2018-09-01 10:07:20
Η πρόσφατη κατάρρευση της γέφυρας στη Γένοβα εγείρει πλήθος ερωτημάτων για την ασφάλεια των υπολοίπων. Απαντήσεις από τον πλέον αρμόδιο: ο επιφανής αμερικανός «γεφυροποιός» Χένρι Πετρόσκι δεν μασά τα λόγια του!
Ηταν μια εποχή που οι άνθρωποι ψάχνονταν για το πώς ακριβώς να προστατεύσουν μια μαρμάρινη, βαριά και λεπτή στήλη. Ηθελαν να μη σπάσει μέχρι να έλθει η ώρα να μπει στη θέση της. Ετσι απλά κάτω στο χώμα ήταν και αυτό επίφοβο, αφού αρκούσε κάποιος να πατήσει επάνω της εκεί κοντά στη μέση. Αποφάσισαν να την ακουμπήσουν σε δυο άλλους στύλους τοποθετημένους στα άκρα της. Κάποιος είπε ότι θα έπρεπε να μπει και ένα υποστήριγμα στη μέση. Το έβαλαν και αυτό. Μόνον που η στήλη τελικά δεν γλίτωσε. Εσπασε εκεί στη μέση διότι οι δύο ακραίοι στύλοι είχαν βουλιάξει στο χώμα από το βάρος της και την άφησαν κάποια στιγμή να στηρίζεται μόνον σε ένα σημείο.
Είναι η χρήσιμη ιστορία που ένας μηχανικός αγαπάει να τη διηγείται για έναν άλλον, που έζησε μερικούς αιώνες πριν.
Ο Γαλιλαίος δεν ασχολήθηκε μόνον με τους πλανήτες και την περιστροφή της Γης, ασχέτως αν θα γινόταν διάσημος και μόνον από αυτά. Εκανε πειράματα για να καταλάβει τις δυνάμεις που δρουν ανάμεσα σε στερεά σώματα σε επαφή και είχε καταλήξει στο συμπέρασμα ότι όσο μεγαλώνει το μήκος μιας στήλης τοποθετημένης οριζόντια η αντοχή της στα διάφορα βάρη εξασθενεί αν δεν αυξάνεις ταυτόχρονα το πλάτος και το πάχος της. ‘Η αλλιώς, αν διπλασιάσεις το μήκος και το πλάτος της δεν θα αντέχει απαραίτητα και διπλάσιο φορτίο σε σχέση με πριν.
Αργότερα αυτές οι παρατηρήσεις μπήκαν σε έναν ωραίο «τύπο» της Μηχανικής που λέει συνοπτικά ότι το πάχος μιας πλάκας από συμπαγές υλικό – ας σκεφθούμε εδώ μια πλάκα από μάρμαρο – εξαρτάται από την πυκνότητα του υλικού, πάει αντίστροφα με το πόσο μπορεί να πιεστεί, και, κυρίως, από το μήκος του ανοίγματος που θέλουμε να γεφυρώσουμε, αλλά υψωμένο στο τετράγωνο. Και αυτό το τελευταίο τα χαλούσε όλα. Διότι έφθανες σε πλάτη κοιλάδων, ποταμών ή θαλάσσιων που όντας τόσο εκτεταμένα χρειαζόταν να είναι τόσο μεγάλο και το πάχος του καταστρώματος της γέφυρας. Κάτι ανέφικτο να κατασκευαστεί.
Αρχίζοντας από τα βασικά
Γέφυρες. Τεράστιες, ακίνητες, γερά στηριγμένες στην ξηρά ή σε κάποιον βυθό, αξίζει να πάρεις τις αποστάσεις σου για να τις κοιτάξεις και από μακριά και από διαφορετικές γωνίες. Μερικές από αυτές είναι επιτεύγματα του ανθρώπινου μυαλού ενώ άλλες κουβαλούν και κατασκευαστικά λάθη. Ολες έχουν κρυφά στοιχεία, που χαίρεσαι όταν μπορείς να τα αποκρυπτογραφήσεις. Υπάρχουν άλλωστε άνθρωποι που όπως άλλοι παρατηρούν και φωτογραφίζουν τα πουλιά εκείνοι κάνουν το ίδιο με τις γέφυρες.
Το πρώτο αόρατο στοιχείο που πρέπει να ψάξει και να αντιληφθεί κάποιος κοιτάζοντας τη φόρμα μιας γέφυρας είναι οι δυνάμεις. Πού και πώς ασκούνται. Διότι έχουμε αυτές που τείνουν να συνθλίψουν ένα στοιχείο της γέφυρας και αυτές που τείνουν να τεντώσουν όσο γίνεται περισσότερο ένα άλλο στοιχείο. Εκεί που έχουμε τάσεις, στις μοντέρνες κυρίως γέφυρες, βλέπουμε να χρησιμοποιούνται για αντιστάθμισμα πολύκλωνα συρματόσχοινα. Ενώ εκεί που έχουμε σύνθλιψη αντιστέκονται καλά στοιχεία από πέτρα ή από ενισχυμένο με σίδερα τσιμέντο. Ηδη όμως κάναμε το πρώτο βήμα. Καταλαβαίνουμε γιατί έχουμε συρματόσχοινα που συνδέουν το κατάστρωμα του δρόμου με τον πυλώνα. Προφανώς διότι θα τεντώνονται (θα τείνονται) από το βάρος του ενώ οι πυλώνες θα δέχονται από τα συρματόσχοινα πίεση προς τα κάτω, άρα σύνθλιψη. Φυσικό λοιπόν να είναι φτιαγμένοι και από ενισχυμένο τσιμέντο.
Στα πέτρινα γεφύρια έχουμε (σχεδόν) πάντα τόξο διότι δημιουργούνται δυνάμεις προς τα πλάγια και τελικά προς τα κάτω, άρα εκεί έχουμε σύνθλιψη και η πέτρα, όπως ήδη αναφέρθηκε, την αντέχει πολύ καλά, ιδιαίτερα αν η βάση είναι πιο ογκώδης από την κορυφή.
Από τα απλά στα περίτεχνα
Προφανώς η πρώτη γέφυρα θα ήταν ένας κορμός δέντρου επάνω από ένα ρυάκι. Κάποια στιγμή αργότερα ίσως και μια μεγάλη πλάκα στηριγμένη μόνον στα άκρα της (Στο Stonehenge βλέπουμε ότι κάτι τέτοιο δεν ήταν ακατόρθωτο). Οσο αυξάνονταν οι ανάγκες των ανθρώπων μεγάλωνε και η λαχτάρα τους να ενώσουν μεγαλύτερα χάσματα. Βρήκαν κάποια στιγμή και έναν μαθηματικό τύπο που τους εξηγούσε ότι για να μη σπάσει στη μέση η απλή πλάκα που ενώνει δυο σημεία περνώντας επάνω από το μεταξύ τους κενό όσο η απόσταση μεγαλώνει θα πρέπει να γίνεται αντίστοιχα τόσο «χοντρή» που τελικά δεν θα μπορούσαν να την κουβαλήσουν έως εκεί.
Η επόμενη σκέψη λοιπόν ήταν να κάνουμε αυτή την «πλάκα» από άλλο υλικό, από σίδηρο ας πούμε, αλλά να είναι τόσο καλά δεμένη ώστε να μη σπάει στη μέση όταν περνούμε, ούτε καν να κάμπτεται. Και έτσι προέκυψαν οι γέφυρες τύπου truss, δηλαδή με σιδερένιες ράβδους στα πλάγια και επάνω ή κάτω από το κατάστρωμα (με ανωδομή ή κατωδομή όπως λέγεται), αλλά όχι τυχαία τοποθετημένες. Πρέπει να σχηματίζουν ένα καλά υπολογισμένο από πριν δικτύωμα. Τέτοια είναι, για παράδειγμα, η γέφυρα στον Ισθμό της Κορίνθου. Με αυτόν τον τρόπο πέτυχαν να είναι σχετικά άκαμπτο το κατάστρωμα της γέφυρας και να μη συστρέφεται όταν τη χτυπούν ισχυροί άνεμοι από το πλάι ενώ μοιράζονται οι τάσεις και οι συμπιέσεις πολύ πιο… δίκαια ώστε να μην πέφτει σε κάποιο σημείο περισσότερη από όση μπορεί να αντέξει.
Και όμως… κινούνται
Οι Ρωμαίοι τους πρώτους αιώνες μ.Χ. αλλά και οι δικοί μας παλιοί μάστορες αργότερα το είχαν παρακάμψει αυτό το εμπόδιο της υπερφόρτωσης χτίζοντας τα πανέμορφα και πολύ γνωστά και εδώ στην Ελλάδα τοξωτά γεφύρια. Διότι, όπως αποδεικνύουν και οι νόμοι της Φυσικής, αυτό το τόξο καταφέρνει «να διώχνει», δηλαδή να συγκεντρώνει στα δυο άκρα της γέφυρας τα ακρόβαθρα, όπως λέγονται, τις τάσεις που θα έτειναν να διαλύσουν τη γέφυρα στο πιο ασθενές της σημείο, δηλαδή στη μέση αν συγκεντρώνονταν όλες εκεί. Φτιάχνοντας λοιπόν ισχυρές τις δύο βάσεις από όπου ξεκινάει μια τοξωτή γέφυρα εξασφαλίζεις και την αντοχή της χωρίς υπερβολικό πάχος, άρα και βάρος.
Μόνον που τα ολοένα και πιο φιλόδοξα σχέδια των πολιτικών και των μηχανικών δεν μπορούσαν από τον 19ο αιώνα και μετά να καλυφθούν από τις τοξωτές γέφυρες. Ηθελαν να ενώσουν όλο και πιο απόμακρα σημεία που θα απαιτούσαν υπερβολικά μεγάλα τόξα. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα να κόβουν κατά τη διάρκεια της κατασκευής το κατάστρωμα σε κομμάτια που φτιάχνονται χωριστά και ενώνονται στα ενδιάμεσα σημεία, εκεί όπου δίνουν τη στήριξή τους τα υπόβαθρα. Και έτσι όμως ο κατασκευαστής δεν αποφεύγει τις ανεπαίσθητες (μικρο)κινήσεις του καταστρώματος και κάτι πρέπει να γίνει.
Ο καθένας μας, αν και δεν τις βλέπει, μπορεί να είναι σίγουρος ότι σε μια γέφυρα με κυκλοφορία το κατάστρωμα πάλλεται. Αν φανταστούμε προς στιγμήν ότι το κατάστρωμα της γέφυρας είναι φτιαγμένο μόνον από ένα φύλλο λεπτής λαμαρίνας για όσο χρόνο περπατούμε επάνω της θα έχουμε δύο στρεβλώσεις. Μια καμπύλωση κατά πλάτος αφού εκεί που πατάμε θα κάνει κοιλιά, και επίσης μια κατά μήκος, μέχρι να διασχίσουμε όλη τη γέφυρα. Ακόμη και στο πιο καλοφτιαγμένο και σταθερό κατάστρωμα γέφυρας πρέπει να σκεφτόμαστε λοιπόν ότι συνεχώς υπάρχουν αυτές οι παραμορφώσεις, έστω και αν δεν τις βλέπει το γυμνό μάτι.
Η λύση που χωρίς πολλή σκέψη μπορεί να προταθεί, όσο υπάρχει η ανάγκη να μεγαλώνει σε μήκος μια γέφυρα, είναι να αυξάνεις το πάχος του καταστρώματος και να βάζεις από κάτω σε πιο μικρά διαστήματα υποστύλωση. Και τα δύο όμως αυτά είναι οι χειρότερες προτάσεις λόγω κόστους αλλά και δυσκολιών μερικές φορές στη θεμελίωση όταν η γέφυρα περνάει επάνω από θάλασσα. Και το χειρότερο είναι ότι οι γέφυρες… κινούνται και ολόκληρες. Από τον αέρα όταν τις χτυπάει από το πλάι και από τους σεισμούς που όταν συμβούν στην περιοχή θα επιτεθούν αδίστακτα στα υποστυλώματα.
Μια πιο καλή λύση λοιπόν βρέθηκε πριν από έναν αιώνα και παραπάνω. Φτιάχνονται οι λεγόμενοι πυλώνες, κατασκευές πολύ μεγάλου ύψους, από μέταλλο ή από οπλισμένο σκυρόδεμα, και οι πυλώνες συνδέονται πλευρικά με δυο τεράστια σε μήκος αλλά και πολύ χοντρά συρματόσχοινα, που αφήνονται κάπως χαλαρά να σχηματίζουν τη χαρακτηριστική καμπύλη τους. Σε αυτά προσδένονται άλλα μικρότερα που θα συγκρατήσουν το κατάστρωμα του δρόμου. Δηλαδή σχηματικά λέμε ότι ο δρόμος κρέμεται από αυτά τα λεπτότερα κάθετα συρματόσχοινα ασκώντας τάσεις με το βάρος του. Αυτές οι τάσεις μεταφέρονται από τα πιο ανθεκτικά δυο συρματόσχοινα στους πυλώνες και οι πυλώνες με τη σειρά τους πιέζονται προς τα κάτω. Εκεί δεν έχουμε τάση πλέον αλλά θλίψη, δηλαδή μια δύναμη με διεύθυνση κατά μήκος του πυλώνα και φορά προς τα κάτω. Και αυτή προφανώς με τους κατάλληλους υπολογισμούς αντέχεται. Η γνωστή ως Golden Gate στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι τέτοιου τύπου.
Μια παραλλαγή αυτής της «κρεμαστής» γέφυρας, όπως επικράτησε να λέγεται χωρίς να είναι πάντα κατανοητό το γιατί, αφού ο άλλος βλέπει ότι το κατάστρωμα ακουμπάει και σε υποστυλώματα, είναι η καλωδιωτή ή αναρτημένη. Πάλι έχουμε μια μορφή κρεμάσματος, αλλά τα συρματόσχοινα φεύγουν από τους πυλώνες και προσδένονται κατευθείαν στο κατάστρωμα δημιουργώντας συχνά και θεαματικούς σχηματισμούς που θυμίζουν βεντάλια. Τέτοιου τύπου είναι η γέφυρα που ενώνει το Ρίο με το Αντίρριο στον Κορινθιακό κόλπο. Το πλεονέκτημα με τις κρεμαστές γέφυρες γενικά είναι ότι δεν πέφτει όλο το βάρος στα υποστυλώματα, αφού ένα μέρος του μεταφέρεται στους πυλώνες.
Βέβαια, από εκεί και πέρα η φαντασία των αρχιτεκτόνων και η ικανότητα των μηχανικών έδωσαν διάφορες παραλλαγές και μερικές φορές το αποτέλεσμα δεν είναι άσχημο. Υπάρχει μάλιστα μία (τουλάχιστον) γέφυρα που καταφέρνει να συγκεντρώνει τρεις τύπους μαζί και βρίσκεται στο λιμάνι του Σίδνεϊ. Είναι μεταλλική με δικτύωμα ανωδομής, τοξωτή και από το τόξο φεύγουν συρματόσχοινα που συγκρατούν το κατάστρωμα!
Δημιουργώντας εντάσεις
Υπάρχει άραγε «φάρμακο» για όλες αυτές τις κάμψεις που θα προκαλούν η πυκνή κυκλοφορία και τα πολύ βαριά οχήματα σε μια γέφυρα; Η απάντηση ξεκινά από το ότι θα πρέπει το κατάστρωμα της γέφυρας να αντιδράσει σε αυτές τις παραμορφώσεις. Και εδώ έρχεται να βοηθήσει κάτι που οι μελετητές των μεγάλων έργων και οι πολιτικοί μηχανικοί γενικότερα μαθαίνουν ήδη από τη Σχολή. Είναι το προεντεταμένο σκυρόδεμα (κάτι διαφορετικό από το οπλισμένο σκυρόδεμα).
Αν θέλεις να κάνεις κάποιον να καταλάβει πιο εύκολα το πώς λειτουργεί αυτό, του αναφέρεις το κλασικό παράδειγμα με τα βιβλία. Παίρνεις με τα δυο σου χέρια μια στοίβα βιβλίων, τη φέρνεις μπροστά σου οριζόντια και πιέζεις γερά στα άκρα με τις παλάμες των δυο χεριών σου, πιο πολύ προς το κάτω μέρος τους. Τότε μπορεί κάποιος να βάλει επάνω στην οριζόντια αυτή διάταξη των βιβλίων μερικά ακόμη χωρίς να πέσουν κάτω.
Κάπως έτσι γίνεται με ολόκληρα μπλοκ τσιμέντου που έχουν στο εσωτερικό τους μεταλλικά συρματόσχοινα. Διαλέγεις το μήκος του μπλοκ που θέλεις και πρώτα τεντώνεις στα άκρα με ισχυρότατα μηχανήματα τα συρματόσχοινα, έτσι όπως θα έκανες αν ήταν από λάστιχο. Μετά χύνεται το μπετόν και σε ορισμένο χρόνο αφήνεται ελεύθερος ο τένοντας, το συρματόσχοινο δηλαδή στο εσωτερικό του. Αυτό τείνει να επανέλθει στο αρχικό του μήκος συμπιέζοντας έτσι ολόκληρο τον όγκο του τσιμέντου, που αποκτά μια ελαφριά κάμψη. Οταν λοιπόν αυτό πάρει τη θέση του για να χρησιμεύσει ως κατάστρωμα στον δρόμο, την καμπύλωση που θα του επέβαλλε με την πίεσή της η κυκλοφορία τώρα την αντισταθμίζει η ελαφριά καμπύλωση λόγω της προέντασης.
Προένταση χρησιμοποίησε κατά έναν παράδοξο τρόπο και ο Μοράντι στη γέφυρα της Γένοβας. Αλλά εκεί τέντωσε τα συρματόσχοινα που συγκρατούσαν το κατάστρωμα του δρόμου, τα έντυσε με τσιμέντο (προφανώς για να αποφύγει τον αέρα του τόπου με τις διαβρωτικές του ουσίες, αλλά… δεν) και τα συνέδεσε με τους τρεις πυλώνες. Μόνον που εκεί είχαμε, κάπως ανορθόδοξα, τάση και όχι συμπίεση και τελικά όλα πήγαν λάθος.
Εννοείται ότι σε μια σύγχρονη γέφυρα γίνονται και άλλα πράγματα. Το κατάστρωμα δεν ακουμπάει απευθείας στα υποστυλώματα αλλά μεσολαβούν σχηματισμοί που ονομάζονται εφέδρανα και είναι σαν μαξιλαράκια που απορροφούν την ενέργεια από ανεπιθύμητες κινήσεις του καταστρώματος λόγω συντονισμών, ανέμων ή σεισμών. Ας μην ξεχνούμε ότι οι άνεμοι και μόνον έχουν ρίξει ακόμη και μεγάλες κρεμαστές γέφυρες, όπως η γνωστή της Τακόμα το 1940 στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Σκοτώνουν τις γέφυρες όταν γεράσουν;
Οι γέφυρες είναι σαν τους ανθρώπους. Αλλες, αν και γερνούν, μένουν όρθιες και όμορφες ενώ άλλες έχουν άσχημα στερνά. Επίσης όσο περνάει ο καιρός δυσκολεύονται όλο και περισσότερο να κρατηθούν στη ζωή αφού η μόλυνση της ατμόσφαιρας επηρεάζει το υλικό τους. Η όξινη βροχή, τα καυσαέρια, η κυκλοφορία των οχημάτων που αυξάνεται συνέχεια δοκιμάζουν τις αντοχές μιας γέφυρας. Η αλήθεια είναι πως χτίζονται επάνω από όλο και πιο ταραγμένα νερά. Και η συντήρησή τους θα πρέπει να θυμίζει λίγο το πώς παρακολουθούνται τα μέταλλα των αεροπλάνων. Κάτι που δεν έγινε με τη γέφυρα της Γένοβας και δεν ξέρουμε τι γίνεται και με τις δικές μας γέφυρες εδώ. Αφού δεν βγήκε κάποιος να μας ενημερώσει μετά την ανατριχιαστική κατάρρευση στην Ιταλία. Ηδη όμως γίνεται πολύς λόγος για γέφυρες που φθάνουν στο τέλος τους και θα πρέπει να βρεθεί τρόπος να γκρεμιστούν ενώ θα πρέπει ίσως να παραδεχτούμε ότι δεν γίνεται να συνδέσεις με γέφυρες τα πάντα.
Ο Χένρι Πετρόσκι, που διηγείται και την ιστορία με τον Γαλιλέο, στην ερώτηση «τι είναι engineering», δηλαδή τι σημαίνει να σκέπτεσαι ως μηχανικός, απαντά αδίστακτα: «Να προσπαθείς να μην κάνεις λάθη». Να σχεδιάζεις δηλαδή ξεκινώντας από το ότι θα συμβούν τα χειρότερα στη διάρκεια της ζωής μιας κατασκευής. Ιδιαίτερα αν πρόκειται για γέφυρα, θα συμπληρώναμε εμείς.
Χένρι Πετρόσκι : Πάθος για τις γέφυρες
Ο Χένρι Πετρόσκι, γεννημένος το 1942 στις Ηνωμένες Πολιτείες, είναι καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Ντιουκ και σε έδρα ειδικότητας πολιτικού μηχανικού αλλά και σε έδρα Ιστορίας. Εχει γίνει γνωστός όχι μόνον από τα βιβλία του, που είναι περισσότερα από δέκα και έχουν σχέση με τη μηχανολογία και τον σχεδιασμό αντικειμένων, από συνδετήρες έως μεγάλα δημόσια έργα, αλλά και για την ήδη δεκαετή αρθρογραφία του στο περιοδικό «American Scientist» που εκδίδει η Scientific Research Society, με θέματα ως επί το πλείστον σχετικά με τις γέφυρες. Ενα από τα πιο γνωστά βιβλία του έχει τίτλο: «To engineer is human» παίζοντας με την κλασική αγγλική έκφραση «to err is human (to forgive divine)», επειδή θεωρεί ότι «ανθρώπινο το να κάνεις λάθος» και πολλά μπορούμε να μάθουμε όταν εξετάσουμε προσεκτικά τα λάθη μας στις διάφορες κατασκευές. Θεωρείται στη χώρα του αυθεντία για θέματα γεφυροποιίας και από την κατασκευαστική και από την ιστορική πλευρά. Γι’ αυτό το ΒΗΜΑ-Science ζήτησε τη γνώμη του για ζητήματα σχετικά με τις γέφυρες.
-Σε σχέση με τη γέφυρα στη Γένοβα θεωρεί ότι είναι ακόμη πολύ νωρίς να βγει σωστό συμπέρασμα και θυμίζει ότι μια γέφυρα που ένωνε δύο Πολιτείες επάνω από τον Μισισιπή στεκόταν στη θέση της επί πενήντα χρόνια και ξαφνικά κατέρρευσε το 2007 και έπειτα από πολύ ψάξιμο βρήκαν πως έφταιγαν κάποια μικρά γωνιακά στηρίγματα που υποχώρησαν. Ενα σχεδιαστικό λάθος που πέρασε απαρατήρητο μέχρι να γίνει η ζημιά.
-Το ενισχυμένο σκυρόδεμα μπορεί να θεωρηθεί καλό υλικό αν φτιαχτεί και τοποθετηθεί σωστά, αλλιώς γίνεται ευπρόσβλητο. Και αναφέρει το παράδειγμα μιας γέφυρας σε παράκτια λεωφόρο στο Ορεγκον που χρειάστηκε να αντικατασταθεί γιατί το τσιμέντο της διαβρώθηκε σε μη αναστρέψιμο βαθμό.
-Πότε μπορούμε να πούμε ότι μια γέφυρα έχει εξαντλήσει τον χρόνο της; Κατά τον καθηγητή Πετρόσκι, πέρα από την αναμενόμενη γήρανση του δομικού της υλικού, μια γέφυρα θα πρέπει να τεθεί εκτός και όταν ξεπεραστεί ο συγκοινωνιακός φόρτος για τον οποίον είχε σχεδιαστεί (κάτι που είχε εδώ και δεκαετίες συμβεί στη γέφυρα της Γένοβας). Επίσης στις μεταλλικές γέφυρες εμφανίζεται και η «καταπόνηση υλικού» που δημιουργεί τελικά επικίνδυνες ρωγμές. Γι’ αυτό πρέπει να παρακολουθείται η κατάστασή τους συνεχώς (σ.σ.: όπως περίπου γίνεται και με τα αεροπλάνα). Στις Ηνωμένες Πολιτείες έχουμε συχνά αντικατάσταση μιας γέφυρας όταν δεν μπορούν να επαναφέρουν τον κυκλοφοριακό φόρτο για τον οποίον ήταν σχεδιασμένη.
-Είναι ώρα να αρχίσουμε να κατεδαφίζουμε τις αιωνόβιες γέφυρες; Κατά τη γνώμη του όχι, και αναφέρει για παράδειγμα τη μεταλλική γέφυρα Forth για τον σιδηρόδρομο, το καμάρι της Σκωτίας, μήκους 2,5 χιλιομέτρων, λίγα χιλιόμετρα ανατολικά του Εδιμβούργου, που εγκαινιάστηκε το 1890, και φυσικά τη γέφυρα του Μπρούκλιν, ηλικίας σήμερα 135 ετών.
-Στην ερώτηση ποιος τύπος γέφυρας κατά τη γνώμη του έχει αποδειχθεί ο πλέον αξιόπιστος έως σήμερα, χωρίς δισταγμό δείχνει προς την κατεύθυνση των πετρόκτιστων με τόξα. Αναφέροντας μάλιστα τα υδραγωγεία από τη ρωμαϊκή εποχή στη Σεγόβια της Ισπανίας και στη Νιμ της Γαλλίας. Βέβαια αυτός ο τύπος δόμησης δεν ευνοεί γέφυρες που να ενώνουν πολύ απομακρυσμένα σημεία. Οι πιο μοντέρνες κατασκευές πρέπει να επιλέγονται με βάση τις τοπικές συνθήκες.
-Ποια είναι η τελευταία λέξη αυτή τη στιγμή στα υλικά και στις τεχνικές για την κατασκευή μιας μεγάλης γέφυρας; Ως προς τα υλικά αναφέρει το τσιμέντο υπερυψηλής αντοχής και το τσιμέντο που αυτοκαθαρίζεται. Αν και για αυτά έχουν εκφραστεί ήδη κάποιες αντιρρήσεις για την οικολογική τους ορθότητα. Ως προς τις τεχνικές, κάνει λόγο για την ABC (Accelerated Bridge Construction). Είναι παλιά τεχνική που επανήλθε στις ημέρες μας. Το κατάστρωμα του δρόμου κατασκευάζεται δίπλα από τη γέφυρα και φορτώνεται μόλις είναι έτοιμο επάνω σε αυτήν. Είναι ειλικρινής πάντως και δεν διστάζει να αναφέρει ότι στις αρχές του έτους μια γέφυρα στο Μαϊάμι της Φλόριδας όπου χρησιμοποιήθηκε αυτή η τεχνική κατέρρευσε!
Μια προαναγγελθείσα κατάρρευση
Το κενό των 210 μέτρων ανάμεσα στους δύο τεράστιους τσιμεντένιους πυλώνες της γέφυρας που οδηγεί από τα δυτικά προς το εσωτερικό της πόλης της Γένοβας είναι τεράστιο. Σαν το πεσμένο δόντι ενός γίγαντα, με τα κομμάτια της γέφυρας σε εκείνο το σημείο να βρίσκονται μέσα στον χείμαρρο που περνούσε από κάτω. Τριάντα πέντε αυτοκίνητα βρέθηκαν στο κενό την παραμονή της μεγάλης και για τους Ιταλούς γιορτής του Δεκαπενταύγουστου.
Περισσότεροι από 40 είναι προς το παρόν οι νεκροί. Η κατάρρευση αυτή δεν έτυχε. Απέτυχε, και με προδιαγεγραμμένο τρόπο, το όλο σχέδιο ενός μηχανικού-κατασκευαστή που αντιμετώπισε αλαζονικά την αντοχή των υλικών του και τα στοιχεία της φύσης. Συνένοχοι όσοι κατά καιρούς είχαν την ευθύνη για την παρακολούθηση της γέφυρας και τη συντήρηση των κομματιών της.
Ο Ρικάρντο Μοράντι, γεννημένος το 1901, ήταν ένας μηχανικός που οι περισσότεροι παραδέχονται ότι ήξερε να σχεδιάζει με πολλή επιδεξιότητα δημόσια έργα που είχαν ως βασικό υλικό τους το τσιμέντο. Είχε μάλιστα φτιάξει το 1957 μια ίδια αλλά πολύ μεγαλύτερη γέφυρα στη λίμνη Μαρακάιβο, στη Βενεζουέλα, που κατέρρευσε όταν ένα τάνκερ προσέκρουσε σε πυλώνα της. Οταν λοιπόν ήταν να γίνει η τεράστια γέφυρα στην είσοδο της Γένοβας, στον δρόμο που θα συνέδεε ουσιαστικά τη Νότια Γαλλία με το Μιλάνο, επέμενε και πέτυχε να του ανατεθεί το έργο αυτό και αποφάσισε ότι θα το έφτιαχνε με ελάχιστους τσιμεντένιους πυλώνες, τρεις το πολύ, φτιαγμένους από απλό σκυρόδεμα με ενίσχυση στο εσωτερικό του από σιδερένιο σκελετό και με δύο μόλις ζευγάρια καλωδίων αντιστήριξης, κλεισμένων μέσα σε τσιμέντο με τη μέθοδο της προέντασης(!).
Ετσι υποτίθεται γινόταν μεγάλη οικονομία σε ατσάλι και η γέφυρα θα χτιζόταν πολύ γρήγορα. Η αλήθεια είναι ότι χτιζόταν από το 1963 έως το 1967, ο προϋπολογισμός ξεπεράστηκε αρκετές φορές και μόλις στη δεκαετία του ‘70 ο ίδιος ο Μοράντι έγραψε ότι η κατασκευή του χρειάζεται επισκευές, συνεχή συντήρηση και επίβλεψη. Επάλειψη εξωτερικά του τσιμέντου στους βραχίονες στήριξης με ρητίνες για προστασία από τη διάβρωση. Και σε αυτό είχε απόλυτο δίκιο. Εφυγε από τη ζωή το 1989 χωρίς να γίνει κάτι ουσιαστικό.
Μετά την κατάρρευση και μέσα σε λίγες ημέρες σχετικά με τη γέφυρα αυτή έχει βγει στο φως ότι:
-Είχε μελετηθεί για φόρτο κυκλοφορίας στο ένα τρίτο του σημερινού.
l Κατασκευάστηκε σε απόσταση μόλις 1 χιλιομέτρου από τη θάλασσα και σε περιβάλλον που ισχυροί άνεμοι έφερναν υδρατμούς πλούσιους σε αλάτι, άρα δεν έπρεπε να επικρατεί το τσιμέντο στην όλη κατασκευή.
-Η διάβρωση του τσιμέντου αλλά και των μεταλλικών καλωδίων στο εσωτερικό των στηριγμάτων είχε διαπιστωθεί πριν από το 2000.
-Η προένταση στους βραχίονες στήριξης ήταν ανοησία γιατί στην περίπτωση αυτή είχαμε τέντωμα (ελκυσμό) των βραχιόνων από το βάρος της γέφυρας και όχι συμπίεση (θλίψη).
-Ενας καθηγητής από το Πολυτεχνείο της Γένοβας είχε ζητήσει το 2016 να κλείσει η γέφυρα και να κατεδαφιστεί (οπότε έπρεπε να απομακρυνθούν 80.000 κυβικά τσιμέντου) ή έστω να γίνουν εκτεταμένες επισκευές.
-Είχαν αντιδράσει ακόμη και τα εργοστάσια που βρίσκονταν από κάτω γιατί δεν ήθελαν να κλείσουν προσωρινά ή να απομακρυνθούν.
-Τον Φεβρουάριο του 2018 αποφασίστηκε ότι η γέφυρα ήταν επικίνδυνη και αποφάσισαν ότι πρέπει να εγκαταστήσουν εξωτερικά και άλλα πρόσθετα καλώδια στήριξης, αλλά το άφησαν για μετά το καλοκαίρι(!).
Πηγή Tromaktiko
Ηταν μια εποχή που οι άνθρωποι ψάχνονταν για το πώς ακριβώς να προστατεύσουν μια μαρμάρινη, βαριά και λεπτή στήλη. Ηθελαν να μη σπάσει μέχρι να έλθει η ώρα να μπει στη θέση της. Ετσι απλά κάτω στο χώμα ήταν και αυτό επίφοβο, αφού αρκούσε κάποιος να πατήσει επάνω της εκεί κοντά στη μέση. Αποφάσισαν να την ακουμπήσουν σε δυο άλλους στύλους τοποθετημένους στα άκρα της. Κάποιος είπε ότι θα έπρεπε να μπει και ένα υποστήριγμα στη μέση. Το έβαλαν και αυτό. Μόνον που η στήλη τελικά δεν γλίτωσε. Εσπασε εκεί στη μέση διότι οι δύο ακραίοι στύλοι είχαν βουλιάξει στο χώμα από το βάρος της και την άφησαν κάποια στιγμή να στηρίζεται μόνον σε ένα σημείο.
Είναι η χρήσιμη ιστορία που ένας μηχανικός αγαπάει να τη διηγείται για έναν άλλον, που έζησε μερικούς αιώνες πριν.
Ο Γαλιλαίος δεν ασχολήθηκε μόνον με τους πλανήτες και την περιστροφή της Γης, ασχέτως αν θα γινόταν διάσημος και μόνον από αυτά. Εκανε πειράματα για να καταλάβει τις δυνάμεις που δρουν ανάμεσα σε στερεά σώματα σε επαφή και είχε καταλήξει στο συμπέρασμα ότι όσο μεγαλώνει το μήκος μιας στήλης τοποθετημένης οριζόντια η αντοχή της στα διάφορα βάρη εξασθενεί αν δεν αυξάνεις ταυτόχρονα το πλάτος και το πάχος της. ‘Η αλλιώς, αν διπλασιάσεις το μήκος και το πλάτος της δεν θα αντέχει απαραίτητα και διπλάσιο φορτίο σε σχέση με πριν.
Αργότερα αυτές οι παρατηρήσεις μπήκαν σε έναν ωραίο «τύπο» της Μηχανικής που λέει συνοπτικά ότι το πάχος μιας πλάκας από συμπαγές υλικό – ας σκεφθούμε εδώ μια πλάκα από μάρμαρο – εξαρτάται από την πυκνότητα του υλικού, πάει αντίστροφα με το πόσο μπορεί να πιεστεί, και, κυρίως, από το μήκος του ανοίγματος που θέλουμε να γεφυρώσουμε, αλλά υψωμένο στο τετράγωνο. Και αυτό το τελευταίο τα χαλούσε όλα. Διότι έφθανες σε πλάτη κοιλάδων, ποταμών ή θαλάσσιων που όντας τόσο εκτεταμένα χρειαζόταν να είναι τόσο μεγάλο και το πάχος του καταστρώματος της γέφυρας. Κάτι ανέφικτο να κατασκευαστεί.
Αρχίζοντας από τα βασικά
Γέφυρες. Τεράστιες, ακίνητες, γερά στηριγμένες στην ξηρά ή σε κάποιον βυθό, αξίζει να πάρεις τις αποστάσεις σου για να τις κοιτάξεις και από μακριά και από διαφορετικές γωνίες. Μερικές από αυτές είναι επιτεύγματα του ανθρώπινου μυαλού ενώ άλλες κουβαλούν και κατασκευαστικά λάθη. Ολες έχουν κρυφά στοιχεία, που χαίρεσαι όταν μπορείς να τα αποκρυπτογραφήσεις. Υπάρχουν άλλωστε άνθρωποι που όπως άλλοι παρατηρούν και φωτογραφίζουν τα πουλιά εκείνοι κάνουν το ίδιο με τις γέφυρες.
Το πρώτο αόρατο στοιχείο που πρέπει να ψάξει και να αντιληφθεί κάποιος κοιτάζοντας τη φόρμα μιας γέφυρας είναι οι δυνάμεις. Πού και πώς ασκούνται. Διότι έχουμε αυτές που τείνουν να συνθλίψουν ένα στοιχείο της γέφυρας και αυτές που τείνουν να τεντώσουν όσο γίνεται περισσότερο ένα άλλο στοιχείο. Εκεί που έχουμε τάσεις, στις μοντέρνες κυρίως γέφυρες, βλέπουμε να χρησιμοποιούνται για αντιστάθμισμα πολύκλωνα συρματόσχοινα. Ενώ εκεί που έχουμε σύνθλιψη αντιστέκονται καλά στοιχεία από πέτρα ή από ενισχυμένο με σίδερα τσιμέντο. Ηδη όμως κάναμε το πρώτο βήμα. Καταλαβαίνουμε γιατί έχουμε συρματόσχοινα που συνδέουν το κατάστρωμα του δρόμου με τον πυλώνα. Προφανώς διότι θα τεντώνονται (θα τείνονται) από το βάρος του ενώ οι πυλώνες θα δέχονται από τα συρματόσχοινα πίεση προς τα κάτω, άρα σύνθλιψη. Φυσικό λοιπόν να είναι φτιαγμένοι και από ενισχυμένο τσιμέντο.
Στα πέτρινα γεφύρια έχουμε (σχεδόν) πάντα τόξο διότι δημιουργούνται δυνάμεις προς τα πλάγια και τελικά προς τα κάτω, άρα εκεί έχουμε σύνθλιψη και η πέτρα, όπως ήδη αναφέρθηκε, την αντέχει πολύ καλά, ιδιαίτερα αν η βάση είναι πιο ογκώδης από την κορυφή.
Από τα απλά στα περίτεχνα
Προφανώς η πρώτη γέφυρα θα ήταν ένας κορμός δέντρου επάνω από ένα ρυάκι. Κάποια στιγμή αργότερα ίσως και μια μεγάλη πλάκα στηριγμένη μόνον στα άκρα της (Στο Stonehenge βλέπουμε ότι κάτι τέτοιο δεν ήταν ακατόρθωτο). Οσο αυξάνονταν οι ανάγκες των ανθρώπων μεγάλωνε και η λαχτάρα τους να ενώσουν μεγαλύτερα χάσματα. Βρήκαν κάποια στιγμή και έναν μαθηματικό τύπο που τους εξηγούσε ότι για να μη σπάσει στη μέση η απλή πλάκα που ενώνει δυο σημεία περνώντας επάνω από το μεταξύ τους κενό όσο η απόσταση μεγαλώνει θα πρέπει να γίνεται αντίστοιχα τόσο «χοντρή» που τελικά δεν θα μπορούσαν να την κουβαλήσουν έως εκεί.
Η επόμενη σκέψη λοιπόν ήταν να κάνουμε αυτή την «πλάκα» από άλλο υλικό, από σίδηρο ας πούμε, αλλά να είναι τόσο καλά δεμένη ώστε να μη σπάει στη μέση όταν περνούμε, ούτε καν να κάμπτεται. Και έτσι προέκυψαν οι γέφυρες τύπου truss, δηλαδή με σιδερένιες ράβδους στα πλάγια και επάνω ή κάτω από το κατάστρωμα (με ανωδομή ή κατωδομή όπως λέγεται), αλλά όχι τυχαία τοποθετημένες. Πρέπει να σχηματίζουν ένα καλά υπολογισμένο από πριν δικτύωμα. Τέτοια είναι, για παράδειγμα, η γέφυρα στον Ισθμό της Κορίνθου. Με αυτόν τον τρόπο πέτυχαν να είναι σχετικά άκαμπτο το κατάστρωμα της γέφυρας και να μη συστρέφεται όταν τη χτυπούν ισχυροί άνεμοι από το πλάι ενώ μοιράζονται οι τάσεις και οι συμπιέσεις πολύ πιο… δίκαια ώστε να μην πέφτει σε κάποιο σημείο περισσότερη από όση μπορεί να αντέξει.
Και όμως… κινούνται
Οι Ρωμαίοι τους πρώτους αιώνες μ.Χ. αλλά και οι δικοί μας παλιοί μάστορες αργότερα το είχαν παρακάμψει αυτό το εμπόδιο της υπερφόρτωσης χτίζοντας τα πανέμορφα και πολύ γνωστά και εδώ στην Ελλάδα τοξωτά γεφύρια. Διότι, όπως αποδεικνύουν και οι νόμοι της Φυσικής, αυτό το τόξο καταφέρνει «να διώχνει», δηλαδή να συγκεντρώνει στα δυο άκρα της γέφυρας τα ακρόβαθρα, όπως λέγονται, τις τάσεις που θα έτειναν να διαλύσουν τη γέφυρα στο πιο ασθενές της σημείο, δηλαδή στη μέση αν συγκεντρώνονταν όλες εκεί. Φτιάχνοντας λοιπόν ισχυρές τις δύο βάσεις από όπου ξεκινάει μια τοξωτή γέφυρα εξασφαλίζεις και την αντοχή της χωρίς υπερβολικό πάχος, άρα και βάρος.
Μόνον που τα ολοένα και πιο φιλόδοξα σχέδια των πολιτικών και των μηχανικών δεν μπορούσαν από τον 19ο αιώνα και μετά να καλυφθούν από τις τοξωτές γέφυρες. Ηθελαν να ενώσουν όλο και πιο απόμακρα σημεία που θα απαιτούσαν υπερβολικά μεγάλα τόξα. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα να κόβουν κατά τη διάρκεια της κατασκευής το κατάστρωμα σε κομμάτια που φτιάχνονται χωριστά και ενώνονται στα ενδιάμεσα σημεία, εκεί όπου δίνουν τη στήριξή τους τα υπόβαθρα. Και έτσι όμως ο κατασκευαστής δεν αποφεύγει τις ανεπαίσθητες (μικρο)κινήσεις του καταστρώματος και κάτι πρέπει να γίνει.
Ο καθένας μας, αν και δεν τις βλέπει, μπορεί να είναι σίγουρος ότι σε μια γέφυρα με κυκλοφορία το κατάστρωμα πάλλεται. Αν φανταστούμε προς στιγμήν ότι το κατάστρωμα της γέφυρας είναι φτιαγμένο μόνον από ένα φύλλο λεπτής λαμαρίνας για όσο χρόνο περπατούμε επάνω της θα έχουμε δύο στρεβλώσεις. Μια καμπύλωση κατά πλάτος αφού εκεί που πατάμε θα κάνει κοιλιά, και επίσης μια κατά μήκος, μέχρι να διασχίσουμε όλη τη γέφυρα. Ακόμη και στο πιο καλοφτιαγμένο και σταθερό κατάστρωμα γέφυρας πρέπει να σκεφτόμαστε λοιπόν ότι συνεχώς υπάρχουν αυτές οι παραμορφώσεις, έστω και αν δεν τις βλέπει το γυμνό μάτι.
Η λύση που χωρίς πολλή σκέψη μπορεί να προταθεί, όσο υπάρχει η ανάγκη να μεγαλώνει σε μήκος μια γέφυρα, είναι να αυξάνεις το πάχος του καταστρώματος και να βάζεις από κάτω σε πιο μικρά διαστήματα υποστύλωση. Και τα δύο όμως αυτά είναι οι χειρότερες προτάσεις λόγω κόστους αλλά και δυσκολιών μερικές φορές στη θεμελίωση όταν η γέφυρα περνάει επάνω από θάλασσα. Και το χειρότερο είναι ότι οι γέφυρες… κινούνται και ολόκληρες. Από τον αέρα όταν τις χτυπάει από το πλάι και από τους σεισμούς που όταν συμβούν στην περιοχή θα επιτεθούν αδίστακτα στα υποστυλώματα.
Μια πιο καλή λύση λοιπόν βρέθηκε πριν από έναν αιώνα και παραπάνω. Φτιάχνονται οι λεγόμενοι πυλώνες, κατασκευές πολύ μεγάλου ύψους, από μέταλλο ή από οπλισμένο σκυρόδεμα, και οι πυλώνες συνδέονται πλευρικά με δυο τεράστια σε μήκος αλλά και πολύ χοντρά συρματόσχοινα, που αφήνονται κάπως χαλαρά να σχηματίζουν τη χαρακτηριστική καμπύλη τους. Σε αυτά προσδένονται άλλα μικρότερα που θα συγκρατήσουν το κατάστρωμα του δρόμου. Δηλαδή σχηματικά λέμε ότι ο δρόμος κρέμεται από αυτά τα λεπτότερα κάθετα συρματόσχοινα ασκώντας τάσεις με το βάρος του. Αυτές οι τάσεις μεταφέρονται από τα πιο ανθεκτικά δυο συρματόσχοινα στους πυλώνες και οι πυλώνες με τη σειρά τους πιέζονται προς τα κάτω. Εκεί δεν έχουμε τάση πλέον αλλά θλίψη, δηλαδή μια δύναμη με διεύθυνση κατά μήκος του πυλώνα και φορά προς τα κάτω. Και αυτή προφανώς με τους κατάλληλους υπολογισμούς αντέχεται. Η γνωστή ως Golden Gate στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι τέτοιου τύπου.
Μια παραλλαγή αυτής της «κρεμαστής» γέφυρας, όπως επικράτησε να λέγεται χωρίς να είναι πάντα κατανοητό το γιατί, αφού ο άλλος βλέπει ότι το κατάστρωμα ακουμπάει και σε υποστυλώματα, είναι η καλωδιωτή ή αναρτημένη. Πάλι έχουμε μια μορφή κρεμάσματος, αλλά τα συρματόσχοινα φεύγουν από τους πυλώνες και προσδένονται κατευθείαν στο κατάστρωμα δημιουργώντας συχνά και θεαματικούς σχηματισμούς που θυμίζουν βεντάλια. Τέτοιου τύπου είναι η γέφυρα που ενώνει το Ρίο με το Αντίρριο στον Κορινθιακό κόλπο. Το πλεονέκτημα με τις κρεμαστές γέφυρες γενικά είναι ότι δεν πέφτει όλο το βάρος στα υποστυλώματα, αφού ένα μέρος του μεταφέρεται στους πυλώνες.
Βέβαια, από εκεί και πέρα η φαντασία των αρχιτεκτόνων και η ικανότητα των μηχανικών έδωσαν διάφορες παραλλαγές και μερικές φορές το αποτέλεσμα δεν είναι άσχημο. Υπάρχει μάλιστα μία (τουλάχιστον) γέφυρα που καταφέρνει να συγκεντρώνει τρεις τύπους μαζί και βρίσκεται στο λιμάνι του Σίδνεϊ. Είναι μεταλλική με δικτύωμα ανωδομής, τοξωτή και από το τόξο φεύγουν συρματόσχοινα που συγκρατούν το κατάστρωμα!
Δημιουργώντας εντάσεις
Υπάρχει άραγε «φάρμακο» για όλες αυτές τις κάμψεις που θα προκαλούν η πυκνή κυκλοφορία και τα πολύ βαριά οχήματα σε μια γέφυρα; Η απάντηση ξεκινά από το ότι θα πρέπει το κατάστρωμα της γέφυρας να αντιδράσει σε αυτές τις παραμορφώσεις. Και εδώ έρχεται να βοηθήσει κάτι που οι μελετητές των μεγάλων έργων και οι πολιτικοί μηχανικοί γενικότερα μαθαίνουν ήδη από τη Σχολή. Είναι το προεντεταμένο σκυρόδεμα (κάτι διαφορετικό από το οπλισμένο σκυρόδεμα).
Αν θέλεις να κάνεις κάποιον να καταλάβει πιο εύκολα το πώς λειτουργεί αυτό, του αναφέρεις το κλασικό παράδειγμα με τα βιβλία. Παίρνεις με τα δυο σου χέρια μια στοίβα βιβλίων, τη φέρνεις μπροστά σου οριζόντια και πιέζεις γερά στα άκρα με τις παλάμες των δυο χεριών σου, πιο πολύ προς το κάτω μέρος τους. Τότε μπορεί κάποιος να βάλει επάνω στην οριζόντια αυτή διάταξη των βιβλίων μερικά ακόμη χωρίς να πέσουν κάτω.
Κάπως έτσι γίνεται με ολόκληρα μπλοκ τσιμέντου που έχουν στο εσωτερικό τους μεταλλικά συρματόσχοινα. Διαλέγεις το μήκος του μπλοκ που θέλεις και πρώτα τεντώνεις στα άκρα με ισχυρότατα μηχανήματα τα συρματόσχοινα, έτσι όπως θα έκανες αν ήταν από λάστιχο. Μετά χύνεται το μπετόν και σε ορισμένο χρόνο αφήνεται ελεύθερος ο τένοντας, το συρματόσχοινο δηλαδή στο εσωτερικό του. Αυτό τείνει να επανέλθει στο αρχικό του μήκος συμπιέζοντας έτσι ολόκληρο τον όγκο του τσιμέντου, που αποκτά μια ελαφριά κάμψη. Οταν λοιπόν αυτό πάρει τη θέση του για να χρησιμεύσει ως κατάστρωμα στον δρόμο, την καμπύλωση που θα του επέβαλλε με την πίεσή της η κυκλοφορία τώρα την αντισταθμίζει η ελαφριά καμπύλωση λόγω της προέντασης.
Προένταση χρησιμοποίησε κατά έναν παράδοξο τρόπο και ο Μοράντι στη γέφυρα της Γένοβας. Αλλά εκεί τέντωσε τα συρματόσχοινα που συγκρατούσαν το κατάστρωμα του δρόμου, τα έντυσε με τσιμέντο (προφανώς για να αποφύγει τον αέρα του τόπου με τις διαβρωτικές του ουσίες, αλλά… δεν) και τα συνέδεσε με τους τρεις πυλώνες. Μόνον που εκεί είχαμε, κάπως ανορθόδοξα, τάση και όχι συμπίεση και τελικά όλα πήγαν λάθος.
Εννοείται ότι σε μια σύγχρονη γέφυρα γίνονται και άλλα πράγματα. Το κατάστρωμα δεν ακουμπάει απευθείας στα υποστυλώματα αλλά μεσολαβούν σχηματισμοί που ονομάζονται εφέδρανα και είναι σαν μαξιλαράκια που απορροφούν την ενέργεια από ανεπιθύμητες κινήσεις του καταστρώματος λόγω συντονισμών, ανέμων ή σεισμών. Ας μην ξεχνούμε ότι οι άνεμοι και μόνον έχουν ρίξει ακόμη και μεγάλες κρεμαστές γέφυρες, όπως η γνωστή της Τακόμα το 1940 στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Σκοτώνουν τις γέφυρες όταν γεράσουν;
Οι γέφυρες είναι σαν τους ανθρώπους. Αλλες, αν και γερνούν, μένουν όρθιες και όμορφες ενώ άλλες έχουν άσχημα στερνά. Επίσης όσο περνάει ο καιρός δυσκολεύονται όλο και περισσότερο να κρατηθούν στη ζωή αφού η μόλυνση της ατμόσφαιρας επηρεάζει το υλικό τους. Η όξινη βροχή, τα καυσαέρια, η κυκλοφορία των οχημάτων που αυξάνεται συνέχεια δοκιμάζουν τις αντοχές μιας γέφυρας. Η αλήθεια είναι πως χτίζονται επάνω από όλο και πιο ταραγμένα νερά. Και η συντήρησή τους θα πρέπει να θυμίζει λίγο το πώς παρακολουθούνται τα μέταλλα των αεροπλάνων. Κάτι που δεν έγινε με τη γέφυρα της Γένοβας και δεν ξέρουμε τι γίνεται και με τις δικές μας γέφυρες εδώ. Αφού δεν βγήκε κάποιος να μας ενημερώσει μετά την ανατριχιαστική κατάρρευση στην Ιταλία. Ηδη όμως γίνεται πολύς λόγος για γέφυρες που φθάνουν στο τέλος τους και θα πρέπει να βρεθεί τρόπος να γκρεμιστούν ενώ θα πρέπει ίσως να παραδεχτούμε ότι δεν γίνεται να συνδέσεις με γέφυρες τα πάντα.
Ο Χένρι Πετρόσκι, που διηγείται και την ιστορία με τον Γαλιλέο, στην ερώτηση «τι είναι engineering», δηλαδή τι σημαίνει να σκέπτεσαι ως μηχανικός, απαντά αδίστακτα: «Να προσπαθείς να μην κάνεις λάθη». Να σχεδιάζεις δηλαδή ξεκινώντας από το ότι θα συμβούν τα χειρότερα στη διάρκεια της ζωής μιας κατασκευής. Ιδιαίτερα αν πρόκειται για γέφυρα, θα συμπληρώναμε εμείς.
Χένρι Πετρόσκι : Πάθος για τις γέφυρες
Ο Χένρι Πετρόσκι, γεννημένος το 1942 στις Ηνωμένες Πολιτείες, είναι καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Ντιουκ και σε έδρα ειδικότητας πολιτικού μηχανικού αλλά και σε έδρα Ιστορίας. Εχει γίνει γνωστός όχι μόνον από τα βιβλία του, που είναι περισσότερα από δέκα και έχουν σχέση με τη μηχανολογία και τον σχεδιασμό αντικειμένων, από συνδετήρες έως μεγάλα δημόσια έργα, αλλά και για την ήδη δεκαετή αρθρογραφία του στο περιοδικό «American Scientist» που εκδίδει η Scientific Research Society, με θέματα ως επί το πλείστον σχετικά με τις γέφυρες. Ενα από τα πιο γνωστά βιβλία του έχει τίτλο: «To engineer is human» παίζοντας με την κλασική αγγλική έκφραση «to err is human (to forgive divine)», επειδή θεωρεί ότι «ανθρώπινο το να κάνεις λάθος» και πολλά μπορούμε να μάθουμε όταν εξετάσουμε προσεκτικά τα λάθη μας στις διάφορες κατασκευές. Θεωρείται στη χώρα του αυθεντία για θέματα γεφυροποιίας και από την κατασκευαστική και από την ιστορική πλευρά. Γι’ αυτό το ΒΗΜΑ-Science ζήτησε τη γνώμη του για ζητήματα σχετικά με τις γέφυρες.
-Σε σχέση με τη γέφυρα στη Γένοβα θεωρεί ότι είναι ακόμη πολύ νωρίς να βγει σωστό συμπέρασμα και θυμίζει ότι μια γέφυρα που ένωνε δύο Πολιτείες επάνω από τον Μισισιπή στεκόταν στη θέση της επί πενήντα χρόνια και ξαφνικά κατέρρευσε το 2007 και έπειτα από πολύ ψάξιμο βρήκαν πως έφταιγαν κάποια μικρά γωνιακά στηρίγματα που υποχώρησαν. Ενα σχεδιαστικό λάθος που πέρασε απαρατήρητο μέχρι να γίνει η ζημιά.
-Το ενισχυμένο σκυρόδεμα μπορεί να θεωρηθεί καλό υλικό αν φτιαχτεί και τοποθετηθεί σωστά, αλλιώς γίνεται ευπρόσβλητο. Και αναφέρει το παράδειγμα μιας γέφυρας σε παράκτια λεωφόρο στο Ορεγκον που χρειάστηκε να αντικατασταθεί γιατί το τσιμέντο της διαβρώθηκε σε μη αναστρέψιμο βαθμό.
-Πότε μπορούμε να πούμε ότι μια γέφυρα έχει εξαντλήσει τον χρόνο της; Κατά τον καθηγητή Πετρόσκι, πέρα από την αναμενόμενη γήρανση του δομικού της υλικού, μια γέφυρα θα πρέπει να τεθεί εκτός και όταν ξεπεραστεί ο συγκοινωνιακός φόρτος για τον οποίον είχε σχεδιαστεί (κάτι που είχε εδώ και δεκαετίες συμβεί στη γέφυρα της Γένοβας). Επίσης στις μεταλλικές γέφυρες εμφανίζεται και η «καταπόνηση υλικού» που δημιουργεί τελικά επικίνδυνες ρωγμές. Γι’ αυτό πρέπει να παρακολουθείται η κατάστασή τους συνεχώς (σ.σ.: όπως περίπου γίνεται και με τα αεροπλάνα). Στις Ηνωμένες Πολιτείες έχουμε συχνά αντικατάσταση μιας γέφυρας όταν δεν μπορούν να επαναφέρουν τον κυκλοφοριακό φόρτο για τον οποίον ήταν σχεδιασμένη.
-Είναι ώρα να αρχίσουμε να κατεδαφίζουμε τις αιωνόβιες γέφυρες; Κατά τη γνώμη του όχι, και αναφέρει για παράδειγμα τη μεταλλική γέφυρα Forth για τον σιδηρόδρομο, το καμάρι της Σκωτίας, μήκους 2,5 χιλιομέτρων, λίγα χιλιόμετρα ανατολικά του Εδιμβούργου, που εγκαινιάστηκε το 1890, και φυσικά τη γέφυρα του Μπρούκλιν, ηλικίας σήμερα 135 ετών.
-Στην ερώτηση ποιος τύπος γέφυρας κατά τη γνώμη του έχει αποδειχθεί ο πλέον αξιόπιστος έως σήμερα, χωρίς δισταγμό δείχνει προς την κατεύθυνση των πετρόκτιστων με τόξα. Αναφέροντας μάλιστα τα υδραγωγεία από τη ρωμαϊκή εποχή στη Σεγόβια της Ισπανίας και στη Νιμ της Γαλλίας. Βέβαια αυτός ο τύπος δόμησης δεν ευνοεί γέφυρες που να ενώνουν πολύ απομακρυσμένα σημεία. Οι πιο μοντέρνες κατασκευές πρέπει να επιλέγονται με βάση τις τοπικές συνθήκες.
-Ποια είναι η τελευταία λέξη αυτή τη στιγμή στα υλικά και στις τεχνικές για την κατασκευή μιας μεγάλης γέφυρας; Ως προς τα υλικά αναφέρει το τσιμέντο υπερυψηλής αντοχής και το τσιμέντο που αυτοκαθαρίζεται. Αν και για αυτά έχουν εκφραστεί ήδη κάποιες αντιρρήσεις για την οικολογική τους ορθότητα. Ως προς τις τεχνικές, κάνει λόγο για την ABC (Accelerated Bridge Construction). Είναι παλιά τεχνική που επανήλθε στις ημέρες μας. Το κατάστρωμα του δρόμου κατασκευάζεται δίπλα από τη γέφυρα και φορτώνεται μόλις είναι έτοιμο επάνω σε αυτήν. Είναι ειλικρινής πάντως και δεν διστάζει να αναφέρει ότι στις αρχές του έτους μια γέφυρα στο Μαϊάμι της Φλόριδας όπου χρησιμοποιήθηκε αυτή η τεχνική κατέρρευσε!
Μια προαναγγελθείσα κατάρρευση
Το κενό των 210 μέτρων ανάμεσα στους δύο τεράστιους τσιμεντένιους πυλώνες της γέφυρας που οδηγεί από τα δυτικά προς το εσωτερικό της πόλης της Γένοβας είναι τεράστιο. Σαν το πεσμένο δόντι ενός γίγαντα, με τα κομμάτια της γέφυρας σε εκείνο το σημείο να βρίσκονται μέσα στον χείμαρρο που περνούσε από κάτω. Τριάντα πέντε αυτοκίνητα βρέθηκαν στο κενό την παραμονή της μεγάλης και για τους Ιταλούς γιορτής του Δεκαπενταύγουστου.
Περισσότεροι από 40 είναι προς το παρόν οι νεκροί. Η κατάρρευση αυτή δεν έτυχε. Απέτυχε, και με προδιαγεγραμμένο τρόπο, το όλο σχέδιο ενός μηχανικού-κατασκευαστή που αντιμετώπισε αλαζονικά την αντοχή των υλικών του και τα στοιχεία της φύσης. Συνένοχοι όσοι κατά καιρούς είχαν την ευθύνη για την παρακολούθηση της γέφυρας και τη συντήρηση των κομματιών της.
Ο Ρικάρντο Μοράντι, γεννημένος το 1901, ήταν ένας μηχανικός που οι περισσότεροι παραδέχονται ότι ήξερε να σχεδιάζει με πολλή επιδεξιότητα δημόσια έργα που είχαν ως βασικό υλικό τους το τσιμέντο. Είχε μάλιστα φτιάξει το 1957 μια ίδια αλλά πολύ μεγαλύτερη γέφυρα στη λίμνη Μαρακάιβο, στη Βενεζουέλα, που κατέρρευσε όταν ένα τάνκερ προσέκρουσε σε πυλώνα της. Οταν λοιπόν ήταν να γίνει η τεράστια γέφυρα στην είσοδο της Γένοβας, στον δρόμο που θα συνέδεε ουσιαστικά τη Νότια Γαλλία με το Μιλάνο, επέμενε και πέτυχε να του ανατεθεί το έργο αυτό και αποφάσισε ότι θα το έφτιαχνε με ελάχιστους τσιμεντένιους πυλώνες, τρεις το πολύ, φτιαγμένους από απλό σκυρόδεμα με ενίσχυση στο εσωτερικό του από σιδερένιο σκελετό και με δύο μόλις ζευγάρια καλωδίων αντιστήριξης, κλεισμένων μέσα σε τσιμέντο με τη μέθοδο της προέντασης(!).
Ετσι υποτίθεται γινόταν μεγάλη οικονομία σε ατσάλι και η γέφυρα θα χτιζόταν πολύ γρήγορα. Η αλήθεια είναι ότι χτιζόταν από το 1963 έως το 1967, ο προϋπολογισμός ξεπεράστηκε αρκετές φορές και μόλις στη δεκαετία του ‘70 ο ίδιος ο Μοράντι έγραψε ότι η κατασκευή του χρειάζεται επισκευές, συνεχή συντήρηση και επίβλεψη. Επάλειψη εξωτερικά του τσιμέντου στους βραχίονες στήριξης με ρητίνες για προστασία από τη διάβρωση. Και σε αυτό είχε απόλυτο δίκιο. Εφυγε από τη ζωή το 1989 χωρίς να γίνει κάτι ουσιαστικό.
Μετά την κατάρρευση και μέσα σε λίγες ημέρες σχετικά με τη γέφυρα αυτή έχει βγει στο φως ότι:
-Είχε μελετηθεί για φόρτο κυκλοφορίας στο ένα τρίτο του σημερινού.
l Κατασκευάστηκε σε απόσταση μόλις 1 χιλιομέτρου από τη θάλασσα και σε περιβάλλον που ισχυροί άνεμοι έφερναν υδρατμούς πλούσιους σε αλάτι, άρα δεν έπρεπε να επικρατεί το τσιμέντο στην όλη κατασκευή.
-Η διάβρωση του τσιμέντου αλλά και των μεταλλικών καλωδίων στο εσωτερικό των στηριγμάτων είχε διαπιστωθεί πριν από το 2000.
-Η προένταση στους βραχίονες στήριξης ήταν ανοησία γιατί στην περίπτωση αυτή είχαμε τέντωμα (ελκυσμό) των βραχιόνων από το βάρος της γέφυρας και όχι συμπίεση (θλίψη).
-Ενας καθηγητής από το Πολυτεχνείο της Γένοβας είχε ζητήσει το 2016 να κλείσει η γέφυρα και να κατεδαφιστεί (οπότε έπρεπε να απομακρυνθούν 80.000 κυβικά τσιμέντου) ή έστω να γίνουν εκτεταμένες επισκευές.
-Είχαν αντιδράσει ακόμη και τα εργοστάσια που βρίσκονταν από κάτω γιατί δεν ήθελαν να κλείσουν προσωρινά ή να απομακρυνθούν.
-Τον Φεβρουάριο του 2018 αποφασίστηκε ότι η γέφυρα ήταν επικίνδυνη και αποφάσισαν ότι πρέπει να εγκαταστήσουν εξωτερικά και άλλα πρόσθετα καλώδια στήριξης, αλλά το άφησαν για μετά το καλοκαίρι(!).
Πηγή Tromaktiko
ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ
ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
ΣΧΟΛΙΑΣΤΕ
