SO 201 NA SILNICI I/30, MOST MALÉ ŽERNOSEKY ZATŽOVACÍ ZKOUŠKA OK SuperCor Ing. László Szíkora, SUDOP Praha a.s. Ing. Jaromír Zouhar, Ing. Marek Šana, Viacon R s.r.o. Corrugated Steel Plate Structure on the road I/30 crossing Milesovsky potok stream near Male Zerneseky Flexible buried Corrugated Steel Plate Structure (CSPS) of a box shape has been used to replace an old concrete double-pipe culvert crossing Milesovsky potok on the road I/30 near Male Zernoseky. Chosen structure and construction technology has met all the requirements on discharge, fast and low-cost construction. Static load test has proved smaller values of deflection than the calculated ones. 1. Pvodní stav Silnice I/30 Lovosice se v obci Malé Žernoseky kíží s Milešovským potokem. Objekt se nachází za odbokou místní komunikace do centra obce. Pvodní pemostní (Obr. 1) bylo zízeno na pelomu 60. a 70. let 20. století ze dvou soubžných betonových trub svtlosti 2 x 2000 mm. Osová vzdálenost mezi troubami byla 2500 mm. ela vtokové i výtokové ásti byla ukonena svislými železobetonovými stnami. Výtokové elo bylo porušeno trhlinou po celé výšce. Obr. 1. Pvodní stav Obr. 2 Nový stav 2. Nový stav Na základ objednávky správce komunikace (SD R, správa Chomutov), která zajišovala rekonstrukci objektu, byl proveden hydrotechnický výpoet. Ten stanovil minimální prtokové kapacity vtokové a výtokové strany koryta. Nová mostní konstrukce musela splovat požadavky všech zúastnných stran dostatený prtok, cenovou dosažitelnost a co nejkratší dobu výstavby. Varianta flexibilní ocelové konstrukce rámového profilu (Obr. 2)
z vlnitého plechu (SuperCor) o svtlém rozptí 5 655 mm s nadnásypem 460 mm na stran vtoku (meno od horního vrcholu vlny po niveletu) nejlépe splovala požadovaná kritéria. Nosnou konstrukci tvoí ocelový tubus montovaný z dílc vlnitého plechu tloušky 7 mm a vlny 380 x 140 mm rámového profilu, kotvený do železobetonových základových pas a pesypaný zhutnným štrkopískem. Profil je v píném ezu symetrický a sestává ze tí ástí: rovných šikmých stn po stranách, oblouk v rozích o polomru 1,02 m a vrcholové klenby, kterou tvoí kruhový oblouk o polomru 8,82 m a délce 4,06 m. Po obou stranách tohoto profilu byly ješt ve vzdálenosti cca 500 mm od jeho stn osazeny dv HDPE trouby Pecor Optima svtlosti à 1000 mm pro zvýšení prtoné kapacity pi velké vod. Vnitní líc vrcholu trub byl osazen do stejné výše jako vnitní líc vrcholové klenby ocelového tubusu. Protikorozní ochrana ocelového tubusu byla ešena duplexním systémem žárové zinkování ponorem z výroby tloušky 85 µm a dvousložkový epoxidový nátr TEKNOPLAST HS 150 tloušky 200 µm na rubové i lícové stran, zhotovený ve výrobn OK. Nad vrcholem klenby byla rovnž osazena plovoucí hydroizolace, tvoená HDPE folií chránnou oboustrann vrstvami geotextilií 500 g/m². Flexibilní konstrukce a okolní zemina psobí ve vzájemné interakci. Schopnost pln penášet úinky vnjšího zatížení vzniká až po zabudování ocelového tubusu do násypu a obsypání zeminou pi ádném zhutnní. ást vnjšího zatížení penáší i obklopující zásyp a ten rovnž významn zvyšuje stabilitu ocelového tubusu s ohledem na boulení. 2.1 Postup výstavby Po odstranní vozovky a veškerého mostního píslušenství byl odtžen zásyp a proveden výkop stavební jámy. Pravá (ve smyslu smru toku) železobetonová trouba byla odstranna, levá byla doasn ponechána pro pevádní vody staveništm. Poté následovalo vytvoení základové spáry a souasná betonáž obou základových pas. Po jejich odbednní byly provedeny asfaltové nátry a obsyp. Obr.3 Montáž OK Obr. 4 Zásyp 2.1.1 Montáž ocelové konstrukce Nejprve byl smontován první prstenec (tedy celý profil OK délky jednoho dílce tj. 0,836 m), který sestával v píném ezu ze tech dílc (Obr. 3), v horizontální poloze na zemi a poté byl jeábem umístn na vrch základového pasu a postupn odspodu smrem k vrcholu byly pimontovány další dílce, jeden po druhém. Ve smru osy OK probíhala montáž smrem od vtokového konce smrem k výtokovému. Potom probhla kontrola dotažení šroub momentovým klíem. Bylo zkontrolováno 5 % šroub, které byly vybrané náhodn tak, aby
byly zastoupeny oblasti po celé délce OK. Kontrolovalo se, aby alespo 95 % z tchto šroub bylo utaženo momentem 400 Nm. Samotná montáž a dotahování šroub trvalo 21 hodin. Po dokonení montáže OK byl proveden její obsyp. Hutnní se provádlo ve vrstvách tloušky 300 mm. Po dosažení výšky pro osazení HDPE trub byly tyto osazeny a rovnž dkladn obsypány zhutnnou zeminou (Obr. 4). ela mostu jsou svislá a tvoí je pohledové prvky ze štípané betonové tvarovky Gravity Stone kotvené do zemního tlesa geomížemi. elní zdi jsou ukoneny železobetonovými monolitickými ímsami nesoucími svodidla. ímsy jsou upevnny do betonových blok zajišujících jejich stabilitu a bezpenost proti peklopení. 3. Dopravní opatení bhem výstavby Vzhledem k zatížení pevádné komunikace, zvolené technologii a neexistující objízdné trase, bylo nutno ped zapoetím vlastních stavebních prací zídit pod pvodním objektem (ve smru toku Milešovského potoka) mostní provisorium s píjezdovými rampami. Ocelová konstrukce provisoria typu TMS byla uložena na panelové rovnanin. 4. Statická zatžovací zkouška Podle požadavku zástupce investora (SD R) a projektanta (SUDOP Praha, a.s.) realizoval Kloknerv ústav VUT statickou zatžovací zkouška této mostní konstrukce ped jejím uvedením do provozu. Úelem zatžovací zkoušky bylo získat jednak podklady pro ovení a zpesnní výpotového modelu, jednak ovit spolehlivost nosné konstrukce (SN 73 6209 [1]). V souladu s Podklady statické zatžovací zkoušky [1-3] a s Programem statické zatžovací zkoušky [6] byly provedeny celkem 2 zatžovací stavy: 1. zatžovací stav zadní nápravy vyvozují symetrické zatížení klenby 2. zatžovací stav zadní nápravy vyvozují asymetrické zatížení klenby. Obr. 5 Zatžovací vozidla Obr. 6 Rozmístní zatžovacích vozidel Jako zkušební zatížení byla využita 4 nákladní vozidla, každé o celkové hmotnosti 22 tun. Hmotnost každého vozidla byla ovena vážením. Podle doložených vážních lístk se skutená hmotnost nelišila od požadované hodnoty hmotnosti o více než 0,02 kn. Rozmístní zkušebního zatížení na most je patrné z (Obr. 5, 6). Pi zatžovací zkoušce byly meny tyto veliiny: 1. svislý posun ocelové konstrukce (strunovými extenzometry celkem 9 micích bod) 2. sednutí základového pasu nivelaním pístrojem 3. pomrná petvoení konstrukce-odporovými tenzometry typu C 120 (8 micích bod)
4. pootoení OK v kloubovém uložení-potenciometrickými snímai dráhy (5 micích bod) 5. rychlost vtru v úrovni mostu-anemometrem 6. kontinuální mení teploty Pi zkoušce byla použita micí technika s charakteristikami pesnosti dle (Tab.1). Pístroje Rozlišovací Nejistota schopnost mení Strunový extenzometr KÚ 0,05 mm 0,10 mm Lineární potenciometrický sníma dráhy 0,02 mm 0,05 mm Nivelaní pístroj 0,10 mm 0,30 mm Odporové tenzometry C 120, mící mstek 1.10-6 4.10-6 Hottinger Teplotní sníma Commet 0,1 0 C 0,4 0 C Anemometr Novi 1 m/s - Tab. 1 pesnost micích technik Obr. 7 Mící aparatura SN 73 6209 Zatžovací zkoušky most neupravuje zkušební postup pro mostní konstrukce tohoto typu, kde hlavní nosnou konstrukci tvoí oblouk z vlnitého plechu a se spolupsobící zhutnnou zeminou násypu. Zkušební laborato doporuila v programu statické zatžovací zkoušky postupovat obdobn jako u železobetonových konstrukcí, vzhledem k pedpokládané dob potebné k ustálení deformací vyvozených úinkem zkušebního zatížení. Po najetí zatžovacích vozidel do pedepsané polohy i po odlehení konstrukce se prbžn mily hodnoty svislých posun i pomrných deformací v pravidelných intervalech až do ustálení. Každý zatžovací cyklus trval pibližn 60 minut. Obr. 8 Zatžovací stavy: I symetrický, II nesymetrický
V (Tab. 2, 3) jsou uvedeny hodnoty pružných složek posun S e, celkového posunu S tot, trvalých složek S r a teoretických hodnot S teor stanovených projektantem. Svislé posuny micích bod pi statické zatžovací zkoušce [7] vykázaly výrazn menší hodnoty než hodnoty teoreticky stanovené ve statickém výpotu (Tab. 2,3). Dvod nedostaten pesného vystižení skutenosti spoívá ve zjednodušujícím numerickém modelu, který úlohu eší jako rovinný problém. Je teba zdraznit, že absolutní hodnoty pružných složek namených posun jsou vi rozmrm mostu zcela nepatrné, max. 1/1700 rozptí. Tab. 2 Svislé posuny pi statické zatžovací zkoušce-1. zatžovací stav M. bod S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S e [mm] 0,36 0,76 0,29 0,85 3,27 0,59 0,46 0,19 0,45 S tot [mm] 0,55 0,67 0,38 1,04 4,49 0,69 0,65 0,38 0,64 S r [mm] 0,18-0,10 0,10 0,19 1,22 0,10 0,19 0,19 0,18 S teor [mm] 1,0 2,1 1,8 3,8 4,6 3,8 1,0 2,1 1,8 S e /S teor 0,36 0,36 0,16 0,22 0,71 0,16 0,46 0,09 0,25 S r /S tot 0,33-0,14 0,25 0,18 0,27 0,14 0,29 0,50 0,29 Tab. 3 Svislé posuny pi statické zatžovací zkoušce -2. zatžovací stav M. bod S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S e [mm] 0,18 0,29 0,10 0,57 2,04 0,40 0,46 0,85 0,27 S tot [mm] 0,27 1,33 0,10 0,57 2,35 0,40 0,56 1,13 0,36 S r [mm] 0,09 0,10 0,00 0,00 0,31 0,00 0,09 0,28 0,09 S teor [mm] 0,4 0,6 0,4 2,2 2,5 2,2 1,6 2,0 1,6 S e /S teor 0,45 0,48 0,24 0,26 0,82 0,18 0,29 0,42 0,17 Pomrná petvoení mená odporovými tenzometry na spodním líci ocelové konstrukce ve vrcholu oblouku dosáhla extrémn +150.10-6 a 170.10-6 pi prvním zatžovacím stavu, 79.10-6 a +89.10-6 pi druhém zatžovacím stavu, což odpovídá hodnotám naptí +31,5 MPa a 35,7 MPa. Teoretické hodnoty pomrných petvoení v míst tenzometr nebyly v dob zkoušky S r /S tot 0,33 0,08 0,00 0,00 0,13 0,00 0,17 0,25 0,25 k dispozici. V micích bodech umístných na základovém pasu byl men pokles spodní stavby. Pi obou zatžovacích stavech nebyl zjištn pokles spodní stavby. Rovnž v uložení ocelové konstrukce nebyla zjištna mitelná pootoení. Bhem zatžovací zkoušky bylo polojasno a teplota vzduchu se pohybovala od 21 do 24 C. 5. Závr Náhrada pvodního pemostní Milešovského potoka na silnici I/30 v Malých Žernosekách flexibilní ocelovou konstrukcí zhotovenou z dílc z vlnitého plechu s následným zásypem hutnnou zeminou umožnila splnit požadavky jak správce toku na prtoný profil, tak i ekonomické požadavky z hlediska rychlosti a ceny výstavby. Pi statické zatžovací zkoušce se metodicky postupovalo podle SN 73 6209 Zatžovací zkoušky most. Svislé posuny v mících bodech byly menší než teoretické hodnoty stanovené projektantem ve statickém výpotu. Literatura: [1] Szíkora, L. Mostní objekt Malé Žernoseky SO 201 komunikace I/30 Lovosice [2] Zouhar, J. Upesnné hodnoty prhyb pro zatžovací zkoušku [3] Szíkora, L. Zjednodušené podklady pro statickou zatžovací zkoušku SO 201 komunikace I/30 Lovosice [4] SN 73 6209 Zatžovací zkoušky most, SNI 1995 [5] SN 73 2030 Zatžovací zkoušky stavebních konstrukcí. Spolená ustanovení, SNI 1994 [6] Bouška, P., Záruba, J., Voká, M. Program statické zatžovací zkoušky mostu pozemní komunikace na stavb I/30 Malé Žernoseky, SO 201 Most Malé Žernoseky, VUT KÚ, srpen 2004. [7] Bouška, P., Záruba, J., Voká, M., Protokol o zkoušce.174/04 Statická zatžovací zkouška mostu pozemní komunikace na stavb I/30 Malé Žernoseky, SO 201 Most Malé Žernoseky, VUT KÚ. [8] Selig, E. Soil Parameters for Design of Buried Pipelines, Proceedings of Pipeline Infrastructure Conference, Boston, 1988