Curbe spectaculoase, soluții ascunse – proiectanții modelului FŐMTERV prezintă podul premiat din Veneția

Cum se poate construi un pod de aproape optzeci de metri astfel încât lucrările de construcție să perturbe cât mai puțin traficul de pe autostradă, iar structura să fie în același timp zveltă, estetică, durabilă și funcțională? La proiectarea podului din Veneția, specialiștii de la FŐMTERV au trebuit să găsească răspunsuri la aceste întrebări. Ádám Balogh, proiectant responsabil și șef de proiect, dr. Máté Hazay, proiectant principal în domeniul statică, și Anna Mária Péter, proiectant responsabil pentru pod, au prezentat complexitatea muncii de proiectare prin prisma detaliilor spectaculoase și ascunse ale podului premiat.

Premiul Magyar Mérnöki Kamara Tartószerkezeti Tagozata a fost acordat podului din Veneția în categoria podurilor pietonale, iar podului Pál Tomori în categoria podurilor rutiere, prin acordarea premiului Év Tartószerkezete.
Acest premiu, instituit anul trecut, recompensează proiectanții de structuri de susținere care au realizat performanțe inginerești remarcabile. Comisia de evaluare a inclus printre principalele criterii de evaluare, printre altele, soluțiile structurale inovatoare, utilizarea economică și durabilă a materialelor, precum și integrarea armonioasă cu viziunea arhitecturală.

„A fost o onoare și, în același timp, o surpriză faptul că am câștigat un premiu într-o categorie în care s-au aflat cele mai mari nume ale profesiei de constructor de poduri din Ungaria, mai ales că am concurat chiar și cu un pod peste Dună”

– a sintetizat Ádám Balogh reacțiile membrilor echipei de proiectare.
Nu a fost aceasta prima distincție obținută de pod. Anul trecut, în cadrul concursului internațional de proiecte Tekla BIM Awards 2025 Tekla Structures, podul aflat în construcție a obținut locul întâi atât în categoria „Proiecte de infrastructură”, cât și în urma votului publicului.

…a fost o adevărată bijuterie pentru noi…            

S-a dispus de foarte puțin timp pentru procesul de proiectare, iar fiecare plan și fiecare tehnologie de construcție trebuiau să fie perfecte, întrucât, imediat după finalizarea proiectării, a început foarte repede fabricarea și asamblarea podului. Anna Mária Péter a declarat:

„Proiectul podului din Veneția a reprezentat pentru noi o adevărată bijuterie. Am câștigat foarte mult atât din punct de vedere profesional, cât și uman și, desigur, am investit enorm în acest proiect. Se simțea că pentru toți participanții și pentru întregul birou de proiectare a podurilor și structurilor care ne-a susținut a fost o cauză comună să realizăm acest pod unic și frumos, la cea mai bună calitate posibilă. Ca ingineri proiectanți, rareori avem ocazia să traversăm podul finalizat în doar unul sau doi ani”

Planul de studiu, variante de proiect, modelare și luarea deciziilor

Despre designul unic al podului, cu grinda principală arcuită și înclinată spre exterior, care atrage atenția publicului larg, Ádám Balogh a declarat:

În ciuda termenului limită strâns, s-a urmărit elaborarea unui plan de studiu complet. În ceea ce privește soluțiile structurale ale podului, principalul criteriu a fost găsirea unei soluții a cărei execuție să perturbe cât mai puțin traficul de pe autostrada aflată în funcțiune.

Din acest motiv, dintre sistemele structurale și variantele de proiectare, a fost respins proiectul unui pod care presupunea construirea unui pilon intermediar cu fundație adâncă. S-a luat în considerare și posibilitatea unei soluții cu trei deschideri, care putea fi realizată cu piloni amplasați lângă marginea coronamentului. În acest caz, cele trei deschideri ar fi avut lungimi de 12, 45 și, respectiv, 23 de metri. Deschiderea din mijloc ar fi fost astfel de aproape patru ori mai mare decât cea din extrema stângă, ceea ce ar fi dus la un raport extrem de nefavorabil din punct de vedere static.
Dintre variantele suplimentare, clientul MKIF Magyar Koncessziós Infrastruktúra Fejlesztő Zrt. a ales, împreună cu acesta, structura din oțel cu o singură deschidere. Ulterior, au fost analizate posibilitățile de proiectare a podurilor cu arcuri cu cale superioară și inferioară, consumul de materiale, aspectul estetic, precum și comportamentul static și dinamic al acestora, cu ajutorul modelelor parametrice construite în Grasshopper.

La proiectarea podului a fost necesar să se țină seama de caracteristicile locului, de înălțimile diferite ale capetelor de pod și de ceilalți parametri stabiliți. Dintre aceștia, Anna Mária Péter a subliniat că principala provocare inginerescă a fost coordonarea proiectării pantelor cu cerința privind panta maximă de 5% a podului. Amplasarea pilonilor, configurarea deschiderilor, înălțimea capetelor de pod și a pantelor, precum și integrarea pistei pentru biciclete pe pod reprezintă rezultatul final al unui proces complex de optimizare.
Structura finală este un pod cu o deschidere de aproape 80 m, cu o grindă principală arcuită și o structură din oțel, care, prin aspectul său, valorifică la maximum asimetria determinată de obstacolul pe care îl traversează.

Sarcinile asupra fundației au fost reduse prin utilizarea unor susțineri ascunse

Podul trebuie să suporte atât propria greutate, cât și greutatea vehiculelor care circulă pe el. Sub efectul acestor forțe, arcurile exercită o presiune laterală asupra pilonilor. Proiectanții au reușit, prin combinarea unui contrafort înclinat ascuns cu celelalte elemente de susținere ale podului, ca aceste forțe laterale să se compenseze în mare parte în interiorul structurii podului. Traiectoria forțelor este ilustrată în figura simplificată de mai jos.

„În cazul unei construcții cu șină îngropată, adaptată la condițiile terenului din zonă, o provocare o reprezintă absorbirea forței de tracțiune de aproximativ 9000 kN (aproape orizontală) care acționează asupra structurii șinei, care funcționează ca o bară de tracțiune în curbe. Această forță ar fi putut fi preluată de fundația situată într-un terasament relativ moale doar printr-o soluție extrem de costisitoare. A trebuit să concepem un sistem structural prin care să se poată elimina cea mai mare parte a reacțiilor orizontale”

– a declarat Máté Hazay.

Inginerul-șef în structuri a adăugat că soluția lor este deosebită prin faptul că, prin intermediul capului de pod tras nr. 1, precum și al tijei de susținere – ascunsă în pantă – dintre pilonii nr. 1 și nr. 2, s-a creat un sistem de forțe „închis”, în care fundația podului este supusă în principal doar forțelor verticale. 

Putere, eficiență, soluție personalizată

Pe lângă soluțiile ascunse ale structurii portante, s-a găsit o soluție unică și pentru realizarea nodurilor. La punctul de întâlnire dintre grinzile principale arcuite și grinda de rigidizare, creasta grindei de rigidizare și creasta interioară a grinzii principale arcuite se contopesc, iar această îmbinare a determinat atât geometria grindei de rigidizare, cât și cea a arcului.
Máté Hazay a evidențiat două detalii ale proiectării nodului structural. Una dintre sarcini a fost transferul forței de tracțiune a structurii podului către capul de pod nr. 1. Forța a fost transferată, cu ajutorul unei plăci de capăt nervurate, către tijele filetate trecute prin capul de pod. Acestea din urmă au fost amplasate în tuburi de ghidare umplute cu unsoare, prin intermediul cărora forța de tracțiune a căii ferate a fost transmisă prin presare pe partea posterioară a capului de pod. Ulterior, zona superioară a capului de pod transferă această forță aproape orizontală, sub formă de consolă scurtă, către tijele de sprijin înclinate.

Un alt detaliu structural interesant a fost realizarea nodului de capăt situat la sprijinul intermediar al arcului. Aici, principala provocare a constat în transferarea în fundația de beton a momentelor de încovoiere și a forțelor de forfecare care acționează simultan cu forța de compresiune din arcuri. Pentru aceasta, a fost necesar ca barele de oțel de înaltă rezistență, cu cap de ciocan, sudate pe placa de capăt a arcului, să fie înglobate în pilon prin turnarea betonului. Troncul arcului a trebuit să fie poziționat cu mare precizie în avans, înainte de turnarea betonului pentru sprijinul numărul doi, urmând apoi montarea armăturii și turnarea betonului pentru sprijin.

Arce cu un unghi de înclinare de 56 de grade

Arcurile podului, înclinate spre exterior, oferă un spectacol deosebit. Ádám Balogh a explicat că, datorită acestora, podul pare mai zvelt când este privit din profil, iar raportul dintre deschiderea arcului și înălțimea acestuia a putut fi mult mai favorabil din punct de vedere static. Unghiul exact a fost determinat de geometria tăieturii și de lățimea utilă a podului. Șeful de proiect a adăugat că obiectivul lor a fost ca punctul de intersecție al arcurilor să nu coincidă cu punctul de sprijin, astfel încât nodul să fie mai simplu din punct de vedere al structurii metalice. Ca rezultat al celor două condiții de margine, s-a obținut unghiul de înclinare de 56 de grade, care pare întâmplător.
La proiectarea geometriei podului au fost analizate mai multe variante. Pe lângă soluția cu placa de coloană perforată, a fost luată în considerare și varianta simplă cu bare de suspendare din oțel plat. În cele din urmă, pe baza comportamentului dinamic și a considerentelor estetice, s-a optat pentru prima variantă.
Anna Mária Péter este extrem de mândră de realizarea grinzii principale arcuite, atât la nivel de model, cât și din punct de vedere al tehnologiei de construcție. Datorită supraînălțării, în ceea ce privește linia verticală și orizontală a arcurilor, nu a existat un arc perfect nici în stadiul de construcție, nici în timpul fabricării. Grinda principală arcuită are o secțiune transversală închisă, în formă de triunghi dreptunghic. Datorită caracteristicilor arcului, grinda a fost construită din două plăci curbate simplu, dispuse perpendicular una față de cealaltă, și dintr-o placă înclinată, curbată dublu. Planurile de fabricație au fost realizate pe baza modelului creat în programul Tekla Structures. Modelul a fost modificat de mai multe ori, în urma consultărilor cu executanții și cu specialiștii care au coordonat procesul de fabricație.

Exista un scenariu pentru fiecare eventualitate

Anna Mária Péter a declarat că tehnologia de construcție a fost elaborată în strânsă colaborare cu inginerii firmei de execuție Duna Aszfalt Zrt.. Podul a fost fabricat de filiala din Polonia a companiei Duna Group, iar elementele au fost transportate pe cale rutieră către șantier.
Împreună cu specialiștii din domeniile organizării și ingineriei traficului, s-a elaborat un pachet de proiecte detaliat și precis, care acoperă toate scenariile posibile. Planificarea montării la fața locului a reprezentat o provocare majoră, deoarece spațiul disponibil era foarte redus. Montarea noului pod a fost concentrată pe două weekenduri, cu o închidere totală a traseului de maximum 12 ore pe ocazie.
Anna Mária Péter a adăugat că devierile și restricțiile de trafic necesare pentru construcția podului au fost proiectate de inginerii de trafic din cadrul echipei FŐMTERV Zrt., în timp ce devierile necesare pentru lucrările de reabilitare a suprafeței de rulare de pe autostrada M7, desfășurate în paralel, au fost planificate de specialiștii din cadrul echipei FLAVUS Mérnökiroda Kft..
Circulația pietonilor și a bicicliștilor a fost asigurată pe vechiul pod. Zona de lucru a fost amenajată astfel încât să se poată traversa fără obstacole autostrada M7 pe toată durata lucrărilor.
Cea mai mare provocare a fost organizarea închiderii totale a autostrăzii M7, necesară pentru ridicarea elementelor podului și pentru demolarea vechiului pod. Stabilirea termenelor și optimizarea programului strâns au necesitat multă creativitate și compromisuri din partea tuturor părților implicate.

Chiar și greutatea redusă a reprezentat o provocare la ridicare

Elementele podului au fost amplasate cu ajutorul unei macarale pe platformele provizorii construite în prealabil. Fiecare operațiune de ridicare s-a desfășurat cu succes, ceea ce se datorează echipei coordonate de proiectanți și constructori.
Conform lui Máté Hazay, cel mai delicat și mai interesant aspect al operațiunii de ridicare a fost problema stabilității platformelor auxiliare temporare, având în vedere greutatea proprie relativ mică a structurii – 193 de tone. Arcurile sunt legate de tablierul podului printr-o placă de coloană perforată. A trebuit să se țină cont și de faptul că vântul lateral puternic care acționa asupra structurii putea pune în pericol stabilitatea acesteia în timpul construcției, în condițiile în care se sprijinea pe suporturi temporare. Aceasta implica și posibilitatea ca suporturile temporare expuse vântului să se ridice, iar structura să se răstoarne. Inginerul structural a explicat că stabilitatea a fost asigurată prin dispunerea transversală a schelelor. Astfel, acestea au fost amplasate într-un mod neortodox lângă structura pistei, adaptându-se la structurile auxiliare existente ale antreprenorului. Sarcina suprastructurii a fost transmisă către suporturile temporare prin grinzi de legătură cu secțiune închisă.

După tensionarea tijelor filetate, precum și după sudarea îmbinărilor la fața locului și aplicarea protecției anticorozive, sprijinurile provizorii au fost îndepărtate treptat, în mai multe etape. Prin împărțirea lucrării în etape s-a asigurat că eliberarea de sarcină a unui sprijin nu poate provoca distrugerea celorlalte structuri care încă suportă sarcina.

Podul a fost testat atât cu mașini, cât și prin marșuri în grup

Máté Hazay a precizat că încercarea de sarcină a fost efectuată de cadrele didactice ale Catedrei de Poduri și Structuri BME. Pe podul încărcat cu 32 de autoturisme, deformarea calculată s-a apropiat de rezultatele măsurate cu o abatere mai mică de 0,1 mm. El a adăugat că încă din faza de proiectare era evident că, în cazul unui pod pietonal filigranat cu o astfel de deschidere, era necesară utilizarea unor amortizoare de vibrații. Încărcarea dinamică de testare a reprezentat, de fapt, testul decisiv al eficienței acestora. În acest scop, grupuri de 2, 10 și 32 de persoane au traversat podul cu pași coordonați, jogging și alergând. Mișcările structurii au fost măsurate de senzori, iar în mai multe puncte au fost amplasați observatori care au evaluat nivelul de confort pe pod. În timpul încercării dinamice de sarcină, în majoritatea cazurilor de încărcare s-a constatat un nivel maxim de confort. În câteva cazuri, accelerațiile măsurate s-au încadrat în intervalul mediu de confort, ceea ce este, de asemenea, adecvat pentru un pod pietonal atât de zvelt.

S-a ținut cont atât de durabilitate, cât și de o exploatare mai ușoară

Protecția împotriva coroziunii podului a fost realizată cu ajutorul unui sistem de acoperire de ultimă generație, format din patru straturi. Ádám Balogh a explicat că, pe lângă aceasta, s-a încercat luarea în considerare a aspectelor legate de sustenabilitate încă de la începutul proiectării. Din experiența generală a operatorilor reiese că gurile de scurgere se dovedesc adesea a fi surse locale de defecte, astfel încât drenajul podului a fost proiectat în așa fel încât, fără acestea, secțiunea transversală a canalelor de scurgere situate la cele două capete să fie suficientă pentru evacuarea apelor pluviale colectate pe întreaga suprafață a podului. Secțiunea transversală a cutiei de rigidizare este redusă, astfel încât aceasta nu este accesibilă. Din acest motiv, întreaga structură de rigidizare, precum și arcurile, au fost realizate într-o execuție etanșă la aer. Construcția asigură durabilitatea pe întreaga durată de viață a podului, chiar și fără protecție internă împotriva coroziunii.