background image

181 

 

Andrzej RADZIECKI

1

  

Adam SILARSKI 

2

 

Jerzy WESELI

3

  

MONITORING AUTOSTRADOWYCH OBIEKTÓW MOSTOWYCH 

POŁOŻONYCH NA TERENACH PODLEGAJĄCYCH WPŁYWOM 

EKSPLOATACJI GÓRNICZEJ  

W referacie przedstawiono metodę oraz niektóre wyniki z obserwacji wpływów górniczych deformacji terenu 

na budowane obiekty mostowe śląskiego odcinka autostrady A-4 z Rudy Śląskiej do Katowic. Monitoring, który 
przede  wszystkim  był  prowadzony  dla  potrzeb  budowy,  pozwolił  na  bieżąco  oceniać  zmiany  w  położeniu 
powstających  konstrukcji  i  w  ślad  za  tym  wprowadzać  odpowiednie  korekty.  Ten  etap  prac  zakończył  się 
stworzeniem pełnej bazy punktów obserwacyjnych obiektów i rejestracją ich stanu wyjściowego w chwili oddania 
autostrady  do  eksploatacji.  Kontynuacja  rozpoczętego  monitoringu  jest  jednym  z  warunków  bezpiecznego 
użytkowania autostrady na tym terenie.  

1. 

Wstęp 

Mosty  autostradowe,  a  właściwie  „mosty  w  horyzoncie  autostrady”  (jak  to  nazwano  w  [3]) 

podlegają  wymogom  bądź  to  niespotykanym,  bądź  łagodniejszym  w  innych  obiektach  mostowych.  
W  szczególności,  jako  odrębna  klasa  tych  obiektów  według  [3]  jest  wyróżniona  przez  dwa  rozmyte 
pojęcia:  „bardzo  gładka  niweleta”  i  „wystarczająca  prędkość  uciekania  przeszkód”.  Warunki 
użytkowania  wyznaczone  przez  te  dwa  pojęcia  nieuchronnie  prowadzą  do  konieczności  bieżącej 
kontroli  stanu,  to  jest  monitoringu.  Choć  monitoring  jest  właściwy  okresowi  użytkowania  obiektu, 
zdarza  się,  że  musi  on  być  prowadzony  wcześniej.  Przy  budowie  śląskiego  odcinka  autostrady  A-4 
zaistniała  sytuacja,  która  w  [4]  została  zdefiniowana  jako  „wzajemnie  czynna  budowa  i  eksploatacja 
górnicza”.  Monitoring  jawi  się  w  niej  jako  element  formalnych  procedur  planowania  inwestycji  
i  wydobycia,  a  także  jako  element  bieżącej  kontroli  kolejności  i  jakości  budowy  z  jednej  strony  oraz 
kolejności i zgodności z prognozami górniczych deformacji terenu z drugiej.  

W referacie przedstawiono doświadczenia z obserwacji wpływów górniczych deformacji terenu na 

budowane  obiekty  mostowe autostrady  A-4  na odcinku od Rudy Śląskiej  do Katowic. Monitoring był 
prowadzony  przede  wszystkim  dla  potrzeb  budowy,  kończył  się  jednak  stworzeniem  pełnej  bazy 
punktów obserwacyjnych obiektów i rejestracją ich stanu wyjściowego w chwili oddania autostrady do 
eksploatacji.  

Budowa  omawianego  odcinka  autostrady  wykonywana  była  w  dwóch  etapach.  W  latach  2000  – 

2001 powstało 4,4 km autostrady pomiędzy węzłami „Batorego – Mikołowska” i w latach 2002 – 2004; 
ponad 6,2 km pomiędzy  węzłami „Wirek – Batorego”. Wykonawcą pierwszej części było konsorcjum 
firm  Dromex  i  PRInż  Katowice,  drugiego  tylko  PRInż  S.A.  Holding.  Teren  budowy  autostrady 

                                                     

1

 Dr inż., Zakład Mostów Politechniki Śląskiej 

2

 Mgr inż., Zakład Mostów Politechniki Śląskiej 

3

 Dr hab. inż. prof. Pol. Śl., Zakład Mostów Politechniki Śląskiej 

background image

182 

znajdował  się  w  zasięgu  oddziaływań  spowodowanych  dokonaną  i  bieżącą  eksploatacją  węgla 
prowadzoną  przez  kilka  kopalń.  Odcinek  „Batorego  –  Mikołowska”  znajduje  się  na  obszarze 
wydobywczym  KWK  Polska  Wirek,  Śląsk  i  Wujek,  a  odcinek  „Wirek  –  Batorego”  –  KWK 
Bielszowice, Halemba i Polska Wirek. 

Na  całym  ponad  10-cio  kilometrowym,  omawianym  odcinku  autostrady  A-4  wybudowano  16 

obiektów  mostowych.  W  tym  wiaduktów  autostradowych  6,  wiaduktów  nad  autostradą  4  (3  drogowe  
i 1 kolejowy), 2 kładki dla pieszych, 2 tunele (jeden dla pieszych i jeden dla zwierząt) oraz 2 przepusty. 
Monitoringiem objęte zostały wszystkie obiekty. Na pierwszym odcinku obserwacja była prowadzona tylko 
przez ostatni rok budowy, natomiast na drugim, od początku, przez okres dwóch lat trwania budowy.  

 

 

 

Rys. 1. Wiadukt Kochłowicka WA–12 

Rys. 2. Wiadukt Bocheńskiego WD–21 

Zakres  obserwacji  rozszerzał  się  sukcesywnie  w  miarę  zaawansowania  budowy  poszczególnych 

obiektów  i  pojawiania  się  nowych  elementów  konstrukcyjnych.  Pomiary  kontrolne  były  prowadzone 
cyklicznie; na pierwszym odcinku co dwa miesiące, na drugim co trzy. W przypadkach występowania 
lokalnie  intensywnych  ruchów  górotworu,  częstotliwość  pomiarów  była  zwiększana  nawet  do  dwóch 
tygodni.  

Wyniki  wykonywanych  okresowo  pomiarów  stanowiły  podstawę  bieżących  analiz  stanu 

konstrukcji poszczególnych obiektów i formułowania wniosków oraz wydawania ewentualnych zaleceń 
wykonawczych.  Przedstawiane  one  były  w  okresowych  sprawozdaniach,  dokumentujących  w  sposób 
ciągły  obraz  zmian  w  usytuowaniu  przestrzennym  wznoszonych  obiektów.  Podsumowanie  obserwacji 
całego  procesu  budowy  oraz  stan  końcowy,  który  stanowi  bazę  wyjściową  monitoringu  obiektów 
mostowych autostrady w przyszłości, zamieszczono w zbiorczym sprawozdaniu końcowym. 

Monitoring obiektów mostowych był prowadzony przez Katedrę Budowy Mostów, później Zakład 

Budowy Mostów Katedry Konstrukcji Budowlanych i Mostów Politechniki Śląskiej w Gliwicach. Wraz 
z osobną obserwacją części drogowej autostrady oraz przyległej infrastruktury technicznej, prowadzoną 
przez  Katedrę  Komunikacji  Lądowej  i  Katedrę  Geotechniki,  stanowił  całość  monitoringu 
przedmiotowego odcinka autostrady A4. 

2. 

Zakres i metody obserwacji  

 Monitoring  realizowany  był  na  podstawie  wcześniej  opracowanego  „Programu  pomiarów”.  

W  programie,  indywidualnie  dla  każdego  obiektu,  określony  został  rodzaj  pomiarów  oraz  oznaczenie  
i lokalizacja punktów kontrolnych. 

W ogólności obserwacjom zostały poddane: 

przemieszczenia pionowe punktów na ustrojach nośnych, 

przemieszczenia poziome punktów narożnych obiektów, 

wychylenia podpór z pionu (w dwóch prostopadłych płaszczyznach),  

zmiany  rozwartości  szczelin  dylatacyjnych  oraz  w  razie  potrzeby  przesuwy  na  wybranych 
łożyskach. 

Przykładowe  rozmieszczenie  wszystkich  punktów  pomiarowych  z  ich  oznaczeniem  i  numeracją  

w ramach obiektu pokazano na rysunkach 3 i 4: 

punkty pomiaru osiadań i zmian położenia w planie (rys. 3), 

punkty pomiaru wychyleń podpór z pionu (rys. 3), 

miejsca pomiaru przesuwów na dylatacjach poprzecznych i podłużnych (rys. 4). 

 

background image

183 

 

a) 

 

 

 

b) 

 

 

 

c) 

 

 

Rys. 3. Rozmieszczenie punktów pomiaru osiadań ustroju nośnego i wychyleń podpór na wiadukcie WA-12:            

a) widok z boku, b) rzut z góry, c) przekrój poprzeczny 

background image

184 

Przemieszczenia pionowe charakterystycznych punktów ustrojów nośnych konstrukcji założono na 

górnych  powierzchniach  przęseł  (na  chodnikach  i  pasach  rozdziału)  w  osiach  wszystkich  podpór. 
Numery  poszczególnych  punktów  tych  pomiarów  poprzedza  litera  „N”.  W  punktach  narożnych,  
w których dodatkowo określane są współrzędne w planie, dodane zostały litery „xy” („Nxy”). 

Podczas  budowy  zmiany  wysokościowe  rejestrowane  były  od  chwili  powstania  fundamentów. 

Wyniki  pomiarów  wykonanych  na  punktach  wysokościowych,  zainstalowanych  tymczasowo  na 
elementach  podpór,  w  kolejnych  sprawozdaniach  były  specjalnie  wyróżniane.  Z  chwilą  wykonania 
pomiarów  wysokościowych  już  na  reperach  docelowych  na  ustroju  nośnym,  poprzednie  rzędne 
(punktów przejściowych) zostały umownie sprowadzone do poziomu punktów końcowych. Zachowano 
w ten sposób obraz obniżeń podpór od początku ich budowy. 

Numery punktów służących do pomiaru pionowości podpór są poprzedzone literą  „T”. Przy czym 

każdorazowo mierzone były wychylenia podpór w dwóch prostopadłych płaszczyznach; równoległej do 
osi  konstrukcji  obiektu,  które  oznaczono  literą  „Tu”  oraz  prostopadłej  do  osi  konstrukcji,  które 
oznaczono „Tv”. 

W przypadku pomiarów szczelin dylatacjach – numery punktów poprzedzają litery: 
„Du” – gdy pomiar dotyczy ruchów dylatacji poprzecznych do osi obiektów,  
„Dv” – gdy pomiar dotyczy rozwartości szczelin dylatacji podłużnych. 
Pomiary niwelacyjne, usytuowań obiektów w planie oraz pionowości podpór wykonywane byłyby 

przez  niezależny  zespół  geodetów  w  uzgodnionych  cyklach.  Natomiast  pomiary  przesuwów  dylatacji 
wraz z oględzinami konstrukcji wykonywali pracownicy Katedry. 

 

Rys. 4. Pomiar przesuwów na dylatacjach poprzecznych i podłużnych wiaduktów  

3. 

Doświadczenia z budowy obiektów mostowych odcinka „Batorego – Mikołowska” 

Na  krótkim  odcinku  Chorzowsko  –  Katowickim  wybudowanych  zostało  dziewięć  obiektów 

mostowych. 

Podstawowe cechy konstrukcyjne i geometryczne monitorowanych obiektów są następujące:  

1.  Wiadukt  Batorego  WA–18  -  dwie  konstrukcje  nośne,  ustrój  przęseł  -  płyta  żelbetowa, 

ciągła,  trójprzęsłowa,  usytuowana  w  skosie,    lt  =  10.50  +  16.70  +  10.50  m,  szerokość  
b = 25.50 – 29.70 m. 

2.  Przepust  dla  zwierząt  PZ–5    -    konstrukcja  żelbetowa,  ramowa  o  przekroju    2.0  x  2.0  m, 

długość całkowita lc =  59.40 m. 

3.  Wiadukt  Gałeczki  WA–19    -    cztery  konstrukcje  nośne,  ustrój  przęseł  -  płyta  żelbetowa 

sprężona,  ciągła,  trójprzęsłowa,  usytuowana  w  skosie,  lt  =  12.00  +  22.70  +  12.00  m, 
szerokość b = 9.93 – 18.45 m. 

4.  Wiadukt Bocheńskiego WD–21  -  dwie konstrukcje nośne, ustrój przęseł - płyta żelbetowa, 

ciągła,  czteroprzęsłowa,  usytuowana  w  skosie,    lt  =  15.00  +  18.25  +  18.25  +  16.00  m, 
szerokość b = 15.80 m. 

5.  Wiadukt kolejowy  WK–22  -  konstrukcja stalowa, łukowa z jazdą dołem,  jednoprzęsłowa  

o rozpiętości teoretycznej  lt =  75.00 m, jednotorowa  o szerokości  b = 5.50 m. 

6.  Tunel  dla  pieszych    TP–23    -    konstrukcja  żelbetowa,  ramowa  o  przekroju    3.0  x  6.5  m, 

długość całkowita lc =  63.00 m. 

7.  Wiadukt  nad  koleją    WA–24    -    cztery,  dwuprzęsłowe  konstrukcje  nośne,  o  przęsłach 

swobodnie  podpartych,  wykonanych  z  belek  stalowych  współpracujących  z  żelbetową  
płytą  pomostową  (zespolonych),  usytuowany  w  skosie  lt  =    2  x  19.01  m,  szerokość  
b = 14.80 – 18.15 m. 

oraz dwa przepusty o przekroju kołowym Ø 100 cm. 

background image

185 

Charakterystyczną  cechą  tych  obiektów  było  ich  zabezpieczenie  na  drugą  kategorię  szkód 

górniczych.  W  konsekwencji,  w  trzech  przypadkach  zaprojektowano  konstrukcje  ciągłe,  statycznie 
niewyznaczalne,  zdolne  przejąć  odkształcenia  wynikające  z  drugiej  kategorii.  Są  to  wiadukty  WA-18, 
WA-19  i  WD-21,  które  mają  konstrukcję  płytową  ciągłą,  trzy  lub  cztero  przęsłową  (rys.  2).  Ustroje 
nośne  dwóch  z  nich  są  żelbetowe,  jeden  sprężony.  Pozostałe  dwa  wiadukty  mają  schemat  swobodnie 
podparty. WK-22 jest stalowym łukiem typu Langera, a WA-24 tworzą niezależne przęsła zespolone. 

Od  początku  budowy  dało  się  zauważyć  tendencję  kopalń  do  stopniowego  odsuwania  frontów 

wydobywczych  od  pasa  autostrady.  Odnotowywano  zatem  zanikające  wpływy  oddalającej  się 
eksploatacji  na  budowane  obiekty.  W  przeciągu  krótkiego,  rocznego  czasu  obserwacji,  jakiekolwiek 
oddziaływanie stwierdzono na sześciu  obiektach. W czterech przypadkach były to niewielkie  wpływy, 
charakteryzujące się rocznym przyrostem  osiadań  od  10 – 32  mm, co  w  wielu przypadkach zawierało 
również opóźnione osiadania wynikające z procesów budowy. Wyraźne deformacje powierzchni terenu 
i  ich  wpływ  na  wznoszone  obiekty  ujawnił  się  na  przepuście  dla  zwierząt  PZ-5  oraz  na  wiadukcie  
WD-21 (węzeł „Bocheńskiego”). 

 

-0,250

-0,200

-0,150

-0,100

-0,050

0,000

N1

N2

N3

N4

m

 ]

30-03-01

30-05-01

31-07-01

25-09-01

26-11-01

 

Rys. 5. Osiadania przepustu PZ-5 na długości 

Przepust  dla  zwierząt  obniżył  się  łącznie 

od  marca  do  listopada  2001  r.  o  199  –  207 
mm, przy czym w ostatnim kwartale o 61 – 65 
mm.  Osiadania  na  długości  przepustu  były 
równomierne (rys 5). W stosunku do rzędnych 
projektowych  (skorygowanych  wcześniej  ze 
względu  na  zaistniałe  osiadania),  konstrukcja 
przepustu  i  tak  znalazła  się  średnio  o  około 
0,20 m niżej.  

W  stosunku  do  projektu  wyjściowego 

przepust miał rzędne o około 1,75 m mniejsze. 
Aktualizacja  projektu  wymagała  w  tym 
przypadku zwiększenia grubości nadkładu 

-0,200

-0,150

-0,100

-0,050

0,000

mar

kwi

maj

cze

lip

sie

wrz

paź

lis

m

 ]

N1

N4

 

Rys. 6. Narastanie osiadań punktów N1 i N4 w czasie 

(wysokości  nasypu  autostrady),  a  tym  samym  wydłużenia  konstrukcji  przepustu.  Przebieg  osiadań  
w czasie prowadzonych obserwacji pokazano na rys. 6. 

Konstrukcja  wiaduktu  WD-21  obniżała  się  w  ciągu  całego  okresu  obserwacji,  osiągając  

w listopadzie 2001 r. poziom od -72 do -40 mm niższy niż w marcu. Przyrost osiadań w ostatnim cyklu 
pomiarowym  wyniósł  kilka  milimetrów  (max.  -10  mm)  i  był  mniejsze  od  poprzedniego.  Obraz 
przyrostu osiadań w kolejnych cyklach pomiarowych, w punktach nad podporami wzdłuż osi podłużnej 
wiaduktu zachodniego pokazano na rysunku 7. Na kolejnym rysunku (rys. 8) przedstawiono narastanie 
osiadań w czasie, na dwóch sąsiednich podporach, na których różnice były największe. 

 

background image

186 

 

              

-60

-40

-20

0

N1

N5

N9

N13

N17

m

m

 ]

30-03-01

30-05-01

31-07-01

25-09-01

26-11-01

 

Rys. 7. Obniżenia podpór części zachodniej wiaduktu WD-21 

Maksymalna  różnica  osiadań,  powstała 

między  sąsiednimi  podporami,  osiągnęła 
wartość 

∆  =16  mm.  Pomiędzy  pozostałymi 

podporami  są  one  wyraźnie  mniejsze  i  nie 
przekraczają 10 mm. Widoczna przy tym jest 
tendencja  do  wyrównywania  powstałych 
różnic  osiadań.  Obecna  niweleta  wiaduktu 
jest obniżona w stosunku do niwelety już raz 
w  projekcie  skorygowanej.  Obniżenie  to 
wynosi  średnio:  0,16  m  w  linii  chodnika 
wschodniego,  0,12  m  w  osi  wiaduktu  oraz 
0,06 m w linii chodnika zachodniego. 

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

mar

kwi

maj cze

lip

sie

wrz

paź

lis

m

m

 ]

N13

N17

 

Rys. 8. Narastanie osiadań podpór N13 i N17 w czasie 

Wychylenia  słupów  według  stanu  z  października  2001  r.  nie  przekraczały  wartości  1,0  ‰

.

 

Mierzone ruchy dylatacji w okresie od lipca 01 r. do lutego 02 r. były zgodne ze zmianami temperatury 
otoczenia.  Przesuwy  zsumowane  z  dylatacji  na  obu  końcach  ciągłego  ustroju  nośnego  są  w  ostatnim, 
lutowym pomiarze nieco większe od teoretycznych (por. rys. 9) gdyż pomiar nastąpił po okresie silnych 
i długotrwałych mrozów, a zatem nie nastąpiło jeszcze całkowite dostosowanie temperatury konstrukcji 
do  temperatury  otoczenia.  Rozbieżności  są  jednak  nieduże  i  nie  przekraczają,  w  przeliczeniu  na 
odkształcenia, wartości 0,1 ‰ (rys. 9).  

-4,00

0,00

4,00

8,00

12,00

16,00

1

3

 l

ip

2

7

 l

ip

1

0

 s

ie

2

4

 s

ie

7

 w

rz

2

1

 w

rz

5

 p

a

ź

1

9

 p

a

ź

2

 l

is

1

6

 l

is

3

0

 l

is

1

4

 g

ru

2

8

 g

ru

1

1

 s

ty

2

5

 s

ty

[m

m

]

Pomiar - p

Teoret. wg zmian temp.- t

Różnica (p-t)

 

Rys. 9. Zsumowane przesuwy na dylatacjach ustroju nośnego wiaduktu WD-21 

Jak  stwierdzono,  przy  okazji  pomiarów  na  innych  obiektach,  przeliczeniowe  wartości  odkształceń 

do  0,1  ‰  mogą  wynikać  z  różnic  pomiędzy  mierzoną  temperaturą,  a  średnią  temperaturą  konstrukcji, 
mającą  decydujący  wpływ  na  wypadkowe  przemieszczenia  dylatacji.  Zatem  można  uznać,  że  
w  przypadku  wiaduktu  WD-21  odkształcenia  podłużne  pochodzenia  górniczego  były  minimalne  
w badanym okresie. 

background image

187 

4. 

Przebieg budowy obiektów mostowych odcinka „Wirek – Batorego” 

Na budowanym  w  następnych  latach, ponad sześciokilometrowym przyległym  odcinku autostrady 

wzniesionych zostało siedem obiektów o następujących cechach: 

1.  Wiadukt  nad  linią  PKP    WA–17    -    dwa  niezależne  ustroje  nośne  o  schemacie  jedno-

przęsłowym,  swobodnie  podpartym,  przęsła  stalowe  o  konstrukcji  belkowej  z  pomostem 
ortotropowym, usytuowane w skosie l 

t

 =  45.00 m, szerokość  b =20.55 + 24.05 m.  

2.  Kładka  dla  pieszych  KP–15    -    dwuprzęsłowa,  konstrukcja  ciągła  z  pomostem  z  betonu 

sprężonego, podwieszonym do stalowego pylonu, l

t

 =  54.58 + 7.02 m, szerokość  b = 4.44 m. 

3.  Wiadukt Oświęcimska WD–14  -  czteroprzęsłowa  konstrukcja swobodnie podparta, o żel-

betowym, płytowym ustroju nośnym, przęsła  usytuowane są w skosie, l

t

 = 13.13 + 23.64 + 

+ 23.64 + 13.13 m, szerokość   b = 15.30 m.  

4.  Wiadukt  Piłsudskiego  WA–13    -    dwie  niezależne  konstrukcje  trójprzęsłowe,  swobodnie 

podparte,  o  żelbetowym,  płytowym  ustroju  nośnym  usytuowanym  w  skosie,    l

t

  =  9.51  +  

+ 17.95 + 9.51 m, szerokość  b = 19.20 + 19.20 m. 

5.  Wiadukt  Kochłowicka  WA–12  -    dwie  niezależne  konstrukcje  trójprzęsłowe,  swobodnie 

podparte,  o  żelbetowym,  płytowym  ustroju  nośnym  usytuowanym  w  skosie,  l

t

  =  9.29  + 

+ 12.94 + 9.35 m, szerokość  b = 19.20 + 19.20 m.  

6.  Kładka  dla  pieszych  KP–11    -    dwuprzęsłowa,  ciągła  konstrukcja  stalowa,  skrzynkowa  

o pomoście ortotropowym, l

t

 = 2 x 31,00 m, szerokość b = 3.40 m.  

7.  Wiadukt  1-Maja  WD–10  -    dwie  niezależne  konstrukcje  czteroprzęsłowe,  swobodnie 

podparte,  o  żelbetowym,  płytowym  ustroju  nośnym,  usytuowanym  w  skosie,  l

t

  =  14.61  + 

+ 21.49 + 21.49 + 14.61 m, szerokość   b = 12.75 + 12.75 m. 

W tym przypadku konstrukcje pięciu wiaduktów mają schemat statycznie wyznaczalny, wynikający 

z zaprojektowania wszystkich przęseł jako swobodnie podparte (rys. 1). Tylko dwie kładki dla pieszych 
mają  schemat  belki  ciągłej,  dwuprzęsłowej.  Wszystkie  obiekty  są  jednak  zabezpieczone  na  trzecią 
kategorię  szkód  górniczych.  Oprócz  przyjętych  schematów  statycznych,  dobrane  zostały  odpowiednie 
układy  i  zakresy  przemieszczeń  łożysk  oraz  szerokości  szczelin  dylatacyjnych,  jak  i  konstrukcje 
urządzeń  je  przekrywających.  Podczas  budowy  intensywne  wpływy  eksploatacji  górniczej  wystąpiły  
w  trzech  obszarach.  Na  jednym  z  nich  znalazły  się  dwa  wiadukty  WA-12  i  WA-13,  i  tylko  ich 
wznoszenie  przebiegało  w  warunkach  ciągłych  osiadań  i  innych  przemieszczeń  spowodowanych 
bieżącą  eksploatacją  węgla.  Na  każdym  z  tych  odcinków  skutki  odkształceń  powierzchni  terenu, 
wynikające  np. z osiadań  dochodzących  do 2.0  m,  wymagały  wprowadzania zmian projektowych (np. 
w  niwelecie  autostrady),  a  tym  samym  zmian  w  ustalonym  zakresie  i  harmonogramie  prac 
realizacyjnych. 

Największe  stwierdzone  osiadanie  wybudowanych  już  podpór  wiaduktu  WA-12  przekroczyło 

1110 mm,  wiaduktu  WA-13  –  160  mm.  Na  rysunku  10  pokazano  osiadania  przyczółka  zachodniego 
wiaduktu  WA-12,  jakie  zaszły  od  maja  2003  r.  do  listopada  2004  r.,  to  jest  w  ciągu  1,5  roku  od  jego 
wybudowania. A  na rys. 11   (podobnie jak poprzednio) narastanie  obniżeń  dwóch skrajnych punktów 
przyczółka  w  czasie.  Oprócz  dużych,  ponad  metrowych  obniżeń,  widoczna  jest  również  znaczna 
różnica  osiadań  na  jego  szerokości.  W  tym  przypadku  doprowadziło  to  do  zmiany  pochylenia 
poprzecznego o ponad 0,5 %. 

Z  uwagi  na  zakres  i  nierównomierność  obniżeń,  pomimo  kilkakrotnej  korekty  niwelety,  musiała 

zostać  przeprowadzona  rektyfikacja  wysokościowa  ustroju  nośnego  wiaduktu  WA-12.  Wykonano  ją  
w sierpniu 2004 r. bezpośrednio przed przystąpieniem do prac wykończeniowych. Nie udało się jednak 
uzyskać całkowitej zgodności z projektem. 

Pomiary  wykonane  w  końcu  listopada  wykazały,  że  jeszcze  przed  oddaniem  autostrady  do 

eksploatacji,  wszystkie  górne  powierzchnie  przęseł  znalazły  się  od  kilku  do  kilkunastu  centymetrów 
poniżej projektowanego poziomu. Największe odstępstwa mają wciąż konstrukcje wiaduktów; WA-12 
do –254  mm  oraz WA-13  do –165 mm. W przypadku pozostałych wiaduktów różnice  w usytuowaniu 
przestrzennym były wyraźnie mniejsze i nie przekraczały 50 mm. 

Nierównomierność  obniżeń  w  obszarze  budowli  spowodowała  również  zmiany  pochyleń 

poprzecznych, które na WA-12 wynoszą od 0,2 do 0,4 %. 

 
 

background image

188 

 

                 

 

 

-1200

-1000

-800

-600

-400

-200

0

N1

N2

N3

N4

[m

m

]

29-05-03

22-08-03

18-11-03

03-02-04

30-03-04

21-04-04

11-05-04

09-06-04

12-07-04

11-08-04

10-09-04

27-10-04

30-11-04

 

Rys. 10. Obniżenia przyczółka zachodniego wiaduktu WA-12 

 

                        

-1200

-1000

-800

-600

-400

-200

0

m

a

0

3

c

z

e

 0

3

lip

 0

3

s

ie

 0

3

w

rz

 0

3

p

a

ź

 0

3

lis

 0

3

g

ru

 0

3

s

ty

 0

4

lu

0

4

m

a

0

4

k

w

0

4

m

a

0

4

c

z

e

 0

4

lip

 0

4

s

ie

 0

4

w

rz

 0

4

p

a

ź

 0

4

lis

 0

4

[m

m

]

N1

N4

 

Rys. 11.  Narastanie osiadań punktów skrajnych N1 i N4 w czasie 

 
W  końcowym  okresie  budowy  od  sierpnia  do  listopada  2004  r.  panowały  warunki  sprzyjające 

zakończeniu budowy obiektów mostowych autostrady. Był to przede wszystkim wynik niedopuszczenia 
do  planowanej  wcześniej  eksploatacji  węgla,  o  silnym  oddziaływaniu  na  powierzchnię  w  rejonie 
wiaduktu  WA-13  oraz  oddalania  się  frontu  wydobywczego  ze  strefy  wpływów  na  wiadukt  WA-12. 
Jednak  w  obu  przypadkach  występujące  wciąż  obniżenia  były  i  tak  większe  od  przewidywanych  
w aktualizowanych prognozach. 

5. 

Wnioski 

Prowadzony  w latach 2001 – 2004  monitoring 14  obiektów  mostowych powstających  na 10,6 km 

odcinku  autostrady  A4  pomiędzy  Rudą  Śląską  a  Katowicami  pozwolił  na  bieżąco  oceniać  zmiany  
w położeniu budowanych  elementów  nośnych  i  w razie  konieczności, z  odpowiednim  wyprzedzeniem 
reagować.  Na  wszystkich  obiektach  stworzono  pełną  bazę  docelowych  punktów  obserwacyjnych  oraz 
wykonano pomiary wyjściowe (przed oddaniem autostrady do użytku) do dalszych obserwacji. 

Biorąc  pod  uwagę  najbliższe  plany  wydobywcze  kopalń,  jak  i  ciągłe  (rejestrowane  do  ostatniego 

cyklu  pomiarowego)  zmiany  w  położeniu  poszczególnych  części  nośnych  wybudowanych  obiektów 
mostowych,  należy  bezwzględnie  kontynuować  rozpoczęty  monitoring.  Powinien  on  stanowić  część 
systemu, który będzie zapewniał bezpieczne użytkowanie autostrady.  

background image

189 

Literatura 

[1] 

Monitoring obiektów mostowych autostrady A-4 odcinek Batorego - Mikołowska. Sprawozdanie 
końcowe, opracowanie Katedry Budowy Mostów Politechniki Śląskiej, luty 2002 r. 

[2] 

Monitoring  obiektów  mostowych  autostrady  A-4  odcinek  Wirek  –  Batorego.  Sprawozdanie 
końcowe,  opracowanie  Zakładu  Budowy  Mostów  Katedry  Konstrukcji  Budowlanych  i  Mostów 
Politechniki Śląskiej, grudzień 2004 r. 

[3] 

WESELI J.; Osobliwości projektowania autostrad na terenach  górniczych, Prace Naukowe GIG, 
Konferencje 25, Autostrady na terenach górniczych, Katowice 1998, str. 151-161.  

[4] 

WESELI  J.;  O  wzajemnie  czynnej  budowie  i  eksploatacji  górniczej,  Prace  Naukowe  GIG, 
Konferencje 41, Problemy ochrony terenów górniczych, Katowice 2002, str. 413-417. 

MONITORING OF HIGHWAY BRIDGES IN AREAS UNDER MINING 

EXPLOITATION INFLUENCE 

The  paper  presents  the  method  and  some  of  the  observations  concerning  the  influence  coming  from  the 

mining area deformations on the bridges under construction in the silesian section of the A-4 highway (from Ruda 
Śląska to Katowice). Monitoring, primarily meant to meet the building needs, allowed to control the changes in 
the  position  of  the  construction  being  erected  and  to  follow  them  with adequate  modifications. This  part  of  the 
work resulted in creating a full basis of observation points in the objects and their initial position at the beginning 
of highway exploitation. The continuation of the initiated monitoring is one of the safety conditions of highway 
exploitation in this area. 


Document Outline