Plieno tiltai dėl puikių naudojamos medžiagos mechaninių savybių, tokių kaip stiprio ir tankio santykis, yra išskirtiniai ne tik perdengiamo tarpatramio ilgiu (šiuo metu perdengiami patys didžiausi pasaulyje tarpatramiai), bet ir įvairiomis originaliomis konstrukcijų formomis (nuo plokščiųjų strypinių iki kevalinių).
Yra žinoma, kad vadinamieji patys sunkiausi yra lenkiamieji elementai, o efektyviausi – tempiamieji. Todėl natūralu, kad kabamieji ar vantiniai tiltai šiuo metu yra pasaulio rekordininkai kalbant apie tarpatramio ilgį. Kita vertus, net ir taikant tokias konstrukcines sistemas mažesniems tarpatramiams, jų laikančiųjų konstrukcijų masė yra viena mažiausių.
Plieninių tiltų evoliucija ir įspūdingi parametrai
Ne vieną dešimtmetį kabamieji tiltai yra tarpatramio ilgio rekordininkai. Inžinierių bendruomenei (ir ne tik jai) yra gerai žinomas Auksinių vartų (Golden Gate Bridge) kabamasis plieno tiltas San Franciske. Šis tiltas buvo praeito šimtmečio pirmos pusės pasaulio rekordininkas (tarpatramio ilgis – 1280,2 metro). Kitas ne mažiau žinomas, pastatytas 1998 m. Danijoje, yra Didžiojo diržo tiltas (Great Belt East Bridge). Tai – ilgiausio tarpatramio Europoje tiltas (pagrindinis tarpatramis siekia 1624 metrus). Praeito šimtmečio pabaigos pasaulio rekordininku tapo Akashi Kaikyo kabamasis plieno tiltas (ir kol kas dar nepralenktas). Jo pagrindinis tarpatramis siekia net 1990,8 m, o plieninių pilonų aukštis – 282,8 metro. Pažymėtini ir kiti jau šio šimtmečio Kinijos kabamieji plieno tiltai: Yangsigang Bridge (tarpatramio ilgis 1700 m, pastatytas 2019 m.), Nansha Bridge (tarpatramio ilgis 1688 m, pastatytas taip pat 2019 m.) ir Xihoumen Bridge (tarpatramio ilgis 1650 m, pastatytas 2009 metais). Tiesa, kai kurių šių tiltų pilonai suprojektuoti iš gelžbetonio.
Kalbant apie ilgiausio tarpatramio kabamuosius tiltus, privalu paminėti tiltus Turkijoje. Eksploatuojami kabamieji plieno tiltai šie: Osman Gazi (tarpatramio ilgis 1550 m), pirmasis Bosforo (tarpatramio ilgis 1074 m) ir antrasis Bosforo tiltas (dar vadinamas Fatih Sultan Mehmet; tarpatramio ilgis 1090 metrų). Derėtų paminėti ir Yavuz Sultan Selim, kurio tarpatramio ilgis siekia 1408 metrus. Tai mišrios sandaros kabamasis-vantinis plieno tiltas, pastatytas 2016 metais.
Didžiausio pasaulyje tarpatramio tiltas – Turkijoje
Įdomu tai, kad šiuo metu šiaurės vakarų Turkijoje, Čanakalės provincijoje, planuojamas statyti ilgiausio pasaulyje tarpatramio kabamasis Çanakkale 1915 plieno tiltas, dar vadinamas Dardanelų tiltu (1 pav.).
Tai šešių juostų automobilių tiltas. Jo pagrindinis tarpatramis sieks 2023 metrus. Tiltas 32 m ilgesnis už Akashi Kaikyo tilto pagrindinį tarpatramį ir jį pastačius taps ilgiausio tarpatramio kabamuoju tiltu pasaulyje. Pilonų aukštis sudarys 318 m (35 m daugiau už Akashi Kaikyo tilto pilonus). Čia būtų pravartu prisiminti Vilniaus televizijos bokšto aukštį (…m). Šis tiltas taps ketvirtu pagal aukštį tiltu pasaulyje ir pralenks Sutongo tiltą Kinijoje. Planuojama, kad bendras Çanakkale 1915 tilto ilgis bus 3563 m, o kartu su numatomu viaduku bendras jo ilgis sudarys net 4608 metrus. Tiltas suprojektuotas 45,06 m pločio. Plieninės perdangos aukštis sieks 3,5 metro. Konstrukcinė šio tilto sandara nedaug kuo skirsis nuo Akashi Kaikyo kabamojo tilto sprendinio. Tai trijų tarpatramių ir dviejų pilonų kabamasis plieno tiltas. Kraštiniai tarpatramiai yra 923 m ilgio. Plieninė standumo sija suprojektuota dėžinio skerspjūvio. Pilonai taip pat suprojektuoti iš plieno. Būtina paminėti, kad šis tiltas, kaip ir Akashi Kaikyo, bus statomas didelio seisminio aktyvumo rajone, ir tai kėlė papildomų reikalavimų projektui.
Šis tiltas pradėtas statyti 2017 m. kovo 18 d., o jo statybą planuojama užbaigti 2022 m. taip pat kovo 18-ąją. Ši data svarbi Turkijai. Pavadinimas „1915“ ir data „kovo 18 d.“ yra susiję su Turkijos karinio jūrų laivyno pergale, įvykusia 1915 m. kovo 18 d. (per operacijas karinėje „Gallipoli“ kampanijoje). O pagrindinio tilto ilgis „2023“ metrais nurodo Turkijos Respublikos šimtmečio minėjimo datą (2023 metai). Jis taps svarbia naujo greitkelių tinklo, jungiančio Europą ir Aziją, dalimi. Šių metų gegužės 16 d. buvo užbaigtas montuoti antras tilto pilonas, esantis europinėje dalyje (Galipolis) (2 pav.). Paminėtina, kad du pilono pamatų kesonai buvo pastatyti 37–45 m gylyje (nuo vandens paviršiaus).
Megaiššūkiams – dar ne pabaiga
Iš planuojamų statyti tiltų vertėtų paminėti ir kabamąjį tiltą per Mesinos sąsiaurį Italijoje. Jo planuojamas pagrindinis tarpatramis turėtų siekti net 3300 metrų. Tilto pilonai turėtų būti apie 383 m aukščio (aukštesni už Eifelio bokštą), o vieno laikančiojo plieninio lyno skersmuo sudarytų apie 1,24 metro. Projektuojamo tilto standumo sijos modelis parodytas 3 pav.
Plieniniai pėsčiųjų tiltai. Po kojomis – tarpeklis
Kabamosios plieno konstrukcijos yra efektyvios ne tik didelio tarpatramio ir didelių apkrovų tiltuose. Jos puikiai pasiteisina ir pėsčiųjų tiltuose. O tarpatramių rekordai tokios paskirties tiltuose nėra tokie jau maži. Čia, visų pirma, derėtų paminėti 2017 m. pasaulio rekordininką kabamąjį Čarlzo Kuoneno (Charles Kuonen) pėsčiųjų tiltą, pastatytą Šveicarijoje.
Tilto tarpatramio ilgis 494 m, o plotis – 0,65 metro. Jis sumontuotas Alpėse net 2080 m aukštyje virš jūros lygio. Tiekiant konstrukcijas ir medžiagas buvo panaudoti sraigtasparniai. Šio tilto plieninio lyno skersmuo 53 mm, o jo maksimali įrąža lygi 440 kN. Vienu metu kabamasis tiltas gali atlaikyti 250 žmonių apkrovą (t. y. per visą ilgį apkrautame tilte pėstieji turėtų būti išsidėstę beveik kas 2 metrus). Šio tilto itin lengvas paklotas sukonstruotas iš plieninių tinklinių skydų. Juo eidamas žmogus gali po savo kojomis pro pakloto tinklelį matyti tarpeklį (4–6 pav.). Šio kabamojo tilto plieno konstrukcijų masė yra itin lengva.
Galima būtų paminėti ir vieną šio tilto elgsenos problemą. Dėl siauro pakloto (tik 0,65 m) ir standumo sijos stokos jis yra deformatyvus ne tik vertikaliąja, bet ir gulsčiąja linkme. Todėl tam tikrose tilto vietose yra įrengtos atotampos poslinkiams iš plokštumos stabilizuoti.
Pėsčiųjų tiltų rekordininkas – Portugalijoje
Pėsčiųjų tiltų rekordininkas yra kabamasis Arokos plieno tiltas Portugalijoje, pastatytas 2020 m. Arokos parke (Unesco Global Geopark). Šio tilto tarpatramio ilgis siekia net 516 metrų. Šiandien jis didžiausio tarpatramio pėsčiųjų tiltas pasaulyje (22 m ilgesnis už Čarlzo Kuoneno tiltą). Šio kabamojo tilto konstrukcinis sprendinys beveik analogiškas Čarlzo Kuoneno tilto sprendiniui. Ant dviejų kabamųjų laikančiųjų plieno lynų per lanksčias pakabas įrengtas plieninis 1,20 m pločio paklotas. Pastarasis taip pat sukonstruotas iš plieninių tinklinių skydų. Tiltas pakibęs 175 m virš Rio Paivos upės. Laikantys kabamieji lynai pritvirtinti prie 35,5 m aukščio V-formių gelžbetoninių pilonų (7 pav.).
Tokios formos pilonai leidžia išdėstyti lanksčias pakabas kampu ir taip pagerinti skersinį tilto stabilumą. Pažymėtina, kad tuo pačiu tikslu yra suprojektuoti skersiniai rėmai, išdėstyti kas 4 m ir jungiantys paklotą su papildomomis pakabomis. Dėl šių konstrukcinių elementų buvo iš dalies išspręsta santykinai siauro tilto deformatyvumo iš jo plokštumos problema. Didesnis (palyginti su Čarlzo Kuoneno tiltu) kabamųjų lynų įsvyris leidžia sumažinti vertikalius tampriuosius tilto poslinkius, bet nesumažina kinematinės kilmės poslinkių.
Pėsčiųjų stiklo tiltai – pasivaikščiojimas virš prarajos, sūpynės ir šuoliai su guma
Kalbant apie abu pirmiau aptartus kabamuosius tiltus, derėtų pažymėti jų grakščią architektūrinę formą, puikiai derinamą prie kraštovaizdžio. Ta proga norėtųsi paminėti ir Kinijoje pastatytą vadinamąjį stiklo kabamąjį tiltą (Zhangjiajie Glass Bridge). Tai būtų „dangaus tako“ tiltas Džangdziadzijės mieste, Hunano provincijoje, virš Ulingjuano vietovės.
Šis tiltas pastatytas kaip turistų traukos centras dar ir dėl to, kad jo paklotas sukonstruotas iš stiklo. Tuo metu, 2016-aisiais, kai jis buvo atidarytas, tai buvo ilgiausias ir aukščiausias stiklo pakloto tiltas pasaulyje. Šis plieninių laikančiųjų konstrukcijų tiltas yra 430 m tarpatramio ilgio ir 6 m pločio. Jis pakabintas maždaug 300 m aukštyje virš žemės (8 pav.).
Šio tilto laikantieji kabamieji lynai išdėstyti erdvėje analogiškai kaip ir Arokos tilto pakabos. Stiklinis paklotas sudarytas iš daugiau nei 120 stiklo plokščių. Kiekviena iš šių plokščių sudaryta iš 3 sluoksnių ir 2 colių (5,08 cm) storio grūdintojo stiklo. Šios plokštės atremtos ant išilginių ir skersinių tilto plieninių sijų (9, 10 pav.).
Pažymėtina, kad prie tilto plieno konstrukcijų apačios numatyta pritvirtinti 3 ilgas sūpynes. Taip pat yra numatyta galimybė atlikti 285 m šuolį su guma. Tai laikoma vienu didžiausių (aukščiausių) tokių šuolių pasaulyje.
Pėsčiųjų stiklo tiltai – pasivaikščiojimas virš prarajos, sūpynės ir šuoliai su guma
Kalbant apie abu pirmiau aptartus kabamuosius tiltus, derėtų pažymėti jų grakščią architektūrinę formą, puikiai derinamą prie kraštovaizdžio. Ta proga norėtųsi paminėti ir Kinijoje pastatytą vadinamąjį stiklo kabamąjį tiltą (Zhangjiajie Glass Bridge). Tai būtų „dangaus tako“ tiltas Džangdziadzijės mieste, Hunano provincijoje, virš Ulingjuano vietovės. Šis tiltas pastatytas kaip turistų traukos centras dar ir dėl to, kad jo paklotas sukonstruotas iš stiklo.
Tuo metu, 2016-aisiais, kai jis buvo atidarytas, tai buvo ilgiausias ir aukščiausias stiklo pakloto tiltas pasaulyje. Šis plieninių laikančiųjų konstrukcijų tiltas yra 430 m tarpatramio ilgio ir 6 m pločio. Jis pakabintas maždaug 300 m aukštyje virš žemės (8 pav.). Šio tilto laikantieji kabamieji lynai išdėstyti erdvėje analogiškai kaip ir Arokos tilto pakabos. Stiklinis paklotas sudarytas iš daugiau nei 120 stiklo plokščių. Kiekviena iš šių plokščių sudaryta iš 3 sluoksnių ir 2 colių (5,08 cm) storio grūdintojo stiklo. Šios plokštės atremtos ant išilginių ir skersinių tilto plieninių sijų (9, 10 pav.).
Pažymėtina, kad prie tilto plieno konstrukcijų apačios numatyta pritvirtinti 3 ilgas sūpynes. Taip pat yra numatyta galimybė atlikti 285 m šuolį su guma. Tai laikoma vienu didžiausių (aukščiausių) tokių šuolių pasaulyje.
Šio tilto laikančiosios konstrukcijos primena standartinį kabamąjį plieno tiltą su išilginėmis standumo sijomis ir skersinėmis pakloto sijomis. Prie pastarųjų galų ir yra pritvirtintos pakabos, sujungiančios pakloto konstrukcijas su laikančiuoju lynu. Du kabamieji laikantieji lynai pritvirtinti ties atramomis prie H formos gelžbetoninių pilonų. Šio tilto konstrukcinį savitumą sudaro du iš anksto įtempti apatiniai lynai (12 pav.). Projektuotojai juos įrengė siekdami padidinti šio kabamojo tilto vertikalųjį ir skersinį standumą (to reikalauja stiklo paklotas).
Šie įtemptieji lynai atlieka ne tik fiktyvios nuolatinės apkrovos funkciją, tuo sumažindami tilto vertikaliuosius kinematinės kilmės poslinkius, bet ir suvaržo jo gulsčiuosius poslinkius. Stiklo paklotas pagamintas iš trijų sluoksnių 4,5 cm storio grūdintojo laminuoto stiklo plokščių. Šis stiklo paklotas praplatėja iki 8,8 m pločio keturiose tilto sekcijose, kad lankytojams būtų sukurtos didelės apžvalgos zonos, kuriose jie galėtų sustoti ir fotografuoti. Tiltu vienu metu gali eiti iki 500 žmonių. Pažymėtina, kad Kinijoje yra ir daugiau kabamųjų stiklo tiltų.
Tiltas Vokietijoje – tarsi moderni skulptūra
Kalbant apie pėsčiųjų tiltus, vertėtų paminėti ir kitokius, kad ir ne tokių gerų techninių parametrų, tačiau itin originalios formos plieno tiltus. Tai 2018 m. Dicingene, Badeno-Viurtembergo žemėje, Vokietijoje, pastatytas kevalinis (erdvinis) nerūdijančiojo plieno tiltas. Jo tarpatramis nėra įspūdingas, viso labo 28 m, o plotis – 2,2 m (14, 15 pav.). Kevalas lanksčiai atremtas keturiuose taškuose į pamatus. Kevalo stabilumui užtikrinti jo išoriniu perimetru įrengtos sąstandos.
Nerūdijantysis plienas pasirinktas dėl jo didelio atsparumo korozijai ir tinkamo šio plieno stiprio. Naudojant tokį plieną, buvo pasiektas norimas naujoviškos apvalkalo konstrukcijos įspūdis ir kartu pademonstruotos šiuolaikinių technologijų (pjovimo mašinų) taikymo tiltuose galimybės. Pagal vyraujančias tilto konstrukcijoje jėgų lauko linijas, taikant lazerinę technologiją, išpjaustytos įvairių formų ir dydžių kiaurymės sukuria tilto lengvumo įspūdį (14, 15 pav.). Ypatingą tilto lengvumą papildomai pabrėžia ir antirefleksiniai stikliniai turėklai. Be to, lazeriu išpjaustytų apie 14 300 kiaurymių buvo užpildytos stiklu. Kai kurie ekspertai šį tiltą gretina su modernia skulptūra.
Tekstą parengė:
Prof. dr. Algirdas Juozapaitis, Vilnius Tech Statybos fakulteto dekanas
