Hmm... temat mostów z jazdą górą albo dołem, bo tak u źródeł nazywają się łuki "górne" lub "dolne" jest bardzo szeroki.
Gdy powstawały pierwsze ludzkie mosty (a mosty potrafi budować sama natura, w tym zwierzęta np. mrówki),
to zawsze miały jazdę górą.
Dlaczego? Bo taki most można łatwo zbudować z dowolnego twardego materiału i jest on intuicyjny w używaniu.
Pierwsze mosty to były pnie zwalone w poprzek strumienia. Instynktownie wolimy przejść po kładce niż brodzić w wodzie.
Wczesne mosty kolejowe też miały bez wyjątku jazdę górą.
Materiałem było drewno, kamień, a w końcu cegła.
To się zmieniło, gdy w połowie XIX w. opanowano w Anglii, a później Niemczech przemysłowy wytop jednolitej gatunkowo stali,
której nie trzeba było mozolnie kuć, aby usunąć zanieczyszczenia. W latach 50-ych Henry Bessemer wpadł na pomysł, by do
kadzi roztopionego żelaza wdmuchiwać rurą powietrze. Tlen w powietrzu, nie dość że utleniał zanieczyszczenia, to jeszcze podwyższał
temperaturę stopu żelaza z węglem. W rezultacie stal Bessemera była jednolita, ciągliwa i nie pękała pod obciążeniem,
jak starsza stal z pieców pudlarskich. Idealnie nadawała się do budowy mostów.
Łuki mostów kamiennych, ceglanych czy betonowych bez zbrojenia mogą przenosić wyłącznie duże siły ściskające,
a
nigdy rozciągające. Natomiast mosty stalowe mogą mieć poziome albo łukowe pasy pracujące
też na rozciąganie i tak się dzieje np. w przypadku mostów stalowych z jazdą górą.
Możliwość sprężystej pracy i na ściskanie i na rozciąganie to największa przewaga stali nad kamieniem.
Nowa stal pozwalała przenieść łuk dźwigający cały ciężar pociągu spod toru nad tor. Coś jak poniżej:
Tak się rodził most stalowy z jazdą dołem - czyli z pociągiem wewnątrz kratownicy.
BTW. Nie jestem inżynierem, ale według mojej wiedzy, most kratownicowy nie jest łukowym, nawet jeżeli jego górny albo dolny pas
jest w kształcie łuku (ściślej: paraboli - świetnie ją widać na wyżej wstawionym moście z Tlenia).
Nie jest to nigdy idealny łuk - ma lekkie załamania, więc oblicza się go inaczej niż klasyczny most łukowy, kamienny czy ceglany.
Pierwsze mosty kratownicowe i stalowe, w odróżnieniu od żeliwnych, nie miały łuków i były klatką z tak gęstej siatki, że przypominały tunel.
Świetnym przykładem są tu 2 najstarsze przęsła obecnego mostu drogowego w Tczewie.
Swoją drogą, to cud, że jeszcze istnieją po 163 latach od oddania do ruchu.
Dlaczego te wczesne mosty miały gęstą kratownicę?
Bo w momencie ich budowy nie była jeszcze dostępna plastyczna stal Bessemera, którą łatwo rozwalcować na dowolny rozmiar.
Każdy element wczesnego mostu stalowego wymagał kucia, czyli walenia na gorąco wielkim młotem z 4 stron do uzyskania płaskownika
o oczekiwanej grubości. Bez kucia, ówczesna stal była za krucha.
Wracając do pytania. Dlaczego budowano mosty z tak różnymi przęsłami?
Bo różne są lokalne warunki terenowe, a to one decydują, która konstrukcja będzie tańsza.
Lokalny warunek to np. głębokość doliny do pokonania i wysokość skarp na jej skraju.
Najbardziej ogólna zasada:
Tam gdzie dolina jest głęboko wcięta, a skarpy wysokie - tam opłacał się najczęściej most z jazdą górą.
Z kolei, tam gdzie teren jest płaski, a brzegi niskie - tańszym rozwiązaniem była kratownica z jazdą dołem.
Dobrym przykładem są mosty wiślane. Od Warszawy do ujścia Wisły jest zaledwie 7 mostów kolejowych lub kolejowo-drogowych.
Było 8, ale most w Opaleniu (w wersji prowizorycznej) znikł w 1947 r.
1) W-wa Średnicowy (jazda górą)
2) W-wa przy Cytadeli (jazdą górą)
3) Płock (jazda górą, kolej+samochody)
4) Toruń (jazda dołem)
5) Fordon (jazda dołem, kolej+samochody)
6) Grudziądz (jazda dołem, kolej+samochody)
7) Opalenie (stały - jazda dołem, prowizoryczny - jazda górą, oba nie istnieją)
8) Tczew (jazda dołem)
Jak widać, tylko 3 mosty (2 w W-wie i 1 w Płocku) mają jazdę górą i ma to uzasadnienie:
W Warszawie lewy brzeg doliny ma stromą skarpę. Jest ona sporo oddalona od obecnego nurtu.
W Płocku jest jeszcze wyższa skarpa blisko rzeki na prawym brzegu.
Pozostałe mosty przekraczają Wisłę w miejscach gdzie nie ma wysokich brzegów
i dlatego są z jazdą dołem.
Warto skrótowo wymienić główne zalety i wady obu typów przęseł.
Most jazda górą - zalety:
- brak ryzyka uderzenia w most w razie wykolejenia pociągu,
- możliwość ustawienia mostu na łuku o dużym promieniu.
Most jazda górą - wady:
- niewielka przestrzeń pod mostem,
- kosztowne nasypy dojazdowe,
- gromadzenie się zanieczyszczeń z taboru na konstrukcji
- utrudniony dostęp i konserwacja dolnej części konstrukcji;
Most jazda dołem - zalety:
- wysoka nośność przy minimalnej wysokości mostu,
- bardzo sztywna konstrukcja
- brak wysokich nasypów dojazdowych,
- ażurowy, przejrzysty wygląd i przez to łatwy dostęp i konserwacja wszystkich elementów
- możliwość montażu poza miejscem docelowym i podmiany całego przęsła w trakcie krótkiej przerwy w ruchu;
Most jazda dołem - wady:
- niemożliwe długie przęsła na łuku,
- ryzyko uderzenia pociągu w most w razie wykolejenia (rozpędzony ciężki skład ma energię kinetyczną wystarczającą
do zwalenia przęsła z przyczółka, ale nie znam takiego przypadku w czasach pokojowych)
- pieszy nie ma gdzie uciec, gdy jedzie pociąg
Chyba widać z tego wyliczenia, dlaczego mostów z jazdą dołem jest więcej.