VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ BETONOVÉ MOSTY II MODUL M03 VYBRANÉ PROBLÉMY NAVRHOVÁNÍ MOSTŮ

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ PROF. ING. JIŘÍ STRÁSKÝ, DSC., ING. RADIM NEČAS, PH.D. BETONOVÉ MOSTY II MODUL M03 VYBRANÉ PROBLÉMY NAVRHOVÁNÍ MOSTŮ STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

2 Betonové mosty II Modul M03 Prof. Ing. Jiří Stráský, DSc., Ing. Radim Nečas, Ph.D., Brno (83) -

3 Obsah OBSAH 1 Úvod Cíle Požadované znalosti Doba potřebná ke studiu Klíčová slova Technologie výstavby Modelování betonových mostů Konstrukční beton Vybrané problémy konstrukcí Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů Prefabrikované nosníky Monolitické konstrukce betonované na skruži Konstrukce betonované jako jeden celek Integrované konstrukce Konstrukce betonované po polích Vysouvané konstrukce Konstrukce betonované nebo montované letmo (konzolové mosty) Stabilita konzoly při stavbě, návrh spojení mostovky s podpěrami Uspořádání předpínací a betonářské výztuže Návrh podporových příčníků Prefabrikované segmentové konstrukce Autotest Závěr Shrnutí Studijní prameny Seznam použité literatury Seznam doplňkové studijní literatury Odkazy na další studijní zdroje a prameny Klíč (83) -

4 Betonové mosty II Modul M03-4 (83) -

5 Úvod 1 Úvod 1.1 Cíle V modulu M03, který je posledním v předmětu Betonové mosty II se v krátkosti seznámíme s vybrannými problémy technologií a konstručních typů. Zaměříme se na výrobu a použití prefabrikovaných nosníků a segmentů a na výhody a nevýhody konstrukcí z nich postavených. Dále se budeme věnovat konstrukcím postaveným jako jeden celek na pevné skruži, či konstrukcím, které jsou betonovány po jednotlivých polích. Upozorníme na namáhání postupně betonovaných konstrukcí od vlastní tíhy a od předpětí. Zmíníme problematiku spojkování předpětí v mostech s velkým počtem polí. Ze stejných důvodů bude popsána také technologie výstavby na posuvné skruži, letmá betonáž a letmá montáž, nebo vysouvání konstrukcí. Výklad bude doplněn popisem reálných konstrukcí, které byly v nedávné době v České republice dokončeny. 1.2 Požadované znalosti Látka probíraná v tomto modulu předmětu Betonové mosty II předpokládá znalosti z oblasti zatížení stavebních konstrukcí, mechanicko-fyzikálních vlastností materiálů, vytváření statických modelů prvků a konstrukcí a základních principů navrhování. Dále je potřeba znát základní způsoby výpočtu statických veličin ze stavební mechaniky pro různé typy zatížení a stanovení napjatosti prvků při různých způsobech namáhání z pružnosti a plasticity. Předpokládají se i základní znalosti předpjatého betonu, znalosti o parametrech a vybavení pozemních komunikací, železničních a jiných dopravních staveb. Z technické matematiky a fyziky (zde především z mechaniky) jsou zapotřebí běžné znalosti získané na střední škole nebo v předcházejícím studiu na fakultě stavební. Vzhledem ke skutečnosti, že moduly M01 až M03 (Betonové mosty II) navazují bezprostředně na moduly předmětu Betonové mosty I, pak také jejich úspěšné absolvování je nutnou podmínkou. Celý modul navazuje na problematiku uvedenou v modulu M01 a M02, přičemž bez jejího pochopení nelze dle mínění autorů v dalším studiu pokračovat. Mimo to navazuje na látku uvedenou ve skriptech Doc. Ing. Milana Sečkáře, CSc. [30] a dále na moduly předmětu Betonové mosty I. 1.3 Doba potřebná ke studiu Modul M03 (Vybrané problémy navrhování mostů) zahrnuje z celé problematiky předmětu Betonové mosty II přibližně 1/2 probírané látky, což odpovídá šesti týdnům z celého semestru. Doba potřebná k nastudování jednotlivých kapitol a celého textu je především závislá na obtížnosti tématu, předchozích znalostech a schopnostech studenta. Z těchto důvodů se dá pouze odhadnout a může činit asi 30 hodin. - 5 (83) -

6 Betonové mosty II Modul M Klíčová slova Technologie výstavby, konstrukční typ, petlicový styk, vzpěradlový rám, pevná skruž, výsuvná skruž, posuvná skruž, integrovaná konstrukce, vysokopevnostní beton, konstrukce betonovaná po polích, místo nulového momentu, plovoucí spojka, spojkování kabelů, průběžný kabel, stopper, rondel, páteřní nosník, rampa, účinky poddolování, vysouvaná konstrukce, vrubový kloub, ovinutí, lamela, deviátor, prefabrikovaná vzpěra, hydraulický lis, konzolový most, symetrická konzola, vahadlo, podporový zárodek, montážní podpěry, hrncové ložisko, rámově spojená konstrukce, podporový příčník, smykový ozub, zesílení konstrukce vnějším předpětím, kontaktní segment. - 6 (83) -

7 Souhrn předchozího učiva 2 Technologie výstavby Kapitola zabývající se technologií výstavby mostních konstrukcí byla podrobně probrána v modulu M01 předmětu Betonové mosty II. Vzhledem ke skutečnosti, že dále probíraná látka bezprostředně navazuje na zmiňovanou kapitolu, autoři uvážili připomenutí předchozího modulu z hlediska jeho závěrů a zejména pak jeho zopakování ve formě kontrolních otázek. V předchozím modulu M01 jsme se v krátkosti seznámili s technologií výstavby mostních konstrukcí, vysvětlili jsme si základní pojmy a některá normová ustanovení. Zabývali jsme se stavbou a technologickými problémy při výstavbě monolitických, prefabrikovaných a hybridních konstrukcí. Kontrolní otázky Vyjmenujte jednotlivé technologické postupy v mostním stavitelství. Zdůrazněte rozdíly v technologii pro monolitické a prefabrikované konstrukce. Zamyslete se nad změnou statického působení v případě letmé betonáže. Jak rozdělujeme prefabrikované konstrukce. Popište rozdíl ve výrobě segmentů metodou krátké a dlouhé dráhy. Vyjmenujte způsoby montáže prefabrikovaných segmentů. Vysvětlete pojem montáž v symetrické konzole. Co je to hybridní konstrukce. 3 Modelování betonových mostů Kapitola zabývající se modelováním betonových mostů byla podrobně probrána v modulu M02 předmětu Betonové mosty II. Vzhledem ke skutečnosti, že dále probíraná látka bezprostředně navazuje na zmiňovanou kapitolu, autoři uvážili připomenutí předchozího modulu z hlediska jeho závěrů a zejména pak jeho zopakování ve formě kontrolních otázek. Dílčím závěrem kapitoly byly různé způsoby vytváření výpočtových modelů z hlediska jejich výstižnosti i náročnosti. Pro dokreslení problematiky bylo uvedeno i několik příkladů analyzovaných konstrukcí. Kontrolní otázky Pokuste se vyjmenovat moderní metody statické a dynamické analýzy betonových mostů. Charakterizujte hlavní problémy tvorby výpočtových modelů. - 7 (83) -

8 Betonové mosty II Modul M03 Vyjmenujte prvky použitelné pro úspěšné vytvoření prostorových výpočetních modelů. Na příkladu komorového nosníku popište jeho prutovou analýzu. Vysvětlete pojem spolupůsobící šířka. Popište metodu náhradního roštu. K jakému účelu se používá metoda příhradové analogie. 4 Konstrukční beton Kapitola zabývající se rozborem termínu konstrukční beton byla podrobně probrána v modulu M02 předmětu Betonové mosty II. Vzhledem ke skutečnosti, že dále probíraná látka bezprostředně navazuje na zmiňovanou kapitolu, autoři uvážili připomenutí předchozího modulu z hlediska jeho závěrů a zejména pak jeho zopakování ve formě kontrolních otázek. Pojem konstrukční beton byl vysvětlen v návaznosti na předpětí mostních konstrukcí jak v mezním stavu, tak i ve stavu provozním. U zavěšených konstrukcí byl vysvětlen návrh sil v závěsech. Parametry konstrukčního betonu byly doplněny o reologické vlivy dotvarování a smršťování betonu. Kontrolní otázky Vysvětlete pojem konstrukční beton. Nakreslete několik možných uspořádání vedení předpětí v komorovém nosníku. Na čem závisí návrh sil v závěsech u zavěšené konstrukce. Zamyslete se nad vlivem předpětí u zakřivených konstrukcí. Vysvětlete účinky ohýbaných kabelů na zakřivených spojitých konstrukcích. Popište vliv reologických jevů (dotvarování a smršťování) na staticky neurčité konstrukce stavěné po fázích. Popište přerozdělení vnitřních sil v zavěšené konstrukci s ohledem na reologické vlastnosti betonu. 5 Vybrané problémy konstrukcí Kapitola vybraných problémů konstrukcí byla podrobně probrána v modulu M02 předmětu Betonové mosty II. Vzhledem ke skutečnosti, že dále probíraná látka bezprostředně navazuje na zmiňovanou kapitolu, autoři uvážili připomenutí předchozího modulu z hlediska jeho závěrů a zejména pak jeho zopakování ve formě kontrolních otázek. - 8 (83) -

9 Souhrn předchozího učiva Závěr modulu M02 byl věnován vybraným problémům konstrukcí, jako jsou například: uložení komorového nosníku, zachycení kroucení v podpěrách, nepřímé uložení a působení předpětí v zakřivených prvcích. Kontrolní otázky Vysvětlete a graficky znázorněte namáhání podporové oblasti v uložení komorového nosníku. Vysvětlete a graficky znázorněte zachycení kroucení komorových nosníků v podpěrách. Pomocí metody příhradové analogie vysvětlete nepřímé uložení mostu. Pomocí metody příhradové analogie vysvětlete uložení Gerberova nosníku. Zamyslete se nad řešením půdorysně zakřivených konstrukcí a konstrukcí s náběhy. Charakterizujte působení předpětí v zakřivených prvcích. K jakému porušení může v zakřivené konstrukci vlivem předpětí dojít. - 9 (83) -

10 Betonové mosty II Modul M03-10 (83) -

11 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů 6 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů 6.1 Prefabrikované nosníky V minulých letech byly u nás vyvinuty úsporné prefabrikované konstrukce. Pro malá rozpětí do 18 m nosníky komorové vzájemně spojené petlicovým stykem, pro rozpětí do 30 m nosníky tvaru písmene I vzájemně spojené v horní a dolní přírubě. Obr. 6.1 Nadjezd nad dálnicí z nosníků DS-A Velmi rozšířené byly také konstrukce vyvinuté Dopravními stavbami Olomouc pro nadjezdy nad dálnicí (obr. 6.1). Konstrukce byly sestaveny z prefabrikovaných komorových nosníků s konzolami, které byly vzájemně spojeny petlicovým stykem vybetonovaným mezi konzolami (obr. 6.2). Nosníky měly podnikové označení DS-A a DS-C. Jejich řešení vycházelo z tehdejšího požadavku na minimum tak zvaného mokrého procesu na stavbě. Tedy na minimum monolitických prací. Na smontovanou nosnou konstrukci se provedl vyrovnávací beton, který sloužil jako podklad pro hydroizolaci. Obr. 6.2 Nosník (DS-A) DS-C Z nosníků se navrhovaly spojité nosníky a vzpěradlové rámy o třech polích (obr.6.3), později se z nich také navrhovaly i mosty o více polích (83) -

12 Betonové mosty II Modul M03 Obr. 6.3 Nadjezdy (DS-A), DS-C Mosty se montovaly z prefabrikátů maximálních délek 14 m, které se osazovaly na definitivní a nebo montážní podpěry (obr.6.4). Po vybetonování spár mezi prefabrikáty se nosníky a stojky předepnuly, následně se vybetonovaly podélné spáry a koncové příčníky spolu s krátkými křídly. Obr. 6.4 Montáž nadjezdu DS-A Ačkoliv popsané konstrukce byly z hlediska spotřeby materiálu velmi úsporné, vyznačují se řadou problémů. Pomineme-li, že byly stavěny nekvalitně a nebyly vůbec udržovány, jejich hlavním nedostatkem je neprůlezná dutina, která při nekvalitní izolaci a podkladním betonu mohla být naplněna slanou vodou, která mohla zmrznout a poškodit beton. Vniklá voda pak vyvolala korozi předpínací výztuže. Proto se nyní dává přednost konstrukcím sestaveným z prefabrikovaných prvků otevřeného průřezu, které jsou spřaženy s monolitickou mostovkovou deskou (obr. 6.5a). Monolitická deska zajišťuje roznos zatížení, spolupůsobení nosníků a tvoří kvalitní podklad pro hydroizolaci. V zahraničí se stále používají komorové konstrukce sestavené z prefabrikovaných prvků korýtkového průřezu (obr. 6.5b), které jsou spřaženy s monolitickou deskou. Jsou velmi úsporné a estetické. Autor je toho názoru, že by i tyto konstrukce mohly najít uplatnění v našich podmínkách. Podmínkou však je navrhnout u těchto konstrukcí řádné odvodnění a umožnit jejich inspekci vytvořením otvorů pro kamery (83) -

13 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů Obr. 6.5 Konstrukce z prefabrikovaných nosníků: a) příčný řez konstrukcí tvořenou prefabrikovanými nosníky otevřeného průřezu, b) příčný řez konstrukcí tvořenou prefabrikovanými nosníky korýtkového průřezu, c) prosté uložení nosníků, d) nepřímé uložení nosníků pomocí monolitického příčníku Vícepolové konstrukce sestavené z prefabrikovaných nosníků se v mnohých případech ukládají na úložné prahy a nosníky jsou v podélném směru spojovány nad podporou jen spřaženou deskou (obr. 6.5c). Takováto konstrukce tedy působí jako prostý nosník nejen pro zatížení stálé, ale i pro zatížení nahodilé. Průběžná deska tedy zajišťuje spojitost jen pro podélné účinky. I když toto řešení odstraňuje dilatační závěry, vytváří esteticky nevhodnou konstrukci. S ohledem na hospodárnost a bezpečnost by měly být - pokud to jen základové poměry dovolí - navrhovány konstrukce spojité. Z obr. 6.5d je zřejmé, že navrhneme-li nad podpěrami monolitický příčník, lze z prostých prefabrikovaných nosníků vytvořit spojité konstrukce podepřené štíhlými podpěrami. Spřažená deska spolu s monolitickým příčníkem zajišťuje nejen spojitost konstrukce v podélném směru, ale také umožňuje odstranit úložný práh. Monolitický příčník stejné konstrukční výšky jako nosníky umožňuje přenos z nepřímo podepřených nosníků do podpěr. Statická analýza konstrukce musí uvážit postup výstavby a skutečnost, že konstrukce je vytvořena z prvků různého stáří. Vliv přerozdělení vnitřních sil u spojité konstrukce sestavené z prostých nosníků je dostatečně popsán v technické literatuře nosníku - obr. 6.6a, [11], [40]. Prefabrikované nosníky působí pro vlastní tíhu jako prosté nosníky, po zmonolitnění podporové spáry působí pro všechna ostatní zatížení jako spojitý nosník. Protože monolitické spojení brání volnému dotvarování prefabrikovaných nosníků, vniká nad podporou doplňkový staticky moment M G0 (t ). Jeho velikost závisí na stáří nosníků, době zmonolitnění a na použité funkci dotvarování. U běžných konstrukcí odpovídá jeho velikost až 80% velikosti podporového momentu spojitého nosníku M G0 (sn). V průřezu nad podporou vzniká v horních vláknech tah, v dolních vláknech tlak. Je samozřejmé, že u předpjaté konstrukce lze navrhnout předpětí prefabrikovaných nosníků tak, aby radiální síly od předpětí byly stejně velké (ale opačného znaménka), jako je vlastní tíha (obr. 6.6b-2). Moment od předpětí má pak stejnou velikost jako moment od vlastní tíhy. Výsledný moment a deformace nosníku jsou pak nulové. Takováto konstrukce je pak tvarově stálá a vlivem dotvarování u ní nedochází k přerozdělení vnitřních sil. Jsou-li radiální síly od před (83) -

14 Betonové mosty II Modul M03 pětí menší než vlastní tíha (obr. 6.6b-1), vzniká nad podporou záporný moment, jsou-li radiální síly od předpětí větší než vlastní tíha (obr. 6.6b-3), vzniká nad podporou kladný moment. Odpovídající tahové napětí je nutno zachytit výztuží. Obr. 6.6 Namáhání spojité konstrukce: a) vlastní tíha, b) vlastní tíha a předpětí, c) spojitý kabel. Zmonolitnění podporové spáry lze dosáhnout předpětím nebo železobetonovým spojem. Protože nad podporou je moment od vlastní tíhy nulový, vznikají od klasicky vedených spojitých kabelů nad podporou v dolních vláknech tahy (obr. 6.6c). Ty je nutno zachytit betonářskou výztuží. Chceme-li tahy vyloučit, musíme zvětšit předpětí a zmenšit výstřednosti kabelů nad podporou, to je posunout kabely do jádra průřezu. U spřažené konstrukce je však vlivem smršťování a následného dotvarování monolitického betonu situace poněkud složitější. Na obr. 6.7 je znázorněn postup výstavby spřažené konstrukce o dvou polích, u které je spojitost zajištěna spřaženou deskou a monolitickým podporovým příčníkem. Obrázek znázorňuje celkové působení konstrukce i detailní řešení podporové oblasti. Na obr. 6.7a je ukázáno namáhání konstrukce před uvolněním montážních podpěr. Prefabrikované nosníky přenáší vlastní tíhu a tíhu spřažené desky do podpěr. Po uvolnění montážních podpěr je nosná konstrukce zatížena reakcemi R G z podpěr. Konstrukce je namáhána ohybovým momentem od uvolněných reakcí (obr. 6.7b). Reakce, které působily při spodním povrchu nosníku, je nutno přenést závěsnou výztuží do horního uzlu ve spřažené desce. Z tohoto uzlu je namáhání přeneseno do ložiska tlačenou vzpěrou spojující spřaženou desku s prefabrikovaným nosníkem a monolitickým příčníkem. Úsek mezi horními uzly je nutno vyztužit řádně zakotvenou vodorovnou výztuží (83) -

15 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů Obr. 6.7 Postupná výstavba konstrukce: a) působení konstrukce před uvolněním podpor, b) vliv uvolnění montážních podpěr, c) působení za provozu Protože prefabrikované nosníky brání volnému smršťování monolitického betonu spřažené desky, vzniká v konstrukci doplňkové ohybové namáhání (obr.6.7c). Vlivem těchto účinků a vlivem nahodilého zatížení vznikají nad podporou v monolitické desce tahy, jejichž velikost převyšuje tahovou únosnost monolitického betonu. Konstrukce tedy působí jako železobetonová. Vlivem trhlin dochází k redukci tuhosti podporové oblasti a následné redukci účinků smršťování betonu. Proto při časově závislé analýze konstrukce je nutno uvážit tuto skutečnost. V čase, kdy je most uveden do provozu, je nutno nad podpěrami vyloučit beton z funkce. Obr. 6.8 Nepřímé uložení prefabrikovaných nosníků Při nepřímém uložení nosníků (obr. 6.8) je nutno pamatovat, že reakce R je nutno přenést z nosníků závěsnou výztuží do horních rohů příčníků. Funkce příčníků je tedy podobná jako u příkladů uvedených v kapitole 5 na obr. 5.6 a 5.7. S uvážením popsaných skutečností byla na rychlostní komunikaci R35 navržena mostní konstrukce o sedmi polích s rozpětími od 24 do 31 m (obr ). Most byl sestaven z prefabrikovaných nosníků uložených na montážní podpěry situované u definitivních podpěr (obr. 6.10).. Spojitost konstrukce je zajištěna jen betonářskou výztuží (83) -

16 Betonové mosty II Modul M03 Obr. 6.9 Most 206 na rychlostní komunikaci R35, stavba 09 Obr Montáž nosníků a výztuž příčníků Obr Uložení nosníků při montáži a v definitivní konstrukci - 16 (83) -

17 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů Obr Nepřímé uložení nosníků V nosnících i monolitických příčnících byla navržena závěsná výztuž, která spolu s vodorovnou výztuží přenáší zatížení z nosníků do podpěr. Most bezporuchově slouží od roku Monolitické konstrukce betonované na skruži Konstrukce z předpjatého betonu o jednom až čtyřech polích celkové délky do 100 m jsou obvykle betonovány najednou na pevné skruži. Mosty o více polích jsou obvykle betonovány po polích s přečnívající konzolou Konstrukce betonované jako jeden celek Integrované konstrukce Mosty betonované jako jeden celek tvoří konstrukce různých statických systémů. Běžné jsou deskové (obr. 6.13) a nebo trámové (obr. 6.14) konstrukce podepřené svislými a nebo šikmými podpěrami. Obvykle jsou na podpěrách uloženy prostřednictvím neoprénových a nebo hrncových ložisek. Obr Desková konstrukce Obr Jednotrámová konstrukce Nyní se stále častěji staví integrované konstrukce, které jsou monoliticky spojené se spodní stavbou. Spojení je buď rámové a nebo pomocí vrubových kloubů. Odstraňují se tak na údržbu náročná ložiska a zjednodušují se detaily napojení konstrukcí na násyp. Dále uvedeme tři příklady nedávno postavených konstrukcí (83) -

18 Betonové mosty II Modul M03 Nadjezd polní cesty nad rychlostní komunikací R35 a) b) Obr Integrovaný most- nadjezd nad rychlostní komunikací R35 Most o dvou polích tvoří parapetní nosník (obr. 6.15a) rámově spojený se střední stojkou a s koncovým příčníkem (obr. 6.15b). Střední stojka, která je sestavena ze dvou prefabrikovaných prvků, má tvar písmene V (obr. 6.16). Předpínací výztuž je vedena v krajních nosnících tvaru svodidla New Jersey. Obr Integrovaný most- nadjezd nad rychlostní komunikací R35 Koncový příčník vybetonovaný s krátkými křídly je podepřen vrtanými pilotami, které jsou v horní části délky 4 m zeslabeny. Horní část pilot byla betonována do ztraceného papírového bednění, které bylo vloženo spolu s pružným obalem do výpažnice vrtu. Přechod mezi mostem a násypem tvoří dlažba. Silniční nadjezd nad rychlostní komunikací R35 Most tvoří vzpěradlový rám o třech polích (obr.5.16). Mostovku tvoří jednotrámový nosník (obr.5.17a) proměnné výšky kloubově připojený k šikmým prefabrikovaným stojkám(obr.5.17b). Nosník je ukončen monolitickými příčníky. Protože koncové příčníky jsou spojeny se základy šikmých stojek prefabrikovanými vzpěrami, tvoří konstrukce samokotvený systém, který zatěžuje základy jen svislými silami. Nosník je předepnut kabely vedenými v trámu (83) -

19 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů Obr Integrovaný most- nadjezd nad rychlostní komunikací R35 a) b) Obr Integrovaný most- nadjezd nad rychlostní komunikací R35 U dříve postavených konstrukcí byly koncové příčníky betonovány spolu s krátkými křídly a přechodová deska, uložená na příčnících, byla situována mezi křídly. Mezi křídly a deskou tak vznikla spára, která byla diskutována Obr Ukončení mostu Obr Ukončení mostu - nové - 19 (83) -

20 Betonové mosty II Modul M03 z hlediska dlouhodobé údržby (obr. 6.18). U nového řešení (obr. 6.19) je přechodová deska betonována s římsami, které současně tvoří obrubu křídla, která ukončují most. Most přes Moravu a obtok v Olomouci Obr Most přes Moravu a obtok v Olomouci Most tvoří spojitý nosník o dvou polích přemosťující řeku Moravu a obtok (obr.5.19). Vnitřní podpěra je situována na společném svahu mezi řekou a odlehčovacím kanálem. Je navržena tak, aby byl umožněn příchod chodců ke tvrzi. Po obou stranách nosné konstrukce jsou navrženy deskové konzoly, na kterých jsou umístěny inženýrské sítě a které současně slouží pro převedení cyklistů a chodců (obr.5.20a). Inženýrské sítě jsou překryty odnímatelnými pochůznými prvky z vysokopevnostního betonu. S ohledem na průměr sítí je povrch chodníku situován 0.75 m nad vozovkou. Proto, s ohledem na bezpečnost chodců a cyklistů, jsou chodníky opatřeny zábradlím nejen na straně řeky ale i na straně vozovky. Nosník o dvou polích je pružně vetknut do krajních opěr (obr.5.20b). S ohledem na šikmé křížení s kanálem, má most rozdílnou šikmost v poli přes Moravu a v poli přes obtok. Pole přes řeku Moravu je tvořeno dvoutrámovou konstrukcí. Trámy mají proměnnou šířku plynule se rozšiřující od středu pole k opěrám. Most přes obtok je tvořen deskou proměnné tloušťky. Protože chodníky jsou vedeny 0.75 m nad vozovkou, jsou od vozovky odděleny svodidly, která mají tvar svodidla New Jersey. Svodidla nejen oddělují vozovku od chodníků, ale současně mají výraznou statickou funkci. Jsou součástí nosné konstrukce a přispívají k přenosu zatížení. Ve svodidlech jsou vedeny podélné předpínací kabely; jejich průběh odpovídá průběhu ohybového momentu od zatížení stálého. Proto jsou svodidla vedena až na konec mostu, kde lze kabely řádně zakotvit (83) -

21 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů Konstrukce je mimořádně štíhlá, a proto vyžadovala pečlivý návrh i provedení. Nosnou konstrukci mostu bylo nutno navrhnout z vysopevnostního betonu C 60/75, který svoji vysokou pevností umožňuje nejen návrh mimořádně štíhlých prvků, ale také, díky vysokému modulu pružnosti, omezuje dlouhodobé deformace konstrukce. Tyto deformace u dříve postavených konstrukcí podobných konstrukčních soustav způsobily provozní znehodnocení staveb. Takto navržený most také vyžaduje bezpečné založení, protože případná pootočení základů mohou vyvolat trvalé průhyby konstrukce. Most je založen na vrtaných pilotách; u hlavního pole je ohybový moment zachycen dvojicí sil - tlak je přenášen pilotami, tah předpjatými zemními kotvami. Piloty pod krajními opěrami jsou v horní části délky 6 m zeslabeny. a) b) Obr Most přes Moravu a obtok v Olomouci Konstrukce betonované po polích Jak již bylo uvedeno, mosty o více polích jsou obvykle betonovány po polích s přečnívající konzolou. Spára je obvykle navržena v místě nulového momentu, to je přibližně v jedné pětině rozpětí pole. Ve spáře se napínají a následně spojkují předpínaci kabely. U prvních konstrukcí se ve spáře spojkovaly všechny kabely, nyní, na základě zkušeností s provozem těchto konstrukcí, jen polovina kabelů (83) -

22 Betonové mosty II Modul M03 Konstrukce se postupně betonují na pevné a nebo výsuvné skruži. Při statické analýze je nutno uvážit postup výstavby. Namáhání konstrukce během stavby je vysvětleno na příkladu konstrukce betonované na pevné skruži, u které se ve spáře spojkují všechny kabely (obr.6.21 a 6.22). Působení konstrukce během stavby je následující: Obr Namáhání postupně betonované konstrukce od vlastní tíhy a) vlastní tíha a předpětí první betonované části působí na staticky určitém nosníku s převislým koncem - A. b) vlastní tíha a předpětí druhé betonované části působí na spojitém nosníku o dvou polích s převislým koncem B. Výsledné namáhání je dáno součtem účinků A+B - 22 (83) -

23 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů c) vlastní tíha a předpětí třetí betonované části působí na spojitém nosníku o třech polích s převislým koncem C. Výsledné namáhání je dáno součtem účinků A+B+C. Obr Namáhání postupně betonované konstrukce od předpětí Tento postup analýzy se opakuje pro všechna pole (83) -

24 Betonové mosty II Modul M03 Při řešení konstrukce je nutno sledovat průběh předpínací síly a zajistit, aby tahová síla ve spojce byla u napínaného kabelu menší, než je kotvící síla kabelu napnutého v předchozím kroku (obr. 6.23). Obr Průběh předpínací síly v postupně napínaném a spojkovaném kabelu Je-li konstrukce betonována ve výsuvné skruži zavěšené na konzole a podepřené u pilíře, je nutno tuto skutečnost také zohlednit. Při betonáži zatěžuje skruž konzolu, po posunu skruže uvolněná reakce zatěžuje (vlastně odlehčuje) vnitřní pole spojitého nosníku. Na obr.6.24 je uveden průběh momentů postupně betonované konstrukce proměnné výšky. V každém montážním stavu obrázek ukazuje namáhání konstrukce od vlastní tíhy bez a se zatížením skruží. Čárkovaně je znázorněno namáhání konstrukce po ukončení stavby. Vlivem dotvarování betonu má konstrukce snahu dosáhnout stavu napjatosti, který odpovídá působení konstrukce vybetonované najednou na pevné skruži. I když spára mezi postupně betonovanými úseky je situována poblíž bodu, kde je od zatížení stálého nulový moment, může být - s ohledem na postupnou výstavbu a působení výsuvné skruže - výsledný průběh momentů po skončení výstavby rozdílný od průběhu momentů konstrukce vybetonované najednou na pevné skruži. Protože konstrukce má snahu dosáhnout tohoto stavu, je nutno provést podrobnou časově závislou analýzu konstrukce. Při analýze je nutno také zohlednit postupné napínání kabelů. U prvních postupně betonovaných konstrukcí byly všechny kabely vedeny souběžně a byly kotveny ve spáře co nejblíže u sebe (obr. 6.27a a 6.28a). Ačkoliv kabely byly kotveny v místě, kde je od zatížení stálého nulový moment, byly v průběhu let u těchto spár objeveny jak svislé, tak i vodorovné trhliny. Jejich vysvětlení je zřejmé z obrázků 6.25 a Na obr. 25a jsou uvedeny trajektorie hlavních napětí stěny podepřené na jednom okraji a zatížené osamělou silou působící v jejím středu. Síla modeluje předpínací kabel. Obrázek ukazuje na nerovnoměrné rozdělení napětí a na skutečnost, že za kotvou vzniká velké tahové napětí. Na obr. 6.26b je uveden průběh normálových napětí v řezu před (σ k,p ) a za (σ k,z ) kotvou. Tahová síla za kotvou (integrál napětí) má velikost až 0.23 síly P (83) -

25 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů Obr Namáhání postupně betonované konstrukce od vlastní tíhy: 1 vlastní tíha pole 1, 2 vlastní tíha pole 1 a tíha skruže s betonem pole 2 3 vlastní tíha pole 1-2, 4 vlastní tíha pole 1-2 a tíha skruže s betonem pole 3 5 vlastní tíha pole 1-3, 6 vlastní tíha pole 1-3 a tíha skruže s betonem pole 4 Na obr. 6.25c je znázorněno přetvoření stěny v řezu, kde je situována kotva. Vlivem koncentrace napětí pod kotvou se zvětšuje nejen pružné, ale i plastické přetvoření od dotvarování betonu. Aby nedošlo k odtržení části stěny za kotvou, je nutno stěnu v místě kotvy řádně vyztužit (83) -

26 Betonové mosty II Modul M03 Obr Kotvení kabelů ve stěně: a) trajektorie hlavních napětí, b) průběh normálových napětí, c) deformace stěny Na obr je znázorněna postupně betonovaná stěna nosníku výšky b a tloušťky d. Obrázek nahoře popisuje vždy celou konstrukci, obrázek dole výsek konstrukce Nejdříve se vybetonuje levá část stěny, která se centricky předepne silou P obr. 6.26a. Pod kotvou vzniká ve stěně nerovnoměrné napětí a σ k,p. V řezu, ve vzdálenosti odpovídající výšce b, je stěna namáhána rovnoměrným tlakovým napětím σ = P/bd. Následně se napojí předpínací kabel a vybetonuje se pravá část stěny. Po dosažení dostatečné pevnosti se kabel předepne silou P obr. 6.26b. Působení kabelu lze nahradit silou P působící ve spojení a v kotvě. Pod kotvou vzniká ve stěně nerovnoměrné napětí b σ k,p, těsně za kotvou vzniká ve stěně nerovnoměrné napětí b σ kz V řezu, ve vzdálenosti odpovídající výšce b, je stěna namáhána rovnoměrným tlakovým napětím σ = P/bd. Výsledné namáhání konstrukce (obr. 6.26c) je dáno součtem obou účinků. Podle nosníkového řešení by část konstrukce mezi oběma řezy měla být namáhána rovnoměrným tlakem, ve skutečnosti je však výsledná napjatost dána součtem napjatosti získaných v obou krocích c σ = a σ + b σ. Je zřejmé, že vpravo od spojky kotvou vznikne koncentrace namáhání, vlevo, těsně za kotvou dokonce tah c σ kz. Tato skutečnost vysvětluje, proč ve sparách vznikly trhliny. Je tedy zřejmé, že prutové řešení nemůže vystihnout složitou napjatost v oblasti spojky kabelů. Konstrukci je tedy nutno v této oblasti podrobně řešit nebo dodržet obecně uznávané konstrukční zásady. Podle nich lze ve spáře kotvit jen polovinu kabelů a kotvy je nutno rovnoměrně rozmístit po průřezu obr. 6.28b. Řešení podle obr a 6.28a je nepřípustné. V případě, že ve spáře s ohledem na postup stavby nelze kotvit jen polovinu kabelů (obr. 3.3) je nutno provést detailní analýzu kotevní oblasti (83) -

27 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů Obr Napětí ve spáře postupně betonované stěny: a) předepnutí první části, předepnutí druhé části, výsledná napjatost Komorové nosníky lze předepnout kabely, které se nad podporami překrývají a které jsou kotveny v rozšířené části stěn u podpor obr.6. 27b. Při řešení je nutno pamatovat na zachycení tahových napětí za kotvami a na posouzení příčného ohybového namáhání stěn. U ostatních konstrukcí se ve spáře kotví jen polovina kabelů rovnoměrně rozdělená po průřezu. Druhou polovinu kabelů je nutno osadit v plné délce. Protože část kabelů situovaných v následně betonované části je nutno ohnout a prozatímně umístit nad budované pole (obr. 6.27c, 6.30), používá se také řešení, ve kterém se tyto kabely kotví v tak zvané plovoucí spojce. Tato spojka, která je situována v prostoru za kotvami, umožňuje spojení jednotlivých lan (obr. 6.27d, 6.29). Lana jsou situována v rozšířeném kabelovém kanálku navrženém tak, aby umožnila protažení lan bez jejich kontaktu s okolním betonem (83) -

28 Betonové mosty II Modul M03 Obr Uspořádání kabelů. Obr Kotvení kabelů ve spáře Obr Plovoucí spojka - 28 (83) -

29 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů Obr Průběžné kabely Konstrukce betonované na pevných skružích Postupná výstavba po polích na pevné skruži se převážně používá pro geometricky složité konstrukce vedené relativně nízko nad terénem. Jako příklad uvedeme dva typy konstrukcí postavených na dálnici D47 v Ostravě. Křižovatka Rudná dálnice D47 Křižovatka Rudná (obr. 6.31), která je tvořena rondelem, vyžadovala stavbu sedmi mostů. Mosty s označením č. 202, 203, 204, 205, 208 jsou nové, most označený č. 206 využívá starou prefabrikovanou konstrukci. Všechny nové mosty mají jednotné architektonické a konstrukční uspořádání (obr 6.32) a byly postaveny stejnou technologií. Obr Křížovatka Rudná Obr Křižovatka Rudná - Vizualizace Mosty jsou stavěny v oblasti ovlivněné účinky od poddolování. Konstrukce musí odolávat nejenom účinkům od rozdílných svislých deformací podpěr, ale také účinkům vyvolaným jejich vodorovným pohybem a natočením. Dosud byly v této oblasti stavěny jen staticky určité konstrukce (83) -

30 Betonové mosty II Modul M Obr Křižovatka Rudná Jednotné architektonické a konstrukční řešení Ačkoliv mosty mají složitý tvar a musí odolávat účinkům poddolování, jsou navrženy jako spojité staticky neurčité konstrukce s dilatačními závěry navrženými jen na koncových podpěrách. Návrh mostů byl ovlivněn dvěma protichůdnými požadavky. Konstrukce bylo nutno jednak navrhnout dostatečně tuhé, aby byly schopny odolávat návrhovému zatížení, jednak dostatečně poddajné, aby byly schopny odolávat účinkům od poddolování. S ohledem na skutečnost, že účinky od poddolování vyvolávají značné vodorovné pohyby spodní stavby jak v podélném, tak i v příčném směru mostu, jsou nosné konstrukce vždy podepřeny jedním pevným ložiskem; ostatní ložiska jsou buď jednosměrná, nebo všesměrná. Vodorovná stabilita konstrukcí je zajištěna jednosměrnými a všesměrnými ložisky kombinovanými se stoppery (lock up devices), které umožňují pozvolný pohyb vyvolaný teplotními změnami a pohyby základů, ale odolávají silám od nahodilého zatížení a od větru. Uspořádání ložisek a stopperů bylo navrženo na základě velmi podrobné statické analýzy, která zohlednila účinky brzdných a odstředivých sil, zatížení větrem, teplotních změn a vlivy poddolování. Obr Křižovatka Rudná Most 203 Obr Křižovatka Rudná Most 208 Hlavní křížení je tvořeno dvěma m dlouhými mosty č. 203 obr Mosty mají sedm polí s rozpětími od do m. Mosty na rondelu s označením č. 202 a 203 jsou s rampami. V místě, kde se rampy oddělují od hlavního mostu, se páteřní nosník rozděluje na dvě konstrukce obr. 6.31, 6.35, Most č. 202 celkové délky m má sedm polí s rozpětími od do m. Krátká západní rampa délky m má tři pole s rozpětími od do m. Most č. 204 celkové délky m má sedm polí s rozpětími od do m. Východní rampa délky m má čtyři pole s rozpětími od do m (83) -

31 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů Obr Křižovatka Rudná - Most 202 Most č. 205 má tři pole s rozpětími m. Rampový most č. 208 se na jižní opěře napojuje na most č Most celkové délky m má šest polí s rozpětími od 24.5 do m obr Nosnou konstrukci všech mostů tvoří úzký páteřní nosník s velmi vyloženými konzolami. S ohledem na složitou geometrii mostů č. 202 a 204 jsou šířky páteřního nosníku a vyložení konzol proměnné. Jejich tvar byl určen na základě pečlivé parametrické studie, která porovnávala estetické působení prostorových křivek tvořených okraji nosné konstrukce a spotřebu materiálu. Obr Křižovatka Rudná - Most 202 Nosné konstrukce šířky až m jsou podepřeny dvěma ložisky; nosné konstrukce šířek do m jsou podepřeny jedním ložiskem obr Štíhlé pilíře mají konstantní tloušťku 1.50 m; jejich šířka závisí na počtu ložisek. Pilíře se dvěma ložisky mají proměnnou šířku od 2.50 do 3.29 m; pilíře s jedním ložiskem mají proměnnou šířku od 1.80 to 2.59 m. Změna šířky je parabolická a pohledově navazuje na zakřivení vnějšího povrchu nosné konstrukce. Nosnou konstrukci tvoří jednoduchý kompaktní průřez, který může být vybetonován najednou, bez přerušení. Konstrukční prvky jsou navrženy jako duk (83) -

32 Betonové mosty II Modul M03 tilní prvky, které mají velkou plastickou rezervu. Byly navrženy jako částečně předpjaté prvky s nízkou hladinou předpětí. Tlačený beton má vždy dostatečnou příčnou výztuž zajišťující jeho ovinutí. Mosty byly betonovány po polích v bednění podpíraném skruží. Spáry mezi jednotlivými úseky byly situovány ve vzdálenostech od 4 do 6 m od podpěr. V běžných spárách byla spojkována jenom jedna polovina předpínacích kabelů. S ohledem na postup stavby bylo nutno v několika spárách kotvit až 70% kabelů. Aby byla zajištěna dlouhodobá funkce těchto spár, byla jejich napjatost pečlivě posouzena prostorovou analýzou zohledňující postupnou betonáž a předpínání konstrukce. S ohledem na špatné geologické poměry a tomu odpovídající sedání konstrukcí, bylo nutno mosty před jejich předáním výškově rektifikovat - obr Konstrukce mostu byly analyzovaná jako prostorová konstrukce metodou konečných prvků. Velká pozornost byla věnována časově závislé analýze přerozdělení vnitřních sil vyvolané postupnou betonáží a předpínání nosné konstrukce. S ohledem na půdorysné zakřivení mostovek vznikají v konstrukcích významná namáhání od vodorovných složek radiálních sil. Příčná výztuž byla navržena na základě prostorové analýzy konstrukce sestavené z prostorových prvků programovým systémem ANSYS. Křižovatka Místecká dálnice D47 Křižovatka Místecká, která je tvořena rondelem, vyžadovala stavbu pěti mostů obr Mosty s označením 223, 225, 228, 229 byly postaveny nedávno, dlouhý viadukt označený 224 bude postaven v budoucnu. Všechny mosty mají jednotné architektonické a konstrukční uspořádání a byly postaveny stejnou technologií. Obr Křižovatka Místecká Ačkoliv mosty mají složitý tvar a musí odolávat účinkům poddolování, jsou navrženy jako spojité staticky neurčité konstrukce s dilatačními závěry navrženými jen na koncových podpěrách. Návrh mostů byl ovlivněn dvěma protichůdnými požadavky. Konstrukce bylo nutno jednak navrhnout dostatečně tuhé tak, aby byly schopny odolávat návrhovému zatížení, jednak dostatečně poddajné, aby byly schopny odolávat účinkům od poddolování. Protože relativní vzájemné pootočení podpěr od poddolování klesá s délkou mostu, jsou místa, kde je pootočení přenášeno do nosné konstrukce, navržena v nejdelší možné vzdálenosti u koncových opěr. Na všech mezilehlých podpěrách je nosná konstrukce ose podepřena jediným ložiskem (83) -

33 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů Obr Křižovatka Místecká most 223 S ohledem na skutečnost, že účinky od poddolování vyvolávají značné vodorovné pohyby spodní stavby jak v podélném, tak i v příčném směru mostu, jsou nosné konstrukce vždy podepřeny jedním pevným ložiskem; ostatní ložiska jsou buď jednosměrná, nebo všesměrná. Vodorovná stabilita konstrukcí je zajištěna jednosměrnými a všesměrnými ložisky kombinovanými se stoppery (lock up devices), které umožňují pozvolný pohyb vyvolaný teplotními změnami a pohyby základů, ale odolávají silám od nahodilého zatížení a od větru. Obr Křižovatka Místecká most 223, uložení mostu - 33 (83) -

34 Betonové mosty II Modul M03 U mostů č. 223 a 225 se dopravní pruhy vzájemně oddělují. Most č. 223, jehož půdorysný tvar se podobá řeckému písmenu, je tvořen hlavním mostem, který přemosťuje dálnici a severní a jižní rampou. Hlavní most celkové délky m má deset polí s rozpětími od do m; severní rampa délky m má šest polí s rozpětími od do m; jižní rampa délky m má šest polí s rozpětími od to m. Most č. 225, jehož půdorysný tvar se podobá písmenu Y, je tvořen hlavním mostem, který přemosťuje dálnici a jižní rampou. Hlavní most celkové délky m má sedm polí s rozpětími od do m; jižní rampa délky m má pět polí s rozpětími od to m. Most č. 228, který má konstantní šířku má pět polí. Celková délka mostu je m, rozpětí polí jsou od do m. Most č. 229 celkové délky m má také konstantní šířku; má šest polí s rozpětími od do m. Všechny mosty jsou v půdorysném oblouku; minimální poloměr je 100 m. Nosné konstrukce mostů a ramp jsou tvořeny páteřním nosníkem s velmi vyloženými konzolami obr Štíhlé pilíře mají eliptický průřez. Tam, kde se mosty a rampy spojují, jsou konzoly vzájemně spojeny a tvoří desku mostovky Obr.6. Na všech pilířích je nosná konstrukce podepřena jediným hrncovým ložiskem situovaným v ose mostu. Na koncích nosné konstrukce jsou páteřní nosníky ztuženy příčníkem, který přenáší zatížení do dvojice hrncových ložisek, které omezují příčné stočení mostovky. Uspořádání ložisek a stopperů (obr. 6.39) bylo navrženo na základě velmi podrobné statické analýzy, která zohlednila účinky brzdných a odstředivých sil, zatížení větrem, teplotních změn a vlivy poddolování. Mosty byly betonovány po polích v bednění podpíraném lehkou skruží - Obr.8. Spáry mezi úseky byly situovány ve vzdálenostech od 4 do 6 m od podpěr. Ve spárách byla spojkována jenom jedna polovina předpínacích kabelů. Obr Křižovatka Místecká postupná staba Konstrukce betonované na posuvných skružích V nedávné době bylo u nás postaveno, nebo se staví několik dlouhých viaduktů betonovaných ve výsuvné skruži situované buď pod a nebo nad betonovanou mostovkou (83) -

35 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů Viadukty Knínice a Mordova Rokle, dálnice D8 Viadukty Knínice a Mordova Rokle byly postaveny na dálnici D8 mezi Teplicemi a hranicí s Německem (obr. 6.41). Oba mosty mají podobné architektonické a konstrukční uspořádání a byly postaveny stejnou technologií. Nosné konstrukce obou mostů jsou tvořeny páteřním nosníkem s velmi vyloženými konzolami. Mosty byly betonovány po polích v bednění podporovaném výsuvnou skruží. obr Obr Viadukt Knínice Viadukt Knínice, je tvořen dvěma rovnoběžnými mosty s nosnými konstrukcemi délek 1,027 m and 1,077 m. Niveleta je v podélném sklonu 4.5%; odpovídající výškový rozdíl mezi opěrami je 48 m. Protože viadukt přímo navazuje na tunel, je příčná mezera mezi mosty proměnná - od 0.90 do 9.00 m. Nosné konstrukce obou mostů tvoří spojité konstrukce s typickým rozpětím 42 m obr. 6.42a. Obr Viadukt Knínice (a) a Mordova Rokle (b)- podélný řez Viadukt Mordova Rokle, který přemosťuje hluboké údolí, je tvořen dvěma rovnoběžnými mosty s nosnými konstrukcemi délek 527 m. Nosné konstrukce obou mostů tvoří spojité konstrukce s typickým rozpětím 42 m obr. 6.42b. Nosné konstrukce obou mostů jsou tvořeny páteřním nosníkem s velmi vyloženými konzolami obr.3 a 4. Páteřní nosník má plný průřez proměnné výšky od 2.6 m u podpěr do 1.4 m uprostřed rozpětí Obr.5. Náběh má tvar paraboly čtvrtého stupně. Nosná konstrukce, která byla navržena jako částečně předpjatá konstrukce, je předepnuta jak v podélném, tak i v příčném směru mostu (83) -

36 Betonové mosty II Modul M03 Obr Viadukt Knínice- a) podélný řez, b)příčný řez Pilíře obou mostů jsou tvořeny štíhlými sloupy výšky až 25.2 m. Pilíře mají konstantní tloušťku 2.4 m, jejich šířka je proměnná od 3.0 do 3.91 m obr.6.42 a Změna šířky, která sleduje křivku odpovídající parabole čtvrtého stupně, vizuálně pokračuje ve vnějším obvodu příčného řezu mostovky. Obr Viadukt Mordova Rokle- a) příčný řez, b)- podélný řez Nosná konstrukce je na každém pilíři podepřena dvojicí hrncových ložisek. Pilíře jsou navrženy tak, aby do prostoru mezi ložiska bylo možné vložit hydraulické lisy pro možnou výškovou rektifikaci konstrukce. Podélné vodorovné síly jsou zachyceny - 36 (83) -

37 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů třemi páry pevných ložisek situovaných na třech středních pilířích. Pilíře jsou založeny na vrtaných pilotách. Nosné konstrukce obou viaduktů jsou betonovány postupně po polích s přečnívající konzolou v bednění podporované výsuvnou skruží. Skruž je tvořena dvěma ocelovými nosníky komorového průřezu. Na předním konci jsou nosníky podepřeny na pilířích, na zadním konci jsou zavěšeny na konzole již vybetonované nosné konstrukce. Spáry mezi postupně betonovanými úseky jsou umístěny ve vzdálenosti 8.5 m od pilířů. Ve spáře mezi postupně betonovanými poli je kotvena a následně spojkována jen jedna polovina kabelů. Druhá polovina kabelů je spojkována v plovoucích spojkách (obr. 6.44) vzdálených 2.60 m od spáry. Mosty byly stavěny rychlostí jedno pole za 10 dní. Obr Viadukt Knínice a Mordova Rokle- vedení kabelů Konstrukce mostu byly analyzovaná jako prostorová konstrukce metodou konečných prvků. Velká pozornost byla věnována časově závislé analýze přerozdělení vnitřních sil vyvolané postupnou betonáží a předpínání nosné konstrukce. Při betonáži je konzola dříve vybetonovaného pole zatížena velkou silou vyvolanou tíhou skruže nesoucí celé betonované pole. Dotvarování a smršťování mladého betonu konzoly nesoucí výsuvnou skruž má podstatný vliv na deformaci konstrukce. Proto je věnována velká pozornost časově závislé analýze všech montážních kroků a návrhu nadvýšení. S ohledem na skutečnost, že při stavbě je v poli přilehlém betonovanému poli předpínána jenom jedna polovina předpínacích kabelů, vznikají v tomto poli velká tahová napětí. Proto byla nosná konstrukce navržena jako částečně předpjatá konstrukce, v které byla kontrolována šířka trhlin a únavové namáhání v oceli. Podobně je navrženo i příčné předpětí. Stavba obou mostů byla zahájena v roce 2004, dokončena v roce Viadukt č.220, stavba dálnice D4704 Obr Viadukt č.220, stavba dálnice D4704 Viadukt, který je tvořen dvojicí souběžných, vzájemně nezávislých mostních konstrukcí, převádí dálnici přes mělké údolí potoka Ludiny. Nosnou konstrukci - 37 (83) -

38 Betonové mosty II Modul M03 mostu o deseti polích tvoří klasická dvoutrámová konstrukce výšky 2.10 m. Rozpětí polí je x m, šířka mostovky je u obou mostů konstantní 16,60 m, osová vzdálenost trámů je 8.60 m. Příčníky jsou jen u krajních opěr. a) b) Obr Viadukt č.220, stavba dálnice D4704 a) příčný řez, b) podélný řez Konstrukce je podélně i příčně dodatečně předpjatá, trámy jsou částečně předpjaté, mostovka je v příčném směru navržena jako železobetonová s nízkým stupněm předpětí uvažovaným na straně vnějších sil. Most je betonován postupně po polích s přečnívající konzolou délky 7 m v posuvné skruži zřejmé z obr Ve sparách je spojkována jen jedna polovina kabelů, druhá je ohnuta na nosnou konstrukci obr Obr Viadukt č.210, stavba dálnice D (83) -

39 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů Viadukt č.210, stavba dálnice D4706 Viadukt, který je tvořen dvojicí souběžných, vzájemně nezávislých mostních konstrukcí, převádí dálnici přes mělké údolí. S ohledem na šikmé křížení s potoky mají mosty vzájemně posunuté podpěry. Levý most má 16 polí s rozpětími x , pravý most má rovněž 16 polí s rozpětími x , Nosná konstrukce obou mostů je tvořena dvoutrámem výšky 2.40 m, osová vzdálenost trámů je 7.60 m. Součástí nosné konstrukce je postranní žlab na nižší levé straně mostu. a) b) Obr Viadukt č.210, stavba dálnice D4706 a) příčný řez, b) podélný řez Trámy jsou prostřednictvím předpjatých příčníků šířky 2.50 m nepřímo uloženy na dvojicích ložisek o osové vzdálenosti 2.40 m Na opěrách jsou trámy NK uloženy přímo na hrncová ložiska pod jednotlivými trámy. Pevná ložiska jsou osazena na dvou středních pilířích. Mosty tak tvoří rozpěrákovou konstrukci. Pro podélné předpětí každého trámu je použito 6 kabelů o 19 lanech. Kabely podélného předpětí jsou napínány z čel konzol jednotlivých vybetonovaných polí a nastavovány pomocí kompaktních a plovoucích spojek. Nadpodporové příčníky jsou předepnuty 7+7 ohýbanými kabely o 4 lanech kotvenými mrtvou kotvou u dna trámů na jednom a napínanou kotvou na konci konzoly na druhém konci. Celkové příčné předpětí je realizováno na vybetonovaném zárodku. Most je budován po polích ve výsuvné skruži s horním hlavním nosníkem situovaným nad mostovkou obr. 2.13, který je podporován konzolou již vybeto (83) -

40 Betonové mosty II Modul M03 novaného pole a zárodkem vybetonovaným a montážně spojeným s pilířem betonovaného pole. Zavěšený most přes Odru a Antošovická jezera, stavba dálnice D4706 Postupná výstavba mostu po polích betonovaných ve výsuvné skruži byla také použita při stavbě zavěšeného mostu délky 589 m postaveného na dálnici D47 přes řeku Odru a přes Antošovická jezera. Obr Zavěšený most přes Odru S ohledem na vedení trasy a plavební profil plánovaného plavebního kanálu bylo nutno navrhnout konstrukci s minimální stavební výškou. Protože most je situován v krásné rekreační oblasti, bylo nutno navrhnout estetickou konstrukci, která by se moha stát symbolem nové dálnice. Proto byla přijata konstrukce zavěšená v ose mostu na jediném pylonu situovaném v prostoru mezi řekou a jezery obr a Obr Zavěšený most přes Odru konstrukce zavěšených a přilehlých polí S ohledem na šikmé křížení místních komunikací jsou délky prvních tří polí rozdílné. Pravý most směřující na sever má rozpětí polí x x m; levý most směřující na jih má rozpětí polí x x m (obr. 6.50). Protože do mostu zasahují připojovací a odbočovací pruhy přilehlé křižovatky, je šířka prvních polí obou mostu rozdílná - od do m. Hlavní pole přemosťující řeku Odru je zavěšeno na m vysokém pylonu (obr. 6.51). Protože závěsy jsou symetrické, jsou kotvící závěsy zakotveny ve - 40 (83) -

41 Vybrané problémy technologií a konstrukčních typů dvou přilehlých polích situovaných v prostoru mezi řekou a jezerem. Závěsy mají semi-radiální uspořádání; v mostovce jsou kotveny po 6.07 m, v pylonu po 1.20 m. Mostovku každého mostu tvoří dvoukomorový nosník tloušťky 2.20 m bez tradičních konzol (obr a 6.51). Spodní desky obou komor jsou skloněny; v ose nosníků jsou zakřiveny. V zavěšených polích jsou komorové nosníky vzájemně spojeny příčně předepnutou horní deskou vybetonovanou mezi nosníky a osamělými vzpěrami situovanými po 6.07 m. Závěsy jsou kotveny v kotevních blocích situovaných ve spojující desce. Vzpěry spojují spodní zakřivené části nosníku a spolu se skloněnými deskami tvoří čistý příhradový systém přenášející sílu ze závěsu do stěn nosníků. Mezi kotvami závěsů jsou ve spojující desce navrženy kruhové otvory umožňující prosvětlení prostoru pod mostem. Obr Zavěšený most přes Odru podélný řez: a) hlavní pole, b) most Pylon je tvořen ocelovým sloupem osmiúhelníkového průřezu, který je spřažen s krycím betonem. V horní části pylonu jsou kotveny závěsy, spodní část je vyplněna betonem. Pylon má konstantní tloušťku 3.00 m; jeho šířka pod mostovkou je 4.10 m, nad mostovkou je 2.40 m. Beton má charakteristickou krychelnou pevnost 75 MPa. Pro závěsy je použit systém VSL SSI Závěsy jsou sestaveny z 55 až 91 lan průměru 15.7 mm. Lana jsou vedena v PE trubkách s vnějším povrchem opatřeným šroubovitým nálisem zajišťujícím odkápnutí vody. Takto je snížena možnost jejich vibrace. Všechny pilíře mají eliptický průřez šířky 4.10 m a tloušťky 1.60 m. Na opěrách a pilířích 1 až 5 a 9 až 15 je mostovka podepřena dvojicí hrncových ložisek; jedno ložisko je jednosměrné, druhé je všesměrné. Na pilířích 7 a 8, které podporují kotvící pole, jsou pilíře spojeny s mostovkou a základy předepnutými vrubovými klouby a tak tvoří kyvné stojky (83) -