Μακροχρόνια συνύπαρξη οπλισμένου σκυροδέματος και λιθοδομής στη λειτουργία μιας παλαιάς γέφυρας

Transcript

1 Μακροχρόνια συνύπαρξη οπλισμένου σκυροδέματος και λιθοδομής στη λειτουργία μιας παλαιάς γέφυρας Μ. Καραβεζύρογλου Καθηγήτρια. Τομέας Επιστήμης & Τεχνολογίας των Κατασκευών. Α.Π.Θ. Γ. Κωνσταντινίδης Πολιτικός Μηχανικός MSc, Εγνατία Οδός Α.Ε. Ι. Παπαζιώγα Πολιτικός Μηχανικός, Εγνατία Οδός Α.Ε. ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Η εργασία αναφέρεται σε μια λίθινη γέφυρα του 19ου αιώνα, στο δάπεδο κυκλοφορίας της οποίας έχουν κατασκευασθεί μεταγενέστερα δύο ανοίγματα με οπλισμένο σκυρόδεμα σε αντικατάσταση καταρρεύσαντος τόξου της. Ύστερα από ορισμένες δεκαετίες, η κατασκευή του σκυροδέματος παρουσιάζει έντονα προβλήματα οξείδωσης των οπλισμών και αποσύνθεσης του σκυροδέματος. Η παρούσα μελέτη περιγράφει την παθολογία του εξ οπλισμένου σκυροδέματος τμήματος της γέφυρας και προτείνει λύσεις αποκατάστασής του. 1. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΝΗΜΕΙΟΥ Η γέφυρα του Κατσουγιάννη στο νομό Γρεβενών ήταν αρχικά μία αμιγώς λίθινη γέφυρα, κατασκευασμένη κατά τον 19ο αιώνα πάνω στον ποταμό Βελονιά για την επικοινωνία του χωριού Σπήλαιο με τα χωριά Σταυρός, Μαυραναίοι και Γρεβενά. Είναι γνωστή και ως γέφυρα του Μύλου ή του Αγίου Αθανασίου, επειδή ο παρακείμενος νερόμυλος ήταν ιδιοκτησία του ναού του Αγίου Αθανασίου Σπηλαίου και τον νοίκιαζε σε κάποιον ονόματι Κατσουγιάννη (Τσότσος, Γ. 1997). Η γέφυρα χρησιμοποιείται ακόμη σήμερα για την εξυπηρέτηση των κατοίκων της περιοχής Σπηλαίου Γρεβενών, χωρίς να έχει βέβαια τη σημασία που είχε κατά τους προηγούμενους αιώνες. Η πρωτογενής κατασκευή είχε αρχικά τρία τόξα, ένα μεγάλο κεντρικό και δύο μικρότερα, εκ των οποίων ένα, το νότιο μαζί με ένα τμήμα της λιθοδομής, κατέρρευσε περί τα μέσα του 20ού αιώνα. Για τη γρήγορη αποκατάσταση της λειτουργίας της γέφυρας μετά την κατάρρευση του νοτίου τμήματος της είχε κατασκευασθεί σε σύντομο σχετικά χρονικό διάστημα στην ανωδομή, ως συνέχεια της εναπομείνασας λίθινης κατασκευής, ένα νέο δάπεδο κυκλοφορίας αποτελούμενο από δύο πλάκες οπλισμένου σκυροδέματος. Οι πλάκες αυτές είναι αμφιέρειστες, στηριζόμενες επί των βάθρων της παλαιάς κατασκευής, τα οποία συμπληρώθηκαν στην περιοχή της κατάρρευσης με νέα λιθοδομή για την ασφαλή παραλαβή των φορτίων της ανωδομής, ενώ έχει προστεθεί μεταξύ των πλακών και ένα νέο μεσόβαθρο με όψεις από λιθοδομή. Η μορφή της γέφυρας σήμερα φαίνεται στη φωτογραφία 1. Από μορφολογικής πλευράς η γέφυρα σήμερα παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον δεδομένου ότι, αποτελείται από δύο τμήματα δομημένα από τελείως διαφορετικά υλικά αλλά με τεχνοτροπία που δημιουργεί ένα ιδιόρρυθμα "αρμονικό" σύνολο. Η πολύ νεότερη της λίθινης κατασκευής προσθήκη του τμήματος από σκυρόδεμα, που ασφαλώς είχε ανεγερθεί μόνο για λόγους αποκατάστασης της λειτουργίας της λίθινης γέφυρας, προβάλλει σήμερα, ύστερα από τόσες δεκαετίες συνύπαρξης με τη λιθοδομή, ωσάν αναπόσπαστο τμήμα της. Για τον λόγο αυτόν μία μελέτη αποκαταστάσεως της γέφυρας, σύμφωνα με τις σύγχρονες τάσεις στον τομέα της αναστήλωσης μνημείων, θα πρέπει να λάβει υπόψη της τη σημερινή μορφή του Μνημείου με θεώρηση των δύο ευκρινέστατα διακριτών φάσεων του. Πάντως, η χρησιμοποίηση λιθοδομής στις όψεις του νέου βάθρου και τη συμπλήρωση του ημικατεστραμμένου μεσοβάθρου κατά την επέμβαση με σκυρόδεμα στον 20ό αιώνα για την 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, Οκτωβρίου.,

2 εξασφάλιση της περαιτέρω λειτουργίας της γέφυρας, μαρτυρεί ίσως και κάποια ευαισθησία των μελετητών της εποχής για τη διατήρηση της λίθινης κατασκευής. Φωτ. 1. Η ανατολική όψη της γέφυρας (Σεπτέμβριος 2005) 2. ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Το συνολικό μήκος της γέφυρας του Κατσουγιάννη είναι περίπου 39.4 μέτρα, εκ των οποίων τα μέτρα είναι στην ανωδομή κατασκευασμένα από οπλισμένο σκυρόδεμα. Στα σχήματα 1 και 2 φαίνονται η κάτοψη και η κατάντη όψη της γέφυρας, σύμφωνα με μία πρόσφατη αποτύπωση του Μνημείου (Αρχείο Δήμου Ζιάκα). Το πλάτος της ανωδομής είναι περίπου 2.8 μέτρα και το πλάτος των κατεστραμμένων σήμερα στηθαίων είναι περί τα 25 έως 30 εκατοστά, διάσταση η οποία επιβεβαιώνει την ύπαρξη αρκάδων στα άκρα του δαπέδου κυκλοφορίας της πρωτογενούς κατασκευής. Η αρχική μορφή των στηθαίων πρέπει να αναζητηθεί κατά τη μελέτη αποκαταστάσεως της γέφυρας σε παλαιές φωτογραφίες ή απεικονίσεις του Μνημείου. Το δάπεδο κυκλοφορίας της λίθινης γέφυρας είχε διαμορφωμένους με λίθους αναβαθμούς, όπως όλες σχεδόν οι λίθινες γέφυρες των προηγούμενων αιώνων, για τη διευκόλυνση της διάβασης ανθρώπων και ζώων (Μαντάς, Σ. 1984). Το άνοιγμα του μεγάλου τόξου της γέφυρας είναι περίπου 12.2 μέτρα και το ύψος του εσωραχίου του βρίσκεται σε ύψος μεγαλύτερο από 5.5 μέτρα από την επιφάνεια του υδατίνου ρεύματος. Το μικρό τόξο της γέφυρας έχει άνοιγμα 4.1 μέτρα και ύψος 3.0 μέτρα περίπου. Στο μεσόβαθρο μεταξύ των δύο τόξων υπάρχει ένα τοξωτό ανακουφιστικό άνοιγμα, το οποίο 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, Οκτωβρίου.,

3 χρησιμεύει στην εκτόνωση του ρεύματος του ποταμού σε περίπτωση υπερχείλησης αλλά και αποτελεί ένα πρόσθετο μορφολογικό στοιχείο των όψεων, μειώνοντας ταυτόχρονα τη μεγάλη επιφάνεια της λιθοδομής πάνω από το μεσόβαθρο. Η διαμόρφωση αυτή παρατηρείται σε αρκετές λίθινες γέφυρες της δυτικής Μακεδονίας (γέφυρες Ζιάκα, Αζιζ- Αγά, Σπανού κ.ά.). Τα μεσόβαθρα της γέφυρας έχουν σφηνοειδείς προστατευτικές προεξοχές, διαμόρφωση που επίσης απαντάται συχνά στις λίθινες γέφυρες της περιοχής αυτής. Το εκ σκυροδέματος τμήμα της γέφυρας, όπως φαίνεται στα σχήματα 1 και 2, αποτελείται από δύο αμφιέρειστα τμήματα με διαφορετικό μήκος, ήτοι 5.11 μέτρα το ένα και 7.10 το άλλο. Κάθε τμήμα περιλαμβάνει μία οπλισμένη κατά μία διεύθυνση πλάκα πάχους 10 εκατοστών, στα άκρα της οποίας διήκουν περιμετρικές δοκοί πλάτους 30 εκατοστών (σχ. 3). Ο κύριος οπλισμός της πλάκας διήκει κάθετα προς τον κύριο άξονα της γέφυρας και είναι πολλά σημεία ορατός από το κάτω μέρος του δαπέδου κυκλοφορίας, λόγω αποσάθρωσης του σκυροδέματος επικάλυψης των ράβδων του. Φωτ. 2. Τμήμα της εκ σκυροδέματος συμπλήρωσης της γέφυρας 3. ΠΑΘΟΛΟΓΙΑ Ήδη η κατασκευασμένη από οπλισμένο σκυρόδεμα προσθήκη στην ανωδομή της γέφυρας, η οποία είναι κατά πολλές δεκαετίες μεταγενέστερη της αρχικής λιθοδομής, παρουσιάζει σήμερα σημαντικότατες βλάβες (αποκάλυψη και διάβρωση οπλισμών, αποσύνθεση σκυροδέματος σε όλες τις επιφάνειες), που χαρακτηρίζονται πολύ επικίνδυνες και επιβάλλουν άμεσα εργασίες για την αντικατάσταση ή την ενίσχυση της (Φωτ. 2). Είναι πράγματι αξιοσημείωτο ότι, η κατασκευή του σκυροδέματος παρουσίασε ύστερα από μικρό σχετικά διάστημα ζωής (μερικές δεκαετίες) δείγματα έντονης φθοράς και μείωσης της φέρουσας 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, Οκτωβρίου.,

4 ικανότητας, ενώ η πρωτογενής λιθοδομή της γέφυρας παρουσιάζει μεν, ύστερα από δύο σχεδόν αιώνες ύπαρξης, συμπτώματα γήρανσης και έλλειψης συντήρησης, αλλά δεν απειλείται άμεσα η ευστάθεια της. Ο λόγος κατάρρευσης του νοτίου τμήματος της λίθινης γέφυρας δεν είναι ακριβώς γνωστός, αλλά από την εικόνα του σκυροδέματος που χρησιμοποιήθηκε για την αντικατάσταση του στην ανωδομή εικάζεται οτι πρόκειται για εκτέλεση έργου με χαμηλής ποιότητας υλικά και μη επιμελημένη εκτέλεση. Η προχειρότητα της κατασκευής οφείλεται ίσως εν μέρει στο ότι ήταν επείγουσα η αποκατάσταση της λειτουργίας της γέφυρας. Επιπροσθέτως πρέπει να ληφθεί υπόψη το απομεμακρυσμένο και δυσπρόσιτο του τόπου του έργου καθώς και οι περιορισμένες δυνατότητες εκτελέσεως έργων υψηλής ποιότητας σκυροδέματος κατά τα μέσα του 20ού αιώνα μακριά από τα αστικά κέντρα. Ασφαλώς οι δυσμενείς καιρικές συνθήκες, που επικρατούν στην περιοχή επιδείνωσαν το ρυθμό φθοράς του σκυροδέματος προκαλώντας αποφλοιώσεις των επιφανειακών στρώσεων. Ας σημειωθεί επίσης ότι, η κατασκευή του σκυροδέματος στη γέφυρα του Κατσουγιάννη από πλευράς εφαρμογής των κανονισμών απέχει πολύ από τις απαιτούμενες σήμερα προδιαγραφές. Ενδεικτικά αναφέρεται ότι, το πάχος της πλάκας είναι 10 εκατοστά και η απόσταση των συνδετήρων των δοκών είναι 30 εκατοστά. Κατά τη μακροσκοπική παρατήρηση για την εξέταση της καταστάσεως των δύο τμημάτων της γέφυρας, της πρωτογενούς λίθινης κατασκευής που σώζεται μέχρι σήμερα και της μεταγενέστερης ανωδομής από οπλισμένο σκυρόδεμα, παρατηρούνται σοβαρές βλάβες, οι οποίες συνοψίζονται στα εξής: Α. Υπάρχουσα λιθοδομή - Φθορές στη λιθοδομή της ανωδομής και των βάθρων λόγω αποκολλήσεως λίθων και αποσύνθεσης του κονιάματος δόμησης - Τοπική κατάρρευση της λιθοδομής της γέφυρας μετά του στηθαίου υπεράνω του κεντρικού τμήματος του μεγάλου τόξου στη δυτική όψη της γέφυρας - Ανάπτυξη βρύων και φυτών, τα οποία επιτείνουν την λόγω γήρανσης και καιρικών συνθηκών φθορά των λίθων και του κονιάματος των αρμών δόμησης - Αποσάθρωση του κονιάματος των αρμών δόμησης σε πολλές θέσεις - Παραμορφώσεις του δαπέδου κυκλοφορίας, στο οποίο διακρίνονται ορισμένοι μόνο αναβαθμοί - Τοπικές καταρρεύσεις τμημάτων των στηθαίων, των οποίων η μορφή και το ύψος δεν φαίνονται σε πρώτη παρατήρηση - Υποσκαφή των βάσεων του μεγάλου τόξου - Τοπική καταστροφή των λιθοδομών των μεσοβάθρων και της προστατευτικής διαμόρφωσης τους στην ανωδομή - Πρόχειρη εκτέλεση αρμολογημάτων με τσιμεντοκονίαμα για την επισκευή των όψεων των λιθοδομών Β. Κατασκευή οπλισμένου σκυροδέματος - Αποδιοργάνωση του σκυροδέματος σε όλες τις επιφάνειες - Απογύμνωση των ράβδων των οπλισμών από το σκυρόδεμα επικάλυψης και έντονη οξείδωση τους - Ανάπτυξη φυτών στις λιθοδομές των βάθρων - Φθορά στη λιθοδομή των βάθρων στήριξης των πλακών οπλισμένου σκυροδέματος Πέραν των βλαβών αυτών, που έχουν καταγραφή ύστερα από σύντομη παρατήρηση του Μνημείου, πρέπει να τονισθεί ότι, η ακριβής αποτίμηση των βλαβών της λίθινης γέφυρας στην ανωδομή μπορεί να γίνει μόνο, εφόσον καταστεί δυνατή η προσέγγιση όλων των τμημάτων της, με την κατασκευή ειδικών ικριωμάτων, αλλά αυτό δεν ήταν δυνατό να γίνει κατά τη σύνταξη της έκθεσης αυτής. Ας επισημανθεί στη θέση αυτή ότι, τα ικριώματα προσέγγισης του Μνημείου μπορούν να χρησιμεύσουν όχι μόνο κατά το στάδιο της μελέτης των βλαβών της ανωδομής αλλά και κατά την εκτέλεση των επεμβάσεων για την επισκευή και αποκατάσταση του. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, Οκτωβρίου.,

5 Σκθροδέμα Σχ. 1 Η κατάντη όψη της γέφυρας Λιθοδομή 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, Οκτωβρίου.,

6 Λιθοδομή Σκυρόδεμα Σχ. 2 Η κάτοψη της γέφυρας 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, Οκτωβρίου.,

7 Στηθαίο Πλάκα καταστρώματος Στηθαίο Περιμετρικές δοκοί 30 Σχ.3 Η διατομή του εκ σκυροδέματος δαπέδου κυκλοφορίας (διαστάσεις σε cm) 5. ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Στη γέφυρα του Κατσουγιάννη τόσο η πρωτογενής λίθινη κατασκευή όσο και η νεότερη με οπλισμένο σκυρόδεμα παρουσιάζουν πολύ σοβαρές βλάβες και απαιτούν επεμβάσεις για τη διάσωση τους. Πέραν της διάσωσης της κατασκευής τίθεται σήμερα το πρόβλημα της ασφάλειας των διακινουμένων μέσω της γέφυρας, λόγω του επικινδύνου της κατασκευής. Σημειωτέον ότι ένας ικανός αριθμός κατοίκων της περιοχής χρησιμοποιεί τη γέφυρα αυτή για τις αγροτικές του εργασίες. Προφανώς απαιτείται εκπόνηση μελέτης ελέγχου της εντατικής καταστάσεως της γέφυρας, η οποία θα οδηγήσει σε εργασίες επισκευής και ενισχύσεως των τμημάτων της ανωδομής αλλά και των βάσεων των βάθρων. Οι επεμβάσεις επισκευής πιστεύεται ότι, θα πρέπει να λάβουν υπόψη τη μορφολογία του μνημείου, όπως αυτή έχει προκύψει κατά τον 20ό αιώνα μετά την αποκατάσταση της λειτουργίας της, αφού κατέρρευσε το νότιο τμήμα της λίθινης κατασκευής. Ας σημειωθεί ότι, η πλήρης μελέτη αποκαταστάσεως της γέφυρας ως μνημείου πρέπει να περιλαμβάνει πλήρη αρχιτεκτονική αποτύπωση, μελέτη των φάσεων του μνημείου καθώς και προτάσεις αποκαταστάσεως των όψεων στην πρωτογενή τους μορφή στο διατηρημένο ως σήμερα λιθόκτιστο τμήμα της γέφυρας. Επίσης επιβάλλεται για την αποκατάσταση της υπάρχουσας σήμερα λίθινης κατασκευής του 19ου αιώνα η χρησιμοποίηση υλικών συγγενών προς τα αρχικά, αφού αναζητηθεί σε ιστορικά αρχεία η πρωτογενής μορφή της γέφυρας, η οποία θα πρέπει να εφαρμοσθεί στο δομημένο με λίθους τμήμα της. Το υπάρχον σήμερα δομημένο από δεκαετίες με οπλισμένο σκυρόδεμα τμήμα της γέφυρας πρέπει να επισκευασθεί ή να αντικατασταθεί, κατά τη γνώμη των συγγραφέων της εργασίας αυτής, με το ίδιο δομικό υλικό, δηλαδή οπλισμένο σκυρόδεμα. Μορφολογικά είναι ίσως επίσης σκόπιμο να διατηρηθεί η απλή κατασκευή του 20ού αιώνα όχι μόνο επειδή συνέβαλε από πολλών ετών στη συνέχιση της λειτουργίας της γέφυρας ως "απέριττη" προέκταση της λιθοδομής της αλλά και επειδή, πέραν των οικονομικών λόγων, είναι άσκοπο να προσδοθεί στη γέφυρα μια νέα όψη, παρόμοια με την πρωτογενή της και να αγνοηθεί το πρόσφατο παρελθόν της. Η λύση που μπορεί να εφαρμοσθεί για την ενίσχυση του σκυροδέματος είναι η αύξηση του πάχους της πλάκας του δαπέδου κυκλοφορίας. Εάν η αύξηση του πάχους γίνει στο πάνω μέρος της πλάκας, θα δημιουργήσει ανισοσταθμία με το δάπεδο την λίθινης κατασκευής, στο οποίο όμως επιβάλλεται να 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, Οκτωβρίου.,

8 διατηρηθεί η πρωτογενής μορφή. Εάν η ενίσχυση της πλάκας γίνει με σκυρόδεμα στο κάτω μέρος του δαπέδου κυκλοφορίας, θα πρέπει να γίνει αφαίρεση λίθων στην επιφάνεια έδρασης της κατασκευής του σκυροδέματος πάνω στα βάθρα. Προφανώς και στις δύο περιπτώσεις πρέπει να ελεγχθεί η επιφάνεια έδρασης της πλάκας στα βάθρα σε συσχετισμό με το πρόσθετο βάρος από το σκυρόδεμα επισκευής. Η αντικατάσταση της υπάρχουσας από σκυρόδεμα κατασκευής με νέα ίδιας μορφής μπορεί να εφαρμοσθεί χωρίς τροποποιήσεις στο οδόστρωμα ή τα βάθρα τη γέφυρας, αφού βέβαια προηγηθεί η αφαίρεση των παλαιών σκυροδεμάτων. Στην εφαρμογή της λύση αυτής η αφαίρεση της πλάκας του οδοστρώματος δεν αποτελεί ιδιαίτερο πρόβλημα λόγω του υψηλού βαθμού αποσάθρωσης του σκυροδέματος. Από μορφολογική άποψη, η νέα κατασκευή από σκυρόδεμα δεν είναι απαραίτητο να είναι ταυτόσημη με την υπάρχουσα σήμερα στη γέφυρα, αλλά σε καμιά περίπτωση δεν θα πρέπει να παρουσιάζει αρχιτεκτονικά στοιχεία που μειώνουν με την ιδιαιτερότητα τους την εικόνα του από λιθοδομή υπάρχοντος σήμερα τμήματος του Μνημείου. Μια νέα, απλή κατασκευή σκυροδέματος αποτελεί, πέραν των αισθητικών λόγων προβολής της υπάρχουσας λιθοδομής, μία συμφέρουσα λύση αποκατάστασης από οικονομική άποψη. Τέλος, ένας ακόμη στόχος της αποκαταστάσεως του Μνημείου πρέπει να είναι η ανάδειξη και η προβολή της γέφυρας του Κατσουγιάννη στον ευρύτερο ελληνικό χώρο, δεδομένου ότι, πρόκειται για πολύ αξιόλογη κατασκευή του παρελθόντος, η οποία πρέπει να διατηρηθεί και να συνεχίσει λειτουργία της, παρά τις αλλοιώσεις της αρχικής της μορφής κατά τον 20ό αιώνα. ΑΝΑΦΟΡΕΣ Μαντά Σ Τα ηπειρώτικα γεφύρια. Αθήνα: Τεχνικές εκδόσεις Α.Ε. Τσότσου Γ Μακεδονικά γεφύρια. Θεσσαλονίκη: University Studio Press 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, Οκτωβρίου.,