Technická univerzita Ostrava 1 VÝSTAVBA MOSTŮ (2018 / 2019) M. Rosmanit B 304 miroslav.rosmanit@vsb.cz 2 - mostní svršek je část mostu po které probíhá mostní provoz - jeho provedení musí splňovat podmínky spolehlivého a bezpečného provozu - pokud je to možné, má být charakter mostního svršku stejný na mostě i před a za ním - snažíme se o zdokonalení jeho funkce a životnosti 1
3 mostů PK - svršek mostů PK = vozovkové a izolační souvrství = vozovka, která zajišťuje: - plynulou a bezpečnou jízdu - přenášení účinků zatížení od vozidel do mostovky - ochranu mostovky před přímým působením dopravních, povětrnostních a chemických vlivů - musí mít nízkou hmotnost a spolehlivou přilnavost k desce mostovky - doporučuje se navrhovat známé a vyzkoušené, neuvážená záměna byť jen jedné vrstvy může vést k poruchám funkce 4 mostů PK - součástí mostního svršku je také: - chodníkové, krajnicové nebo cyklistické zpevnění - odvodňovací nebo odrazný proužek obruby - dělící pás - výplňové a vyrovnávací vrstvy - izolace - římsy 2
5 Skladba vozovky - závisí na materiálu desky mostovky (ŽB -častější, ocelová pro větší rozpětí) - netuhá vozovka se navrhuje co možná nejmenší (60-80 mm na ŽB, 80-100 mm na ocelové ortotropní mostovky) - musí mít potřebnou únosnost na svislé a vodorovné účinky - povrch musí být rovný, hutný, dostatečně drsný - odolný proti vytváření kolejí od vozidel - dostatečná životnost a nepropustnost - rychlý odvod dešťové vody do odvodňovačů - tuhá vozovka prostý beton (200 240 mm) nebo vyztužený beton (80 120 mm) 6 Skladba vozovky - netuhá vozovka - tuhá vozovka 3
7 Skladba vozovky - obrusná vrstva - asfaltový beton jemnozrnný (ABJ) (40-50 mm), - litý asfalt (LA) (35-40 mm) - asfaltový koberec mastixový (AKM) (35-40 mm) POZN: - provádí se jednotná tloušťka (bez ohledu na zatížení nebo typ směsi) - pro třídu dopravního zatížení I. III. se používá modifikovaný asfalt - pokud je obrusná i ochranná vrstva krytu z LA, kryt tloušťky max. 80 mm - ložná vrstva - AB hrubozrnný, LA nebo AKM (30-50 mm) 8 Skladba vozovky - ochranná vrstva - ochrana izolace před poškozením při strojním pokládání ložné vrstvy, (na izolaci z mastixu není potřeba) - navrhuje se v souladu s odzkoušeným izolačním systémem - při zhotovení nesmí dojít k porušení izolační vrstvy ani ke změně jejich fyzikálně-mechanických vlastností - na lávkách pro pěší se může spojit funkce ochranné vrstvy s krytem - při použití asfaltového krytu nesmí být ochranná vrstva ze směsi s hydraulickým pojivem (např. cementový potěr) - tloušťka vrstvy závisí na materiálu a třídy dopravního zatížení: - LA středozrnný (30-40 mm) - AB středozrnný (40-50 mm) - lepenka (cca 30 mm) - cementový potěr (cca 30 mm) 4
9 Skladba vozovky - izolační systém (IS) - musí se navrhnout a zhotovit celoplošně ochrana konstrukce před pronikáním vody po celé šířce a délce (celoplošný izolační systém) - v minulosti se používal pouze tzv. vanový izolační systém (nebyla chráněna celá konstrukce) - mimořádná pozornost se musí věnovat napojení izolačního systému na povrch mostovky, na mostní vybavení a na jiné součásti nosné konstrukce 10 Skladba vozovky izolační systém - IS na ŽB konstrukci - ochranná vložka - lepící nátěr - izolace (viz dále) - výztužná vložka - speciální úprava povrchu mostovky 5
11 Skladba vozovky izolační systém - izolační vrstva (IV) - hlavní nepropustná vrstva natrvalo spojená s mostovkou - kvalita velmi ovlivňuje životnost nosné konstrukce velmi vysoké požadavky (dokonalé spojení na celé ploše, stejná konstrukce na celé ploše mostovky, odvodnění povrchu mimo vozovku) 12 Skladba vozovky izolační systém - druhy izolačních vrstev (IV) - asfaltové pásy (AIP) jednopásové, těžce natavované nebo lepené pásy, min. tloušťka 4,5 mm. Důraz se klade na vzájemnou snášenlivost materiálů, pevnostní charakteristiky, nepropustnost, vliv teploty, přilnavost k povrchu a úpravu povrchu - izolační mastix (MI) vrstva ze směsi modifikovaného asfaltu, drobného kameniva, vápencové moučky a dalších. Provádí se za tepla nebo za studena, je vyztužen vložkou. Povrch se opatřuje posypem z drceného kameniva obaleného asfaltem. Tloušťka vrstvy je 4-6, výjimečně až 10 mm 6
13 Skladba vozovky izolační systém - druhy izolačních vrstev (IV) - polymerové materiály vrstva vytvořená jednou až dvěmi vrstvami polymerové hmoty (stříkání, stěrkování): - epoxidový plastbeton je stékavý, použití do 70º, tloušťka 8-10 mm - polyuretanový tmel ve dvou vrstvách, i na svislé plochy, tloušťka 5-8 mm - vyztužená nátěrová asfaltová izolace souvrství vytvořené postupným nanášením nátěrů z modifikovaného asfaltu a výztužných polyesterových vložek o celkové tloušťce (4-7 mm). Může být navržen jen u mostů se IV. třídou dopravního zatížení a nižší 14 Skladba vozovky izolační systém - speciální úprava povrchu mostovky - nátěr ze speciálních hmot - zlepšení spojení IV s mostovkou, - povrch mostovky musí splňovat požadavky kvality, rovnosti a čistoty - pro AIP a MI tvoří úpravu penetrační nebo penetračně-adhézní postřik, kotvící-impregnační nátěr nebo pečetící vrstva - (vhodnost použití druhu speciální úpravy se musí předem ověřit a musí splňovat kvalitativní požadavky) 7
15 Skladba vozovky izolační systém - speciální úprava povrchu mostovky - nátěr ze speciálních hmot - zlepšení spojení IV s mostovkou, - povrch mostovky musí splňovat požadavky kvality, rovnosti a čistoty - pro AIP a MI tvoří úpravu penetrační nebo penetračně-adhézní postřik, kotvící-impregnační nátěr nebo pečetící vrstva - (vhodnost použití druhu speciální úpravy se musí předem ověřit a musí splňovat kvalitativní požadavky) 16 Skladba vozovky izolační systém - IS na ocelovou konstrukci - (chrání proti korozi, zprostředkovává spolupůsobení tenké vozovky s mostovkou) - izolace (mastix 5-10 mm, natavovací izolační pásy) - adhezní hmota nebo nátěr (2-3 mm) (pro přilepení) - nátěr proti korozi nebo metalizace 8
17 Skladba vozovky - expanzní vložka - odvedení vlhkosti a par (tkané i netkané textilie) - vyrovnávací vrstva (rekonstrukce, opravy) - zajištění max. přípustné tolerance 5 mm pod 2 m latí, minimální tloušťka je 40 mm, beton C30/37, vyztuženo ocelovou sítí - důležité je zajištění soudržnosti mezi původní konstrukcí a vyrovnávací vrstvou - pro propojení vyrovnávacího betonu se zatvrdlou mostovkou je pro lokální opravy možné použít plast-betonovou nebo polymercementovou maltu v tloušťce do 3 mm - spád vozovky u nových mostů zabezpečíme úpravou povrchu mostovky - takto vytvořený povrch musí splňovat stejné kvalitativní podmínky, jako vyrovnávací vrstva 18 Netradiční vozovky - ocelové rošty (zahraničí) pohyblivé nebo přemístitelné nájezdy, jsou únosné, lehké, drsné ale velmi drahé - plastbetonové vozovky možnost nejtenčí vozovky (epoxidová pryskyřice tl. 8 11 mm + zaválcovaná kamenná drť) soustředěné zatížení do konstrukce mostovky (zesílení ocelové desky mostovky cca o 50-75 % 9
19 železničních mostů - kolej na pražcích v kolejovém loži - kolej na mostnicích - kolej na ocelové nosné konstrukci 20 železničních mostů - upevnění koleje na pražcích uložených v kolejovém loži - stejné jako v širé trati (kolejnice, upevňovadla, pražce, kamenivo) - kolejové lože se navrhuje průběžné, velikost je dána obrysem nutného kolejového lože (strojní čištění) - stanovená velikost zajišťuje nejen bezporuchový průjezd čističky, ale respektuje i případné změny polohy osy koleje po čištění a po urovnání nivelety a osy - při použití dřevěných pražců může být výška zmenšena na 450 mm - pod touto vrstvou se zřizuje izolace (10 mm) nejčastěji z izolačních pásů, která je chráněna cementovým potěrem s drátěnou vložkou min. tl. 30, lépe 40 mm - vyrovnávací vrstva odpadá, pokud je nosná konstrukce ve spádu 10
21 železničních mostů 22 železničních mostů - uložení koleje na mostnicích (pouze ocelová nosná konstrukce) - typický svršek na starších mostech, používal se přes 100 let - mostnice jsou vyrobeny z tvrdého dřeva (dub, buk), jsou ostře hraněné, nejmenší přípustný rozměr je 240x240x2400 mm, v oblouku se zvětšuje na 260x240 mm - rozměry mostnic vycházejí z jednotné osové vzdálenosti podélníků 1800 mm - mostnice se osazovaly pomocí sedel, s osovou vzdáleností max. 640 mm - kolejnice se upevňují na mostnice prostřednictvím žebrových podkladnic - mezi patu kolejnice a podkladnici se vkládá pryžová podložka tl. 6 mm nebo polyetylénová podložka tl. 2 mm - na nových a opravovaných mostech delších než 20 m se umisťují pojistné úhelníky (proti vykolejení) - na mostech do 20 m se zřizují zajišťovací úhelníky zajišťující polohu mostnic v podélném směru 11
23 železničních mostů 24 železničních mostů - přímé uložení koleje - nejméně používaný svršek - kolejnice je uložena na žebrové podkladnici, pod kterou je pryžová podložka tl. 15 mm, rozchodová deska (klínová nebo plochá) a vyrovnávací podložka min. tloušťky 8 mm - pojistný úhelník se upevňuje na ocelovou svařovanou stoličku - připojení přímého uložení koleje k nosnému podkladu je buď přivařením (kontrola únavy vrubový detail) nebo VP šrouby - detail do ŽB viz obrázek 12
25 železničních mostů 26 železničních mostů - kolej na mostě - bezstyková - max. dilatující délka hlavní nosné konstrukce (160 m) - teplotní změny podélná normálová síla (ložiska, opěry, ) - nestykovaná - pokud nelze použít bezstykovou - nevyvolává žádné silové účinky (od teploty) na nosnou kci. - na mostě nesmí být umístěn kolejnicový styk (dynamický účinek + vznik únavových trhlin) 13
27 Sklony vozovky a chodníků - musí být navrženy v podélném (min 0,5 %) i příčném (2 %) směru k odvodňovačům - vhodné jsou mírné spády mostu - příčný sklon vozovky je buď střechovitý nebo jednostranný, lze zajistit také sklonem desky mostovky - ŽB římsy se provádějí se sklonem 2 % dovnitř mostu - chodníky mají horní povrch v příčném sklonu 2 % 28 Sklony vozovky a chodníků 14
29 Chodníky a římsy - římsy ohraničují mostní objekt po stranách - slouží na uchycení zábradlí nebo na vytvoření zvýšené obruby na mostech bez chodníků a s chodníky, a také na vytvoření okapového nosu nad boční hranou nosné konstrukce - navíc tvoří výrazný prvek ovlivňující vzhled mostu - mohou být monolitické, prefabrikované nebo kombinované - nejčastěji jsou v současnosti používané kombinované (nejvýhodnější pro eliminaci nepříznivých účinků posypových solí) svislá část je prefabrikovaná (provzdušněný beton C40/50), vodorovná část je monolitická. Kotvení je provedeno pomocí oka z betonářské výztuže, která se přivaří ke kotvě Chodníky a římsy 30 - monolitická část říms na zvýšených odrazových pruzích a na chodnících má příčný sklon směrem do vozovky (min. 2 %), povrch je upravený pečetícím nátěrem, zabraňujícím vnikání vody do betonu - povrch chodníků může být upraven např. LA krytem min. tloušťky 25 mm - na železničních mostech závisí úprava římsy na typu nosné konstrukce - na prefabrikovaných nosných konstrukcích se používají prefabrikované římsy, - na monolitických nosných konstrukcích římsy monolitické - na ocelových konstrukcích ocelové 15
Chodníky a římsy 31 Chodníky a římsy 32 16
33 Chodníky a římsy - římsy železničních mostů 34 Úpravy vozovek a chodníků - běžná úprava živičné vozovky 17
35 Úpravy vozovek a chodníků - lehká úprava živičné vozovky 36 Úpravy vozovek a chodníků - vozovka ze žulové dlažby 18
37 Úpravy vozovek a chodníků - betonová vozovka 38 Úpravy vozovek a chodníků - chodník oddělen od vozovky svodidlem 19
39 - úlohou odvodňovacího systému je odvést srážkovou vodu z povrchu nosné konstrukce (z vozovky, chodníků, zvýšených odrazových pruhů, vodu, která prosákne krytem vozovky, vodu ze všech míst, které jsou vystavené povětrnostním vlivům ložiska, mostní závěry, žlab kolejového lože, komorové nosné konstrukce ) 40 odvodnění povrchu nosné konstrukce - horní plocha nosné konstrukce se odvodní pomocí: - upravené sběrné plochy na povrchu mostu (výsledný sklon odvodňovacích ploch musí být min. 2 %) - vpusti (odvodňovače osazené v nosné konstrukci u obrubníku a vyvedené mimo most) - odvodňovací žlaby (umístěné na okraji mostu ve směru příčného spádu vozovky) - odpadní potrubí (volně vyústěné pod nosnou konstrukci min. 100 150 mm) potrubí napojené na kanalizační síť, nebo vyústěné do vodotečí 20
41 odvodnění povrchu nosné konstrukce mosty PK kratší než 20 m: - s jednostranným spádem nivelety min. 1 % se voda odvádí okolo obrubníku za nižší opěru a poté dlážděným skluzem mimo most - u vodorovného mostu se musí vytvořit u obrubníku odvodňovací žlab s podélným spádem min. 0,5 % od středu mostu na obě strany 42 odvodnění povrchu nosné konstrukce mosty PK delší než 20 m: - na vozovce a krajnici se vytvoří příčné a podélné spády k odvodňovačům, jejich vzdálenost se určí hydrotechnickým výpočtem 21
43 odvodnění povrchu nosné konstrukce železniční mosty: - vyspádované sběrné plochy se vytvoří ve žlabu kolejového lůžka - jednokolejný most: do středu k odvodňovačům - vícekolejný most: k okraji k odvodňovačům 44 typy odvodňovačů (podle konstrukčního uspořádání a umístění) - rigolové (vozovkové) nejčastější, hydraulicky nejúčinnější - obrubníkové (chodníkové) - cedidlové (železniční mosty) - zvláštní (odvodňovací žlaby, podchodníkové, apod.) 22
45 typy odvodňovačů (podle konstrukčního uspořádání a umístění) - rigolové odvodňovače se umisťují u obrubníku v místě krajnice - jejich osazení je nutné věnovat zvláštní pozornost - druh, velikost a vzdálenosti se volí podle sklonů vozovky a velikosti příslušné sběrné plochy (cca 100 300 m2 na jeden odvodňovač) - s ohledem na údržbu vozovky se doporučuje max. vzdálenost 6 12 m - kapacita odvodňovače se vypočítá z přívalové intenzity deště v trvání 10 min s periodicitou 0,5, s rezervou pro případné zmenšení plochy otvoru (ucpání) 46 typy odvodňovačů (rigolový) 23
47 typy odvodňovačů (podle konstrukčního uspořádání a umístění) - obrubníkové odvodňovače se umisťují do zvýšené obruby na krajích vozovky - hydraulicky jsou méně účinné (vtok vody z boku) - při větších spádech (více než 1 %) část vody přeteče okolo otvoru - otvor musí proto být min. 400 mm dlouhý a otevřený (bez mřížky) - v současné době se navrhují jen ve zvláštních případech 48 typy odvodňovačů (obrubníkový) 24
49 typy odvodňovačů (podle konstrukčního uspořádání a umístění) - cedidlové odvodňovače se používají u železničních mostů - umisťují se v nejnižším místě sběrných ploch ve středu nebo u okraje - odvodňovací žlaby se používají nejčastěji na delších, nejčastěji dálničních mostních objektech s jednostranným příčným sklonem - odvodňovací žlab nahrazuje římsu mostu - jeho výhodou je jednoduchá údržba a přehled o jeho funkci - žlab musí být dobře izolovaný a pozornost se musí věnovat také v místě dilatace - variantně lze použít také u železničních mostů 50 typy odvodňovačů (cedidlový) 25
51 typy odvodňovačů (odvodňovací žlab - PK) 52 typy odvodňovačů (odvodňovací žlab - železnice) 26
53 typy odvodňovačů (podle konstrukčního uspořádání a umístění) - na odvodňovače přímo navazují odpadová potrubí - pokud to lze, vyúsťují tato potrubí pod nosnou konstrukci - v ostatních případech se voda vede sběrným potrubím do odvodňovacího rigolu komunikace pod mostem, do vodního toku nebo do kanalizace - odvodnění úložného prahu - odvodnění rubu opěry - odvodnění a odvzdušnění dutin mostu 54 odvodnění úložného prahu - za rub opěry - na dlážděný svah mostního kužele 27
odvodnění rubu opěry 55 odvodnění a odvzdušnění dutin mostu 56 28
Literatura 57 1. Rotter, T.: Ocelové mosty, ČVUT Praha, 2006, ISBN 80-01-03410-0 2. Moravčík, M., Zemko, Š.: Betónové mosty 1 Všeobecná časť, Mosty zo železobetónu, Žilinská univerzita v Žiline, Žilina, Slovensko, 2004, ISBN 80-8070-258-6 3. kolektiv autorů: Navrhování mostních konstrukcí podle eurokódů, IC ČKAIT, 2010 4. Kvočák, V., Vičan, J., a kol.: Navrhovanie oceľových mostov podľa európskych noriem, TUKE Košice, 2013, ISBN: 978-80-553-1614-7 5. Schindler, A., Bureš, J.: SNTL Nakladatelství technické literatury, n. p., Praha 1975, 04-707-75 29