Manj znano dejstvo je, da je naša fakulteta bila vključna v najvažnejši in največji hrvaški infrastrukturni projekt, ”Most Pelješac in dostopne ceste”, že od samega začetka. Torej od faze projektiranja, kasneje preverjanja varnosti v prometu, do sodelovanja pri izvedbi obremenilnih preizkusov mosta.
O projektu
Dubrovniško-neretvanska županija je edina hrvaška županija, katere del ozemlja je bil fizično ločen od ostalega ozemlja Republike Hrvaške. Zaradi svojega posebnega in ločenega položaja na skrajnem jugovzhodu države, je širše območje Dubrovnika (Dubrovniško priobalje) zahtevalo in zaslužilo posebno in prioritetno pozornost in obravnavo v sklopu prostorskega in prometnega povezovanja z drugimi deli Hrvaške in v medsebojnem povezovanju delov Evrope (iz smeri Italije v smer Črne Gore, Albanije in Grčije).
Z izgradnjo mosta ”Pelješac” preko Kanala Malega Stona, med naseljem Komarna na kopnem in naseljem Brijesta na polootoku Pelješac, ter navezav na Jadransko turistično cesto D8 pri naselju Raba na kopnem in pri naselju Zaradeže na Pelješko cesto D414, se bo povezala celotna Dubrovniško-neretvanska županija z neprekinjeno povezavo preko svojega ozemlja, v smeri Ploče-Pelješac-Rudine. S tem bodo vsi deli Hrvaške povezani v prometno celovit cestni sistem.
Gre za zelo zahteven odsek ceste, dolžine okoli 32 km, z večjim številom viaduktov, predorov in mostov.
Slika 1: Trasa ceste in glavne točke projekta; Vir: Hrvatske ceste
O mostu, projektantu in njegovih sodelavcih
Most Pelješac, dolžine 2404 m se uvršča tako po tehnološki zahtevnosti gradnje, kot tudi po zahtevnosti projekta, med najzahtevnejše mostove v svetu. Most se nahaja na področju izjemno visoke seizmične aktivnosti, izpostavljen je vplivom močnih in sunkovitih severnih in južnih vetrov. Zasnovan je kot ekstrados most s semi-integralno hibridno konstrukcijo s petimi centralnimi razponi dolžine 285 m. S tako zasnovano konstrukcijo je zagotovljeno izpolnjevanje ključnih kriterijev kvalitetnega konstruiranja, kot so stabilnost, trajnost, ekonomičnost in mirna vključitev v okolje. Most je zgradil kitajski izvajalec CRBC (China Road and Bridge Corporation). Uvršča se med 5 največjih in najatraktivnejših evropskih mostov, zgrajenih v začetku 21. stoletja.
Slika 2: Pogled na most Pelješac (avtor fotografije Marin Bodulušić)
Na kratko podajamo nekaj osnovnih podatkov o mostu na Pelješac povzetih iz referata, ki ga je glavni projektant mostu, Marjan Pipenbaher, podal na 42. zborovanju gradbenih konstruktorjev v Rogaški Slatini oktobra 2021:
Slika 3: Vodilni projektant mostu Pelješac Marjan Pipenbaher, v ozadju most med gradnjo (arhiv Marjan Pipenbaher)
Pri iskanju optimalne konstrukcijske in arhitekturne zasnove mostu je bila uporabljena metoda celostne optimizacije. Sistematično so bile analizirane variantne zasnove mostu z razponi od 140 do 570 m in sicer s konstrukcijskega, tehnološko-izvedbenega, oblikovnega in seveda ekonomskega vidika. Jasno se je pokazalo do kod še obstaja usklajenost med konstrukcijsko in arhitekturno zasnovo in kje se prične uravnoteženost izgubljati. Podporna konstrukcija (temelji, stebri, piloni) predstavljajo cca 40% skupne investicijske vrednosti kar je sorazmerno veliko v primerjavi z ostalimi mostovi. Z ozirom na to je bilo izbrano optimalno razmerje med številom podpor, dolžinami razponov voziščne konstrukcije in izborom materialov. Zagotavljanje ključnih kriterijev kvalitetnega konstruiranja, kot so stabilnost, trajnost, ekonomičnost in mirna vključitev v okolje, je rezultiralo v inventivni koncept ekstrados mostu s poševnimi zategami ter semi-integralno hibridno konstrukcijo s 6 nizkimi piloni in petimi centralnimi razponi dolžine po 285 m. S tako zasnovano konstrukcijo je zagotovljena potrebna potresna stabilnost mostu brez vgradnje velikih ležišč in dodatnih potresnih dušilcev, kar potrjujejo tudi zahtevne nelinearne analize. Ležišča so izvedena samo na krajnih stebrih in opornikih.
Voziščno konstrukcijo predstavlja kontinuirana tri–celična jeklena škatlasta konstrukcija, višine 4.50 m, z ortotropno ploščo, ki je v centralnem delu obešena preko nizkih poševnih zateg na 6 centralno postavljenih pilonov. Višina pilonov znaša 40.0 m, tako da je razmerje višine pilona proti dolžini 40/285 = 0.14. Jeklena voziščna konstrukcija je dolžine 2404 m, z razponi 84 + 2 x 108 + 189.5 + 5 x 285 + 189.5 + 2 x 108 + 84 m. Voziščna pločevina je minimalne debeline 14 mm in se odebeli na 25 mm v območju podpor ter v področju stika z betonsko konstrukcijo. Trapezna ojačitvena rebra ortotropne voziščne konstrukcije so na osnem razmaku 600 mm. Debelina pločevine spodnje pasnice znaša 14 – 40 mm. Pločevina stojin je debeline od 14 – 35 mm in je vzdolžno ojačana s 3 trapeznimi ojačitvami. Prečni okvirji so na osnem razmaku 4000 mm. Predvidena kvaliteta jekla je S 355 in v območju pilonov S 460. Vsi delavniški in montažni spoji so predvideni kot varjeni.
Podporno konstrukcijo predstavljata 2 masivna škatlasta opornika, 6 krajnih stebrov ter 6 pilonov. Opornika sta temeljena plitvo v skali. Stebra podpor S2 in S13 sta temeljena globoko na vodnjakih premera 11.0 m in globine 8.0 m. Stebri podpor S3, S4, S11 in S12 so temeljeni na 9 zabitih jeklenih pilotih premera 1800 – 2000 mm, ki so na gladini morja povezani s pilotno blazino tlorisnih dimenzij 17.0 x 17.0 m, debeline 3.5 m – 4.5 m. Zaradi velikih potresnih obremenitev so piloti podpor pristopnih delov mostu zasnovani kot sovprežni (jeklene cevi premera 1800 – 2000 mm, debeline 40 mm, zapolnjene z betonom) z dodatno betonsko peto (socket) dolžine 5.0 m, ki se izvede v kompaktni skalnati podlagi. Temeljenje pilonov S5 – S10 se izvede na pilotni blazini na nivoju morske gladine, ki je podprta z 18 (20) zabitimi jeklenimi piloti premera 2000 mm. Gabarite dimenzije pilotnih blazin znašajo 23 x 29 x 5.0 m. Piloti so jeklene cevi premera 2000 mm z debelino stene 40 mm in dolžine do 129,6 m. Konice pilotov so ustrezno ojačane. Globina zabijanja pilotov je določena na osnovi potrebne računske nosilnosti posameznega pilota, oziroma skupine pilotov. Za doseganje potrebne tlačne in natezne nosilnosti je potrebno pilote zabiti skozi trši sloj gline vse do kompaktne skalnate osnove, pilote podpore 10 pa je potrebno izvesti z dodatno betonsko peto (socket), ki sega 6.0 m v kompaktno skalnato osnovo.
Stebri podpor S2 – S4 in S11 – S13 so škatlaste oblike, višine 19.20 – 31.9 m, gabaritnih dimenzij 4.25 x 8.0 m nad pilotno blazino in se v prečni smeri na most proti vrhu širijo. Debelina sten je konstantna in znaša 60 cm. Stebri pilonov S5 – S10 so elastično vpeti v pilotno blazino in voziščno konstrukcijo in so višine od 38 do 53.3 m. So škatlastega prereza in gabaritnih dimenzij nad pilotno blazino 11.0 x 7.0 m ter se konično zožujejo po višini do voziščne konstrukcije na 8.1 x 7.0 m. Stene stebrov so debeline 0.7 – 0.8 m. Armiranobetonski piloni S5 – S10 so elastično vpeti v betonski del voziščne konstrukcije. Centralno postavljeni vertikalni piloni so višine 40 m. Na vrhu so tlorisnih dimenzij 2.20 x 5.0 m in se širijo do nivoja voziščne konstrukcije na 2.20 x 7.00 m. Poševne zatege so sidrane preko posebnih sedel, ki omogočajo enostavno montažo, vzdrževanje in zamenjavo posameznih zateg.
Glavni projektant mostu, Marjan Pipenbaher, je eden najuspešnejših slovenskih in evropskih projektantov premostitvenih in drugih objektov, ki kljub nenehni vpetosti v izjemne projekte ohranja stik z našo fakulteto, na kateri je leta 1981 diplomiral, in prenaša svoje ogromno znanje in izkušnje na študente v okviru predmeta Prednapeti beton. Nenehno sledi novim znanstvenim in strokovnim dognanjem na področju gradbeništva. S svojo inovativnostjo in ogromnimi izkušnjami pa tudi sam dodaja kamenčke v svetovni mozaik tega znanja. Tudi njegovi sodelavci, vsi diplomanti naše fakultete bodisi na študijskem programu Gradbeništva ali Gospodarskega inženirstva, imajo enak odnos do dela in v resnici dokazujejo, da gradbeni inženir ni le poklic, ampak poslanstvo.
V inženirskem biroju PONTING d.o.o., ki ga je Marjan Pipenbaher ustanovil leta 1990 skupaj z dr. Viktorjem Markljem (prav tako predavateljem na naši fakulteti), in v specializiranem konzultantskem podjetju Pipenbaher inženirji d.o.o., ki ga je ustanovil leta 2002 v času gradnje našega največjega viadukta Črni Kal (ki je prav tako njegovo delo), tako nastajajo izjemne stvaritve, ki po dimenzijah, obliki in inženirski dovršenosti izrazito odstopajo od povprečja in predstavljajo velik prispevek k razvoju gradbeništva tudi v svetovnem merilu, kar dokazujejo številne domače in mednarodne nagrade in priznanja, ki jih je Marjan Pipenbaher prejel za svoja dela.
Pri projektiranju so sodelovali tudi naslednji inženirji – diplomanti FGPA:
- Tanja Peteršič, univ. dipl. inž. gradb.
- Tatjana Gotovčević, univ. dipl. inž. gradb.
- Tomaž Weingerl, univ. dipl. inž. gradb.
- Miran Štern, univ. dipl. inž. gradb.
- Boštjan Stojko, univ. dipl. gosp. inž.
- Aleš Filipič, univ. dipl. inž. gradb.
- Vanja Supić, univ. dipl. inž. gradb.
- Matjaž Štuhec, univ. dipl. inž. gradb.
Vsem je bil Marjan Pipenbaher tudi predavatelj pri predmetu Prednapeti beton in mentor oziroma somentor pri njihovih zaključnih delih na študiju Gradbeništva oziroma Gospodarskega inženirstva – smer Gradbeništvo.
Preverjanje varnosti v prometu (Road Safety Audit)
Po Direktivi 2008/96/EK je preverjanje varnosti v prometu (Road Safety Audit) potrebno izvesti za vsak infrastrukturni projekt, ki leži na TEN-T (Trans European Network) koridorju in v primeru, če država kandidira za finančna sredstva EU. Ker je Republika Hrvaška želela kandidirati za ta sredstva, je torej morala izvesti tudi preverjanje varnosti v prometu za vse objekte tega projekta.
Namen preverjanja varnosti v prometu (RSA) je presoja infrastrukturnega objekta (ceste, vozlišč, priključkov, mostov, spremljajočih objektov, predorov …) s stališča prometne varnosti, z namenom ugotavljanja lokacij, prometnih situacij, projektnih rešitev, opreme cest in drugih projektno-tehničnih elementov, ki bi lahko vplivali na zmanjšanje ravni prometne varnosti pričakovanih udeležencev v prometu in njihove eliminacije. Glavni cilj preverjanja varnosti v prometu je zmanjšanje števila prometnih nesreč ali pa vsaj omilitev njihovih posledic.
Po Direktivi 2008/96/EK, lahko preverjanje varnosti v prometu izvajajo izključno presojevalci cest z veljavno licenco, pridobljeno po programu, potrjenem s strani EK.
Na javnem razpisu je investitor projekta, Hrvatske ceste, izbral našo fakulteto oz. Center za prometne gradnje, ki deluje v njeni sestavi in kjer imata dva sodelavca licenco za presojevalca varnosti cest (dr. T. Tollazzi in dr. M. Renčelj).
V sklopu izvedbe preverjanja varnosti v prometu je potrebno analizirati vso projektno-tehnično dokumentacijo (tako v fazi idejnega, kot glavnega projekta) s stališča prometne varnosti, z namenom ugotavljanja prometno-varnostnih pomankljivosti, ki bi v času eksploatacije infrastrukturnega projekta lahko povzročale prometne nesreče ali bi bile posledice teh prometnih nesreč nesorazmerno velike. Pregled celotne projektno-tehnične dokumentacije sta od naših sodelavcev izvedla dr. T. Tollazzi in dr. M. Renčelj.
Slika 4: Vozlišče ”Prapratno”, Vir: Hrvatske ceste
Po Direktivi 2008/96/EK, je sestavni del preverjanja varnosti v prometu tudi terenski ogled, v sklopu katerega je potrebno preveriti kako se bodo infrastrukturni objekti vklopili v okolico (konfiguracija terena) s prometno-varnostnega stališča (potek trase ceste, elementi horizontalnega in vertikalnega poteka, preglednosti, zavorne razdalje, oblike izvennivojskih priključkov, preglednosti na priključkih …).
Terenski ogled – hoja in prelet z dronom – skoraj celotne trase (razen lokacij predvidenih predorov) so izvedli dr. T. Tollazzi, dr. M. Renčelj in mag. S. Turnšek.
Slika 5: Ko še ni bilo mosta ”Pelješac”, levo uvala Brijesta (avtor fotografije Sašo Turnšek)
Slika 6: Ekipa na terenu (avtor fotografije Marko Renčelj)
Slika 7: Terenski ogled lokacije predvidenega poteka trase ceste (avtor fotografije Tomaž Tollazzi)
Slika 8: Posnetek z dronom, stojišče 1 (avtor posnetka Sašo Turnšek)
Obremenilni preizkusi
Takšen objekt zahteva tudi redno kontrolo in vzdrževanje. V ta namen je bil vzpostavljen sistem monitoringa specifičnih deformacij, pospeškov, velikosti sil v poševnih zategah, stopnje korozije, hitrosti vetra in drugih ključnih parametrov, na osnovi katerih je mogoče dobiti zanesljivo sliko o trenutnem stanju mostu. S sistemom monitoringa je mogoče spremljati tudi odziv mostne konstrukcije na razne nepredvidene dogodke (npr. močni sunki vetra, potres, udarec ladje…). Sistem monitoringa specifičnih deformacij in pospeškov, pri načrtovanju katerega je sodelovala tudi FGPA (dr. Andrej Štrukelj) skupaj z ekipo zagrebške Gradbene fakultete, temelji na sodobni tehnologiji senzorjev na osnovi optičnih vlaken. Aktiven je bil že v času gradnje in je rasel skupaj s konstrukcijo, tako da je bil zabeležen odziv na obremenitve objekta tudi v posameznih fazah gradnje. Isti merilni sistem je bil uporabljen tudi za potrebe obremenilne preizkušnje med 17.01.2022 in 28.01.2022, ki jo je izvajala ekipa zagrebške Gradbene fakultete v sodelovanju s FGPA po programu usklajenem s projektnim teamom objekta, ki je v naprej pripravil izračun odziva konstrukcije mostu za vse načrtovane obtežne primere.
V okviru obremenilne preizkušnje je bilo izvedenih 65 faz obremenjevanja in razbremenjevanja mostu, s 16 do 20 polno naloženimi štiriosnimi tovornjaki. Pri tem so bili izmerjeni pomiki voziščne konstrukcije in pilonov, specifične deformacije in druge količine na merilnih mestih znotraj vplivnega območja določenega obtežnega primera. Dodatno so bili izmerjeni dinamični odzivi voziščne konstrukcije na ambientalne vibracije, izmerjene so bile tudi dinamične karakteristike poševnih zateg, prav tako pa je bil izmerjen odziv mostu na enakomerno vožnjo testnih vozil z različnimi hitrostmi, zaviranje, vožnjo preko ovire in drugo. FGPA je bila pri obremenilni preizkušnji zadolžena za pripravo merilnih mest in za merjenje specifičnih deformacij v štirih kontrolnih prerezih na mestih, ki so v neposredni bližini obstoječih merilnih mest, na katerih se je že izvajal monitoring. Ta merilna mesta so bila pripravljena z običajnimi merilnimi lističi in so služila primerjavi izmerjenega odziva sistema monitoringa v vseh fazah preizkušanja, ki so vplivala na odziv v omenjenih merilnih mestih. Z zagrebškimi kolegi smo se odlično koordinirali pri delu. Popolno kompatibilnost pa nam je omogočalo tudi dejstvo, da razpolagamo z merilno in programsko opremo istega proizvajalca (HBM). V nadaljevanju je prikazanih nekaj fotografij z obremenilne preizkušnje, katerih avtor je Marin Bodulušić, ki je imel na skrbi dokumentiranje obtežnih primerov in drugega dogajanja na mostu s profesionalnim dronom, saj zaradi velikosti objekta na drug način ni bilo mogoče posneti ustreznih fotografij.
Slika 9: Polna obremenitev četrtega polja mostu (avtor fotografije Marin Bodulušić)
Slika 10: Polna obremenitev enega od glavnih polj mostu (avtor fotografije Marin Bodulušić)
Slika 11: Priprava na vzbujanje poševnih zateg pri meritvah lastnih frekvenc in dušenja (avtor fotografije Marin Bodulušić)
Slika 12: Del ekipe zagrebške fakultete pri analizi rezultatov meritev ambientalnih vibracij (avtor fotografije Marin Bodulušić)
Slika 13: Priprava merilnih mest za meritve specifičnih deformacij (avtor zgornje fotografije Marin Bodulušić, avtor spodnjih Andrej Štrukelj)
Slika 14: Priprava merilnih mest; na fotografijah dr. Andrej Štrukelj (avtor fotografij Marin Bodulušić)
Slika 15: Ekipa geodetov med niveliranjem v prečni smeri (zgornja slika) in vodja obremenilne preizkušnje dr. Ivan Duvnjak s projektantom mostu (spodnja slika); (avtor fotografij Marin Bodulušić)
Slika 16: Vsi člani ekipe, ki je izvajala obremenilno preizkušnjo (avtor fotografije Marin Bodulušić)
Novice Zagrebške univerze »Universitas«:
https://www.universitas-portal.hr/strucnjaci-gradevinskog-testiraju-konstrukciju-peljeskom-mostu/