VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY OCELOVÁ LÁVKA PRO PĚŠÍ STEEL FOOTBRIDGE

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV KOVOVÝCH A DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF METAL AND TIMBER STRUCTURES OCELOVÁ LÁVKA PRO PĚŠÍ STEEL FOOTBRIDGE DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR BC. FILIP HONEŠ doc. Ing. MIROSLAV BAJER, CSc. BRNO 2014

2 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ Studijní program Typ studijního programu Studijní obor Pracoviště N3607 Stavební inženýrství Navazující magisterský studijní program s prezenční formou studia 3607T009 Konstrukce a dopravní stavby Ústav kovových a dřevěných konstrukcí ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE Diplomant Název Ocelová lávka pro pěší Vedoucí diplomové práce Datum zadání diplomové práce Datum odevzdání diplomové práce V Brně dne doc. Ing. Miroslav Bajer, CSc doc. Ing. Marcela Karmazínová, CSc. Vedoucí ústavu prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA Děkan Fakulty stavební VUT

3 Podklady a literatura 1. Situace 2. Příčný profil koryta 3. Platné normativní dokumenty 4. Schindler, A., Bureš, J., Pechar, J.: Navrhování ocelových mostů Zásady pro vypracování Vypracujte návrh nosné ocelové konstrukce lávky pro pěší přes řeku Bečvu v Přerově. Vypracujte variantní řešení, zvolenou variantu rozpracujte. Předepsané přílohy Technická zpráva se zhodnocením variant řešení. Statický výpočet hlavních nosných částí, návrh a výpočet směrných detailů. Výkresová dokumentace v rozsahu stanoveném vedoucím diplomové práce Výkaz materiálu. Předepsané přílohy... doc. Ing. Miroslav Bajer, CSc. Vedoucí diplomové práce

4 Abstrakt Diplomová práce se zabývá návrhem a posouzením nové nosné ocelové konstrukce lávky pro pěší, která přemosťuje řeku Bečvu v Přerově. Byly vypracovány tři varianty řešení nosné ocelové konstrukce. Výsledná varianta byla podrobně zpracována. Jedná se o lávku s celkovým rozpětím 104 m. Nosnou konstrukci tvoří dva vzájemně se odklápějící oblouky, mezi kterými je pomocí závěsů zavěšená prvková mostovka. Klíčová slova Lávka pro pěší, ocelová konstrukce, oblouk, mezilehlá mostovka, hrncová ložiska Abstract The main subject of master s thesis is design of the construction of pedestrian steel bridge via the river Bečva in Přerov. It was made a three different types of the steel construction. The resulting draft is worked up in details. Span of the pedestrian bridge is 104 metres. The carrying construction is made from a two mutually-opening arches. Between the arches are hanged a semi through type decks. Keywords Pedestrian bridge, steel construction, arch, semi through type decks, pot bearing

5 Bibliografická citace VŠKP Ocelová lávka pro pěší. Brno, s., 183 s. příl. Diplomová práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí. Vedoucí práce doc. Ing. Miroslav Bajer, CSc..

6 Prohlášení: Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracoval samostatně a že jsem uvedl všechny použité informační zdroje. V Brně dne podpis autora

7 Poděkování: Rád bych tímto poděkoval vedoucímu mé diplomové práce doc. Ing. Miroslavu Bajerovi, CSc. za pomoc při vypracování projektu, za odborné rady, ochotu a vstřícný přístup.

8 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV KOVOVÝCH A DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF METAL AND TIMBER STRUCTURES OCELOVÁ LÁVKA PRO PĚŠÍ STEEL FOOTBRIDGE TECHNICKÁ ZPRÁVA ZVOLENÉ VARIANTY DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR Bc. FILIP HONEŠ VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR doc. Ing. MIROSLAV BAJER, CSc. BRNO 2014

9 Obsah: 1. Úvod Všeobecné údaje Identifikační údaje Údaje o křížení Základní údaje o mostě Charakter překážky a převáděné komunikace Územní podmínky Geologické podmínky Vytyčení mostu Technické řešení Nosná konstrukce Hlavní obloukové nosníky Prvková mostovka Krajní nosníky mostovky Příčníky Ztužidla Železobetonová deska Závěsy Příčník pro uložení mostovky Zavětrování oblouku Uložení mostu Příslušenství Pochozí izolace Odvodnění Zábradlí Dilatace Materiál Povrchová úprava Požární ochrana Postup montáže Seznam použité literatury Seznam příloh... 15

10 1. Úvod Lávka pro pěší přes řeku Bečvu 2013/2014 Technická zpráva zvolené varianty Úkolem práce bylo navrhnout a posoudit ocelovou nosnou konstrukci lávky pro pěší, která přemosťuje řeku Bečvu v Přerově. 2. Všeobecné údaje 2.1 Identifikační údaje Název stavby: Lávka pro pěší přes řeku Bečvu Druh stavby: Novostavba Převáděná komunikace: Lávka pro pěší Překážka: Řeka Bečva Obec: Přerov Kraj: Olomoucký Katastrální území: Přerov Objednavatel: Magistrát města Přerova Bratrská 709/ Přerov 2 Správce mostu: Magistrát města Přerova Bratrská 709/ Přerov 2 Projektant: Datum: 01/ Údaje o křížení Staničení křížení na silnici: Není zavedeno Překážka: Řeka Bečva Říční km: 13,121Km Úhel křížení: Základní údaje o mostě Charakteristika mostu: Délka nosné konstrukce: Délka přemostění: Délka zavěšeného pole: Délka převislých konců: Šířka lávky: Volná šířka lávky: Ocelová lávka pro pěší je tvořena ze dvou vzájemně od sebe odklápějících se oblouků. Prvková mostovka je ve střední části zavěšena na táhlech. Mostovka je tvořena železobetonovou deskou uloženou na příčnicích. Na lávce je použito ocelové trubkové zábradlí se svislou výplní. 104,360 m 103,420 m 65,310 m 19,295 m 4,350 m 3,500 m 10

11 Lávka pro pěší přes řeku Bečvu 2013/2014 Technická zpráva zvolené varianty 2.4 Charakter překážky a převáděné komunikace Lávka překonává koryto řeky Bečvy spolu s přilehlým záplavovým územím. Řez korytem řeky a informace o hladině byla stanoveny, dle podkladu, poskytnutým podnikem Povodí Moravy. Stavba se nachází v intravilánu. Půdorysně je lávka vedená v přímé. Vertikálně je niveleta tvořena vypuklým zakružovacím obloukem o poloměru 850 m. Niveleta klesá k oběma opěrám ve sklonu -3,0 % příčný sklon je střechovitý 2,5%. 3. Územní podmínky Stavba se nachází v katastrálním území města Přerov. 4. Geologické podmínky Geologické podmínky nebyly zjišťovány, spodní stavba není součástí projektu. 5. Vytyčení mostu Vytyčení stavby je provedeno v souřadnicovém systému JTSK a výškovém systému Bpv. 6. Technické řešení 6.1 Nosná konstrukce Lávka pro pěší je nekrytou ocelovou konstrukcí, která přemosťuje řeku Bečvu v Přerově, z oceli S355. Hlavní nosná konstrukce je tvořena ze dvou od sebe se odklánějících oblouků, na kterých je pomoci závěsů zavěšená prvková mostovka Hlavní obloukové nosníky Dvojice obloukových nosníků má teoretické rozpětí 73,720 m a vzepětí 14,0 m. Tvar oblouku vychází z kružnice o poloměru 55,500 m. Průřez je tvořen uzavřeným svařovaným profilem proměnné výšky, který je na obou koncích vetknut. U paty oblouku je výška 0,800 m ve vrcholu oblouku 0,520 m. Šířka oblouku je konstantní 0,500 m. Oblouky jsou od sebe odkloněny s vertikální osou svírají úhel 8,5. Oblouk je stabilizován proti vybočení z roviny soustavou příčníků. Pro uložení prvkové mostovky jsou oblouky spojeny příčníkem Prvková mostovka Prvková mostovka je tvořena železobetonovou deskou, která je podepřena příčníky. Příčník je kloubově spojen s krajním nosníkem mostovky. Součástí mostovky je taky soustava ztužidel Krajní nosníky mostovky Krajní nosníky mostovky jsou ve středové části zavěšeny pomocí závěsů k oblouku, v této části je nosník tvořen uzavřeným profilem stejné výšky a šířky a to 0,350 m. V krajních částech, které nejsou zavěšeny má nosník výšku 0,600 m a šířku 0,350 m. Krajní nosníky jsou připojeny kloubově na příčník, který je mezi oblouky. Spoj je realizován pomocí vícestřižného čepu. 11

12 Lávka pro pěší přes řeku Bečvu 2013/2014 Technická zpráva zvolené varianty Příčníky Příčníky jsou z profilu IPE 180. Příčník je kloubově připojen ke krajnímu nosníku po konstantní vzdálenosti 2,0 m. K příčníkům je pomocí nastřelovacích hřebů připojen trapézový plech, který slouží jako ztracené bedněné pro železobetonovou desku Ztužidla Ztužidla mostovky jsou tvořena trubkovým profilem φ 48,3/4, Železobetonová deska Železobetonová deska je tvořena z trapézového plechu Hacierco 55/250 tloušťky 0,88mm, který slouží jako ztracené bednění pro železobetonovou desku.trapézový plech je z oceli S320. Je použit beton třídy C20/25 a ocel pro vyztužení desky B500. Při dolním povrchu je navržena výztuž v poli ϕ14/250, při horním povrchu nad příčníky výztuž z kari sítí ϕ8 velikost oka 150. Výška desky je 0,125 m. Deska je v příčném sklonu 2,5% Závěsy Závěsy jsou realizovány jako táhla systémem Macalloy 460. Průměr závěsu je 28 mm. Závěsy jsou kotveny pomocí systémových hlavic a styčníkového plechu P22. Závěsy jsou na krajním nosníku mostovky po vzdálenosti 4 m a směrem k oblouku se rozbíhají. Na každém oblouku se nachází 13 táhel Příčník pro uložení mostovky Uložení mostovky v krajních částech na oblouk je realizováno pomocí příčníku, který je rámově spojen s oblouky. Příčník je s krajním nosníkem mostovky propojen pomocí vícestřižného čepového spojení. Čep je z oceli S355 průměru 45 mm. Profil samotného příčníku je tvořen uzavřeným průřezem výšky 0,500 m a šířky 0,450 m Zavětrování oblouku Oblouky jsou vzájemně propojeny pomocí příčlí z uzavřených průřezu. Výška profilů je stejná jako výška oblouku v daném místě, šířka je 0,350 m. Příčle jsou rámově spojeny s obloukem Uložení mostu Okrajové nosníky budou uloženy na hrncová ložiska. Mostovka bude na oblouky uložena pomocí neposuvného čepového spoje. Obloukové nosníky jsou vetknuty do betonové patky základu pomocí patní desky a kotvících šroubů. 6.2 Příslušenství Pochozí izolace Je na vržena přímo pochozí izolace Auto-Gard II o celkové tloušťce 2mm. 12

13 Lávka pro pěší přes řeku Bečvu 2013/2014 Technická zpráva zvolené varianty Odvodnění Odvodnění je zajištěno příčným střechovitým 2,5 % sklonem a podélným 3,0 % sklonem mostovky. Voda bude odvedena do odvodňovacího systému přilehlých komunikací Zábradlí Dilatace 7. Materiál Na lávce je navrženo ocelové trubkové zábradlí se svislou výplní výšky 1,2 m. U opěr je navržen mostní závěr, který musí přenést celkový dilatační posun. Prvky hlavní nosné konstrukce jsou navrženy z oceli S355J2. Ocelová táhla a jejich příslušenství jsou navrženy z oceli S460. Šrouby se předpokládají kvality 8.8, čepy S Povrchová úprava Protikorozní ochrana byla stanovena na základě stupně korozní agresivity atmosféry podle ČSN EN ISO Stupeň agresivity atmosféry byl stanoven jako střední C3. Konstrukce s životností nad 15 let. Základní vrstva nátěru realizovaného v dílně SikaCor ZP Primer 80μm. Vrstva na stavbě SikaCor PUR Color 80μm. 9. Požární ochrana Jedná se o konstrukci bez požárního rizika, proto nebyla odolnost proti požáru zvlášť posuzována. 10. Postup montáže Nejprve se připraví spodní stavba konstrukce. Montáž nosné konstrukce bude probíhat na předmontážní plošině, která bude zřízena na břehu řeky. Obloukové nosníky jsou montážními spoji rozděleny na 5 dílu. Vždy dva krajní díly oblouku budou spolu s jejich propojením svařeny na předmontážní plošině a následně umístěny na základovou ŽB patku. Z druhé strany budou tyto části uloženy na dočasné montážní podpěry v korytě řeky. Vrcholová část oblouku se osadí pomocí jeřábů na montážní podpěry a přivaří se k již umístěným krajním částem oblouků. Montáž mostovky bude probíhat z obou stran, aby bylo zajištěno rovnoměrné namáhání nosného oblouku. Mostovka se bude po částech zavěšovat pomocí táhel na oblouk. Následně bude osazená výztuž ŽB desky a ŽB deska bude vybetonována. Poté bude následovat osazení zábradlí a nakonec přímopochozí izolace. 13

14 Lávka pro pěší přes řeku Bečvu 2013/2014 Technická zpráva zvolené varianty 11. Seznam použité literatury Normy: [1] ČSN EN Eurokód 1: Zatížení konstrukcí Část 1-1: Obecná zatížení Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb, Praha: ČNI, 2004, 44 stran [2] ČSN EN Eurokód 1: Zatížení konstrukcí Část 1-4: Obecná zatížení Zatížení větrem, Praha: ČNI, 2007, 124 stran [3] ČSN EN Eurokód 1: Zatížení konstrukcí Část 1-5: Obecná zatížení Zatížení teplotou, Praha: ČNI, 2005, 44 stran [4] ČSN EN Eurokód 1: Zatížení konstrukcí Část 2: Zatížení mostů dopravou, Praha: ČNI, 2005, 152 stran [5] ČSN EN Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby, Praha: ČNI, 2006, 96 stran [6] ČSN EN Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-5: Boulení stěn, Praha: ČNI, 2008, 56 stran [7] ČSN EN Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-8: Navrhování styčníků, Praha: ČNI, 2008, 128 stran [8] ČSN EN Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí - Část 2: Ocelové mosty, Praha: ČNI, 2008, 102 stran Literatura: [9] SCHINDLER A., BUREŠ J., PECHAR J., Navrhování ocelových mostů, Praha: SNTL Alfa, 1980, 488 s. [10] ČAMBULA J., KOLEKTIV, Navrhovaní mostních konstrukcí podle eurokódů, Praha: IC ČKAIT, 2010, 360 s., ISBN [11] MELCHER J., STRAKA B., Kovové konstrukce - Konstrukce průmyslových budov, Praha: SNTL, 1985, 218 s. Internetové zdroje: [12] TETRON CD - Mechanická hrncová ložiska. Freyssinet CS a.s. [online] [cit ] dostupné z:< 14

15 Lávka pro pěší přes řeku Bečvu 2013/2014 Technická zpráva zvolené varianty 12. Seznam příloh 1. Vyhodnocení řešených variant 2. Statický výpočet variant 3. Statický výpočet zvolené varianty 4. Výkresy 4.1 Varianty řešení 4.2 Přehledný výkres varianty Kotvení 4.4 Detaily 15