VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV BETONOVÝCH A ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF CONCRETE AND MASONRY STRUCTURES PŘEDPJATÝ MOST PŘES VODNÍ TOK PRESTRESSED BRIDGE OVER THE RIVER BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR KAREL KAČER Ing. JAN KOLÁČEK BRNO 2013
Abstrakt Jako téma bakalářské práce jsem zvolil statické řešení přemostění pozemní komunikace. Jedná se o skutečnou silnici první třídy nacházející se nedaleko města Kolín ve středočeském kraji. Most bude sloužit k převedení dopravy přes tamější Sendražický potok. Na počátku jsem stanovil 3 základní varianty hlavní nosné konstrukce a po sléze vybral jednu pro podrobnější zpracování. Jedná se o železobetonovou desku ztuženou dvěma předepnutými žebry, překlenující rozpětí 18,3m. Výpočet je realizován za pomoci softwaru Scia Engeneer v souladu s evropskými normami. Klíčová slova Dvoutrám, žebro, deska, beton, předpětí Abstract As the thesis I chose static solving bridging the road. This is a real first-class roads situated near the city Kolín in the Central Region. The bridge will be used to transfer traffic across of local Sendražický stream. At the beginning I determined three main variants of supporting design and then I chose one for more detailed processing. It is a armored concrete slab solidified two prestressed ribs arching spanning 18.3 m The calculation is implemented by software Scia Engeneer in accordance to European standards. Keywords Two-girder, rib, board, concrete, prestress
Bibliografická citace VŠKP KAČER, Karel. Předpjatý most přes vodní tok. Brno, 2013. 14 s., 104 s. příl. Bakalářská práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav betonových a zděných konstrukcí. Vedoucí práce Ing. Jan Koláček.
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV BETONOVÝCH A ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF CONCRETE AND MASONRY STRUCTURES PŘEDPJATÝ MOST PŘES VODNÍ TOK PRESTRESSED BRIDGE OVER THE RIVER PRŮVODNÍ ZPRÁVA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR KAREL KAČER Ing. JAN KOLÁČEK BRNO 2013
1) ÚVOD... 2 2) Všeobecná část... 2 1) 1) Identifikační údaje mostu... 2 2) 1) Základní údaje mostu... 2 3) MOST A JEHO UMÍSTĚNÍ... 2 3) 1) 3.1 Charakter překážky a převáděné komunikace... 2 4) 1) 3.2) Územní podmínky... 3 5) 1) 3.3) Inženýrské sítě v místě a okolí stavby... 3 4) STUDIE NOSNÉ KONSTRUKCE... 3 5) TECHNICKÉ ŘEŠENÍ MOSTU... 3 6) 1) 5.1) Spodní stavba... 3 7) 1) 5.2) Nosná konstrukce... 3 8) 1) 5.3) Vozovka... 3 9) 1) 5.4) Římsy... 4 10) 1) 5.5) Ložiska... 4 11) 1) 5.6) Odvodnění... 4 12) 1) 5.7) Svodidla a zábradlí... 4 6) VÝSTAVBA MOSTU... 4 7) STATICKÉ ŘEŠENÍ... 4 8) ZÁVĚR... 5
1) ÚVOD Bakalářská práce spočívá ve statickém řešení hlavní nosné konstrukce dvoutrámového mostu z předpjatého betonu. Most převádí pozemní komunikaci přes Sendražický potok blízko města Kolín ve Středočeském kraji. Výpočty jsou prováděny za pomoci softwaru Scia Engeneer v souladu s evropskými normami. 2) Všeobecná část 1) 1) Identifikační údaje mostu Stavba: dvoutrámový most z předpjatého betonu Název: Kraj: Katastrální území Obec Investor: Uvažovaný správce mostu Projektant: Úhel křížění: Středočeský Ovčáry Ovčáry Obecní úřad obce Ivčáry Kolín Karel KAČER s vodotečí, Sendražický potok (α=60 ) Volná výška pod mostem: 3,499m 2) 1) Základní údaje mostu Délka přemostění 17,3m Délka mostu: 28,1m Šikmost mostu: 90 Délka nosné konstrukce: 19,5m Rozpětí nosné konstrukce: 18,3m Šířka vozovky 9,5m Šířka říms: 0,86m Celková šířka mostu 11,225m Výška mostu 4,642m Plocha mostu: 264,93m2 Zatížení mostu 1. Skupina pozemních komunikací 3) MOST A JEHO UMÍSTĚNÍ 3) 1) 3.1 Charakter překážky a převáděné komunikace
Převáděná komunikace je silnice č. 125 u města Kolín. V příčném směru má vozovka střechovitý sklon 2,5% po celé délce mostu. Římsy mají příčný sklon 4 % směrem do vozovky. Niveleta mostu klesá v podélném směru 2,8% směrem do Velkého Oseku. Šířkové uspořádaní mostu je S 9,5-3,750 m jízdní pruh a 1,000 m krajnice, zrcadlově stejné podle osy komunikace. Překážku mostu tvoří Sendražický potok. Normální hloubka vody činí 0,5 m. Hladina 100-leté vody je ve výši 2,000 m nade dnem. 4) 1) 3.2) Územní podmínky Komunikace je v daném místě vedena extravilánem v náspu. 5) 1) 3.3) Inženýrské sítě v místě a okolí stavby V místě stavby a jejím okolí se nenacházejí žádné inženýrské sítě. 4) STUDIE NOSNÉ KONSTRUKCE ŘEŠENÁ VARIANTA Nosnou konstrukci tvoří monolitický, dodatečně předpjatý dvoutrám. Rozměry trámu jsou 1,2 x 0,950 m v horní části, je rozšířen na 1,36 m. Celková šířka nosné konstrukce je 10,790 m. Konstrukce je podepřena elastomerovými ložisky a je vyztužena podélnými předpínacími lany. Rozpětí mostu je 18,3 m. 5) TECHNICKÉ ŘEŠENÍ MOSTU 6) 1) 5.1) Spodní stavba Spodní stavba bude založena na gravitačních patkách. Důkladnější řešení spodní stavby není předmětem této práce. 7) 1) 5.2) Nosná konstrukce Nosnou část konstrukce tvoří dodatečně předpjatý dvoutrám z betonu C35/45. Šířka v patě trámu je 1,2 m a v napojení na desku 1,36 m. Deska je proměnné Tloušťky, průměrně 300 mm. Každý trám předepnutý pěti dvanáctilannými kabely (ocel Y1700-S7-15,7). Délka celé nosné konstrukce je 19,5m + 0,500 m na každé straně. Konstrukce je uložená na elastomerová ložiska v patě trámů. Výška mezi úložným prahem a nosnou konstrukcí je 0,300 m, tak aby byla umožněna budoucí výměna. 8) 1) 5.3) Vozovka Skladba vozovkových vrstev: Obrusná vrstva (ABS I), 40mm; Podkladní vstrva (ABVH I), 55mm Ochranná izolace (ABJ II), 30 Celkem 125 mm; Vozovka je navržena v příčném střechovitém tvaru, se sklonem 2,5 %.
9) 1) 5.4) Římsy Římsy jsou prefabrikované z betonu C30/37-XF4. Kraj římsy u vozovky je zakončen obrubníkem ve sklonu 5:1 a výška obruby je 0,150 m. Příčný sklon římsy je 4 % ve směru do vozovky. 10) 1) 5.5) Ložiska Nosná konstrukce je uložena na každé straně na dvou elastomerových ložiscích. Ložiska jsou čtyř-vrstvová a jejich rozměry jsou 400x500x120 mm. Maximální únosnost jednoho ložiska je 3 957 kn. 11) 1) 5.6) Odvodnění Odvodnění povrchu mostu je zajištěno příčným a podélným sklonem. Před a za mostem jsou odvodňovací vpusti. Příčný sklon mostu je 2,5 % a podélný 0,95 %. Za opěrami je vedena drenáž DN150 v min. sklonu 3%, která je uložená v pórovitém betonu. Drenáž je vyvedena do přilehlé vodoteče. Úložný práh je odvodněn sklonem 4 % směrem k závěrné zdi, kde je odpadní žlábek. 12) 1) 5.7) Svodidla a zábradlí Kraje mostu jsou opatřeny zábradelními svodidly s vodorovnou výplní. Výška madla nad komunikací je 1,345 m. 6) VÝSTAVBA MOSTU Postup výstavby: betonáž opěry a spodní stavby uložení bednění hlavní nosné konstrukce na montážní podpěry betonáž dvoutrámu předepnutí dobetonování závěrné zdi odizolování nosné konstrukce položení drenáže, dosypání a zhutnění prostoru za závěrnými zdmi osazení mostního závěru osazení říms zřízení vozovkových vrstev zábradelní svodidla a další příslušenství uvedení do provozu ČAS [DNY] NÁZEV FÁZE 0 BETONÁŽ DVOUTRÁMU 7 DOBA OŠETŘOVÁNÍ 30 PŘEDEPNUTÍ DVOUTRÁMU 210 OSTATNÍ STÁLÉ ZATÍŽENÍ 270 UVEDENÍ DO PROVOZU, ZATÍŽENÍ DOPRAVOU 36 500 ŽIVOTNOST, 100 LET 7) STATICKÉ ŘEŠENÍ
Model nosné konstrukce byl vymodelován v programu Scia Engineer 2012 jako izotropní deska s žebry. Žebra tvoří dodatečně předpjaté nosníky, které mají konstantní výšku 1,3 m a délku 18,3 m. Převislé konce jsou zanedbány. Podélný sklon byl zanedbán. Zatížení od vlastní tíhy program generuje automaticky. Zatížení dopravou bylo vymodelováno jako pohyblivé zatížení s krokem 0,25m. Roznos kol je spočítán ručně do střednice desky. Vliv dotvarování a smršťování v čase je zanedbán. Program zohledňuje krátkodobé ztráty předpětí, nikoliv dlouhodobé. 8) ZÁVĚR Byl navržen silniční most pro přemostění Sendražického potoka. Jako hlavní nosný konstrukční systém, byl předem vybraný dvoutrám. Pro potřeby bakalářské práce se statický výpočet zabýval jenom dimenzí v podélném a příčném směru. V souladu s Eurokódem byla konstrukce dimenzována a posouzena na mezní stavy únosnosti a použitelnosti. Byly zanedbány účinky zatížení teplotou, větrem a vodorovné síly od dopravy. Součástí dokumentace je i výkresová část.
SEZNAM PŘÍLOH POUŽITÉ LITERATURY [1] NAVRÁTIL, Jaroslav. Předpjaté betonové konstrukce. 2. vyd. Brno: Cerm, 2008, 186 s. ISBN 978-80-7204-561-7 [2] ZICH, Miloš a kol. Příklady posouzení betonových prvků dle eurokódu. Brno: Typos, 2010, 145 s. ISBN 978-80-86897-38-7 [3]ČSN EN 1991-2 Zatížení mostů dopravou [4]ČSN EN 1992-1-1 Navrhování betonových konstrukcí - Obecná pravidla [5]ČSN EN 1992-2 Navrhování betonových konstrukcí - Betonové mosty
SEZNAM PŘÍLOH P1. PODKLADY-VARIANTY ŘEŠENÍ P2. PODROVNÉ VÝKRESY ZVOLENÉ VARIANTY MOSTU P2.1 VÝKRES SITUACE P2.2 PODÉLNÝ ŘEZ MOSTEM P2.3 PŘÍČNÉ ŘEZY MOSTEM P2.4 VÝKRES PŘEDPÍNACÍ VÝZTUŽE P2.5 VÝKRES BETONÁŘSKÉ VÝZTUŽE P3. STATICKÝ VÝPOČET P4. VNITŘNÍ SÍLY