Predstavljamo vam poduhvat koji je u srcu novog infrastrukturnog projekta u San Francisku, SAD, most Oukland Bej (Oakland Bay Bridge), za koga se odmah vidi da su ga inženjeri projektovali da bude dugovečan.
U intervalima unutar povišenih kolovoznih greda – u kojima imate osećaj kao da ste u zatvorenoj podmornici napravljenoj od betona – nalaze se ankerisani blokovi, nazvani „deadman“, izliveni u strukturi. Oni su namenjeni da se koriste decenijama, možda čak i do sledećeg veka kada će zbog starosti betonski nosači početi da popuštaju. Provlačenjem kablova od bloka do bloka i njihovim zatezanjem radnici će moći da vrate grede u prvobitno poravnjanje.
Ankerisani blokovi, „deadman“, su jedan znak da novi istočni raspon mosta Bej, koji obuhvata povišenu kolovoznu konstrukciju i viseći most, ima za cilj da traje najmanje 150 godina nakon njegovog očekivanog otvaranja ove godine. Postojeći istočni most, koji je još uvek u upotrebi, će po otvaranju novog mosta biti srušen.
Ali, kako bi ga doveli do 22. veka, novi raspon će verovatno morati da preživi zemljotres u nekom trenutku, sličan onome koji je uništio San Francisko 1906. godine ili onome koji je delimično oštetio Oukland Bej most 1989. godine. Sa dve tektonske ploče u blizini koje su sposobne da proizvedu tako velike potrese, opstanak nije jednostavna stvar.
Možete reći šta god želite o projektu, i kako se gradnja odužila više od jedne decenije i troškovi porasli na preko šest milijardi dolara; dosta toga je rečeno, ali održavanje mosta netaknutim pri zemljotresu je oduvek bio glavni cilj inženjera. I kako bi ispunili taj cilj, oni idu sa tokom: Stvaranjem fleksibilne konstrukcije u kojoj bi svaka potencijalna šteta bila ograničena na određene elemente.
„Želeli smo da napravimo ovaj most fleksibilnim tako da kada se desi zemljotres, fleksibilnost sistema bude takva da on u osnovi jaše zemljotres“, rekao je glavni projektant Marvan Nader (Marwan Nader), potpredsednik u inženjerskom preduzeću T. Y. Lin International.
To je u suprotnosti sa drugim potencijalnim pristupom: pravljenje mostovskih konstrukcija dovoljno velikim i krutim da se odupru bilo kakvom kretanju. „Masivne i krute strukture bi izgledale apsolutno ružne i bile bi veoma, veoma skupe“, rekao je Frider Sibl (Frieder Seible), dekan Džejkobs inženjerskog fakulteta Univerziteta u Kaliforniji (Jacobs School of Engineering at the University of California, San Diego), koji je testirao mnoge elemente dizajna mosta.
Taj dizajn uključuje i pilon visećeg mosta visine od 160 metara koji se sastoji od četiri čelične osovine koji se ljuljaju u slučaju velikog zemljotresa i do pet metara na vrhu. Ali najveći teret sile bi se aposorbovao spojenim pločama između, nazvanim smičućim vezama (shear links).
Betonski stubovi mosta su projektovani da se takođe njišu, ograničavajući štetu na područjima sa dodatnim čeličnim ojačanjem. A na spojevima duž celog raspona postoje klizne čelične cevi od 18 metara, nazvane cevne grede (hingde pipe beams), sa „žrtvenim“ deonicama slabijeg čelika koji bi trebao da pomogne u poštedi ostatka konstrukcije kako se ona ljulja pri zemljotresu.
„Prema seizmičkim aktivnostima koje smo predvideli, biće štete“, rekao je gospodin Nader. „Ali ta šteta će biti popravljiva i most se može servisirati bez ikakvih problema.“
Vozila i osoblje hitnih službi bi, u najmanju ruku, trebalo da budu u mogućnosti da koriste most u roku od nekoliko sati od velikog zemljotresa, nakon što ekipe ispitaju konstrukciju i učine privremene popravke, kao što je postavljanje čeličnih ploča preko nekih spojeva. S obzirom da se očekuje da će dva velika aerodorma ovog regiona biti van funkcije nakon takve katastrofe, ovaj most i Benicia-Martinez most, drugi seizmički siguran raspon oko 30 kilometara na severoistoku, bi bili strukture od životnog značaja kojima bi se pomoć dovodila, rekao je Bert Nej (Bert Ney), portparol Ministarstva saobraćaja Kalifornije.
Upravo je zemljotres bio taj koji je učinio neophodnim izgradnju ovog raspona, koji se proteže 3,54 kilometara između Ouklanda i ostrva Jerba Buena u sredini zaliva San Franciska. Zemljotres iz 1989. godine, prvi koji se desio duž rascepa San Andreas od 1906. godine, izazvao je pad dela postojeće čelične drumske konstrukcije, pritom usmrtivši motociklistu. Most je bio zatvoren mesec dana. Taj zemljotres, sa magnitudom od 6,9 stepeni, izazvao je snažno podrhtavanje koje je trajalo oko 15 sekundi i kretanje mnogo veće nego što je stari most iz 1930-ih mogao da izdrži.
„Kada je most bio izložen potresima tog zemljotresa iz 1989. godine, on je bukvalno bio istegnut i, suštinski, jedan od delova raspona mosta je otpao“, rekao je gospodin Nader. Većina stručnjaka se slaže da bi jači zemljotres, najverovatnije duž tektonskog rascepa San Andreas ili Hejvard, mogao da izazove urušavanje celog starog mosta.
Postoji velika verovatnoća da će veliki zemljotres pogoditi ovaj region, oko 2/3 šanse za zemljotres jačine 6,7 ili više stepeni po Rihteru pre 2036. godine, navodi se u izveštajima Geološke službe SAD-a i drugih institucija. Ali gospodin Nader i njegove kolege nisu bili toliko zabrinuti sa izmerenim magnitudama u epicentru, kao što su bili sa kretanjem tla na mestu mosta. Oni su most planirali sa velikim kretanjima tla koje se očekuju da će se desiti u roku od 1.500 godina.
Nakon zemljotresa iz 1989. godine, inženjeri su utvrdili da bi zapadni raspon mosta – viseći most između San Franciska i ostrva Jerba Buena – mogao biti napravljen seizmički bezbednim sa nekim modifikacijama. Ali istočni rešetkasti most i nasip će morati biti srušeni. Čuveni most Golden Gejt nije oštećen u zemljotresu, ali je naknadno pripremljen i ojačan da izdrži veći zemljotres.
Jedan od problema u istočnom rasponu jeste da su temelji stubova bili postavljeni ne na steni, već u blatu koje se trese kao žele pri zemljotresu, povećavaju kretanje konstrukcije.
Planiranje za zamenu mosta je odloženo zbog prepirki oko puta kojim će novi most ići preko zaliva i „izgleda“ samog raspona, s obzirom da su stanovnici Istočnog zaliva posebno bili glasni u izražavanju svojih želja.
„Ljudi su govorili da se osećaju zapostavljeno jer glamurozni rasponi uglavnom imaju tendenciju da budu na strani zaliva ka San Francisku, a da Istočni zaliv dobija jednostavan i utilitarni tip mosta“, rekao je gospodin Nader, koji je doktorirao na Univerzitetu u Kaliforniji, Berkli, i iz prve ruke osetio zemljotres iz 1989. godine. „Tako da su oni želeli značajniji most.“
Dobili su ga. Za razliku od konvencijalnih visećih mostova, u kojima se paralelni kablovi prebacuju preko pilona i usidre na oba kraja u stene ili beton, viseći most dužine 624 metara ima samo jedan pilon i jedan kabl koji je usidren na samom putu, protežući se od istočnog ka zapadnom kraju i nazad. Sa konvencijalnim projektom bi bilo izuzetno teško stvoriti uporište na istočnom kraju u sredini zaliva.
Novi most je najduži samousidreni most na svetu, i on je asimetričan, sa jednom stranom raspona dužom nego drugom. Nadar kaže da on izgleda kao pola konvencijalnog visećeg mosta. Izbor takvog dizajna je znatno podigao troškove projekta. Kod konvencijalnih visećih mostova, putna platforma se dodaje poslednja, i ona se kači na viseće kablove koji su zakačeni na glavne kablove. Kod samoankerisanog dizajna mosta, putna platforma je morala biti prva izgrađena.
„Imate neku vrstu situaciju kokoške i jajeta“, objašnjava gospodin Nader. „Potrebno vam je da putna platforma nosi kompresiju tako da se kablovi ankerišu u nju, ali platforma ne može da nosi sebe sve dok kabl nije tu da je nosi. Dakle, morate izgraditi privremeni sistem.“ Nešto nalik sistemu gradnje koji je primenjen na izgradnji novog Mosta na Adi u Beogradu.
Taj sistem, koji se zove potpora, je u principu most koji drži putnu platformu sve dok se ne postave kablovi; taj proces gradnje je započet decembra 2011. godine i završen je juna 2012. godine. Potpora mora biti seizmički sigurna takođe, što sve dodaje na troškovima.
U svim diskusijama koje su vođene oko jedinstvenog izgleda mosta, postojalo je duboko interesovanje za izgradnju samo jednog pilona. „Sa jednim pilonom, postoji nedostatak viška“, rekao je gospodin Nader. „Kao i kod motke. Ako imate motku i ona počne da se trese, svo oštećenje će se desiti na dnu.“
Rešenje, razrađeno u razgovorima sa arhitektama mosta, je bilo da se pilon podeli na četiri dela i da se oni povežu sa smičućim vezama, sa kojim se Nadar upoznao tokom svojih godina studiranja na Berkliju preko profesora koji ih je testirao na određenim vrstama građevinskih ramova.
Veze su izrađene od posebnog razreda čelika koji se deformiše lakše od drugih čelika, i one su postavljene na specifičnim tačkama duž pilona, što utiče na to kako će se veze ponašati i kretati pri zemljotresu. „U zavisnosti gde stavite smičuće veze, možete da podesite dinamički odgovor vašeg pilona“, rekao je dr Sibl sa Univerziteta u Kaliforniji iz San Dijega.
Pod normalnim uslovima, smičuće veze pomažu u ukrućivanju četiri osovine, stabilišući pilon pri naletima vetra ili drugih opterećenja. „Ali kada dođe do većih seizmičkih opterećenja, ove veze počinju da popuštaju“, kaže gospodin Nader. „One preuzimaju energiju koja se upumpava u pilon.“
Glavni projektant Marvan Nader je rekao da već sada zna koje bi smičuće veze bile najviše oštećene u slučaju velikog zemljotresa - one koje su postavljene na dve trećine visine pilona. Ali, pilon bi i dalje bio strukturalno zdrav, rekao je on, i veze ne bi morale odmah da se zamene.
To je slično situaciji posle omanjeg sudara sa kolima, kaže on. „Vaš automobil je u odličnom voznom stanju, i on je projektovan na taj način, sa branikom koji preuzima šok udarca. Dakle, vi zaustavite automobil kako biste se uverili da je sve u redu“, nastavlja on. „Kada vidite da je sve u redu, vi nastavljate vašu vožnju i odlazite kod majstora u koje god vreme želite kako biste popravili vaš branik“.
