PODPORY TYMCZASOWE – PRZEGLĄD ROZWIĄZAŃ
Podpory tymczasowe stosowane są w niemal wszystkich obszarach budownictwa, górnictwie, przemyśle stoczniowym, maszynowym i wielu innych. Dlatego podpory różnią się między sobą konstrukcją, wymiarami czy nośnością.
mgr inż. Mateusz Smolana Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa
Opiekun naukowy dr hab. inż. Krzysztof Gromysz, prof. Pol. Śl.
Podporę tymczasową możemy zdefiniować jako możliwą do zdemontowania konstrukcję, która przenosi obciążenie
z elementów nadmiernie wytężonych, uszkodzonych, będących w trakcie budowy, przebudowy lub demontażu, na podłoże gruntowe lub na inne elementy konstrukcyjne. Podpory tymczasowe zabudowywane są na czas, który
jest znacznie krótszy niż przewidywany okres eksploatacji podpieranego elementu. W dalszej części artykułu przedstawione zostały rozwiązania konstrukcyjne tymczasowych podpór najczęściej wykorzystywanych w budownictwie. Autor podjął także próbę sklasyfikowania ich charakterystyk. Szczególnie interesujące są podpory w postaci stosów ułożonych na sobie powtarzalnych elementów, które znajdują zastosowanie na przykład przy usuwaniu wychyleń budynków.
Klasyfikacja
Podziału podpór tymczasowych można dokonać według co najmniej kilku kryteriów. Poniżej przedstawiono podział ze względu na: zastosowany materiał, rozwiązanie konstrukcyjne, nośność oraz kierunek działania obciążeń.
Podział ze względu na materiał
Podpory tymczasowe wykonywane są z materiałów używanych także w innych elementach konstrukcyjnych (rys. 1.). Muszą one zapewniać odpowiednią nośność, odporność na warunki środowiskowe oraz być racjonalne ze względów ekonomicznych. Wykorzystuje się stopy metali, najczęściej stal lub znacznie lżejsze, ale i droższe stopy aluminium.
Wykonywane są z nich niemal wszystkie gotowe rozwiązania systemowe oraz część rozwiązań indywidualnych
z profili walcowanych, blach itd. Powszechnie używanym materiałem, ze względu dość niską cenę oraz łatwość obróbki, jest drewno. Wykonuje się z niego podpory rozwiązań indywidualnych w postaci stempli, kasztów lub innych konstrukcji z wykorzystaniem technik ciesielskich. Ciekawostką są elementy kasztów z tworzyw sztucznych. Wykonywanie podpór tymczasowych z betonu jest czaso- i pracochłonne zarówno na etapie ich wznoszenia, jak i rozbiórki. Przy dużych wartościach obciążeń, zwłaszcza w podporach obciążonych dwukierunkowo oraz przy przewidywanym stosunkowo długim okresie pracy, rozwiązanie takie może być racjonalne.
Podział ze względu na rozwiązanie
Podpory tymczasowe są rozwiązaniami systemowymi, indywidualnymi lub parasystemowymi (rys. 2.). Budowle znacznie różniące się od siebie formą konstrukcyjną często są wznoszone przy użyciu podobnych technologii,
a ich remont, przebudowa lub rozbiórka wymaga podobnych rozwiązań. Spowodowało to powstanie wielu podpór systemowych. Rozwiązania te są łatwe i szybkie w montażu oraz dobrze znane przez pracowników na placach budowy, a możliwość ich wynajmu sprawia, że są chętnie wybierane przez wykonawców. Rozwiązania indywidualne
z drewna najczęściej wykorzystywane są są przy realizacjach niedużych obiektów. W przypadku dużych konstrukcji, gdzie niemożliwe lub nieopłacalne staje się zastosowanie rozwiązań systemowych, również stosuje się indywidualne rozwiązania. Są to częściej konstrukcje betonowe lub stalowe, przenoszące nierzadko bardzo duże obciążenia.
Rozwiązania oparte o elementy systemowe, uzupełnione jednak o elementy nienależące do danego systemu, można nazwać rozwiązaniami parasystemowymi.
Podział ze względu na nośność
Podział podpór tymczasowych na podpory lekkie, normalne i ciężkie (rys. 3.) wynika z wartości obciążeń, jakie mogą być przez nie przenoszone. W budownictwie mieszkaniowym najczęściej stosowanie są podpory lekkie. Nie jest
wymagana ich duża nośność (w ramach pojedynczej podpory), ponieważ podpierają stosunkowo lekkie elementy lub stosuje się znaczną ich liczbę. Są to najczęściej metalowe lub drewniane słupy (tzw. stemple), które mogą być łatwo przenoszone oraz montowane nawet przez jednego pracownika. W przypadku większych konstrukcji (np. prefabrykowany dźwigar mostu stalowego) lub niektórych konstrukcji uszkodzonych stosuje się podpory o większej nośności (normalne). Są to m.in. systemowe stalowe podpory słupowe o większych przekrojach, często łączone w wieże i ramy. W największych realizacjach stosuje się indywidualnie projektowane podpory tymczasowe o bardzo dużych nośnościach (ciężkie). Zazwyczaj stanowią one podpory dużych konstrukcji mostowych na etapie budowy lub są elementami zabezpieczającymi głębokie wykopy.
Kierunek obciążeń
Podziału podpór można dokonać także ze względu na kierunek przenoszonego oddziaływania (rys. 4.). Podpory zazwyczaj przenoszą ciężar własny elementów podpieranych i są przede wszystkim ściskane. Zginanie podpór wywoływane jest głównie przez mimośrodowo przyłożone obciążenie pionowe. Podpory tymczasowe zabezpieczające wychylone z pionu budynki, będące częścią konstrukcji zabezpieczającej wykop, przenoszą głównie siły poziome. Podpory w postaci odpowiednio stężonych ram zamkniętych zabezpieczających uszkodzone budynki czy konstrukcje stanowiące podpory w trakcie nasuwania podłużnego mostów przenoszą obciążenia dwukierunkowe.
Stemple i podpory teleskopowe
Do najprostszych konstrukcji podpór tymczasowych należą stemple budowlane, które wykonywane są zazwyczaj z drewna okrągłego (rys. 5a) lub rzadziej tarcicy (rys. 5b, 5c).
