OBSAH: 1. ÚVOD... 5 2. MIMOŘÁDNÁ PROHLÍDKA MOSTU... 6 A. Základní údaje... 6 B. Popis částí mostu... 6 C. Stav a závady částí mostu... 7 D. Schéma konstrukce... 9 E. Hodnocení péče o most... 10 F. Návrh na odstranění zjištěných vad... 10 G. Záznam o projednání opatření se správcem mostu... 10 H. Stavební stav a zatížitelnost... 10 3. FOTODOKUMENTACE... 11 4. PRŮZKUM A VÝPOČET ZATÍŽITELNOSTI KLENBY... 17 4.1 Popis konstrukce... 17 4.2 Stav objektu... 17 4.3 Výpočet pevnosti zdiva... 17 4.4 Schema konstrukce a výpočetní model... 20 4.5 Zatížení... 20 4.6 Způsob výpočtu... 21 4.7 Vlastní statický výpočet... 22 5. PRŮZKUM A VÝPOČET ZATÍŽITELNOSTI ŽELEZOBETONOVÉ DESKY... 37 5.1 Popis konstrukce... 37 5.2 Stav objektu... 37 5.3 Stanovení fyzikálních vlastností betonu... 37 5.4 Zkoušky obsahu chloridových iontů... 39 5.5 Stanovení hloubky neutralizace (karbonatace) betonu... 40 5.6 Ověření stavu výztuže spodní stavby... 41 5.7 Schema konstrukce a výpočetní model... 45 5.8 Zatížení... 45 5.9 Způsob výpočtu... 46 5.10 Vlastní výpočet... 47 6. PRŮZKUM A ODHAD ZATÍŽITELNOSTI OCELOBETONOVÉ KCE... 57 6.1 Popis konstrukce... 57 6.2 Stav objektu... 57 6.3 Odhad zatížitelnosti... 57 7. SHRNUTÍ VÝSLEDKŮ A NÁVRH OPRAVY... 59 7.1 Shrnutí výsledků... 59 7.2 Návrh opatření... 60 7.3 Návrh scénářů postupu rekonstrukce... 61 8. PŘÍLOHY... 65 Duben 13-3 -
POKLADY: 1. Soupis úkonů nabídka z 26. 2. 2013 POUŽITÁ LITERATURA: 2. ČSN ISO 13822 Zásady návrhu konstrukcí - hodnocení existujících konstrukcí 3. ČSN 73 6221 Prohlídky mostů pozemních komunikací 4. ČSN 73 6222 Zatížitelnost mostů pozemních komunikací 5. ČSN EN 1990 Zásady navrhování konstrukcí 6. ČSN EN 1991-1-1 Zatížení konstrukcí obecná zatížení 7. ČSN EN 1991-2 Zatížení konstrukcí část 2 zatížení mostů 8. ČSN EN 1992 Navrhování betonových konstrukcí 9. ČSN EN 1996 Navrhování zděných konstrukcí 10. ČSN EN 206-1 Beton - Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda 11. TP 72 MD ČR Diagnostický průzkum mostů 12. TP 199 MD ČR Zatížitelnost zděných kleneb 13. TP 200 MD ČR Zatížitelnost mostů PK podle norem před účinností EC 14. Technické kvalitativní podmínky staveb pozemních komunikací MDS ČR POUŽITÉ PROGRAMY 15. Microsoft Excel - tabulkový procesor 16. Microsoft Word textový editor 17. ROSTAK - preprocesor programu defor pro řešení roštových soustav 18. DEFOR řešení rámových soustav 19. PC4 Duben 13-4 -
1. ÚVOD Na základě smlouvy KT/7370/13 s MÚ Litvínov byl pracovníky firmy Pontex s.r.o. proveden diagnostický průzkum mostu ev. č. Litvínov-10 ve Studentské ulici přes Bílý potok. Tento průzkum bude sloužit jako podklad pro rozhodnutí o způsobu opravy mostu. Rozsah diagnostického průzkumu - mimořádná prohlídka mostu - zjištění kvality materiálu rozhodujících konstrukcí - pevnost zdiva - pevnost betonu - ověření stavu a krytí výztuže žb desky - stanovení hloubky kontaminace betonu - neutralizace (karbonatace) - stanovení obsahu chloridů v betonu - fotodokumentace - výpočet zatížitelnosti mostu - závěrečná zpráva - shrnutí poznatků - návrh opravy Slovníček pojmů a popis - NK nosná konstrukce - SS spodní stavba - ML mostní list - MPM mimořádná prohlídka mostu - HPM hlavní prohlídka mostu - BPM běžná prohlídka mostu - DIO dopravně-inženýrské opatření Orientace na mostě Popis částí mostu je proveden ve směru ze západu na východ (smluvní směr staničení). Opěra O1 je tudíž západní resp. O2 východní. Označení levá resp. pravá strana platí při pohledu ve směru staničení, tzn. nátoková resp. výtoková strana mostu. Duben 13-5 -
2. MIMOŘÁDNÁ PROHLÍDKA MOSTU Objekt: Most ev. č. Litvínov - 10 (Most v ulici Studentská přes Bílý potok) Okres: Most Prohlídku provedla firma: Prohlídku provedl: PONTEX, s.r.o. Klier Tomáš, Ing. Datum provedení prohlídky: 4. 4. 2013 Poznámka: MPM byla provedena v rámci diagnostického průzkumu mostu. MPM byla provedena pod odborným dohledem Ing. Tomáše Míčky. Počasí v době provádění prohlídky: zataženo Teplota vzduchu: 3 C Teplota NK: 1 C A. ZÁKLADNÍ ÚDAJE Číslo komunikace: Litvínov Název objektu: Most v ulici Studentská přes Bílý potok Staničení ve směru: ze západu na východ Způsob zpřístupnění: B. POPIS ČÁSTÍ MOSTU 1. Základy mostních podpěr a křídel 1.1 Mostní podpěry Způsob založení nebyl ověřován, základy jsou nepřístupné, pod úrovní terénu. 2. Mostní podpěry, křídla, čelní zdi Lze předpokládat plošné založení. 2.1 Mostní podpěry Masivní tížné opěry, zděné z lomového kamene. 2.2 Křídla Funkci křídel plní navazující nábřežní zdi potoka. 3. Nosná konstrukce, ložiska, klouby, mostní závěry 3.1 Nosná konstrukce 1 pole, výrazně šikmé uložení. Přesypaná konstrukce. Objekt je v příčném řezu sestaven z několika typů konstrukcí: - Ve střední části původní segmentová klenba z lomového kamene, vpravo rozšířená klenbovým pásem ze smíšeného zdiva. - Rozšíření vlevo: železobetonová monolitická deska. - Další rozšíření vpravo: ocelobetonová konstrukce sestavená z 3 ks ocelových nosníků I200 a železobetonové desky. 3.2 Ložiska Nejsou, nosné konstrukce uloženy přímo na spodní stavbu. 3.3 Mostní závěry Nezjištěny, pravděpodobně nejsou. Duben 13-6 -
4. Mostní svršek - vozovka, izolační systém, chodníky, římsy, kolejový svršek, zálivky 4.1 Vozovka Živičný kryt mezi obrubami chodníků. 4.2 Izolační systém Nad žb deskou levého rozšíření vanová izolace. 4.3 Chodníky Vlevo: kryt z litého asfaltu. Vpravo: zámková betonová dlažba. Vně levého chodníku zatravněná krajnice. 4.4 Římsy Železobetonové římsy, monolitická součást příslušné nosné konstrukce. 5. Mostní vybavení - záchytná, ochranná a revizní zařízení; dopravní značení, osvětlení, odvodňovací zařízení 5.1 Záchytná zařízení Vně chodníků vždy ocelové zábradlí dvoumadlové. 5.2 Dopravní značení V pravé části vozovky a na pravém chodníku zřízeny zábrany proti vjezdu resp. vstupu na most. 6. Cizí zařízení Omezení zatížitelnosti přenosnou DZ B13 (10t). 6.1 Vedení, chráničky vlevo 6.2 Vedení, chráničky vpravo V těsné blízkosti římsy samonosná ocelová trubka. Dále od mostu 1 zateplené potrubí. Pod ocelobetonovou konstrukcí několik IS: - pod nosníkem č. 1 2ks ocelových chrániček - mezi nosníkem č. 2 a 3 2ks ocelových potrubí 7. Území pod mostem a přístupové cesty 7.1 Území pod mostem Dlážděné koryto Bílého potoka. 7.2 Přístupové cesty Snadný přístup, běžná výška hladiny cca 0,15 m. C. STAV A ZÁVADY ČÁSTÍ MOSTU 0.1 Od minulé HPM (IX/2012, Ing. Míčka) nedošlo k zásadním změnám ve stavu mostu. Most nadále postupně degraduje vlivem zvýšené vlhkosti a minimální kvalitě spárové malty klenby, nedostatečného krytí výztuže žb deky a nefunkční izolace ocelobetonové desky. 1. Základy mostních podpěr a křídel, zemní těleso 1.1 Mostní podpěry Nezjištěny projevy poruch základových konstrukcí. 2. Mostní podpěry, křídla, čelní zdi 2.1 Mostní podpěry Zdivo opěr je místy velmi nízké kvality (nízká pevnost spárové malty). Zejména v úrovni kolísání hladiny potoka dochází k jejímu vyplavování, nejvíce u opěry O2 pod klenbou. 2.2 Mostní podpěry Nejkritičtějším prvkem spodní stavby je oblast na výtoku v místě napojení klenbové nosné konstrukce na ocelobetonovou, kde došlo v návaznosti na poruchy nosné konstrukce k vyvalení částí zdiva z obou opěr. Duben 13-7 -
3. Nosná konstrukce 3.1 - žb deska Celoplošně na spodním líci nedostatečné krytí výztuže. Na spodním líci desky jsou patrné stopy po průsacích, zejména podél opěr. V důsledku těchto skutečností dochází v rozsáhlých oblastech k vrstevnaté korozi nosné výztuže s oslabením průřezové plochy. 3.2 - klenba Zdivo klenbového pásu v pravé části klenby je v havarijním stavu. Jedná se o pás š. cca 1,0 m, který byl pravděpodobně dodatečně dozděn. Pás je oddělen od původní klenby podélnou trhlinou š. několik mm až několik cm. Došlo již k celkovému rozpadu cca 30% plochy této části konstrukce a hrozí její celkový kolaps. V daném místě je v současnosti viditelný spodní líc vozovkových vrstev. 3.3 - klenba Obecně je klenba ve špatném stavu. Ze zdiva plošně vypadává spárová malta, která je velmi nízké kvality a dochází i k uvolňování drobných kamenů. Zdivo je nasycené vlhkostí. 3.4 - ocelobetonová deska Ocelobetonovou konstrukcí prosakuje značné množství vody. Na spodním líci se objevují krápníky. 5. Vozovka, chodníky, římsy, kolejový svršek, zálivky Obnažené spodní pásnice nosníků korodují s úbytkem jejich průřezové plochy. U pravého nosníku I bylo zjištěno oslabení spodní pásnice o cca 50%. U ostatních nosníků lze očekávat obdobný rozsah oslabení. Tato část profilu je u tohoto typu konstrukce zásadní pro stanovení zatížitelnosti. Konstrukce zasahuje v příčném řezu i pod vozovku (v době MPM uzavřené betonovými svodidly). 5.1 Vozovka Kryt je u pravého chodníku (za svodidlem) výrazně prosedlý. Souvisí s rozpadem nosné konstrukce. 5.2 Vozovka U levého chodníku výtluk hloubky min. 10 cm, v oblasti dřívější vysprávky. Dále podél levého chodníku systém trhlin. 5.3 Římsy Povrchová degradace betonu. 6. Izolační systém 6.1 V oblasti klenby nebyl pravděpodobně proveden, zdivo je vlhké. Žb deska levého rozšíření vlhne v okolí zděných opěr, lokálně i v ploše. 8. Svodidla, zábradelní svodidla, zábradlí, dopravní značení a označení mostu 8.1 Dopravní značení Není osazeno DZ omezující zatížitelnost v celém rozsahu, omezení výhradní zatížitelnosti. 8.2 Zábradlí Povrchová koroze, výraznější v místě vetknutí do říms. Duben 13-8 -
10. Cizí zařízení na mostě 10.1 Vedení, chráničky Chráničky převáděných inženýrských pod nosníkem č. 1 pravého rozšíření silně korodují, některé se již celkově rozpadají. Hrozí poškození IS vypadávajícím zdivem a dlažbou. 10.2 Vedení, chráničky Ostatní vedení IS povrchově koroduje. D. SCHÉMA KONSTRUKCE Duben 13-9 -
E. HODNOCENÍ PÉČE O MOST Údržba se provádí v rozsahu možností správce. Mostní objekt je v takovém stavu, kdy provádění běžné údržby nemůže prodloužit jeho životnost, resp. zvýšit zatížitelnost. Most je nutno zásadně rekonstruovat. F. NÁVRH NA ODSTRANĚNÍ ZJIŠTĚNÝCH VAD Viz závěr diagnostického průzkumu. G. ZÁZNAM O PROJEDNÁNÍ OPATŘENÍ SE SPRÁVCEM MOSTU Datum projednání: 26. 4. 2013 Závěry budou projednány při jednání se zástupci MÚ Litvínov. Z tohoto jednání bude pořízen zápis, který bude archivován společně se zprávou o diagnostickém průzkumu u zpracovatele i objednatele průzkumu. H. STAVEBNÍ STAV A ZATÍŽITELNOST Stavební stav Zatížitelnost Spodní stavba Způsob zjištění zatížitelnosti: Stavební stav: Koeficient stavebního stavu: V CZEN (Zatížitelnost stanovená podrobným statickým výpočtem) VI - Velmi špatný a = 0,4 Nosná konstrukce Stavební stav: Koeficient stavebního stavu: VII - Havarijní a = 0,2 Vn = Vr = 10 t 10 t Ve = 156 t R - hodnota zatížitelnosti je po redukci vzhledem ke stavu mostu Použitelnost: IV - Omezeně použitelné Maximální nápravový tlak = 9,0 t Použitelnost ovlivněna výtluky a nefunkční izolací. Pro redukci hodnoty zatížitelnosti byl uvažován součinitel stavebního stavu 0,8 odpovídající stavu konstrukcí pod provozovanou částí vozovky. Výše uvedené hodnoty zatížitelnosti platí pouze při zajištění navržených dopravních opatření. Stanovený termín další hlavní prohlídky: duben 2015 V souladu s článkem 5.3.1. ČSN 73 6221 - Prohlídky mostů pozemních komunikací, případně první hlavní prohlídku po provedení rekonstrukce mostu. Duben 13-10 -
3. FOTODOKUMENTACE Příčné uspořádání na mostě Pohled na protivodní stranu mostu Pohled na povodní stranu mostu - zatékání přes římsu - degradace betonu Duben 13-11 -
Podhled žb desky - obnažená výztuž zejména podél opěr Dtto - nedostatečné krytí, vrstevnatá koroze výztuže Protivodní římsa - povrchová degradace betonu Duben 13-12 -
Podhled klenbového pásu - vyplavené spárování do hl. až 80 mm Opěra O2 - poruchy zdiva u hladiny, provedené opravy Detail podhledu klenby - lokálně vypadané kameny Duben 13-13 -
Pravé rozšíření klenby - oddělené trhlinou od zbylé části klenby Dtto - rozpadlé zdivo ve vrcholu klenbového pasu - výrazná koroze chráničky IS, celkový rozpad Dtto - rozpadlé zdivo ve vrcholu klenbového pasu (obnažený spodní líc vozovkového souvrství) Duben 13-14 -
Opěra O1 pod pravým rozšířením - částečný rozpad zdiva Podhled pravého rozšíření - silný průsak ocelobetonovou konstrukcí, krápníky - významné oslabení spodní pásnice korozí Pravý nosník pravého rozšíření, sonda - výrazná koroze, významné oslabení spodní pásnice korozí (cca 50% plochy) Duben 13-15 -
Dtto Kryt vozovky - poruchy krytu podél levé obruby DIO v pravé části vozovky Duben 13-16 -
4. PRŮZKUM A VÝPOČET ZATÍŽITELNOSTI KLENBY 4.1 POPIS KONSTRUKCE Jedná se o segmentovou klenbu z lomového kamene. Šikmost mostu je výrazná, přibližně 45. Tloušťka pásu je vizuálně patrná v oblasti pravého rozšíření 0,45 m. Předpokládá se, že rozšíření průběžně navazuje na původní část klenby, proto i tloušťka je totožná. Světlost klenby je v kolmém směru 3,20 m resp. v šikmém směru 4,25 m. Vzepětí klenbového pásu je 0,70 m. Tvar střednice pásu je kružnice. Ostatní geometrické parametry lze odečíst z příčného řezu, viz níže. Spodní stavbu tvoří masivní opěry, zděné z kamenného zdiva. Oměření základních rozměrů konstrukce: Ověření základních rozměrů bylo provedeno pomocí běžných měřičských pomůcek a laserového dálkoměru HILTI a digitálního sklonoměru INLLITRONIC. Na základě oměření byl zpracován nákres konstrukce pro statický výpočet. Oměření bylo provedeno v míře nezbytně nutné pro provedení statického výpočtu. Jedná se o upřesnění mostního listu. Nejedná se o náhradu geodetického zaměření. Vpravo byla tato klenba rozšířena klenbovým pásem ze smíšeného zdiva v šířce asi 1 m. Tato část konstrukce je v havarijním stavu a je od zbylé části klenby oddělena podélnou trhlinou. Tato konstrukce není ve statickém výpočtu zohledněna. Její zatížitelnost je 0t. 4.2 STAV OBJEKTU Stav objektu je podrobně popsán v prohlídce viz kap. 2. V MPM (mimořádné prohlídce mostu) jsou zmíněné závady, které významně ovlivňují statické chování mostu. Např. zvýšená vlhkost má vliv na kvalitu spárové malty, vypadané kameny ovlivňují. Vliv kvality malty je uvážen ve výpočtu pevnosti zdiva (parametr statického posouzení). Vypadané kameny jsou uváženy pomocí odhadnutého součinitele stavebního stavu 0,8. 4.3 VÝPOČET PEVNOSTI ZDIVA Při výpočtu pevnosti zdiva klenbového pásu bylo postupováno ve smyslu výše citovaných předpisů a norem, zejména pak [2], [9]. Podkladem pro výpočet bylo vizuální posouzení dílců zdiva a měření hloubky průniku vrtáku do spárové malty pomocí ruční vrtačky (postup dle Ing. Kučery). Duben 13-17 -
Duben 13-18 -
Duben 13-19 -
4.4 SCHEMA KONSTRUKCE A VÝPOČETNÍ MODEL Nosná konstrukce Pro výpočet byl jako statický model použit rovinný rám, který modeluje výsek klenbového pásu v šířce 1,0 metr. Vzhledem ke skutečnosti, že klenbový pás je při současném uspořádání mostu pojížděn až k samému okraji, je uvažován výsek ve směru okraje pásu, tzn. v délce šikmé světlosti. Tvar klenby je uvažován střednicí. Statické účinky zatížení na klenbu jsou stanoveny pro dvě varianty podepření (vetknutá klenba, dvojkloubová klenba). Výsledné účinky jsou vypočteny lineární kombinací výsledků obou variant podepření. Tento přístup modeluje chování konstrukce bližší reálnému geometricky nelineárnímu chování klenby, tzn. možný vznik plastických kloubů. Charakteristická i návrhová pevnost zdiva je vypočtena v kap. 4.3. Spodní stavba Masivní spodní stavba nebývá u mostů tohoto typu rozhodující, výpočet nebyl prováděn. Vliv spodní stavby je do výpočtu zaveden omezením maximálních hodnot zatížitelnosti na úrovni zatěžovací třídy A dle ČSN 73 6203. 4.5 ZATÍŽENÍ Nosná konstrukce byla posuzována na účinky stálého zatížení a svislého pohyblivého zatížení Vn, Vr a Ve. Zatížení budou navzájem zkombinována v zatěžovacích kombinacích. Přehled nahodilého zatížení dle ČSN 73 6222 - normální (Vn) model LM1 čl. 7.1 - výhradní (Vr) čtyřnápravové vozidlo 80 t dle čl. 7.2 - výjimečné (Ve) zvláštní souprava o hmotnosti 196 t dle čl. 7.3 Zatěžovací prostor je souvislý nad celou řešenou konstrukcí. Roznášení kolových tlaků je naznačeno ve výkresové části v nezpevněných materiálech 2:1, ve zpevněných 1:1. Dynamický součinitel pro účinky vozidel je uvažován v závislosti na vlastní frekvenci mostní konstrukce podle čl. 8 normy ČSN 736222. Účinky vodorovných odstředivých sil, vznikajících v důsledku směrového zakřivení nivelety, byly vzhledem k poloměru křivosti, délce mostu a způsobu podepření zanedbány. Duben 13-20 -
4.6 ZPŮSOB VÝPOČTU Výpočet byl proveden metodou V - podrobným statickým výpočtem. Výpočet je proveden dle teorie mezních stavů. Nosná konstrukce byla posuzována na kombinací osové síly a ohybového momentu. Zatížitelnost je vypočtena na základě posouzení II. skupiny mezních stavů mezní stav opakovaného zatížení (MSOZ) analogicky s TP199. Na statické účinky stálého zatížení jsou superponovány účinky nahodilého zatížení v nejnepříznivější poloze. Kritériem je dosažení mezní excentricity osové síly při vyloučeném tahu a při současném omezení tlakového namáhání průřezu. Posuzovány byly následující prvky konstrukce: klenbový pás ve třech předpokládaných kritických průřezech, tj. v patě, ve vrcholu a ve ¼ klenby. Maximální povolená relativní excentricita osové síly, vzhledem k šířce a hloubce trhlin, je ve výpočtu uvažována 0,35. Mezní tlakové napětí v průřezu pro opakované zatížení je uvažováno 0,60 násobkem charakteristické pevnosti v tlaku při pružném působení zdiva. Posouzení I. skupiny mezních stavů mezní stav únosnosti (MSÚ) nebývá u klenbových konstrukcí rozhodující. Maximální povolená relativní excentricita osové síly je ve výpočtu uvažována 0,45. Mezní tlakové napětí je uvažováno návrhovou pevností v tlaku. Absence čelních zdí klenby působí nepříznivě na stabilitu klenbového mostu jako celku. Zvýšené účinky zatížení na krajích mostu jsou proto posuzované na méně příznivém modelu uvažována šikmá a nikoli výhodnější kolmá světlost mostu. Výpočty byly provedeny programem DEFOR a PC4, které umožňují vyšetření extrémních účinků pohyblivého zatížení. Výběr rozhodujících kombinací nahodilých zatížení vozidly byl proveden v programu EXCEL. Duben 13-21 -
4.7 VLASTNÍ STATICKÝ VÝPOČET SCHÉMA KONSTRUKCE Duben 13-22 -
SCHÉMA ZATÍŽENÍ PŘÍČNÝ ŘEZ Duben 13-23 -
SCHÉMA ZATÍŽENÍ PODÉLNÝ ŘEZ Duben 13-24 -
SOUPIS ZATÍŽENÍ Duben 13-25 -
VÝSTUPNÍ DATA PROGRAMU DEFOR STATICKÉ SCHÉMA 1 PONTEX s.r.o., PRAHA, Bezova 1658 ------------------------------------------------------------------------ DEFOR plus V94 (c) FEM consulting Brno 3/04 1996 22. duben 2013 (09:49) LIT01 Zatezovaci stav : 1 (Stálé) ------------------------------------------------------------------------ SILY V PRVCICH (kn, knm) PRUT UZEL N-x Q-y M-z 1 1 60.46 13.37 9.52 1 2-58.58-10.47-5.37 2 2 55.42 10.63 5.37 2 3-53.87-7.80-2.36 3 3 51.50 8.77 2.36 3 4-50.25-5.95 -.07 4 4 48.62 7.02.07 4 5-47.63-4.20 1.62 5 5 46.54 5.53-1.62 5 6-45.78-2.69 2.84 6 6 45.10 4.04-2.84 6 7-44.56-1.22 3.60 7 7 44.16 2.90-3.60 7 8-43.84 -.07 4.03 8 8 43.65 1.89-4.03 8 9-43.55.86 4.17 9 9 43.55.86-4.17 9 10-43.65 1.89 4.03 10 10 43.84 -.07-4.03 10 11-44.16 2.90 3.60 11 11 44.56-1.22-3.60 11 12-45.10 4.04 2.84 12 12 45.78-2.69-2.84 12 13-46.54 5.53 1.62 13 13 47.63-4.20-1.62 13 14-48.62 7.02 -.07 14 14 50.25-5.95.07 14 15-51.50 8.77-2.36 15 15 53.87-7.80 2.36 15 16-55.42 10.63-5.37 16 16 58.58-10.47 5.37 16 17-60.46 13.37-9.52 Duben 13-26 -
VÝSTUPNÍ DATA PROGRAMU DEFOR STATICKÉ SCHÉMA 2 PONTEX s.r.o., PRAHA, Bezova 1658 ------------------------------------------------------------------------ DEFOR plus V94 (c) FEM consulting Brno 3/04 1996 22. duben 2013 (10:41) LIT01 Zatezovaci stav : 1 Stale ------------------------------------------------------------------------ SILY V PRVCICH (kn, knm) PRUT UZEL N-x Q-y M-z 1 1 72.63 5.08.00 1 2-70.76-2.18 1.27 2 2 68.24 3.40-1.27 2 3-66.70 -.57 1.91 3 3 64.98 2.84-1.91 3 4-63.73 -.02 2.36 4 4 62.58 2.32-2.36 4 5-61.59.50 2.63 5 5 60.83 1.97-2.63 5 6-60.08.86 2.80 6 6 59.60 1.50-2.80 6 7-59.07 1.32 2.82 7 7 58.80 1.39-2.82 7 8-58.49 1.44 2.82 8 8 58.37 1.40-2.82 8 9-58.27 1.34 2.83 9 9 58.27 1.34-2.83 9 10-58.37 1.40 2.82 10 10 58.49 1.44-2.82 10 11-58.80 1.39 2.82 11 11 59.07 1.32-2.82 11 12-59.60 1.50 2.80 12 12 60.08.86-2.80 12 13-60.83 1.97 2.63 13 13 61.59.50-2.63 13 14-62.58 2.32 2.36 14 14 63.73 -.02-2.36 14 15-64.98 2.84 1.91 15 15 66.70 -.57-1.91 15 16-68.24 3.40 1.27 16 16 70.76-2.18-1.27 16 17-72.63 5.08.00 Duben 13-27 -
VÝSTUPNÍ DATA PROGRAMU PC4 STATICKÉ SCHÉMA 1 Pricinkova cara M1 ma nulovou hodnotu v nasledujicich bodech: Pricinkova cara N1 ma nulovou hodnotu v nasledujicich bodech: 4.489104 ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M1 PC2[3]: N1 ZS:Vn2n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 0.550000 16.859069-48.239607 1-3.000000-2.922782-30.927212 2 + 3.700000 0.071722-0.032506 2-1.500000-60.553781 8.309041 ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M1 PC2[3]: N1 ZS:Vr4n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 0.050000 49.372445-207.319684 1-1.550000-6.707607-84.397836 2 + 1.300000 0.140739-0.063786 2-0.300000-280.179963 43.057828 ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M1 PC2[3]: N1 ZS:Ve14n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 0.100000 16.223375-68.953680 1-1.500000-2.210759-25.035165 2 + 0.900000 0.051851-0.023500 2-0.200000-93.854798 14.003678 Pricinkova cara M5 ma nulovou hodnotu v nasledujicich bodech: 4.553012 Pricinkova cara N5 ma nulovou hodnotu v nasledujicich bodech: 0.089073 4.497073 ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M5 PC2[3]: N5 ZS:Vn2n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 2.500000 4.705925-47.220800 1-0.650000-9.537922-31.587199 2 + -0.800000 0.098979-0.036295 2-1.750000-57.670141 1.515802 ------------------------------------------------------------------------------- Duben 13-28 -
PC1[3]: M5 PC2[3]: N5 ZS:Vr4n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 0.950000 13.177302-146.646288 1 - -1.600000-20.383928-77.831731 2 + -3.200000 0.194225-0.071221 2-0.700000-234.371960-6.347472 ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M5 PC2[3]: N5 ZS:Ve14n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 2.150000 4.309513-49.411917 1 - -2.100000-7.009378-24.324482 2 + -3.600000 0.071557-0.026239 2-0.400000-75.694802-2.385673 Pricinkova cara M9 ma nulovou hodnotu v nasledujicich bodech: 3.592569 Pricinkova cara N9 ma nulovou hodnotu v nasledujicich bodech: ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M9 PC2[3]: N9 ZS:Vn2n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 0.000000 0.626133-10.350150 1-1.850000-11.966818-52.518784 2 + -0.800000 0.050326 0.042492 2-1.800000-52.571515-11.954024 ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M9 PC2[3]: N9 ZS:Vr4n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 0.000000 1.228658-20.310048 1-0.650000-27.710478-189.339622 2 + -3.200000 0.098755 0.083382 2-0.600000-219.871342-27.052736 ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M9 PC2[3]: N9 ZS:Ve14n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 0.000000 0.469374-9.573705 1-0.450000-9.195250-56.651237 2 + -3.600000 0.036384 0.030720 2-0.400000-71.799415-8.721827 Duben 13-29 -
VÝSTUPNÍ DATA PROGRAMU PC4 STATICKÉ SCHÉMA 2 Pricinkova cara M1 ma nulovou hodnotu v nasledujicich bodech: 0.000000 0.029300... Pricinkova cara N1 ma nulovou hodnotu v nasledujicich bodech: ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M1 PC2[3]: N1 ZS:Vn2n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + -20.000000 0.000000 0.000000 1 - -20.000000 0.000000 0.000000 2 + -20.000000 0.000000 0.000000 2-1.550000-65.358971 0.000000 ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M1 PC2[3]: N1 ZS:Vr4n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + -20.000000 0.000000 0.000000 1 - -20.000000 0.000000 0.000000 2 + -20.000000 0.000000 0.000000 2-0.400000-322.156882 0.000000 ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M1 PC2[3]: N1 ZS:Ve14n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + -20.000000 0.000000 0.000000 1 - -20.000000 0.000000 0.000000 2 + -20.000000 0.000000 0.000000 2-0.250000-110.018385 0.000000 Pricinkova cara M5 ma nulovou hodnotu v nasledujicich bodech: 2.126397 Pricinkova cara N5 ma nulovou hodnotu v nasledujicich bodech: ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M5 PC2[3]: N5 ZS:Vn2n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 2.800000 7.890192-49.149955 1-0.650000-14.756150-40.854789 2 + -20.000000 0.000000 0.000000 2-1.750000-63.901850 0.631584 ------------------------------------------------------------------------------- Duben 13-30 -
PC1[3]: M5 PC2[3]: N5 ZS:Vr4n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 1.100000 22.907995-167.926228 1 - -1.400000-33.877550-124.337253 2 + -20.000000 0.000000 0.000000 2-0.700000-287.496930-9.225014 ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M5 PC2[3]: N5 ZS:Ve14n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 0.850000 7.458568-58.173138 1 - -2.000000-11.106728-34.993643 2 + -20.000000 0.000000 0.000000 2-0.450000-95.435716-3.836464 Pricinkova cara M9 ma nulovou hodnotu v nasledujicich bodech: 3.387932 Pricinkova cara N9 ma nulovou hodnotu v nasledujicich bodech: ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M9 PC2[3]: N9 ZS:Vn2n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 0.100000 1.426826-22.781278 1-1.850000-11.373339-59.007016 2 + -20.000000 0.000000 0.000000 2-1.800000-59.071435-11.360241 ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M9 PC2[3]: N9 ZS:Vr4n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 1.150000 2.800901-47.286193 1-0.650000-24.763208-190.760510 2 + -20.000000 0.000000 0.000000 2-0.600000-274.433873-22.065392 ------------------------------------------------------------------------------- PC1[3]: M9 PC2[3]: N9 ZS:Ve14n Nalezeni extremniho ucinku pricinkove cary Levy kraj pojezdu xl = -20.000000 Pravy kraj pojezdu xp = 50.000000 Delka hrubeho kroku = 0.500000 Delka jemneho kroku = 0.050000 Cara Extrem Poloha ZS Hodnota extremu Hodnota druhe cary 1 + 0.450000 1.515970-37.939284 1-0.450000-8.384103-54.170855 2 + -20.000000 0.000000 0.000000 2-0.400000-92.118215-6.864347 Duben 13-31 -
VÝPIS VNITŘNÍCH SIL Duben 13-32 -
POSOUZENÍ VÝPOČTU ZATÍŽITELNOSTI Duben 13-33 -
Duben 13-34 -
Duben 13-35 -
SHRNUTÍ VÝPOČTU ZATÍŽITELNOSTI Duben 13-36 -
5. PRŮZKUM A VÝPOČET ZATÍŽITELNOSTI ŽELEZOBETONOVÉ DESKY 5.1 POPIS KONSTRUKCE Jedná se o rozšíření původní klenbové konstrukce na levé straně. Rozšíření tvoří železobetonová monolitická deska. Na levé straně je deska zakončena čelní zídkou, na pravé straně těsně přiléhá ke klenbovému pásu. Šikmost mostu v pojížděné části je výrazná, přibližně 45. Tloušťka desky byla zjištěna při odběru vzorků (jádrových vývrtů) pro laboratorní zkoušky pevnosti betonu. Tloušťka je 0,30 m. Světlost pole je v kolmém směru 3,20 m resp. v šikmém směru 4,25 m. Ostatní geometrické parametry lze odečíst z příčného řezu, viz níže. Spodní stavbu tvoří masivní opěry, zděné z kamenného zdiva. Oměření základních rozměrů konstrukce: Ověření základních rozměrů bylo provedeno pomocí běžných měřičských pomůcek a laserového dálkoměru HILTI a digitálního sklonoměru INLLITRONIC. Na základě oměření byl zpracován nákres konstrukce pro statický výpočet. Oměření bylo provedeno v míře nezbytně nutné pro provedení statického výpočtu. Jedná se o upřesnění mostního listu. Nejedná se o náhradu geodetického zaměření. 5.2 STAV OBJEKTU Stav objektu je podrobně popsán v prohlídce viz kap. 2. V MPM (mimořádné prohlídce mostu) jsou zmíněné závady, které v budoucnosti mohou významně ovlivnit statické chování mostu. V důsledku nedostatečného krytí výztuže na spodním líci a zvýšené vlhkosti desky dochází prakticky v celé ploše k vrstevnaté korozi nosné výztuže. Zjištěný rozsah oslabení výztuže, který je detailně popsán v kap. 5.6, je uvážen při výpočtu únosnosti posuzovaných průřezů. 5.3 STANOVENÍ FYZIKÁLNÍCH VLASTNOSTÍ BETONU Cílem zkoušek bylo ověření kvality betonu stávající nosné konstrukce. Vlastnosti materiálu byly získány laboratorně na jádrových vývrtech získaných z konstrukce. Odebráno bylo celkem 2 ks vývrtů 100 mm. Odebrané vzorky byly podrobeny následujícím zkouškám: pevnost v tlaku, zjištění objemové hmotnosti a makroskopický popis betonu. Duben 13-37 -
STANOVENÍ PEVNOSTI V TLAKU Zkouškami byla stanovena pevnost v tlaku betonu nosné konstrukce. Pevnost v tlaku je jednou ze základních charakteristik betonu. Vzhledem k omezenému rozsahu zkoušek nebylo provedeno zatřídění betonu statistických rozborem, ale zjednodušeně. Zkouška byla provedena podle ČSN EN 12504-1 a ČSN EN 12390-3. Zkušební místo č.: V7 Výsledky zkoušek pevnosti materiálu Popis zkoušené části konstrukce NK, spodní líc, u opěry O2, 2,0 m od levé strany f cube [MPa] Prům. 21,0 Min. 18,9 Třída betonu (ČSN ENV 206) C 12/15 V8 NK, čelní zídka, u opěry O2 Prům. 19,2 Min. 18,8 C 12/15 STANOVENÍ OBJEMOVÉ HMOTNOSTI BETONU Zkouška byla provedena metodou vážení na suchu a ve vodě podle ČSN EN 12390-7. Vývrt: Výsledky stanovení objemové hmotnosti materiálu Popis zkoušené části konstrukce Objemová hmotnost [kg/m 3 ] V7 NK, spodní líc, u opěry O2, 2,0 m od levé strany 2220 V8 NK, čelní zídka, u opěry O2 2260 ZÁVĚR Z HODNOCENÍ VLASTNOSTÍ BETONU Beton odebraný z nosné konstrukce je hodnocen jako hutný, bez výrazných poruch. Ve struktuře betonu odebraných vzorků zcela chybí střední frakce kameniva. Na povrchu je větší množství makropórů do průměru 4 mm. Doporučuji uvažovat třídu betonu nosné konstrukce C12/15. Objemová hmotnost zjištěna v rozmezí 2200 až 2260 kg/m 3. Duben 13-38 -
5.4 ZKOUŠKY OBSAHU CHLORIDOVÝCH IONTŮ Popis zkoušky Zkoušky slouží ke stanovení míry kontaminace betonu chloridovými ionty v závislosti na hloubce. Na 2 zkušebních místech bylo odebráno po 3 vzorcích z různých hloubek, celkem bylo pro chemický rozbor odebráno 6 práškových vzorků betonu. Zkušební místa byla vybrána v oblastech s výraznějšími projevy zatékání (průsaky, výluhy pojiva), které bývají zdrojem zvýšené kontaminace. Měření množství chloridů bylo prováděno ve vodném výluhu práškového vzorku betonu (celkové množství chloridů) dle ČSN EN ISO 10304-1. Hodnoty procenta iontů Cl - z hmotnosti betonu naměřené ve vzorcích byly při vyhodnocení dle kvality betonu vyšetřovaného prvku a z toho předpokládaného množství cementu na 1m 3 betonu přepočítány na hodnoty procenta Cl z hmotnosti cementu. Převodní koeficient je uveden v protokolu z laboratorního měření, který je součástí protokolu o provedených laboratorních zkouškách. Zjištěný obsah chloridů porovnáváme s limity uváděnými v ČSN EN 206-1, které platí pro čerstvý beton resp. jeho složky. Pro železobeton je to 0.4% chloridových iontů k hmotnosti cementu a pro předpjatý beton 0.2% k hmotnosti cementu. Tyto hodnoty interpretujeme jako dolní mez intervalu, v kterém začínají chloridy přispívat ke spuštění a urychlení koroze výztuže a nad těmito hodnotami označujeme beton za kontaminovaný. Zk. místo CHT 1 CHT 2 Výsledky měření Popis zkoušené části konstrukce; zdroj kontaminace, poškození Podhled NK, 2,0 m od levé strany, u opěry O2; zatékání Podhled NK, 1,5 m levé strany, u opěry O1; zatékání Zjištěná kontaminace Vývoj stavu Bez kontaminace Bez kontaminace Shrnutí výsledků chloridového testu Zkoušky byly prováděny na místech s typickými projevy zatékání. Při průzkumu prvků nosné konstrukce nebyla naměřena zvýšená koncentrace Cl - iontů, která je rizikovým faktorem koroze výztuže a vzniku rekrystalizačních tlaků v betonu. Duben 13-39 -
5.5 STANOVENÍ HLOUBKY NEUTRALIZACE (KARBONATACE) BETONU Popis zkoušky Stanovení hloubky karbonatace betonu (stanovení ph) bylo prováděno bezprostředně po odlomení hrany konstrukce na čisté lomové ploše. Celkem byl průběh karbonatace betonu zjišťován na 2 zkušebních místech nosné konstrukce. Průběh karbonatace je na jednotlivých zkušebních místech zjišťován do takové hloubky, ve které již hodnota ph zkoušeného betonu zaručuje ochranu výztuže, případně po úroveň výztuže zjištěnou nedestruktivně nebo zastiženou na zkušebním místě. Pro měření byl použit směsný acidobazický indikátor fy. Germann - RAINBOW INDICATOR. Mezní hodnota, kdy beton přestává plnit svoji ochrannou protikorozní funkci je na přechodu mezi ph 9 a 10 (exaktně při ph = 9.6), v rámci použité metody je to při ph 9. Výsledky měření Zk. Místo Popis zkušebního místa Průběh karbonatace [hloubka (mm): ph] Hloubka karbonatace K1 Čelní zídka, u opěry O2, ve vývrtu V8 0 10 mm : 7 10 20 mm : 9 > 20 mm : 11-13 20 mm K2 Dolní hrana NK, vlevo, ½ rozpětí 0 5 mm : 5-7 5 20 mm : 9 > 20 mm : 11-13 20 mm Závěr z hodnocení neutralizace betonu Byl zjištěn postup karbonatace v betonu desky nosné konstrukce v okolí 20 mm. Vzhledem k nedostatečné tloušťce krycí vrstvy výztuže lze předpokládat, že karbonatace snižuje pasivační schopnost výztuže betonem. Duben 13-40 -
5.6 OVĚŘENÍ STAVU VÝZTUŽE SPODNÍ STAVBY Ověření stavu výztuže bylo zacíleno na prvky nosné konstrukce, které nejvíce ovlivňují zatížitelnost a zbývající životnost mostu, tj. podélná výztuž u spodního líce desky. Popis zkoušky Zjišťování výztuže bylo provedeno kombinací prosté vizuální metody (v místech odpadlé krycí vrstvy), vizuální metody v kombinaci s lokálním destruktivním obnažením výztuže v místě sondy, a nedestruktivní metodou (magnetický detektor). Použitý měřící nástroj pro přímé oměření bylo posuvné měřítko (šuplera). Nepřímo byla výztuž zjišťována nedestruktivně přístrojem HILTY Ferroscan. Výstupní protokoly měření jsou součástí této kapitoly. Při vyhodnocování naměřených dat je nutné uvážit možnosti této metody, tj. dosah sond a rozlišovací schopnost sond. Rozmístění zkušebních míst, hodnocení Zk. Místo Popis zkoušené části Konstrukce Zjištěné hodnoty (krytí; výztuž) FQ1 FQ2 FQ3 FQ4 OV1 Podhled NK Příčný pojezd, u opěry 1 Podhled NK Příčný pojezd, ½ rozpětí Podhled NK Příčný pojezd, u opěry 2, pravá strana Podhled NK Příčný pojezd, u opěry 2, Levá strana Podhled NK, ½ rozpětí Zjišťován stav již obnažené výztuže, tak i kryté. krytí prům. 14 mm, min. 8 mm (nosná v.) pruty á = 110 mm cca ½ prutů obnažená, vrstevnatá koroze, nasáklý beton krytí prům. 9 mm, min. 5 mm (nosná v.) pruty á = 80 mm některé pruty obnažené, vrstevnatá koroze krytí prům. 13 mm, min. 5 mm (nosná v.) pruty á = 110 mm cca 1/4 prutů obnažená, vrstevnatá koroze, nasáklý beton krytí prům. 14 mm, min. 8 mm (nosná v.) pruty á = 100 mm cca 1/4 prutů obnažená, vrstevnatá koroze, nasáklý beton Ø 16,2 19,5 mm, hladká, podélná nosná výztuž - typický rozsah Ø 17,8 19,0 mm - povrchová až vrstevnatá koroze Ø 26,0 26,6 mm, hladká, podélná nosná výztuž - výskyt cca 10% případů - povrchová až vrstevnatá koroze Duben 13-41 -
Závěr průzkumu výztuže a krytí Průzkumem byla zjištěna na spodním líci desky nosné konstrukce podélná výztuž uložená kolmo k opěrám, v blízkosti klenby na pravé straně vějířovitě (přechod do šikmého uspořádání). V hlavním posuzovaném profilu, tj. v ½ rozpětí pole, byly zjištěny 2 typy výztuže. Podstatně převládající je hladká výztuž pravděpodobně profilu 20 mm. Vlivem vrstevnaté koroze je průměrný zbývající profil výztuže odhadnut Ø 18,0 mm. Zjištěná rozteč odpovídá v ½ rozpětí pole cca 12 prutům / 1 metr šířky. Výztuž se nachází v 1 vrstvě. Vlivem výrazně nedostatečného krytí, místy nulového, a vlivem výrazného zatékání a smáčením aerosolem zvířeného potoka, se stav betonářské výztuže nosné konstrukce nadále postupně zhoršuje. Duben 13-42 -
Protokoly zkoušky tloušťky krytí Duben 13-43 -
Duben 13-44 -
5.7 SCHEMA KONSTRUKCE A VÝPOČETNÍ MODEL Nosná konstrukce Pro výpočet byl jako statický model nosné konstrukce použit prostě uložený náhradní rošt o teoretickém rozpětí pole 4,80 m s šikmostí odpovídající posuzované části nosné konstrukce, tj. 45. Náhradní vnitřní pruty mají tuhost odpovídající tuhosti spolupůsobící části desky, krajní trámy jsou fiktivní. Příčné působení desky mostovky bylo modelováno příčnými pruty s tuhostmi odpovídajícími tuhostmi. Tuhost příčných prutů v kroucení byla redukována na 50% teoreticky vypočtené hodnoty, což odpovídá zkušenostem z realizovaných zatěžovacích zkoušek na typově podobných konstrukcích. Uložení desky bylo modelováno jako prosté. Spodní stavba Masivní spodní stavba nebývá u mostů tohoto typu rozhodující, výpočet nebyl prováděn. Vliv spodní stavby je do výpočtu zaveden omezením maximálních hodnot zatížitelnosti na úrovni zatěžovací třídy A dle ČSN 73 6203. 5.8 ZATÍŽENÍ Nosná konstrukce byla posuzována na účinky stálého zatížení a svislého pohyblivého zatížení Vn, Vr a Ve. Zatížení budou navzájem zkombinována v zatěžovacích kombinacích. Přehled nahodilého zatížení dle ČSN 73 6222 - normální (Vn) model LM1 čl. 7.1 - výhradní (Vr) čtyřnápravové vozidlo 80 t dle čl. 7.2 - výjimečné (Ve) zvláštní souprava o hmotnosti 196 t dle čl. 7.3 Zatěžovací prostor je obrubníkem. Zatížení bylo roznášeno ve smyslu ČSN EN do střednice desky. Dynamický součinitel pro účinky vozidel je uvažován v závislosti na vlastní frekvenci mostní konstrukce podle čl. 8 normy ČSN 736222. Účinky vodorovných odstředivých sil, vznikajících v důsledku směrového zakřivení nivelety, byly vzhledem k poloměru křivosti, délce mostu a způsobu podepření zanedbány. Duben 13-45 -
5.9 ZPŮSOB VÝPOČTU Zatížení vlastní tíhou bylo rozpočteno na rovnoměrné zatížení na celou plochu modelu. Nahodilé zatížení bylo stavěno na okraj zatěžovacího prostoru tak, aby vyvozovalo co největší moment uprostřed rozpětí. Výpočet byl proveden dle teorie mezních stavů. Zatížení bylo ve výpočtu násobeno příslušnými součiniteli zatížení. Zatížitelnost byla posouzena dle dvou rozhodujících kombinací 6.10a a 6.10b. Výběr rozhodujících kombinací pro zatížení byl proveden v programu EXCEL. Nosná konstrukce byla posuzována porovnáním účinků kombinací zatížení s momenty únosnosti jednotlivých průřezů. Duben 13-46 -
5.10 VLASTNÍ VÝPOČET SCHÉMA KONSTRUKCE Duben 13-47 -
SCHÉMA ZATÍŽENÍ PŘÍČNÝ ŘEZ Duben 13-48 -
SCHÉMA ZATÍŽENÍ PODÉLNÝ ŘEZ Duben 13-49 -
SOUPIS ZATÍŽENÍ Duben 13-50 -
Duben 13-51 -
VSTUPNÍ DATA PROGRAMU ROSPRE GEOMETRIE NOSNIKY Z Prurez Hdh 0.000 V 0.300 0.250 N 0.300 0.750 N 0.300 1.250 N 0.300 1.750 N 0.300 2.250 N 0.300 2.750 N 0.300 3.250 N 0.300 3.750 N 0.300 4.250 N 0.300 4.750 N 0.300 5.000 V 0.300 POLOHY PRICNYCH VAZEB 0.000000 0.600000 1.200000 1.800000 2.400000 3.000000 3.600000 4.200000 4.800000 Sikmost pole [deg]= 45.000 PRUREZOVE CHARAKTERISTIKY - TYPY JMENO AX AY AZ Ix Iy Iz V 0.001000 0.001000 0.001000 0.000001 0.000001 0.000001 N 0.150000 0.120000 0.120000 0.004500 0.000001 0.001125 P 0.180000 0.150000 0.150000 0.005400 0.000001 0.001350 PODPOROVE UZLY NOSNIK C. X OD POCATKU NOSNIKU 2 0.000 3 0.000 4 0.000 5 0.000 6 0.000 7 0.000 8 0.000 9 0.000 10 0.000 11 0.000 2 4.800 3 4.800 4 4.800 5 4.800 6 4.800 7 4.800 8 4.800 9 4.800 10 4.800 11 4.800 FYZIKALNI DATA Nosniky : E= 30500.0 G= 0.0 Deska, pricniky : E= 30500.0 G= 0.0 ZATIZENI ZS Jmeno ZS X Z Zkoseni[deg] 1 GO.ZSR 0.000 0.000 0.000 2 VN2N.ZSR 0.000 0.000 0.000 3 VN3N.ZSR 0.000 0.000 0.000 4 VNROV.ZSR 0.000 0.000 0.000 5 VR4N.ZSR 0.000 0.000 0.000 6 VE.ZSR 0.000 0.000 0.000 Duben 13-52 -
VÝSTUPNÍ DATA PROGRAMU ROSPRE Prut Uzel ZS Nx Qy Qz Mx My Mz 84 95 1.00 5.61.00 13.43.00 8.77 2.00 1.33.00 3.92.00 3.62 3.00 1.59.00 3.39.00 2.82 4.00 1.04.00 2.63.00 1.76 5.00 7.19.00 15.83.00 12.56 6.00 4.33.00 9.85.00 7.76 Prut Uzel ZS Nx Qy Qz Mx My Mz 85 95 1.00-7.98.00-12.70.00-11.52 2.00-5.61.00-3.34.00-5.38 3.00-3.66.00-2.97.00-4.17 4.00-1.47.00-2.53.00-2.21 5.00-15.00.00-13.84.00-18.59 6.00-8.86.00-8.74.00-11.23 Prut Uzel ZS Nx Qy Qz Mx My Mz 76 86 1.00 -.16.00 14.42.00 10.32 2.00-2.40.00 4.23.00 4.13 3.00-1.18.00 3.65.00 3.20 4.00 -.31.00 2.80.00 2.16 5.00-3.55.00 16.86.00 13.70 6.00-2.45.00 10.48.00 8.64 Prut Uzel ZS Nx Qy Qz Mx My Mz 77 86 1.00-5.53.00-13.47.00-11.15 2.00-2.78.00-3.56.00-4.40 3.00-1.58.00-3.10.00-3.43 4.00 -.91.00-2.67.00-2.16 5.00-6.38.00-14.30.00-15.22 6.00-3.65.00-9.03.00-9.30 Prut Uzel ZS Nx Qy Qz Mx My Mz 68 77 1.00-2.32.00 15.18.00 10.55 2.00-2.41.00 4.16.00 3.35 3.00-1.26.00 3.58.00 2.60 4.00 -.87.00 2.91.00 2.26 5.00-3.69.00 16.44.00 10.90 6.00-2.67.00 10.27.00 7.08 Prut Uzel ZS Nx Qy Qz Mx My Mz 69 77 1.00-4.05.00-14.37.00-10.79 2.00-2.00.00-3.48.00-3.75 3.00-1.12.00-3.05.00-2.94 4.00 -.56.00-2.79.00-2.12 5.00-4.98.00-14.01.00-13.01 6.00-2.80.00-8.86.00-8.08 Prut Uzel ZS Nx Qy Qz Mx My Mz 60 68 1.00-2.88.00 15.45.00 10.39 2.00-1.46.00 3.70.00 2.29 3.00 -.80.00 3.19.00 1.87 4.00 -.93.00 2.89.00 2.19 5.00-2.81.00 14.53.00 8.04 6.00-1.62.00 9.18.00 5.24 Prut Uzel ZS Nx Qy Qz Mx My Mz 61 68 1.00-3.08.00-14.98.00-10.41 2.00-1.13.00-3.16.00-2.84 3.00 -.77.00-2.79.00-2.34 4.00 -.46.00-2.81.00-2.09 5.00-2.90.00-12.78.00-10.10 6.00-2.13.00-8.12.00-6.58 Duben 13-53 -
Prut Uzel ZS Nx Qy Qz Mx My Mz 52 59 1.00-2.81.00 15.44.00 10.23 2.00-1.02.00 3.02.00 1.59 3.00 -.71.00 2.65.00 1.39 4.00 -.80.00 2.77.00 2.03 5.00-3.29.00 11.93.00 6.21 6.00-1.64.00 7.67.00 4.02 Prut Uzel ZS Nx Qy Qz Mx My Mz 53 59 1.00-2.75.00-15.30.00-10.22 2.00 -.12.00-2.73.00-1.88 3.00 -.15.00-2.41.00-1.65 4.00 -.48.00-2.70.00-2.04 5.00.16.00-10.91.00-7.02 6.00 -.59.00-7.01.00-4.83 Duben 13-54 -
ÚNOSNOST PRŮŘEZŮ STANOVENÍ ZATÍŽITELNOSTI Duben 13-55 -
Duben 13-56 -
6. PRŮZKUM A ODHAD ZATÍŽITELNOSTI OCELOBETONOVÉ KCE 6.1 POPIS KONSTRUKCE Jedná se o rozšíření původní klenbové konstrukce na pravé straně. Rozšíření tvoří konstrukce sestavená z 3 ks ocelových nosníků I200 a železobetonové desky. Zda se jedná o spřaženou konstrukci či pouze o zabetonované ocelové nosníky nelze bez výrazných destruktivních sond zjistit. Proto byla uvažována staticky bezpečnější varianta zabetonované nosníky. Šikmost mostu je výrazná, přibližně 45. Hlavní nosný prvek je trojice ocelových nosníků I200, které jsou vzájemně spojené žb deskou mostovky. Světlost pole je ve směru ocelových nosníků max. 6,20 m. Spodní stavbu tvoří masivní opěry, zděné ze smíšeného zdiva. 6.2 STAV OBJEKTU Stav objektu je podrobně popsán v prohlídce viz kap. 2. V MPM (mimořádné prohlídce mostu) jsou zmíněné závady, které významně ovlivňují statické chování mostu. V důsledku dlouhodobého zatékání spodní pásnice nosníků korodují s úbytkem jejich průřezové plochy. U pravého nosníku I bylo zjištěno oslabení spodní pásnice o cca 50%. U ostatních nosníků lze očekávat obdobný rozsah oslabení, možná i horší. Tato část profilu je u tohoto typu konstrukce zásadní pro stanovení zatížitelnosti. Stav nosné konstrukce lze označit jako VII havarijní. Ocelobetonová konstrukce zasahuje v příčném řezu i pod vozovku (v době MPM uzavřené betonovými svodidly). 6.3 ODHAD ZATÍŽITELNOSTI Konstrukce byla z hlediska zatížitelnosti mostní konstrukce pro silniční dopravu silně poddimenzována již v době vzniku. Pravděpodobně byla navržena jako lávka pro pěší (pod chodníkem). V dnešním uspořádání se však z části nalézá pod vozovkou. Vzhledem ke zjištěnému oslabení v místě zvolené sondy doporučujeme provést opatření pro zajištění výluky všeho provozu na mostě nad ocelobetonovou částí konstrukce, tzn. zatížitelnost 0 t resp. 0,0 t/m 2. Duben 13-57 -
7. SHRNUTÍ VÝSLEDKŮ A NÁVRH OPRAVY 7.1 SHRNUTÍ VÝSLEDKŮ V rámci statického posouzení bylo zjištěno následující: Zatížitelnost byla stanovena ve smyslu ČSN 736222 čl. 5.1.2 metodou V podrobným statickým výpočtem. V následující tabulce je uveden přehled aktuálních hodnot zatížitelnosti jednotlivých částí mostu, tzn. včetně všech redukcí s ohledem na zjištěný stav konstrukcí. Zatížitelnost Železobet. deska Kamenná klenba Ocelobet. konstrukce Vn (normální) 32 t 10 t 0 t 10 t Vr (výhradní) 80 t 10 t 0 t 10 t Ve (výjimečná) 196 t 196 t 0 t 196 t F (nápr. tlak) 24,0 t 9,0 t 0,0 t 9,0 t Rozhodující O zatížitelnosti rozhoduje klenbová část mostu. Zatížitelnost klenby je nepříznivě ovlivněna jejím pojížděním v celém půdorysném rozsahu. Běžně mají klenby čelní zdi, které okraje klenbového pásu ztuží. Toho však nelze při stávajícím uspořádání mostu snadno dosáhnout. Výše uvedené hodnoty zatížitelnosti platí pouze při zajištění navržených dopravních opatření viz kap. 7.2. V rámci MPM bylo zjištěno následující: - Nebyly zjištěny projevy poruch založení. - Zdivo opěr velmi nízké kvality (nízká pevnost spárové malty), v úrovni kolísání hladiny potoka dochází k jejímu vyplavování. - Nosná konstrukce pravého rozšíření a pravá část klenbového mostu je v VII havarijním stavu. Částečně se již rozpadla. Ostatní části nosné konstrukce jsou ve stavu IV uspokojivý až V špatný. - Lokální výtluky v mostním svršku. - Vybavení mostu povrchově koroduje. - Zjištěn celkový rozpad některých vedení IS. Duben 13-59 -
V rámci diagnostického průzkumu bylo zjištěno následující: - Kvalita zdiva klenby je z hlediska pevnosti dostatečná (z hlediska trvanlivosti již méně). - Kvalita betonu z hlediska pevnosti je dostatečná (z hlediska trvanlivosti již méně). - Kontaminace betonu ionty chloridů nebyla zjištěna. - Karbonatace betonu zasahuje do hloubky max. 20 mm, s ohledem na tloušťku krytí je karbonatace rizikovým faktorem koroze výztuže. - Krytí výztuže je celoplošně naprosto nedostatečné. 7.2 NÁVRH OPATŘENÍ PERIODICKY PROVÁDĚT: - Do doby opravy mostu zajišťovat běžnou údržbu, zejména pak: provozuschopnost a bezpečnost vozovky a zábradlí, zajišťovat funkční provizorní značení a kontrolu přítomnosti zábran vjezdu, atd. OKAMŽITÁ OPATŘENÍ: - Aktualizovat DIO (dopravně inženýrská opatření) dle závěrů tohoto průzkumu: instalovat fyzické zábrany vjezdu do pravé části vozovky a vstupu na pravý chodník, a dále dopravní značky omezující zatížitelnost dle ČSN 73 6222. Konkrétně se jedná o B13 10 t s dodatkovou tabulkou E5 jediné vozidlo 10 t. - Provést lokální opravy poruch vozovky. - Informovat správce IS pod pravým chodníkem o stavu IS a objektu mostu, a přijmout vhodná opatření (výluka IS, vymístění, apod.). OPATŘENÍ NUTNO PROVÉST V BLÍZKÉM ČASOVÉM HORIZONTU: - Bezodkladně zahájit přípravu rekonstrukce mostu. Minimální rozsah rekonstrukce by měl obsahovat alespoň výměnu nosné konstrukce (NK) i spodní stavby (SS) v pravé části mostu. Obecně lze konstatovat, že v případě provádění oprav v minimálním nutném rozsahu, dojde k udržení mostu v provozu, ale nezajistí zvýšení zatížitelnosti mostu a neprodlouží zásadně ani jeho životnost. Naproti tomu celková rekonstrukce mostu včetně spodní stavby zajistí zvýšení zatížitelnosti mostku a životnost cca 100 let. Výhody a nevýhody jednotlivých rozsahů oprav je nastíněn v kap. 7.3. Duben 13-60 -
7.3 NÁVRH SCÉNÁŘŮ POSTUPU REKONSTRUKCE V této kapitole jsou nastíněny možné varianty řešení stavebního stavu řešeného mostu. V úvodu každého popisu každé varianty je stručná motivace. Pro lepší přehlednost je v závěru této kapitoly grafické schéma rozsahu náhrady nosné konstrukce jednotlivých variant řešení. V závěru kapitoly je též doporučení zhotovitele průzkumu pro výběr varianty. VAR. 1: Rekonstrukce havarijních částí mostu a konzervace ostatních částí Tato varianta si klade za cíl nahradit pouze části konstrukce, které jsou v havarijním stavu a omezují využitelný průjezdný profil na mostě. Naproti tomu není řešeno zvýšení zatížitelnosti. Tento návrh je vlastně první fází celkové rekonstrukce objektu, další fáze se provedenou konzervací odkládají. Ústřední úkony této varianty: - Provést celkovou výměnu pravé části klenby a pravého rozšíření včetně spodní stavby. Podélnou spáru oddělující ponechanou stávající konstrukci a novou konstrukci doporučujeme provést kolmo na opěry v oblasti opěry O1 v místě šikmé trhliny oddělující utržený pravý pás klenby. - Vhodnou novou konstrukcí může být např. monolitický uzavřený rám. - Oddělující spára kolmá na opěry mostu umožní v budoucnu bezproblémové funkční napojení dalších konstrukcí a zejména izolace. Součástí minimální rekonstrukce by měla být i konzervace ponechaných částí mostu: - Zřízení žb ochranného prahu podél pat obou opěr, který podstatně omezí vymílání nekvalitní malty ze spár zdiva opěr. - Provedení lokálních oprav zdiva v místech vypadlých kusů staviva nebo hloubkově vyplaveného spárování. - Sanace výztuže spodního líce žb desky sestávající z: odstranění povrchové degradované a separované vrstvy betonu do hloubky min. 20 mm, očištění výztuže od korozních produktů, provedení sanační stěrky a provedení hydrofobizačního nátěru. Životnost navržené konzervace při kvalitním provedení lze odhadnout na cca 15-20 let. Zatížitelnost mostu jako celku se nezmění, tzn. 10t / 10t. Odhad nákladů na provedení: - rekonstrukce pravé části mostu vč. demolice stávajících konstrukcí 2,0 mil. Kč - konzervace ostatních částí mostu 0,5 mil. Kč - celkem 2,5 mil. Kč Duben 13-61 -