4 / M O S T Y

Transkript

1 4/2009 M OSTY

2 SVAZ VÝROBCŮ CEMENTU ČR K Cementárně 1261, Praha 5 tel.: , fax: svcement@svcement.cz 10/ L ÁVKY K O M B I N U J Í C Í P Ř E D P J A T Ý PÁS S OBLOUKY F RITZ L EONHARDT ( ) /34 SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR Na Zámecké 9, Praha 4 tel.: svb@svb.cz 48/ T ĚŽKÉ PODSKRUŽENÍ PRO VELKÉ Z A T Í Ž E N Í M OSTY NA MIMOÚROVŇOVÉM PROPOJ E N Í SILNICE II/468 A PRŮMYSLOVÉ ZÓNY V T Ř I N C I-BALINÁCH /28 3/ S I L N I Č N Í O K R U H KOLEM P RAHY M ETRO V D ILLÍ /92 SDRUŽENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Sirotkova 54a, Brno tel.: , fax: mobil: ssbk@ssbk.cz ČESKÁ BETONÁŘSKÁ SPOLEČNOST ČSSI Samcova 1, Praha 1 tel.: fax: cbsbeton@cbsbeton.eu 20/ V IADUKT 5215 STAVBY DÁLNICE D4705

3 O BSAH Ú VODNÍK Milan Kalný /2 T ÉMA S ILNIČNÍ OKRUH KOLEM PRAHY, STAVBA 514 Patrik Kotas, Petr Šafránek, František Hanuš, Milan Šístek /3 S TAVEBNÍ KONSTRUKCE L ÁVKY KOMBINUJÍCÍ PŘEDPJATÝ PÁS S OBLOUKY Jiří Stráský, Radim Nečas, Libor Hrdina, Petr Štefany /10 M OST PŘES MALŠI V ROUDNÉM Radek Falář, Milan Kodet, Lukáš Vráblík /17 V IADUKT 5215 STAVBY DÁLNICE D4705 Pavel Svoboda, Ilja Hustý, Martin Formánek, Antonín Brnušák, Ivan Batal /20 R EKONSTRUKCE MOSTU PŘES ŘEKU SVATAVU NA SILNICI V OBCI OLOVÍ Jan Procházka, Luděk Oberhofner, Radek Toman /24 M OSTY NA MIMOÚROVŇOVÉM PROPOJENÍ SILNICE II/468 A PRŮMYSLOVÉ ZÓNY V TŘINCI-BALINÁCH Marek Foglar, Pavel Fischer /28 F RITZ LEONHARDT ( ) Karel Dahinter /34 M OST MEZI STALETÍMI Jana Margoldová /42 M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE V LIV PŘIDÁNÍ ANORGANICKÝCH PIGMENTŮ NA TRVANLIVOST BETONU Francisco C. de Arruda Coelho /44 T ĚŽKÉ PODSKRUŽENÍ PRO VELKÉ ZATÍŽENÍ Jan Sedláček /48 M IMOSTAVENISKOVÁ DOPRAVA ČERSTVÉHO BETÓNU A VPLYV TEPLOTY PROSTREDIA Peter Briatka, Lukáš Štefánik, Peter Makýš /50 D ODATEČNÉ PŘEDPÍNÁNÍ MOSTŮ SO 204 A SO NA SOKP 514 Pavel Vaněk /56 S ANACE I NJEKTÁŽ TRHLIN A DUTIN V BETONU Č ÁST 2: VÝBĚR A POUŽITÍ INJEKTÁŽNÍCH MATERIÁLŮ Holger Graeve /59 C EMENTOBETÓNOVÉ VOZOVKY NA POHYBOVÝCH PLOCHÁCH LETÍSK NAMÁHANIE, PORUCHY OPRAVY Ľudmila Bartošová, Miroslav Fogel /64 P ROFILY V OBDOBÍ KRIZE CHYSTÁ EXPANZI DO EVROPY /69 E KOLOGIE P ROTIHLUKOVÉ STĚNY Z LEHKÉHO MEZEROVITÉHO BETONU A JEJICH SCHOPNOST SNIŽOVAT ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ Michala Hubertová, Ondřej Matějka /70 V ĚDA A VÝZKUM K OTÁZCE STANOVENÍ ZTRÁT PŘEDPĚTÍ V PRVCÍCH A KONSTRUKCÍCH Z PŘEDPJATÉHO BETONU Lukáš Vráblík, Jan Loško, Vladimír Křístek /74 D YNAMICKÁ ODEZVA BETONOVÝCH LÁVEK Jiří Stráský, Radim Nečas, Jan Koláček /80 N ORMY JAKOST CERTIFIKACE Z NOVU K ÚDAJNÝM PROBLÉMŮM S MODULEM PRUŽNOSTI BETONU, MOŽNOST JEHO SPECIFIKACE DLE ZMĚNY Z3 ČSN EN Pavel Rieger, Alain Štěrba /88 S PEKTRUM M ETRO V DILLÍ Pavel Hustoles /92 A KTUALITY S EMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA /96 F IREMNÍ PREZENTACE /96 Ročník: devátý Číslo: 4/2009 (vyšlo dne ) Vychází dvouměsíčně Vydává BETON TKS, s. r. o., pro: Svaz výrobců cementu ČR Svaz výrobců betonu ČR Českou betonářskou společnost ČSSI Sdružení pro sanace betonových konstrukcí Vydavatelství řídí: Ing. Michal Števula, Ph.D. Šéfredaktorka: Ing. Jana Margoldová, CSc. Produkce: Ing. Lucie Šimečková Redakční rada: Doc. Ing. Vladimír Benko, PhD., Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Jan Gemrich, Prof. Ing. Petr Hájek, CSc. (před seda), Prof. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místopředseda), Ing. Jan Hrozek, Ing. Jan Hutečka, Ing. arch. Jitka Jadrníčková, Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. Milan Kalný, Ing. arch. Patrik Kotas, Ing. Jan Kupeček, Ing. Pavel Lebr, Ing. Milada Mazurová, Doc. Ing. Martin Moravčík, Ph.D., Ing. Hana Némethová, Ing. Milena Paříková, Petr Škoda, Ing. Ervin Severa, Ing. arch. Jiří Šrámek, Ing. Vlastimil Šrůma, CSc., MBA, Prof. Ing. RNDr. Petr Štěpánek, CSc., Ing. Michal Števula, Ph.D., Ing. Vladimír Veselý, Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc. Grafický návrh: DEGAS, grafický ateliér, Heřmanova 25, Praha 7 Sazba: 3P, s. r. o., Radlická 50, Praha 5 Tisk: Libertas, a. s. Drtinova 10, Praha 5 Adresa vydavatelství a redakce: Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, Praha 4 Redakce, objednávky předplatného a inzerce: tel.: , , redakce@betontks.cz predplatne@betontks.cz Roční předplatné: 540 Kč (+ poštovné a balné 6 x 30 = 180 Kč), cena bez DPH 21 EUR (+ poštovné a balné 7,20 EUR), cena bez DPH, studentské 270,- Kč (včetně poštovného, bez DPH) Vydávání povoleno Ministerstvem kultury ČR pod číslem MK ČR E ISSN Podávání novinových zásilek povoleno Českou poštou, s. p., OZ Střední Čechy, Praha 1, čj. 704/2000 ze dne Za původnost příspěvků odpovídají autoři. Označené příspěvky byly lektorovány. Foto na titulní straně: Most Arsta ve švédském Stockholmu, architekt Norman Foster, detail z fotografie z archívu společnosti Lanxess, více str. 42 BETON TKS je přímým nástupcem časopisů Beton a zdivo a Sanace. 1

4 Ú VODNÍK EDITORIAL O P O T Ř E B Ě Z M Ě N Y Milé čtenářky, vážení čtenáři, musím říci, že i když mnoho nových teorií, objevů a vynálezů znamenalo skutečnou revoluci, nemám z principu změny skokem příliš rád. Vždycky se ptám, zda technický či technologický pokrok je i pozitivním posunem v kvalitě života, zda přináší lepší prostředí, rozumnější chování lidí, zda usnadňuje vzájemnou komunikaci a zda je možné vrátit věci do původního stavu, pokud se novinka neosvědčí. Zda vytvořená hodnota je skutečně nová a přínosná. Změna teorie navrhovaní konstrukcí nemusí přirozeně znamenat i hodnotnější konstrukce, jejich lepší používání, ani kvalitnější život v takto navrhnutých stavbách. Pro navrhování mostů a předpjatých betonových konstrukcí bude příští rok znamenat skutečnou revoluci. Koncem března 2010 bude ukončena platnost stávajících českých norem pro navrhování konstrukcí a nadále bude výhradně používán pouze systém evropských norem tzv. Eurokódů. Tyto normy vytvářela a ladila velká mezinárodní skupina specializovaných odborníků po značně dlouhou dobu. V porovnání s některými národními předpisy se zřetelně projevují výhody i nedostatky takto sestavených kompromisních dokumentů. Pravidla pro navrhování betonových konstrukcí obsahuje EN 1992-x (EC2), který byl sestaven na základě vzorové normy CEB/FIP Model Code Tento dokument je syntézou vědeckého a technického vývoje v oboru navrhování betonových konstrukcí v osmdesátých létech, což znamená, že v některých oblastech již nepostačuje současné praxi. Proto má být v roce 2010 vydána rozsáhlá revize Model Codu. Při složitosti mezinárodního projednávání evropských norem není vůbec jasné, kdy budou nové poznatky začleněny do budoucích revizí Eurokódů. Na jedné straně usnadňuje celoevropská norma přenos poznatků, rozvoj podnikání bez omezení hranicemi a odlišnými předpisy a posiluje roli evropského stavebnictví v celosvětovém měřítku. Na straně druhé je třeba říci, že způsob jejího projednávání je velmi komplikovaný, zdlouhavý a nepřehledný, a to se zřetelně projevuje i ve složitosti a náročnosti při použití této normy v praxi. Ve složitém systému mnoha parciálních součinitelů, odkazů a výsledných rovnic se často ztrácí základní smysl projektování: jak navrhnout a optimalizovat konstrukci s jasně vytvořenou celkovou koncepcí, která je současně bezpečná, spolehlivá, hospodárná, elegantní a má proveditelné detaily, technologie i snadnou údržbu. Zejména navrhování předpjatých konstrukcí s postupnou metodou výstavby a z různých materiálů spolupůsobících v průřezu i v konstrukci vyžaduje mít plně pod kontrolou všechny podstatné vlivy na průběh vnitřních sil v konstrukci a jejich změny. Tuto kontrolu lze velmi obtížně zajistit, pokud se používají nepřehledné postupy s mnoha provázanými parametry a ani použití výpočetní techniky nepřinese potřebnou jistotu. To vše byl hlavní důvod, proč se česká mostařská obec dlouhá léta tvrdě bránila zavedení mezních stavů do navrhování předpjatých mostů. V současné době však již nelze nadále používat stávající normy podle teorie dovolených namáhání, které jsou v řadě postupů překonané a obsahují i některé zásadní chyby, které nedokázali tvůrci norem dodnes odstranit. Musíme přiznat, že v současnosti žádný malý stát nemá na tvorbu vlastních norem dostatečné finanční ani lidské zdroje a v propojeném evropském hospodářském prostoru by tato činnost neměla ani smysl. Přesto však nelze na normotvorný proces rezignovat. Pokud chceme tento proces ovlivňovat, musí se naši odborníci z praxe více zapojit do přípravy a připomínkování mezinárodních doporučení, technických norem, návrhových pomůcek, programů a výukových textů. Příkladem, že ze stejného koncepčního podkladu lze vytvořit zcela rozdílné dokumenty, jsou švýcarská norma SIA 262:2003 Concrete Structures a norská norma NS 3473E:2003 Design of Concrete Structures. Obě normy vycházejí ze stejných principů a podkladů jako EC2, ale jsou z hlediska použití v praxi jednodušší, stručnější a jasnější. Pro návrh předpjatých konstrukcí jsou mezní stavy použitelnosti obvykle rozhodující a je příznačné, že obě tyto normy umožňují ověřovat použitelnost konstrukce jednoduše pomocí pevnosti betonu v tahu. Tato universální a pro beton odjakživa podstatná hodnota umožňuje velmi dobře vnímat stavy a podmínky, které jsou pro správný návrh rozhodující. Pojem přípustného tahového napětí z EC2 prakticky zmizel a posouzení prováděná pomocí porovnání dvou sumárně stanovených průřezových hodnot nemají stejnou vypovídající schopnost. Výbor České betonářské společnosti si uvědomuje, že zavedení evropských norem pro navrhování betonových konstrukcí znamená velkou komplikaci, které jsou pro projektové a stavební firmy a společnosti. Podstatně vzroste složitost a rozsah statických výpočtů, aniž se zvětší jejich výstižnost a přehlednost. Navržené konstrukce mohou být méně konkurenceschopné vzhledem k jiným materiálům, čas na jejich projektování se prodlouží a složitá vysoce odpovědná práce může odradit mladé inženýry od vstupu do tohoto oboru. Naše vedoucí projektové firmy, které pracují i v mezinárodním prostředí, se určitě dokážou s přechodem vypořádat, i pro ně je to však nákladný proces. Pro menší firmy zatím neexistují vhodné postupy, komentáře a pomůcky a hrozí i rozdílná úroveň projektů, které v českém prostředí budou realizovány bez patřičné technické kontroly a v obchodním prostředí s důrazem na nejnižší cenu, což je obvykle i předpoklad pro sníženou kvalitu. Proto se ČBS rozhodla připravit vlastní systém důkladných odborných školení se skripty, příklady a prezentacemi, který nepochybně přispěje k zvládnutí tohoto nesnadného přechodu a poskytne školitelům a účastníkům příležitost poznat a řešit společně problémy praxe. I tak bude celý proces velmi náročný, ale jiná cesta už neexistuje. V zájmu zachování úrovně naší profese bych zde chtěl vyzvat kompetentní odborníky k zapojení se do procesu tvorby a vysvětlování technických předpisů, jejichž rozsah a složitost nám roste, zdá se, bez omezení. Současně je nutné najít zdroje pro financování tohoto procesu, neboť státní administrativa nám sotva pomůže. Pro firmy v oboru je tato otázka zásadní a doufejme i důležitější než sponzorování jiných aktivit. Ing. Milan Kalný předseda České betonářské společnosti 2

5 T ÉMA TOPIC S I L N I Č N Í O K R U H KOLEM P RAHY, STAVBA 514 R I N G ROAD R O U N D P R A G U E, CONSTRUCTION 514 P ATRIK KOTAS, PETR ŠAFRÁNEK, FRANTIŠEK HANUŠ, M ILAN ŠÍSTEK Příspěvek seznamuje čtenáře s dopravně-urbanistickou a architektonickou koncepcí mostů přes údolí Berounky, jejich projekty a výstavbou významného mostního díla na Silničním okruhu kolem Prahy, na stavbě 514 Lahovice Slivenec. Jedná se o most celkové délky m, stavěný třemi různými technologiemi. The contribution introduces the traffic-urban and architectural conception of bridges across the Berounka valley, their projects and building process of major bridge works at the road circuit around Prague, the construction of 514 Lahovice-Slivenec. The bridge of the total length of 2055 m was built by three different technologies of construction. Silniční okruh kolem Prahy (SOKP) v podobě čtyř či víceproudé rychlostní komunikace dálničního charakteru postupně po etapách vytváří jeden ze dvou dopravně nejdůležitějších okružních systémů hlavního města Prahy. Vnější silniční okruh je rozdělen na několik samostatných staveb, které jsou budovány postupně a v různých časových etapách. V západní části území Prahy na již zprovozněný úsek Ruzyně Zličín Slivenec navazuje velice významný úsek, který propojuje dálnici D5 směrem na Plzeň a Norimberk s dálnicí D1 směrem na Brno. Tento úsek je tvořen třemi stavbami označenými jako 512, 513 a 514. Právě stavba 514 má svůj počátek u mimoúrovňové křižovatky stávajícího ukončení rychlostní čtyřproudé komunikace poblíž Slivence v místě napojení tzv. Barrandovské výstupní komunikace. Ta v současnosti svádí veškerou tranzitní dopravu z dosud nedostavěného vnějšího silničního okruhu na městský okruh. Barrandovská výstupní komunikace tak přivádí velké množství tranzitní dopravy, zejména kamionové, na Barrandovský most a tzv. Jižní spojku, které v současnosti tvoří jedinou spojnici dálnic D1 a D5. Mnoho let trvající soustavné dopravní zácpy a mnohakilometrové kolony kamionů jsou dokladem mimořádné, napro- Obr. 1 Vizualizace návrhu přemostění Berounky a estakáda v široké údolní nivě Fig. 1 Visualization of the design of the bridging of the Berounka River and the elevated road in a wide bottomland Obr. 2 Vizualizace architektonického návrhu portálů dálničních tunelů ve stráni nad Radotínem a začátku estakády přes údolí Fig. 2 Visualization of the architectural design of the mouths of the motorway tunnels in a slope above Radotín and the beginning of the elevated road spanning the valley Obr. 3 Vizualizace mostní konstrukce estakády přes údolí Berounky Fig. 3 Visualization of the bridge structure of the elevated road across the Berounka River Obr. 4 Vizualizace mostu přes Berounku s podvěšenou lávkou pro pěší Fig. 4 Visualization of the bridge across the Berounka River with a hung footbridge

6 T ÉMA TOPIC 5 sto neoddiskutovatelné potřebnosti vnějšího silničního okruhu. Právě rozestavěný soubor staveb 512, 513 a 514 by měl vyřešit jeden z nejpalčivějších dopravních problémů hlavního města Prahy, přestože po jeho dokončení v roce 2010 bude ještě třeba dostavět přibližně dvě třetiny délky vnějšího silničního okruhu. Stále chybí jeho severozápadní segment, část severovýchodního segmentu a propojení východně od dálnice D1. D OPRAVNĚ- URBANISTICKÁ A ARCHITEKTONICKÁ KONCEPCE MOSTŮ PŘES ÚDOLÍ BEROUNKY Stavba 514 je ze souboru uvedených tří staveb po stránce technických požadavků a urbanistického začlenění do složitého terénního reliéfu určitě nejnáročnějším úsekem. Ve směru od Zličína totiž obsahuje několik mostních objektů, významný tunel a vrcholí složitou mimoúrovňovou křižovatkou přes rychlostní komunikaci ve směru na Strakonice. Navazující přemostění Vltavy již náleží k sousední stavbě 513. Širší urbanistické a krajinářské vztahy Trasa rychlostní komunikace stavby 514 probíhá velmi atraktivní, místy dramatickou krajinou z velké části ve stávající zeleni, která je zejména pro Pražany velmi cenná. Prochází či se dotýká významných přírodních lokalit, a to hlavně Lochkovského profilu, Slavičího údolí a oblasti Krňák. Překlenuje Lochkovské údolí, Radotínskou nivu, Berounku (obr. 1) a následně tok Vltavy. Urbanisticko architektonické řešení bylo motivováno snahou minimálně narušit tyto lokality a vytvořit symbiózu moderní stavby s důležitými krajinnými prvky. Trasa ve směru od Slivence klesá směrem na jih, kde nejprve vytváří mimoúrovňovou křižovatku Lochkov, následně se táhlým levosměrným obloukem stáčí a přechází významným mostním objektem Lochkovské údolí a dalším kratším a nižším mostem Slavičí údolí. Poté se rychlostní komunikace vnoří do tunelu, tvořeného dvojicí ražených tubusů, jejichž oba konce jsou hloubené a vytvářejí zřetelné tunelové portály, architektonicky tvarované. Po průjezdu tunelem, v němž trasa opět klesá a stáčí se směrem doprava, se rychlostní komunikace vynoří na povrch ve stráni nad Radotínem, v prostoru nad železniční tratí (obr. 2). Zde trasa komunikace okamžitě přechází na mostní konstrukci, jejíž niveleta pozvolně klesá přes údolní nivu řeky Berounky. Těsně za tunelovým portálem začíná dvojice konstrukčně nezávislých, avšak tvarově totožných rovnoběžných mostů (obr. 3), tvořících dlouhou estakádu napříč celým údolím, která vrcholí mostem přes řeku Berounku (obr. 4). Dále trasa komunikace pokračuje opět estakádou, která se větví do sběrné a přípojné rampy navazující mimoúrovňové křižovatky se Strakonickou ulicí. Opačný konec této mimoúrovňové křižovatky se již nachází v sousedství řeky Vltavy. Vltavu přechází trasa silničního okruhu navazující stavbou 513 se samostatným mostem, na jehož konci se komunikace opět vnoří do tunelu. Z hlediska celkového krajinářského začlenění této významné novostavby do panoramatu údolí soutoku obou řek je však na tento navazující úsek brán výrazný zřetel tak, aby stavba působila jako jeden celek. Mosty přes údolí Berounky představují z hlediska krajinářského nejvýznamnější zásah do panoramatu celé údolní nivy. Spolu s navazujícím mostem přes Vltavu tvoří stavba vizuální předěl celého širokého údolí; toto údolí rytmizuje na část před mostem a za mostem. I když niveleta mostu klesá směrem ke středu údolí, tvoří stavba jako celek linii na úrovni vizuálních horizontů krajinné scény. Navrhovaná subtilnost konstrukcí včetně podpor dává reálnou šanci na zachování maximální možné volnosti průhledu pod mostem v celé jeho délce. Výjimku tvoří oblast mimoúrov- 4

7 T ÉMA TOPIC 6 Obr. 5 Vizualizace návrhu MÚK Strakonická Fig. 5 Visualization of the design of the rotary interchange Strakonická Obr. 6 Situace mostní estakády SO 205 a 204/1 Fig. 6 Situation of the bridge elevated road SO 205 and 204/1 Obr. 7 Tvar pilířů spojité konstrukce hlavní estakády a křižovatkové rampy Fig. 7 Shape of the pillars of the continuous structure of the main elevated road and crossing ramp Obr. 8 Tvar pilířů rámového mostu v místě letmé betonáže Fig. 8 Shape of the pillars of the frame bridge in the place of freecantilever concretings 7 ňové křižovatky se Strakonickou ulicí poblíž Lahovic. Zde, díky stoupajícím a klesajícím rampám, vzniká typický propletenec komunikačních ramen mimoúrovňové křižovatky, u něhož zaniká až na výjimky možnost panoramatického průhledu pod konstrukcemi. V této křižovatce však vstupuje do vizuálního obrazu původní i nově vysázená zeleň. Dlouhá linie estakády je zjemněna oble, měkce tvarovanými podporami, podporujícími subtilní charakter celé konstrukce. Samotný přechod Berounky je po architektonické stránce v rámci celé dlouhé mostní horizontály zdůrazněn podvěšenou pěší lávkou v podobě táhlého oblouku (obr. 4). Lávka z úrovně terénu stoupá zvolna nízkým parabolickým obloukem, který vnáší do architektury mostu motiv lehké dynamiky. Směr pěšího pohybu je přímý v logické návaznosti na okolní pěší komunikace. Lávka je zavěšena ve dvou rovinách subtilních nerezových ocelových závěsů, které díky proměnlivé niveletě lávky vytvářejí dynamicky působící osnovu různě nakloněných táhel. 8 Hlavní sjednocující principy architektonického řešení Architektonický návrh jednotlivých částí okruhu (mostů, portálů, tunelů atd.) vychází z motivů měkkých linií a maximálního odlehčení všech konstrukcí tak, aby stavba jako celek nepůsobila jako robustní technický prvek, ale spíš jako subtilní linie vinoucí se v harmonii s krajinou. Celá trasa této části silničního okruhu by měla působit architektonicky sjednoceným dojmem nezávisle na tom, je-li komunikace na terénu, v tunelu či na mostě. Z tohoto důvodu byly zvoleny základní sjednocující principy architektonického řešení, které se projevují zejména v následujících prvcích: oblý tvar mostních pilířů, rozšiřující se směrem vzhůru; tvar mostovky a navazující atiky s protihlukovou stěnou; 5

8 T ÉMA TOPIC 9 10 design stožárů veřejného osvětlení, který křivkově prohnutým tvarem navazuje na siluetu mostních pilířů; design obou tunelových portálů, který předstupující, dynamicky tvarovanou pergolou s částečně akusticky tlumivým účinkem navazuje na konstrukční prvky mostů v tomto úseku; design a konstrukční uspořádání zavěšené pěší lávky pod mostem přes Berounku, se systémem závěsných táhel s dynamicky křivou rovinou závěsu; barevnost a jednota materiálového provedení všech pohledových částí konstrukcí mostů, tunelů a ocelových prvků dopravních zařízení světlá šedobílá barva pohledových betonových konstrukcí; temně modrá barva ocelových konstrukcí pěších lávek, protihlukové stěny a stožárů veřejného osvětlení; lesklá stříbrná barva nerezových ocelových táhel u zavěšené pěší lávky pod mostem přes Berounku. S TAVEBNÍ A KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ MOSTŮ PŘES ÚDOLÍ B EROUNKY A MÚK STRAKONICKÁ Oproti zadání stavby dochází v oblasti MÚK Strakonická ke změnám vedení křižovatkových větví (obr. 5) tak, aby byla 11 6

9 T ÉMA TOPIC doprava ze všech směrů, od Prahy, Plzně, Strakonic, Zbraslavi a Brna, navedena na okružní pás. Na základě úpravy MÚK Strakonická byla navržena nová rozpětí estakády a byly optimalizovány průřezy nosné konstrukce a spodní stavby. Se změnou křižovatky dochází k vylepšení dopravní přehlednosti a průjezdnosti křižovatky. Dále se zjednodušil základní návrh mostních objektů v křižovatce MÚK Strakonická i celá mostní estakáda přes údolí Berounky. Koncepční řešení mostní estakády SO 205 a 204/1 Mostní estakáda se s ohledem na svoji celkovou délku a přemosťované překážky dělí na pět samostatných dilatačních celků, budovaných různými technologiemi (obr. 6). Část mostu přes MÚK Strakonická a dilatační díl přes řeku Berounku je stavěn na pevné skruži. Opakovatelné části mostu pro rozpětí až do 50 m jsou stavěné na posuvné skruži. Most na rozpětí 114 m v Radotíně přes trať ČD Praha Beroun je stavěn letmou betonáží. Mosty jsou navrženy jako předpjaté komorové konstrukce z betonu C35/45-XF2 a XD1. Celkový návrh mostu vychází ze změny křižovatky Strakonická. Tvar pilířů byl pro spojité konstrukce hlavní estakády a křižovatkové rampy sjednocen (obr. 7). Tvar pilířů pro rámový most v místě letmé betonáže byl od nich odvozen (obr. 8). Tvary spodní stavby, nosné konstrukce a příslušenství byly odsouhlaseny s autory architektonického ztvárnění stavby 514 (obr. 9). Vnitřní římsy jsou navrženy z monolitických svodidel a vnější římsy jsou tvořeny prefabrikovaným svodidlem typu SSŽ a římsovkou, na které je kotvená protihluková stěna, veřejné osvětlení a portály dopravního značení. 1. dilatační část mostní objekt SO 205 Nosná konstrukce mostu délky 450 m je navržená jako spojitý komorový nosník výšky 2,6 m z předpjatého betonu o rozpětích 43,5 + 3 x x m. Délka polí je navržena s ohledem na přemostění silnice I/4 a větve křižovatky MÚK Strakonická. Na levém mostě mezi pilíři P9, P10 a D5 je proveden rozplet pro navazující rampu SO 201- stavby 513 na větvi D (obr. 10). Spodní stavba je tvořena na podpoře P4 a P13 dilatačním pilířem a dále samostatnými pilíři pod každým mostem. Nosná konstrukce je budována na pevné skruži. Mostní objekt navazuje bezprostředně na most přes Vltavu u přechodového pilíře P4, který je součástí SOKP 513. Výstavba MÚK Strakonická je rozdělena do čtyř etap a je organizována tak, aby na silnici I/4 byl vždy zachován provoz ve dvou jízdních pruzích v obou směrech. 2. dilatační část mostní objekt SO 204/1.1 Nosná konstrukce mostu délky 397 m (obr. 5) je navržená jako spojitý komorový nosník výšky 2,6 m z předpjatého betonu o rozpětích x m. Délka polí je navržena s ohledem na použití posuvné skruže. Most přemosťuje místní komunikace Lahovice křižovatka Zbraslav. Na nosnou konstrukci se k levému mostu připojuje mostní konstrukce rampy C. Na pravý most se připojuje mostní konstrukce rampy O. Hlavní nosná konstrukce je staticky tvořena spojitým nosníkem o devíti polích. Spodní stavbu tvoří železobetonové pilíře s rozšířenou hlavou. Na přechodu mezi mosty jsou navrženy přechodové pilíře a na rampě O je navržena opěrná zeď. Výstavba mostu probíhá z části na pevné a z části na výsuvné skruži Structuras (obr. 11) Obr. 9 Příčné řezy nosnou konstrukcí letmo betonovaného mostu Fig. 9 Cross sections of the supporting structure of the bridge erected by means of light concreting Obr. 10 MÚK Strakonická, navazující rampa SO 201 stavby 513 na větvi D Fig. 10 Rotary interchange Strakonická, continuing ramp SO 201 constructions 513, branch D Obr. 11 Výstavba mostu SO 204/1.1 na pevné a výsuvné skruži Fig. 11 Construction of bridge SO 204/1.1 on a firm and travelling centering Obr. 12 Výstavba mostu přes Berounku SO 204/1.2 na pevné skruži Fig: 12 Construction of the bridge across the Berounka River SO 204/1.2 on a firm centering Obr. 13 Rozestavěný most SO 204/1.3, v pozadí jeden z největších jeřábů ve střední Evropě (nosnost t) použitý pro otočení a přesunutí výsuvné skruže z levého na pravý most Fig. 13 Partially erected bridge SO 204/1.3; in the background, one of the largest cranes in Central Europe (lifting capacity 1,200 t) used for turning and carrying the travelling from the left bridge onto the right one 7

10 T ÉMA TOPIC Obr. 14 Pohled na jednotlivá vahadla mostu SO 204/1.4 Fig. 14 View of balance beams of bridge SO 204/1.4 Obr. 15 Pohled na zmonolitněnou část SO 204/1.4 budovanou letmou betonáží Fig. 15 View of the monolithic part of SO 204/1.4 erected by means of free-cantilever concreting Obr. 16 Celkový pohled od radotínského portálu tunelu na rozestavěnou estakádu přes údolí Berounky Fig. 16 General view of the partially built elevated road across the Berounka valley from the Radotín tunnel mouth obr. 1 až 4 Ing. arch. Patrik Kotas Ateliér designu a architektury, obr. 5 Valbek, obr. 6 až 16 Novák & partner, s. r. o dilatační část mostní objekt SO 204/1.2 Nosná konstrukce mostu délky 264 m je navržená jako spojitý komorový nosník z předpjatého betonu o rozpětích m. Délka polí je navržena s ohledem na přemostění Berounky za použití pevné skruže. Hlavní pole mostu je tvořeno parabolickým náběhem na výšku komory 4,8 m. Na přechodu mezi mosty jsou navrženy přechodové pilíře. Výstavba mostu probíhá na pevné skruži v pěti pracovních taktech, s uzavíracím taktem uprostřed rozpětí (obr. 12). Zajímavostí je, že přes most byla přesunuta výsuvná skruž o nosnosti 350 t. 4. dilatační část mostní objekt SO 204/1.3 Nosná konstrukce mostu délky 388 m je navržená jako spojitý komorový nosník z předpjatého betonu o rozpětích x m. Délka polí je navržena s ohledem na použití posuvné skruže Structuras. Most přemosťuje budoucí vodní plochy v Radotíně. Hlavní nosná konstrukce je staticky tvořena spojitým nosníkem o osmi polích. Spodní stavbu tvoří železobetonové pilíře s rozšířenou hlavou. Na přechodu mezi mosty jsou navrženy přechodové pilíře. Výstavba mostu probíhá na výsuvné skruži, stejné jako na SO 204/1.2. Zajímavostí během výstavby bylo použití jednoho z největších jeřábů ve střední Evropě o nosnosti t, pro otočení a přesunutí výsuvné skruže z levého na pravý most (obr. 13). 5. dilatační část mostní objekt SO 204/1.4 Nosná konstrukce mostu délky 559 m je navržená jako spojitý komorový nosník z předpjatého betonu o rozpětích x m. Délka polí je navržena s ohledem na přemostění železniční tratě ČD Praha Beroun, vlečky Pražských pivovarů a silničních komunikací Výpadová a Vrážská. Výška průřezu nosné konstrukce je proměnná od 3 do 6,5 m (obr. 10). Pro každý dopravní směr je navržena samostatná konstrukce v jiném půdorysném oblouku, jízdní pásy SOKP se oddalují s ohledem na zaústění do tunelu. Nosná konstrukce je rámově spojena s pilíři a na krajních podporách je uložena pomocí hrncových ložisek. Postup výstavby celého mostu je dán harmonogramem výstavby, který byl zhotovitelem sestaven podle přístupnosti k jednotlivým podporám. Mostní objekt je letmo betonovaný po lamelách délky 5 m. Délka zárodků uložených nad dvojici štíhlých pilířů byla 12 m (obr. 14 až 16). Návrh a statické řešení mostu SO 204/1.4 Tvar celé nosné konstrukce tohoto objektu, tak jako celé mostní estakády, vychází ze zadání stavby, které bylo příslušně upraveno. Zatímco u ostatních dilatačních celků se změna projevila zejména v úpravě rozpětí jednotlivých polí, u tohoto objektu byl kromě toho ještě přepracován tvar nosné konstrukce i spodní stavby. Veškeré změny sledovaly kromě statických důvodů i snížení pracnosti, již tak komplikované konstrukce, vícenásobným opakováním malého počtu prvků. Např. celý 570 m dlouhý letmo betonovaný úsek tohoto objektu je tvořen pouze z deseti druhů výškově odlišných lamel. Také upravená spodní stavba přes svůj složitý tvar je realizována pomocí sedmi dvojic forem bednění. Při všech změnách tvaru konstrukcí byly dodržovány zásady základní architektonické koncepce zadání stavby. Pro vystižení komplexního prostorového chování konstrukce byla provedena výpočetní analýza konstrukce s respektováním postupu výstavby. Pro časovou analýzu fází výstavby s uvážením vlivu dotvarování a smršťování na namáhání a deformace konstrukce byl použit rovinný rámový model v programu NEXIS. Pro popis dotvarování a smršťování byl aplikován model dle EN. Výpočetní postup je založen na step-by-step proceduře implementované v aplikaci TDA. Zadáno bylo celkem 119 fází zahrnujících postup výstavby a působení mostní konstrukce za provozu. 8

11 T ÉMA TOPIC 16 Vliv redistribuce kroutících momentů byl řešen relaxační metodou na prostorovém rámu respektujícím půdorysné zakřivení konstrukce. Pro respektování prostorového působení konstrukce byl vytvořen deskostěnový model výseku nosné konstrukce, pomocí kterého bylo možné usuzovat o závažnosti smykových účinků na deformace nosné konstrukce. Postup výstavby vahadla byl modelován programem ATENA, který umožnil metodou konečných prvků simulovat skutečné chování jednotlivých materiálů, tj. beton, ocel a základové podloží. Tento výpočetní program zohlednil také nelineární chování použitých materiálů při výpočtu konstrukce na mezi její únosnosti. Pro ověření napjatosti konstrukce byly do spodní stavby a nosné konstrukce osazeny tenzometry z optických vláken. Z ÁVĚR Mostní estakáda na SOKP délky přes m je stavěna třemi různými technologiemi za provozu stávajících komunikacích, Strakonické ulice, Výpadové a Vrážské, a dále za provozu tratě ČD. Významným rysem je začlenění mostu do okolní krajiny, respektování požadavků z hlediska ochrany životního prostředí a náročných architektonických podmínek při výrazně zkrácené lhůtě výstavby. Během projektu došlo několikrát ke změně postupu výstavby mostních objektů. Dokončení výstavby celé estakády na stavbě 514 se předpokládá v květnu Účastníci výstavby Investor stavby Ředitelství silnic a dálnic ČR, Praha Architektonický návrh mostu a stavby 514 Patrik Kotas a Petr Šafránek Projekt stavby DSP SUDOP Praha, RD Valbek Projekt mostu Valbek, Novák & Partner, Pontex Autorský návrh křižovatky Valbek Koloušek, Hanžl Zhotovitel stavby Sdružení Strabag Hochtief Max Bögl & Josef Krýsl Zhotovitel mostu Max Bögl & Josef Krýsl Technický dozor Pragoprojekt doc. Ing. arch. Patrik Kotas Ing. arch. Patrik Kotas Ateliér designu a architektury Nám. I. P. Pavlova 3, Praha 2 tel.: , atelier@patrikkotas.com Ing. arch. Petr Šafránek Architektonický a projekční atelier Dejvická 2, Praha 6 tel.: , arch.safranek@volny.cz Ing. František Hanuš tel.: , hanus@novak-partner.cz Ing. Milan Šístek tel.: , sistek@novak-partner.cz oba: Novák & partner, s. r. o. Perucká 5, Praha 2 fax: , 9

12 S TAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES L ÁVKY K O M B I N U J Í C Í P Ř E D P J A T Ý PÁS S OBLOUKY F O O T B R I D G E S C O M B I N I N G A R C H E S WITH STRESS- RIBBONS J IŘÍ STRÁSKÝ, RADIM NEČAS, L IBOR HRDINA, PETR ŠTEFAN Nový konstrukční systém, který kombinuje oblouky s předpjatým pásem, je popsán z hlediska architektonického a konstrukčního řešení, statické a dynamické analýzy a postupu výstavby. Konstrukční systém byl vyvinut na základě detailní statické a dynamické analýzy a výsledků zkoušek fyzikálních modelů. Výhody konstrukčního systému jsou demonstrovány na třech konstrukcích postavených v České republice a v Oregonu, USA. A new structural system that combines arches with a stress-ribbon is described in terms of the architectural and structural solution, static and dynamic analyses, and the process of construction. The structural system was developed on the basis of detailed static and dynamic analyses and results of the tests of physical models. The advantages of this structural system are demonstrated on three structures built in the Czech Republic and in Oregon, USA. Předpjatý pás tvoří štíhlá betonová deska tvaru řetězovky, která je vetknutá do kotevních bloků [1]. Předpjatý pás je nesen a předepnut kabely, které dávají konstrukci dostatečnou tuhost a stabilitu. Lávky z předpjatého pásu mohou mít jedno, nebo více polí, jsou lehké a transparentní a lze je stavět nezávisle na terénu. Lze je vytvořit monoliticky, nebo z prefabrikovaných segmentů. Nevýhodou těchto konstrukcí je nutnost přenesení velkých tahových sil do podloží, což mnohdy ovlivňuje jejich použití. Proto byl vyvinut nový konstrukční systém, ve kterém je předpjatý pás podepřen, nebo zavěšen na obloucích. Protože kotevní bloky pásu jsou spojeny se základy oblouku tlačenými vzpěrami, je vodorovná složka tahové síly z předpjatého pásu vyrovnána vodorovnou složkou obloukové síly. Základy jsou pak zatíženy jen svislými silami. Popisované konstrukce byly pečlivě analyzovány a ověřeny na modelech na FAST VUT v Brně a v ÚTAM AV v Praze. První konstrukce podepřené oblouky 1 byly nedávno postaveny v Brně a u Olomouce, první konstrukce zavěšená na oblouku byla nedávno aplikována při stavbě lávky přes komunikaci McLoughlin v Portlandu, v Oregonu, USA. Ve všech případech byl předpjatý pás sestaven z prefabrikovaných segmentů. K ONSTRUKČNÍ SYSTÉM Vývoj samokotvených konstrukcí je zřejmý z obr. 1. Mezilehlé podpory lávek o více polích mohou být také tvořeny obloukem (obr. 1a). Oblouk slouží jako sedlo, od kterého se může předpjatý pás při předpínání a ochlazení odvinout a které podpírá pás při zvětšení zatížení a při oteplení (obr. 1b). V počátečním stavu se předpjatý pás chová jako lano o dvou polích, které je vetknuté do krajních kotevních bloků. Oblouk je zatížen svoji vlastní tíhou, tíhou segmentů situovaných na oblouku a radiál ními silami vyvolanými tahem v nosných kabelech (obr. 1c). Po předepnutí předpjatého pásu se pás a oblouk chovají jako jedna konstrukce

13 S TAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES Tvar a počáteční napětí v předpjatém pásu a v oblouku lze zvolit tak, aby vodorovná síla v předpjatém pásu H SR a v oblouku H A měly stejnou velikost. Potom je možné spojit kotevní bloky předpjatého pásu se základy oblouku tlačenými vzpěrami, které vyrovnávají vodorovnou sílu. Moment vyvolaný dvojicí vodorovných sil H SR.h = H A.h je přenášen momentem svislých sil ΔV.L P. Takto je vytvořen samokotvený systém, který namáhá základy jen svislými silami (obr. 1d). Je zřejmé, že předpjatý pás může být také zavěšen na oblouku. Jak ukazuje obr. 2, je možné navrhnout několik řešení. Obr. 2a ukazuje oblouk vetknutý do kotevních bloků předpjatého pásu. Oblouk je zatížen nejen vlastní tíhou oblouku a předpjatého pásu, ale také radiálními silami od předpínacích kabelů. Na obr. 2b je konstrukce, která má podobnou funkci jako konstrukce z obr. 1d. Je zřejmé, že kotevní blok předpjatého pásu lze spojit se základy oblouku skloněnými tlačenými vzpěrami přenášejícími tah z pásu do patek oblouku. Obr. 2c představuje konstrukci, u které je předpjatý pás v nezavěšené části ohybově ztužen. Z KOUŠKY MODELŮ Popisované konstrukce mohou najít široké uplatnění. Proto bylo jejich chování ověřeno nejen rozsáhlými parametrickými výpočty provedenými programovým systémem ANSYS, ale také fyzikálními modely. Statický model byl sestaven pro navrhovanou konstrukci lávky přes řeku Radbuzu. Konstrukce byla tvořena obloukem z ocelových trubek a mostovkou sestavenou z prefabrikovaných segmentů. Rozpětí oblouku bylo 77 m, délka předpjatého pásu 99 m. Model byl vytvořen v měřítku 1 : 10. Rozměry konstrukce i zatížení byly navrženy v souladu s modelovou podobností. Předpjatý pás byl sestaven ze segmentů tloušťky 18 mm, v místě vetknutí do kotevních bloků byl navržen monolitický náběh. Oblouk byl vytvořen ze dvou trubek průměru 60 mm, koncové vzpěry komorového průřezu byly svařeny ze dvou [ průřezů (obr. 3 a 4). Prefabrikované segmenty z microbetonu charakterické pevnosti 50 MPa byly podepřeny a předepnuty dvěma monostrandy situovanými pod segmenty. Jejich poloha byla dána dvěma úhelníky zabetonovanými v segmentech. Zatížení, určené v souladu s modelovou podobností, bylo tvořeno ocelovými tyčemi zavěšenými na ocelové příčníky a na oblouk. Umístění a počet tyčí se měnily podle polohy studovaného zatížení. Postup stavby modelu odpovídal stavbě modelované konstrukce. Po montáži oblouku a koncových vzpěr byly nataženy a napnuty monostrandy. Potom byly osazeny segmenty a následně byly vybetonovány spáry mezi segmenty a koncové náběhy. Když beton spar dosáhl požadované pevnosti, monostrandy byly dopnuty na projektovanou hodnotu. Při montáži bylo v souladu s modelovou podobností aplikováno požadované zatížení. Před montáží byly na segmenty a oblouky osazeny tenzometry, které sloužily k monitorování stavu napjatosti jak během stavby, tak i při zatěžování konstrukce. Napětí v monostrandech bylo měřeno dynamometry umístěnými pod kotvami kabelů. Model byl zkoušen pro pět poloh nahodilého zatížení, na závěr byla určena mezní únosnost konstrukce. Bylo zřejmé, že mezní únosnost konstrukce není dána únosností předpjatého pásu, protože po otevření spar mezi segmenty je zatížení přenášeno jen monostrandy. 5 Protože únosnost konstrukce byla dána vzpěrnou pevností oblouku, konstrukce byla zatížena na polovině délky (obr. 5). Konstrukce byla zkoušena pro zvýšené zatížení stálé (1,3 G) a postupně se zvyšující nahodilé zatížení vyvolané hydraulickým lisem vzepřeným proti zatěžovacímu rámu. Konstrukce byla porušena vybočením oblouku při zatížení 1,87krát větším, než bylo požadované mezní zatížení Q u = 1,3 G + 2,2 P. Předpjatý pás byl poškozen pouze lokálně a trhliny se po odlehčení znovu zavřely. Mezní únosnost byla také ověřena nelineární analýzou konstrukce, při které bylo zatížení postupně zvyšováno. Konstrukce ztratila stabilitu při zatížení, při kterém nebylo možné najít rovnováhu na deformované konstrukci. Při řešení konstrukce vyrobené se sinusovým průběhem imperfekce s amplitudou 10 mm ve čtvrtinách rozpětí oblouku bylo dosaženo maximální shody. Výsledky měření potvrdily správnost analytického modelu. Dynamické chování navrhované konstrukce bylo také ověřeno na aeroelastickém modelu Prof. Pirnerem v Ústavu teoretické a aplikované mechaniky Akademie věd Praha. Zkouška ve větrném tunelu prokázala, že kritická rychlost větru působící na model je 11,07 m/s; tomu odpovídající rychlost větru působící na skutečnou konstrukci je 90,03 m/s. L ÁVKA PRO PĚŠÍ PŘES RYCHLOSTNÍ KOMUNIKACI R35 U OLOMOUCE Konstrukce z předpjatého pásu podepřeného obloukem byla poprvé postavena na rychlostní komunikaci R35 u Olomouce (obr. 6). Lávku tvoří předpjatý pás o dvou polích, který je podepřen štíhlým obloukem o rozpětí 64 m (obr. 7). Předpjatý pás délky 76,5 m je sestaven z prefabrikovaných segmentů délky 3 m nese- Obr. 1 Předpjatý pás podepřený obloukem Fig. 1 Stress ribbon supported by arch Obr. 2 Předpjatý pás zavěšený na oblouku Fig. 2 Stress ribbon suspended on arch Obr. 3 Statický model příčný řez Fig. 3 Static model cross section Obr. 4 Statický model Fig. 4 Static model Obr. 5 Statický model mezní zatížení Fig. 5 Static model ultimate load 11

14 S TAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES ných a předepnutých dvěma vnějšími kabely (obr. 8 a 9). Prefabrikované segmenty a koncové vzpěry jsou z vysokopevnostního betonu charakteristické pevnosti 80 MPa. Na monolitický oblouk byl použit beton charakteristické pevnosti 70 MPa. Vnější kabely jsou tvořeny svazky z 31 monostrandů 15,5 mm zainjektovaných v trubkách z nerezavějící oceli. Jsou zakotveny v koncových kotevních blocích, které současně tvoří krajní opěry. Kabely jsou ohýbány v sedlech tvořených obloukem a krátkými stěnami. U opěr jsou kabely podepřeny krátkými sedly tvořenými konzolami vetknutými do opěr. Ve středu mostu jsou předpjatý pás a oblouk vzájemně spojeny. Patky oblouku jsou založeny na vrtaných pilotách, krajní opěry na mikropilotách. Místí anomálie v podloží byla během stavby příčinou selhání kotvení mikropilot u jedné opěry. Proto byla jejich funkce nahrazena dodatečně vybetonovaným balastem. Most byl postaven v několika krocích. Po provedení zemních prací a pilot byly smontovány koncové vzpěry a vybetonovány krajní opěry. Oblouk byl vybetonován do bednění podporovaného lehkou skruží. Když beton dosáhl dostatečnou pevnost, byly smontovány a napnuty vnější kabely. Potom byly na kabely osazeny prefabrikované segmenty (obr. 9). Po úpravě napětí v kabelech byly vybetonovány spáry mezi segmenty a po dosažení 80% pevnosti betonu spar byly kabely dopnuty na projektovanou hodnotu. Protože kabely jsou zakřivené, vyvolané radiální síly zatížily a následně předepnuly předpjatý pás. Konstrukční řešení bylo navrženo na základě zkušeností z dříve popsaných zkoušek a na základě velmi detailní statické a dynamické analýzy. Velká pozornost byla věnována posouzení stability velmi štíhlého oblouku. Nelineární analýza uvažující možnou imperfekci výroby prokázala, že konstrukce má dostatečný stupeň bezpečnosti. První ohybová frekvence f (1) = 1,53 Hz je blízko frekvenci lidských kroků f (w) = 2 Hz. Proto byla v souladu s návrhem Eurokódu z roku 1995 [2] provedena analýza vybuzeného kmitání. Maximální zrychlení a max = 0,145 m/s 2 je menší než přípustné zrychlení a lim = 0,5 f (1) 0,5 = 0,49 m/s 2. Ačkoliv konstrukce je mimořádně štíhlá, uživatelé lávky nemají nepříjemný pocit vyvolaný kmitáním od pohybu lidí a větru. Funkce mostu byla ověřena statickou a dynamickou zkouškou. Most byl dokončen v roce

15 S TAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES Obr. 6 Lávka u Olomouce Fig. 6 Footbridge near Olomouc Obr. 7 Lávka u Olomouce, a) podélný řez, b) částečný podélný řez u opěry, c) částečný podélný řez u sedla oblouku Fig. 7 Footbridge near Olomouc, a) elevation, b) partial elevation at abutment, c) partial elevation at saddle Obr. 8 Lávka u Olomouce příčné řezy, a) uprostřed rozpětí, b) ve čtvrtině rozpětí Fig. 8 Footbridge near Olomouc cross sections, a) at midspan, at a quarter of span Obr. 9 Lávka u Olomouce, prefabrikovaný segment uložený na vnějších kabelech Fig. 9 Footbridge near Olomouc, segments supported by external cables Obr. 10 Lávka u Olomouce Fig. 10 Footbridge near Olomouc 10 L ÁVKA PŘES ŘEKU SVRATKU V BRNĚ Podobná lávka byla postavena přes řeku Svratku v Brně (obr. 11), [3]. Lávka spojuje nové administrativní centrum (Spielberk Office Centre) s historickým centrem. Je situována v těsné blízkosti nově budovaného hotelu. Poblíž mostu je starý železniční obloukový most s pilíři v řece. Bylo zřejmé, že nový most by měl být také obloukový, avšak bez pilířů v korytě řeky. S ohledem na geotechnické podmínky nebylo možno navrhnout tradiční obloukovou konstrukci zatěžující základy velkou vodorovnou silou. Proto byla navržena samokotvená oblouková konstrukce, u které byla vodorovná síla zachycena tahovou únosností přímo pocházeného předpjatého pásu (obr. 12). Hladké křivky, které jsou charakteristické pro konstrukce z předpjatého pásu, umožňují hladké napojení lávky na terén. Protože břehy řeky jsou tvořeny kamennými zdmi, jsou krajní opěry situovány za těmito zdmi. Opěry jsou podepřeny dvojicemi vrtaných pilot. Zadní piloty jsou namáhané tahem, přední tlakem. Moment této dvojice sil vyrovnává moment od vodorovných sil, které namáhají předpjatý pás a oblouk. Rozpětí oblouku L = 42,9 m, jeho vzepětí f = 2,65 m, poměr vzepětí k rozpětí f/l = 1/16,19. Oblouk má proměnnou šířku a tloušťku. Směrem od opěr ke středu mostu se rozvětvuje ve dvě samostatné části. 43,5 m dlouhý předpjatý pás je sestaven z prefabrikovaných segmentů délky 1,5 m. Uprostřed rozpětí je předpjatý pás podepřen na sedlech tvořených nízkými stěnami vybetonovanými na oblouku (obr. 13, 14 a 15). Předpjatý pás je nesen a předepnut čtyřmi vnitřními kabely tvořenými svazky z 12 monostrandů 15,5 mm zainjektovaných v PE trubkách. Segmenty se zakřiveným podhledem mají v příčném směru proměnnou tloušťku. Jak předpjatý pás, tak i oblouk jsou provedeny z vysokopevnostního betonu charakteristické pevnosti 80 MPa. Oblouk je sestaven ze dvou obloukových segmentů, které byly při stavbě zavěšeny na montážní kabely zakotvené v opěrách [3]. Před betonáží střední spáry byl vliv deformace pilot eliminován úpravou geometrie kabelů. Jakmile beton spáry získal dostatečnou pevnost, byly montážní kabely nahrazeny vnějšími kabely spojujícími opěry. Následně byly vybetonovány nízké stěny tvořící sedla. Poté byly segmenty umístěny na střední stěny (obr. 15) a na vnější kabely. 13

16 S TAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 11 Potom byly protaženy a napnuty vnitřní kabely a následně odstraněny vnější kabely. Tím konstrukce získala požadovanou geometrii. Poté byly vybetonovány spáry mezi segmenty a vnitřní kabely byly dopnuty. Předpjatý pás tak získal požadované předpětí. Také tato konstrukce byla navržena na základě velmi detailní statické a dynamické analýzy. Velká pozornost byla věnována posouzení stability velmi štíhlého oblouku. Nelineární analýza uvažující možnou imperfekci výroby prokázala, že konstrukce má dostatečný stupeň bezpečnosti. První ohybová frekvence f (1) = 1,912 Hz je blízko frekvenci lidských kroků f (w) = 2 Hz. Proto byla v souladu s návrhem Eurokódu z roku 1995 [2] provedena analýza vybuzeného kmitání. Maximální zrychlení a max = 0,162 m/s 2 je menší než přípustné zrychlení a lim = 0,5 f (1) 0,5 = 0,691 m/s 2. Ačkoliv je konstrukce mimořádně štíhlá, je velmi tuhá, a uživatelé lávky nemají nepříjemný pocit vyvolaný kmitáním konstrukce od pohybu lidí a větru. Funkce mostu byla ověřena statickou zatěžovací zkouškou. Stavba mostu byla zahájena v únoru a byla předána do provozu v září Na konferenci footbridge 2008 v portugalském Portu získala lávka první cenu jak za estetické, tak i technické řešení

17 S TAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES L ÁVKA MCLOUGHLIN BOULEVARD, P ORTLAND, OREGON, USA Lávka McLoughlin Boulevard (obr. 16) je součástí rekreační stezky spojující jednotlivé části metropolitní oblasti Portlandu v Oregonu. Mostovka z předpjatého pásu je zavěšena na dvou skloněných obloucích a je zakotvena v kotevních blocích, které současně tvoří krajní opěry. Protože kotevní bloky jsou spojeny s patkami oblouků tlačenými vzpěrami, tvoří konstrukce samokotvený systém namáhající základy jen svislými silami (obr. 17). Protože mostovka je zavěšena na obloucích prostřednictvím radiálně uspořádaných závěsů, mají oblouky kruhový výslednicový tvar. Štíhlé oblouky průměru 457 mm jsou zavětrovány dvěma stěnovými výztuhami. Předpjatý pás je sestaven z prefabrikovaných segmentů a spřažené desky (obr. 18a). V krajních polích jsou segmenty zesíleny krajními nosníky vyztuženými ocelovými I nosníky (obr. 18c). Tah v mostovce od zatížení stálého je přenášen nosnými kabely, tah od nahodilého zatížení a objemových změn je přenášen předpětím od předpínacích kabelů. Jak nosné, tak i předpínací kabely jsou umístěny ve spřažené desce. Nosné kabely, které byly napnuty při montáži segmentů, jsou tvořeny dvěma svazky z 12 lan průměru 15,5 mm. Proti korozi jsou lana chráněna předpjatou mostovkovou deskou. Předpínací kabely jsou tvořeny šesti kabely z 10 lan průměru 15,5 mm, které jsou zainjektovány v kabelových kanálcích. Závěsy z hladkých tyčí průměru 25,4 mm jsou kotveny v krátkých ocelových konzolách T průřezu připevněných ve spárách k segmentům (obr. 19). Vodorovná složka síly ze závěsů je zachycena předpínacími tyčemi průměru 32 mm vedenými v okrajových trubkách spojujících krátké konzoly. Mezera mezi segmenty a krajní trubkou je překryta mřížovinou. Ochranné zábradlí výšky 2,4 m, které je také tvořeno mřížovinou, je zavěšeno na závěsy. Na závěsy jsou také připevněny příčné konzoly nesoucí madlo zábradlí. Prostor se tak otevřel a skličující pocit z amerických lávek uzavřených v ochranném pletivu byl odstraněn. Také tato konstrukce byla navržena na základě velmi detailní statické a dynamické analýzy. Velká pozornost byla věnována posouzení stability velmi štíhlého oblouku a dynamické analýze. Nelineární analýza uvažující možnou imperfekci výroby prokázala, že definitivní konstrukce tvořená obloukem a předpjatým pásem má velký stupeň bezpečnosti. Při stavbě, kdy veškeré zatížení přenáší jen oblouk, byl stupeň bezpečnosti velmi malý. Proto byla montovaná konstrukce ztužena střední podpěrou, která zatěžovala oblouk kontrolovanou silou. Dynamická analýza prokázala, že konstrukce má uspokojivou odezvu na seismické zatížení. Protože první ohybová frekvence f (1) = 1,021 Hz je menší než frekvence lidských kroků f (w) = 2 Hz, byla provedena dynamická analýza vybuzeného kmitání [2]. Maximální zrychlení a max = 0,104 m/s 2 je menší než přípustné zrychlení a lim = 0,5 f (1) 0,5 = 0,505 m/s 2. Konstrukce je velmi tuhá a uživatelé lávky nemají nepříjemný pocit vyvolaný kmitáním konstrukce od pohybu lidí a větru. Oblouky byly dodány na stavbu ve dvou polovinách a byly smontovány ve dvou na sebe navazujících nočních směnách. Oblouky byly uloženy na montážní podpěry situované ve středním pruhu komunikace a u patek oblouků. Po spojení oblouků a zabetonování patek oblouků byly koncové opěry vzájemně spojeny nosnými kabely a střední podepření oblouků bylo nahrazeno zatížením oblouků malou silou. Konstrukce tak začala působit jako samokotvená oblouková konstrukce. Segmenty byly montovány po pěti symetricky od středu mostu (obr. 20). V průběhu montáže byla postupně kontrolována a upravována síla v nosných kabelech. Segmenty krajních polí byly zavěšeny na ocelové I profily podepřené na oblouku a u opěr. Po smontování všech segmentů byly vybetonovány spáry mezi segmenty, spřažena mostovková deska a parapetní nosníky krajních polí. Potom byla konstruk- Obr. 11 Lávka přes Svratku Fig. 11 Footbridge across the Svratka River Obr. 12 Lávka přes Svratku, podélný řez Fig. 12 Footbridge across the Svratka River, elevation Obr. 13 Lávka přes Svratku, příčný řez uprostřed rozpětí Fig. 13 Footbridge across the Svratka River, cross section at midspan Obr. 14 Lávka přes Svratku, konstrukční řešení Fig. 14 Footbridge across the Svratka River, structural solution Obr. 15 Lávka přes Svratku, segmenty uložené na sedle Fig. 15 Footbridge across the Svratka River, segments supported by saddles Obr. 16 Lávka McLoughlin Boulevard Fig. 16 McLoughlin Boulevard footbridge 16 15

18 S TAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES ce předepnuta. Stavba lávky byla zahájena v březnu 2005 a ukončena v září Lávka, která se stala bránou do města, získala od National Steel Bridge Alliance, USA, v roce 2007 Steel Bridge Award. Z ÚČASTNĚNÍ Výzkumné práce spojené s vývojem nového typu konstrukcí jsou prací Ústavu betonových a zděných konstrukcí FAST VUT v Brně. Statický model navrhl a odzkoušel Tomáš Kulhavý. Lávku pro pěší přes rychlostní komunikaci R35 u Olomouce vyprojektovala firma Stráský, Hustý a partneři, Brno. Zodpovědným projektantem byl Libor Hrdina, lávku postavila firma Bögl a Krysl, Plzeň. Lávku přes řeku Svratku v Brně vyprojektovala firma Stráský, Hustý a partneři, Brno ve spolupráci s firmou Acht Architects, Praha, Rotterdam. Zodpovědným projektantem byl Petr Štefan, lávku postavila firma Skanska DS, Brno. Lávka McLoughlin Boulevard, Portland, Oregon, USA, byla vyprojektována firmou OBEC Consulting Engineers, Eugene, Oregon, ve spolupráci s Jiri Strasky, Consulting Engineer, Greenbrae, California. Zodpovědný projektant byl Gary Rayor. Lávka byla postavena firmou Mowat Construction Company, Vancouver, Washington. Statická a dynamická analýza popisovaných konstrukcí je prací Radima Nečase a Richarda Nováka. Popisované konstrukce byly vyvinuty v rámci programu výzkumu a vývoje Impuls FI IM5/128 Progresivní konstrukce z vysokohodnotného betonu Ministerstva průmyslu a obchodu a za finančního přispění MŠMT ČR, v rámci výzkumného záměru MSM Progresivní spolehlivé a trvanlivé nosné stavební konstrukce. Prof. Ing. Jiří Stráský, DSc. Stráský, Hustý a Partneři, s. r. o. Bohunická 50, Brno tel.: , fax: j.strasky@shp.eu Ing. Radim Nečas tel.: , fax: necas.r@fce.vutbr.cz oba: FAST VUT v Brně, ÚBZK Veveří 95, Brno Ing. Libor Hrdina l.hrdina@shp.eu Ing. Petr Štefan p.stefan@shp.eu oba: Stráský, Hustý a partneři, s. r. o. Bohunická 50, Brno tel.: , fax: Obr. 17 Lávka McLoughlin Boulevard, podélný řez Fig. 17 McLoughlin Boulevard footbridge, elevation Obr. 18 Lávka McLoughlin Boulevard příčné řezy, a) hlavní pole, b) most, c) krajní pole Fig. 18 McLoughlin Boulevard footbridge cross sections, a) main span, b) bridge, c) side span Obr. 19 Lávka McLoughlin Boulevard, zavěšení mostovky na oblouku Fig. 19 McLoughlin Boulevard footbridge, suspension of the deck on the arch Obr. 20 Lávka McLoughlin Boulevard, montáž segmentů Fig. 20 McLoughlin Boulevard footbridge, erection of segments Literatura: [1] Strasky J.: Stress Ribbon and Cable- Supported Pedestrian Bridges, Thomas Telford, London, UK, 2005 [2] Eurocode 2: Design of Concrete Structures Part: Concrete Bridges, ENV :1995. CEN European Committee for Standardization, Brussels 1995 [3] Tichý J., Markovič P., Votava R., Štefan P., Mendel A.: Prefabrikovaná lávka přes řeku Svratku v Brně. Beton TKS 4/

19 S TAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES M OST PŘES M ALŠI V R OUDNÉM THE B R I D G E OVER THE MALŠE RIVER I N ROUDNÉ R ADEK FALÁŘ, MILAN KODET, L UKÁŠ VRÁBLÍK Most, který převádí silnici III/15532 přes řeku Malši v obci Roudné, je budován jako náhrada za původní konstrukci z roku 1892, která nevyhovovala současným požadavkům zatížitelnosti a šířkovým uspořádáním. This paper presents the new bridge over the Malše River in the village of Roudné in the South Bohemia region. The network arch bridge with single span of 34 m is currently being constructed. Ř EŠENÍ STAVBY Stavba se nachází v katastrálním území obcí Roudné a Vidov v okrese České Budějovice. Přemostění je situováno na okraji obce a v blízkosti obytné zástavby. Překračovanou překážkou je řeka Malše a cesta pro pěší. Původní směrové řešení stávající trasy silnice III/15532 České Budějovice-Vidov muselo být zachováno, neboť v obci Roudné nebylo nalezeno vhodnější místo k překročení řeky Malše. Komunikace je v daném úseku navržena v kategorii S7,5/50, po obou stranách silnice budou chodníky šířky 1,25 až 1,5 m a výškově je trasa vedena přibližně o 0,6 m výše oproti stávající niveletě s ohledem na hladinu stoleté vody. Zachování trasy komunikace procházející intravilánem obce Roudné s hustou okolní zástavbou si před započetím demolice stávajícího mostu vyžádalo přípravná opatření v podobě zřízení objízdné komunikace s provizorním mostem přes řeku. P ŮVODNÍ MOST Silniční most přes Malši byl v Roudném (obr. 1) postaven v roce Konstrukci tvořila dvojice ocelových nýtovaných příhradových oblouků s lomeným horním pásem a dolní mostovkou. Příhradové oblouky byly příčně ztuženy příhradovými polorámy. Konstrukční výška uprostřed rozpětí byla 4,8 m, přičemž výška oblouku nad úrovní mostovky byla 3,75 m. Dolní mostovku tvořila železobetonová deska tloušťky cca 200 mm uložená na ocelových plnostěnných nýtovaných příčnících výšky cca 450 mm a na ocelových válcovaných podélnících. Na mostě byly po obou stranách zvýšené chodníky 0,75 m a živičná vozovka šířky 5 m. Mostní opěry výšky 4 až 5 m byly z masivního betonu s nárožím z kvádrového kamenného zdiva. Po zhodnocení požadavku na zvýšení zatížitelnosti a s přihlédnutím ke stavebně technickému stavu stávajícího mostu bylo doporučeno jeho odstranění včetně stávajících opěr a nahrazení novou konstrukcí. O BJÍZDNÁ TRASA Demolice stávajícího mostu byla podmíněna převedením silniční dopravy na objízdnou komunikaci, která překračovala řeku Malši rovnoběžně s trasou silnice III/15532 ve vzdálenosti přibližně 30 m směrem proti proudu řeky. Pro překročení vodního toku bylo nutné navrhnout mostní provizorium. Pro přemostění byl použit ocelový příhradový typový most MS-60 rozpětí 27 m (obr. 2). Byl založen standardně na opěrách vyskládaných z železobetonových silničních panelů. N OVÝ MOST V průběhu zpracování dokumentace pro stavební povolení a zadání stavby byl zvolen obloukový most se síťově uspořádanými závěsy a dolní mostovkou z předpjatého betonu s nízkou stavební výškou. Tento konstrukční systém byl v souladu s požadavkem obce Roudné na zachování obloukové mostní konstrukce, která jí po léta dominovala. Na základě provedeného inženýrskogeologického průzkumu bylo doporučeno hlubinné založení opěr na velkoprůměrových pilotách. Podmínkou realizace pilotového založení bylo odstranění všech nevrtatelných částí původních základů. Vyhloubená jáma byla zpětně zasypána s následným hutněním až do úrovně předpokládané pilotovací plošiny. Opěry nového mostu jsou masivní železobetonové. Vnější líc opěr je opatřen kamenným obkladem. Jako materiál obkladu byla vybrána kozárovická žula modrošedé barvy. Hlavní nosnou konstrukci mostu tvoří dva ocelové oblouky o rozpětí 34 m se síťově uspořádanými závěsy. Šikmé závěsy se mimoběžně protínají. Ocelové oblouky mají tvar paraboly druhého stupně s teoretickým vzepětím 6,05 m (obr. 3). V příčném směru jsou oblouky osově vzdáleny 8,65 m. Chodníky šířky 1,25 m jsou součástí betonové Obr. 1 Původní most ev. č Fig. 1 The original bridge Obr. 2 Provizorní most přes Malši Fig. 2 Temporary bridge over the Malše river

20 S TAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 3 4 Obr. 3 Podélný řez Fig. 3 Longitudinal section Obr. 4 Příčný řez Fig. 4 Typical cross-section Obr. 5 Výstavba mostu Fig. 5 New bridge under Construction Obr. 6 Demontáž skruže Fig. 6 Falsework removal Obr. 7 Pohled na čelo mostu Fig. 7 View of the forefront of the bridge Obr. 8 Podhled mostu Fig. 8 The view of the bridge soffit mostovky a jsou umístěny na konzolách vně ocelových oblouků. Chodníkové konzoly jsou na krajích ukončeny lícními prefabrikáty a opatřeny ocelovým zábradlím. Oblouky jsou navrženy svařovaného otevřeného průřezu tvaru U v reverzní poloze o rozměrech 350 x 350 x 35 mm. Oba oblouky jsou vzájemně stabilizovány třemi svařovanými rámovými příčlemi umístěnými nad průjezdným průřezem. Nad ložisky jsou navrženy koncové ocelobetonové příčníky. K zakotvení šikmých závěsů do mostovky je navrženo ocelové táhlo z dvojice svařovaných L průřezů propojující oba koncové příčníky. V provozním stavu pak funkci táhla přebírá železobetonová předpjatá mostovka. Výplň mezi obloukem a táhlem tvoří celkem třicet čtyři síťově uspořádaných závěsů (v jednom oblouku). Závěsy jsou navrženy z tyčí 50 mm z leštěné korozivzdorné oceli pevnostní třídy S240 (1.4571). Šikmé závěsy jsou připojeny ke styčníkovým plechům v horní a dolní části oblouku čepovými spoji. Styčníkový plech vycházející nad povrch