CC BY
26
Please cite as: BiTP Vol. 43 Issue 3, 2016, pp. 73-80 DOI: 10.12845/bitp.43.3.2016.7
mgr inz. Tomasz Gruszecki1 ml. bryg. mgr inz. Artur Litwin2
Przyjçty/Accepted/Принята: 18.05.2016; Zrecenzowany/Reviewed/Рецензирована: 16.08.2016; Opublikowany/Published/Опубликована: 30.09.2016;
Zagrozenie pozarowe konstrukcji obiektow mostowych w swietle
obowi^zuj^cych przepisow3
Fire Hazard of Bridge Structures in Light of Current Regulations
Пожарная опасность мостовых объектов согласно действующему
законодательству
ABSTRAKT
Cel: Celem artykulu jest omowienie aktualnie obowiqzuj^cych przepisow przeciwpozarowych dotycz^cych obiektow mostowych w Polsce. Informacje zawarte w pracy kierowane s^ do szerokiego grona odbiorcow zwi^zanych z zagadnieniami ochrony przeciwpozarowej. Wprowadzenie: Mosty od tysi^cleci stanowi^ bardzo wazne ogniwo w lancuchu komunikacyjnym ludnosci. Mosty, zarowno te bfd^ce prymitywnymi i prowizorycznymi przeprawami, jak i skomplikowanymi przykladami zastosowania mechaniki budowli od zawsze symbolizowaly jednoczenie i rozwoj. W sieci drog publicznych w Polsce znajduje sif aktualnie ponad 35 tysifcy obiektow mostowych i tuneli o l^cznej dlugosci ponad 1050 kilometrow. Uszkodzenia, czasowe wyl^czenia czy calkowite zniszczenie obiektu mostowego odbija sif mocno na regionie i trasie komunikacyjnej, na ktorej sif on znajduje. W artykule omowiono aktualnie obowiqzuj^ce przepisy dotycz^ce bezpieczenstwa pozarowego obiektow mostowych (drogowych i kolejowych). W drugiej czçsci zawarto krotkie podsumowanie rozwoju tych przepisow na przestrzeni ostatniego stulecia. Opisano podstawy, na jakich oparto dzisiejsze przepisy bezpieczenstwa pozarowego obiektow mostowych. Ostatnia czçsc artykulu zawiera zwarty opis wplywu pozaru na konstrukcjf ustroju nosnego obiektu mostowego, ktory moze byc rozny w zaleznosci od materialu, z jakiego wykonano dany obiekt. W wyniku pozaru pogorszeniu moze ulec trwalosc materialu i jego zdolnosc do przenoszenia obci^zen.
Metodologia: W artykule autorzy dokonali przegl^du obowiqzuj^cych w Polsce przepisow przeciwpozarowych. Obecny stan prawny w tej dziedzinie obejmuje kilkanascie rozporz^dzen odpowiednich ministrow oraz kilka instrukcji publikowanych przez spolki panstwowe zajmuj^ce sif branz^ mostow^, ratyfikowane oficjalnie przez ministerstwo. Przytoczono fragmenty przepisow, ktore zdaniem autorow nalezaloby doprecyzowac lub zaktualizowac. Przedstawiono mozliwy wplyw intensywnego pozaru na konstrukcjf mostow^ w zaleznosci od tego, jaki jest jej glowny material konstrukcyjny.
Wnioski: Stan przepisow dotycz^cych bezpieczenstwa pozarowego obiektow mostowych w Polsce autorzy uznaj^ za zadowalaj^cy. Istnieje jednak szereg potencjalnych usprawnien istniej^cych zapisow prawnych, ktore moglyby pozytywnie wplyn^c na bezpieczenstwo pozarowe mostow w Polsce.
Slowa kluczowe: mosty, bezpieczenstwo pozarowe, zagrozenia pozarowe, beton, stal, pozar Typ artykulu: artykul przegl^dowy
ABSTRACT
Aim: The main purpose of this article is to provide a discourse about current regulations dealing with fire safety of bridges in Poland and share the outcome with a wider group of specialists, who are involved with fire safety issues.
Introduction: For thousands of years bridges have played a particularly important part in people's communications network. From primitive and makeshift crossings to complicated applications of structural mechanics, bridges have always been a symbol of unity and development. The Polish public road network currently contains over thirty five thousand bridge structures and tunnels with a cumulative distance of over one thousand and fifty kilometres. Damage, temporary closure or total destruction of a bridge can have a significantly negative impact on the region and part of the affected communications network. The article examines current regulations dealing with the fire safety of bridges, for road and rail networks . The second part of the paper contains a brief summary of regulatory developments in the last hundred years and provides an insight for the basis of present day regulations. The last part of the article contains a concise description of the impact that a fire can have on the superstructure of a bridge. Depending on materials used in the construction, a fire can impact on the bridge or its components, in different ways, and result in a severe reduction of its lifespan and designed load bearing ability.
1 Politechnika Poznanska / Poznan University of Technology; tegruszecki@gmail.com;
2 Komenda Miejska PSP Koszalin / District Headquarters of the State Fire Service in Koszalin, Poland;
3 Procentowy wklad merytoryczny w powstanie artykulu / Percentage contribuiton: T. Gruszecki - 80%; A. Litwin - 20%;
D01:10.12845/bitp.43.3.2016.7
Methodology: The authors performed a review of current Polish regulations and publications dealing with fire safety. The current legal position is summarized by a range of ministerial directives and several instructions, ratified by ministers and published by state companies involved with the bridge industry. The authors identified a number of issues contained in regulations, which in their view should be clarified or updated. Additionally, the second part of the article provides a description of consequences impacting on the bridge superstructure, which, depending on the material used in construction, can result from an intensive fire.
Conclusion: Generally, the authors consider current regulations concerning bridge fire safety as appropriate. However, a number of proposed improvements would positively enhance the fire safety of bridges in Poland.
Keywords: bridges, fire safety, fire hazards, concrete, steel, fire Type of article: review article
АННОТАЦИЯ
Цель: Цель данной статьи - обсудить действующие в Польше правила пожарной безопасности мостов. Информация, содержащаяся в работе, предназначена для широкого круга читателей, связанных с проблемами пожарной охраны.
Введение: На протяжении тысячелетий мосты являлись очень важным звеном в транспортной цепочке населения. Все мосты, как те представляющие собой примитивные и кустарные переправы, так и сложные решения строительной механики, всегда символизировали объединение и развитие. Среди дорог общего пользования в Польше в настоящее время находится более 35000 мостов и тоннелей общей протяженностью более 1050 км. Повреждения, временный перерыв в эксплуатации или полное разрушение конструкции моста сильно отражается на регионе и на маршруте, на котором такой мост расположен. В статье рассматриваются действующие правила пожарной безопасности мостов (автомобильных и железнодорожных). Во втором разделе приводится краткое описание развития этих положений на протяжении последнего столетия. В нем описаны основы действующих правил пожарной безопасности мостов. Последняя часть статьи содержит краткое описание воздействия пожара на несущую конструкцию моста. Огонь может иметь совершенно различное влияние на дальнейшее функционирование структуры моста в зависимости от материала, из которого он был построен. Пожар может снизить его прочность и способность выдерживать нагрузки.
Методология: Авторы сделали обзор действующих в Польше правил пожарной безопасности. В настоящее время правовая ситуация в этой области включает в себя несколько распоряжений соответствующих министров и несколько руководств, изданных государственными компаниями, участвующими в мостовой промышленности, официально ратифицированных Министерством. Были указаны некоторые правила, которые по мнению авторов, следует уточнить или обновить. Вторая часть исследования представляет описание результатов интенсивного пожара конструкции моста в зависимости от того, что является его основным строительным материалом.
Выводы: Авторы считают, что настоящее законодательство относительно пожарной безопасности мостовых конструкций в Польше находится на удовлетворительном уровне. Тем не менее, существует целый ряд потенциальных усовершенствований существующих правовых положений, которые положительно повлияли бы на пожарную безопасность мостов в Польше.
Ключевые слова: мосты, пожарная безопасность, пожарные угрозы, бетон, сталь, пожар Вид статьи: обзорная статья
1. Wprowadzenie
Zgodnie z rozporz^dzeniem w sprawie warunków technicz-nych, jakim powinny odpowiadac drogowe obiekty mostowe [1], przez obiekt mostowy rozumie si§ budowl^ przeznaczon^ do przeprowadzenia drogi, samodzielnego ci^gu pieszego lub pieszo-rowerowego, szlaku w^drówek zwierz^t dziko zyj^cych lub innego rodzaju komunikacji gospodarczej nad przeszkod^ terenow^, a w szczególnosci: most, wiadukt, estakad^, kladk^.
Mosty od tysi^cleci stanowi^ bardzo wazne ogniwo w lañ-cuchu komunikacyjnym ludnosci. Od prymitywnych i pro-wizorycznych przepraw po skomplikowane zastosowania me-chaniki budowli zawsze symbolizowaly pokonywanie prze-szkód i rozwój. W sieci dróg publicznych w Polsce znajduje si§ aktualnie ponad 35 tysi^cy obiektów mostowych i tuneli o i^cznej dlugosci ponad 1050 kilometrów [2]. Uszkodzenia, czasowe wyi^czenia czy calkowite zniszczenie obiektu mosto-wego odbija si§ mocno na regionie i trasie komunikacyjnej, w ci^gu której si§ on znajduje. Poza naturalnym starzeniem si§ konstrukcji obiektom mostowym zagraza tez szereg czyn-ników zewn^trznych, takich jak uderzenia pojazdów, prze-kroczenia dopuszczalnych obci^zeñ czy pozary.
W ostatnim czasie temat bezpieczeñstwa pozarowego mostów nieco odzyl. Glównie ze wzgl^du na niedawny pozar mostu tazienkowskiego w Warszawie. Jest to drugi pozar, po pozarze budki sluz^cej jako sklad, w latach siedemdziesi^tych, tego samego obiektu z podobnych powodów.
Zagrozenie ogniowe w przypadku mostów jest o tyle istotne, ze nie stosuje si§ w nich warstw izoluj^cych dzialanie temperatury pozarowej na konstrukcji Zgodnie z przepisami wymagane jest stosowanie materialów niepalnych (poza kil-
koma wyj^tkami).Wplyw odpowiednio wysokiej temperatury na beton zbrojony czy stal konstrukcyjn^ moze byc bardzo negatywny. Po pozarze obiekty o konstrukcji betonowej i sta-lowej wymagaj^ wymiany calych prz^sel lub ich fragmentów, a obiekty drewniane najcz^sciej ulegaj^ calkowitemu lub wi^kszosciowemu zniszczeniu.
W dalszej cz^sci artykulu autorzy przeprowadzili prze-gl^d aktualnie obowi^zuj^cych przepisów dotycz^cych bezpieczeñstwa pozarowego obiektów inzynierskich w ci^gu dróg publicznych i linii kolejowych. Omówiono takze w pod-stawowym uj^ciu wplyw pozaru na konstrukj
2. Wymagania przeciwpozarowe dla mostów w przeszlosci
Od koñca XIX wieku do lat trzydziestych XX wieku na terenie Polski obowi^zywaly przepisy pochodz^ce z pañstw zaborczych. Dopiero w latach trzydziestych powstaly pierw-sze przepisy dotycz^ce bezpieczeñstwa pozarowego obiektów mostowych stworzone przez PKP i zatwierdzone przez Mi-nisterstwo Komunikacji. Kolejne dekady wraz ze zmiana-mi w strukturze transportu publicznego przynosily zmiany w przepisach przeciwpozarowych dotycz^cych obiektów inzynierskich i ich otoczenia.
Wspomniane instrukcje wydane nakladem Polskich Ko-lei Pañstwowych zostaly ratyfikowane przez Ministerstwo Komunikacji w 1931 roku [3]. Wprowadzaly m.in. zakaz pa-lenia na drewnianych mostach, ustawianie przed obiektami znaków nakazuj^cych zredukowanie iskrzenia w parowozie czy koniecznosc sprawdzania obecnosci iskier i plomieni na pomoscie po przejezdzie poci^gu.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
Rozporz^dzenia z roku 1934 [4-5] zdefiniowaly, jakie konstrukcje wolno bylo wznosic w s^siedztwie linii kolejowej oraz narzucily obowi^zek tworzenia pasów przeciwpozaro-wych. Te wydzielone wzdluz trasy sciezki (drózki) pelnily funkj bufora pomi^dzy roslinnosci^ lub budynkami a lini^ kolejow^. Idea pasów przeciwpozarowych wynika z niebez-pieczenstwa, jakie niosly za sob^ ulatuj^ce z przejezdzaj^cych parowozów iskry. Zjawisko iskrzenia moze towarzyszyc takze gwaltownemu hamowaniu.
W 1961 roku wprowadzono przepisy o utrzymaniu mostów, wiaduktów i tuneli drogowych, które podtrzymywaly zakaz uzywania otwartego ognia oraz wprowadzaly koniecz-nosc wyposazenia obiektu mostowego w osprz^t ulatwiaj^cy dorazn^ walk^ z ewentualnym pozarem. Dopiero w latach siedemdziesi^tych pojawila si§ instrukcja b^d^ca zal^czni-kiem do rozporz^dzenia [6], która po raz pierwszy narzucila wymogi m.in. co do niepalnosci materialów konstrukcyjnych zarówno samego obiektu, jak i prowadzonych na nim ruroci^-gów czy kabli. Wprowadzila tez wiele do dzis obowi^zuj ^cych wymogów, co czyni j^ bardzo waznym krokiem w rozwoju przepisów bezpieczenstwa pozarowego mostów w Polsce.
XX wiek przyniósl duze post^py w dziedzinie bezpieczenstwa pozarowego. Poprzez zastosowanie pasów przeciwpozarowych wprowadzono filozofi^ ochrony terenu i budyn-ków przylegaj^cych do linii kolejowych i dróg publicznych. Nawet po zaniechaniu korzystania z parowozów i w dobie poci^gów spalinowych i elektrycznych pasy przeciwpozaro-we okazuj^ si§ byc potrzebnym elementem infrastruktury. Wprowadzono takze wymagania dotycz^ce materialów i pa-rametrów konstrukcji, które obowi^zuj^ równiez w dzisiej-szych przepisach.
3. Wymagania przeciwpozarowe w swietle aktualnych przepisów
Aktualnie obowi^zuje szereg przepisów wlasciwych dla konstrukcji mostowych poruszaj^cych kwesti^ bezpieczenstwa pozarowego. Regulacje te mozna podzielic na te opisu-j^ce wymagania wobec mostów kolejowych, mostów drogowych oraz budowli w uj^ciu ogólnym.
Wspólnym mianownikiem w tym zakresie s^ wymogi dotycz^ce pasów przeciwpozarowych wzdluz tras kolejowych i dróg publicznych, w tym wzdluz obiektów mostowych.
D01:10.12845/bitp.43.3.2016.7
3.1. Mosty drogowe i kladki dla pieszych
Najwazniejszym dokumentem wprost odnosz^cym si§ do drogowych obiektow inzynierskich jest rozporz^dzenie w sprawie warunkow, jakim powinny odpowiadac drogowe obiekty inzynierskie i ich usytuowanie [1].
Podstawowym wymogiem stawianym drogowym kon-strukcjom mostowym jest ich wykonanie z calkowicie nie-palnych materialow. Dotyczy to zarowno samej konstrukcji, jak i urz^dzen umozliwiaj^cych dost^p do elementow mostu i urz^dzen przeprowadzanych przez obiekt. Z wymogu calko-witej niepalnosci materialow wyl^czone s^ kladki, ktore mozna projektowac z uzyciem materialow trudno zapalnych.
Pod obiektami inzynierskimi oraz w ich konstrukcji za-brania si§ umieszczania rozdzielni, stacji energetycznych, transformatorow oraz pompowni cieczy i gazow palnych. Ponadto zabrania si§ sytuowania obiektow zagrozonych wybuchem i obiektow, w ktorych znajduj^ si§ materialy palne o obci^zeniu ogniowym przewyzszaj^cym 500 MJ/m2 bezpo-srednio pod konstrukcji mostu. Wymienione obiekty powinny byc wykonane z materialow niepalnych i znajdowac si§ w odleglosci minimum 6 metrow od rzutu poziomego obiektu.
W kwestii zagospodarowania przestrzeni pod obiektami drogowymi, rozporz^dzenie [1] zezwala na garazowanie w tym miejscu samochodow osobowych. Warunkiem ko-niecznym jest jednak spelnienie wymogow co do odleglosci spodu konstrukcji od terenu, na ktorym ma byc prowadzone garazowanie. Wymagana minimalna odleglosc pomi^dzy te-renem a spodem ustroju zalezy od materialu, z ktorego wyko-nany jest obiekt:
• dla obiektow stalowych - nie mniej niz 4,5 m,
• dla obiektow betonowych - nie mniej niz 3 m.
Powyzsze przypadki zostaly zobrazowane odpowied-
nio na rycinach 1 i 2. Zgodnie z rozporz^dzeniem w sprawie warunkow technicznych, jakim powinny odpowiadac budynki i ich usytuowanie [7], wysokosc garazu w swietle konstrukcji powinna wynosic co najmniej 2,2 m. Pozostawia to w skrajnym przypadku tylko 0,8 i 2,3 m odpowiednio od spodu obiektu betonowego i stalowego wl^cznie z wysoko-sci^ elementow konstrukcyjnych garazu. Do wymagan dla garazy zawartych w rozporz^dzeniu [7] zaliczaj^ si§ m.in. obowi^zek wykonania garazu z elementow nierozprzestrze-niaj^cych ognia, niekapi^cych i nieodpadaj^cych pod wply-wem ognia.
STALOWY USTRÓJ INÍOSNY
■
1 - oJ ГО 4 >450 1
GAftAZE W ZABUCO WIE SZEREGOWEJ oJ ÍN 4
ODLEGtOSC OD LICA PODPORY -
BRAK PRZEPISÓW
Ryc. 1. Minimalne odleglosci od konstrukcji w przypadku ustroju stalowego Zródlo: Opracowanie wlasne.
D01:10.12845/bitp.43.3.2016.7
STEEL SUPERSTRUCTURE
DISTANCE FROM THE FACE OF THE SUPPORT - NO REGULATIONS
Fig. 1. Minimal distances from the construction for a steel superstructure Source: Own elaboration.
BETONOWY USTRÓJ NOSNY
ODLEGtOSC OD LICA PODPORY BRAK PRZEPISÓW
Ryc. 2. Minimalne odleglosci od konstrukcji w przypadku ustroju betonowego Zródlo: Opracowanie wlasne.
CONCRETE SUPERSTRUCTURE
H
: : o m
- TERRACED GARAGES a's «i
............
DISTANCE FROM THE FACE OF
THE SUPPORT - NO REGULATIONS
Fig. 2. Minimal distances from the construction for a concrete superstructure Source: Own elaboration.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
Nietrudno jednak wyobrazic sobie sytuaj zagrozenia trwalosci i nosnosci obiektu mostowego w wyniku pozaru garazu znajduj^cego si§ w tak niewielkiej odleglosci jego ustroju nosnego.
Warto takze zauwazyc, ze przepisy nie reguluj^ minimal-nej odleglosci garazu od podpory obiektu. Ze wzgl^du na charakter rozprzestrzeniania si§ ognia bliskosc garazu nie przektada si§ bezposrednio na zagrozenie podpór masyw-nych - betonowych lub kamiennych. W przypadku podpór stalowych istnieje ryzyko odksztalcenia i uszkodzenia podpory, zwlaszcza w bliskim s^siedztwie ognia i przy sprzyjaj^cym wietrze. Otwarty ogien w poblizu lozysk i innych elementów wyposazenia obiektu w okolicy podpory moze skutkowac po-waznymi konsekwencjami.
Brakuje takze regulacji w sprawie skladowisk pod istnie-j^cymi obiektami. W niedawnym pozarze mostu tazienkow-skiego w Warszawie doszlo do uszkodzenia cz^sci ustroju no-snego w okolicach podpory posredniej w wyniku zapalenia si§ pod nim skladowiska desek. Rozporz^dzenie [1] podaje takie regulacje wprost jedynie dla obiektów tymczasowych.
Rozporz^dzenie dopuszcza, poza garazowaniem, inne wykorzystanie przestrzeni pod obiektem jedynie za zgod^ Panstwowej Strazy Pozarnej i przy zapewnieniu dróg ewaku-acji i dojazdu.
Dodatkowo w odleglosci mniejszej niz 30 m od skra-ju toru kolejowego lub drogi publicznej, z wjtkiem drogi
0 nawierzchni nieutwardzonej, pozostawianie w szczególno-sci gal^zi, chrustu, nieokrzesanych sci^tych drzew i odpadów poeksploatacyjnych jest zabronione [8].
Potrzebne s^ dodatkowe regulacje w sprawie roslinnosci znajduj^cej si§ pod mostami drogowymi i kladkami i w ich najblizszym s^siedztwie. W przypadku duzego zagrozenia pozarowego na terenie lesnym (np. suszy) roslinnosc w najblizszym otoczeniu mostu w przypadku pozaru spowoduje szybkie rozprzestrzenianie si§ ognia wokól obiektu.
Do innych wymagan stawianych obiektom drogowym na-lezy nieumieszczanie przewodów elektrycznych i gazowych we wspólnych kanalach przy przeprowadzaniu przez most, sytuowanie zaworów odcinaj^cych niebezpieczne substancje minimum 25 metrów poza obiektem, zapewnienie swobod-nego dost^pu do kanalów i wlazów inspekcyjnych na moscie
1 w jego obr^bie. Ponadto przewody i kable umieszczane na moscie powinny spelniac warunek nierozprzestrzeniania ognia.
Odr^bnym wymaganiom powinny odpowiadac obiekty tymczasowe, stosowane na przyklad w przypadku przebu-dowy czy remontu istniej^cego mostu. Zgodnie z rozporz^-dzeniem obiekty tymczasowe przewidziane na okres dluzszy niz 3 lata powinny byc wykonane z materialów co najmniej trudno zapalnych. Obiekty tymczasowe przewidziane na okres mniejszy niz 3 lata i wykonane w calosci lub cz^scio-wo z materialów palnych (np. drewniane) powinny byc wy-posazone w skrzynie z suchym piaskiem oraz odpowiednie beczki z wod^, w zaleznosci od calkowitej dlugosci obiektu. Pod obiektami tymczasowymi zabrania si§ takze sytuowania zabudowan i skladowisk.
W ostatnim czasie powstala propozycja nowelizacji usta-wy [1], która zamiast okreslenia „materialy niepalne" wpro-wadza zgodne z aktualnymi normami klasy reakcji na ogien i odpornosci ogniowej - co najmniej klas^ reakcji na ogien A2, d0.
3.2. Mosty kolejowe
Rozporz^dzenie w sprawie warunków technicznych, ja-kim powinny odpowiadac kolejowe obiekty inzynierskie [9], nie odnosi si§ w zaden sposób do kwestii bezpieczenstwa po-zarowego tych budowli.
D01:10.12845/bitp.43.3.2016.7
Warunki techniczne dla kolejowych obiektow inzynie-ryjnych, a wi^c instrukcja Id-2 [10] uchwalona przez zarz^d PKP jest dodatkowym dokumentem, rozszerzaj^cym wyma-gania stawiane kolejowym obiektom inzynierskim. Ze wzgl^-du na zabezpieczenia pozarowe instrukcja ta wymaga przede wszystkim wykonania z materialow niepalnych wypelnien jezdni mi^dzy szynami tocznymi lub odbojnicowymi, urz^-dzen obcych, pomostow sluz^cych do wykonywania robot utrzymaniowych oraz konstrukcji sluz^cych do przeprowa-dzania urz^dzen obcych. Podobnie jak w przypadku mostow drogowych, zabrania si§ instalowania pod prz^slami rozdziel-ni i stacji energetycznych, transformatorow oraz pompowni cieczy i gazow. Ponadto stawiane s^ im wymagania dotycz^ce dost^pnosci, rozmieszczenia i oznakowania wlazow do kana-low instalacyjnych.
Przed stalymi obiektami inzynieryjnymi o dlugosci wi^k-szej od 10 m z torem na mostownicach oraz przed wszystki-mi obiektami tymczasowymi w odleglosci 200 m musz^ byc ustawiane wskazniki W12 informuj^ce o koniecznosci zakro-pienia i zamkni^cia popielnika przed wjazdem na most.
Poza wspomnianymi zakazami umieszczania m.in. trans-formatorow, instrukcja nie odnosi si§ do zagospodarowania terenu pod obiektami w podobny sposob, jak rozporz^dzenie dotycz^ce mostow drogowych.
W przypadku mostow i wiaduktow kolejowych dodatkowym aspektem bezpieczenstwa pozarowego s^ pasy prze-ciwpozarowe sytuowane wzdluz linii torow kolejowych na terenach zalesionych, umiejscawiane zgodnie z rozporz^-dzeniem [11] dotycz^cym m.in. odleglosci i warunkow sytuowania drzew i krzewow oraz pasow przeciwpozarowych w s^siedztwie linii kolejowej. Przy linii, na ktorej prowadzony jest ruch kolejowy, pasy przeciwpozarowe powinny byc urz^-dzane i utrzymywane jako jedna rownolegla do linii kolejowej bruzda o szerokosci co najmniej 4 m, usytuowana w odleglosci od 2 m do 5 m od dolnej kraw^dzi nasypu lub gornej kraw^dzi przekopu linii kolejowej. Bruzda ta powinna byc oczyszczona z wszelkiej roslinnosci do warstwy mineralnej, a na gruntach torfiastych - posypana warstwy piasku o gru-bosci od 0,01 m do 0,02 m. Bruzd^ moze stanowic inna po-wierzchnia pozbawiona materialow palnych.
Ponadto podobnie jak dla obiektow drogowych, zasto-sowanie ma zasada oczyszczenia s^siedztwa linii kolejowej w odleglosci 30 m z gal^zi, chrustu, nieokrzesanych sci^tych drzew i odpadow poeksploatacyjnych.
4. Wplyw pozaru na obiekt mostowy
Oddzialywanie termiczne jest bardzo niebezpieczne dla wszystkich rodzajow konstrukcji. W przypadku mostow naj-cz^sciej spotykanymi materialami uzywanymi do wykonania ustroju nosnego jest stal (konstrukcyjna lub zbrojeniowa) oraz beton, w roznych konfiguracjach.
Obiekty mostowe s^ zagrozone pozarami w stopniu znacz-nie mniejszym niz budynki, obiekty uzytecznosci publicznej czy budynki hal produkcyjnych. Uszkodzenie, zmniejszenie trwalosci czy ograniczenie zdolnosci przenoszenia obci^zen obiektu inzynierskiego w ci^gu ruchliwej drogi krajowej czy magistrali kolejowej niesie za sob^ ogromne konsekwencje finansowe, spoleczne, a nawet gospodarcze w zakresie regio-nalnym. Ze wzgl^du na ich znaczenie strategiczne, mostom nalezy stawiac szczegolnie wysokie wymogi w kwestii bezpie-czenstwa pozarowego.
Oczywiscie pozar w obr^bie mostu czy wiaduktu moze miec zupelnie rozne konsekwencje w zaleznosci od miejsca jego wyst^pienia, zakresu i czasu trwania. Najniebezpiecz-niejsze dla mostow s^ pozary pojawiaj^ce si§ pod ustrojem nosnym i w jego wn^trzu, ktore bezposrednio mog^ przelo-zyc si§ na jego nosnosc. W wyniku konwekcji i radiacji cieplo
przekazywane jest do glownych elementow nosnych, co przy wysokich zakresach temperatur ma ogromny wplyw na dal-sz^ pracç calego ukladu i trwalosc konstrukcji.
Duzym zagrozeniem s^ czynniki zewnçtrzne - wypadki komunikacyjne z rozleglymi pozarami, kanaly i kable znajdu-j^ce siç w obrçbie obiektu, s^siedztwo budynkow z materia-low latwopalnych, skladow i parkingow, zgromadzone w po-blizu mostu smieci oraz roslinnosc porastaj^ca przestrzen pod mostem. Bardzo czçsto czynniki generuj^ce zagrozenie pozarowe znajduj^ siç w otoczeniu obiektu wbrew obowi^-zuj^cym przepisom. Czçsciowo wynika to oczywiscie z wci^z aktualizowanych regulacji, czçsciowo z zaniedban i lekcewa-zenia. Do pozarow najczçsciej dochodzi na mostach tymcza-sowych (ze wzglçdu na stosowane elementy drewniane), pod-czas budowy nowych obiektow oraz przebudowy, rozbiorki lub remontu istniej^cych (latwopalne elementy wyposazenia budowy, skladowiska materialow w poblizu konstrukcji, spa-wanie, ciçcie elementow).
O odpornosci ogniowej obiektu mostowego decyduje przede wszystkim material konstrukcyjny, a takze w pewnym stopniu nawierzchnia i wyposazenie.
Autorzy artykulu opisali wlasciwosci stali i betonu jako najbardziej rozpowszechnionych obecnie materialow konstrukcyjnych w budownictwie mostowym. Tematyka zagro-zen pozarowych i wplywu temperatury na konstrukcjç jest bardzo szeroka i nie sposob podsumowac jej jednym artyku-lem. Warto jednak pamiçtac o obiektach w calosci lub czç-sciowo drewnianych, dla ktorych pozar oznacza najczçsciej calkowite zniszczenie.
Wlasciwosci materialow stosowanych na konstrukcje s^ zawarte w przepisach Eurokodow 1993-1-2 (dla stali) [13], 1992-1-2 (dla betonu i zelbetu) [15], 1994-1-2 (dla zespolo-nych stalowo-betonowych) [16]. Podano w nich rowniez za-sady analizy konstrukcji w warunkach pozaru.
Obiekty o ustroju nosnym stalowym
Wlasciwosci stali wçglowych, wykorzystywanych naj-czçsciej jako konstrukcyjne, ulegaj^ obnizeniu w temperaturach powyzej 400°C [13]. Do tej wartosci efektywna grani-ca plastycznosci materialu nie ulega zmianie, o ponad 50% zmniejsza siç jednak wartosc granicy proporcjonalnosci, wyznaczaj^cej zakres sprçzystej pracy materialu. Dodatko-wo w temperaturze 400°C modul sprçzystosci stali spada o okolo 30%. Oznacza to, ze juz w takiej temperaturze sposob pracy konstrukcji moze zmienic siç diametralnie, zwlaszcza w obiektach o duzych i dynamicznych obci^zeniach, jakimi s^ mosty. Przy takim i dalszym wzroscie temperatury zmianie ulec moze mechanizm zniszczenia konstrukcji, np. w wyniku zwichrzenia belki (ogolna utrata statecznosci) lub wybrzusze-nia srodnika (miejscowa utrata statecznosci), zanim dojdzie do powstania przegubu plastycznego [12].
Jak juz wspomniano, mozliwe efekty duzego przyrostu temperatury ustroju nosnego to m.in. niebezpieczne od-ksztalcenia i nadmierne ugiçcia, lokalne deformacje przekro-jow i globalne odksztalcenia elementow nosnych, degradacja materialu i trwaly spadek wlasnosci mechanicznych. Aktual-nym przykladem tej klasy uszkodzen moze byc pozar mostu tazienkowskiego w Warszawie, podczas ktorego po zaprosze-niu ognia w skladowanych przy podporze deskach, doszlo do uszkodzenia pomostu stalowego i w konsekwencji wi^zalo siç z koniecznosci^ jego czçsciowej wymiany.
Obiekty o ustroju nosnym betonowym
Decyduj^c^ rolç w analizie termicznej elementow zelbe-towych pelni^ wlasciwosci betonu [14]. Przewodnosc cieplna betonu moze byc przyjmowana zgodnie z normami europej-skimi [15] jako zalezna od temperatury elementu. Z zalezno-
BiTP Vol. 43 Issue 3, 2016, pp. 73-80 DOI:10.12845/bitp.43.3.2016.7
sci podanej w normie wynika, ze im wyzsza jest temperatura elementu betonowego, tym trudniej przyjmuje on cieplo. Wplyw na nagrzewanie betonu ma ilosc zawartej w nim wody, jednak parametr ten ma znaczenie tylko do okolo 200°C. Do tej wartosci wiçksza ilosc wody w betonie oznacza wiçksze jego cieplo wlasciwe, a wiçc trudniejsze przyjmowanie ciepla. Wlasciwosci stali w analizie termicznej maj^ znaczenie dru-gorzçdne, a nawet pomijalne. Jej wlasciwosci mechaniczne s^ jednak kluczowe w procesie analizy nosnosci przekroju i ele-mentów. Jako bezpieczn^ górn^ granicç pracy stali zbrojenio-wej przyjmuje siç okolo 500°C, przy której to temperaturze odnotowuje siç okolo 20-procentowy spadek wytrzymalosci charakterystycznej na rozci^ganie. W Eurokodzie [15] i [16] podano zalecane grubosci otuliny zbrojenia w zaleznosci od wymaganej odpornosci ogniowej oraz szereg innych zalecen w tym zakresie.
Podstawowym zagrozeniem konstrukcji zelbetowych jest wiçc spadek zdolnosci stali zbrojeniowej do przenoszenia ob-ci^zen. Dodatkowo mozliwe jest tzw. odpryskiwanie betonu oraz jego odpadanie. Pierwsze zjawisko jest efektem bardzo szybkiego nagrzewania w wyniku oddzialywania bardzo in-tensywnego pozaru. Woda uwiçziona w porach betonu pod wplywem temperatury zamienia siç w parç wodn^ i pod duzym cisnieniem próbuje znalezc ujscie z jego porowatej struk-tury. W rezultacie moze dojsc do rozsadzenia betonu i malych odprysków na jego powierzchni. Do zjawiska tego dochodzi jednak tylko w sytuacjach bardzo intensywnego nagrzewania, co w przypadku obiektów mostowych jest malo prawdo-podobne. Drugim zjawiskiem jest odpadanie betonu, które moze pojawiac siç w pózniejszej fazie oddzialywania pozaru. Dotyczy takich miejsc jak naroza slupów i belek oraz niewiel-kich, mocno nagrzanych fragmentów plaskich powierzchni betonowych. Polega ono na odpadaniu fragmentów betonu i odslanianiu pr^tów zbrojeniowych. Efekt spowodowany jest zróznicowan^ odksztalcalnosci^ termiczn^ kolejnych warstw betonu i powstaj^cymi tam silami tn^cymi [14].
З. Podsumowanie i wnioski
W artykule autorzy podjçli prebç przyblizenia czytelni-kom kwestii bezpieczenstwa pozarowego obiektów mostowych. Tematyka ta jest poruszana nieczçsto, jednak powraca za kazdym razem, kiedy zdarzy siç przypadek podobny do pozaru mostu tazienkowskiego w Warszawie.
Stan przepisów techniczno-budowlanych dotycz^cych mostów w polskim prawie w kontekscie bezpieczenstwa poza-rowego jest zdaniem autorów wystarczaj^cy. Wymaga jednak wprowadzenia istotnych zmian, które w oczywisty sposób po-moglyby ulepszyc zapisy w rozporz^dzeniach oraz czçsciowo je unowoczesnic. Kwestiç koniecznosci zmian i niedoskonalo-sci w aktualnych przepisach podnosz^ takze autorzy publikacji [17] i [18], którzy wyrazaji znacznie mniej optymistyczne po-dejscie do aktualnego stanu przepisów.
W pierwszej kolejnosci nalezy zwrócic uwagç na kwestiç za-gospodarowania terenu pod garazowanie samochodów osobo-wych pod obiektami drogowymi. Potrzeba w tym miejscu do-precyzowania lub wyl^czenia tej mozliwosci dla nowopowsta-j^cych mostów. Drug^ kwesti^, na szczçscie poruszon^ w pro-ponowanej nowelizacji rozporz^dzenia, jest kwestia materialów uzytych do budowy obiektów mostowych. Istnieje potrzeba wprowadzenia aktualnych okreslen i oznaczen obowi^zuj^cych w równoleglych normach. Konieczne jest takze przyjrzenie siç kwestii roslinnosci na terenach zalesionych i dzikich, która po-rasta polacie pod mostami i stwarza dla ich struktury zagrozenie w przypadku pozaru. Pokrewnym zjawiskiem s^ skladowiska w okolicach podpór i w bezposrednim s^siedztwie konstrukcji. Byc moze doprecyzowanie przepisów pozwoli unikn^c sytuacji zagrazaj^cych dalszemu uzytkowaniu kilku obiektów.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
DOI:1G.12845/bitp.43.3.2G16.7
Literatura
[1] Rozporz^dzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w sprawie warunków, jakim powinny odpowiadac drogowe obiekty inzynierskie i ich usytuowanie (Dz. U. 2000 Nr бЗ, poz. 735).
[2] Podstawowe dane statystyczne o mostach w Polsce, http://www. gddkia.gov.pl/pl/a/бб10/dane-statystyczne [dostçp: 25.04.2016].
[3] Rozporz^dzenie Ministra Komunikacji z 2S marca 1931 r. w sprawie przepisów o srodkach przeciwpozarowych na mostach nr D-7 (Dz. Urz. M.K. Nr 9, poz. SS).
[4] Ustawa z dnia 13 marca 1934 r. o oddaleniu budowli, skladów, zadrzewienia i robot ziemnych od linii kolejowych oraz o pasach ochronnych przeciwpozarowych i zaslonach snieznych. (Dz. U. 1934 Nr 28, poz. 220).
[5] Rozporz^dzenie Ministra Komunikacji z dnia 7 wrzesnia 1934 r. wydane w porozumieniu z Ministrami: Spraw Wewnçtrznych oraz Rolnictwa i Reform Rolnych o urz^dzaniu i utrzymywaniu pasów ochronnych przeciwpozarowych i zaslon odsnieznych. (Dz. U. 1934 Nr 84, poz. 759).
[6] Zarz^dzenie Ministra Komunikacji z 5 stycznia 197б r. w sprawie zabezpieczenia przeciwpozarowego obiektów mostowych (Dz. Urz. M. K. Nr 4 poz. 41).
[7] Rozporz^dzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadac budynki i ich usytuowanie. (Dz. U. 2002 Nr 75, poz. б90).
[S] Rozporz^dzenie Ministra Spraw Wewnçtrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpozarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów. (Dz.U. 2010 Nr 109, poz. 719).
[9] Rozporz^dzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 10 wrzesnia 199S r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadac budowle kolejowe i ich usytuowanie (Dz.U. 199S Nr 151, poz. 9S7).
[10] Warunki techniczne dla kolejowych obiektow inzynieryjnych Id-2 (D2), zal^cznik do zarz^dzenia nr 29/2005 Zarz^du PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. z dnia 05.10.2005 r.
[11] Rozporz^dzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 15 marca 2013 r. zmieniaj^ce rozporz^-dzenie w sprawie wymagan w zakresie odleglosci i warunkow dopuszczaj^cych usytuowanie drzew i krzewow, elementow ochrony akustycznej i wykonywania robot ziemnych w s^siedz-twie linii kolejowej, a takze sposobu urz^dzania i utrzymywa-nia zaslon odsnieznych oraz pasow przeciwpozarowych. (Dz. U. 2013, poz. 435).
[12] Turkowski P, Sulik P., Projektowanie konstrukcji stalowych z uwagi na warunki pozarowe wedlugEurokodu 3, ITB, Warsza-wa 2015.
[13] PN-EN 1993-1-2:2007 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych Czçsc 1-2: Reguly ogolne. Obliczanie konstrukcji z uwagi na warunki pozarowe.
[14] Wozniak G., Turkowski P., Projektowanie konstrukcji z betonu z uwagi na warunki pozarowe wedlug Eurokodu 2, ITB, Warsza-wa 2013.
[15] PN-EN 1992-1-2:2008/Ap1:2008, AC:2010 Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu. Czçsc 1-2: Reguly ogolne i reguly dla budynkow. Projektowanie z uwagi na warunki pozarowe.
[16] PN-EN 1993-1-2:2008. Eurokod 4: Projektowanie zespolonych konstrukcji stalowo-betonowych. Czçsc 1-2: Reguly ogolne -projektowanie z uwagi na warunki pozarowe.
[17] Krol P.A., Nowak A.S., O problemach oceny bezpieczenstwa pozarowego mostow stalowych na podstawie postanowien eu-ropejskich przepisow techniczno-budowlanych i norm projekto-wania, w: Mosty - Tradycja i Nowoczesnosc, A. Podhoreckie, A.S. Nowak, J. Sobczak-Pi^stki (red.), Wydawnictwa Uczelnia-ne Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgosz-czy, Bydgoszcz 2016.
[18] Krol P. A., Efektywnosc transportu i skutecznosc dzialan ratow-niczo-gasniczych w kontekscie bezpieczenstwa pozarowego linio-wych obiektow drogowych, „Logistyka" 2015, 4, 7747-7756.
mgr inz. Tomasz Gruszecki - studia magisterskie ukonczyl na macierzystej uczelni w 2014 roku i od tego czasu jest aktywny zawodowo w dziedzinie projektowania konstrukcji mostowych. Od roku doktorant na Politechnice Poznanskiej w Zakladzie Budowy Mostów. Glówne pola zainteresowan to konstrukcje zespolone, technologie sprçzania oraz modelowanie i analiza konstrukcji mostowych.
ml. bryg. mgr inz. Artur Litwin - pracownik sekcji ds. kontrolno-rozpoznawczych w Komendzie Miejskiej Panstwowej Strazy Pozarnej w Koszalinie.
