Seminář SKANSKA Brno, 19. března 2010 Přímo pojížděné mostovky, ochrana výztuže a inhibitory koroze

Transkript

1 Přímo pojížděné mostovky, ochrana výztuže a inhibitory koroze Doc. Ing. Karel Pospíšil, Ph.D., MBA

2 Přímo pojížděné mostovky, ochrana výztuže a inhibitory koroze Úvod I. Přímo pojížděné mostovky v USA II. Přímo pojížděné mostovky v ČR III. Výztuž IV. Beton V. Ochrana povrchu přímo pojížděných mostovek VI. Inhibitory koroze VII. Stav přípravy přímo pojížděných mostů v ČR VIII. Závěr

3 ÚVOD Vozovky na mostech jsou problematickým elementem každé silniční trasy. V České republice, podobně jako v Evropě převládá klasické řešení, tedy asfaltová mostní vozovka. Cementobetonová vozovka na mostech je spíše výjimkou. Tou je v ČR např. most u hraničního přechodu Rozvadov Waidhaus, který byl realizován v roce 1997 podle německých technických předpisů a který představují dvě samostatné nosné konstrukce (severní a jižní), každá pro jeden dopravní směr. Umístění společné české a německé celnice na území ČR vytváří situaci, že právě jižní polovina zmíněného mostu se stala součástí vjezdu do České republiky, na němž se řadí těžká nákladní vozidla k odbavení. Tato skutečnost rozhodla pro cementobetonový kryt, což je i vněmecku ojedinělá aplikace na mostě.

4 Most s CB krytem Waidhaus/Rozvadov Délka mostu: 271 m - 7 polí, Kryt vozovky: CB v tloušťce 180 mm, Výztuž: v neutrálné ose ocelová výztuž o průměru 20 mm s protikorozním povlakem z epoxidové pryskyřice, vzdálenost 250 mm, Spáry: příčné smršťovací - po 5 m, opatřeny kluznými trny, dilatační: po 50 m, podélné: dvě, kotvené kotvami (šířka vozovky mezi obrubníky je 12,25 m), těsnění spár: pryžové vložky ze stlačitelných profilů. Mostovka: izolační vrstva z tekutého plastu, polypropylenová geotextilie o plošné hmotnosti 400 g/m² s odolností vůči alkáliím, Vzhledem k celkově velmi technicky náročnému a zatím nevyzkoušenému řešení je kryt sledován Zkušebním ústavem pro stavbu pozemních komunikací Technické univerzity v Mnichově.

5 Stav mostu

6 Stav mostu

7 Stav mostu

8 Stav mostu

9 Stav mostu Z uvedeného je zřejmé, že konstrukční uspřádání cementobetonové vozovky na mostě je poměrně složité a poskytuje tak mnoho příležitostí k poruchám. Nabízí se tedy řešení velmi jednoduché, které je hojně používáno v USA. Tím je přímo pojížděná mostovka, která v sobě skrývá jen dva problémy výztuž a beton.

10 I. přímo pojížděné mostovky v USA

22 II. přímo pojížděné mostovky v ČR

25 III. Výztuž přímo pojížděných mostovek Výztuž s povlakem keramickým z křemičitanu zinečnatého ze zinku naneseného žárovým pozinkováním ze zinku naneseného Delotovým způsobem z niklu změdi ze slitin mědi z nerezové oceli z galvalua (hliník a zinek) Výztuž z nekorodujících materiálů: titanium nerezová ocel (několik druhů) oceli se sníženou korozivitou hliník-bronz

26 III. Výztuž přímo pojížděných mostovek

27 III. Srovnání cen mostů s různou použitou výztuží Výztuž Poměr cen použité výztuže k ceně běžné výztuže Poměr celková cena mostu s použitou výztuží k celkové ceně mostu s běžnou výztuží Most A Most B Most C běžná 1,0 1,00 1,00 1,00 s epoxidovým povlakem 1,4 1,01 1,02 1,00 z nerezové oceli 6,0 1,16 1,13 1,06 z titánia 30,0 1,91 1,74 1,35

28 Třída betonu Použití Min. pevnost po 28 dnech IV. Beton mostů Min. množství cementu v m 3 Vodní součinitel Obsah vzduchu Sednutí Permeabilita MPa kg % mm C A (HPC) Spodní stavba ,45 6 ± 2 75 ± 25 do 3000 D (HPC) Mostovka ,43 6 ± 2 75 ± 25 do 1500 P (HPC) Nosná konstrukce ,43 6 ± 2 75 ± 25 do 2500 Typické složení směsi pro třídu D : Puzzolan (popílek) Hrubé kamenivo Jemné kamenivo Cement Voda Vzduch 3,08 % 40,35 % 26,69 % 9,13 % 15,75 % 5,00 %

29 V. Ochrana povrchu mostovky Izolace přímo pojížděného povrchu mostovek se provádí jen výjimečně (například na přání zákazníka, při opravách apod.).

30 VI. Inhibitory koroze Inhibitory koroze výztuže jsou organické nebo anorganické látky, které se přidávají ve většině případů s vodou do betonové směsi. Inhibitory lze rozdělit podle do skupin následujícím způsobem: anodické inhibitory vytvářejí na kladném povrchu kovu nerozpustný film nebo jsou kovem pohlcovány. Příkladem těchto inhibitorů jsou přípravky na bázi chromanů, nitritů, alkalických fosfátů, křemičitanů a uhličitanů. Některé inhibitory, např. nitrity, mohou samy osobě akcelerovat korozi výztuže, jsou-li použity v nedostatečné koncentraci. katodické inhibitory jsou vesměs méně účinné, jsou ale bezpečnější. Příkladem těchto inhibitorů jsou soli antimonu, hořčíku, manganu a niklu. Organické inhibitory blokují jak anodické tak katodické reakce pomocí pohlcení veškerého povrchu kovu. Do této skupiny patří aminy, estery apod.

31 VII. Stav přípravy přímo pojížděných mostů v ČR - stav norem Předpokládané odchylky od platných předpisů ČSN :2008 Projektování mostních objektů 15.2 Konstrukce vozovky a chodníku Vozovka a chodníky na mostech pozemních komunikací s nepřesypanou nosnou konstrukcí se navrhuje podle ČSN Na mostech pozemních komunikací s nepřesypanou nosnou konstrukcí je izolační systém součástí mostní vozovky a navrhuje se podle ČSN a zvláštních předpisů. - návrh odchylného řešení: odstavec se nepoužije, neboť vozovka tak, jak ji chápe ČSN na mostě nebude.

32 VII. Stav přípravy přímo pojížděných mostů v ČR - stav norem ČSN : 1971, Z1: 1989, Z2: 1994, Z3: 2005 Navrhování betonových a železobetonových mostních konstrukcí návrh odchylného řešení: mostovka bude betonována tak, že spodní část mostovky bude betonována z konstrukčního betonu C30/37, horní část z vozovkového betonu stejné třídy. Oba betony budou vyhovovat požadavkům pro stupeň vlivu prostředí XF4. Pro obě vrstvy bude použit cement od stejného dodavatele stejné třídy. Pro betonáž bude vypracován speciální technologický postup, který zajistí statické spolupůsobení obou vrstev (horní vrstva se bude betonovat do hodiny po položení spodní vrstvy).

33 VII. Stav přípravy přímo pojížděných mostů v ČR - stav norem ČSN : 1971, Z1: 1989, Z2: 1994, Z3: 2005 Navrhování betonových a železobetonových mostních konstrukcí

34 VII. Stav přípravy přímo pojížděných mostů v ČR - stav norem ČSN : 1971, Z1: 1989, Z2: 1994, Z3: 2005 Navrhování betonových a železobetonových mostních konstrukcí ve znění změny Z3: V čl. 71 se ruší bod c) a nahrazuje takto: c) pro nosnou výztuž mostů se používají oceli , , a odporově svařované sítě vyráběné např. způsobem KARI (dále jen sítě SZ ) z žebírkových drátů. Svařování vložek sítí SZ, jakož i jejich ohýbání za tepla není dovoleno. návrh odchylného řešení: pro výztuž v mostovce se použije výztuž z nerezové oceli v parametrech, které odpovídají nebo jsou lepší něž parametry výztuží uvedených v normě, uvažuje se s nerezovou ocelí , která má shodné parametry s ocelí shodné.

35 VII. Stav přípravy přímo pojížděných mostů v ČR - stav norem ČSN : 1995, Z1: 2005 Navrhování a provádění vozovek na mostech pozemních komunikací Navrhované řešení není podle uvedené normy, neboť norma předpokládá klasickou mostní vozovku, např. kap. 3 normy:

36 VII. Stav přípravy přímo pojížděných mostů v ČR - stav norem ČSN : 1995, Z1: 2005 Navrhování a provádění vozovek na mostech pozemních komunikací navrhované odchylné řešení: norma ČSN se pro navrhovanou stavbu nepoužije. pro provedení mostovky plnící funkci vozovky bude z hlediska požadovaných povrchových vlastností platit kap. 7 ČSN : 2006 Stavba vozovek Cementobetonové kryty Část 1: Provádění a kontrola shody

37 VII. Stav přípravy přímo pojížděných mostů v ČR - stav norem Vsoučasné fázi přípravy se nepředpokládají další odchylky od norem či jiných předpisů. Navrhované řešení je v souladu s ČSN :2008 Projektování mostních objektů, vyjma výše citované odchylky v odkazu na ČSN , která se týká vozovek na mostech. Je v souladu i s ustanovením čl ČSN : Ochrana a odolnost jednotlivých částí mostu se zabezpečuje primární nebo sekundární ochranou. Primární ochrana má být zajištěna: kvalitou materiálu (hutný a jakostní beton podle ČSN EN 206-1), korozivzdorná ocel nebo např. patinující ocel apod.); konstrukčním řešením (např. zvýšené krytí betonářské výztuže, omezená šířka trhlin betonu apod.). Sekundární ochrana má být zajištěna: izolačním systémem (např. mostovka a rubové plochy opěr viz 15.6); ochrannými nátěry a povlaky (nátěry betonu nebo oceli, pokovování oceli apod.).

38 VII. Stav přípravy přímo pojížděných mostů v ČR - stav norem Lze předpokládat, že zavedení přímo pojížděné mostovky ve vhodných případech do české praxe odstraní nedostatky i složitosti současného řešení mostní vozovky a postupně sníží cenu počátečních nákladů i cenu údržby. Navrhované řešení bude v nejvyšší možné míře ve shodě s platnými normami a ostatními předpisy. Výše uvedené odchylky se týkají jen ustanovení, která nejsou v případě přímo pojížděné mostovky z podstaty věci buď relevantní, nebo jsou řešením vynucena.

39 VII. Stav přípravy přímo pojížděných mostů v ČR - projekt V přípravné fázi projektu byly vytipovány dva mosty (SO 236 a SO 237), každý o jednom poli s kolmými světlostmi 10 m, oba situované na rondelu u sjezdu z nově budované dálnice D47. Projektová dokumentace mostu bude v rámci experimentálního projektu přepracována tak, aby splňovala podmínky nutné pro zřízení přímo pojížděné mostovky předpokládá se např. použití nerezové výztuže.

40 VII. Stav přípravy přímo pojížděných mostů v ČR - projekt

41 VII. Stav přípravy přímo pojížděných mostů v ČR - projekt

42 VIII. Závěr Přímo pojížděné mostovky jsou jednou z možností řešení vozovek na mostech. VEvropě se však tohoto řešení příliš neužívá, neboť s ním nejsou velké zkušenosti, a proto vyvolává u našich, ale i evropských mostních odborníků nedůvěru. Navíc zde chybí průhledná analýza srovnávající náklady na výstavbu, údržbu a opravu, která by zohledňovala na jedné straně národní proporce mezi cenami materiálů navzájem a na druhé straně proporce mezi cenami materiálu a práce. Experimentální stavba přinese v této problematice nové poznatky.

43 Děkuji za pozornost