Teillä ja Turuilla on useammassakin artikkelissa raportoinut Norjassa vuonna 2016 ja 2022 tapahtuneista Perkolon ja Trettenin puuristikkorakenteisten siltojen sortumisesta:
Onnettomuustutkintaraportit ovat päätyneet siihen todennäköiseen syyhyn, että liimapuupalkkien liitokset ovat revenneet. Näyttäisi siis siltä, että puu materiaalina käyttäytyy eri tavoin kuin lujuuslaskentaohjelmissa ja ‑menetelmissä on mallinnettu. Liimapuupalkki heikkenee toistuvissa säävaihteluissa ja kriittisiä pisteitä ovat liitokset, joissa vetojännityksessä olevan liimapuupalkin läpi tehdään leikkausjännityksessä oleva pulttiliitos.
Tretten 2022
Puusilta on vanhastaan tuttu siltatyyppi. Yleensä puusiltana on kuitenkin ollut joko lyhyt palkkisilta tai monimutkaisempana rakenteena tuki- tai riippuansassilta. Näissä puuhun kohdistuu pääosin puristus- tai taivutusrasitus. Norjassa on kuitenkin tehty perinteisesti teräsrakenteisia ristikkosiltoja mutta puusta. Ristikossa on enemmän vetojännityksessä olevia puusauvoja ja nyt on nähty niiden edellyttävän nykyistä parempaa mallinnusta ja suurempia varmuuskertoimia.
Sekä Perkolossa että Trettenissä onnettomuustutkijoita odottivat liimapuupalkkien selkeät repeytymät.
Perkolo 2016
Trettenin sillan romahdusta on onnettomuustutkinnassa kyetty mallintamaan. Ensin murtui kaksi tärkeää liitosta ja sitten alkoikin ketjureaktio, joka päättyi siltaristikon päätymiseen Ahdin valtakuntaan.
Onnettomuustutkinnan rekonstruktio Trettenin sillan sortuman tapahtumaketjusta
Norja sulki saman tien 14 puuristikkosiltaa ja niistä yhdeksän on edelleen suljettuna. Tretteniin on rakennettu tilapäinen pioneerisilta.
Jo vuoden 2024 aikana aiotaan purkaa E6- ja 2-teiltä kaksi siltaa ja korvata ne perinteisempää teknologiaa edustavilla.
Sundbyvegenin silta Eidsvollissa. Purkutyöt alkavat 5.8.2024.
9 kommenttia:
Puu on mitä erinomaisin materiaali, mutta se ei tietyissä tilanteissa tottele lujuuslaskelmia. Yksinkertainen esimerkki josta useimmilla lienee kokemusta: otetaan halkaisijaltaan 30 cm oleva puolen metrin pituinen koivupölli ja halkaisukirves. Oletetaan että se on jaettava vähintään kahdeksaan osaan. Kuinka monta iskua tarvitset, jotta se olisi klapeina? Vastaus: ei voi mitenkään tietää. Jos pölli on oksaton ja suora, niin onnistuneilla iskuilla seitsemän. Jos pölli on kieroon kasvanut ja muutama oksankohta, niin viidenkymmenen mitään merkittävää edistystä aikaansaamattoman iskun jälkeen voi todeta että tarkemmin ajatellen tämä onkin hyvä hakkuupölkky. Entä kuinka monta iskua tarvitsee, jotta moukarilla saa samankokoisen betonipylvään enintään tiiliskiven kokoisiksi paloiksi? Siitä voi esittää aika hyvän arvion, jos sellaisia on aiemmin murskannut. Iskumäärän hajonta on murto-osa siitä mitä puulla.
Puu on heterogeenistä, teräsbetoni homogeenistä. Puuseinän lujuus voidaan laskea, koska siinä yhden puun ”pettäessä” muut palkit tukevat koko seinää. Mutta jos puupalkin on kestettävä yksin, niin ollaankin hyvin epävarmassa tilanteessa.
Tätä osasin jo pelätä. Omaan hieman kokemusta puumateriaalista ja uskallan sanoa, ettei siitä saa kovin hyvää siltaa, ainakaan korkeille massoille. Annan esimerkin. Tekemilleni oville tulee aina takuu läksytyksen kanssa. Jos rakennuksessa on jatkuvaa liikettä, niinkuin yllättävän usein kiinteistönomistajan tietämättä on, takuun jatkumiseksi puuseppä on tilattava jo ennenkuin ovia pitää potkia. Potkiminen johtaa liitoksien osittaiseen repeämiseen. Ovikehys ei siitä vielä purkaudu, mutta se menettää nopeasti 3/4 lujuudestaan, eikä lukitus tai tiivistys enää toimi kunnolla.
Siltarakenteessa samaan lujuuden menetykseen riittää palkkia päin ajaminen henkilöautolla suunilleen kävelyvauhtia. Jos puusta on kuitenkin välttämättä tehtävä silta, ansasrakenne tai pukkisilta on toimivin. Rakenteen olisi syytä olla hieman "hölskyvä", jotta puun kosteuseläminen, maatukien liike, tuulen paine tai yllättävät kuormitukset eivät murra liitoksia. - Toisena seikkana huomio kiinnittyy siihen, että uudentyyppisiä ristikkopuusiltoja rakennettiin iso sarja ilman huolellista testausvaihetta. Sille, miksi historian kuluessa ei ole tällaisia siltoja tehty, on oletettavasti syynsä. Vain insinööri on ylimielisyydessään niin tyhmä, että luottaa lujuuslaskelmiinsa ja ohittaa testausvaiheen.
Ehkäpä koetamme pitää asiallista tasoa yllä ja hakea kehittyneempiä tapoja argumentoida kuin "vain insinööri on ylimielisyydessään niin tyhmä", joka soveltuu paremmmin sellaisille foorumeille kuin Suomi24 tai Ylilauta.
Siltoja rakennettaessa harvemmin on tapana testata tulosta tyyliin, että joskohan se menisi rikki. Siksi insinöörin on pakko luottaa lujuuslaskelmiin ja alan standardeihin. Puurakenteiden lujuusopista on tutkimustyötä tehty kymmeniä vuosia. Mutta uutta tieto syntyy usein yllätysten kautta kuten puhutussa tapauksessa.
Nytkään ei puusauvan lujuus pettänyt (eli sauvat eivät ole katkenneet vetämällä), vaan sauvojen liitoskohdat repesivät. Tämä "block shear failure" on tuttu myös teräsrakenteista. Tässä tapauksessa syyllisen on arveltu löytyvän kombinaatiosta pulttiliitos, reikä, vuodenaikojen aiheuttama materiaalin heikentyminen, jonka merkitys on ollut suurempi kuin alan tutkimuksessa on laskettu.
Puu on kaiken kaikkiaan jännä materiaali. Joskus muinoin sauvarakenteiden lujuusoppia opiskellessa esitettin case-esimerkki siitä, kuinka pitkä sauva eri materiaaleista kestää murtumatta oman painonsa. Lyijysauvalle murtumisraja on noin nolla ja mäntysauvalle syiden suuntaan oli luokkaa muistaakseni parikymmentä kilometriä. Matalahiiliselle teräkselle murtopituus on noin 4,5 ja rosterille 6.
Itseä kiinnostaisi tietää miten pitkä käyttöajan ovat antaneet vitostiellä olevalle vihantasalmen sillalle, sehän on pääosin puurakenteinen?
Luulisi että uusiminen tulee eteen kun liikenne kasvaa E-savossa mökkeilyn ja matkailun osalta.
Kyllähän puusta siltoja rakentaa, jopa hyvinkin pitkiä. Gallipolin silta saattaa olla pelkkää legendaa persialaissotien ajalta, mutta Caecar meni yli Reinistä ja Trajanus Tonavasta puista siltaa pitkin. Pitkäikäinenkin puusilta voi olla: Pyhäjoen eteläsillasta löydettiin sen taannoisessa peruskorjauksessa alkuperäisiä hirsiä 1840-luvulta. Ei puu silti mikään helppo ja "idiottivarma" materiaali sillanrakennuksessa ole, ja takaiskuja tulee kun halutaan rakentaa modernisti ja näyttävästi. Vaan taas opittiin lisää, ja eittämättä puusta rakennetaan siltoja jatkossakin, nyt saadut opit huomioon ottaen.
Oikeastaan kritiikkini suuntautuu kokonaan siihen, miksi siltoja tehtiin kokonainen sarja ilman pidempää käyttökokemusta. Yksi tai kaksi kappaletta on sopiva määrä prototyyppivaiheessa sen selvittämiseksi, miten entuudestaan tuntematon tekninen ratkaisu toimii todellisuudessa. - Tavanomaista, hyvää insinöörityötä tämäkin.
Vaikea kuvitella pikasiltaa muuten kuin puisena
Kyllä tässä on insinööritieteitä vastaan toimittu, koska on tehty uudentyyppinen silta ilman käytännön testiä paljonko palkki ja kiinnitys kestää vetoa. Sen testaaminen kun ei vaadi kovin paljoa välineitä eikä rahaa.
Herrat tekevät kovin pitkälle meneviä johtopäätöksiä kovin vähäisten faktojen pohjalta. Missään julkisessa lähteessä ei ole esitetty, että puumateriaalin jännityskokeita ei olisi tehty tai että kokemuksia ei olisi kerätty. Trettenin silta hajosi oltuaan käytössä kymmenen vuotta.
Vahvoin teoria syystä ei puun lujuuden pettäminen, vaan liimapuupalkin veto-leikkaus-liitoksen odotettua voimakkaampi väsyminen vuosien varrella sääolosuhteiden jatkuvasti muuttuessa.
Lähetä kommentti