Skutki pożarów obiektów mostowych

Pożary mostów nie zdarzają się często, ale jeżeli powstaną, skutki związane z wyłączeniem obiektu z eksploatacji odczuwa znaczna liczba mieszkańców zamieszkałych na danym obszarze, a nierzadko cała gospodarka w regionie.

Tak się też stało po niedawnym pożarze mostu Łazienkowskiego w Warszawie, przez który dziennie przejeżdżało średnio około 95 tys. samochodów (ok. 18% ruchu samochodowego na wszystkich warszawskich mostach). Według zapowiedzi most zostanie wyłączony z eksploatacji na kilkanaście miesięcy. Wstępna ekspertyza jego stanu technicznego wykazała, że w wyniku wysokiej temperatury degradacji uległa i straciła nośność m.in. stalowa konstrukcja przeprawy, wystąpiły wybrzuszenia w siłownikach dźwigarów i doszło do przemieszczenia łożysk. 

Obiekty mostowe

W Polsce jest ponad 31 tys. drogowych obiektów mostowych i około 15 tys. mostów kolejowych, a kolejne są budowane. Mosty masywne (betonowe, kamienne i ceglane) według danych Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad z 2000 r. stanowiły 72% wszystkich mostów na drogach publicznych w Polsce. Mosty stalowe to 18%, a drewniane i tymczasowe - około 10% liczby wszystkich obiektów. W wyniku zintensyfikowania budownictwa mostowego w ostatnich latach proporcje te z pewnością się już jednak zmieniły. Kolejowe obiekty mostowe to w większości konstrukcje w zaawansowanym wieku. Około 45% obiektów ma więcej niż 100 lat, a jedynie 15% mniej niż 40 lat.

Największym i najdłuższym mostem w Polsce jest most drogowy Solidarności w Płocku na Wiśle, rozpiętość jego przęsła wynosi 375 m. Długość mostu głównego (podwieszonego) to 615 m, zaś jego długość całkowita - 1712 m. Najdłuższym mostem drogowo-kolejowym w Polsce jest położony w Grudziądzu na dolnej Wiśle most im. Bronisława Malinowskiego - ma on 1098 m. Najdłuższym mostem kolejowym jest zaś kamienny most w Bolesławcu (490 m długości, 8 m szerokości i 26 m wysokości).

Most to budowla inżynierska wznoszona w celu przekroczenia przeszkody i przeprowadzenia ciągu komunikacji. W zależności od przeznaczenia wyróżnia się: mosty kolejowe, drogowe, kładki, akwedukty i wiadukty. Ze względu na rodzaj tworzywa konstrukcyjnego dzieli się mosty na: kamienne, drewniane, stalowe (przedtem także żeliwne oraz żelazne) i żelbetowe. Można też spotkać mosty z aluminium, choć jest ich niewiele. Do budowy obiektu mostowego wykorzystuje się różnorodne materiały. Dźwigary, korpus podpór i pomosty mogą być wykonane z betonów niezbrojnych, zbrojonych i sprężonych, stali, stali-betonu (konstrukcja zespolona), drewna, cegły, kamienia i żeliwa. Nawierzchnie jezdni powstają z betonu asfaltowego modyfikowanego, bitumu, asfaltu lanego, betonu, płyty prefabrykowanej, kostki kamiennej, cegły klinkierowej, brukowca, tłucznia, gruntu i drewna. Izolacje pomostu wykonuje się z tkanin technicznych, papy zgrzewalnej, samoprzylepnej, bitumicznej, asfaltowo-polimerowej i natryskowej. Fundamenty powstają z betonu, betonu zbrojonego, sprężonego, stali, cegły, kamieni i drewna.

Należy pamiętać, że przez mosty często prowadzone są przewody gazowe, z cieczami palnymi, sieci cieplnej oraz kable energetyczne, teletechniczne, światłowodowe itp. Poza tym na każdy użytkowany obiekt oddziałuje wiele różnych czynników inicjujących i stymulujących procesy degradacji, które powodują pogarszanie się jego kondycji.

Zagrożenie pożarowe

Obiektom mostowym stawiane są szczególnie wysokie wymagania w zakresie niezawodnego i długotrwałego funkcjonowania przy zapewnieniu właściwego bezpieczeństwa użytkowników oraz konstrukcji obiektów. Wynikają one z fundamentalnego znaczenia tych obiektów dla sprawnego działania systemu transportowego, mającego znaczący wpływ na funkcjonowanie i rozwój gospodarczy każdego kraju.

Konstrukcji mostu powinno się zapewnić maksymalne bezpieczeństwo w zakresie powstania i rozprzestrzeniania się pożaru. Ochrona przeciwpożarowa obiektów mostowych powinna zapewniać:

• ochronę życia ludzi oraz towarów przewożonych przez pojazdy poruszające się po obiekcie,
• ochronę stałych instalacji przebiegających na, powyżej, poniżej lub przyległych do obiektów.

Z praktyki wynika, że takie zagrożenie stwarza wiele elementów konstrukcyjnych, instalacji energetycznych, gazowych, izolacji i otulin. W wielu mostach w naszym kraju występują palne elementy konstrukcyjne, jak: filary, mostownice, pomosty itp. Szczególne zagrożenie stwarzają prowadzone w ich bezpośrednim sąsiedztwie kable energetyczne oraz rurociągi gazów i cieczy palnych. Dodatkowe zagrożenie pożarowe wynika często z samego usytuowania mostu - w sąsiedztwie budynków o konstrukcji łatwopalnej, składów i parkingów, a także z tego, że w ich pobliżu często gromadzi się śmieci, a na obszarach poza miejskich i leśnych porasta je roślinność.
Najbardziej jednoznacznym kryterium zagrożenia pożarowego mostu jest materiał, z którego został zbudowany. Pożar w obiekcie drewnianym prowadzi przeważnie do jego całkowitego zniszczenia. W przypadku mostów o konstrukcji stalowej, jeżeli temperatura pożaru nie doprowadzi do niekorzystnych zmian właściwości fizycznych i mechanicznych tworzywa mostu, możliwe jest dalsze eksploatowanie obiektu. Jeśli wysoka temperatura pożaru (powyżej 700ºC) odpowiednio długo oddziałuje na konstrukcję mostu stalowego, może doprowadzić do jej trwałych uszkodzeń i deformacji, wynikających z właściwości stali konstrukcyjnej. Najbardziej odporne na długotrwałe działanie pożaru są mosty betonowe, gdyż ich przęsła - ze względu na duże wymiary gabarytowe przekrojów i wysoką bezwładność cieplną betonu - są w mniejszym stopniu narażone na oddziaływanie wysokiej temperatury. O odporności konstrukcji decyduje zaś grubość otuliny zbrojenia. W skrajnych przypadkach może w trakcie pożaru dojść w betonie do zjawiska spallingu, czyli odspojenia betonowej otuliny prętów zbrojeniowych. Wówczas są one bezpośrednio narażone na oddziaływanie wysokiej temperatury, przez co znacznie szybciej spada wytrzymałość i nośność mostu.

Pożary obiektów mostowych

Pożary najczęściej powstają na mostach tymczasowych, zawierających drewniane elementy konstrukcyjne, a także mostach w budowie lub podlegających rozbiórce - zwłaszcza tych, które oparte są na drewnianych podporach montażowych lub rusztowaniach. W eksploatowanych mostach o stalowej lub żelbetowej konstrukcji do pożarów dochodzi najczęściej w związku z wyposażeniem ich w drewniane pomosty.
Należy dodać, że na mostach drogowych najczęściej stosowana jest nawierzchnia asfaltowa, która sprzyja rozwojowi pożaru, ponieważ substancje bitumiczne podtrzymują spalanie. Pożary powstałe i rozprzestrzeniające się wewnątrz dźwigarów o przekroju skrzyniowym można porównać do pożarów w tunelach. Ograniczony dostęp do zamkniętej przestrzeni dźwigarów utrudnia prowadzenie działań gaśniczych. Źródłem pożaru w takim przypadku są zazwyczaj instalacje elektryczne lub rurociągi gazowe.

Najgroźniejsze w skutkach są pożary w konstrukcjach pełnościennych, zwłaszcza skrzynkowych, ponieważ rozprzestrzeniający się pożar w ich wnętrzu może być długo niezauważony. Ponadto gaszenie takich konstrukcji jest problematyczne ze względu na utrudniony do nich dostęp. Mniej narażone na takie skutki są konstrukcje ażurowe, w których stosuje się łuki i kraty. Z uwagi na użyty materiał częściej dochodzi do uszkodzenia stalowych pomostów ortotropowych niż betonowych.

W zależności od konstrukcji mostu i przebiegu pożaru możemy się spotkać z uszkodzeniami rozległymi konstrukcji (najczęstsze), do których zalicza się: wygięcia i skręcenia całych dźwigarów lub mniejszych elementów (poprzecznic, podłużnic, stężeń czy blach pomostowych) oraz z uszkodzeniami nieznacznymi (lokalnymi), takimi jak: sfałdowania, wybrzuszenia, wgniecenia, wyszczerbienia, pęknięcia, rysy itp.

Przyczyny pożarów i ich skutki

Z przeprowadzonej przez Instytut Badawczy Dróg i Mostów analizy pożarów wynika, że do pożaru w obiektach mostowych w naszym kraju dochodzi najczęściej podczas prowadzenia prac pożarowo niebezpiecznych związanych ze spawaniem lub cięciem elementów stalowych. W 1977 r. podczas budowy mostu kolejowego przez Pilicę koło Gapinina (woj. łódzkie) pożar uszkodził montowane blachownicowe belki ciągłe mostu. W czasie podnoszenia mostu nad jedną z klatek spawano wzmocnienia do blachownic. Po zejściu pracowników z placu budowy wskutek zaprószenia ognia przez spawaczy zapaliła się jedna klatka, a następnie sąsiednia. Pod wpływem wysokiej temperatury i ciężaru własnego konstrukcji górne części blachownic nad płonącymi klatkami zaczęły się niebezpiecznie wydłużać, co powodowało duży wzrost ugięć konstrukcji. Aby zapobiec jej spadnięciu i ograniczyć uszkodzenia, podparto ją dodatkowymi klatkami. Podczas naprawy wycięto zniszczone odcinki blachownic, aby zastąpić je nową konstrukcją.

W 1980 r. powstał pożar mostu na Wdzie w miejscowości Leosia koło Świecina (woj. kujawsko-pomorskie). Podczas prac demontażowych, polegających na przepalaniu połączeń, nastąpiło zapalenie konstrukcji drewnianej mostu (podpory pośrednie wykonane były z drewna). Jego rozbiórka polegała na podniesieniu dźwigarów wraz z nawierzchnią przy użyciu śmigłowca. Ruch powietrza spowodowany obracającymi się śmigłami przyczynił się do wzniecenia i zintensyfikowania pożaru. Spaliło się około 500 m³ drewna.

18 lutego 1992 r. w czasie budowy wiaduktu na trasie A4 w Mysłowicach-Dziećkowicach wskutek nieprawidłowego prowadzenia prac spawalniczych zapaliły się elementy drewniane deskowania płyty głównej mostu. Rozprzestrzenianiu się pożaru sprzyjało wypełnienie przestrzeni między płytą wiaduktu a stalowymi podporami elementami drewnianymi i drewnopodobnymi, o łącznej długości ok. 120 m i szerokości 17 m (ogółem około 100 m² drewna). Zniszczone zostały drewniane deskowania i część stalowych podpór.

21 grudnia 1992 r. na remontowanym moście kolejowym na trasie Opole Wschód-Wrocław Brochów podczas cięcia palnikiem został zaprószony pożar wewnątrz klatki, w której były trociny. Pożar zauważono dopiero po paru godzinach od jego powstania. Poważnie zdeformował szyny i uszkodził mostownice, przegrzane blachy środnika belek głównych poważnie się odkształciły.

Do pożarów dochodzi także w wyniku innej nieostrożności i zaprószenia ognia. 16 czerwca 1990 r. podczas zwykłej eksploatacji mostu drogowego na Wiśle w Wyszogrodzie zaprószenie ognia spowodowało zapalenie gałęzi i krzaków osadzonych przy podporach przez wodę powodziową. W wyniku pożaru spaliła się jedna z podpór, a opierające się na niej przęsła zawaliły się. Wysoka temperatura pożaru spowodowała odkształcenia dźwigarów stalowych.

28 kwietnia 1995 r. doszło do pożaru na kładce do komunikacji między budynkami nad torami stacji Wrocław Główny. Został wzniecony przez bezdomnych, którzy rozpalili ognisko na rampie kolejowej usytuowanej pod środkową częścią kładki. Pożar spowodował deformacje środkowej części kratownicy na długości 14 m oraz słupków, krzyżulcy i tężników. Pomost uległ całkowitemu spaleniu na odcinku 6 m i nie nadawał się do dalszej eksploatacji.

W 2009 r. miał miejsce pożar mostu kolejowego na Wiśle w Tarnobrzegu. Na środku mostu paliły się podkłady kolejowe i inne drewniane elementy konstrukcji podtrzymującej szyny. Ogień dość szybko zajmował kolejne podkłady, gdyż były one nasączone łatwopalnym syciwem (płynem zabezpieczającym drewno przed szkodnikami). Na dodatek rozniecały go silne podmuchy wiatru. Przypuszczalną przyczyną pożaru było przypadkowe zaprószenie ognia - podkłady zapaliły się od iskier z przyblokowanych kół przejeżdżającego pociągu.
Pożary mostów wywołane są też uszkodzeniami instalacji elektrycznej i gazowej zainstalowanej w obiekcie mostowym. W grudniu 1992 r. doszło do pożaru kabli energetycznych podwieszonych do pomostu wiaduktu kolejowego w Szczecinie. Obszar największego oddziaływania wysokiej temperatury pożaru miał miejsce w dwóch środkowych przedziałach przęsła między żebrami stężającymi. Środnik miał opaloną powłokę malarską i wyraźne wybrzuszenie od poziomu powieszonych kabli do pasów górnych.

23 maja 1994 r. na moście drogowym przez Bytomkę w Gliwicach w efekcie rozszczelnienia gazociągu podwieszonego do konstrukcji mostu zapalił się wydostający gaz. Pożar spowodował ugięcie w pierwszym przęśle dźwigarów stalowych o około 1,5 m i złamanie żelbetowych płyt pomostu. Uszkodzeniu uległ przyczółek, przepaliły się dwie linie telekomunikacyjne (światłowodowe), linia energetyczna oraz izolacja na rurociągach wodnych.

Do pożarów mostów dochodzi też w wyniku podpaleń. W połowie września 1975 r. miał miejsce pożar mostu drogowego przez Wisłę na Trasie Łazienkowskiej w Warszawie. Powstał najprawdopodobniej w wyniku podpalenia drewnianej budki obitej papą i leżących przy niej bali. W dalszej kolejności zapalił się pomost drewniany usytuowany między środkowymi belkami głównymi, a następnie nawierzchnia asfaltowa. Na skutek działania wysokiej temperatury zostały uszkodzone pierwsze dwa przęsła mostu na lewym brzegu Wisły. Uszkodzenia wystąpiły też między belkami środkowymi na odcinku około 120 m. Spaliła się nawierzchnia i izolacja, ortotopowy pomost (blacha, podłużne żebra i poprzecznice), wyboczyły się środniki obu środkowych belek głównych i odkształciły się ich pasy. Na wielkość szkód miał wpływ znaczny zasięg strefy ognia i utrudniony do niej dostęp dla strażaków. Aby ograniczyć zasięg niszczących odkształceń termicznych, konstrukcję mostu chłodzono przez intensywne polewanie jej wodą z dołu i z góry.

W 1990 r. na wiadukcie kolejowym w Gliwicach w wyniku podpalenia powstał pożar podkładów kolejowych stanowiących czasowe podparcie montowanego wiaduktu. Pożar spowodował zdeformowanie drugiego pola konstrukcji wiaduktu. W wyniku przegrzania nastąpiło wybrzuszenie blach torowiska w tym polu oraz zniszczenie powłoki antykorozyjnej. Silne oddziaływanie płomieni i wysokiej temperatury spowodowały znaczne wyboczenia żeber wzmacniających od dołu wiaduktu, opalenie powłoki blacharskiej oraz utlenienie antykorozyjne powłoki cynkowej.
Pożar na moście kolejowym linii Katowice-Nysa w 1993 r. powstał w wyniku zapalenia rozlanej na moście płynnej substancji łatwopalnej (najprawdopodobniej paliwa). Objął skrajne przęsło mostu, drewniane poszycie przęsła i mostownice w obszarze międzytorza i pobocza. Opalone zostały powłoki malarskie konstrukcji stalowej węzłów dolnych, poprzecznice, podłużnice i poziome tężniki dolne. W 2009 r. na skutek podpalenia spaliło się 15 m2 desek na moście drogowym w Tomczycach (woj. mazowieckie).
Nierzadko przyczyny pożarów mostów pozostają nieustalone.

27 maja 1988 r. doszło do pożaru na stalowym moście kolejowym w Toruniu. Powstał on po kilkutygodniowej suszy i przy silnym wietrze. Bardzo szybko się rozprzestrzenił, niszcząc jezdnię od środkowej części mostu, w obu kierunkach, na długości trzech przęseł. Straż pożarna miała utrudnione zadanie, gdyż mogła prowadzić działania gaśnicze jedynie od czoła obu stron mostu. Środkowa część palącego się mostu była niedostępna. W wyniku pożaru zostały całkowicie spalone drewniane elementy jezdni środkowego przęsła oraz części sąsiednich przęseł. Najwyższa temperatura pożaru panowała na jezdni - w podłużnicach, poprzecznicach i dźwigarach podchodnikowych. Ze względu na fakt, że farba na konstrukcji przyjęła postać prawie białego proszku bez śladów okopceń, oszacowano, że konstrukcja osiągnęła temperaturę około 400ºC. W wyniku pożaru został całkowicie przerwany ruch kolejowy. Elementy drewniane uległy zniszczeniu, a dźwigary jezdni znacznie się odkształciły. Poważnie zostały też uszkodzone podłużnice w środkowej części mostu w okolicy przegubu. Dźwigary podchodnikowe przy pasach dolnych dźwigarów głównych były skręcone i pogięte. Wskutek pożaru drewnianej nawierzchni nastąpiło silne rozgrzanie podłużnic i poprzecznic.
W tym samym roku podczas prac demontażowych z przyczyn nieustalonych zapaliły się drewniane przyczółki i podpory drewnianego mostu na Dunajcu w Dębnie.

17 lutego 1989 r. powstał pożar na wiadukcie kolejowym nad torami relacji Jastrzębie-Zdrój - Mszana. Doszło do zapalenia się kaszyny ze starych podkładów kolejowych. W wyniku pożaru przyczółek północny i północna część przęsła wiaduktu zostały na znacznej powierzchni uszkodzone.

Pożary powstają też na skutek zapalenia się pojazdu poruszającego się po moście lub przewożonego przez pojazd ładunku. Nie można także wykluczyć, że pożar mostu zostanie spowodowany od pożaru na statku przepływającego pod mostem lub przycumowanego w pobliżu przyczółku mostu.

Utrudnienia w działaniach ratowniczych

Pożary obiektów mostowych, zwłaszcza tych wykonanych z materiałów palnych lub mających palne elementy konstrukcyjne, zazwyczaj bardzo trudno się gasi. Przyczyniają się do tego m.in.: brak możliwości prowadzenia działań gaśniczych z poziomu akwenu, dojazdu sprzętem na brzeg czy wjazdu na most, brak możliwości prowadzenia działań jednocześnie z obu stron mostu oraz ścielący się i gęstniejący dym, uniemożliwiający rozpoznanie powierzchni pożaru, a także powstawanie ogni lotnych.

Tomasz Sawicki jest biegłym sądowym z zakresu pożarnictwa i członkiem Polskiego Towarzystwa Ekspertów Dochodzeń Popożarowych

Literatura

1. Głuch G., Skutki pożarów mostów, „Drogi Lądowe, Powietrzne, Wodne” 2009, nr 4.
2. http://pl.wikipedia.org/wiki/Most [dostęp 15.03.2015].
3. Jarominiak A. Rosset A, „Katastrofy i awarie mostów”, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 1986.
4. Klocek T., Malinowski M., Wysiatycki K., Pożar stalowego mostu kolejowego w Toruniu, „Drogi Kolejowe” 1989, nr 10.
5. Niemierko A., Budowa mostów w Polsce 1995-2005, „Drogownictwo” 2006, nr 2.
6. Siwowski T., Nowoczesne technologie modernizacji kolejowych obiektów inżynieryjnych, „Technika Transportu Szynowego” 2013, nr 2-3.
7. Zobel H., Golubińska A., „Pożary mostów”, Instytut Badawczy Dróg i Mostów, Warszawa 2000.