwiązań konstrukcyjnych w wyjątkowy sposób rozwiązano również kwestię wykonania węzłów. W miejscu styku łukowych dźwigarów głównych z dźwigarem usztywniającym grzbiet dźwigara usztywniającego i wewnętrzny grzbiet łukowego dźwigara głównego łączą się w jedno, a to połączenie określiło geometrię zarówno dźwigara usztywniającego, jak i łuku.
Máté Hazay zwrócił uwagę na dwa szczegóły dotyczące projektowania węzła konstrukcyjnego. Jednym z zadań było przeniesienie siły rozciągającej konstrukcji torowej na przyczółek nr 1. Siłę tę przeniesiono za pomocą żebrowanej płyty końcowej na pręty gwintowane przechodzące przez przyczółek. Te ostatnie umieszczono w rurach osłonowych wypełnionych smarem, przez które siła rozciągająca toru była przenoszona pod ciśnieniem na tylną stronę przyczółka. Następnie górna strefa przyczółka, działając jako krótki wspornik, przenosi tę niemal poziomą siłę na ukośne pręty podporowe.

Kolejnym interesującym szczegółem konstrukcyjnym było wykonanie węzła końcowego przy pośrednim podpórce łuku. Głównym wyzwaniem w tym przypadku było przeniesienie na betonową konstrukcję nośną momentów zginających i sił ścinających, występujących równocześnie z siłą ściskającą działającą w łukach. W tym celu konieczne było wbetonowanie w filar prętów stalowych o wysokiej wytrzymałości z „głowicami młotkowymi”, przyspawanych do płyty końcowej łuku. Koniec łuku należało ustawić z dużą precyzją przed wbetonowaniem podpory nr 2, a dopiero potem można było przystąpić do montażu zbrojenia i wbetonowania podpory.

Łuki o kącie nachylenia 56 stopni

Wyjątkowy widok zapewniają łuki mostu wygięte na zewnątrz. Ádám Balogh wyjaśnił, że to właśnie dzięki nim most wygląda na smuklejszy w widoku z boku, a jednocześnie stosunek rozpiętości łuku do wysokości mógł być znacznie korzystniejszy z punktu widzenia statyki. Dokładny kąt został określony przez samą geometrię wycięcia oraz szerokość użytkową mostu. Kierownik projektu dodał, że ich celem było, aby punkt przecięcia łuków nie pokrywał się z punktem podparcia, dzięki czemu węzeł konstrukcyjny mógł uzyskać bardziej przejrzysty wygląd z punktu widzenia konstrukcji stalowej. W wyniku tych dwóch warunków brzegowych uzyskano pozornie przypadkowy kąt nachylenia wynoszący 56 stopni.
Podczas projektowania geometrii mostu rozważano również kilka wariantów. Oprócz rozwiązania z ażurową płytą grzbietową rozważano również wersję z prostymi płaskimi prętami nośnymi. Ostatecznie, kierując się zachowaniem dynamicznym i względami estetycznymi, zdecydowano się na to pierwsze rozwiązanie.
Anna Mária Péter jest niezwykle dumna z projektu łukowej belki głównej, zarówno pod względem modelowym, jak i z punktu widzenia technologii budowlanej. Ze względu na nadwyżkę wysokości w przebiegu pionowym i poziomym łuków, w stanie budowlanym, a tym samym również podczas produkcji, nie uzyskano idealnego łuku. Główna belka łukowa ma zamknięty przekrój w kształcie trójkąta prostokątnego. Ze względu na charakterystykę łuku belka została zbudowana z dwóch prostopadle do siebie przebiegających, pojedynczo wygiętych blach oraz jednej podwójnie wygiętej blachy ukośnej. Plany produkcyjne zostały opracowane na podstawie modelu utworzonego w programie Tekla Structures. Model ten był wielokrotnie modyfikowany w porozumieniu z wykonawcami oraz specjalistami nadzorującymi produkcję.

Na każdą ewentualność przygotowano scenariusz

Anna Mária Péter poinformowała, że technologia budowy została opracowana w ścisłej współpracy z inżynierami wykonawcy Duna Aszfalt Zrt.. Most został wyprodukowany przez polską spółkę zależną Duna Group, a poszczególne elementy przetransportowano drogami publicznymi na plac budowy.
Wraz z ekspertami z dziedzin organizacji i inżynierii ruchu przygotowano szczegółowy i precyzyjny pakiet projektowy, uwzględniający wszystkie możliwe scenariusze. Zaplanowanie montażu na miejscu stanowiło poważne wyzwanie, ponieważ do dyspozycji była bardzo niewielka powierzchnia. Montaż nowego mostu skondensowano na dwa weekendy, przy maksymalnym 12-godzinnym całkowitym zamknięciu torów w każdym przypadku.
Anna Mária Péter dodała, że przekierowania ruchu i ograniczenia niezbędne do budowy mostu zaprojektowali inżynierowie ds. organizacji ruchu z zespołu FŐMTERV Zrt., natomiast przekierowania związane z prowadzoną równolegle renowacją nawierzchni autostrady M7 zaprojektowali specjaliści z zespołu FLAVUS Mérnökiroda Kft..
Ruch pieszy i rowerowy zapewniono na starym moście. Teren budowy został tak zorganizowany, aby przez cały czas trwania budowy można było bez przeszkód przechodzić nad autostradą M7.
Największym wyzwaniem było wprowadzenie całkowitego zamknięcia autostrady M7 w celu podniesienia elementów mostowych oraz rozbiórki starego mostu. Ustalenie terminów oraz optymalizacja napiętego harmonogramu wymagały od wszystkich stron dużej kreatywności i kompromisów.

Nawet niewielka masa własna stanowiła wyzwanie podczas podnoszenia

Elementy mostu zostały umieszczone za pomocą dźwigu na wcześniej zbudowanych tymczasowych podporach. Każde podniesienie zakończyło się spektakularnym sukcesem, co jest zasługą zgranej ekipy projektantów i wykonawców.
Według Máté Hazaya najdelikatniejszym i najciekawszym aspektem podnoszenia była kwestia stabilności tymczasowych pomostów pomocniczych ze względu na stosunkowo niewielką masę własną konstrukcji – 193 tony. Łuki są połączone z pomostem mostowym za pomocą perforowanej płyty grzbietowej. Trzeba było również uwzględnić fakt, że silny wiatr boczny działający na konstrukcję podczas budowy może zagrozić stabilności konstrukcji opartej na tymczasowych podporach. Niosło to ze sobą ryzyko, że tymczasowe podpory od strony wiatru mogą się podnieść, a konstrukcja się przewróci. Specjalista ds. statyki wyjaśnił, że stabilność zapewniono poprzez rozstawienie podpór w kierunku poprzecznym. W ten sposób zostały one w niekonwencjonalny sposób umieszczone obok konstrukcji torowej, dostosowując się do istniejących konstrukcji pomocniczych wykonawcy. Obciążenie nadbudowy było przenoszone na podpory tymczasowe za pomocą belek mostowych o przekroju zamkniętym.

Po naprężeniu prętów gwintowanych oraz spawaniu i zabezpieczeniu przed korozją połączeń na miejscu, tymczasowe podpory usuwano stopniowo, w kilku etapach. Podział na odcinki zapewnił, że odciążenie jednej podpory nie spowoduje uszkodzenia pozostałych konstrukcji nośnych.

Most przetestowano zarówno przy użyciu samochodów, jak i podczas przemarszu grupowego

Máté Hazay poinformował, że próbę obciążeniową przeprowadzili wykładowcy z Katedry Mostów i Konstrukcji o numerze BME. W przypadku mostu obciążonego 32 samochodami osobowymi obliczone ugięcie zbliżało się do wyników pomiarów z odchyleniem poniżej 0,1 mm. Dodał, że już na etapie projektowania było widoczne, iż w przypadku filigranowego mostu dla pieszych o takiej rozpiętości konieczne będzie zastosowanie tłumików drgań. Dynamiczne obciążenie próbne było w rzeczywistości głównym testem skuteczności tych elementów. W tym celu grupy liczące 2, 10 i 32 osoby przechodziły przez most, poruszając się zsynchronizowanymi krokami, truchtem i biegiem. Ruchy konstrukcji mierzyły czujniki, a w kilku punktach rozmieszczono obserwatorów, którzy oceniali poziom komfortu na moście. Podczas dynamicznego obciążenia próbnego w większości przypadków stwierdzono maksymalny poziom komfortu. W kilku przypadkach zmierzone przyspieszenia mieściły się w średnim zakresie poziomu komfortu, co również jest odpowiednie dla tak smukłego mostu dla pieszych.

Zwrócono uwagę zarówno na trwałość, jak i na łatwiejszą obsługę

Ochronę antykorozyjną mostu zapewniono dzięki najnowocześniejszemu, czterowarstwowemu systemowi powłok. Ádám Balogh wyjaśnił, że oprócz tego starano się uwzględniać kwestie zrównoważonego rozwoju już od samego początku projektowania. Z ogólnego doświadczenia operatorów wynika, że studzienki odpływowe często okazują się być lokalnym źródłem usterek, dlatego system odwodnienia mostu zaprojektowano tak, aby przekrój rynien znajdujących się po obu jego stronach, nawet bez tych studzienek, był wystarczający do odprowadzenia wody opadowej gromadzącej się na całej powierzchni mostu. Przekrój skrzyni nośnej jest niewielki, dlatego nie nadaje się do przejścia. Z tego powodu cała skrzynia nośna, a także łuki, zostały wykonane w wersji hermetycznej. Taka konstrukcja zapewnia trwałość przez cały okres eksploatacji mostu nawet bez wewnętrznej ochrony antykorozyjnej.