2003 V ODOHOSPODÁ SKÉ STAVBY A B ETON V EXTRÉMNÍCH P ODMÍNKÁCH. B ETON TKS JE P ÍM M NÁSTUPCEM âasopisò A

1/2003

VODOHOSPODÁ¤SKÉ

STAV BY

A BETON V EXTRÉMNÍCH P ODM ÍN K ÁC H

BETON TKS

JE P¤ÍM¯M NÁSTUPCEM âASOPISÒ

A

SPOLEâNOSTI

A

SVAZY

CO

SVAZ V¯ROBCÒ CEMENTU âR K Cementárnû 1261, 153 00 Praha 5 tel.: 257 811 797, fax: 257 811 798 e-mail: [email protected]

PODPORUJÍCÍ

âASOPIS

NAJDETE V TOMTO âÍSLE VELKOPROSTOROVÁ SPOU·TùNÁ STUDNA

8 / P 2002

OVODNù V LETECH

A

V

/17

1997

âR

26/ B

ETON V NEJSTAR·ÍCH

VLTAVSK¯C H MOSTEC H

PRAZE

V

A POVODNù

OPEV≈OVÁNÍ

B¤EHÒ

POMOCÍ TEXTILNÍHO

/30

BEDNùNÍ

SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR

HYDROUZOL GABâÍKOVO –

/52

ZAKLADANIE

SVAZ V¯ROBCÒ BETONU âR Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 tel./fax: 261 215 769 e-mail: [email protected] www.svb.cz

A BETONÁRSKE PRÁCE

V¯VOJ

BETONU NA P¤ELOMU TISÍCILETÍ

SDRUÎENÍ PRO SANACE BETONOV¯CH KONSTRUKCÍ Sirotkova 54a, 616 00 Brno tel.: 541 421 188, fax: 541 421 180 mobil: 602 737 657 e-mail: [email protected] www.sanace-ssbk.cz, www.ssbk.cz

BUDOVA MÁNES

A SRPNOVÁ

POVODE≈ V ROCE

2002

/21 BETON V BYST¤INNÉM

/36

TOKU P¤EÎIL SVÉ

(KDYSI

MOCNÉ) TVÒRCE

âESKÁ BETONÁ¤SKÁ SPOLEâNOST âSSI Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: 222 316 173 fax: 222 311 261 e-mail: [email protected] www.cbz.cz

10/ Ú

âINKY

MIMO¤ÁDNÉ POVODNù V SRPNU

2002

NA VODNÍ DÍLA V POVODÍ

VLTAV Y

/57

B E T O N T E C H N O LO G I E • KO N ST R U KC E • S A N AC E

C O N C R E T E T E C H N O LO GY • S T R U C T U R E S • R E H A B I L I TAT I O N

Roãník: tfietí âíslo: 1/2003 (vy‰lo dne 17. 2. 2003) Vychází dvoumûsíãnû Vydává BETON TKS, s. r. o., pro: Svaz v˘robcÛ cementu âR Svaz v˘robcÛ betonu âR âeskou betonáfiskou spoleãnost âSSI SdruÏení pro sanace betonov˘ch konstrukcí

OBSAH

Vydavatelství fiídí: Ing. Vlastimil ·rÛma, CSc. ·éfredaktorka: Ing. Jana Margoldová, CSc. Redaktorka: Petra Johová

ÚVODNÍK /2

Vlastimil ·rÛma

P L AST I F I K Aâ N Í C H P ¤ Í S A D N A P R Ò B ù H

H Y D R ATAC E S I L I K ÁTOV ¯C H P O J I V

TÉMA B E TO N Y

VLIV

Jifií Zach, Stanislav ·Èastník, TomበFojtík

V E V O D N Í M STAV I T E LST V Í V Y STAV E N É

/32

M I M O ¤ Á D N ¯M Ú â I N K Ò M

/3

Vojtûch BroÏa

EKOLOGIE B E TO N V BY ST ¤ I N N É M TO K U ( K DY S I M O C N É ) T V Ò R C E Jifií Kfiepela

PROFILY S P O L E â N O ST MBT S TAV E B N Í H M OT Y , S . R . O .

P OV O D N ù

V LETECH

STAVEBNÍ Ú â I N KY

P¤ÍLOHA

19 97

/36

/6

VùDA OBRAZOVÁ

P ¤ E Î I L SV É

A

VLIV

2002

V

âR

/8

Grafick˘ návrh: DEGAS, grafick˘ ateliér, Hefimanova 25, 170 00 Praha 7

A V¯ZKUM

R E D I ST R I B U C E O H Y B OV ¯C H M O M E N T Ò

Ilustrace na této stranû a na zadní stranû obálky: Mgr. A. Marcel Turic

B ù H E M P OÎ Á R U N A P OÎ Á R N Í O D O L N O ST O H ¯ B A N ¯C H Î E L E ZO B E TO N OV ¯C H P RV K Ò

/40

Zoja Bednarek, Isabela Bradáãová

KONSTRUKCE

M I M O ¤ Á D N É P OV O D N ù V S R P N U

2002

V LTAV Y Richard Kuãera, Vojtûch BroÏa N A V O D N Í D Í L A V P OV O D Í

/10

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE

Karel Pekárek

/14

V E L KO P R O STO R OVÁ S P O U ·T ù N Á ST U D N A Pavel Tománek, Milan Vyvleãka

/17

B E TO N OV ¯C H KO N ST R U KC Í “ D O P R A X E

B E TO N Ò V O D N Í C H D ù L N A

M O R AV ù

Z P Ò S O B E N É P OV O D N ù M I

Z AVÁ D ù N Í EN 19 92: „ N AV R H OVÁ N Í – Ú V O D N Í â ÁST Jaroslav Procházka

SANACE B U D OVA M Á N E S A S R P N OVÁ V R O C E 2002 Miloslav Novotn˘ O P R AVA V ¯ VA R U K R Á LOV ST V Í Pavel Svato‰ B E TO N

P OV O D E ≈

S P O D N Í V ¯ P U ST I

/46

H Y D R O U ZO L G A B â Í KOV O –

Z A K L A DA N I E

/52

Zdenko Bruthans /24

V¯VOJ

P R A Z E A P OV O D N ù Antonín Semeck˘, Jan Zemánek

MATERIÁLY O P E V ≈ OVÁ N Í

E ORI HIST

/26

A TECHNOLOGIE

B ¤ E H Ò P O M O C Í T E XT I L N Í H O

BEDNùNÍ

ETON

KO N F E R E N C E A SYM P OZ I A

P O · KOZ E N Í

KO M U N I K AC Í N A

P OTO C E P ¤ I P OV O D N I V

/30

Pavel Lebr • TEC

H NOLOG I E

/62

Za pÛvodnost pfiíspûvkÛ odpovídají autofii.

AKTUALITY SEMINÁ¤E,

Z ÁV I · Í N S K É M S R P N U 2002 /64

Jan Orna

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Roãní pfiedplatné: 480 Kã (+ po‰tovné a balné 6 x 30 = 180 Kã), cena bez DPH

/57

fib

Jan L. Vítek

Adresa vydavatelství a redakce: Beton TKS, s. r. o. Samcova 1, 110 00 Praha 1 www.betontks.cz Vedení vydavatelství: tel.: 222 316 173, fax: 222 311 261 e-mail: [email protected] Redakce, objednávky pfiedplatného a inzerce: tel./fax: 224 812 906 e-mail: [email protected] [email protected]

Vydávání povoleno Ministerstvem kultury âR pod ãíslem MK âR E 11157 ISSN 1213-3116 Podávání novinov˘ch zásilek povoleno âeskou po‰tou, s. p., OZ Stfiední âechy, Praha 1 ãj. 704/2000 ze dne 23. 11. 2000

IÁL SER2002

B E TO N U N A P ¤ E LO M U

TISÍCILETÍ

M O ST E C H V

B

EN

A B E TO N Á R S K E P R ÁC E

VD L E S

V N E J STA R · Í C H V LTAV S K¯C H

IÁL SER1992

SPEKTRUM /21

Sazba: 3P, s. r. o., Staropramenná 21, 150 00 Praha 5 Tisk: SdruÏení MAC, spol. s r. o., U Plynárny 85, 101 00 Praha 10

E V R O P S K Á N O R M A EN 19 91–1-3 E U R O KÓ D 1 – Z AT Í Î E N Í KO N ST R U KC Í – â ÁST 1.3: O B E C N Á Z AT Í Î E N Í – Z AT Í Î E N Í S N ù H E M Marie Studniãková /43

P O · KOZ E N Í

Redakãní rada: Doc. Ing. Jifií Dohnálek, CSc., Ing. Jan Gemrich, Doc. Ing. Petr Hájek, CSc. (pfiedseda), Doc. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místopfiedseda), Ing. Jan Huteãka, Ing. Zdenûk Jefiábek, CSc., Ing. Jan Kupeãek, Ing. Petr Laube, Ing. Pavel Lebr, Ing. Milada Mazurová, Ing. Hana Némethová, Ing. Milena Pafiíková, Ing. Vlastimil ·rÛma, CSc., Prof. Ing. RNDr. Petr ·tûpánek, CSc., Ing. Michal ·tevula, Ing. Vladimír Vesel˘, Doc. Ing. Jan L. Vítek, CSc., Ing. Miroslav Weber, CSc.

1/2003

Foto na titulní stranû: VD Slapy 13.8.2002, archív âTK, autor Martin Gust

1

ÚVODNÍK EDITORIAL

âTENÁ¤I, MILÍ P¤ÁTELÉ BETONU A BETONOV¯CH KONSTRUKCÍ!

VÁÎENÍ

Ing. Vlastimil ·rÛma, CSc., fieditel vydavatelství, jednatel BETON TKS, s. r. o.

Pro tfietí roãník jsme nበspoleãn˘ ãasopis BETON – TECHNOLOGIE, KONSTRUKCE, SANACE oblékli do zelené barvy. Vûfiíme, Ïe mu to bude slu‰et, a doufáme, Ïe se Vám jeho ladûní bude líbit alespoÀ tak, jak jste nám to dávali znát bûhem loÀského roãníku. Vámi vyplnûné dotazníky se scházejí v redakci a my je proãítáme a vyhodnocujeme. Svûdãí o tom, Ïe se ãasopisu podafiilo zaujmout Vás a Ïe Vám vût‰inou pfiiná‰í cenné a pfiitaÏlivé informace o svûtû betonu a betonov˘ch konstrukcí, kter˘ je pro mnohé z nás nejen svûtem na‰í odborné profese, ale zároveÀ i radostí a zábavou, prostû koníãkem. Z Va‰ich kritick˘ch pfiipomínek se snaÏíme pouãit, Va‰e podnûty promítneme v maximální moÏné mífie do podoby ãasopisu. Z velké vût‰iny Va‰ich hlasÛ máme upfiímnou radost, Va‰e uznání nás ale pfiedev‰ím zavazuje. Rozhodli jsme se, Ïe pro roãník 2003 nebudeme mûnit layout ãasopisu. Zdá se, Ïe souãasn˘ zatím dobfie vyhovuje, a Ïe je namístû zamûfiit se spí‰e na zkvalitÀování obsahu ãasopisu. Kontinuitu osvûdãen˘ch, funkãních prvkÛ povaÏujeme navíc za správnou vûc. A tak budete i ve tfietím roce dostávat ãasopis kaÏdé dva mûsíce, v rozsahu 64 stran, v kvalitní, lepené vazbû a v obdobném grafickém fie‰ení, na které jste zvyklí. Jenom lesklá kfiída vnitfiních ustoupí kfiídû matné. Vበargument, Ïe se stránky ãasopisu ve svitu lampiãek na noãních stolcích aÏ nepfiíjemnû lesknou, rozhodl. Osvûdãené tematické zamûfiení jednotliv˘ch ãísel ãasopisu zÛstane rovnûÏ zachováno. Redakãní rada povaÏuje i nadále provázání hlavního tématu ãasopisu se systémem víceménû stál˘ch rubrik za koncepãní optimum, skelet ãasopisu, kter˘ se dotváfií aktuálními a zpestfiujícími informacemi i z jin˘ch betonov˘ch vod. Na‰ím cílem je pfiinést Vám s kaÏd˘m ãíslem miniportrét uplatnûní betonu v urãitém segmentu stavebnictví, a to pokud moÏno co nejkomplexnûji – od koncepãních specifik a investiãních v˘hledÛ pfies návrhové postupy a realizaãní zku‰enosti aÏ po ukázky sanací star‰ích konstrukcí a zdafiilé pfiíklady staveb vybraného segmentu. Najít optimální hranici mezi monotematick˘m ladûním jednotliv˘ch ãísel, které umoÏÀuje hlub‰í ponor do daného tématu, a snahou mít na druhou stranu ãasopisu co nejpestfiej‰í a tím univerzálnûji pfiístupn˘ betonáfiské obci v celém jejím ‰irokém spektru potfieb a zájmÛ, je nesnadné. Vûfite, Ïe pfiesnû tyto úvahy nás provázejí a urãitû budou i nadále provázet u sestavování kaÏdého jednotlivého ãísla. Redakci se samozfiejmû také nepodafií získat ke kaÏdému z témat vÏdy stejnû hodnotn˘ materiál zcela stejného rozsahu. A tak se budeme i nadále snaÏit postupovat flexibilnû: ne vÏdy najdete v kaÏdém z ãísel v‰ech-

2

B

ETON

• TEC

ny rubriky a ne vÏdy bude poãet stránek „tematick˘ch“ a „tûch druh˘ch“ stejn˘. To, aby stále rostla obsahová i grafická úroveÀ v‰eho, co ãasopis otiskne, je ale naopak na‰ím cílem velmi rigorózním. Zájem Vás, ãtenáfiÛ, najít v ãasopise i hloubûji koncipované série ãlánkÛ na urãitá odborná témata, nás vedl k zafiazení dvou takov˘ch seriálÛ do zaãínajícího roãníku. První pfiedstaví to nejzajímavûj‰í, co podle názoru pfiím˘ch úãastníkÛ 1. fib kongresu v japonské Ósace toto nejv˘znamnûj‰í svûtové betonáfiské fórum, které se koná jednou za ãtyfii roky, pfiineslo. Pfiíklady mnohdy revoluãních konstrukcí se zároveÀ budeme snaÏit vyhovût Va‰emu volání po vût‰ím mnoÏství ukázek atraktivních staveb z betonu ze zahraniãí. Druh˘m seriálem bude ‰est ãlánkÛ vûnovan˘ch koneãnému znûní Eurokódu 2, jehoÏ zavedení jako normy âSN EN 1992-1-1 do systému ãesk˘ch norem je v plné pfiípravû. Obsah ãasopisu chceme v tomto roãníku obohatit je‰tû dal‰ími tematick˘mi rovinami: uplatnûním betonu v jednotliv˘ch regionech âR a zajímavostmi z archivu historie betonu. Tfietí tematickou rovinou by se mûly stát portréty jednotliv˘ch evropsk˘ch betonáfisk˘ch zemí – ãlenÛ ECSN, CEMBUREAU a ERMCO, pfiedev‰ím v podobû jejich v˘znaãn˘ch realizovan˘ch konstrukcí, fie‰en˘ch odborn˘ch problémÛ a vydané odborné literatury. JiÏ dnes jsou tyto zemû na‰imi partnery v rostoucím poãtu mezinárodních odborn˘ch projektÛ a evropsk˘ch grantÛ na poli silikátov˘ch staviv a betonu a od roku 2004 s nimi budeme, jak pevnû vûfiíme, plnohodnotnû sdílet i spoleãn˘ evropsk˘ kulturní, ekonomick˘ a obchodní prostor. Nበãasopis se snaÏí na poli betonu tomuto procesu pomáhat a redakce upfiímnû pfiivítá kaÏd˘ Vበpodnût v tomto smûru. Vyvíjejí se moÏnosti informaãních technologií a informaãní systémy kolem nás, budeme nesnaÏit, aby i ãasopis BETON – TECHNOLOGIE, KONSTRUKCE, SANACE k pfiekotnému v˘voji pfiimûfienû pfiihlíÏel. Ve vût‰ím rozsahu budeme proto uvádût adresy informaãních internetov˘ch zdrojÛ k jednotliv˘m tématÛm. Pfiistoupili jsme i k zásadní inovaci webov˘ch stránek www.betontks.cz, která bude probíhat v prvním pololetí tohoto roku. Na‰ím zámûrem je roz‰ífiit a zatraktivnit informace o ãasopise, zároveÀ ale stránky roz‰ífiit a modifikovat na urãit˘ dynamick˘ betonáfisk˘ portál, na nûmÏ si Vy ãtenáfii budete moci vyhledat i spoustu dal‰ích uÏiteãn˘ch informací kolem betonu a betonov˘ch konstrukcí, a to nejen ryze odborného charakteru. I na toto téma pfiivítáme Va‰e podnûty a reakce. VáÏení ãtenáfii, aÈ ãtete ãasopis BETON TKS rádi a aÈ jste s jeho tfietím roãníkem zase o kousek víc spokojeni! Za odborné svazy a spoleãnosti, dne‰ní spoleãníky odborné agentury BETON TKS, s. r. o., za redakci i redakãní radu ãasopisu Vám pfieji je‰tû jednou úspû‰n˘ a pfiíjemn˘ rok 2003.

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

TÉMA TOPIC

BETONY

VE VODNÍM STAVITELSTVÍ VYSTAVENÉ MIMO¤ÁDN¯M ÚâINKÒM CONCRETES EXPOSED TO EXTREME EFFECTS IN WATER ENGINEERING

VOJTùCH BROÎA Pfiíãiny poruch betonov˘ch konstrukcí vodních staveb zpÛsobené pohybem vody v mimofiádn˘ch pfiírodních podmínkách a jejich prevence. Causes of failures of concrete water structures brought about by water movement in extreme natural conditions, and their prevention V˘skyt mimofiádn˘ch povodní na území âR v posledních letech, z nichÏ nejdéle zÛstanou v pamûti ta z ãervence 1997 ve v˘chodní ãásti âR a zejména povodeÀ v povodí Vltavy a dolního Labe v srpnu 2002, logicky vede k otázce, jak za tak extrémních podmínek obstály betonové objekty vodních dûl na tocích, popfi. jak byly poru‰eny a jaká rizika za tûchto situací vznikají. Problém je v‰ak podstatnû ‰ir‰í. Staãí pfiipomenout napfi. objekty mûstského odvodnûní, vodního hospodáfiství rÛzn˘ch prÛmyslov˘ch provozÛ, odkali‰È, skládek apod. a je zfiejmé, Ïe vedle aspektÛ kvantitativních tu neménû v˘znamnou úlohu mají vlastnosti vody trvale nebo obãasnû pÛsobící na beton, jejich chemick˘ popfi. biologick˘ stav. Tu se omezíme na betonové konstrukce vodních staveb vázané na pohyb vody v pfiírodních podmínkách a transportní procesy s ním spojené s vûdomím, Ïe v prÛmyslov˘ch provozech jde ãasto o specifické problémy vyÏadující individuální fie‰ení, coÏ se ostatnû t˘ká i objektÛ úpraven vody a ãistíren odpadních vod. BETONOVÉ

K O N S T R U K C E V O D N Í C H S TAV E B

V EXTR É M N ÍC H P ODM ÍN K ÁC H

ZatíÏení vodou ve formû hydrostatického popfi. hydrodynamického tlaku, tlaku vody v pórech betonu, ve spojení s klimatick˘mi úãinky u nás v minulosti vedlo k vypracování samostatn˘ch norem pro vodostavební betony, zahrnující zejména problematiku trvanlivosti (vãetnû mrazuvzdornosti) a vodotûsnosti betonu a fie‰ení ‰iroké ‰kály problémÛ vypl˘vající z velk˘ch rozmûrÛ konstrukãních ãástí (hlavnû fie‰ení úãinkÛ hydrataãního tepla). Jistá specifika masivních betonov˘ch objektÛ vodních dûl je tfieba obecnû respektovat. Zvlá‰tní pozornost si vynucují zatíÏení a úãinky pfii velké rychlosti proudûní v kanálech, potrubích, ‰tolách resp. tunelech rÛzného typu, pfii deformacích rychlostního pole pfii zmûnách smûru proudûní, nárazech vody na rÛzné objekty atd. V pfiírodních podmínkách je proudûní vody o velké rychlosti vût‰inou spojeno s transportem pevn˘ch látek, v zimû popfi. vãetnû ledov˘ch ker. Tu je nutno mít na zfieteli, Ïe kaÏdá imperfekce v provedení povrchu betonového objektu v˘raznû zvût‰uje riziko vzniku podtlakÛ, tlakov˘ch pulzací a agresivního pÛsobení transportovan˘ch látek na beton. Zvlá‰tnímu namáhání jsou vystaveny konstrukãní prvky, jejichÏ funkcí je pfiispívat k tlumení kinetické energie rychle proudící vody, naz˘vané zpravidla obecn˘m pojmem rozraÏeãe (obr. 1) – i kdyÏ jejich úloha v systému mÛÏe b˘t rozmanitá. Tu jsou kombinace zatíÏení a úãinkÛ velmi komplexní a obecnû mimofiádné. B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

K nejãastûj‰ím po‰kozením betonu dochází úãinkem kavitaãních jevÛ, které se v poãáteãní fázi projevují jako drobná naru‰ení povrchové vrstvy malty, progrese procesu je v‰ak rychlá a rychle narÛstající. V souvislosti s transportem písãit˘ch a ‰tûrkov˘ch materiálÛ je bûÏné poru‰ení betonu jejich erozivními úãinky, obvykle oznaãovan˘mi pojmem abraze. Samostatnû se studuje po‰kození úãinky velk˘ch vodou transportovan˘ch materiálÛ, napfi. vyvrácen˘ch stromÛ, zbytkÛ staveb, samovolnû plovoucích lodí popfi. ledov˘ch ker. Pfii velké hmotnosti uná‰en˘ch pfiedmûtÛ a rychlosti odpovídající rychlosti vodního proudu za povodnû b˘vají nárazy vyvozovány silové úãinky, kter˘m bûÏné stavby nejsou schopny odolat. Pfii vzpfiíãení v proudu vody (po del‰í dobu) dochází k usmûrnûní proudûní a k nepfiedpokládan˘m resp. neãekan˘m hydrodynamick˘m úãinkÛm. Jejich negativní projevy je moÏno pozorovat mj. i v rámci nárazÛ vûtrov˘ch vln na stûny nebo betonem opevnûné svahy hrází. Energie nárazu tûchto pfiedmûtÛ mÛÏe vést k v˘raznému naru‰ení povrchov˘ch vrstev betonu. Rychlost proudûní nad 6 aÏ 10 ms–1 (chápáno jako prÛmûrná prÛfiezová rychlost) by pro beton bez zvlá‰tních opatfiení zfiejmû nebyla pfiijatelná, pokud by se jednalo o setrval˘ stav. Pokud se v‰ak jedná o relativnû krátkodobé úãinky za situací vyvolan˘ch v˘znamn˘mi sráÏkov˘mi episodami, pfiipou‰tûjí se rychlosti i podstatnû vy‰‰í – nad 20 i 30 ms–1. Takové rychlosti jsou vÏdy spojeny s provzdu‰Àováním vodního proudu. Tato skuteãnost mÛÏe b˘t pfiíznivá, napfi. z hlediska erozivních úãinkÛ na povrch betonu. Proto u v˘znamn˘ch objektÛ, kde je nutno s velkou rychlostí proudûní vody (navíc nesoucí splavené látky) poãítat, se Obr. 1 VD Hnûvkovice na Vltavû, rozraÏeãe ve v˘varu (v dobû v˘stavby) Fig. 1. Hydraulic structure Hnûvkovice on the Vltava River, baffle-blocks in the water cushion (under construction)

• SANAC

E

1/2003

3

TÉMA TOPIC

Obr. 2 Schéma aerace vodního proudu na dnû skluzu (odpad od pfielivu) Fig. 2 Diagram of the aeration of the water course on the bottom of the chute (tailrace from the outflow)

4

navrhují zafiízení zaji‰Èující aeraci vody pfii dnû (obr. 2). Negativnû se provzdu‰nûní projevuje zvût‰ením hloubky vody a v uzavfien˘ch popfi. tlakov˘ch soustavách vytváfiením vzduchov˘ch útvarÛ („pytlÛ“), které mohou omezovat kapacitu vedení popfi. pfii náhlém uvolnûní (expanzi) vedou k explozivním jevÛm. S velkou rychlostí proudûní vody mohou b˘t spojeny i vibrace konstrukãních ãástí. Pfiíãiny vibrací jsou zpravidla spojeny s nedostateãn˘m zavzdu‰nûním prostorÛ za rÛzn˘ch provozních stavÛ (obr. 3). Jsou známy zejména ve spojení s kovov˘mi konstrukcemi uzávûrÛ potrubí, kanálÛ, pfielivÛ apod. Ukazuje se v‰ak, Ïe pfii nahodilé shodû dynamick˘ch úãinkÛ proudící vody a dynamick˘ch vlastností konstrukãních prvkÛ (napfi. rozraÏeãÛ, dosedacích prahÛ apod.) mÛÏe dojít k jejich poru‰ení. Pulzace tlakov˘ch úãinkÛ rychle proudící vody na povrchu betonov˘ch objektÛ se prostfiednictvím dilataãních spár mohou propagovat i do základÛ konstrukcí a popfi. ohrozit jejich stabilitu. V minulosti jevy tohoto druhu byly vyvolány poruchy na skluzech nûkter˘ch vodních dûl u nás, napfi. Jesenice, Hracholusky (obr. 4) a Tûrlicko. Proto se dnes doporuãuje v rámci projektu dilataãní spáry fie‰it jako vodotûsné a odvodnûní podloÏí skluzu zajistit samostatnû. V plné mífie se extrémní povodÀové jevy uplatÀují hlavnû na manipulaãních objektech pfiehrad, spodních stavbách jezÛ a na dal‰ích konstrukcích vodních staveb na tocích. Zvlá‰È namáhána jsou zafiízení, zaji‰Èující tlumení podstatné ãásti energie proudící vody (tzv. v˘vary), u nichÏ je zejména pfii v˘skytu extrémní

povodnû s jist˘m po‰kozením nutno poãítat; nesmí v‰ak b˘t ohroÏena stabilita vlastní vzdouvací stavby. Na rozdíl od projekãní praxe druhé poloviny 20. století, která se vyznaãovala navrhováním svodÛ vody (skluzÛ, odpadních tunelÛ) bez v˘znamn˘ch odporÛ, ãasto s odrazn˘mi mÛstky na konci – pro oddálení dopadu proudu vody od vzdu‰ní paty pfiehrady (obr. 5), v posledních letech jsou zfiejmé tendence fie‰it tlumení energie odvádûné vody po celé délce svodu tak, aby na v˘var zÛstalo ménû neÏ 20 % jejího celkového mnoÏství (obr. 6). V˘sledkem je zmírnûní extrémních úãinkÛ proudící vody na beton svodn˘ch i tlumicích prvkÛ celé odpadní soustavy. Betonové stoky a objekty na nich v rámci systémÛ mûstského odvodnûní rovnûÏ patfií mezi objekty vystavené extrémním úãinkÛm. Pfii pfiívalov˘ch de‰tích dochází k pfiekroãení jejich návrhov˘ch kapacit a z toho vypl˘vajícího zatíÏení. Souãasnû je nutno poãítat s transportem pevn˘ch látek v dÛsledku smyvu z povrchu ulic, ze stavebních aktivit v rámci rekonstrukcí popfi. nové zástavby atd. V mûstském prostfiedí je rovnûÏ relativnû velké riziko ãistotáfisk˘ch havárií spojen˘ch popfi. s pÛsobením agresivních látek na beton. Problematika se dnes fie‰í v rámci komplexního pojetí, zahrnujícího technické, ekonomické a zejména ekologické aspekty mûstského odvodnûní. Obecnou snahou, na rozdíl od minulosti, je omezení objemu odvádûné vody zv˘‰ením doãasné akumulace vody v povodí, zachování popfi. obnovení vodních tokÛ v mûstském prostfiedí a také sníÏení transportu pevn˘ch látek s hlavním cílem dosáhnout co moÏná vysok˘ch kvalit prostfiedí mûstsk˘ch vodoteãí. K mimofiádnû namáhan˘m patfií i betonové objekty skládek odpadÛ, ãasto s pfievaÏujícími úãinky agresivních vod – v˘luhÛ. To se t˘ká i objektÛ odkali‰È, je‰tû v nedávné dobû hojnû budovan˘ch v rámci v˘znamn˘ch energetick˘ch zdrojÛ, báÀsk˘ch a prÛmyslov˘ch provozÛ. Tu jsou známy pfiípady havárií v dÛsled-

Obr. 3 ·achtov˘ pfieliv ve funkci, vodní tfií‰È nad nálevkou je dÛsledkem „komínového“ úãinku, VD Hracholusky, bfiezen 1988 Fig. 3 Shaft spillway in operation. The water spray above the funnel is a consequence of the chimney effect; Hracholusky, March 1988

Obr. 4 VD Hracholusky na MÏi – porucha v koncové ãásti skluzu po prÛchodu povodnû Fig. 4 Hydraulic structure Hracholusky on the MÏe River – failure in the end part of the chute after flood

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

TÉMA TOPIC ku poru‰ení betonov˘ch objektÛ po nûkolikaletém provozu spojen˘ch s únikem akumulované vody popfi. i kalÛ. Pfiíãinou byly úãinky agresivního prostfiedí spolu s nízkou kvalitou betonáfisk˘ch prací (hlavnû v dÛsledku podcenûní kvalitativních nárokÛ na tyto stavby s doãasnou funkcí). Ukazuje se, Ïe i v pfiípadû mimofiádného namáhání rÛzného druhu je nejúãinnûj‰ím prostfiedkem zaji‰Èujícím odolnost konstrukcí vysoká kvalita betonu, opírající se o ovûfiené technologické zásady, dodrÏení tvaru konstrukãních prvkÛ a vylouãení v˘robních imperfekcí, zejména místních v˘ãnûlkÛ popfi. prohlubní, odstranûní zbytkÛ kotevních prvkÛ bednûní atd. Hlavním pfiedpokladem tu je vysoká trvanlivost a vodotûsnost betonu spolu s omezením poãtu a charakteru hydrataãních trhlin. Je moÏno vyuÏít i speciální technologie, napfi. pro zv˘‰ení odolnosti betonu vÛãi agresivním úãinkÛm vody popfi. proti pÛsobení transportovan˘ch plavenin (napfi. beton s vyztuÏením rozpt˘len˘mi vlákny). Tu je moÏno velmi dobfie vyuÏít zobecnûn˘ch poznatkÛ z celého svûta, v˘sledkÛ mnohaleté práce technického v˘boru pro beton v rámci aktivit Mezinárodní pfiehradní komise (ICOLD), které jsou obsaÏeny ve více neÏ dvaceti bulletinech vûnovan˘ch technologii betonu ve vodním stavitelství [1]. Pro optimalizaci objektÛ z hlediska zatíÏení mají velk˘ v˘znam v˘sledky hydraulického (fyzikálního i numerického) modelového v˘zkumu, kde se v prÛbûhu let dosáhlo v˘znamného pokroku a byly získány nové obecnû vyuÏitelné poznatky. Pokroãil rovnûÏ v˘voj technologií oprav poru‰en˘ch objektÛ vodních staveb zaji‰Èujících odolnost a dostateãnou Ïivotnost opraven˘ch ãástí i pfii extrémním namáhání. Tento v˘voj vytváfií pfiedpoklady pro správce vodních dûl, aby soustavnou péãí zaji‰Obr. 6 StupÀovit˘ svod od pfielivu (ve spojení s technologií válcovaného betonu – RCC) Fig. 6 Stepped fall from the spillway (in combination with the technology of rolled concrete – RCC)

Obr. 5 Pfiehrada Guri (Venezuela), klasická koncepce pfielivu druhé pol. 20. století (klasick˘ svod s odrazn˘m mÛstkem a rozraÏeãi) Fig. 5 Dam Guri (Venezuela), classical concept of the spillway of the late 20 century (classical ditch with a set back bridge and baffleblocks)

Èovali technick˘ stav vodních dûl na úrovni odpovídající poÏadavkÛm provozní spolehlivosti a zejména vysok˘m nárokÛm na bezpeãnost. K O N S TAT O V Á N Í N A Z ÁV ù R V prÛbûhu mimofiádn˘ch povodní v letech 1997, 2002 a popfi. i dal‰ích u nás do‰lo na více objektech na vodních tocích k lokálním poruchám, vãetnû naru‰ení betonu. V Ïádném pfiípadû v‰ak nedo‰lo ke stavu, kter˘ by vedl k ohroÏení vlastních vzdouvacích staveb resp. zv˘‰ení rizika jejich celkového poru‰ení a rizika vzniku niãivé prÛlomové vlny s katastrofálními úãinky. (Z hlediska metodick˘ch pokynÛ MÎP âR jde o tzv. zvlá‰tní povodeÀ.) Pfiitom v fiadû pfiípadÛ maximální prÛtoky dosáhly aÏ dvojnásobku hodnot pÛvodnû uvaÏovan˘ch v projektech, coÏ se mj. projevilo i mimofiádn˘m resp. nepfiedpokládan˘m namáháním objektÛ. Toto shrnutí se vztahuje na více neÏ stovku v˘znamn˘ch vodních dûl na tocích. Na velkém poãtu rybníkÛ popfi. drobn˘ch hospodáfisk˘ch nádrÏí (jejichÏ celkov˘ poãet v âR se uvádí dvacet pût tisíc) v‰ak byl dopad mimofiádného namáhání v˘raznû niãivûj‰í. Literatura: [1] Bulletiny ICOLD (ã.15, 20, 22, 24, 25, 36, 40, 47, 107 ad) [2] Paris Deterioration of spillways and outlet works. G.R. Q. 71, 18. svûtov˘ kongres ICOLD, Durban, 1994 [3] BroÏa V., Haindl K., Patera A.: Provoz vodních dûl. âVUT Praha, 1991 Fotografie a skicy – archív autora Prof. Ing. Vojtûch BroÏa, DrSc. Katedra hydrotechniky Stavební fakulta âVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6

rozmûry v m

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

5

PROFILY PROFILES

SPOLEâNOST MBT STAVEBNÍ S. R. O. Spoleãnost vznikla v roce 2001 spojením dvou subjektÛ pÛsobících na trzích such˘ch maltov˘ch smûsí – Prince Color a speciální stavební chemie – SKW-MBT, s. r. o. Na ãeském trhu tak vznikl velmi siln˘ dodavatel ‰irokého sortimentu stavebních hmot a speciální stavební chemie znaãek PCI, MBT, Conica, Relius, Colfirmit Rajasil, Thoro ãi Prince Color s úspû‰nou historií jiÏ od roku 1992. Spoleãnost MBT Stavební hmoty, s. r. o., je dcefiinnou spoleãností nadnárodního koncernu Degussa. Zázemí silného partnera znamená pro zákazníky spoleãnosti ‰irokou nabídku vysoce kvalitních v˘robkÛ a sluÏeb podle jejich potfieb. MBT Stavební hmoty, s. r. o., to není jen v˘robce a prodejce stavebních hmot. Filozofií spoleãnosti je nabízet zákazníkÛm komplexní systémy stavební chemie a stavebních hmot a b˘t nositelem mnoha unikátních technologick˘ch a technick˘ch fie‰ení, inovací a nápadÛ. ProtoÏe není oblasti ve stavebnictví, kde by se nepouÏívaly technologie a systémy koncernu Degussa, jsou se souãasností spoleãnosti MBT Stavební hmoty nerozluãnû spojeny znaãky: • MBT – svûtoznámá znaãka pfiísad do betonÛ, technologií pro podzemní stavitelství ãi pro zesilování konstrukcí externû lepen˘mi uhlíkov˘mi lamelami a tkaninami MBT MBrace“; • PCI – synonymum pro vysoce kvalitní produkty stavební chemie, izolace proti vodû, lepidla na obklady a dlaÏby, bazénové tech-

6

B

ETON

• TEC

HMOTY, nologie, systémy pro pfiím˘ kontakt s pitnou vodou, sanaãní a opravné materiály pro pozemní, inÏen˘rské ãi vodní stavitelství; • Conica – unikátní hydroizolaãní strojnû naná‰ená polyuretanová membrána Conipur 255 s celosvûtov˘mi referencemi, syntetické prÛmyslové podlahy; • Colfirmit Rajasil a Relius – speciální sanaãní omítky a nátûry, fasádní barvy, omítky, nátûry na dfievo a kov; V âeské republice MBT Stavební hmoty vyrábí stavební materiály pod znaãkou Prince Color, coÏ zahrnuje ‰irokou paletu such˘ch maltov˘ch smûsí jako napfi. lepidla na obklady a dlaÏby, spárovací hmoty, zdící malty, omítky a fasádní barvy, sanaãní a zateplovací systémy a podlahové vyrovnávací systémy. Vzhledem k tomu, Ïe ãasopis Beton TKS je zamûfien hlavnû na betonové stavitelství, zamûfiíme se na celosvûtovû nejrozvinutûj‰í a nejvíce známou oblast ãinnosti koncernu Degussa, resp. znaãky MBT, na pfiísady a pfiímûsi do betonu. Filosofii znaãky MBT v této oblasti lze definovat jako „Adding Value to Concrete“. Naplnûní této filosofie a strategie odpovídá rozsah produkce. V˘vojová centra spoleãnosti jsou soustfiedûny ve ãtyfiech základnách: Obr. 1 Areál centrály spoleãnosti MBT Stavební hmoty, s. r. o., v Chrudimi

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

PROFILY PROFILES

Obr. 2 BetonáÏ silnû vyztuÏen˘ch mostních prvkÛ samozhutÀujícím betonem s pfiísadou Glenium

Obr. 3 V˘stavba vodojemu za pouÏití speciálních pfiísad MBT

MAC Treviso (Itálie), SKW Trostberg (SRN), MBT Cleveland (USA) a pro podzemní stavitelství celosvûtovû – MBT Zurich (·v˘carsko). Produkty jsou známy pfiedev‰ím pod jmény: Melment, Melcret, Melflux, Rheobuild, Pozzolith, Glenium, Rheomix, Rheofinish, Mastercure, Meyco, Micro-Air. Oblast vyrábûn˘ch pfiísad a pfiímûsí do betonu lze z hlediska pouÏití rozdûlit do dvou oblastí: • pfiísady a pfiímûsi do betonu a malt pro v‰eobecné pouÏití • pfiísady a pfiímûsi do betonu pro podzemní stavitelství Pfiísady do betonu jsou urãeny v‰em základním odvûtvím betonového stavitelství, tj. prefabrikace, transportbeton a betonové zboÏí. Oblast podzemního stavitelství je spojena s v˘vojem a produkcí bezalkalick˘ch urychlovaãÛ do stfiíkaného betonu a s v˘robou strojÛ a zafiízení pro aplikaci stfiíkaného betonu – MEYCO Winterthur (·v˘carsko). Rozsah v˘roby odpovídá poÏadavkÛm na souãasnou zákaznickou objednávku, tj. kromû standardních produktÛ (pfiísad pro sníÏení mnoÏství zámûsové vody) na bázi lignosulfonanÛ, naftalenÛ, melaminÛ a polykarboxylátÛ, vyrábíme celou fiadu vysoce sofistikovan˘ch produktÛ, pfiíkladem je fiada plastifikátorÛ a superplastifikátorÛ: • v˘roba tekut˘ch, ãerpateln˘ch betonÛ s minimálním poklesem konzistence v ãase, které jsou vhodné pro betonáÏe na velké vzdálenosti a/nebo pfii vy‰‰ích teplotách; • v˘roba tekut˘ch, ãerpateln˘ch betonÛ s posunutou dobou poãátku a doby tuhnutí, s regulovan˘m prÛbûhem hydrataãního tepla, pouÏiteln˘ch pro betonáÏ masivních betonov˘ch celkÛ; • v˘roba tekut˘ch, ãerpateln˘ch betonÛ s ménû kvalitním kamenivem (nestandardní kfiivka zrnitosti) bez tendence k segregaci; • pfiísady pro v˘robu lehkého betonu, dopravovaného do bednûní ãerpadlem, bez tendence k rozmû‰ování a ucpávání; • v˘roba betonu v zimních podmínkách s regulovateln˘m nábûhem pevností. V oblasti samozhutÀujících betonÛ patfií znaãka MBT k pfiedním svûtov˘m inovátorÛm. Produkce hyperplastifikátorÛ na bázi polykarboxylátÛ a produkty fiady MVA jsou prÛbûÏnû inovovány tak, aby byly splnûny poÏadavky na‰ich obchodních partnerÛ jak v oblasti transportbetonu (zachování konzistence 2 aÏ 3 hodiny),

tak v prefabrikaci (rychl˘ nábûh poãáteãních pevností v období 6 aÏ 18 hodin). Samozfiejmou souãásti této technologie je nabídka celé fiady stabilizátorÛ, jak na bázi minerální (mikrosilika a nanosilika), tak na bázi organické. Rychl˘ rozvoj technologie SCC si vyÏádal v˘robu speciálních odformovacích prostfiedkÛ k zaji‰tûní kvalitního povrchu stavebních dûl a dílcÛ, stejnû jako dal‰ích podpÛrn˘ch prostfiedkÛ, mezi které patfií multifunkãní pfiísady pro interní o‰etfiování a finální úpravy otevfien˘ch povrchÛ dílcÛ. Technologie stfiíkaného betonu je v souãasné dobû jiÏ orientována na produkci mokrou cestou. To znamená, Ïe základem v˘roby je tekutá smûs s velmi nízk˘m vodním souãinitelem (nejlépe < 0,45, resp. 0,4), ke které se na trysce stfiíkacího robotu pfiidává „bezalkalick˘“ urychlovaã, kter˘ zajistí „sekundovou pfiemûnu“ tekutého betonu (sednutí kuÏele 220 mm) na plastick˘ beton, kter˘ se dokonale pfiilepí na podklad a velmi rychle zatuhne a ztvrdne. ¤ada bezalkalick˘ch urychlovaãÛ zn. MEYCO je neagresivní jak vÛãi Ïivotnímu prostfiedí, tak vÛãi obsluze techniky. Volbou typu urychlovaãe lze fie‰it problematiku nábûhu pevností stfiíkaného betonu dle konkrétních geologick˘ch podmínek (prÛnik vody, skála s nízkou pevností apod.). Pro velmi nároãné uÏití mÛÏe firma nabídnout pfiípravky pro kompenzaci smr‰Èování betonu, betonáÏ pod vodou, ochranu proti alkalicko-kfiemiãité reakci kameniva (ASR), dále napfi. pfiísady pro v˘robu betonÛ vysok˘ch uÏitn˘ch vlastností (HPC) nebo pro v˘robu vysokopevnostních betonÛ (HSC). Speciální produkty koncernu Degussa mÛÏete najít v‰ude kam se podíváte, na kaÏdém typu prÛmyslové nebo obytné stavby, nad zemí nebo pod ní, jak zdokonalují, ochraÀují a udrÏují nበsvût.

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

Vedení spoleãnosti MBT Stavební hmoty, s. r. o.

• SANAC

MBT Stavební hmoty, s. r. o. K Májovu 1244, 537 01 Chrudim tel.: 469 607 111, fax: 469 607 112 e-mail: [email protected], www.mbtsh.cz

E

1/2003

7

POVODNù

V LETECH 1997 A 2002 V âR FLOODS IN CZECH REPUBLIC IN YEARS 19

97

AND

2002

VD Ole‰ná na Ostravsku pfieliv za povodnû v ãervenci 1997 Ole‰ná HS in the Ostrava region – spillway during the flood in July 1997

VD Morávka v Beskydech – boãní pfieliv za povodnû v ãervenci 1997 Morávka HS in the Beskydy Mountains – side channel spillway during the flood of July 1997

VD Labská, Labe pod ·pindlerov˘m Ml˘nem – korunov˘ pfieliv za povodnû v ãervenci 1997 Labská HS, the Elbe below ·pindlerÛv Ml˘n – crest spillway during the flood of July 1997

VD ¤ímov 8. 8. 2002 ¤ímov HD 8. 8. 2002 VD Orlík 14. 8. 2002 Orlík HD 14. 8. 2002

VD Kam˘k 13. 08. 2002 Kam˘k HS 13. 08. 2002

VD Slapy 13. 8. 2002 Slapy HD 13. 8. 2002

Praha–Klárov 14. 8. 2002 Praha – Klárov 14. 8. 2002

Silniãní most pfies Blanici na silnici VodÀany-Prachatice, srpen 2002 Bridge road accross the Blanice River on the road between VodÀany and Prachatice, August 2002

VE ·tvanice 14. 8. 2002 ve 14.00 hodin HPP ·tvanice 14. 8. 2002 at 2 p.m.

âistírna odpadních vod (âOV) Praha–Troja 14. 8. 2002 Wastewater treatment plant (WWTP) in Prague–Troja Pro obrazovou pfiílohu byly pouÏity fotografie z archívÛ Povodí Vltavy, s. p. a Prof. V. BroÏi

Malá vodní elektrárna (MVE) Libãice 13. 8. 2002 Small hydraulic power plant (SHPP) Libãice

STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES

ÚâINKY

MIMO¤ÁDNÉ POVODNù V SRPNU 2002 NA VODN Í DÍL A V P OVODÍ VLTAV Y EFFECTS OF THE EXTREME FLOOD OF AUGUST 2002 ON HYDR AU LIC STR UCTU R ES I N TH E VLTAVA R IVE R BASI N RICHARD KUâERA, VOJTùCH BROÎA Základní projektové kapacity manipulaãních objektÛ VD Lipno, ¤ímov, Orlík, Kam˘k a Slapy a skuteãné hodnoty dosaÏené pfii povodni v srpnu 2002 na jednotliv˘ch nádrÏích. Úãinky povodnû na vzdouvací objekty uveden˘ch vodních dûl. Basic design discharge parameters of the following hydraulic structures: Lipno, ¤ímov, Orlík, Kam˘k and Slapy, and real values achieved during the August flood 2002 on individual reservoirs. Flood effects on backwater structures of the above water schemes. PovodeÀ v srpnu 2002, která zasáhla prakticky celé povodí Vltavy, byÈ s rÛznou Obr. 1 VD ¤ímov na Mal‰i, skluz od pfielivu na levém údolním svahu – prohlídka stavu konstrukce Fig. 1 Hydraulic structure ¤ímov on the Mal‰e River; chute from the spillway on the left valley slope – inspection of the condition of the structure

¤eka – VD Vltava – Lipno Mal‰e – ¤ímov Vltava – Hnûvkovice Vltava – Orlík Vltava – Praha

srpen 2002 pfiítok v (m3s–1) odtok v (m3s–1) 420 320 465 465 1180 1180 ~4400 ~3000 ~5300 ~5300

projektované maximum stoleté povodnû v (m3s–1) 320 306 1000 2200 3700

Tab. 1 Porovnání projektov˘ch prÛtokÛ stoleté povodnû a skuteãného stavu v srpnu 2002 na vybran˘ch VD na Mal‰i a Vltavû (údaje o pfiítocích jsou zpûtnû odvozeny z funkce nádrÏí, nikoliv pfiímo mûfieny) Tab. 1 Comparison of design discharges of the one-hundred flood and the real situation in August 2002 on selected hydraulic structures on the Mal‰e and Vltava (inflow data have been deduced from the function of the reservoirs, not directly measured)

intenzitou, dÛkladnû provûfiila desítky vodních dûl na tocích, aÈ jiÏ se jedná o pfiehrady, jezy, objekty vltavské plavební cesty, ochranné hráze, hráze rybníkÛ a hospodáfisk˘ch nádrÏí atd. Je skuteãností, Ïe pro mnohé objekty, vybudované ve druhé polovinû 20. století, to byla první v˘znamná povodeÀ v prÛbûhu celého období jejich provozu, souãasnû v‰ak nûkdy pfiekraãující pfiedstavy projektanta o jejich maximálním zatíÏení. Zvlá‰È intenzivnû byla zasaÏena vodní díla vltavské

kaskády, která s v˘jimkou VD Hnûvkovice a Kofiensko (u T˘na nad Vltavou) byla projektována pfied rokem 1960, kdy se teprve postupnû formulovaly normativní zásady zahrnující bezpeãnost pfiehrad za povodní, ostatnû znaãnû vzdálené soudob˘m pfiedstavám. Pro pfiedstavu o velikosti povodnû uvádíme nûkteré údaje o prÛtocích v tabulce 1. Na rozdíl od ãetn˘ch zpráv v mediích v dobû povodnû, poukazujících na to, Ïe nádrÏe byly plné jiÏ pfied nástupem povodnû, ve skuteãnosti na poãátku srpna 2002 volné objemy vût‰inou v˘raznû pfiekraãovaly hodnoty stanovené v manipulaãních fiádech a v prÛbûhu povodÀové situace se je díky manipulacím podafiilo obnovit. Napfi. na VD Orlík byl voln˘ objem 120 miliónÛ m3, coÏ je dvojnásobek velikosti ochranného prostoru. Ten byl do znaãné míry zaplnûn jiÏ pfii prÛtokové vlnû 8. aÏ 9. srpna. Pfied nástupem druhé, podstatnû vût‰í povodÀové vlny, v‰ak bylo vyprázdnûní obnoveno na pÛvodní úroveÀ. PovodeÀ v‰ak, zejména v jiÏní a stfiední ãásti povodí Vltavy, sv˘mi parametry i rychl˘m prÛbûhem v˘raznû pfiesáhla dosavadní zku‰enosti i historické zázObr. 2 VD ¤ímov, skluz v plné funkci za povodnû, voda pfietéká pravou boãní svodnou stûnu Fig. 2 Hydraulic structure ¤ímov; fully functional chute during the flood; water spills over through the right side drainage wall

10

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

Obr. 3 VD Orlik, pohled na vzdu‰ní líc a budovu elektrárny v dobû kulminace povodnû Fig. 3 Hydraulic structure Orlik; view of the downstream face and the structure of the power plant at the time of the culmination of the flood

namy a na fiadû vodních dûl zpÛsobila mimofiádnû váÏné problémy, které bylo nutno operativnû zvládnout. Mnoho objektÛ bylo zniãeno popfi. váÏnû po‰kozeno nebo doãasnû vyfiazeno z provozu. K nejzávaÏnûj‰ím poruchám do‰lo na hrázi Nov˘ch fiek, s bezprostfiedním ohroÏením hráze rybníka RoÏmberka, kde bylo nutno v prÛbûhu povodnû realizovat stabilizaãní opatfiení, na vzdouvacím objektu elektrárny na âerné, na ochranné hrázi LuÏnice u jezu Pilafi, kde fieka po jistou dobu protékala vytûÏenou lagunou pískovny, na hrázi plavebního kanálu v Praze–Podbabû atd. Díky zaplavení byly dlouhodobû vyfiazeny z provozu nûkteré vodní elektrárny. K protrÏení hrází rybníkÛ do‰lo nejen v hojnû citovan˘ch Metlách, kde ‰lo o havárii celé kaskády, ale napfi. i na PlzeÀsku, Jindfiichohradecku a TfieboÀsku. PovodeÀ poznamenala také nûkteré v˘znamné pfiehrady na Vltavû popfi. jejích pfiítocích, nejvíce na‰i nejvût‰í betonovou pfiehradu Orlík o v˘‰ce 91 m. Správci povodí, státnímu podniku Povodí Vltavy, vznikly pfiímé ‰kody na spravovaném majetku pfiesahující dvû miliardy Kã. V dal‰í ãásti pfiíspûvku jsou uvedeny vybrané údaje, z nichÏ je moÏno si vytvofiit obraz, jak betonové objekty vodních dûl vzdorovaly mimofiádn˘m úãinkÛm povodnû v srpnu 2002. VD LIPNO Díky pfiízniv˘m morfologick˘m podmínkám se v˘stavbou relativnû nízké hráze dosáhlo velkého akumulaãního objemu této nejv˘‰e poloÏené nádrÏe vltavské kaskády. Na levém boku na zemní vzdouvací stavbu navazuje betonová ãást, zahrnující pfieliv, spodní v˘pusti, odbûr vody a malou vodní elektrárnu – o celkové kapacitû 320 m3s–1. Podzemní elektrárna pfii plném v˘konu pfievádí dal‰ích 92 m3s–1 s odpadem do vyrovnávací nádrÏe ve Vy‰‰ím Brodû. Díky velké transformaãní schopnosti nádrÏe se, i pfii snaze napomoci situaci v âeském Krumlovû, podafiilo maximum povodnû vcelku v˘raznû sníÏit, aniÏ by do‰lo k vût‰ímu pfiekroãení max. hladiny (jen B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 4 VD Orlík, voda vytéká vûtracími otvory zaplaveného skladu umístûného pod korunu pfiehrady Fig. 4 Hydraulic structure Orlík; water flows out through the ventilation openings of the flooded storehouse situated below the crown of the dam

o 70 mm). Svodná betonová plocha pod pfielivem odolala zatíÏení proudící vodou bez v˘raznûj‰ích po‰kození. SníÏení max. povodÀového prÛtoku se pfiíznivû projevilo i na VD Lipno II, kde byly povodÀové prÛtoky pfievádûny kromû pfielivn˘ch polí téÏ ‰tûrkovou propustí a pfies vodní elektrárnu. Jako zajímavost je moÏno uvést, Ïe od zahájení provozu v roce 1959 aÏ do srpna 2002 lipenská nádrÏ zachytila v‰echny vyskytnuv‰í se povodnû a jejich voda postupnû pro‰la turbinami vodní elektrárny. VD ¤ÍMOV V˘znamná vodárenská nádrÏ – zdroj pitné vody pro âeskobudûjovicko i ‰ir‰í okolí – je vytvofiena kamenitou pfiehradou, do níÏ je zakomponován hrazen˘ bezpeãnostní pfieliv, od nûhoÏ je voda odvádûna betoObr. 5 VD Orlik, neplánovan˘ odtok vody Ïlaby lodních zdvihadel v dobû kulminace povodnû Fig. 5 Hydraulic structure Orlik; unplanned water outflow through flumes of ship-lifts at the time of the flood culmination

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

11

STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES nov˘m skluzem (obr. 1), kter˘ z hlediska návrhového prÛtoku je nejv˘znamnûj‰í v âR. K manipulaci se dále vyuÏívají dvû spodní v˘pusti. Za srpnové povodnû v roce 2002 bylo vodní dílo v prÛbûhu jednoho t˘dne zatíÏeno dvûma prÛtokov˘mi vlnami o prakticky stejném maximu, pfies 470 m3s–1. UváÏíme-li, Ïe v obou pfiípadech se jedná o prÛtok, kter˘ ãinil 170 % maxima teoretické stoleté povodnû, kterému se aÏ dosud Ïádná pozorovaná povodeÀ na Mal‰i nepfiiblíÏila, jde zfiejmû o jev zcela mimofiádn˘ (obr. 2). JiÏ od doby v˘stavby díla existovaly jisté pochybnosti o stabilitû skluzu, zaloÏeném na skalním podloÏí na levém údolním svahu. V prÛbûhu let byly uskuteãnûny rÛzné prÛzkumné práce a zv˘‰ila se ãetnost mûfiení; ty v‰ak vÏdy vyznûly pfiíznivû pro hodnocení bezpeãnosti díla. V rámci programu oprav byly v dobû pfied povodní zapoãaty práce na sanaci povrchov˘ch vrstev betonu: odstranûní poru‰en˘ch popfi. nekvalitních zón mechanick˘mi nástroji a oãi‰tûní tlakovou vodou. Po prÛchodu povodnû bylo moÏno konstatovat, Ïe skluz velmi dobfie odolal opakovanému extrémnímu namáhání. Nepro-

VD ORLÍK Za povodnû do‰lo na vodním díle k dramatickému v˘voji situace. JiÏ v první fázi povodnû (8. a 9. srpna), pfies vyuÏití volného objemu (120 milionÛ m3), bylo nutno z nádrÏe vypou‰tût pfies 1100 m3s–1, coÏ byl v daném okamÏiku nejvût‰í zaznamenan˘ odtok za celou dobu provozu díla (od roku 1963). V dal‰ích dnech (11. aÏ 14. srpna) do‰lo ke strmému nárÛstu pfiítoku do nádrÏe s kulminací ~ 4400 m3s–1 (odvozeno z funkce nádrÏe), coÏ lze hodnotit jako pûti– aÏ desetitisíciletou povodeÀ (obr. 3). V dÛsledku vyfiazení vodní elektrárny z funkce po zaplavení z dolní vody (v˘padek odtoku 600 m3s–1) hladina v nádrÏi samovolnû vystoupila aÏ o 1,57 m nad maximální projektovou hladinu a zaplavila vodní elektrárnu tentokrát shora. Celkov˘ odtok se pfiiblíÏil 3000 m3s–1. PfietíÏení vzdouvací stavby (~ o 3 %) bylo nev˘znamné, úãinek zv˘‰ení stavu vody v nádrÏi se projevil tím, Ïe se voda pfielévala do nûkter˘ch prostorÛ v pfiehradním tûlese (obr. 4), pfiepadala do betonov˘ch ÏlabÛ ‰ikm˘ch lodních zdvihadel (obr. 5) a ohroÏovala i provozní centrum obsluhy, provizornû ochránûné hrázkou z pytlÛ naplnûn˘ch pískem.

a)

Obr. 6 Poru‰ení rozráÏeãÛ na konci pfielivné plochy po povodni; a) celkov˘ pohled, b) detail Fig. 6 Damaged baffle-blocks at the end of the overflow surface after flood; a) general view, b) detail b)

12

jevily se ani kavitaãní popfi. abrazivní jevy, lokálnû opracovaná místa v rámci opravy nebyla nijak dotãena, takÏe plánovanou sanaci bylo moÏno provést v pÛvodnû stanoveném rozsahu beze zmûny technologického postupu. Ve v˘varu pod skluzem do‰lo za povodnû ke zniãení betonov˘ch rozraÏeãÛ, zfiejmû v dÛsledku extrémního zatíÏení vodou a proplaven˘mi pfiedmûty (hlavnû vyvrácen˘mi stromy). K destrukci mohly pfiispût i technologické nedostatky pfii v˘stavbû (úprava základové spáry, nedostateãné zakotvení). V prÛbûhu povodnû byly na vodním díle velké obavy z mnoÏství pfiiplaven˘ch materiálÛ, které se nakupily na hladinû nádrÏe pfii hrázi. Byly pfiipraveny mechanismy, které mûly zajistit odstraÀování materiálÛ vzpfiíãen˘ch v pfielivn˘ch polích, aby nedo‰lo k ucpání prÛchodu vody. Na‰tûstí úãinkem vûtru proudícího v pfiíznivém smûru bylo spláví odklonûno od pfielivného objektu. Opatrnost tu byla plnû na místû, protoÏe max. kapacity pojistn˘ch zafiízení byly v dobû kulminací povodÀov˘ch vln témûfi plnû vyuÏity (pfieliv 3 x 140 m3s–1, v˘pusti 2 x 41,5 m3s–1).

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Za podmínek uvaÏovan˘ch v projektu je pfieliv schopen pfievést 2180 m3s–1, v˘pusti 360 m3s–1 a vodní elektrárna aÏ 600 m3s–1. Za povodnû do‰lo k lokálnímu poru‰ení betonu ve spodní ãásti pfielivné plochy nad rozraÏeãi, zfiejmû slab˘ch míst od doby v˘stavby, protoÏe jiÏ v minulosti tu byla realizována sanaãní opatfiení. Dále byly poru‰eny v‰echny rozraÏeãe na konci odrazn˘ch mÛstkÛ, a to shodnû na boãních stûnách, kde v horní ãásti byla poru‰ena povrchová vrstva betonu a obnaÏena v˘ztuÏ (obr. 6). Hlavní pfiíãinou tu zfiejmû byly úãinky rychle proudící vody, vznik podmínek pro rozvoj kavitaãních jevÛ a dlouhá doba pÛsobení. Do‰lo téÏ k závaÏn˘m poruchám ve v˘varu pod pfielivy resp. v˘pustmi a také v celém prostoru pod pfiehradou – vesmûs erozivní ãinností vody. Naopak zaloÏení objektÛ plavby, kde voda vymlela v‰e aÏ na skálu, se ukázalo jako velmi kvalitní. VD K AM¯K Pro pfievedení vody jsou urãeny ãtyfii pfielivy hrazené segmentov˘mi uzávûry s kapacitou 4 x 500 m3s–1, pfiípadnû i VE se ãtyfimi turbinami typu Kaplan o hltnosti 4 x 90 m3s–1. Max. prÛtok pfievádûn˘ pfies vodní dílo v srpnu roku 2002 byl dán odtokem z VD Orlík a ãinil 3000 m3s–1 (obr. 7). JiÏ dva dny pfied kulminací povodnû (prÛtok ~1000 m3s–1) byly pozorovány nepravidelnosti v hydraulickém reÏimu ve v˘varu. Po prÛchodu povodnû a krátkodobé odstávce vodního díla bylo zji‰tûno vyvalení velkého bloku betonu za prahem v˘varu (obr. 8) a potápûãsk˘m prÛzkumem odpovídající porucha dna ve v˘varu. Uvolnûn˘ blok je rozmûrÛ cca 15 x 3 x 2 m. Cel˘ blok je v celku. V dokumentaci stavby se uvádí, Ïe dno v˘varu tvofiené rostlou skálou zÛstává neopevnûné, pouze byl vybetonován masivní práh v˘varu. Ze zji‰tûné poruchy vypl˘vá, Ïe v ãásti dna byla pravdûpodobnû zhotovena betonová plomba, ãásteãnû se jedná o ãást prahu v˘varu. Ze skuteãnosti, Ïe témûfi cel˘ blok betonu zÛstal v celku a Ïe na pÛvodnû spodní ãásti je dosud pfiibetonována ãást kamenÛ ze skalního podloÏí vypl˘vá, Ïe pouÏit˘ beton byl bezesporu kvalitní. VD SL APY Pro pfievedení vody jsou urãena ãtyfii pfielivná pole se segmentov˘mi uzávûry

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

Obr. 7 VD Kam˘k, pfieliv ve funkci v dobû srpnové povodnû (2002) Fig. 7 Hydraulic structure Kam˘k; functional overflow during flood

(kapacita 4 x 750 m3s–1), 2 spodní v˘pusti (2 x 180 m3s–1) a dále je k dispozici vodní elektrárna (tfii turbiny typu Kaplan o hltnosti 3 x 100 m3s–1). Maximální prÛtok, kterému bylo dílo vystaveno od v˘stavby aÏ do povodnû v roce 2002, byl pfii povodni v roce 1954, kdy je‰tû nedokonãená a tudíÏ poloprázdná nádrÏ sníÏila pfiítok v hodnotû 1960 m3s–1 na odtok z nádrÏe 1345 m3s–1. V prÛbûhu léta 2002 pfied nástupem povodnû byla v souladu s poÏadavky rekreace na vodním díle udrÏována ustálená hladina, obdobnû jako v jin˘ch letech v letním období. Po celou dobu pfievádûní povodÀov˘ch prÛtokÛ (~ 3100 m3s–1) se dafiilo, i kdyÏ s velk˘m vypûtím sil, udrÏet elektrárnu v provozu a tím zajistit plnou manipulaãní kapacitu vodního díla. Docházelo v‰ak ke znaãn˘m prÛsakÛm z pfielivn˘ch ploch do prostorÛ elektrárny, neboÈ svod vody od pfielivÛ, kter˘ zároveÀ tvofií stfiechu nad objektem vodní elektrárny a vnitfiními rozvodnami, je zdrojem problémÛ po celé období provozu. Bûhem v˘stavby se nepodafiilo dosáhnout potfiebné vodotûsnosti dilataãních spár. Proto byly v rÛzn˘ch obdobích provádûny pomûrnû nákladné opravy, jejichÏ úãinnost a hlavnû trvanlivost byla nízká (s vyuÏitím plastbetonÛ, v posledních letech speciálními technologiemi na bázi maltov˘ch smûsí). K moÏn˘m pfiíãinám neúspûchu oprav patfií i extrémní teplotní namáhání povrchov˘ch vrstev betonu, kdy oslunûné plochy „lyÏafisk˘ch mÛstkÛ“ mají v létû teploty i znaãnû nad 50 °C. Navíc konstrukãní systém, vyznaãující se rozdíln˘m pfietváfiením konstrukãních prvkÛ o rÛzné hmotnosti, zfiejmû pfiispívá k postupnému rozvoji poruch povrchu i v jiÏ opraven˘ch partiích. Za srpnové povodnû 2002 bylo zji‰tûno znaãné roz‰ífiení poruchov˘ch zón na povrchu pfielivn˘ch ploch, je v‰ak tfieba vzít v úvahu, Ïe se jedná o atypick˘ pfiípad poru‰ení betonu. Z ÁV ù R Po srpnové povodni roku 2002 se na fiadû vodních dûl rychle obnovil bûÏn˘ provozní reÏim. Byly provádûny opravy naru‰en˘ch objektÛ vzniklé hlavnû erozí vody pod pfiehradami atd. Nebylo to v‰ak moÏné na B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

vodním díle Orlík, ãásteãnû na Kam˘ku a také ve ·tûchovicích, kde jsou dlouhodobû vyfiazeny z funkce stfiedotlaková i pfieãerpávací vodní elektrárna. V dÛsledku vysok˘ch prÛtokÛ na Vltavû v podzimním období bylo v nádrÏním prostoru VD Orlík postupnû zachyceno nûkolik povodní (za cenu velk˘ch pohybÛ hladiny v nádrÏi), aby se zajistily lep‰í podmínky pro realizaci stavebních prací podél toku zamûfien˘ch na likvidaci následkÛ srpnové povodnû. S ohledem na vyfiazení elektrárny z provozu bylo dlouhodobû nutno pfievádût vodu pfies pfieliv, takÏe betonové svodné plochy byly neplánovanû po t˘dny vystaveny úãinkÛm rychle proudící vody. Za trvale zv˘‰en˘ch prÛtokÛ také nebylo moÏno pfiistoupit k opravám poruch zji‰tûn˘ch ve v˘varech vodních dûl – coÏ je pro jejich správce vodních dûl vÏdy dÛvodem zneklidnûní. Z hlediska technického stavu

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Obr. 8 VD Kam˘k, porucha v˘varu (blok betonu vytrÏen˘ ze dna v˘varu a poru‰en˘ práh) Fig. 8 Hydraulic structure Kam˘k; damaged water cushion (concrete block pulled out from the bottom of the water cushion and, and a damaged sill)

a bezpeãnosti v‰ak takto vynucené oddálení oprav vodních dûl není nijak závaÏné. Fotografie – archiv autora

1/2003

Ing. Richard Kuãera Povodí Vltavy, s. p. Holeãkova 8, 150 00 Praha 5 Prof. Ing. Vojtûch BroÏa, DrSc. Katedra hydrotechniky, Fakulta stavební âVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6

13

STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES

PO·KOZENÍ

BETONÒ VODNÍCH DùL NA MORAVù ZPÒSOBENÉ POVODNùMI DAMAGED CONCRETE OF HYDRAULIC STRUCTURES IN MORAVIA CAUSED BY FLOODS KAREL PEKÁREK Po‰kození betonÛ na vodních dílech dynamick˘m úãinkem vody. Stav betonÛ na VD Vranov na Dyji a jejich po‰kození po povodni v srpnu 2002. Celkové ‰kody zpÛsobené na VD Vranov po povodni 2002. Damaged concrete in hydraulic structures due to dynamic effects of water. Condition of concrete in the hydraulic structure Vranov on the Dyje River and its damage as a result of the August flood 2002. Total damage caused to the hydraulic structure Vranov by the flood of 2002. Betonové ãásti konstrukcí vodních dûl (VD) jsou v bûÏném reÏimu provozování nádrÏí namáhány zejména v abrazních ãástech návodního líce v rozmezí kolísání hladiny. Jedná se o plo‰n˘ úbytek betonÛ v hodnotách od nûkolika desátek aÏ po stovky milimetrÛ. Po‰kození v rozsahu kolísání hladiny se vyskytuje témûfi u v‰ech betonov˘ch konstrukcí pfiehrad na Moravû, které jsou ve styku s dlouhodob˘m dynamick˘m pÛsobením vody a nejsou chránûny obkladem, jmenovitû na pfiehradách Îermanice a KruÏberk na povodí Odry a na pfiehradách Vír (obr. 1), Mohelno a Vranov na povodí Moravy. Tato po‰kození jsou vût‰inou „kosmetického“ charakteru a na funkci vodního díla mají zanedbateln˘ vliv. Tam, kde je kritická ob-

Koruna hráze Kóta koruny pfiepadu Max hladina zásobního prostoru Min hladina zásobního prostoru Max hladina

B

V˘‰kov˘ systém Balt p.v. 353,54 m n. m. 350,10 m n. m. 348,45 m n. m. 331,45 m n. m. 351,45 m n. m.

Tab. 1 Charakteristické kóty VD Vranov Tab. 1 Charakteristic points of the hydraulic structure Vranov

last chránûna kamenn˘m obkladem, jako u VD Kníniãky (obr. 2), Jevi‰ovice a Bystfiiãka na povodí Moravy, se toto po‰kození nevyskytuje. Specifick˘m druhem jsou po‰kození zpÛsobená povodnûmi. Vodní díla pro‰la pfii povodních v ãervenci 1997 a následnû v srpnu 2002 dÛkladn˘mi zatûÏovacími zkou‰kami. Pfii povodni v roce 1997 byly vût‰inou po‰kozeny bfiehy a dna tokÛ za funkãními objekty. Vût‰í ‰kody byly na pfiehradách ·ance a Morávka na povodí Odry a na povodí Moravy na pfiehradách Boskovice a Letovice. Na betonov˘ch funkãních objektech nebylo podstatné po‰kození zaznamenáno. V˘znamného naru‰ení nebyly u‰etfieny ani jezy na obou povodích, kde byla po‰kozena zejména dna v˘varÛ a v˘varové prahy s návazností na pfiechod do fiíãního koryta. VD VRANOV A POVODE≈ 2002 PrÛbûh povodnû v srpnu 2002 na pfie-

V SRPNU

Obr. 1 Detail vzdu‰ního líce pfiehrady Vír Fig. 1 Detail of the downstream face of the dam Vír

14

V˘‰kov˘ systém JADRAN 353,94 m n. m. 350,65 m n. m. 349,00 m. n. m. 332,00 m n. m. 352,01 m n. m.

ETON

hradû Vranov a následky, které povodeÀ na betonech zpÛsobila, chci podrobnûji popsat, neboÈ po celou dobu povodnû jsem byl na pfiehradû osobnû pfiítomen. Pfiehrada Vranov byla postavena na fiece Dyji v letech 1930 aÏ 1934. V˘‰ka hráze je 47 m, její ‰ífika v korunû 7 m a délka 290,4 m (obr. 3). Pfiehrada má devût bezpeãnostních pfielivn˘ch blokÛ s celkovou kapacitou 405 m3s–1 pfii maximální hladinû. ·est pfielivn˘ch blokÛ pfiilehl˘ch k levému bfiehu odvádí pfiepadající vodu na tlumící kaskádu, kterou tvofií deset stupÀÛ (obr. 4). Zb˘vající tfii pfielivné bloky, následují po dvou blocích funkãních se spodními v˘pustmi, odvádí vodu pfiímo do v˘vafii‰tû. Pfielivné bloky jsou betonové bez obkladu. Na stupních kaskády byl proveden obklad z lomového kamene, pfielivné hrany na stupních jsou osazeny kamenofiezem. V˘var je spoleãn˘ pro v‰echny pfielivné bloky i pro spodní v˘pusti. Pfied spodními v˘pustmi jsou dva betonové rozraÏeãe,

Obr. 2 Obklad návodního líce pfiehrady Kníniãky Fig. 2 Lining of the upstream face of the dam Kníniãky

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

STAVEBNÍ

Obr. 3 Pohled na vzdu‰ní líc pfiehrady Vranov z levého bfiehu Fig. 3 View of the downstream face of the dam Vranov as seen from the left bank

jejichÏ horní plocha byla obloÏena kamenem. V˘var je zakonãen betonov˘m v˘varov˘m prahem. Charakteristické kóty VD Vranov jsou uvedeny v tabulce 1. (Kóty uvádûné v textu jsou uvedeny ve v˘‰kovém systému JADRAN.) VD Vranov je první tíÏní betonovou pfiehradou u nás, na které byl pouÏit lit˘ beton. Pfii zpracování betonu byl pouÏit prÛmûrn˘ vodní souãinitel v/c = 0,76 a nejvy‰‰í potom 1,13! S ohledem na takto zpracovan˘ beton se na obou lících pfiehradního tûlesa zaãala projevovat plo‰ná eroze. Na návodní stranû je nejvíce erodována oblast v pásmu kolísání hladiny, kde je místy patrn˘ úbytek betonu do dvou set i více milimetrÛ hloubky. Na vzdu‰ním líci je situace sloÏitûj‰í, plo‰n˘ úbytek betonu je po celém líci v desítkách milimetrÛ, místy pfiesahuje hodnotu dvou set milimetrÛ. Nejhor‰í situace je na dilataãních spárách levobfieÏních blokÛ, kde dochází pfii patû hráze k v˘sakÛm prÛsakové vody. Zde jiÏ úbytek betonÛ pfiedstavuje nûkolik stovek centimetrÛ. PovodeÀ, která zasáhla VD Vranov v období od 7. do 17. srpna 2002, mûla ve svém prÛbûhu dvû maxima. Pfii prvním nástupu byla hladina 9. srpna v 17 hodin na maximu 350,06 m n. m. Po sníÏení hladiny na kótu 349,10 m n. m. 12. srpna ve 2 hodiny dochází k opûtnému zvy‰ování pfiítokÛ a následnû hladiny. Nejvy‰‰í hladina byla dosaÏena 14. srpna v 7 hodin na kótû 351,61 m n. m., tzn, Ïe pfieB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 4 Pohled na budovu spodních v˘pustí a kaskády (pfied povodní ) Fig. 4 View of the building of the bottom outlets and cascade ( before the flood )

padová v˘‰ka byla 960 mm nad bezpeãnostními pfielivy. Horní hrana pfiepadového okna je rovna maximální hladinû v nádrÏi, k jejímu dosaÏení zb˘valo 400 mm. Mezní bezpeãná hladina byla navrÏena na úrovni koruny hráze, coÏ pfiedstavuje kótu v ose hráze 353,94 m n. m. K jejímu pfiekroãení nedo‰lo – k dosaÏení zb˘valo 2,33 m. Hlavní ãást vody pfiecházející pfies bezpeãnostní pfielivy je pfievádûna pfies levobfieÏní pfielivná pole, kde je moÏno pfii maximální pfiepadové v˘‰ce na ‰esti polích pfievádût 270 m3s–1. Celkovû bylo v kulminaci povodnû pfievádûno 364 m3s–1. Celková doba, po kterou byla kaskáda zatûÏována povodní, byla pfies 120 hodin. Po odeznûní povodnû byla provedena podrobná prohlídka celého vodního díla, pfii které byly zaznamenány v‰echny zpÛsobené ‰kody. Zamûfiíme se pouze na ‰kody, které se bezprostfiednû t˘kají betonÛ. • Z návodního líce, zejména z blokÛ pfiilehl˘ch ke kaskádû, byla plo‰nû erodována vrstva betonu v tlou‰Èce do 100 mm, místnû a na dilataãních spárách i nad 100 mm. • Lokálnû bylo po‰kozeno spárování na v‰ech stupních kaskády. • Byly plo‰nû po‰kozeny betony na ochozu kolem budovy spodních v˘pustí (obr. 5). • Z prvního stupnû kaskády byl plo‰nû odtrÏen kamenn˘ obklad a erodován podkladní beton v plo‰e cca 20 m2 (obr. 6). • S ohledem na prÛchod kamenného ob-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

KONSTRUKCE STRUCTURES

E

1/2003

Obr. 5 Po‰kození betonÛ kolem budovy spodních v˘pustí Fig. 5 Damaged concrete round the building of the bottom outlets Obr. 6 Po‰kození prvního stupnû kaskády Fig. 6 Damaged first cascade weir

15

STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES kladu pfies v˘var, pfies dvacet kusÛ kamenÛ z pfielivné hrany prvního stupnû mûlo hmotnost okolo 1 500 kg, je pfiedpoklad po‰kození dna v˘varu (zatím nebyla provedena prohlídka). • Z obou rozraÏeãÛ ve v˘varu byl odtrÏen kamenn˘ obklad a erodován beton. • Do‰lo k po‰kození svisl˘ch betonÛ pod vodním dílem. NejzávaÏnûj‰í zjevné poru‰ení vodního díla Vranov po povodni v srpnu 2002 bylo odtrÏení kamenného obkladu první-

SOUTùÎ STAVEBNÍ CAD

ho stupnû kaskády. Po‰kození betonÛ neovlivní bûÏn˘ provoz vodního díla. Bez sanaãního zásahu by ov‰em mohlo dojít k zvût‰ování souãasného po‰kození, pfiípadnû k dal‰ím následn˘m ‰kodám. I kdyÏ je plo‰n˘ úbytek vzdu‰ného líce objemovû pomûrnû znaãn˘, neovlivÀuje bezpeãnost vodního díla. I zde bude sanaãní zákrok nutn˘.

bezpeãnost a stálost betonov˘ch konstrukcí ve vodním hospodáfiství. Míra jejich po‰kození je ovlivÀována kvalitou a zpracováním pouÏit˘ch betonÛ a dále jejich provedením. Fotografie – archív autora Ing. Karel Pekárek VODNÍ DÍLA – TBD, a. s. Studená 2, 638 00 Brno tel.: 545 222 434, fax: 545 222 642 e-mail : [email protected]

Z ÁV ù R Povodnû z let 1997 a 2002 dokládají

PROJEKT

2002

Stavební CAD projekt je jiÏ tradiãní soutûÏí o nejlep‰í prezentaci stavební ãi profesní projektové dokumentace zpracované pomocí produktÛ firem Autodesk (softwarové produkty AutoCAD, ADT, Autodesk VIZ) a AB Studia (profesní nadstavba CADKON). SoutûÏ si za dobu svého trvání (v leto‰ním roce probûhne jiÏ 10. roãník) získala fiadu pfiíznivcÛ a kaÏd˘ rok se porotû sejde více neÏ 70 projektÛ. VraÈme se je‰tû jednou k loÀskému roãníku soutûÏe, kter˘ nabídl hned nûkolik zajímav˘ch novinek. Poprvé byla hlavní kategorie, ve které soutûÏily architektonické a projekãní kanceláfie – tedy profesionální uÏivatelé, rozdûlena na sekce podle specializace, tj. na sekci architektury a stavebního projektu, sekci technického zafiízení budov a na sekci betonov˘ch a ocelov˘ch konstrukcí. V kaÏdé kategorii byl vyhlá‰en vítûzn˘ soutûÏní projekt. Kromû toho udûlila odborná porota hlavní cenu soutûÏe a jako vÏdy ocenila vybrané projekty ãestn˘m uznáním. Odborná porota mûla opravdu z ãeho vybírat. V sekci betonové a ocelové konstrukce zvítûzila projektová a inÏen˘rská kanceláfi Ing. Konstantina âolakova, CSc., projektem „Rekonstrukce

divadla Reduta v Brnû“. Konstrukce byla posouzena statick˘m programem NEXIS a v˘kresy zpracovány pfieváÏnû softwarov˘m systémem AutoCAD za pouÏití profesního fie‰ení CADKON-RCD. (Aplikace CADKON-RCD je moderní podpora pro kreslení Ïelezobetonov˘ch konstrukcí, která je plnû postavena na objektové technologii.) Souãástí vítûzného projektu byl také prostorov˘ v˘poãtov˘ model se sítí koneãn˘ch prvkÛ vãetnû poãítaãové vizualizace konstrukce vestavby divadla. Ceny, které vûnují kaÏdoroãnû spolupofiadatelé a sponzofii soutûÏe (Hewlett-Packard, Autodesk, ABF, AB Studio a Tech Data), byly opût atraktivní, napfi. tiskárny HP, digitální fotoaparáty, profesní software apod. Dal‰í novinkou byla cena sympatie, kterou udûlili náv‰tûvníci v˘stavy For ARCH 2002 v LetÀanech, kde byly soutûÏní projekty vystaveny. Leto‰ní, jiÏ desát˘ roãník soutûÏe bude odstartován v rámci jarní odborné stavební v˘stavy IBF v Brnû pfiihlá‰ené v˘sledky budou odborné vefiejnosti pfiedstaveny u pfiíleÏitosti v˘stavy For Arch 2003 v Praze–LetÀanech. Stále stoupající kvalita soutûÏních projektÛ je pfiedpokladem zajímavé soutûÏe. ZpÛsob práce v CADKONu-RCD v sobû spojuje jednoduchost práce ve dvourozmûrném prostoru (2D) s v˘hodami, které pfiiná‰í existence tfiírozmûrného (3D) modelu.

V˘ztuÏ trámu – v˘kres mÛÏe obsahovat i prostorové zobrazení v˘ztuÏe Jan ·enk˘fi, AB Studio [email protected], www.cadkon.cz

Vizualizace konstrukce vestavby divadla Reduta v Brnû

16

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

STAVEBNÍ

VELKOPROSTOROVÁ LARGE-SCALE DROP PAV E L T O M Á N E K , MILAN VYVLEâKA V˘stavba hlubok˘ch jímek na koncích samospádn˘ch tras okujového hospodáfiství Minihutû v Kunãicích metodou spou‰tûní velkoprostorov˘ch studní. Construction of deep cofferdams at the ends of gravity lines of an iron scale processing plant Mini Metallurgical Works in Kunãice by the method of dropping large-scale caissons Vodní hospodáfiství, splachování okují a kalová hospodáfiství vyÏadují v ocelárnách, válcovnách a vysokopecních hutních závodech na koncích samospádn˘ch tras vodního hospodáfiství stavbu hlubok˘ch jímek. V˘stavba tûchto jímek se dfiíve provádûla v otevfien˘ch v˘kopech hlubok˘ch jam. V posledních letech se k budování jímek okujového hospodáfiství uÏívá metoda spou‰tûní velkoprostorov˘ch studní. Tato stavební technologie byla jiÏ dfiíve vyuÏita pfii stavbû válcovny ve Vítkovick˘ch Ïelezárnách a ve vysokopecním závodû v Ko‰icích. Pfii budování Minihutû v Nové huti Kunãice byla metoda pouÏita pfii stavbû dvou velkoprostorov˘ch jímek situovan˘ch na jiÏním okraji vodního hospodáfiství válcovny. Metoda spou‰tûní velkoprostorov˘ch studní umoÏnila umístûní jímek blízko u sebe, vzdálenost sousedících lícÛ stûn je 5,85 m, a v˘stavbu v hustû zastavûném území. PÛdorysn˘ tvar jímek je ãtvercov˘ se zkosen˘mi rohy. Men‰í jímka je rozmûru 18,7 x 18,7 m a zkosení je v délce 3,7 m na vnûj‰í stranû. Koneãná úroveÀ bfiitu je na kótû -14,5 m od hutní úrovnû (HÚ). Odskok bfiitu od stûny je 50 mm. Dno je dále prohloubeno ve tvaru komolého jehlanu na úroveÀ –17,5 m od HÚ. Tlou‰Èka stûn studny je 1,2 m, bfiit je vysok˘ 1,3 m a spou‰tûní bylo zahájeno u obou studní z úrovnû –7 m od HÚ. Druhá studna, která plní úlohu hydrocyklonu, je ãtvercová o hranû 27,4 m a má zkosení 8,15 m. Zkosení rohÛ bylo navrÏeno ze dvou praktick˘ch dÛvodÛ, tj. zjednodu‰ení bednûní a statického v˘poãtu. Koneãná poloha bfiitu je na úrovni –17,65 m a dno obdobného tvaru jako u pfiedchozí jímky se nachází v úrovni –24,45 m od HÚ. Bfiit je vysok˘ 1,7 m s odskokem od líce stûny 80 B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

KONSTRUKCE STRUCTURES

SPOU·TùNÁ STUDNA CAISSON mm. Stûny mají tlou‰Èku 1,8 m, dno v ‰ikmé partii 1,3 m a vlastní dno je 1,2 m tlusté. Stûny v˘‰ky 11,2 m byly betonovány s jednou pracovní spárou. Spou‰tûná studna, jako metoda zaloÏení objektu hydrocyklonu, je v koneãném stadiu jeho souãástí. Hydrocyklon slouÏí k procesu oddûlování okují od doprovodn˘ch neãistot a vody. V dal‰ím textu se omezíme jen na vût‰í studnu. G E O LO G I C K É P O D M Í N K Y Geologick˘m prÛzkumem bylo na staveni‰ti zji‰tûno pût vrstev. Do hloubky 2,5 m byly naváÏky a následovala vrstva charakteristická pro kunãické staveni‰tû – vrstva ra‰eliny do hloubky 3,7 m, dále asi 0,2 m mocná vrstva jílovité hlíny a pod ní hlinitopísãit˘ ‰tûrk o mocnosti 4 m sahal do hloubky 7,7 m. Tato vrstva je nositelem spodní vody jejíÏ ustálená hladina byla zji‰tûna v hloubce 5,3 m. Od úrovnû –7,7 m byl naraÏen ‰ed˘ aÏ modro‰ed˘ jíl neogénního pÛvodu, kter˘ se na kunãickém staveni‰ti nalézá v mocné vrstvû. Sporadicky se v nûm vyskytují spodní vody. V hloubce cca 30 m byly zji‰tûny jílovce. PrÛzkum stanovil následující geostatické hodnoty: • pro hlinitopísãité ‰tûrky: γ = 1900 kgm–3, γef = 900 kgm-3, Edef = 145 MPa, ϕef = 36°, ID = 0,68 /ulehlé/ • pro jíly: γ = 1970 kgm–3, Edef = 10 MPa, ϕu = 0°, cu = 80 kPa, ϕef = 14°, cef = 15 kPa. Geologick˘ prÛzkum poskytnul téÏ v˘sledky penetraãní zkou‰ky. Pevnostní charakteristiky jílÛ, ve kter˘ch bylo provedeno spou‰tûní, zaznamenaly poklesy pevnosti v místech pfiítomné vody. Jejich pevnost do hloubky úmûrnû stoupala. PR ACOVN Í P OSTU P Pracovní postup spou‰tûní byl navrÏen do ãtyfi zábûrov˘ch fází. V první fázi byl proveden v˘kop otevfiené jámy na úroveÀ budoucí roviny pro spou‰tûní. V˘kop byl proveden nejdfiíve do hloubky 3,5 m pfii svahování 60°, ve druhém zábûru do hloubky 7,7 m pfii svahování 45° a na rozhraní obou zábûrÛ byla zfiízena terénní lavice v ‰ífii 600 mm. V˘‰ky zábûrÛ v˘kopÛ byly podfiízeny poloze základov˘ch spar okolních plo‰nû zakládan˘ch objek-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Obr. 1 Bfiit studny Fig. 1 Cutting edge

tÛ. ÚroveÀ pro zahájení spou‰tûní byla zvolena na rozhraní horizontu ‰tûrkÛ a jílÛ, coÏ umoÏnilo jímání spodních vod ze ‰tûrkÛ, které se nacházely nad jíly. Odvodnûní stavební jámy a zaloÏení studny bylo druhou fází postupu. Za tím úãelem byla po obvodû jámy zfiízená drenáÏní obvodová kanalizace prÛmûru 150 mm a ãtyfii jímací ‰achtice z perforovan˘ch ocelov˘ch trub prÛmûru 900 mm, které slouÏily jako v˘paÏnice vrtÛ v jílech a stahovaly sporadickou vodu, kterou jíly nesly. Trouby byly zaraÏeny do hloubky 11 m. V této fází byla zaloÏena praÏcová rovnanina na ‰tûrkopískovém pol‰táfii o tlou‰Èce 500 mm. Poãet praÏcÛ byl urãen poÏadavkem na kvalitu pol‰táfie, kter˘ byl poÏadován na únosnost 250 kPa. Pol‰táfi byl provádûn po vrstvách a byla u nûj pfiedepsána prÛkazná zkou‰ka únosnosti. Napûtí pod praÏci ãinilo 211,4 kPa. Rovnanina byla sestavena z osmi kusÛ praÏcÛ ve skupinách po ãtyfiech praÏcích. Celkem bylo poloÏeno 256 kusÛ praÏcÛ. Na praÏce byl postaven ocelov˘ bfiit lehké konstrukce. Vedle hlavního úkolu bfiitu pro spou‰tûní, plnil i úlohu bednûní pro Ïelezobetonovou konstrukci bfiitu. Na praÏce

1/2003

17

STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES

Obr. 2 Horní v˘ztuÏ dna vût‰í studny Fig. 2 Upper brace of the bottom of the larger caisson

silovû pÛsobil ve dvou místech a to úhelníkem vysazen˘m 8 mm pfied vlastní líc bfiitu a sloupky, kter˘mi bylo nutno bfiit podepfiít na vnitfiní stranû stûny studny. PraÏec byl dimenzován jako prost˘ nosník s pfievisl˘mi konci. Dubové praÏce vyhovûly. Sloupkoví vyhovûlo ze dfieva mûkkého dimenze 160 x 160 mm o rozteãi 650 mm. Postupné odstraÀování praÏcÛ bylo písemnû popsáno, neboÈ pfiedstavuje nebezpeãí, a to zejména u praÏcÛ posledních, kdy je tfieba si pomoci i lany a taÏn˘mi mechanizmy. Návod vychází z nutnosti pfiísnû dodrÏovat zásadu symetrického postupu pfii odstraÀování praÏcÛ i pfii dal‰ích postupech odebírání zeminy pod bfiitem. ·tûrkopískov˘ pol‰táfi byl zvolen jako zaruãující základová vrstva. Hlinitopísãité ‰tûrky zvodnûlé neskytaly záruku bezpeãného zaloÏení studny. Ocelov˘ bfiit byl v nejspodnûj‰í partii opatfien úhelníkem pfiivafien˘m na leÏat˘ profil U300. Ten tvofiil bezprostfiední styãnou spáru s podkladem po odstranûní praÏcÛ. Plocha spáry je rozhodující pro stanovení pravdûpodobnosti, Ïe studna podhrabáváním bude klesat. Vnitfiní ocelov˘ plech byl navrÏen ve vodotûsném provedení (obr. 1). Ve tfietí fázi byl vyztuÏen a vybetonován bfiit a stûny studny navrÏené z vodostavebného betonu B30-HV8 s jednou pracovní spárou asi uprostfied v˘‰ky spou‰tûné stûny objektu s vloÏen˘m plechov˘m pásem. Pro hlavní v˘ztuÏ byla pouÏita ocel 10 425 a 10 335 pro tfimínkovou v˘ztuÏ. V˘kresy pro nároãné vyztuÏení bfiitu, stûn a pozdûji sloÏitého dna (obr. 2) zahrnovaly i detaily stykování v˘ztuÏe a pohledy na stûny s rozmístûním spon mezi v˘ztuÏí pfii obou povr‰ích. Studna klesala rovnomûrnû aÏ na kótu –17,55 m. TûÏení 18

B

Obr. 3 Vnitfiní bednûní spodní ãásti spou‰tûné studny Fig. 3 Inside formwork of the lower part of the drop caisson

zeminy bylo provádûno bagrem umístûn˘m v ose studny do nádob, které byly vytahovány vûÏov˘m jefiábem. âtvrtá fáze spoãívala v zastavení poklesu studny jejím uzavfiením dnem. Dal‰í pokles studny byl zastaven pfiekáÏkou, kterou tvofiily ãtyfii patky z prostého betonu B20 rozmûrÛ 1,5 x 1,5 m a tlou‰Èce 0,6 m. Patky byly provedeny v pfiedstihu a byly dÛleÏité i pro pfiesnou v˘‰kovou polohu studny a tím celého objektu. Tvar dna byl nároãn˘ na v˘kopové i betonáfiské práce. Nároãnost byla dána poÏadovan˘m tvarem dna – komol˘ jehlan s ‰estnáctiúhelníkovou základnou a lichobûÏníkov˘mi stûnami. V˘kop na úroveÀ –24,45 m v jílech pod úhlem 45° umoÏÀoval relativnû pfiesné svahování. Pfiesto pro dodrÏení pfiísn˘ch tolerancí byla pro podkladní beton navrÏena plechová lichobûÏníková konstrukce, která jednak mohla b˘t stabilizována na zeminû podsypem ãi podloÏením a jednak spojením na stycích byl proveden pfiedpoklad pro pfiesné provedení podkladního betonu dna a vlastní desky dna. Vodorovná plocha podkladních betonÛ v úrovni bfiitu byla provedena po stabilizaci studny a pfiedstavovala vhodnou manipulaãní plo‰inu pro následující betonáÏ dna. Po dokonãení v˘kopu dna bylo je‰tû v ose studny zfiízeno jímání pfiípadn˘ch spodních vod pfii realizaci konstrukce dna, a to ze ‰esti betonov˘ch skruÏí prÛmûru 1 m. Celková stabilita studny a tím celého objektu byla je‰tû zaji‰tûna stabilizaãním Ïelezobetonov˘m prstencem v horní úrovni stûn vlastní studny. Tento Ïelezobetonov˘ prstenec chrání objekt i proti pfiípadnému vztlakovému zvednutí. Mohutn˘ Ïelezobetonov˘ pfiechod, vedle ETON

• TEC

H NOLOG I E

pevnostního poÏadavku definitivnû zachytit velké zemní tlaky, utûsÀuje i spoj dna a stûn, coÏ je ji‰tûno i jiÏ zmínûn˘m poÏadavkem na vodotûsnost vnitfiního oplechování bfiitu (obr. 2). S TAT I C K ¯ V ¯ P O â E T Pro stanovení hustoty praÏcÛ pod bfiitem studny byla spoãítána hmotnost bfiitu, stûn studny a pravdûpodobné praÏcové rovnaniny. Z tohoto stálého zatíÏení bylo vypoãteno kontaktní napûtí pod praÏci a stanoveny podmínky pro ‰tûrkopískov˘ pol‰táfi. Pro bfiit byl zvolen v˘poãtov˘ souãinitel γf = 1,3 a pro Ïelezobetonové konstrukce normou doporuãen˘ γf = 1,1. Kontaktní napûtí pod skupinou praÏcÛ ãinilo 160 kPa. Pol‰táfi byl navrÏen na únosnost Rdt = 250 kPa. Bylo tfieba se pfiesvûdãit o únosnosti praÏcÛ. Bfiit a podpûry bfiitu byly zavedeny jako pÛsobi‰tû sil a tedy reakce proti zatíÏení kontaktním napûtím pod praÏcem, zavedeného do v˘poãtu jako rovnomûrné zatíÏení. V˘poãet prostého nosníku s pfievisl˘mi konci, jako tuhé konstrukce, byl dostaãující pro krátkodobé pÛsobení tohoto stavu. Napûtí v ohybu bylo porovnáno s hodnotou Rfd = 12,5 MPa a byl navrÏen dubov˘ Ïelezniãní praÏec první jakostní tfiídy. Sloupky podporující bfiit vy‰ly ze dfieva mûkkého v rozmûrech 160 x 160 mm. Stav po odstranûní praÏcÛ byl rozhodující pro zji‰tûní zda studna bude klesat. Ke statickému posudku tohoto stavu byly vyuÏity pevnostní charakteristiky [1]: pro ‰tûrk Rd = 3000 kPa a pro tuh˘ jíl 500 kPa. Pod bfiitem pfii ‰ífii 308 a délce 1000 mm vy‰lo napûttí 1427 kPa < 3000 kPa, coÏ signalizovalo, Ïe odebíráním zeminy pod bfiitem bude studna klesat, tj. zabofiovat se. Je tfieba uváÏit rozdûlení hodnot napûtí po

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

Obr. 4 Vnûj‰í bednûní spodní ãásti spou‰tûné studny Fig. 4 Outside formwork of the lower part of the drop caisson

pol‰táfii, aby nenastal skokov˘ pokles studny, kter˘ b˘vá doprovázen lámáním praÏcÛ i jejich ustfielováním, coÏ je nebezpeãné pro zde pohybující se pracovníky. Pfii tlou‰Èce pol‰táfie 500 mm, zhutnûného na 250 kPa a symetrickém odnímání praÏcÛ, skok nenastal a studna se nenaklonila do nebezpeãné polohy. (Stalo se to u obdélníkové studny pfii stavbû jímky ve válcovnû Vítkovick˘ch Ïelezáren.) Dále bylo nutno pfiesvûdãit se v˘poãtem, Ïe studna bude v jílu podhrabáváním klesat. Hodnoty pro napûtí plá‰Èového tfiení jsme nalezli opût v [1]: pro mûkk˘ jíl σ = 5 aÏ 10 kPa, pro tuh˘ jíl 10 aÏ 20 kPa, pro ‰tûrk 10 aÏ 20 kPa a pro ‰tûrk s pískem 35 kPa. V na‰em pfiípadû ‰lo o hodnoty ‰tûrkového pol‰táfie a o hodnoty jílÛ. Bude-li teoretické napûtí ze zemního tlaku men‰í, neÏ napûtí z hmotnosti sil plá‰Èového tfiení, pak bude studna podhrabáváním klesat. To je i kritérium pro dimenzování stûn studny a podmínky postupu práce. Je teoretická moÏnost korekce zátûÏe vlastní nebo pfiidanou hmotností studny. Naopak není vhodné pfiipustit rychlé a snadné klesání, neboÈ vzniká nebezpeãí potíÏí pfii zastavení a stabilizaci studny. V kaÏdém pfiípadû se doporuãuje provedení obdobn˘ch patek pro zastavení studny a její pfiesnou polohu. U pojednávané studny byly nejvût‰í hodnoty zemního tlaku σz = 1427 kPa a nejmen‰í σz = 327 kPa < Gz = 3000 kPa, coÏ signalizovalo tendenci stálého klesání a zastavení poklesu bylo provedeno zhotovením jiÏ zmínûn˘ch ãtyfi patek. Pro posuzování tûchto stavÛ se zavádí stavy rozhodující na rozhodujících v˘‰kov˘ch úrovních. Pro dimenzování stûn je v‰ak tfieba zavést plné hodnoty zemního tlaku vãetnû úãinkÛ s pfiitíÏením okolních staveb. Tu se projeví v˘hoda hranaté konstrukce studny, neboÈ u kruhové studny by bylo pfiitíÏení okolních staveb neurãitû postiÏitelné. Bfiit studny byl posouzen jako konzola vyloÏená z masivní stûny studny. Po odstranûní praÏcÛ se projeví klínov˘ úãinek na bfiit tlakem zeminy na ze‰ikmenou plochu bfiitu, kterému musí bfiit odolat. O konzole bylo nutno se pfiesvûdãit, zda se nejedná o pfiípad krátké konzoly. Posouzení bylo provedeno jen z rozmûrÛ bfiitu (podle obr. 25 normy). O krátkou konzolu se B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

nejednalo. Ve svislém smûru byla hlavní opûrná plocha urãena plochou bfiitu. Opût bylo vyuÏito pevnostního údaje prof. BaÏanta hodnotou σ = 3000 kPa. Pfii celkové hmotnosti studny vãetnû bfiitu (G = 43 921 kN) a obvodu O = 90,296 m ãinil mûrn˘ tlak 486,42 kNm–1 a ten by se mûl, pfii soustfiedûné pevnosti podloÏí σ = 3000 kPa, teoreticky projevit na délce bfiitu l = 486,42/3000 = 0,162 m. Bylo tedy moÏno stanovit moment svislé silové sloÏky na bfiit, Msv = 486,42 x 0,375 = 182,41 kNm.m–1. Vût‰í silovou sloÏku ãinil zevnitfiní zemní tlak, kter˘ byl urãen pro dva stavy jílovité zeminy. Pro jíly mûkké a jíly pevné. Hodnoty vedly na v˘sledné maximální statické hodnoty: Mz = 571,25 kNm.m–1 a posouvající sílu Qz = 699,59 kNm–1. ·ikm˘ zemní tlak byl rozloÏen na svislou a vodorovnou sloÏku pro oba pfiípady a z nich byly stanoveny statické veliãiny. Na tyto hodnoty byl bfiit dimenzován na ohyb a smyk a pro vnûj‰í pÛsobení z momentÛ a posouvajících sil ze zemního tlaku. Je zajímavé, Ïe smyková v˘ztuÏ nebyla nutná, byla v‰ak navrÏena a realizována (obr. 1). Stûny studny byly posouzeny na zemní tlak jako uzavfiené rámy. Zemní tlak byl poãítán pro prstence po dvou metrech se zapoãtením vlivÛ ze zatíÏení okolních staveb. Byly vypoãteny aktivní zemní tlaky i tlaky zeminy v klidu. Pfiedpokládalo se nulové tfiení mezi plá‰tûm a zeminou. Stanovení zemních tlakÛ po dvoumetrov˘ch prstencích mûlo pfiednost v tom, Ïe byl získán pfiehled o pÛsobení tlakÛ na konstrukci nad koneãnou polohou studny pro

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

dimenzování tûchto konstrukcí. Ty byly zasypány dodateãn˘m zásypem, pro které byly stanoveny geofyzikální podmínky. Byly dÛleÏité i pro stanovení Chaudiho konzoly. Pro dimenzování plá‰tû studny musel b˘t zapoãten pln˘ aktivní zemní tlak. Ten pÛsobí jako stálé zatíÏení i po ukonãení stavby. Pfii spou‰tûní ãinil nutnou rezervu i pro pfiípad naklonûní studny. Jak bylo zmínûno, stûny studny byly navrÏeny s jednou pracovní spárou a bylo nutno vyhodnotit statické veliãiny pro optimální dimenzování stûn. To umoÏnil pfiehled o statick˘ch veliãinách získan˘ch z rámÛ dvoumetro-

1/2003

Obr. 5 V˘ztuÏ stûny nad bfiitem Fig. 5 Reinforcement of the wall above the cutting edge

19

STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES Obr. 6 Simulace dna studny programem FEAT Fig. 6 Simulation of the caisson bottom by sw FEAT

v˘ch prstencÛ, pfii kter˘ch bylo moÏno zavádût i zatíÏení z rÛzn˘ch zatûÏovacích pfiípadÛ zatíÏení stûn i zatíÏení na povrchu. Statické veliãiny i následné dimenzování stûn bylo provedeno programem FEAT verze 4.03. Ze statick˘ch veliãin byly vybrány pro dimenzování rámové prstence se stfiedními hodnotami statick˘ch veliãin a na tyto hodnoty byla dimenzována oboustranná vodorovná v˘ztuÏ fixovaná po v˘‰ce stûn svislou v˘ztuÏí z profilu V20. Vodorovná rámová v˘ztuÏ byla navrÏena pfieváÏnû z profilu V32 a vycházela ve spodním zábûru ve dvou vrstvách. Bylo dbáno, aby Ïelezáfiské práce byly pfiehledné a v˘ztuÏ proto byla osazována maximálnû v rozteãi 150 mm. Stûny pfii v˘‰ce prÛfiezu 1,8 m nevyÏadovaly u této deskové konstrukce smykovou v˘ztuÏ. Pfiesto bylo vyuÏito hlavnû prutÛ vykr˘vajících nároÏní momenty k pfievedení na smykovou v˘ztuÏ. Vzájemná poloha vzniklé síÈové v˘ztuÏe byla fixována sponami. Ve v˘kresové dokumentaci bylo vykresleno její umístûní a tím i hustota (obr. 5). Obr. 7 ¤ez jímkami Fig. 7 Section view of cofferdams

Dno studny plnilo dvû funkce. Vedle uzavfiení dna studny a tím její definitivní stabilizace, mûlo i funkci technologickou. Byl poÏadován tvar komolého kuÏele, kter˘ byl dohodnut na ‰estnáctibok˘ obrácen˘ komol˘ jehlan, coÏ usnadnilo stavební práce. Po statické stránce bylo dno posouzeno na boãní zemní tlak a svislé zatíÏení z kontaktního napûtí. I chování takto prostorovû sloÏité konstrukce bylo moÏno simulovat programem FEAT (obr. 6). ·ikmé desky dna byly navrÏeny v tlou‰Èce 1200 mm, vodorovná deska dna byla dimenzována v tlou‰Èce 1300 mm. Do dna je kotven technologick˘ ocelov˘ velkoprÛmûrov˘ válec, kter˘ zároveÀ nese ocelovou plo‰inu na nulové kótû (±0,000 m). Ocelová konstrukce válce umoÏnila navrÏení ocelového stropu rozumn˘ch rozmûrÛ, neboÈ rozdûlila rozpon 27,4 m zhruba na tfii díly (obr. 7). Strop musí b˘t navrÏen na zatíÏení drapákem, kter˘m se tûÏí okuje. Pozornost byla vûnována koutu na styku bfiitu a dna. Kout byl staticky fie‰en jako samostatn˘ prstenec na maximální úãinky zemního tlaku. Funkãnû uzavírá pfiechod mezi stûnami a dnem a musel b˘t navíc vodotûsn˘.

Z ÁV ù R Dvû spou‰tûné studny v závodû Minihutû v Nové huti Kunãice byly pro projekci i realizaci mimofiádnû sloÏit˘mi stavbami, jeÏ vyÏadovaly znaãnou dávku odvahy. Pfii nemoÏnosti rozepfiení stûnami nebo alespoÀ prÛvlaky byly jejich pÛdorysné rozmûry i hloubka mimofiádn˘mi. Díky peãlivému návrhu a detailní pfiípravû pfii spou‰tûní nenastaly komplikace. Zkou‰ka vodotûsnosti byla provedena pfii plné provozní zátûÏi a byla úspû‰ná. Pro moÏnost obdobného návrhu poskytujeme nûkterá doporuãení. Návrh dimenzí stûn studny se provede rozvahou, aby tûleso studny po odstranûní praÏcové rovnaniny mûlo tendenci klesat. To je ov‰em podmínûno kvalitním geologick˘m prÛzkumem. Je pfiíhodné, aby geologick˘ profil vykazoval homogenní vrstevnatost. Pfiítomnost balvanÛ ãi návrh studÀového zakládání ve velmi sklonit˘ch terénech se sklonit˘m geoprofilem není vhodn˘. V geologickém prÛzkumu nesmí scházet informace o spodních vodách a geofyzikální hodnoty zemin musí b˘t v˘sledky laboratorních vyhodnocení. Prvofiadou veliãinou je hmotnost stûn. Ta je dána tvarem studny a velikostí zemního tlaku, ze kterého vyplyne i prvotní návrh dimenze stûn. Vhodn˘ tvar studny je, nemÛÏe-li b˘t kruhov˘, ãtverec ãi obdélník o málo se li‰ících stranách.. Zkosení rohÛ je vítáno. Je dÛleÏité pfiedbûÏné vykreslení studny, aby se dostavil inÏen˘rsk˘ pocit, Ïe dimenze studny pro detailní návrh i pro vlastní spou‰tûní jsou pravdûpodobnû vhodné. VyztuÏení stûn navrhnout pfii obou povr‰ích stûn a nepodcenit návrh smykové v˘ztuÏe. Vlastní dokumentaci vûnovat ve‰kerou péãi. Na pfiíkladu je patrno, Ïe i v souãasné dobû technického pokroku je studÀové zakládání vhodnou metodou. Literatura: [1] BaÏant Z.: Zakládanie stavieb, 1987 [2] Bradáã J.: Základové konstrukce, 1994

Ing. Pavel Tománek Pasteurova 4, 703 00 Ostrava 3 Ing. Milan Vyvleãka Vrázova 22, 703 00 Ostrava 3

20

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

SANACE REHABILITATION

BUDOVA MÁNES

A SRPNOVÁ POVODE≈ V ROCE 2002 "MANES" BUILDING AND HIGH FLOOD IN AUGUST 2002 M I LO S L AV N O V OT N ¯ Památkovû chránûná budova Mánes v Praze stojí v rameni Vltavy mezi Masarykov˘m nábfieÏím a Slovansk˘m ostrovem. Spodní stavba objektu, mostní konstrukce a souãasnû pevn˘ jez, byla dÛkladnû opravena v roce 1996. PovodeÀ v roce 2002 nosné konstrukce a stabilitu objektu nenaru‰ila. The listed building of Mánes in Prague, stands is in the channel of Vltava river between Masaryk’s Embankment and Slavic Isle. Its substructure, which is a bridge and fixed weir simultaneously, went through a thorough repair in 1996. The catastrophic floods in summer 2002 did not affect the structure and stability of the building. Velká voda bûhem katastrofální povodnû v srpnu roku 2002 v povodí fieky Vltavy a následnû podél toku Labe provûfiila technick˘ stav mnoha staveb, stav jejich nosn˘ch a základov˘ch konstrukcí a vydala „vysvûdãení“ projektantÛm, stavitelÛm i majitelÛm tûchto staveb. Chyby v projektu, realizaci i v provozu (údrÏbû) stavby byly pfiíãinou mal˘ch i vût‰ích ‰kod na objektech, v nejhor‰ím pfiípadû i jejich destrukce. Jednou ze staveb, která zkou‰ku povodní absolvovala v˘bornû, je památkovû

Obr. 1 Situace objektu s vyznaãením jímek v dobû sanace Fig. 1 Situation of the structure with marked cofferdams at the time of the reconstruction

chránûná budova praÏského Mánesu. Stojí pfiímo v fieãi‰ti Vltavy a vydrÏela pfiedev‰ím proto, Ïe její souãasn˘ vlastník, Nadace âeského fondu umûní, nechal v roce 1996 provést dÛkladnou opravu spodní stavby. HISTORIE BUDOVY Budova Mánes byla postavena v Praze ve tfiicát˘ch letech minulého století nedaleko Národního divadla pfiímo u historické vodárenské ·ítkovské vûÏe mezi dne‰ním Masarykov˘m nábfieÏím a Slovansk˘m ostrovem, naz˘van˘m téÏ Îofín. Realizace stavby vyvolala mnoho polemik, protoÏe umístûní stroze konstruktivistické architektury na toto místo byl odváÏn˘ ãin. Stavebník, Spolek v˘tvarn˘ch umûlcÛ Mánes, i v˘znamn˘ ãesk˘ architekt Otakar Novotn˘ odvahu mûli. Dnes patfií budova mezi v˘znamné praÏské památky. Spodní stavbu objektu tvofií mostní konstrukce podtékaná ramenem Vltavy. Jejími nosn˘mi prvky jsou podélné stûny, které vytváfiejí ãtyfii prÛtoãné kanály, první tfii smûrem od nábfieÏí jsou vedle sebe, ãtvrt˘ nej‰ir‰í je oddûlen prostorem za ·ítkovskou vûÏí. Stûny jsou z prostého betonu a jejich roz‰ífiená spodní ãást tvofií základ uloÏen˘ na fiíãních sedimentech. Na protivodní stranû objektu jsou mezi stûnami slabû vyztuÏené nízké pfiíãné betonové stûny, které mají funkci pevného jezu. V˘‰ka pfielivné hrany odpovídá nedalekému ·ítkovskému jezu a voda ze spoleãné jezové zdrÏe pfies tuto hranu pfiepadá do kanálÛ, kter˘mi vytéká do pravobfieÏního ramene Vltavy (obr. 1). Spodní stavba je tedy nejen stavbou mostní, ale také hydrotechnickou.

tech budování socialismu naprosto zanedbána údrÏba. AÏ po roce 1989 majitel, Nadace âeského fondu umûní, pfiistoupil k zji‰tûní stavu a následnû k provedení opravy (sanace). Vycházel pfiitom z obavy, Ïe pfiípadná povodeÀ by znamenala pro celou budovu velké nebezpeãí. Návrh sanace vycházel z prohlídek spodní stavby, které se uskuteãnily za normálního prÛtoku vody kanály. O pÛvodní dokumentaci objektu se nedalo opfiít, protoÏe se nedochovala. Vizuální ohledání stavu betonov˘ch konstrukcí nad hladinou vody pfiineslo pouze neúplné údaje Obr. 3 Struktura a pfiíklad naru‰ení betonÛ nosn˘ch stûn Fig. 3 Structure and a sample of damaged concrete of load-bearing walls

S A N AC E S P O D N Í S TAV BY O B J E K T U Jako u mnoha jin˘ch objektÛ a staveb byla u objektu Mánes a pfiedev‰ím u jeho spodní stavby – mostního objektu – v leObr. 2 V˘moly pode dnem kanálÛ Fig. 2 Scours below the bottom of canals B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

21

SANACE REHABILITATION pro návrh sanace. Lokálnû byla zji‰tûna znaãná eroze betonu, stûny byly nejvíce naru‰eny v oblasti hladiny protékající vody a celá viditelná plocha vykazovala vût‰í nebo men‰í míru poru‰ení. Zji‰tûné trhliny ukazovaly na naléhavost sanace (degradace povrchové vrstvy i hloubkové rozru‰ení betonu). Také stûny pevn˘ch jezÛ vykazovaly naru‰ení a jez ve ãtvrtém kanále byl utrÏen od boãních stûn. To hlavní v‰ak zji‰tûno nebylo – jak˘ je stav v‰ech konstrukcí ponofien˘ch pod vodou. Nesystematick˘ prÛzkum potápûãi prokázal pouze pravdûpodobné po‰kození dna kanálÛ, které bylo ãásteãnû zakryto naplaveninami. Provedené zji‰tûní stavu konstrukcí nelze nazvat stavebnû-technick˘m prÛzkumem (diagnostikou) objektu, kter˘ by mûl pfiedcházet návrhu sanace. Pro objekt to v‰ak paradoxnû mûlo pozitivní pfiínos. Cena pfiedpokládané sanace urãená na základû v˘sledkÛ vefiejné obchodní soutûÏe byla pro majitele objektu pfiijatelná a sanace byla v roce 1996 zahájena. Následovalo v‰ak mnoho problémÛ, které vznikly v okamÏiku provedení a vyãerpání beranûné jímky. Nejprve bylo nutno sanovat tryskovou injektáÏí ãást Ïofínské nábfieÏní zdi pfiiléhající k budovû. Pfii ãerpání jímky se zjistilo, Ïe mnoÏství vody podtékající tuto zeì neumoÏÀuje vyãerpání jímky. Po vyãerpání jímky se ukázalo daleko vût‰í poru‰ení spodní stavby objektu vykazuje, neÏ se pfiedpokládalo: • Dna v‰ech kanálÛ byla celkovû naru‰ená, v nûkter˘ch místech probûhla jejich úplná destrukce. Hlavní poruchy byly zji‰tûny v místû dopadu vodního paprsku za pevn˘mi jízky. Pod úrovní chybûjícího dna byly lokální v˘moly o objemech aÏ nûkolika metrÛ krychlov˘ch, které zasahovaly i pod nosné stûny (obr. 2). • Voda odnesla z podzákladí jemné souãásti, a to nejen vlivem turbulentního

Obr. 4 Podchycení základÛ tryskovou injektáÏí Fig. 4 Underpinning of foundations using jet grouting

proudûní ve v˘molech, ale pfiedev‰ím z dÛvodu intenzivního podtékání základÛ a pevn˘ch jízkÛ vodou proudící z jezové zdrÏe propustn˘mi sedimenty dna Vltavy. • Byly identifikovány dal‰í, i znaãnû nebezpeãné, trhliny v nosn˘ch konstrukcích, napfi. nosná stûna mezi prvním a druh˘m kanálem byla prasklá v celém profilu a trhlina se smûrem nahoru rozevírala, coÏ spoleãnû se stavem podzákladí signalizovalo ohroÏení stability. • V nosn˘ch stûnách byly zji‰tûny dutiny, místy skoro na celou jejich ‰ífiku. ObnaÏená struktura betonu vykazovala rÛznorodost pouÏitého kameniva (pravdûpodobné vyuÏití místní suroviny – obr. 3). DÛsledkem zji‰tûn˘ch skuteãností bylo vydání havarijního v˘mûru stavebním úfiadem, vystûhování objektu, urychlené provedení dodateãného prÛzkumu (vrty pro zji‰tûní úrovnû základové spáry a dutin pod ní, lokalizace dutin pod dnem kanálÛ, zji‰tûní kvality betonÛ stûn) a zpracování dokumentace roz‰ífiené sanace objektu. Sanaãní práce byly podle havarijního v˘mûru zahájeny neprodlenû, sloÏitá jednání v‰ak pokraãovala, protoÏe znaãné zv˘‰ení rozsahu prací v prÛbûhu realizace znamená vÏdy komplikace. Návrh a provedení sanace objektu byly jiÏ popsány [1]. Zde je proto uveden pouze struãn˘ v˘ãet proveden˘ch prací: • vyplnûní v˘molÛ ve dnû betonem B30, • odstranûní zbytkÛ staré kamenné dlaÏby dna kanálÛ, • oãi‰tûní a otryskání betonové desky dna (nacházela se pod kamennou dlaÏbou) vysokotlak˘m vodním paprskem, • nízkotlaká injektáÏ dutin zji‰tûn˘ch kontrolními vrty pod deskou dna i pod nosn˘mi stûnami, • podchycení nosn˘ch konstrukcí tryskovou injektáÏí (obr. 4), po jejich dokonãení byl obnoven v budovû provoz, • clona vytvofiená tryskovou injektáÏí pfied pevn˘mi jízky k zabránûní podtékání

Obr. 5 Nahromadûné pfiedmûty byly odstraÀovány jefiábem, aby se zabránilo ucpání kanálÛ Fig. 5 Gathered objects were carried away by the crane to prevent canals from blocking

22

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

objektu a vyplavování pískov˘ch zrn z podzákladí, • provedení nového Ïelezobetonového dna kanálÛ (deska tlou‰Èky 200 mm byla za pevn˘mi jízky zesílena na 400 mm), nová deska byla trny spojena s existujícím dnem a po obvodû se stûnami, souãástí desky jsou i protivztlakové otvory s filtrem, • sanace pevn˘ch jízkÛ (z dÛvodÛ stanoviska orgánÛ památkové péãe byl jejich tvar ponechán, i kdyÏ neodpovídají souãasn˘m hydrotechnick˘m poÏadavkÛm – chybí tlumení kinetické energie pfiepadající vody), • injektáÏ trhlin nosn˘ch stûn polyuretanov˘mi pryskyfiicemi Webac, • celková sanace nosn˘ch stûn – otryskání degradovaného betonu vysokotlak˘m paprskem, nástfiik reprofilaãní smûsi Sika 103 (tl. 20 mm), ruãní nataÏení reprofilaãní smûsi Sika 133 (tl. 10 mm), závûr tvofiila stûrka hmotou Sika 107 (tl. 4 mm), která mûla zajistit hladk˘ a trvanliv˘ povrch. PouÏití tûchto hmot pfiedcházela série zkou‰ek pfiímo na stavbû (ovûfiení kvality podkladu, zkou‰ky soudrÏnosti apod.). (PÛvodnû mûly b˘t stûny sanovány vrstvou stfiíkaného betonu tl. 100 mm vyztuÏenou sítûmi, ale ze strany památkové péãe byl vznesen poÏadavek na zachování pÛvodních rozmûrov˘ch proporcí konstrukcí.) Základní pouãení, Ïe sanaci objektu by mûla pfiedcházet systematická profesionálnû provedená diagnostika stavu konstrukcí, která poskytne podklady pro technické fie‰ení i obchodní vztahy, bylo opût ovûfieno praxí. Je ov‰em pravdou, Ïe u vodohospodáfisk˘ch staveb je sanace konstrukcí, které se nacházejí pod hladi-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

SANACE REHABILITATION

Obr. 6 Pohled na zadní (povodní) stranu v dobû, kdy se blíÏila kulminace povodnû, 14. 8. 2002 Fig. 6 View of the back (downstream) side shortly before the flood culmination, August 14, 2002

nou vody, vÏdy ve znaãné mífie krokem do neznáma. OBJEKT MÁNES

V PRÒBùHU

2002 PrÛbûh povodnû je zachycen na vybran˘ch snímcích (obr. 5 aÏ 8). Hlavní rizika, která znamenala povodeÀ pro objekt, byla následující: • Znaãná kinetická energie proudící vody vyvolala nejprve namáhání dna kanálÛ pfiepadem vody za pevn˘mi jízky a následné tlakové proudûní zahlcen˘mi kanály mohlo vytvofiit v˘moly za objektem (pokud by bylo poru‰eno dno, tak i pod základy objektu). • Splaveniny a velmi hmotné uná‰ené pfiedmûty naráÏely do konstrukcí a odíraly sanované povrchy ãel kanálÛ a stûn; souãasnû ucpávaly kanály a zpÛsobovaly nerovnomûrn˘ prÛtok jednotliv˘mi kanály. Pozdûji, kdyÏ voda zaãala protékat okny sálÛ v suterénu budovy, ucpávaly uná‰ené pfiedmûty protékané okenní otvory. • Po zahlcení kanálÛ pÛsobil objekt jako pfiekáÏka v toku. Není jasné, jak s touto moÏností poãítal pÛvodní projekt. • Kolem základÛ ·ítkovské vodárenské vûÏe mûla proudící voda znaãnou rychlost, coÏ mohlo zpÛsobit podemletí základÛ. Základy vûÏe byly na‰tûstí také podchyceny tryskovou injektáÏí souãasnû se sanací spodní stavby objektu Mánes. Stav objektu po opadnutí vody byl posouzen soudním znalcem, kter˘ konstatoval, Ïe neshledal známky poru‰ení, které by ukazovaly na ztrátu stability, a prohlásil, Ïe objekt lze pouÏívat k pÛvodnímu úãelu

A PO POVODNI V SRPNU

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

bez omezení. Bylo zji‰tûno pouze jedno místo men‰ího rozsahu, které vyÏaduje opravu (toto místo nebylo pfiedmûtem sanace v r. 1996). Z dal‰í prohlídky, provedené pouze ze bfiehu, vyplynulo, Ïe uná‰ené pfiedmûty naráÏející do ãel a stûn kanálÛ nezpÛsobily v˘razné po‰kození. Sanovan˘ povrch prokázal znaãnou odolnost. Z ÁV ù R Lze konstatovat, Ïe prostfiedky vloÏené do sanace spodní stavby objektu Mánes, byÈ byly vy‰‰í, neÏ se pÛvodnû poãítalo, se majiteli mnohonásobnû vyplatily, neboÈ sanací byl zachránûn v˘znamn˘ památkovû chránûn˘ objekt. Bez ní by objekt povodeÀ v srpnu 2002 s nejvût‰í pravdûpodobností nepfieÏil. PovodeÀ konstrukci objektu nezpÛsobila Ïádné ‰kody, nepoãítáme-li nepodstatné, víceménû estetické závady – stopy po nárazech pfiedmûtÛ uná‰en˘ch vodou (pouze místnû otluãené hrany konstrukcí na protivodní stranû). Ukázalo se, jak je dÛleÏité provádût fiádnou údrÏbu, pravidelnou diagnostiku, opravy a sanace základov˘ch a nosn˘ch konstrukcí objektÛ, které jsou ohroÏeny povodnûmi. Souãasné technologie a materiálová základna sanací v˘raznû napomáhají zv˘‰it odolnost staveb i pro tak mimofiádné povodÀové prÛtoky, jaké se vyskytly v roce 2002. Obdobná sanace spodní stavby (základÛ a prÛtoãn˘ch kanálÛ) byla je‰tû v posledních letech reálného socialismu provedena, díky âeské vûdecko-technické spoleãnosti, u objektÛ stojících na Novotného lávce. Také tyto objekty, z hlediska spodní stavby, pfiestály povodeÀ dobfie. U dvou v˘znamn˘ch vodohospodáfisk˘ch dûl, VD Orlík a VD Slapy, byly v po-

Obr. 7 PovodeÀ kulminuje, voda protéká i sály v suterénu, 14. 8. 2002 Fig. 7 Flood is culminating, water is flowing through halls in the basement, August 14, 2002

sledních deseti letech provedeny sanace v˘varÛ a jajich betonov˘ch konstrukcí a ãásteãné úpravy koryta za v˘vary. Mimofiádné prÛtoky a kinetická energie pfiepadající vody zpÛsobily velké ‰kody. Pod pfiehradou Orlík byl podemlet bfieh a strÏena pfiíjezdová komunikace k elektrárnû. Nová oprava bude nutná, je v‰ak jisté, Ïe provedená sanace zabránila je‰tû vût‰ím ‰kodám a pfiispûla k zaji‰tûní bezpeãnosti pfiehrad bûhem povodní. Pozn.: Sanace v ãlánku zmínûn˘ch staveb byly realizovány nûkdej‰í firmou Vodní Stavby Praha, a. s.

Literatura: [1] Lébr P., Novotn˘ M.: Sanace spodní stavby objektu Mánes, ãasopis Sanace betonov˘ch konstrukcí, roãník IV, ãíslo 4/1996 Ing. Miloslav Novotn˘ Metrostav, a. s., divize 5 Na Zatlance 13, 150 00 Praha 5 tel.: 251 015 583, fax.: 251 015 575 e-mail: [email protected]

Obr. 8 PovodeÀ doznívá, 20. 8. 2002 Fig. 8 Flood is finishing, August 20, 2002

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

23

SANACE REHABILITATION

OPRAVA V¯VARU SPODNÍ V¯PUSTI VD LES KRÁLOVSTVÍ REPAIR OF THE WATER CUSHION OF THE BOTTOM OUTLET, HYDRAULIC STRUCTURE LES KRÁLOVSTVÍ P AV E L S V AT O · Hledání pfiíãin opakovaného po‰kození dna v˘varu VD. Návrh a realizace úprav jeho tvaru tak, aby se po‰kození dále neopakovala. Causes of the repeated damage of the bottom part of the water cushion in the hydraulic structure were sought. The repair of its shape was designed and built so that the damage could not repeat any more. V˘stavba vodního díla (VD) Les Království na Labi byla zapoãata v roce 1910 a probíhala intenzivnû do roku 1914, dokonãena v‰ak byla aÏ v roce 1919. Jedná se o tíÏnou hráz zdûnou z lomového kamene. Gravitaãní hráz o max. v˘‰ce 41,7 m a délce v korunû 224 m je vyzdûna z pískovce na trasocementovou maltu (obr. 1). V letech 1952 aÏ 1959 bylo pfiistoupeno ke generální opravû. Souãástí opravy byla rekonstrukce ‰lemové v˘pusti o prÛmûru 600 mm na v˘raznû kapacitnûj‰í spodní v˘pust o prÛmûru 2000 mm s návodním tabulov˘m a provozním segmentov˘m uzávûrem. Dále byl postaven nov˘ v˘var s mohutnou levobfieÏní opûrnou zdí a pravou dûlící zdí, která oddûluje v˘var spodní v˘pusti od v˘varu pod korunov˘mi pfielivy (obr. 2). Celková délka v˘varu byla 40 m, ‰ífika ve dnû 9,3 m a hloubka 4 m. V roce 1988 byla zji‰tûna na plo‰e cca 30 m2 porucha dna v˘varu o hloubce aÏ 2 m, která byla sanována betonáÏí pod vodou se spotfiebou témûfi 120 m3 betonu. V roce 1990 byla ve stejném místû Obr. 1 VD Les Království Fig. 1 HS Les Království

24

B

znovu zji‰tûna porucha dna. Tentokrát byla sanace provedena pod ochranou jímky znovuzfiízením dlaÏby do betonu na kamenném zásypu. Potápûãsk˘ prÛzkum proveden˘ po povodních v roce 1997 zjistil opût poruchu dna v˘varu na plo‰e témûfi 50 m2 a hloubce aÏ 2,6 m. Na velikost poruchy a rychlost jejího zvût‰ování mûl vliv i fakt, Ïe Ïulové kopáky z dlaÏby dna, které se do v˘molu s jeho zvût‰ováním postupnû propadaly, rotovaly vlivem proudící vody po obvodu v˘molu a vytloukaly jeho stûny i dno. Opakovaní poruchy stejného charakteru s progresivní tendencí vedlo k pochybnostem, zda pÛvodnû navrÏené parametry v˘varu jsou dostateãné k tlumení kinetické energie v˘tokového paprsku od segmentového uzávûru. Excentricky situované vyústûní potrubí spodní v˘pusti, v kombinaci s jeden metr vysok˘m svisl˘m stupnûm ve dnû v˘varu podporujícím zpûtné proudûní vody, tyto pochybnosti je‰tû zesilovalo. P ¤ Í P R AV N É P R ÁC E Zmínûné úvahy vedly k rozhodnutí posoudit souãasné parametry v˘varu na modelu. Model v mûfiítku 1 : 40 byl vytvofien na katedfie hydrotechniky Stavební fakulty âVUT v Praze. Na základû v˘sledkÛ modelového v˘zkumu bylo doporuãeno prohloubení dna v˘varu o 2,1 aÏ 5 m. Na proveden˘ modelov˘ v˘zkum navázalo zpracování zadávací studie. Pfiedpokladem pro volbu nejvhodnûj‰ího fie‰ení, které by zajistilo provoznû spolehliv˘ a stabilní stav v˘varu v oblasti dna, bylo odstranûní pfiíãiny vzniku opakující se poruchy. Kinetickou energii v˘tokového paprsku bylo moÏno utlumit tfiemi zpÛsoby. Rozbitím v˘tokového paprsku pfiímo u provozního uzávûru zmûnou jeho konstrukce (napfi. v˘mûna za rozstfiikovací uzávûr), rozbitím v˘tokového paprsku pfied jeho dopadem na dno (vybudováním rozraÏeãÛ) nebo zmûnou parametrÛ v˘varu tak, aby utlumení energie bylo zaji‰tûno hydraulicky vhodn˘m tvarem v˘varu. Byla vybrána tfietí varianta spojená s prohloubením dna v˘varu o 2,5 m. Z hlediska stavebního uspofiádání byla zvaÏována a staticky posouzena tfii moÏnéá fie‰ení: ETON

• TEC

H NOLOG I E

• „vana“ z vyztuÏeného betonu, • „polorám“ z vyztuÏeného betonu, • prosté podbetonování zdí v˘varu s obnovením opevnûní dna kamennou dlaÏbou. Po zváÏení jednotliv˘ch fie‰ení byla vybrána „vana“ z vyztuÏeného betonu. Jedná se o Ïelezobetonovou konstrukci vloÏenou mezi stávající zdi pÛvodního v˘varu (obr. 3). Tento zpÛsob vyÏadoval sníÏení ‰ífiky v˘varu ve dnû o 2,4 m, nebylo tv‰ak fieba provádût v˘lom pod základy obou boãních zdí. Pfies tuto skuteãnost bylo po provedení pfiepoãtÛ stability navrÏeno zaji‰tûní obou zdí pomocí kotev. Jejich poãet, délka a dal‰ích parametry byly urãeny na základû podrobnûj‰ího geologického prÛzkumu, kter˘ ovûfiil tvar a rozmûry obou stávajících zdí v˘varu, kvality betonÛ, geologickou stavbu a prÛbûh vrstev hlavních hornin a stanovil geotechnické vlastnosti jednotliv˘ch hornin. Z prÛzkumu a studia dokumentace bylo stanoveno, Ïe „zdravé pikrity“ jsou za pravou zdí na kótû 290,5 m n. m. a za levou zdí na kótû 293,5 m n. m. V závûreãné zprávû bylo doporuãeno statické zaji‰tûní obou zdí pomocí kotev s kofienem ve zdravém pikritu, ‰etrné provádûní v˘lomu bez poru‰ení horniny za rubem v˘lomu, odvodÀování v˘lomu a zmonolitnûní desky dna v˘varu s horninov˘m masivem tak, aby bylo do budoucna co nejvíce omezeno riziko vzniku vztlakov˘ch sil. R E A L I Z AC E S TAV BY Stabilitní v˘poãty potvrdily nutnost zajistit zdi proti pfieklopení a betonovou konstrukci prohloubeného dna v˘varu proti vztlakov˘m silám. Îelezobetonová vana je silnû armována u obou lícÛ. Síla desky dna ve vodorovné, sestupné i vzestupné ãásti je 1 m z Ïelezobetonu HV4 T50 B20. Stejn˘ beton byl pouÏit i na stûny. Koruna stûn mûla b˘t dle návrhu obloÏena kamenn˘mi kvádry zapu‰tûn˘mi do dráÏky v pÛvodním obkladu. Pro finanãní nároãnost, obtíÏnou manipulaci s tûÏkou mechanizací v ‰patnû pfiístupném prostoru a moÏnost vypadnutí kvádrÛ do v˘varu pfii vytluãení spár dopadajícím v˘tokov˘m paprskem, bylo od obkladu upu‰tûno. Jako náhradní materiál splÀující, z hlediska sv˘ch vlastno-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

SANACE REHABILITATION

Obr. 2 Pohled z koruny hráze Fig. 2 View from the dam crest

stí a reálnosti technologie provádûní, dané poÏadavky, byl pfiijat návrh zhotovitele beton HV4 T50 B20. Pro zlep‰ení odolnosti proti mechanickému po‰kození byla jako plnivo ve vrcholové ãásti vany zavázané do pÛvodního zdiva pouÏíta korundová drÈ. BetonáÏ byla provedena nepfietrÏitû bez pracovní spáry. Oproti pÛvodnímu fie‰ení byl tak odstranûn nejslab‰í ãlánek nové konstrukce v˘varu. Nerovnosti v˘lomu byly srovnány podkladním betonem B20 o minimální tlou‰Èce 100 mm. Pro odvedení prÛsakov˘ch vod byla pod podkladním betonem zfiízena soustava drénÛ uloÏen˘ch ve ‰tûrkovém obsypu a sveden˘ch do ãerpací studny. Dno i stûny v˘varu jsou kotveny do skalního podloÏí soustavou ocelov˘ch kotev délky 2,9 m a prÛmûru 24 mm vkládan˘ch do vrtÛ hloubky 2 m vyplnûn˘ch rozpínavou zálivkou. Boãní stûny minimální tlou‰Èky 0,8 m mají líc ve sklonu 5:1, jsou silnû armované a v horní ãásti jsou zapu‰tûné do vybourané dráÏky hloubky 0,5 m a v˘‰ky 0,4 m v pÛvodním obkladním zdivu. Pracovní spára mezi deskou dna a zdmi je zaji‰tûna tûsnícím pásem. Celková spotfieba v˘ztuÏe byla cca 13 t a betonu cca 300 m3. Pfiípravné práce byly zahájeny v fiíjnu 1998. PÛvodní pfiístupová cesta konãila za prahem pod vyústûním obtokov˘ch tunelÛ. Bylo tfieba zfiídit pfiejezd pfies práh a provizorní pfiemostûní v místû vyústûní levého obtokového tunelu. Dále k v˘varu byl pfiíjezd korytem fieky. V˘var byl zajímkován dvojitou nasazenou jímkou s jílovou v˘plní. Po vyãerpání v˘varu bylo B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

v první fiadû provedeno statické zaji‰tûní obou zdí v˘varu pomocí pramencov˘ch kotev. Na základû statick˘ch v˘poãtÛ bylo navrÏeno stabilizovat levou opûrnou zeì ‰esti kusy dvojpramencov˘ch kotev délky 10 m s kofienovou ãástí délky 3 m ve zdravém pikritu zaji‰tûnou injektáÏí cementovou smûsí. Subtilnûj‰í pravá dûlící zeì je zaji‰tûna téÏ ‰esti kusy dvojpramencov˘ch kotev o celkové délce 15 m s kofienovou ãástí délky 3 m ve zdravém pikritu rovnûÏ zaji‰tûnou injektáÏí cementovou smûsí. Po zatvrdnutí cementové injektáÏe kofienÛ byly kotvy aktivovány na sílu 200 kN. V levé zdi bylo zfiízeno je‰tû ‰est kusÛ vrtan˘ch drénÛ prÛmûru 100 mm v úrovni 292,9 m. n. m pro sníÏení hladiny podzemní vody za rubem zdi. Po vylámání stavební jámy na projektovanou hloubku byly zfiízeny kotvy dna i stûn betonové vany proti vztlakov˘m silám. Následnû bylo provedeno armování dna vãetnû osazení ãerpací studny. Po betonáÏi vodorovné ãástí dna byly zhotoveny armatury jeho sestupné a vzestupné ãásti. Jejich betonáÏ ve sklonu 1:1,2 byla provedena bez pouÏití bednûní s navázáním na pÛvodní dlaÏbu dna. Boãní stûny byly betonovány do systémového bednûní a ve své horní ãásti zavázány do dráÏek vybouran˘ch v pískovcovém obkladním zdivu. Po vybourání dna na projektovanou úroveÀ se objevily prÛsaky ze stûn v˘lomu. Proto bylo nutno, mimo hlavní projektované drény prÛmûru 150 mm, pfied betonáÏí dna svést nûkteré silnûj‰í soustfiedûné v˘vûry ze stûn pomocn˘mi drény do drénÛ hlavních a dále do ãerpací studny. Investor poÏadoval horní hranu dráÏky pro zavázání zdí betonové vany rovnou bez zálomÛ. Pfied bouráním bylo tfieba kamenn˘ obklad v místû dráÏky profiíznout a teprve potom bourat pneumatick˘m náfiadím. Pro zaji‰tûní správného tvaru horní ãásti boãních betonov˘ch stûn (má polomûr zakfiivení 0,5 m) byly vyrobeny speciální bednící plechové dílce, které v kombinaci se systémov˘m bednûním zajistily pfii betonáÏi tvarovou pfiesnost. Na obou zdech byly instalovány mûfiiãské body pro mûfiení svisl˘ch a vodorovn˘ch posunÛ. Základní mûfiení bylo provedeno 21. fiíjna 1998. Celkem bylo provedeno osm etap mûfiení. Vyhodnocení mezietapov˘ch i celkov˘ch posunÛ v obou smûrech potvrdilo, Ïe navrÏená opatfiení pro zaji‰tûní stability obou zdí splnila svou funkci.

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Obr. 3 Betonová vana Fig. 3 Concrete tank

Z ÁV ù R Správnost fie‰ení a kvalita provedení byla podrobena zkou‰ce v bfieznu roku 2000. Pfii povodni bylo dosaÏeno nejvy‰‰í úrovnû hladiny v nádrÏi od dob v˘stavby a bylo nutno pouÏít spodní v˘pust pfii plném otevfiení segmentového uzávûru. PrÛtok pfievádûn˘ spodní v˘pustí pfiekraãoval 60 m3s–1. Vizuálním srovnáním proudûní v prostoru v˘varu pfied a po úpravû bylo potvrzeno, Ïe do‰lo ke znaãnému zlep‰ení odtokov˘ch pomûrÛ. Ovûfiení stavu betonÛ potápûãsk˘m prÛzkumem provedené v kvûtnu 2000 potvrdilo správnost technického fie‰ení z hlediska zlep‰ení hydraulick˘ch pomûrÛ i volby materiálu. Betony v oblasti pracovních spár, v plochách i v místech zavázání do pÛvodního zdiva byly témûfi v pÛvodním stavu.

1/2003

Ing. Pavel Svato‰ Povodí Labe, s. p. Víta Nejedlého 951, 500 03 Hradec Králové 3 tel. 495 088 111, fax: 495 411 452 e-mail: [email protected], www.pla.cz

âinnost Subjekt investor Povodí Labe, s. p. experiment. v˘zkum na modelu Katedra hydrotechniky Stavební fakulty âVUT v Praze zadávací studie VD-TBD, a. s., Praha geologick˘ prÛzkum SG Geotechnika, a. s. prov. projekt. dokumentace Aquatis realizace stavby Vodní stavby, a. s., div. Chomutov statické zaji‰tûní Zakládání staveb ovûfiovací potápûãsk˘ prÛzkum Profi Brno

25

SANACE REHABILITATION

BETON V V PRAZE

N E JSTAR·ÍC H VLTAVSK¯C H MOSTEC H A POVODNù CONC R ETE I N TH E OLDEST VLTAVA B R I DG ES IN PRAGUE AND FLOODS

ORI T S I H

E

A N T O N Í N S E M E C K ¯, JAN ZEMÁNEK V ãlánku jsou popsány poãátky uÏití betonu v nejstar‰ích mostech pfies Vltavu v Praze, dÛvody a zpÛsob jeho pouÏití. The beginnings of the application of concrete in the oldest bridges over the Vltava river in Prague, reasons and ways of a new technology are described in the article. Velká voda v srpnu roku 2002 mostÛm v praÏské kotlinû v˘raznû neublíÏila. Co se jí ale podafiilo, bylo zamy‰lení nad historií staveb mostÛ v Praze. Souãástí zamy‰lení nutnû je i otázka, kde a kdy vznikla potfieba vyuÏití betonu v mostním stavitelství. Odpovûì se dá nejlépe vystopovat v archivu a pfii vyhodnocování sond pfii opravách kamenn˘ch mostÛ. Pomûrnû dobfie je zdokumentováno období oprav tûsnû po povodni v roce 1890, kdy velká voda strhla dne 4. záfií ãást Karlova mostu. ¤eka opakovanû prokázala svou sílu, aby znovu na‰la, jako jiÏ nûkolikrát v historii, nejslab‰í místo ve statice mostu. Oãit˘ svûdek této tragické události popisuje dûj slovy: ,,Vidûl jsem padat kusy klenby do jeãících vln a mohu fiíci, Ïe ãinil v˘jev ten podobn˘ dojem, jakoby kfiehk˘ led následkem umûlého tepla kácel se v rozkacené proudy vln“. Torza mostu kaÏd˘ den pfiipomínala praÏanÛm katastrofu. Proto bylo nutno rychle jednat a dne 19. záfií byla ustavena

odborná komise, která po opadnutí vody provedla jiÏ ve dnech 23. aÏ 26. záfií ohledání v‰ech pilífiÛ. U fiady z nich zkonstatovala, Ïe jsou ãásteãnû po‰kozeny a podemlety. Dno fieky mezi pát˘m a ‰wst˘m pilífiem bylo aÏ 6 metrÛ pod normální hladinou vody (obr. 1). To dokazovalo, jak siln˘ proud pÛsobil na mûlce zaloÏené pilífie, které teì trãely z rozvalin a dalo se pouze odhadnout, co se událo pfied zborcením kleneb. V následujících t˘dnech bylo pfiedloÏeno nûkolik variant oprav od té nejkrajnûj‰í, která nabízela místo tfiech obloukÛ a dvou pilífiÛ dva smûlé oblouky klenuté z nového ‰tíhlého pilífie, aÏ po repliku pÛvodního mostu. Co vedlo tehdej‰í inÏen˘ry k tûmto úvahám? MÛÏeme se domnívat, Ïe jedna

Obr. 1 V˘fiez z „Generelního plánu mostu Karlova v Praze“ s vyznaãením tvaru dna pfied a po povodni roku 1890 a úpravou zaloÏení pilífiÛ 5 a 6, archiv TKS Fig. 1 Section of the General Plan of Charles Bridge in Prague with the marked form of the bottom before and after the flood in September 1890, and the reconstruction of the foundations of piers 5 and 6

zku‰enost tu zajisté byla. A to se zaloÏením mostu Palackého (1876 aÏ 1878), kter˘ se v té dobû mohl v Praze pochlubit prvenstvím v pneumatickém zakládání na kesonech. PrÛmyslov˘ rozvoj Smíchova donutil praÏany doplnit jiÏ stávající vltavské mosty o novou spojnici rozvojové pfiedmûstské oblasti s vlastní Prahou. Potom, co zvítûzila kamenná varianta, pfiistoupili stavitelé k zaloÏení mostu na kesonech, uÏívanému v té dobû jiÏ v Anglii a v âechách v Ústí nad Labem ãi Dûãínû. Îelezné kesony byly spu‰tûny v druhé polovinû roku 1876, aby se po postupném zakousnutí do dna zastavily v ulehl˘ch ‰tûrcích v prÛmûrné hloubce 7,5 metru od bûÏné hladiny. Obr. 2 Pohled na KarlÛv most bûhem opravy pilífiÛ 5 a 6 v roce 1892 [2] Fig. 2 View of Charles Bridge during the reconstruction of piers 5 and 6 in 1892 [2]

26

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

SANACE REHABILITATION VraÈme se zpátky ke Karlovu mostu. Zku‰enost s pneumatick˘m zakládáním rozhodla o vítûzné variantû, která umoÏÀovala vytvofiit ‰tíhlej‰í pilífie a zachovat tak poãet obloukÛ. Pilífie byly zúÏeny o jeden metr, aby se dosáhlo zvût‰ení prÛtoãného profilu a estetick˘ vjem byl zachován. (AlespoÀ pro ty, ktefií na most hledí z obou bfiehÛ pod ‰ikm˘m úhlem). Bylo rozhodnuto zaloÏit kaÏd˘ ze dvou po‰kozen˘ch pilífiÛ na dvou kesonech. Stavba byla zadána po nabídkovém fiízení, k nûmuÏ byla poskytnuta lhÛta pouhé tfii nedûle [2] maìarské firmû G. Gregersen a synové z Budape‰ti, tedy firmû cizí, coÏ bylo kritizováno jako nevlasteneck˘ ãin. Podmínky zadaní (obr. 3) byly na dne‰ní dobu nezvykle pfiísné. Z dochovan˘ch archivních materiálÛ pro pfiedstavu ãtenáfiÛ uvádíme nûkolik paragrafÛ v pÛvodním znûní: … § 8. Kdyby podnikatel pfied úpln˘m dokonãením stavby zemfiel, pfiechází ve‰kerá práva a povinnosti z této smlouvy na jeho dûdice, aã jestli by obec PraÏská neuznala smlouvu zru‰iti a práci jinak zadati. Bylo-li by dûdicÛ více, budou tito povini bûhem 8mi dnÛ po úmrtí podnikatele spoleãného oprávnûného plnomocníka PraÏské obci jmenovati by témuÏ patfiiãné rozkazy, t˘kající se stavby mostu mohly b˘ti vydány – jinak by v‰em kteréObr. 5 Pohled na KarlÛv most pfie mobilní protipovodÀové zábrany pfii povodni v srpnu 2002, foto autor Fig. 5 View of Charles Bridge over the mobile flood defence during the flood in August 2002

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

mukoliv z nich dodány b˘ti mohly s právoplatn˘m úãinkem. Nechtûl-li by nikdo z dûdicÛ v dûdictví se uvázati aneb nebyl-li z nich nikdo plnolet˘m, je obec PraÏská oprávnûna, doÏádati si na pozÛstalostí podnikatelovu kuratora, jemuÏ by ve‰keré stavby se t˘kající pfiípisy byly doruãovány. Kdyby podnikatelstvím byla spoleãnost více osob a jeden ze ãlenÛ zemfiel, nestává ve smlouvû Ïádn˘ch zmûn a ve‰kerá práva a závazky zemfielého pfiecházejí na dûdice. V pfiípadu, kdyby jen jedinému podnikateli rekonstrukce mostu Karlova mûla b˘ti svûfiena a t˘Ï by zemfiel, ponechává si obec právo bûhem 14 dnÛ po úmrtí podnikatelovû smlouvu dûdicÛm vypovûdûti. Uvalením konkurzu na jmûní podnikatelovo pomine ihned (okamÏitû) právní platnost uzavfiené s ním smlouvy. Je-li naproti tomu podnikatelstvem spoleãnost více osob a na jmûní jednoho z ãlenÛ uvalen byl konkurs, zÛstává uzavfiená smlouva dále v platnosti. … §12. Kdyby podnikatel po úsudku dozorãí komise práci dle podmínek nekonal neb kdyby dodával látky jiné jakosti (‰patnûj‰í) neÏ-li podmínkami jest pfiedepsáno, neb kdyby provádûl práce liknavû, nebo kdyby se ukázalo, Ïe by pro provádûní svûfiené práce byl neschopen a práci samotnou tím zbyteãnû protahoval (ãímÏ by ov‰em nastal nepfiízniv˘ pomûr mezi vykonanou prací a pro‰lou jiÏ lhÛtou) nebo kdyby koneãnû podnikatel práci zastavil, neb jinak proti podmínkám jednal, takÏe by se dalo pfiedpokládati, o ãemÏ rada mûstská sama rozhodne, Ïe by stavba dokonãila se pozdû, je

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Obr. 3 Titulní strana Návrhu podmínek pro zadání opravy Karlova mostu z roku 1890, archiv TKS Fig. 3 Title page of the Proposal of Conditions for the Design Development Document of the Repair of Charles Bridge as of 1890, TKS archives

obec PraÏská oprávnûna dal‰í stavbu jinému zadati na úãet podnikatele. Podnikatel jest povinen ve‰keré obci PraÏské z jednání toho vze‰lé útraty ihned nahraditi, jakoÏ i obec PraÏská bude oprávnûna hojiti se v takovém pfiípadû na jeho zaslouÏeném poÏadavku za vykonanou jiÏ práci – neb koneãnû na jeho kauci a celém jeho jmûní. Po dokonãené stavbû sloÏí se celkov˘ úãet a eventualnû vze‰lé diference oproti oferované sumû povinen bude podnikatel zaplatiti ze svého. … Kesony byly dodány v období od 25. záfií do 10. prosince roku 1891. Nejprve

1/2003

Obr. 4 Dobová ilustrace [1] Fig. 4 Historical illustration [1]

27

SANACE REHABILITATION

Obr. 6 Pohled na Most Legií pfii povodni v srpnu 2002, foto autor Fig. 6 View of the Legions Bridge during the flood in August 2002

Obr. 7 V˘fiez z v˘kresu návodního pilífie I „Mostu Mikulá‰ského v Praze“ (nyní âechova mostu) vyplnûného betonem, archiv TSK Fig. 7 Section of the drawing of the upstream pier I of the Nicholas Bridge in Prague (currently âech_s Bridge) filled with concrete, TSK archives

byl spu‰tûn ke dnu protivodní, aby byl následnû doplnûn druh˘m. Po osazení kesonu do pfiipraveného loÏe po vytûÏení hrub˘ch kamenÛ, pfiistoupilo se k betonáÏi jeho stropu, na nûmÏ byl následnû vyzdíván budoucí pilífi (obr. 4). A právû zde v první zmínce o pouÏití betonu pfii zakládání mostních pilífiÛ v fiece, se objevuje sloÏení betonu a popis postupu betonáÏe. PrÛbûÏn˘m podhrabáváním bfiitu kesonu klesal pilífi centimetr po centimetru (ve ‰tûrkovém materiálu dosahovalo se pfii spou‰tûní kesonÛ v˘konÛ 50 aÏ 84 cm za 24 hodin [2]) do hloubky osmi metrÛ pod normální hladinu vody. To byla hloubka, se kterou byly zku‰enosti ze zaloÏení Palackého mostu. Co vedlo tehdej‰í stavitele k tomu, Ïe dále pokraãovali v tûÏbû se mÛÏeme pouze domnívat. Mohly to b˘t obavy o stabilitu základu v ulehl˘ch ‰tûrcích nebo komerãní aspekty. Jedno je v‰ak jisté, Ïe tento i vedlej‰í pilífi jsou pevnû zakotveny do skalnatého podloÏí. Dozorãí komise totiÏ rozhodla, Ïe keson poté, co rozfiízl vrstvu jílÛ, profiízl mûkkou bfiidlici a zastavil se v pevn˘ch silursk˘ch vrstvách, sestoupí je‰tû o dal-

‰ích 65 centimetrÛ do pevné kompaktní skály, na úroveÀ 9,3 m pod normální hladinu vody – stejn˘m zpÛsobem byl novû zaloÏen i druh˘ pilífi. Za toto rozhodnutí mÛÏeme na‰im pfiedkÛm jen a jen dûkovat, neboÈ to by mohl b˘t jeden z dÛvodÛ, proã tento most obstál pfii leto‰ních povodních. Po posouzení základové spáry bylo pfiistoupeno k betonáÏi komory. Zde bychom opût nechali promluvit kronikáfie, neboÈ tento popis se nedá lépe vyjádfiit. ,,Nejdfiíve vybetonuje se kolem konzol tzv. banguet ãili laviãka a pak ve stupních koncentricky se betonuje blíÏe a blíÏe v˘bûÏné ‰achty. Beton ve vrstvách jiÏ hotov˘ch musí velmi pozornû se pûchovat pod strop, aÏ celá pracovní komora vytvofiuje homogení tûleso.“ Co pfiedcházelo tento zjednodu‰en˘ popis je téÏ dobfie zdokumentováno a to v archivní korespondenci [1]. Je obdivuhodné, jak kaÏd˘ detail kontraktu je popsán, aby podnikatel, kter˘ zvítûzil v soutûÏi, nemohl ani o píì vyboãit ze smluvních podmínek. Je obdivuhodné, jak koneãná faktura za dílo s detailním popisem poloÏek a postupÛ je proloÏená ãervenou tuÏkou komisafie s cílem prokázat koneãnou úsporu. Právû zde je zdroj informací o detailním popisu sloÏení a zpracování betonové smûsi. Nejlépe kdyÏ opût promluví historie: ,,Pfied pfiípravou betonu musí b˘t ‰tûrk peãlivû oãi‰tûn a zbaven v‰ech pfiimísen˘ch neãistot, coÏ docílí se prohozením na prohazovaãkách a praním. Poté pfiipraví se smûs uveden˘ch pomûrÛ do zvlá‰tních karbÛ, zde se stejnomûrnû rozetfie, promíchá a pak se teprve pfiidáním vody a neustál˘m mícháním v tûstovit˘, maltou stejnû propracovan˘ útvar pfievede. Pfiitom se Ïádá, by kaÏd˘ kámen byl maltou obalen. V tomto stádiu se zapoãne beton v mal˘ch, nejv˘‰e 15 centimetrÛ vysok˘ch (pokud velikost nemusí b˘t men‰í), vrstvách naná‰et a fiádnû pûchovat, aÏ se pfiirozenou vlhkostí zaãne potit a aÏ tedy dosáhl fiádné vazivosti.“ Obr. 8 Pohled na âechÛv most pfii povodni v srpnu 2002, foto autor Fig. 8 View of âech_s Bridge during the flood in August 2002

28

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

SANACE REHABILITATION Obnova zfiícené ãasti mostu byla dokonãena 19. listopadu 1892 [2]. Pfii toulkách dûjinami vltavsk˘ch mostÛ nemÛÏeme pominout jeden z nejhezãích kamenn˘ch mostÛ u Národního divadla. Jeho historie je pohnutá zvlá‰tû proto, Ïe poznamenala nejeden osud mostních inÏen˘rÛ. I tento most pro‰el nároãn˘m v˘bûrem ocelov˘ch a kamenn˘ch variant, aby ke stavbû byla doporuãena nabídka kamenn˘ch obloukÛ pod názvem „Budoucnost“ autorÛ Ing. JanÛ, Ing. Soukupa a arch. Bal‰ánka. Stavba mostu byla zahájena na jafie roku 1898 a provádûla ji stejná budape‰Èská firma jako opravu Karlova mostu pfied ‰esti roky. Opûry byly zaloÏeny na dfievûn˘ch pilotách svázan˘ch betonovou deskou. Pilífie v fiece jsou zaloÏeny opût na kesonech opfien˘ch do skalnatého podloÏí. I z této doby se zachovaly vzácné rukopisy, z kter˘ch si dovolíme citovat: ,,Beton budiÏ zhotoven z dobfie tluãeného ostrohranného ‰tûrku (buì davelského nebo pfiípadnû ze ‰tûrku Ïulového nebo z bránické cinkávy), písku a nejlep‰ího tuzemského cementu. ·tûrk hraban˘, z povrchu skal pocházející, se vyluãuje. Beton cementov˘ zhotoví se z jednoho dílu (dle objemu) cementu, tfií dílÛ písku a pûti dílÛ ãistého ‰tûrku, nemajícího více jak tfii centimetry v prÛmûru.“ Pro pfiehlednost pfiipomínáme, Ïe beton tohoto sloÏení byl

VELETRÎNÍ

pouÏit do základu opûr a v˘plnû komory kesonu vãetnû jeho stropu. Kamenné pilífie byly vyzdûny z lomového kamene s obvodovou Ïulovou ochranou. Zajímavé je srovnání pracovních pomûrÛ pfii zakládání mostÛ. Na tomto mostû se v kesonu pracovalo nepfietrÏitû, po ‰estihodinové smûnû následovalo ‰est hodin odpoãinku. Na Palackého mostû, stavûném o ãtvrt století dfiíve, se také pracovalo v ‰estihodinov˘ch smûnách, ale po té následovalo osmnáct hodin odpoãinku [2]. Technick˘ pokrok se zde tedy uskuteãÀoval dosti bezohlednû. Procházku po praÏsk˘ch mostech, kde byl beton jako stavební materiál pouÏit zatím pouze jako v˘plÀ kesonÛ, zakonãíme mostem Svatopluka âecha, kter˘ mu dne 17. dubna 1907 poloÏením závûrného kamene do pilífie za pfiítomnosti Franti‰ka Josefa II, vdechnul Ïivot. Most má smûlé ocelové oblouky a je bohatû vyzdoben bronzov˘mi sochami, které se na protivodní stranû mírnû naklánûjí proti proudu a jako by se nadãasovû staly i symbolem poslední povodnû. Stavba tohoto mostu dala vyniknout nejen ãesk˘m projektantÛm, architektÛm a sochafiÛm ale i nûkolika místním odborn˘m firmám. Vzhledem k pfiedpokládanému znaãnému namáhání pilífiÛ od obloukÛ s minimálním vzepjetím, byly jejich dfiíky vyplnûny betonem (obr. 7) s tuhou v˘ztuÏí. Oba pilífie jsou zaloÏeny na kesonech.

PALÁC V

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Literatura: [1] Soukup J.: Zpráva o rekonstrukci mostu Karlova, 1892, archiv TSK [2] Fischer J., Fischer O.: PraÏské mosty, Academia, Praha 1985

Ing. Jan Zemánek e-mail: [email protected] Ing. Antonín Semeck˘ e-mail: [email protected] oba: Technická správa komunikací hl. m. Prahy Za Ïensk˘mi domovy 3122, 150 00 Praha 5 fax: 257 313 107

PRAZE–HOLE·OVICÍCH

Budova byla postavena podle projektu Oldfiicha Tyla a Josefa Fuchse v letech 1925 aÏ 1929. Do roku 1951 se zde konaly vzorkové veletrhy, pozdûji palác slouÏil jako sídlo nûkolika podnikÛ zahraniãního obchodu. V roce 1974 tuto v˘raznou funkcionalistickou stavbu zniãil poÏár. Její rekonstrukci pfiedcházelo dlouhé období prohlídek, ‰etfiení, mûfiení, zkou‰ení a zpracovávání rÛzn˘ch expertních posudkÛ s cílem zjistit skuteãn˘ rozsah ‰kod na Ïelezobetonové nosné konstrukci. Zpoãátku ani nebylo zfiejmé, co v‰echno uvnitfi hofielo a shofielo, tedy jak vysoké teploty zatûÏovaly konstrukci. Po letech bylo rozhodnuto, Ïe objekt bude po rekonstrukci vyuÏívat Národní galerie. V projektu rekonstrukce zniãeného objektu se tedy musel libereck˘ atelier SIAL vypofiádat s v˘raznû vy‰‰ím zatíÏením, neÏ bylo pÛvodní. Podafiilo se a od roku 1995 jsou opraveném a upraveném paláci umístûny sbírky moderního a souãasného umûní NG. Na to, jak projekt i vlastní rekonstrukce probíhala, co v‰e k tomu bylo tfieba pfiipravit a zpracovat, budou vzpomínat autofii v nûkterém z pfií‰tích ãísel ãasopisu. redakce B

Pfii letních povodních (srpen 2002) do‰lo opût k v˘raznému vym˘lání dna koryta fieky, zvlá‰tû v oblasti pilífiÛ, a nejvíce tam, kde proudnice nabíhaly ‰ikmo na jejich profil, napfi. u Karlova mostu (obr. 5). To jsou zatím nejslab‰í místa ve stabilitû spodních staveb, s následn˘m vlivem na statiku nosn˘ch konstrukcí mostÛ. Zvlá‰tû po povodních v minulém roce je zfiejmé, Ïe je nutné se zamûfiit na roz‰ífiûní a prohloubení znalostí o chování fieky ve vltavském korytû. Jak naznaãují projektové zámûry protipovodÀov˘ch stûn a zdí, koryto fieky je postupnû usmûrÀováno do pfiedem urãeného profilu, kde spodní stavby star˘ch mostÛ hrají v˘znamnou roli. A právû tady zvedáme prst.

• KONSTR

U KC E

Foto: Nov˘ O., âeská architektonická avantgarda, Prostor, s. r. o., Praha 1998

• SANAC

E

1/2003

29

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES

OPEV≈OVÁNÍ

B¤EHÒ POMOCÍ TEXTILNÍHO BEDNùNÍ REVETMENT OF BANKS USING TEXTILE FORMWORK

PAV E L L E B R OpevÀování a sanace bfiehÛ betonem v textilním bednûní. Dosavadní v˘sledky a v˘hled pouÏití. Revetment and reconstruction of banks with concrete in the textile formwork. Upto-date results and prospective application. Základním prostfiedkem pro opevnûní bfiehÛ vodoteãí a nádrÏí je vak z technické textilie se‰it˘ takov˘m zpÛsobem, Ïe po naplnûní betonem má tvar ploché desky s v˘raznû profilovan˘m povrchem. Tyto vaky se velmi dobfie pfiizpÛsobují jakémukoliv tvaru opevÀovaného povrchu (obr. 1). SlouÏí nejen pro opevnûní bfiehÛ, ale také jako v˘plÀ lokálních poruch zpÛsoben˘ch tekoucí vodou, jako prostfiedek pro zesílení nosn˘ch betonov˘ch konstrukcí a pfii rÛzn˘ch jin˘ch opravách hydrotechnick˘ch staveb. KONSTRUKCE

TEXTILNÍHO

BEDNùNÍ

Pro textilní bednûní se pouÏívají textilie vysoké pevnosti, propustné a s filtraãní schopností. Bednûní je se‰ito ze dvou textilií do plochého vaku, obû jeho stûny jsou navíc spojeny v pravidelném ãtvercovém rastru tak, Ïe po naplnûní betonem pfiipomínají matraci (obr.2). Povrch této „betonové matrace“ tvofií pravidelné boule podobné dlaÏbû z „koãiãích hlav“ (obr.3).

Beton v matraci je také moÏné vyztuÏit ocelovou v˘ztuÏí. Textilní bednûní vyrábí tuzemsk˘ v˘robce a jeho kapacita mÛÏe pokr˘t poÏadavky i na akce velkého rozsahu. Základní ‰ífika bednûní je 1,3 m, ale je moÏné objednat i vût‰í ‰ífiky. Délka bednûní není omezená, z praktick˘ch dÛvodÛ by v‰ak nemûla pfiekroãit 20 m. KaÏd˘ vak textilního bednûní má nejménû dva jednoduché samouzavírací plnicí otvory pro ústí násypky nebo hadice ãerpadla na beton. Po vytaÏení plnicího prvku z naplnûného bednûní se plnicí otvor vaku samoãinnû a spolehlivû uzavfie bez pouÏití jak˘chkoliv nástrojÛ nebo pomocn˘ch materiálÛ. K plnûní textilního bednûní se mÛÏe pouÏít bûÏn˘ beton s kamenivem do 22 mm. Vût‰inou se v‰ak dává pfiednost kamenivu s men‰ím zrnem, zpravidla do 16 mm. Stûny textilního bednûní odfiltrují pfiebyteãnou vodu, ale nepropustí cement ani kamenivo. Odfiltrováním pfiebyteãné vody se beton na styku s textilií obohacuje cementem a tvrdne s optimálním vodním souãinitelem. Tím povrch betonu získává vynikající pevnost a trvanlivost, coÏ bylo potvrzeno kontrolními zkou‰kami a hlavnû stavem opevnûní po témûfi dvou desetiletích. Textilní bednûní je vyrábûno z polypropylénu, kter˘ na betonovém povrchu opevnûní postupnû degraduje a v drobn˘ch ãásteãkách pozvolna mizí. Netvofií se pfiitom Ïádn˘ viditeln˘ odpad nebo dokonce cáry z mizející tkaniny. Proto ani na snímcích nejsou viditelné stopy po textilním bednûní. V ¯ S TAV B A B ¤ E H O V É H O O P E V N ù N Í Opevnûní se zfiizuje na urovnan˘ svah. Je stabilní i na pfiíkrém svahu, av‰ak vzhledem ke stabilitû zemního tûlesa se doporuãuje maximální sklon 1: 2. Na tomto sklonu bylo prokázáno, Ïe je zpravidla bezpeãnû stabilní i na dlouhém svahu a pfii náporu prudce tekoucí vody. Obr. 1 Potok opevnûn˘ betonem z textilního bednûní, znaãná ãást opevnûní je zakrytá náletovou vegetací Fig. 1 Brook reveted with concrete from textile formwork; major part of the formwork is covered with naturally seeded vegetation (March 1998)

30

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 2 Schéma „betonové matrace“ Fig. 2 Diagram of the concrete mat

Textilní bednûní se rozprostfie na opevÀovanou plochu a fixuje u koruny svahu. Jednotlivé pásy bednûní se je‰tû navzájem spojují vazáky, které jsou na‰ity v jeho rozích a po stranách. Betonová smûs se plní do matrace gravitaãnû jednoduchou násypkou. âerpadla na beton se pouÏívají pouze v pfiípadû, kdyÏ autodomíchávaã nemÛÏe pfiijet k místu plnûní. Pfii plnûní ãerstv˘m betonem snese textilní bednûní bezpeãnû tlak 3 m sloupce tekutého betonu. Po dohodû s v˘robcem je moÏné vyrobit i jeho pevnûj‰í variantu. Technická textilie rychle propou‰tí volnou vodu z betonové smûsi. PfiibliÏnû po pûti aÏ deseti minutách je betonová smûs natolik odvodnûná, Ïe dal‰í vrstva tekutého betonu jiÏ témûfi nezvy‰uje tlak mladého betonu v niωích polohách textilního bednûní. Prakticky to znamená, Ïe postupné plnûní montáÏních dílcÛ bednûní nezdrÏuje práci. Pfii opevÀování vodoteãí byly u nás v závislosti na pracovních podmínkách dosahovány v˘kony 200 aÏ 400 m2 za den. Podle v˘sledkÛ v modelov˘ch situacích je moÏné pfii vût‰ím dÛrazu na v˘kon poãítat s 60 aÏ 90 m2 za hodinu. Betonovat je moÏné i pod vodou. Betonová smûs ãerpaná do textilního bednûní má podstatnû vy‰‰í objemovou hmotnost neÏ voda. Proto ji vytlaãuje z vakÛ a betonáÏ probíhá témûfi stejnû jako v polohách nad hladinou vody. Rychlost proudící vody je dÛleÏitá jen pro zvládnutí manipulace a upevnûní textilního bednûní pfied vlastní betonáÏí, nikoliv pro vlastní betonáÏ. Podobnû je moÏné pomocí textilního bednûní vyplnit vodou vymletá lokální po‰kození náspÛ, hrází, v˘molÛ pod nábfieÏními zdmi, mostními pilífii apod.

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES Obr. 3 Horní ãást opevnûní bfiehu s je‰tû nezakryt˘m betonov˘m povrchem Fig. 3 Upper part of the bank revetment with still uncovered concrete surface (March 1998)

TEXTILNÍ

BEDNùNÍ NENÍ

NOVINKOU

Tento typ opevnûní byl vyvinut pfied nûkolika desetiletími v USA (obr. 4) a bûÏnû se pouÏívá v Evropû i na jin˘ch kontinentech. Napfiíklad v Nûmecku se mimofiádnû dobfie osvûdãil pfii opravách plavebních kanálÛ, kde velké turbulence vyvolávané lodní dopravou váÏnû naru‰ovaly pÛvodní kamennou 250 mm tlustou dlaÏbu. V tuzemsku má zatím textilní bednûní plnûné betonem jen mal˘ v˘znam, aãkoliv bylo na území âeské republiky úspû‰nû pouÏito na opevnûní nûkolika desítek tisíc ãtvereãních metrÛ bfiehÛ vodoteãí jiÏ v polovinû osmdesát˘ch let. Tato tuzemská betonová opevnûní slouÏí více neÏ patnáct let bez poruch a témûfi nebo zcela bez údrÏby. Odpor málo informované laické vefiejnosti k betonovému povrchu v‰ak zpÛsobil, Ïe se od dal‰ího pouÏívání upustilo. Podle na‰eho názoru jde o odpor neopodstatnûn˘, protoÏe povrch pfiipomíná spí‰e dlaÏbu neÏ monotónní betonovou plochu. Pfii vhodném sklonu bfiehové konstrukce i tento strukturovan˘ povrch ãasem témûfi zmizí pod zachycenou zeminou a náletovou vegetací (obr. 5). Není vylouãeno, Ïe mnozí odpÛrci vidûli budování opevnûní do textilního bednûní, ale uÏ nestaãili porovnat syrovou fázi v˘stavby s tímto stavem. MoÏná, Ïe to je i odpor ponûkud módní, protoÏe je obtíÏné objektivnû rozhodnout, zda i nezarostlé betonové opevnûní s v˘raznû strukturovan˘m povrchem je více nebo ménû vzdálené pfiírodû neÏ bûÏnû pouÏívan˘ zához bfiehÛ velk˘mi balvany nebo opevnûní bfiehÛ kamennou dlaÏbou. A tyto nebetonové technologie uÏ jen zfiídka vyvolávají protesty. TUZEMSKÉ

Po technickém dofie‰ení potfiebn˘ch detailÛ se jiÏ pfied mnoha lety ukázalo, Ïe tato technologie je pfiíznivá nejen nákladovû, ale i nevelkou v˘robní nároãností. Je flexibilní, umoÏÀuje vytvarovat témûfi libovoln˘ tvar, rychlou sanaci ohroÏen˘ch zemních hrází, úãinnou pomoc pfii protipovodÀov˘ch opatfieních a je vhodná ETON

v fiadû dal‰ích situací. Realizovaná opevnûní slouÏí dodnes. Textilní bednûní je snadno dostupné a práci s ním zvládne kaÏdá stavební firma. Zdánlivû tedy má v‰echny podstatné pfiedpoklady pro ‰iroké uplatnûní. Pfiesto dosavadní realizace mají jen minimální rozsah. TûÏko fiíci, zda jedinou pfiíãinou je jiÏ zmínûná v‰eobecná nechuÈ k betonov˘m povrchÛm nebo rezervovan˘ postoj k novinkám (i kdyÏ v tomto pfiípadû to je novinka velmi relativní) ãi jen neinformovanost. Podle analogie se stavem v zahraniãí mÛÏeme oãekávat, Ïe technické moÏnosti textilního bednûní budou ãasem i u nás vyuÏívány ve vût‰ím mûfiítku neÏ dosud. Urãit˘m impulsem mÛÏe b˘t i souãasná likvidace následkÛ povodnû a formulace nov˘ch protipovodÀov˘ch opatfiení. Ing. Pavel Lebr HOCHTIEF VSB, a. s., divize 8, o. z. Kandertova 1, 180 00 Praha 8 tel.: 284 093 162, fax: 284 093 158 e-mail: [email protected]

U P L AT N ù N Í

TEXTILNÍHO BEDNùNÍ

B

Obr. 4 Opevnûní betonem z textilního bednûní jako ochrana svahÛ proti erozi Fig. 4 Revetment with concrete from the textile formwork as a protection of slopes from erosion

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 5 Zpevnûné bfiehy potoka z obr. 1 o ãtyfii roky pozdûji, beton bfiehového opevnûní je témûfi úplnû zakryt vegetací Fig. 5 Reveted banks of the brook from Fig. 1 four years later (April 2002); concrete of the bank revetment is almost completely covered with vegetation

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

31

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES

VLIV

PLASTIFIKAâNÍCH P¤ÍSAD NA PRÒBùH HYDRATACE SILIKÁTOV¯CH POJIV THE INFLUENCE OF PLASTICIZING ADMIXTURES ON HYDRATION PROCESS OF SILICATE BINDERS J I ¤ Í Z AC H , S TA N I S L AV · ËA S T N Í K , TOMÁ· FOJTÍK Chemické pfiísady pfiidávané do betonu za úãelem zlep‰ení jeho zpracovatelnosti v ãerstvém stavu a zlep‰ení jeho koneãn˘ch vlastností v˘znamnû ovlivÀují reakãní kinetiku hydratace. Znalost tohoto vlivu je dÛleÏitá pro optimalizaci návrhu cementové smûsi i pro vhodn˘ návrh prÛbûhu betonáÏe a zpÛsobu o‰etfiování. Vzhledem k tomu, Ïe hydratace slínkov˘ch minerálÛ cementu je silnû exotermní reakcí, je moÏné po kvantitativní stránce její prÛbûh sledovat prostfiednictvím mûfiení intenzity v˘vinu hydrataãního tepla. Chemical admixtures added to concrete in order to improve the workability in fresh state and to improve its final properties, have a significant influence on the reaction kinetics of hydration. The knowledge of this effect is very important not only for the optimization of a cement mixture but even for the optimal placing of concrete process. Considering the fact the clinker minerals hydration is an intensive exothermic reaction, it is possible to control this process by means of intensity measurement of hydration heat development. V poslední dobû se stalo pouÏívání chemick˘ch pfiísad pfii v˘robû betonu (a nejen jeho) nedílnou souãástí stavební praxe. Pomáhají nám nejen pfiizpÛsobit chování betonu podle na‰ich poÏadavkÛ, ale v koneãném dÛsledku ovlivÀují i jeho v˘sledné vlastnosti a trvanlivost. Nesmíme v‰ak zapomenout na fakt, Ïe v˘znamTab.1

Pfiehled hlavních slínkov˘ch minerálÛ a jejich zastoupení v p-slínku [2] Tab. 1 Survey of main clinker minerals and their presence in p-clinker [2] Druh minerálu silikáty alumináty ferity

32

Chem. sloÏení C3S C2S C3A C4AF

Zastoupení v p-slínku 40 – 60 % 10 – 40 % 7 – 18 % 8 – 18 % B

n˘m zpÛsobem ovlivÀují i reakãní kinetiku hydratace. Pfiísady aktivnû reagují se sloÏkami pojiva v betonu a mûní tím jist˘m zpÛsobem kinetiku hydrataãního procesu. Tato problematika je obecnû známá a je ãasto vyuÏívána napfiíklad u plastifikaãních pfiísad pro transportbetony, kde ztekucující pfiísada, kromû sníÏení konzistence ãerstvého betonu, také zaruãuje prodlouÏení doby její zpracovatelnosti. Vliv pÛsobení chemick˘ch pfiísad na reakãní kinetiku lze úãinnû monitorovat na základû sledování prÛbûhu intenzity v˘vinu hydrataãního tepla. CEMENT Cement je hydraulická maltovina, která se nejãastûji vyrábí z jemnû rozemleté smûsi p-slínku, jistého mnoÏství hydraulick˘ch pfiímûsí a pfiímûsí regulujících rychlost hydratace (sádrovec). Hydrauliãnost je schopnost nûkter˘ch maltovin reagovat s vodou za vzniku málo rozpustn˘ch slouãenin, které se nerozpadají, n˘brÏ je‰tû ãasem získávají na pevnosti. U hydraulick˘ch maltovin jsou ãástice hydraulick˘ch zplodin vázány primárními valenãními silami. Ty jsou mnohem silnûj‰í neÏ absorpãní síly poutající vodní molekuly na povrchu ãástic. âástice hydrataãních produktÛ maltovin musí tvofiit souvislou kostru – souvislou nepravidelnou mfiíÏku, spojenou primárními valencemi. Nositelem hydraulick˘ch vlastností jsou slínkové minerály. Hlavní slínkové minerály jsou uvedeny v tabulce 1. H Y D R ATA C E C E M E N T U Prakticky kaÏd˘ cement obsahuje kromû p-slínku jisté mnoÏství pfiímûsí jejichÏ mnoÏství je vût‰inou vût‰í jak 8 %. Proto jiÏ samotná reakce cementu s vodou se (dle sloÏení cementu) pomûrnû v˘raznû li‰í od reakce ãistého slínku. Pfii v˘robû betonu mohou b˘t k cementu dále pfiidávány chemické pfiísady a pfiímûsi, které modifikují reologické a finální vlastnosti betonu. KaÏd˘ pfiídavek pfiísady nebo pfiímûsi ovlivÀuje jist˘m zpÛsobem hydrataãní ETON

• TEC

H NOLOG I E

kinetiku betonu. Obecnû lze látky pfiidávané do betonu rozdûlit dle následujícího schématu: Látky fyzikálnû-chemicky aktivní – pfiísady (pfiímûsi): • látky reagující se zrny pojiva, • látky ovlivÀující rozpustnost pojiva ve vodû, • látky mûnící elektrostatick˘ potenciál smûsi. Látky fyzikálnû aktivní – pfiímûsi: • zmûna tepelné vodivosti smûsi, • zmûna tepelné kapacity smûsi, • zmûna povrchu tuh˘ch podílÛ smûsi. Vzhledem k tomu, Ïe samotná hydrataãní kinetika je závislá na mnoha vnûj‰ích i vnitfiních vlivech, je proto velmi sloÏité jednotlivé procesy empiricky popsat. Jako úãinná moÏnost pro sledování ovlivnûní prÛbûhu hydratace betonu pfiídavky pfiísad a pfiímûsí se jeví stanovování prÛbûhu v˘vinu hydrataãního tepla v izoperibolick˘ch kalorimetrech. P L A S T I F I K Aâ N Í P ¤ Í S A DY Plastifikaãní pfiísady jsou do betonu pfiidávány za úãelem zlep‰ení jeho reologick˘ch vlastností v ãerstvém stavu a sníÏení potfiebného mnoÏství zámûsové vody, coÏ vede ke zlep‰ení v˘sledn˘ch fyzikálnû-mechanick˘ch vlastností betonu, a tím i jeho trvanlivosti. Podle projevu plastifikaãních pfiísad na reologii ãerstvého betonu je moÏné rozdûlit tyto pfiísady na plastifikaãní a superplastifikaãní. Plastifikaãní pfiísady mají men‰í úãinek na zmûnu reologie ãerstvého betonu, dávkují se vût‰inou ve vût‰ím mnoÏství, ale jsou cenovû dostupnûj‰í oproti pfiísadám superplastifikaãním. V dne‰ní dobû se pouÏívají do velké ãásti bûÏn˘ch i konstrukãních betonÛ. Podle zpÛsobu pÛsobení a úãinnosti lze rozdûlit plastifikaãní a superplastifikaãní pfiísady do tfiech skupin: • pfiísady povrchovû aktivní, • pfiísady obalující zrna cementu, zpÛsobující odpuzování zrn na základû elektrostatického potenciálu, • pfiísady obalující zrna cementu, zpÛso-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES bující odpuzování zrn na základû sterického bránûní. Základní typy plastifikaãních pfiísad pouÏívan˘ch v âeské republice v roce 2002: • lignosulfonáty, • melaminsulfonáty, • naftalensulfonáty, • polyakryláty, • polyoxyethyleny, • polykarboxyláty. U superplastifikaãních pfiísad je moÏné pozorovat zmûnu reologie jiÏ pfii mal˘ch dávkách. Tyto pfiísady jsou vysoce reaktivní, ale z ekonomického hlediska jsou oproti pfiísadám plastifikaãním zhruba ‰estkrát draωí. Nûkteré z tûchto pfiísad zabraÀují reakci cementov˘ch zrn s molekulami vody, ãímÏ v˘raznû ovlivÀují hydrataãní kinetiku. Toto pÛsobení má vliv jak na oddálení poãátku hydratace cementov˘ch zrn, tak i na ovlivnûní rychlosti hydratace. Je typické pro kaÏd˘ druh plastifikaãní pfiísady a li‰í se podle dávky pfiísady na mnoÏství cementu. S TA N O V E N Í

Obr. 1 Strukturní vyobrazení zjednodu‰ené lignosulfonátové polymerní jednotky [1] Fig. 1 Structural picture of simplified lignosulphonate polyme unit [1]

Obr. 2 Strukturní vyobrazení zjednodu‰ené melaminsulfonátové polymerní jednotky [1] Fig.2 Structural picture of simplified melaminesulphonate polymer unit [1]

â A S O V ù Z ÁV I S L É H O

P R Ò B ù H U V ¯ V I N U H Y D R ATA â N Í H O TEPLA U POJIVOV¯CH SMùSÍ

Cílem mûfiení bylo zjistit vliv rÛzn˘ch druhÛ plastifikaãních pfiísad na prÛbûh intenzity v˘vinu hydrataãního tepla, tedy na reakãní kinetiku hydratace. Mûfiení bylo provádûno na cementov˘ch pastách pfiipraven˘ch z CEM I 42,5 R Radotín o vodním souãiniteli w = 0,38 pomocí soustavy isoperibolick˘ch kalorimetrÛ (obr. 5). V sérii mûfiení byl ovûfiován vliv pfiídavku pfiísad na kinetiku hydratace u ‰iroké ‰kály plastifikaãních a superplastifikaãních pfiísad od firem Chryso, Sika, Addiment a Mapei. Z hlediska zpÛsobu pÛsobení plastifikaãních pfiísad na kinetiku hydratace lze na základû mûfiení tyto pfiísady obecnû rozdûlit do tfií základních skupin: Pfiísady ovlivÀující intenzitu hydratace. Tento druh pfiísad nemûní pfii svém pfiídavku (nezávisle na dávkovaném mnoÏství) poãátek hydratace, ale ovlivÀuje její intenzitu. Do této skupiny patfií napfiíklad pfiísady na bázi modifikovan˘ch polymelaminÛ (Chryso – Chrysofluid GT) (obr. 6). Pfiísady oddalující poãátek hydratace (zpomalující), ale nepÛsobící na rychlost hydratace. Mezi tento druh pfiísad patfií fyzikálnû pÛsobící pfiísady na bázi polykarboxylátÛ, které po dobu pÛsobení zabraÀují pronikání molekul vody k povrchu cementov˘ch zrn, ale po jejich rozpadu probíhá hydratace normální rychlostí B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 3 Strukturní vyobrazení zjednodu‰ené naftalensulfonátové polymerní jednotky [1] Fig. 3 Structural picture of simplified naphthalensulphonate polymer unit [1]

Popis pouÏit˘ch strukturních jednotek:

CH4

SO4–2

(Chryso – Chrysofluid Premia 100) (obr. 7). U posledního typu pfiísad dochází jak k oddálení poãátku hydratace, tak k ovlivnûní reakãní kinetiky hydratace (rychlost hydratace). Tento jev je zapfiíãinûn postupn˘m rozkladem molekul plastifikátoru, které v˘raznû zpomalují rychlost reakce cementov˘ch zrn s molekulami vody. Míra tohoto pÛsobení je silnû závislá na mnoÏství pfiídavku pfiísady. (Chryso – Chrysoplast 760) (obr. 8). Jak je grafÛ na obrázcích 6 aÏ 8 patrné, reakãní kinetiku pojiva v betonu ovlivÀuje pfiídavek prakticky libovolného druhu che-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

Obr. 4 Strukturní vyobrazení zjednodu‰ené polykarboxylátové polymerní jednotky [1] Fig.4 Structural picture of simplified polycarboxylate polymer unit [1]

NH3

H2O

Obr. 5 Fotografie isoperibolického kalorimetru Fig. 5 Photo of isoperibolic calorimeter

33

intenzita v˘vinu hydr. tepla [J.kg–1.s–1]

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES

0,50 % 1,00 % 1,50 % 2,00 % 2,50 %

5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0

0

10

20

30

intenzita v˘vinu hydr. tepla [J.kg–1.s–1]

Obr. 7 PrÛbûh intenzity v˘vinu hydrataãního tepla u cementové pasty s rÛzn˘m pfiídavkem plastifikaãní pfiísady na bázi polykarboxylátÛ Fig. 7 Course of hydration heat liberation intensity of cement paste with different addition of superplasticizing admixtures based on polycarboxylates

intenzita v˘vinu hydr. tepla [J.kg–1.s–1]

50

60 ãas [hodiny]

mické pfiísady. Dále bylo na základû laboratorních mûfiení zji‰tûno, Ïe nûkteré typy plastifikaãních pfiísad (obr. 7 a 8) mají retardaãní úãinek, pfiiãemÏ nûkteré z tûchto pfiísad (obr. 7) pouze oddalují poãátek hydratace a jiné také sniÏují intenzitu v˘vinu hydrataãního tepla (obr. 6 a 8). Na grafu na obrázku 9 je dokumentová-

5,0 0,50 % 1,00 % 1,50 % 2,00 % 2,50 %

4,0

3,0

2,0

1,0

0,0

0

10

20

30

40

50

60

70 ãas [hodiny]

5,0 0,50 % 1,00 % 1,50 % 2,00 % 2,50 %

4,0

3,0

2,0

1,0

0,0

34

40

0

20

40

60

80

B

100

ETON

120

• TEC

140

160 180 ãas [hodiny]

H NOLOG I E

Obr. 6 PrÛbûh intenzity v˘vinu hydrataãního tepla u cementové pasty s rÛzn˘m pfiídavkem plastifikaãní pfiísady na bázi polymelaminÛ Fig. 6 Course of hydration heat liberation intensity of cement paste with different addition of superlasticizers based on polymelamines

na míra sníÏení intenzity v˘vinu hydrataãního tepla v závislosti na mnoÏství a druhu pouÏité plastifikaãní pfiísady, která je vyjádfiena z rychlosti teplotního nárÛstu v první fázi intenzivní hydratace. Pokud zohledníme obvyklou dávku plastifikátoru pfiidávanou do betonu dle doporuãení v˘robce (viz materiálové listy), bude dosaÏeno zmûn hodnot intenzit v˘vinu hydrataãních tepel, které se li‰í v závislosti na druhu pouÏitého plastifikátoru (obr. 10). Z v˘‰e uveden˘ch grafÛ vypl˘vá, Ïe nejúãinnûj‰ími pfiísadami z pohledu jejich vlivu na intenzitu hydrataãních reakcí jsou pfiísady na bázi naftalensulfonátÛ (lignosulfonátÛ). Ov‰em pfii bûÏném dávkování, vzhledem k nízké obvyklé dávce tûchto pfiísad, se nejv˘raznûji projevují pfiísady na bázi melaminosulfonátÛ. Z ÁV ù R Pfii ovûfiení exotermního projevu hydratujícího silikátového pojiva modifikovaného rÛzn˘mi druhy pfiísad byly zji‰tûny nûkteré nové poznatky: • Pfiísady na bázi melaminsulfonátÛ a polyoxyethylenÛ sniÏují pfii svém pfiídavku intenzitu v˘vinu hydrataãního tepla, poãátek hydratace v‰ak v˘znamnû neovlivÀují. • Pfiísady na bázi polykarboxylátÛ pfii svém pfiídavku v˘znamnû neovlivÀují intenzitu v˘vinu hydrataãního tepla, av‰ak v˘znamnû oddalují poãátek hydratace. • Pfiísady na bázi lignosulfonátÛ a naftalensulfonátÛ pfii svém pfiídavku sniÏují intenzitu v˘vinu hydrataãního tepla a také oddalují poãátek hydratace. Pfiísady Obr. 8 PrÛbûh intenzity v˘vinu hydrataãního tepla u cementové pasty s rÛzn˘m pfiídavkem plastifikaãní pfiísady na bázi modifikovan˘ch naftalenov˘ch polymerÛ Fig. 8 Course of hydration heat liberation intensity of cement paste with different addition of plasticizing admixtures based on naphtalen polymers

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES

0,5

1

1,5

2

-40%

2,5

-70% pfiídavek pfiísady [% hm cementu]

-10%

0%

Polykarboxylát

Naftalensulfonát Melaminsulfonát Polyoxyethylen Polykarboxylát

Polyoxyethylen

-50%

-20% Melaminsulfonát

-30%

-30%

Naftalensulfonát

zmûna max. hodnoty intenzity v˘vinu hydr. tepla [%]

zmûna maximální hodnoty intenzity v˘vinu hydrataãního tepla [%]

0 -10%

Plastifikátor

Obr. 9 Závislost zmûny maximální hodnoty intenzity v˘vinu hydrataãního tepla na pfiídavku plastifikaãní pfiísady Fig. 9 Dependence of the maximum value of hydration heat intensity change on the addition of plasticizing admixtures

Literatura: [1] Mésquet, M., Canavet, CH., Guise, L.: A Review of the Molecules Used to Formulate Plasticizers and Superplasticizers, and their Interactions with Cement, Technologie, provádûní a kontrola betonov˘ch konstrukcí 2002, âBS, Praha 2002, ISBN 80-238-8492-1 [2] Pytlík, P.: Technologie Betonu, 2. vydání. Brno: Vysoké uãení technické v Brnû, 2000, ISBN 80-214-1647-5

na bázi lignosulfonátÛ b˘vají ãasto pouÏívány jako úãinné retardéry.

ABSTRAKT VáÏení ãtenáfii, pokud se rozhodnete pfiispût do nûkterého z pfií‰tích ãísel ãasopisu ãlánkem, shledáte, Ïe v pokynech pro autory je jednou z poÏadovan˘ch souãástí rukopisu abstrakt. Pro snadnûj‰í pfiípravu, této krátké, ale nutné souãásti rukopisu uvádím, jak abstrakt definuje Mezinárodní norma ISO 214:1976 zpracovaná technickou komisí ISO/TC46. Termín abstrakt oznaãuje krátk˘ text, kter˘ pfiesnû popisuje obsah dokumentu bez pfiidan˘ch interpretací nebo kritiky a bez rozli‰ení, kdo abstrakt napsal. (Dfiíve B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 10 Závislost zmûny maximální hodnoty intenzity v˘vinu hydrataãního tepla na pfiídavku plastifikaãní pfiísady (pfii bûÏném dávkování pfiísady) Fig. 10 Dependence of the maximum value of hydration heat intensity change on the addition of plasticizing admixtures (by normal addition of admixture)

Uveden˘ch vlastností lze s v˘hodou vyuÏít pfii v˘bûru pfiíslu‰né plastifikaãní pfiísady podle potfieb a poÏadavkÛ zhotovitele stavebního díla. Pfii znalosti ãasového prÛbûhu uvolÀování hydrataãního tepla z pojiva lze dále modelováním urãit napfi. teplotní prÛbûhy v kritick˘ch místech. Na základû tûchto v˘sledkÛ je potom dále moÏné vhodn˘m plánováním postupu betonáÏe a volbou typu a mnoÏství pouÏité pfiísady omezit v˘skyt nepfiízniv˘ch zv˘‰en˘ch teplot, které by mohly ohrozit uÏitné vlastnosti stavebního díla i fyzikálnû mechanické vlastnosti samotného betonu z hlediska poÏadované Ïivotnosti konstrukce (vést ke vzniku trhlin).

Pfiíspûvek byl vytvofien s podporou v˘zkumného zámûru VVZ CEZ MSM 261100008 a grantu GAâR 103/03/0839

se rozli‰ovalo: synopsis – resume psané autorem, abstrakt – omezeno na resume napsané jinou osobou.) Abstrakt by mûl b˘t tak informativní, jak to pfiipou‰tí typ a styl dokumentu, tzn. Ïe by mûl prezentovat kvantitativní a kvalitativní informace obsaÏené v dokumentu. Abstrakt by nemûl b˘t zamûÀován za anotaci, extrakt ãi summary. Norma uvádí, Ïe abstrakt obsahuje úãel, metodologii, v˘sledky a závûry popsané v dokumentu, aby ãtenáfi hledající nové informace mûl moÏnost se rychle orientovat v pfiehledném uspofiádání o nejdÛleÏitûj‰ích poznatcích, v˘sledcích, závûrech a doporuãeních, které budou v doku-

mentu podrobnûji vysvûtleny s dal‰ími detaily. Je praktické postupovat pfii pfiípravû abstraktu podle následujících tfií bodÛ: 1. úãel – uvést hlavní dÛvod, proã byl dokument napsán, pokud to není zfiejmé jiÏ z jeho názvu, ãi to nebude objasnûno v dal‰ích ãástech abstraktu; 2. krátce a jasnû identifikovat pouÏité techniky ãi základní metodologické principy, rozsah ãinnosti a poÏadovanou pfiesnost, zdroje dat a jejich zpracování; 3. v˘sledky a závûry – krátké sdûlení jak˘ch v˘sledkÛ bylo dosaÏeno a jaké jsou z toho závûry. Pfieji Vám dostatek inspirace a lehkou ruku pfii pfiípravû ãlánkÛ do ãasopisu. jm

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Ing. Jifií Zach e-mail: [email protected] Doc. Ing. RNDr. Stanislav ·Èastník, CSc. e-mail: [email protected] Ing. TomበFojtík e-mail: [email protected] v‰ichni: Fakulta stavební, VUT v Brnû, Ústav stavebních hmot a dílcÛ Vevefií 95, 66237 Brno tel: 541 147 507 (16)

1/2003

35

EKOLOLOGIE ECOLOGY

BETON

V BYST¤INNÉM TOKU P¤EÎIL SVÉ (KDYSI MOCNÉ) TVÒRCE CONCRETE IN THE CREEK FLOW SURVIVED ITS (THEN POWERFUL) CREATORS JI¤Í K¤EPELA ZpÛsob pouÏití betonu u opevÀovacích prvkÛ má základní v˘znam pro trvanlivost hydrotechnick˘ch staveb The method of the use of concrete in revetment units has a decisive importance for the durability of hydraulic structures. Redakce ãasopisu BETON TKS Ïádá po autorech odborn˘ch pfiíspûvkÛ, aby jejich ãlánky kromû oãekávané profesionality (jak jinak) zobrazovaly progresivní v˘voj betonového stavitelství a podávaly co nejaktuálnûj‰í informace. U technikÛ a stavebních inÏen˘rÛ, ktefií se dlouhodobû (prakticky po cel˘ Ïivot) zab˘vají rozliãn˘mi ãinnostmi ve svém oboru, urãitû ne‰kodí obãasné ohlédnutí zpût za v˘sledky tûchto ãinností. Zejména trvanlivost betonov˘ch konstrukcí je v˘znamnou vlastností, která vyÏaduje od sv˘ch tvofiitelÛ, tj. investorÛ, projektantÛ a zhotovitelÛ, ale i provozovatelÛ soustavné sledování, které je ostatnû u nûkter˘ch dÛleÏit˘ch staveb legislativnû stanoveno

Obr. 3 Betonové ‰achovité rozráÏeãe Fig. 3 Concrete checkered baffle-blocks

Obr. 2 Betonov˘ Ïlab na vtoku do ‰toly Fig. 2 Concrete flume at the inlet into the tunnel

36

s urãenou periodicitou (technicko-bezpeãnostní dohled nad vodními díly, prohlídky mostních konstrukcí apod.). V‰em je jasné, Ïe z obchodnû-právního hlediska zodpovídá za dodrÏení smlouvou sjednan˘ch podmínek projektu i realizace po dobu záruãní lhÛty zavázaná právnická (ãi fyzická) osoba, ale co v pfiípadû vy‰‰í moci a váÏného po‰kození díla? Poji‰tûním lze nûkteré záleÏitosti vyfie‰it, ale u roz-

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 1 Betonové opûrné a dûlící stûny Fig. 1 Concrete retaining and dividing walls

sáhl˘ch staveb je tento zpÛsob ekonomicky nereáln˘. Co nastane v pfiípadû váÏn˘ch po‰kození napfi. vodních dûl? Diskuse vysoce fundovan˘ch odborníkÛ o pfiíãinách ‰kod a co nejefektivnûj‰ím zpÛsobu jejich odstranûní. BohuÏel se k tûmto diskusím pfiipojuje i laická vefiejnost a media s v˘sledkem matení obãanÛ, ktefií v koneãném dÛsledku musejí nepfiímo na tyto záleÏitosti finanãnû pfiispût. VraÈme se v‰ak k úvodem sdûlenému tématu, a to konkrétním pfiíkladem sledování jednoho z dílãích v˘sledkÛ ãinnosti autora ãlánku. V období intenzivního rozvoje tûÏby uhlí v severoãeském hnûdouhelném revíru koncem sedmdesát˘ch let bylo zapotfiebí provádût systematické zásahy do pfiirozeného vodního reÏimu v povodí fieky Bíliny. Tyto zásahy se t˘kaly i umûl˘ch vodoteãí a nádrÏí, které slouÏily hlavnû k zásobování zmínûné oblasti prÛmyslovou vodou. Vznikl tak rozsáhl˘ soubor staveb nazvan˘ „Náhradní opatfiení za nádrÏ Dfiínov“ (NOD), kter˘ kromû zru‰ení VN Dfiínov obsahoval nové stavby komunikaãní a vodohospodáfiské (tzv. Ervûnick˘ koridor) a hlavnû vodní nádrÏ Kyjice–Újezd, pfieloÏ-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

EKOLOLOGIE ECOLOGY

Obr. 4 LichobûÏníkov˘ profil koryta opevnûn˘ prolévan˘m kamenn˘m záhozem Fig. 4 Trapezoidal profile of the flume strengthened with grouted stone backfilling

ku a úpravu Bíliny a pfieloÏky ·ramnického a âernického potoka. Jmenovaná vodní díla byla navrÏena na protipovodÀovou ochranu povrchov˘ch dolÛ a pfiilehlého území s bezpeãn˘m pfievedením stoleté vody. Realizace uvedeného souboru staveb NOD probíhala v letech 1977 aÏ 1984 za úãasti v té dobû nejvût‰ích projektovû-inÏen˘rsk˘ch a dodavatelsk˘ch organizací uveden˘ch v tabulce 1. Autor ãlánku se, jako zamûstnanec Ingstavu, podílel na pfiípravû, realizaci a aplikovaném v˘zkumu a v˘voji hydrotechnick˘ch i zdravotnû-inÏen˘rsk˘ch staveb. Pfiedmûtem jeho dílãí ãinnosti bylo právû opevÀování vodních tokÛ, kde základními konstrukãními hmotami jsou kámen a beton. Vzhledem k zamûfiení ãasopisu se autor bude dále vûnovat pouÏití betonov˘ch konstrukcí pfii úpravách vodních tokÛ na stavbû pfieloÏky ·ramnického a âernického potoka ze souboru staveb NOD s v˘jimkou ‰tolovan˘ch úsekÛ. Tab. 1 Organizace zúãastnûné na v˘stavbû souboru staveb NOD Tab. 1 Organizace zúãastnûné na v˘stavbû souboru staveb NOD Forma investor projektant vy‰‰í dodavatel hlavní subdodavatel B

ETON

Organizace Vodohospodáfisk˘ rozvoj a v˘stavba Praha Hydroprojekt Praha Vodní stavby Praha Ingstav Brno

• TEC

H NOLOG I E

Celková délka nového otevfieného koryta ãiní 5,8 km, z toho v délce 1,1 km je k jeho opevnûní pouÏito betonu v rÛzn˘ch formách. Jedná se o ‰est skluzÛ s bystfiinn˘m proudûním v rozsahu návrhov˘ch prÛtokÛ stoleté vody 10 aÏ 20 m3s–1 pfii prÛmûrné rychlosti 5 aÏ 7 m3s–1 s oãekávan˘m chodem kamenit˘ch splavenin. Tam, kde z prostorov˘ch a hydraulick˘ch dÛvodÛ nebylo moÏné pouÏít lichobûÏníkov˘ prÛfiez koryta, tj. v místech náhlé zmûny trasy nebo podélného sklonu, pfiíp. napojení na kruhov˘ profil ‰toly, bylo koryto provedeno z monolitick˘ch betonov˘ch konstrukcí ve tvaru Ïlabu nebo opûrn˘ch stûn s kamenn˘m zdrsnûn˘m dnem (obr. 1 a 2). K tlumení energie tekoucí vody jsou v kritick˘ch místech umístûny betonové rozráÏeãe (obr. 3). Uvedené betonové konstrukce byly navrÏeny a provedeny dle tehdy platn˘ch norem âSN 73 1201 a âSN 73 2001 z betonu tfi. III, zn. 250 vodostavebního zn. V4 T100 dle âSN 73 2020. Dle souãasnû platn˘ch norem âSN EN 206-1 a âSN 73 1209 se jedná o vodostavební beton tfiídy C16/20 (dle âSN 73 2400 B20) zn. V4 T100, kter˘ je bûÏnû pouÏíván na funkãních objektech pfiehrad a jezÛ. Zajímavûj‰í je pouÏití betonu na volnû trasovaném toku se skluzy lichobûÏníkového profilu (obr. 4 a 5). Pro bezpeãné pfievádûní jiÏ zmínûn˘ch prÛtokÛ a splavenin (navíc s poÏadavkem urãité tûsnosti koryta) byla kyneta koryta skluzÛ opevnûna kamenn˘m záhozem z Ïuly a ãediãe tlou‰Èky 0,6 m o velikosti jednotliv˘ch kamenÛ 0,2 aÏ 0,55 m a hmotnosti do 200 kg s prolitím betonem (obr. 6). PÛvodní návrh receptury mûl charakter cementové malty, ale vzhledem k znaã-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Obr. 5 Bystfiinn˘ charakter proudûní ve skluzu Fig. 5 Creek character of the flow in the chute

nému objemu (cca 1000 m3) a poÏadovanému tempu v˘stavby byla k prolévání pouÏita klasická betonová smûs vodostavebného betonu s 2/3 podílem betonáfiského ‰tûrkopísku zrnitosti 0 aÏ 32 mm, (obr. 7), míchaná v centrální staveni‰tní betonárce s pfiepravou autodomíchávaãi do vzdálenosti max. 3,5 km. Prolévání pohozu bylo provádûno mobilním ãer-

1/2003

Obr. 6 Betonem prolité ãediãové a Ïulové kameny Fig. 6 Basalt and granite stones grouted with concrete

37

EKOLOLOGIE ECOLOGY

vody a dnov˘ch splavenin je vysoká a ve spojení s cyklick˘m promrzáním dochází k plo‰né erozi povrchu betonu. Tlou‰Èka degradované vrstvy dle zanechan˘ch stop finální úpravy, dodnes zfieteln˘ch (obr. 7), v‰ak nepfiesáhla 15 aÏ 20 mm. Sedimentace erodovaného materiálu níÏe po toku pÛsobí sice drobné provozní potíÏe, to se v‰ak neodli‰uje od tokÛ pfiirozen˘ch. Naopak zv˘‰ená drsnost a odolnost dna v kombinaci s tûÏk˘m záhozem v celé délce skluzÛ tyto nepfiíznivé jevy omezuje. Jako dal‰í fie‰ení opevnûní koryta na této stavbû bylo v pfiímé trati skluzu v délce cca 250 m pouÏito betonov˘ch rohoÏí (matrací) deskového typu (bez filtraãních otvorÛ) o prÛmûrné tlou‰Èce 0,27 m a v rozsahu cca 1100 m2.. âerpatelnou betonovou smûsí s recepturou pro vodostavebn˘ beton se plní rohoÏe z tkan˘ch technick˘ch textilií velikosti

Obr. 7 Finální úprava povrchu betonu ocelov˘mi hrábûmi Fig. 7 Final finish of concrete surface with steel rakes

padlem SCHWING s vyuÏitím jeho hydrodynamického úãinku, pfiiãemÏ dávka plastifikátoru byla dle skuteãné potfieby upravována v rozmezí 4 aÏ 6 l/m3 betonu. Vlastní prolévání probûhlo bez velk˘ch obtíÏí, pouze ve svahov˘ch ãástech a v ‰ir‰ích mezerách mezi velk˘mi kameny byla koneãná úprava provedena ruãnû ocelov˘mi hrábûmi (obr. 7). Tato technologicky vyvolaná zmûna (malta – beton) v‰ak s vysokou pravdûpodobností kladnû ovlivnila trvanlivost opevnûní toku. Vymílací energie proudící Obr. 9 Pfiirozená revitalizace umûlého toku Fig. 9 Natural revitalization of the artificial flow

38

B

ETON

Obr. 8 Betonem plnûné deskovité textilní rohoÏe (matrace) Fig. 8 Plate fibre mats filled with concrete

a tvaru dle potfieby. V˘hodou této technologie je vynikající o‰etfiení zrání betonu v uzavfiené textilní formû a jeho následná vysoká trvanlivost. Vrchní vrstva textilie vlivem UV záfiení ãasem degraduje, spodní vrstva naopak zÛstane jako trvalá textilní v˘ztuÏ, takÏe deska dokáÏe pfienést i urãitá tahová napûtí vzniklá napfi. vymíláním podloÏí pfii povodni. Provozní a funkãní v˘hodou je, Ïe opevnûná plocha nezarÛstá a není zdrojem erozního sedimentu v korytû. Technick˘ vzhled a hladkost povrchu mÛÏe v‰ak v nûkter˘ch lokalitách vyvolat odpor ekologÛ (obr. 8). Smyslem ãlánku je rámcové zhodnocení pouÏití betonu a zejména jeho v˘znam˘ch vlastností, tj. trvanlivosti a mrazuvzdornosti v podmínkách umûlého (dnes

Obr. 10 Kaskáda v umûlém toku vytvofiená pfiírodními silami Fig. 10 Cascade in the artificial stream made by forces of nature

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

EKOLOLOGIE ECOLOGY

moÏná pfiirozeného) vodního toku po zhruba dvaceti letech provozu, bûhem nûhoÏ dle orientaãních údajÛ správce toku mohly dosáhnout nejvy‰‰í hodnoty prÛtokÛ aÏ 70 % prÛtoku návrhového. Z aktuálního pohledu je závûr jednoznaãn˘: nedo‰lo k Ïádn˘m závaÏn˘m poruchám opevÀovacích prvkÛ, které by ohrozily základní funkce díla a beton skuteãnû pfieÏil své realizátory – Vodní stavby Praha a Ingstav Brno. Tyto kdysi nejsilnûj‰í ãlánky tzv. betonáfiské lobby jiÏ v tvrd˘ch trÏních podmínkách ztratily svÛj v˘znam, av‰ak v jejich pracovním prostfiedí byl vychován znaãn˘ poãet betonáfisk˘ch odborníkÛ, ktefií by mûli své znalosti a zku‰enosti uplatnit i v koncepãních záleÏitostech hydrotechnick˘ch staveb, vãetnû plnûní ekologick˘ch poÏadavkÛ, které v dobû realizace díla byly okrajovou veliãinou. Jaké v‰ak tehdy mûli moÏnosti úãastníci v˘stavby? Projektant díla byl pfii návrhu vodního toku znaãnû omezen linií dob˘vacího prostoru a morfologií terénu na úboãí horského masivu Kru‰n˘ch hor a musel pfii tom zajistit povodÀovou ochranu pfiilehl˘ch obcí a dÛlních prostorÛ. Zhotovitelé díla mûli jednoznaãn˘ poÏadavek – co nejvy‰‰í moÏnost uplatnûní mechanizace stavebních prací pfii intenzivním plnûní vûcn˘ch objemÛ. A jak na tyto technokratické podmínky zareagovala v prÛbûhu dvacetiletého provozu díla pfiíroda? Neuvûfiitelnû. Náletové dfieviny, travní a mechové porosty (obr. 9), místy vytvofiené pfiirozené kaskády z kamenit˘ch splavenin a dfievin (obr. 10) zmûnily na

Z ÁV ù R E â N Á P O Z N Á M K A Autor se omlouvá za moÏné technické nepfiesnosti. Po dvaceti letech od realizace a ve krátkém ãase urãeném pro napsání ãlánku nelze nalézt potfiebné archiválie.

NÁZOR AUTORA Pfii zpracování projektÛ úprav vodních tokÛ a bystfiin je úãelné ãerpat poznatky nejen z technick˘ch standardÛ, ale i z dlouhodobû provozovan˘ch vodních dûl. Beton, kter˘ je ekology povaÏován za

Ing. Jifií Kfiepela ENVICON, spol. s r.o. Malé námûstí 110, 500 03 Hradec Králové tel.: 495 000 311, fax: 495 535 779 e-mail: [email protected]

Obr. 13 Pfiírodní ãi umûl˘ tok? (umûl˘) Fig. 13 Natural or artificial flow? (artificial)

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 11 Revitalizace umûlého toku lidsk˘m pfiiãinûním Fig. 11 Revitalization of the artificial flow made by human force

pfieváÏné ãásti trasy umûl˘ tok v pfiirozen˘, coÏ lze povaÏovat za samovolnou revitalizaci, aniÏ by bylo naru‰eno opevnûní profilu. Ostatnû porovnání se skuteãnû pfiirozenou bystfiinou tento jev naznaãuje (obr. 13 a 14]. V nûkter˘ch ãástech toku na území se souvisl˘m osídlením se na této revitalizaci podíleli i místní obãané v˘sadbou okrasn˘ch dfievin (obr.11). ·ir‰í hydrologické a ekologické souvislosti s návrhem a realizací díla nejsou pfiedmûtem tohoto ãlánku. RovnûÏ problematika provozování toku, tj. jeho údrÏba a opravy, by pfiesáhla rámec redakãního zadání.

• KONSTR

mimofiádnû tvrdou hmotu, dokáÏe pfii správném pouÏití pfiíroda akceptovat. Forma jeho pouÏití je v‰ak rozhodující pro trvanlivost díla a provozní nároãnost.

Obr. 14 Pfiírodní ãi umûl˘ tok? (pfiírodní) Fig. 14 Natural or artificial flow? (natural)

U KC E

• SANAC

E

1/2003

39

VùDA

A V¯ZKUM SCIENCE AND RESEARCH

VLIV

REDISTRIBUCE OHYBOV¯CH MOMENTÒ BùHEM POÎÁRU NA POÎÁRNÍ ODOLNOST OH¯BAN¯CH ÎELEZOBETONOV¯CH PRVKÒ THE EFFECT OF REDISTRIBUTION OF BENDING MOMENTS ON FIRE RESISTANCE OF BENDING STRUCTURE IN CASE OF FIRE ZOJA BEDNAREK, ISAB E L A B R ADÁâOVÁ Jsou prezentovány v˘sledky testÛ u oceli St3, 18G2 a 34GS za teplotních podmínek normového poÏáru s v˘poãtem zmûn napûtí ve vzorcích ocelí nosné v˘ztuÏe blíÏícím se zmûnám napûtí zpÛsoben˘ch redistribucí ohybov˘ch momentÛ. Cílem testÛ bylo zjistit, zda by bylo moÏné provést v˘poãet redistribuce ohybov˘ch momentÛ pÛsobící zmûnu hladiny napûtí ve v˘ztuÏi Ïelezobetonov˘ch prvkÛ metodou autorky pro stanovení kritické teploty a doby selhání v˘ztuÏe za teplotních podmínek normového poÏáru. There are present the results of tests on the St3, 18G2 and 34GS steel grades under thermal conditions of the standard fire with an account of the change in stresses in steel samples, similar to the changes in stress in the reinforcement, resulting from redistribution of bending moments. The major purpose of the tests was to find out whether it could be possible to account for the redistribution of bending moments, thus also for the variations in the stress level in the reinforcement in tension of reinforced-concrete members, in the method developed by author for the determination of critical temperature and of the time till failure of the reinforcement under thermal conditions of the standard fire. Redistribuce ohybov˘ch momentÛ bûhem poÏáru není obvykle zohlednûna pfii urãování poÏární odolnosti oh˘ban˘ch prvkÛ. Také v metodû vypracované jednou z autorek pro stanovení poÏární odolnosti a publikované v ãlánku [1] nebylo k tomuto jevu pfiihlédnuto. K redistribuci vnitfiních sil pfii zv˘‰en˘ch a vysok˘ch teplotách dochází obecnû v pfiíãlích rámÛ, u spojit˘ch nosníkÛ atd. Dokonce u nosníkÛ a desek prostû uloÏen˘ch dochází po vyãerpání moÏnosti vol40

B

ného pfietvofiení bûhem poÏáru ke zmûnû statického schématu a následnû k redistribuci ohybov˘ch momentÛ [2]. Zkou‰ek provádûn˘ch za úãelem zji‰tûní hodnot redistribuce ohybov˘ch momentÛ je jen málo a v‰echny vykazují dosti podstatné sníÏení hodnoty tûchto momentÛ uprostfied rozpûtí pfiíãle a zvût‰ení hodnoty momentÛ nad podporami bûhem prvních 10 aÏ 15 minut trvání poÏáru a následnû ãásteãné zastavení tohoto procesu. V dÛsledku toho hodnoty ohybov˘ch momentÛ uvaÏované pfii v˘poãtu poÏární odolnosti jsou vy‰‰í neÏ ve skuteãnosti. Je to patrné na pfiíkladu spojit˘ch nosníkÛ (obr. 1), [5]. PfiedloÏen˘ ãlánek uvádí v˘sledky zkou‰ek v˘ztuÏn˘ch ocelí jakostí St3 (tfiída I), 18G2 (tfiída II), 34GS (tfiída III) v podmínkách normového poÏáru se zohlednûním zmûn napûtí ve vzorcích ocelí blíÏícím se zmûnám napûtí nosné v˘ztuÏe oh˘ban˘ch Ïelezobetonov˘ch prvkÛ zpÛsoben˘ch redistribucí ohybov˘ch momentÛ. Zkou‰ky byly provádûny v laboratofii pevnosti materiálÛ Vysoké ‰koly poÏární ochrany ve Var‰avû pod vedením Prof. Z. Bednarkové. ZKOU·KY Hlavním cílem zkou‰ek bylo prokázání moÏnosti zohlednit redistribuci ohybov˘ch momentÛ pÛsobící zmûnu hladiny napûtí taÏené v˘ztuÏe oh˘ban˘ch prvkÛ, a to v metodû urãení Tkr i τkr podle [1]. P ¤ E D P O K L A DY Z K O U · E K Pfied zapoãetím zkou‰ek bylo dohodnuto, Ïe pro urãení kritické teploty v˘ztuÏe Tkr

Obr. 1 Redistribuce ohybov˘ch momentÛ v prÛbûhu normového poÏáru [5] Fig. 1 Redistribution of bending moments as a result of fire [5]

a kritické doby selhání vzorkÛ τkr se pouÏije metoda a vztahy publikované v ãlánku [1]: Tkr = B(σ/Re)–0,2

(1)

τkr = A(σ/Re)

(2)

–0,5

kde σ/Re je hladina napûtí vzorku pfied vzrÛstem teploty A, B jsou souãinitele materiálu získané pfii zkou‰kách za stálého napûtí odpovídající experimentálnû urãen˘m parametrÛm U desek se doba selhání vzorku τkr rovná poÏární odolnosti desky. Je zaveden pfiedpoklad, Ïe místo stálé

Tab. 1 Redistribuce ohybov˘ch momentÛ pfii poÏáru Tab. 1 Redistribution of bending moments as a result of fire Doba trvání normového poÏáru [min] 0 15 160

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Ohybov˘ moment v poli [%] 100 35 79 • KONSTR

U KC E

Ohybov˘ moment v podpofie [%] 100 220 130 • SANAC

E

1/2003

VùDA SCIENCE

hladiny napûtí bude ve vztazích (1) a (2) zavedena prÛmûrná hodnota (σ/Re)stfi.. Zmûna hladiny napûtí v prÛbûhu zkou‰ky byla urãena na základû mûfiení redistribuce ohybov˘ch momentÛ spojit˘ch nosníkÛ a je uvedena v tab. 1. Velikost ohybov˘ch momentÛ pfied ohfievem je povaÏována za 100 %. V souvislosti s tím, Ïe nárÛst teploty pfii poÏáru probíhá od spodního líce konstrukce stropu a má za následek vzrÛst teploty dolní taÏené v˘ztuÏe, pfiedpokládá se, Ïe zmûna úrovnû napûtí σ/Re ve vzorcích v prÛbûhu zkou‰ky bude dvojnásobná shodnû s redistribucí ohybov˘ch momentÛ v poli a bude ãinit postupnû 100 %, 35 %, 79 %. METODIKA

ZKOU·EK

Teplotní podmínky Pro zkou‰ky byla zvolena závislost „teplota – ãas“ odpovídající prÛbûhu teploty v betonu v hloubce 25 mm od ohfiívaného povrchu pfii normovém poÏáru získaná analyticky fie‰ením Fourierovy rovnice vedení tepla [1]. ZatíÏení vzorkÛ v prÛbûhu zkou‰ek Bûhem zkou‰ek byly pouÏity dvû varianty zatíÏení – stálé a nahodilé. Pfii stálé v˘‰i napûtí σ/Re = konst. byly urãeny stálé souãinitele materiálu A a B a byly získány hodnoty parametrÛ Tkr i τkr pro srovnávací anal˘zu uvedenou ve v˘sledcích zkou‰ek. Hlavní zkou‰ky byly provedeny pfii promûnné hodnotû σ/Re. Zmûna hladiny byla stanovena na základû anal˘zy redistribuce ohybov˘ch momentÛ hodnotami 100 %, 35 % a 79 %. Bylo urãeno, Ïe poãáteãní hladina bude ãinit σ/Re = 0,67, po 15 minutách poklesne na hodnotu σ/Re = 0,23 a v závûru vzroste na σ/Re = 0,53. Bylo zji‰tûno, Ïe rychlost sníÏení hodnoty σ/Re a jejího opûtného zv˘‰ení bude rovna rychlosti relaxace zkoumaného druhu oceli získané ze zkou‰ky.

A V¯ZKUM RESEARCH

AND

Obr. 2 Schéma prÛbûhu zkou‰ek, t0 – doba dosaÏení zvoleného zatíÏení a teploty 50 °C v minutách, τk – doba trvání zkou‰ky v minutách Fig. 2 Diagram of the testing procedure, t0 – the time after which the assumed load and temperature 50 °C are attained in minutes, τk – test duration time in minutes

odblokováno zafiízení pro udrÏení stálé tahové síly. V dÛsledku relaxace zpÛsobené vzrÛstem teploty do‰lo k poklesu síly na hodnotu odpovídající σ/Re = 0,23, poté byla opûtovnû vnesena tahová síla a udrÏována na stálé hodnotû po dobu 10 minut. Znovu byla zv˘‰ena tahová síla na hodnotu odpovídající σ/Re = 0,53. Nutná rychlost zvy‰ování síly byla rovna rychlosti její relaxace v období poklesu na hodnotu σ/Re = 0,23. Závûrem byla síla udrÏována na stálé hodnotû aÏ do pfietrÏení vzorku. Na obr. 3a a 3b jsou znázornûny zji‰tûné zmûny hodnot σ/Re vzorkÛ bûhem zkou‰ek, slouÏící pro urãení prÛmûrn˘ch hladin napûtí.

Souãinitele materiálu pro kaÏdou hladinu napûtí byly zji‰tûny dosazením do vztahÛ (3) a (4). Ai = τkr (σ/Re)0,5

(3)

Bi = Tkr (σ/Re)

(4)

0,2

kde i = 1 aÏ 3.

V¯SLEDKY ZKOU·EK V˘sledky zkou‰ek pfii stál˘ch hladinách napûtí σ/Re = 0,67; 0,53; 0,23 byly vyuÏity pro urãení souãinitelÛ materiálu A a B. Pro kaÏdou hodnotu σ/Re bylo provedeno pût zkou‰ek. Na základû tûchto zkou‰ek byly urãeny parametry Tkr i τkr.

Souãinitele A a B jsou urãeny aritmetick˘m prÛmûrem A = (A1 + A2 + A3)/3, B = (B1 + B2 + B3)/3. Získané v˘sledky jsou shrnuty v tab. 2 a jsou uÏity pro v˘poãet parametrÛ Tkr i τkr pro vyhodnocení hlavních zkou‰ek. Na základû grafÛ zobrazen˘ch v obr. 3a a 3b byla vypoãítána prÛmûrná hodnota σ/Re zkouman˘ch vzorkÛ. Hodnoty ãiní: u oceli St3 a 34GS – 0,46; u oceli 18G2 – 0,47. Byl proveden soubor zkou‰ek pfii stál˘ch prÛmûrn˘ch hodnotách hladin napûtí a urãeny parametry Tkr i τkr

Obr. 3a) Urãení prÛmûrné hodnoty napûtí pro ocel St3 a 34GS Fig. 3a) Determination of the weightedaverage stress level for St3 a 34GS steel grades

Obr. 3b) Urãení prÛmûrné hodnoty napûtí pro ocel 18G2 Fig. 3b) Determination of the weightedaverage stress level for 18G2 steel grade

PRÒBùH ZKOU·EK Zkou‰ky pfii stálé úrovni napûtí byly provedeny shodnû se zásadami popsan˘mi v ãlánku [1]. chéma prÛbûhu hlavních zkou‰ek je uvedeno na obr. 2. ZatûÏování vzorku tahovou silou úmûrnou hladinû napûtí σ/Re = 0,67 bylo provedeno pfied zapoãetím ohfievu a udrÏováno po dobu 5 minut po dosaÏení teploty 50 °C na rozmístûn˘ch termoãláncích. Následnû bylo B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

41

VùDA

A V¯ZKUM SCIENCE AND RESEARCH

σ/Re

Druh oceli

0,67 0,23 0,53 0,67 0,23 0,53 0,67 0,23 0,53

St3

18G2

34GS

Souãinitel materiálu A [min] B [°C]

Poãet zkou‰ek

37,24

492,48

15

43,87

517,29

15

44,39

534,91

15

Tab. 2 V˘sledky zkou‰ek pfii konstantní hladinû napûtí Fig. 2 Results of tests in case of constant stress leve

σ/Re

Druh oceli

0,67 0,46 0,46 promûnné 0,67 0,47 047 promûnné 0,67 0,46 0,46 promûnné

St3

18G2

34GS

âas selhání τkr [min] 46,00 53,85 54,90 55,17 53,90 64,81 63,98 63,67 54,10 65,30 65,20 65,50

Kritická teplota Tkr [°C] 530 573 575 575 553 603 602 603 581 620 622 623

Poznámka zkou‰ka zkou‰ka v˘poãet zkou‰ka zkou‰ka zkou‰ka v˘poãet zkou‰ka zkou‰ka zkou‰ka v˘poãet zkou‰ka

Z v˘sledkÛ anal˘zy, které jsou uvedeny v tab. 1, lze odvodit následující závûry: Kritická teplota Tkr a ãas do selhání v˘ztuÏe τkr zji‰tûné v˘poãtem nebo zkou‰kou pfii zohlednûní hladiny napûtí σ/Re pfied poÏárem jsou niωí neÏ tytéÏ parametry zji‰tûné pro zvolené zmûny hladin napûtí bûhem poÏáru. Je moÏno konstatovat, Ïe nevyãíslená redistribuce ohybov˘ch momentÛ oh˘ban˘ch konstrukcí za poÏáru mÛÏe b˘t zanedbána ve prospûch poÏární odolnosti konstrukce. Existuje moÏnost zohlednûní redistribuce vnitfiních sil pfii v˘poãtu teplotních a ãasov˘ch parametrÛ v˘ztuÏn˘ch ocelí metodou vypracovanou a publikovanou Z. Bednarkovou, pfiiãemÏ do vztahÛ (1) aÏ (4) se místo konstantní hodnoty σ/Re dosazuje redukovaná prÛmûrná hodnota. Srovnání v˘sledkÛ zkou‰ek a v˘poãtÛ uveden˘ch v tab. 3 ukazuje pouÏitelnost a pfiesnost metody Z. Bednarkové pro urãení kritické teploty Tkr a ãasu do selhání v˘ztuÏe τkr v podmínkách normového poÏáru.

Tab. 3 Pfiehled parametrÛ získan˘ch zkou‰kami a v˘poãtem Tab. 3 Comparison of parameters obtained as the results of test or calculations

za úãelem porovnání s v˘sledky získan˘mi v˘poãtem tûchto parametrÛ. V˘sledky hlavních zkou‰ek s promûnnou hladinou napûtí byly zpracovány obdobn˘m postupem jako v˘sledky zkou‰ek se stál˘mi hladinami napûtí – popsan˘mi v ãlánku [1]. Parametry Tkr i τkr byly získány z grafÛ závislostí „T – τ“ (teplota – ãas) a „ε – τ“ (deformace – ãas). Parametry jsou uvedeny v tab. 3. V téÏe tabulce jsou uvedeny i parametry Tkr i τkr získané ze zkou‰ek pfii stálé prÛmûrné hodnotû hladiny napûtí: σ/Re = 0,46 pro oceli St3 a 34GS a σ/Re = 0,47 pro ocel 18G2. V tab. 3 jsou uvedeny i parametry Tkr i τkr urãené v˘poãtem podle vztahÛ (5) a (6): Tkr = B(σ Re )

−0, 2 str . w

(5)

τ kr = A(σ Re ) str . w

(6)

−0, 5

kde A a B jsou souãinitele materiálu urãené pfii zkou‰kách za stálé hladiny napûtí (tab. 2). ocel St3: τkr = 37,42 . (0,46)–0,5 = 54,90 min 42

B

Tkr = 492,48 . (0,46)–0,2 = 602 °C ocel 18G2: τkr = 43,87 . (0,47)–0,5 = 63,98 min Tkr = 517,29 . (0,47)–0,2 = 602 °C ocel 34GS: τkr = 44,39 . (0,46)–0,5 = 65,20 min Tkr = 534,91 . (0,46)–0,2 = 622 °C Z ÁV ù R Redistribuce ohybov˘ch momentÛ pfii poÏáru má prÛbûh obdobn˘ tomu, kter˘ byl uvaÏován pfii zkou‰kách popsan˘ch v tomto ãlánku a je charakteristick˘ znaãn˘m poklesem ohybového momentu poli bûhem poãáteãních 10 aÏ 15 minut poÏáru a následn˘m zv˘‰ením tohoto momentu, av‰ak po hodnotu niωí neÏ poãáteãní. Vezmeme-li v úvahu, Ïe intenzívní ohfiev prvkÛ stropÛ zaãíná zdola, dochází ke sníÏení momentÛ uprostfied pole a ve stejném ãase dochází ke sníÏení napûtí hlavní tahové v˘ztuÏe, jde o jev, kter˘ je pfiízniv˘ z hlediska únosnosti konstrukce v podmínkách poÏáru, a tím se prodluÏuje ãas do poru‰ení konstrukcí, tj. roste její poÏární odolnost. ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

Literatura [1] Bednarek Z.: V˘poãtov˘ model poÏární odolnosti stavebních konstrukcí, Beton a zdivo, 2/1999 [2] Bednarek Z.: Wybrane zagadnienia wytrzyma∏oÊci konstrukcji ˝elbetowych i betonowych w podwy˝szonych temperaturech, Zeszyty Naukowe SGSP 2, 1978 [3] Bednarek Z.: Badanie wp∏ywu napr´˝eƒ w zbrojeniu rozciàganym na odpornoÊç ogniowà elementów zginanych, In˝ynieria i Budownictwo, 3, 1993 [4] Bednarek Z.: Wp∏yw warunków termicznych na parametry wytrzyma∏oÊciowe stali zbrojeniowej w czasie po˝aru, In˝ynieria i Budownictwo, 12, 1993 [5] Ódeen K.: Spännbeton under brandangrep, Brandförsvar 2, 1965, Stockholm, Sweden Prof. Dr Eng. Zoja Bednarek Applied Mechanics Dept., Main School of FS in Warsaw 52/54 Slowacki St., 00-967 Warsaw, Poland Ing. Isabela Bradáãová, CSc. Fakulta bezpeãnostního inÏen˘rství, V·B – TU 17. listopadu 15, 708 33 Ostrava-Poruba tel.: 597 322 818, fax: 597 322 980 e-mail: [email protected]

U KC E

• SANAC

E

1/2003

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION

EVROPSKÁ NOR MA E N 19 91–1-3 E U ROKÓD 1 – ZATÍÎENÍ KONSTRUKCÍ – âÁST 1.3: OBECNÁ ZATÍÎENÍ – ZATÍÎENÍ SNùHEM E U R O C O D E 1 E N 19 91–1-3 A C T I O N O N S T R U C T U R E S – PART 1.3: GENERAL ACTION – SNOW LOAD MAR I E STU DN Iâ KOVÁ Evropská norma zatíÏení snûhem, ãlenûní normy, obsah národní pfiílohy, evropské mapy zatíÏení snûhem, mapa snûhov˘ch oblastí na území âR. Eurocode Snow Loads, Classification, National Annex, European Ground Snow Loads Maps, Snow Load Map of the Czech Republic. V srpnu roku 2002 probûhlo formální hlasování ke schválení EN 1991-1-3 [1] jako evropské normy zatíÏení snûhem. Norma byla schválena jednohlasnû, Ïádná ãlenská zemû CEN nebyla proti, ani se nezdrÏela hlasování. Norma vznikla konverzí z pfiedbûÏné evropské normy ENV 1991-2-3 [2], která vy‰la v CEN v roce 1995 a o dva roky pozdûji byla zavedena do soustavy ãesk˘ch technick˘ch norem pod oznaãením âSN P ENV 1991-2-3 [3]. Tato ãeská norma se skládá z ãeského pfiekladu normy [2] a z Národního aplikaãního dokumentu (NAD), kde jsou uvedeny tzv. rámeãkové hodnoty a klimatické údaje pro âeskou republiku. Jak je uvedeno ve [4], transformované evropské normy EN jiÏ neuvádûjí rámeãkové hodnoty v NAD. Národní aplikaãní dokumenty budou nahrazeny informativní národní pfiílohou (NP), kde budou uvedeny tzv. národnû stanovené parametry. Dále budou v NP uvedeny upfiesÀující údaje ke ãlánkÛm EN, kde to text normy povoluje. Jde zejména o hodnoty dílãích souãinitelÛ, pfiípadnû volbu tfiídy v tûch pfiípadech, kdy Eurokód nabízí nûkolik moÏností: • zemûpisné a klimatické údaje specifické pro ãlenskou zemi (napfi. mapa zatíÏení snûhem); • pouÏití urãitého postupu tam, kde Eurokód nabízí nûkolik postupÛ.

Národní pfiílohy budou mít informativní charakter a nemusí nutnû poskytovat doplÀující informace ke v‰em ãlánkÛm, kde to EN umoÏÀuje. Pak zÛstává volba parametrÛ a postupÛ na uÏivateli normy. Eurokód [1] obsahuje pfiedmluvu, 6 oddílÛ a 5 pfiíloh : Pfiedmluva Oddíl 1: Obecnû Oddíl 2: Klasifikace zatíÏení Oddíl 3: Návrhové situace Oddíl 4: ZatíÏení snûhem na zemi Oddíl 5: ZatíÏení snûhem na stfiechách Oddíl 6: Lokální úãinky • Pfiíloha A (normativní) : Návrhové situace a uspofiádání zatíÏení snûhem • Pfiíloha B (normativní) : Tvarové souãinitele zatíÏení snûhem pfii extrémních navátích snûhu • Pfiíloha C (informativní) : Evropská mapa zatíÏení snûhem • Pfiíloha D (informativní) : Stanovení zatíÏení snûhem na zemi podle doby návratu • Pfiíloha E : Objemová tíha snûhu Základní podmínkou pro pouÏití EN 1991-1-3 ZatíÏení snûhem je splnûní podmínek uveden˘ch v základním eurokódu EN 1990 Zásady navrhování konstrukcí [6], kde je uvedena terminologie,

symboly, zásady navrhování, základní veliãiny. V‰e, co se vztahuje pfiímo k zatíÏení snûhem, je uvedeno v [1]. Základní koncepce EN 1991-1-3 [1] se od koncepce pfiedbûÏné normy ENV 1991-2-3 témûfi neli‰í. Do normy [1] byla novû zpracována pfiíloha A, která je normativní a definuje návrhové situace a rozmístûní zatíÏení snûhem pro pouÏití v rÛzn˘ch pfiípadech zatíÏení. ZároveÀ byl roz‰ífien oddíl 3 Návrhové situace, kde jsou stanoveny jednotlivé návrhové situace pfii bûÏn˘ch snûhov˘ch podmínkách a pfii v˘jimeãn˘ch podmínkách. Ve 4. oddíle je definováno tzv. zatíÏení snûhem na zemi. Základní hodnotou je charakteristické zatíÏení snûhem, které je zaloÏeno na roãní pravdûpodobnosti pfiestoupení 0,02 (doba návratu 50 let), pfiiãemÏ v˘jimeãná zatíÏení snûhem se do statistického zpracování nezahrnují. V oddíle jsou dále uvedeny dal‰í reprezentativní hodnoty zatíÏení snûhem a jim odpovídající kombinaãní souãinitele γ pro budovy. Charakteristické hodnoty zatíÏení snûhem pro území âeské republiky jsou uvedeny v národní pfiíloze. Do NP bude pfievzata mapa snûhov˘ch oblastí na úzeObr. 1 Mapa snûhov˘ch oblastí na území âR Fig. 1 Snow load map of the Czech Republic

NP také mÛÏe obsahovat doporuãení pro pouÏití informativních pfiíloh a odkazy na doplÀující údaje, které nejsou v rozporu se znûním Eurokódu. B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

43

NORMY •

JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION

mí âR, která je pfiílohou 1 k âSN P ENV 1991-2-3 [3]. Mapa je uvedena na obrázku ã.1. Pfii tvorbû uvedené mapy se vycházelo z pÛvodní mapy snûhov˘ch oblastí, která byla (a dosud je) souãástí âSN 73 0035 ZatíÏení stavebních konstrukcí [5]. Tato pÛvodní mapa byla dokonãena v roce 1968 a pfii zpracování se pfiedpokládala dobu návratu 100 let. Bylo provedeno statistické zpracování souboru 26 roãních maxim zatíÏení snûhem ve 205 meteorologick˘ch stanicích âeskoslovenské republiky. Jako teoretick˘ model poslouÏilo Gumbelovo extremální rozdûlení. Hodnoty získané ze statistického zpracování v‰ak nebyly zavedeny do mapy pfiímo, ale byly redukovány. Redukãní souãinitel mûl hodnotu 1,7. Tuto hodnotu získáme vynásobením souãinitele zatíÏení snûhem γ = 1,4 souãinitelem pro lehké stfiech [5] = 1,2. Popsanou redukcí extrémních hodnot zatíÏení snûhem do‰lo k tomu, Ïe v nûkter˘ch lokalitách mohou b˘t skuteãná zatíÏení snûhem i vy‰‰í, neÏ zatíÏení , která se vypoãtou podle [5]. Pro úãely ENV 1991-2-3 bylo nutno respektovat definici pro hodnoty zatíÏení snûhem na zemi pro pravdûpodobnost pfiekroãení 0,02. Tím do‰lo k tomu, Ïe normové hodnoty základního zatíÏení snûhem z mapy v âSN 73 0035 [5] musely b˘t pro pouÏití v [3] zv˘‰eny. V˘poãtem se zjistilo, Ïe toto zv˘‰ení ãiní 50 %. Tím je vysvûtleno, proã jsou charakteristické hodnoty zatíÏení snûhem sk (doba návratu 50 let) z [3] o polovinu vy‰‰í, neÏ normové hodnoty zatíÏení snûhem s0 (doba návratu 100 let) z [5]. V pfiíloze C [1] jsou uvedeny mapy zatíÏení snûhem evropsk˘ch klimatick˘ch oblastí, které byly zpracovány v rámci projektu evropského v˘zkumu zatíÏení snûhem. Evropa je rozdûlena do 9 následujících klimatick˘ch oblastí: Alpy, Stfiedozápad, Stfiedov˘chod, ¤ecko, Pyrenejsk˘ poloostrov, Stfiedomofií, Norsko, ·védsko a Finsko, Velká Británie a Irsko. âeská republika není do tûchto oblastí zahrnuta, protoÏe v dobû, kdy projekt zaãínal, jsme nebyli ãleny Evropského v˘boru pro normalizaci

(CEN) a nebyli jsme ke spolupráci pfiizváni. V pfiíloze C je proto uvedena na‰e mapa z obr. 1. V na‰í mapû jsou uvedeny charakteristické hodnoty sk pfiímo, v mapách evropsk˘ch klimatick˘ch oblastí se charakteristické hodnoty sk vypoãítávají z údajÛ na mapû a z nadmofiské v˘‰ky lokality. Celá pfiíloha C má informativní charakter a její pouÏití není vyÏadováno. Nûkteré zemû evropské zóny jiÏ oznámily, Ïe mapy nebudou pouÏívat. Cílem fie‰ení projektu bylo zajistit, aby na hranicích mezi státy platila stejná hodnota zatíÏení snûhem a nikoliv na kaÏdé stranû hranice hodnota jiná. Tento cíl byl splnûn jen ãásteãnû. Oddíl 5 je vûnován zatíÏení snûhem na stfiechách. Pro nejbûÏnûj‰í pfiípady zatíÏení snûhem v trval˘ch nebo doãasn˘ch návrhov˘ch situacích platí následující vztah pro zatíÏení snûhem s = µi . ce . ct . sk Ve vzorci je µi tvarov˘ souãinitel, ce souãinitel expozice, ct teplotní souãinitel a sk charakteristická hodnota zatíÏení snûhem na zemi, stanovená z mapy snûhov˘ch oblastí. Pro souãinitel cet je v eurokódu uvedeno rozmezí 0,8 < ce < 1,2 podle topografie a vûtrnosti lokality.

Teplotní souãinitel ct má ve vût‰inû pfiípadÛ hodnotu ct = 1. Pro stfiechy s nízk˘m teplotním odporem a s tepl˘m provozem pod stfiechou lze souãinitel ct volit niωí neÏ 1. Tvarové souãinitele µi jsou uvedeny pro stfiechy pultové, sedlové, ‰edové a válcové. Pro ploché stfiechy se stanoví souãinitele µi tak, Ïe se u stfiechy pultové volí sklon stfiechy α = 0°. V novém eurokódu [1] byly upraveny nûkteré zatûÏovací obrazce a souãinitele µi oproti pfiedbûÏnému eurokódu [2]. Tyto úpravy vznikly na základû nejnovûj‰ího v˘zkumu v rámci jiÏ zmínûného projektu tvorby evropské snûhové mapy. Oddíl 6 uvádí zatíÏení, které se pouÏije pro lokální ovûfiení pfii návûjích na v˘stupky a pfiekáÏky na stfiechách a okrajích stfiech. V národní pfiíloze bude stanoveno, v jak˘ch pfiípadech se pro zatíÏení zpÛsobené návûjemi pouÏije pfiíloha B. V té jsou uvedeny zatûÏovací obrazce nûkter˘ch typÛ stfiech, kde pfii zvlá‰tních klimatick˘ch podmínkách mohou vznikat extrémní zatíÏení snûhem. KdyÏ porovnáme návrhové hodnoty zatíÏení snûhem podle eurokódu sd [1] s v˘poãtov˘mi hodnotami podle âSN [5], zjistíme, Ïe pro nejbûÏnûj‰í typy stfiech, tj.

Obr. 2 Pfiíklad v˘poãtu zatíÏení snûhem pultové stfiechy podle eurokódu prEN 1991-1-3 a âSN 73 0035 na území Prahy Fig. 2 Snow load calculation of monopitch roof according prEN 1991-1-3 and âSN 73 0035 in Prague

44

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION ploché, sedlové a pultové, se hodnoty pfiíli‰ neli‰í, jin˘mi slovy, do v˘poãtu konstrukce zavádíme pfiibliÏnû stejné hodnoty sd zatíÏení snûhem. Tato zatíÏení se pro rÛzné návrhové situace musí zavést do vztahÛ (6.10) aÏ (6.10b) pro kombinace zatíÏení uvedené v EN 1990 [6], [4]. P¤ÍKLAD Jako pfiíklad uveìme v˘poãet zatíÏení snûhem pultové stfiechy se sklonem α = 25° v Praze podle eurokódu [1] a podle âSN [5]. Pfiedpokládáme, Ïe sníh ze stfiechy není sfoukáván (ce = 1) ani neodtává (ct = 1). Dílãí souãinitel pro nahodilé zatíÏení je v eurokódu EN 1990 doporuãen hodnotou γQ = 1,5, pfiiãemÏ je dovoleno tuto hodnotu upravit v národní pfiíloze. V pfiedbûÏné evropské normû âSN P ENV 1991–1 Zásady navrhování byla pro budovy v Národním aplikaãním dokumentu zavedena hodnota γQ = 1,4. V˘poãet je proveden pro obû hodnoty γQ (obr. 2). Z v˘poãtu vypl˘vá, Ïe zatíÏení snûhem vypoãtené podle Eurokódu [1] pro dílãí

BETONÁ¤SKÉ

DNY

Literatura [1] EN 1991-1-3 Eurocode 1 – Actions on structures – Part 1-3 : General actions – Snow Loads, CEN May 2002 [2] ENV 1991-2-3 Basis of design and actions on structures – Part 2-3 : Actions on structures – Snow loads, CEN February 1995 [3] âSN P ENV 1991-2-3 Zásady navrho-

vání a zatíÏení konstrukcí – âást 2-3 : ZatíÏení konstrukcí – ZatíÏení snûhem, âSNI 1996 [4] Holick˘ M., Marková J. : Eurokód EN 1990 Zásady navrhování konstrukcí, Beton ã. 5/2002 [5] âSN 73 0035 ZatíÏení stavebních konstrukcí, ÚNM 1986 [6] EN 1990 Eurocode – Basis of structural design, CEN April 2002

souãinitel γQ = 1,4 je stejnû velké, jako zatíÏení snûhem pro lehké stfiechy vypoãtené podle âSN [5].

nároky na zv˘‰ení únosnosti konstrukcí.

Z ÁV ù R V prÛbûhu roku 2003 bude nová evropská norma zatíÏení snûhem EN 1991-1-3 zavedena do soustavy ãesk˘ch technick˘ch norem a bude platit po urãitou dobu paralelnû se stávající âSN 73 0035 [5]. Jak je uvedeno v pfiíkladu v˘poãtu zatíÏení, není zv˘‰ení zatíÏení snûhem podle eurokódu ve srovnání s âSN v˘znamné a nemûlo by pfiinést Ïádné dramatické

2002

V t˘dnu pfied první adventní nedûlí, 27. a 28. listopadu loÀského roku, se konala v Pardubicích, 9. konference Betonáfiské dny. HostÛ, úãastníkÛ, pfiedná‰ejících a vystavovatelÛ pfiijelo nepoãítanû (pfies 600). Pardubick˘ DÛm hudby v‰echny srdeãnû pfiijal a usadil do pohodln˘ch kfiesel. Cílem pfiipomenutí této akce není tentokrát vypoãítávat kolik bylo tûch ãi onûch a o ãem byl ten kter˘ pfiednesen˘ pfiíspûvek, ale vyzvednout v na‰ich krajích ojedinûlou srdeãnou, pfiátelskou a pfiitom velice profesionální atmosféru, která v‰e pronikala. Pofiádající âeské betonáfiské spoleãnosti se skuteãnû podafiilo vybudovat tradici setkání; setkání pracovních, obchodních, pfiátelsk˘ch, setkání se souãasn˘mi i b˘val˘mi zákazníky, kolegy, spoluÏáky nebo zcela náhodn˘mi znám˘mi. Zde je vzácná pfiíleÏitost diskutovat o nov˘ch poznatcích v˘zkumu, nov˘ch technologiích a postupech pfiedstaven˘ch v odborn˘ch pfiedná‰kách nejen s kolegy, ale i s pfiedstaviteli jiného názoru, jiného fie‰ení. Zástupci vystavujících firem pozornû sledovali, co nabízí konkurence a v osobních setkáních se zákazníky vyslechli jejich pochvaly ãi v˘tky k nabízen˘m produktÛm, materiálÛm nebo sluÏbám. V‰echny dohromady, aÈ pfii‰li ze ‰kol, v˘zkumn˘ch ústavÛ, architektonick˘ch a projekãních kanceláfií, v˘robních závodÛ a firem mal˘ch ãi velk˘ch, sdruÏoval zájem o beton a betonové konstrukce. Pfiíjemnou, srdeãnou atmosféru Betonáfisk˘ch dnÛ vnímali i zahraniãní hosté mající zku‰enosti z takov˘ch vyhlá‰en˘ch akcí jako jsou tradiãní rakouské, nûmecké ãi holandské betonáfiské dny. NemÛÏeme se srovnávat co do velikosti, ale v jejich duchu, v pfiátelské atmosféfie a radosti ze setkání máme urãitû náskok. Je potû‰itelné, Ïe pfies tvrdou vzájemnou konkurenci, která ve stavebnictví v dne‰ní dobû je, máme chuÈ spolu nejen bojovat, B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

Pfiíspûvek byl vypracován v rámci v˘zkumného zámûru âVUT J04/98/210000029 „Rizikové inÏen˘rství a spolehlivost technick˘ch systémÛ“.

Ing. Marie Studniãková, CSc. KloknerÛv ústav âVUT ·olínova 7, 166 08 Praha 6 tel.: 224 353 503, fax: 224 353 511 e-mail: [email protected]

ale také se setkávat a vzájemnû se informovat o novinkách, poznatcích úspû‰ích, ale i problémech a hledání jejich fie‰ení. Ti, ktefií se zúãastÀují pravidelnû, si jistû bûhem roku nezapomenou zjistit a zapsat do diáfie termín leto‰ních Betonáfisk˘ch dnÛ. Ti, ktefií tam je‰tû nebyli, jsou pofiadateli srdeãnû zváni. âeská betonáfiská spoleãnost jiÏ pfiipravuje na konec listopadu jubilejní, 10. Betonáfiské dny. Setkání betonáfiÛ se bude konat opût v Pardubicích. Pfiijeìte.

• SANAC

SBORNÍK P¤ÍSPùVKÒ

âeská betonáfiská spoleãnost âSSI

Konference

BETONÁ¤SKÉ DNY 2002

Betonáfiské dny 2002 jsou vûnovány Prof. Ing. Dr. ZdeÀku ·merdovi, CSc., u pfiíleÏitosti jeho 80. narozenin

redakce

E

1/2003

27. a 28. listopadu 2002 Pardubice, DÛm hudby

45

NORMY •

JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION

ZAVÁDùNÍ EN 19 92: „NAVRHOVÁNÍ BETONOV¯CH KONSTRUKCÍ“ DO PRAXE – ÚVODNÍ âÁST IÁL I N T R O D U C T I O N O F E N 19 92-1-1 T O P R A C T I C E SER1992 EN – INTRODUCTORY PART J A R O S L AV P R O C H Á Z K A Seriál pfiíspûvkÛ pfiipravovan˘ pro 3. roãník ãasopisu bude upozorÀovat na schválenou normu EN 1992-1-1, zejména na její odli‰nosti oproti ENV 1992-11,3 aÏ 6. V této úvodní ãásti je upozornûno na návazné normy a pouÏívané materiály. The following set of papers will drawn the attention to the approved standard EN 1992-1-1, especially to its differences with ENV 1992-1-1,3. In this introductory part is call attention on the join standards and used materials. Evropské normy jsou zpracovávány a vydávávány Evropskou normalizaãní komisí (CEN). Normy pro navrhování stavebních konstrukcí jsou obvykle naz˘vány Eurokódy. Zpracováním jednotliv˘ch EurokódÛ byly povûfieny subkomise (SC) ustanovené pfii technické komisi 250 (TC 250) pracující v rámci CEN. Eurokódy tvofií následující normy, které se obvykle sestávají z nûkolika ãástí: EN 1990 Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí EN 1991 Eurokód 1: ZatíÏení konstrukcí EN 1992 Eurokód 2: Navrhování betonov˘ch konstrukcí EN 1993 Eurokód 3: Navrhování ocelov˘ch konstrukcí EN 1994 Eurokód 4: Navrhování spfiaÏen˘ch ocelobetonov˘ch konstrukcí EN 1995 Eurokód 5: Navrhování dfievûn˘ch konstrukcí EN 1996 Eurokód 6: Navrhování zdûn˘ch konstrukcí EN 1997 Eurokód 7: Navrhování geotechnick˘ch konstrukcí EN 1998 Eurokód 8: Navrhování konstrukcí odoln˘ch vÛãi zemûtfiesení EN 1999 Eurokód 9: Navrhování hliníkov˘ch konstrukcí

Eurokódy byly v prvé fázi vypracovány jako evropské pfiednormy (ENV) s tím, Ïe po jejich ovûfiení a shromáÏdûní pfiipomínek budou pfiednormy upraveny a vydány jako evropské normy (EN). Aby bylo dosaÏeno mezinárodního konsensu pfii 46

B

schvalování EurokódÛ ENV, byly v nich uvedeny tzv. „rámeãkové“ hodnoty, které byly pfii zavádûní ENV do soustav národních norem upfiesÀovány v národních aplikaãních dokumentech (NAD) platn˘ch v zemích, kde se konstrukce budou realizovat. Vzhledem k tomu, Ïe v dobû zavádûní EurokódÛ ENV nebyly vypracovány v‰echny potfiebné návazné evropské normy, bylo v NAD povoleno téÏ pouÏívání nûkter˘ch ustanovení ze stávajícího souboru stávajících národních norem. Eurokódy jsou v souãasné dobû zavedeny v âR jako soubor pfiedbûÏn˘ch norem âSN P ENV, kter˘ má stejnou platnost jako stávající soubor âSN. Je nutno si uvûdomit, Ïe pokud se v souãasné dobû rozhodneme pouÏívat pfii návrhu soustavu pfievzat˘ch EurokódÛ âSN P ENV, nelze pouÏívat ustanovení z pÛvodní soustavy âSN, pokud to není v˘slovnû dovoleno v pfiíslu‰ném NAD. Pfii pfievodu EurokódÛ ENV na Eurokódy EN bylo pfiihlédnuto k pfiipomínkám uÏivatelÛ, k nov˘m ovûfien˘m poznatkÛm získan˘m v období od vypracování ENV (hlavní zásady v‰ak zÛstaly zachovány) a k pfiehlednûj‰ímu zpracování, aby bylo usnadnûno pouÏívání EN. Dále bylo rozhodnuto, Ïe pfii vydání pfiíslu‰ného Eurokódu EN musí b˘t k dispozici v‰echny evropské normy, na které se Eurokód EN odvolává; pfiedpokládá se tedy vÏdy vydání tzv. „balíku norem“. Zavedení pfiíslu‰ného Eurokódu EN probíhá v následujících krocích: • Zku‰ební období – po vypracování a schválení koneãného návrhu pfiíslu‰né ãásti Eurokódu EN v subkomisi, je návrh pfiipomínkován národními normalizaãními spoleãnostmi; pak subkomise zváÏí pfiipomínky a upraví návrh tak, aby bylo dosaÏeno koneãné shody ãlenÛ subkomise; schválen˘ návrh subkomise ode‰le komisi CEN/TC 250 k formálnímu hlasování (délka období max. 6 mûsícÛ); • Období schválení CEN – od obdrÏení schváleného návrhu probíhá editace EN, pfieklady (nûmãina, francouz‰tina), koneãná úprava dokumentu; po formálním schválení EN komisí CEN/TC250 je návrh ETON

• TEC

H NOLOG I E

vydán jako EN a zpfiístupnûn národním normalizaãním spoleãnostem (délka období max. 8 mûsícÛ); • Pfieklad do národního jazyka – po obdrÏení EN národní normalizaãní spoleãnost zajistí pfieklad (délka období max. 12 mûsícÛ); • Kalibrace (probíhá soubûÏnû s pfiekladem) – v období max. 24 mûsícÛ (vãetnû pfiekladu) musí b˘t stanoveny „národní definované parametry“ (NDP), jejichÏ v˘bûr Eurokód EN umoÏÀuje, dále proveden v˘bûr alternativních postupÛ navrhování a tfiíd spolehlivosti uveden˘ch v EN, stanoveny geografické a klimatické údaje specifické pro ãlensk˘ stát (pokud nejsou v uvaÏovaném EN uvedeny) a zpracována pfiíslu‰ná národní opatfiení. V‰echny tyto údaje musí b˘t uvedeny v tzv. národní pfiíloze (NP). Na konci období musí b˘t EN publikována v národním jazyce spolu s národní pfiílohou (NP) a vyhlá‰ena její platnost. Národní pfiílohy ãlensk˘ch státÛ, pfieloÏené do angliãtiny, nûmãiny a francouz‰tiny budou k dispozici na internetov˘ch stránkách CEN; • Koexistence – bûhem tohoto období mÛÏe b˘t EN pouÏívána jako v té dobû platné národní normy. Období souãasné platnosti EurokódÛ EN a pfiíslu‰n˘ch národních norem by mûlo b˘t co nejkrat‰í s ohledem na nákladné udrÏování dvou souborÛ norem, schvalovací stavební fiízení apod. Po skonãení období koexistence se musí konfliktní národní normy zru‰it. Vût‰ina EurokódÛ t˘kajících se navrhování pozemních staveb byla pfievedena na normy EN v roce 2002 a oãekává se jejich schválení a vydání v CEN v první polovinû roku 2003. Soubor pfiedbûÏn˘ch EurokódÛ ENV zab˘vající se navrhováním speciálních konstrukcí a mostÛ má b˘t pfieveden na normy EN do konce roku 2004. Národní vydání prvních ãástí EN se oãekává v roce 2003 (âSN EN 1990 „Zásady navrhování konstrukcí“ a âSN EN 1991-11 „ZatíÏení konstrukcí – Objemové tíhy, vlastní tíha a uÏitná zatíÏení pozemních staveb). V oblasti navrhování betonov˘ch konstrukcí jsou jiÏ vypracovány a schváleny normy:

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION • EN 1992-1-1 „Navrhování betonov˘ch konstrukcí – ãást 1.1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby“, • EN 1992-1-2 „Navrhování betonov˘ch konstrukcí – ãást 1.2: Obecná pravidla – Návrh na úãinky poÏáru“. V rámci pfievodu jsou rozpracovány normy: • EN 1992-2 „Navrhování betonov˘ch konstrukcí – ãást 2: Betonové mosty“, • EN 1992-3 „Navrhování betonov˘ch konstrukcí – ãást 3: NádrÏe na kapaliny a zásobníky“. Uvedené normy mají tvofiit ucelen˘ soubor EurokódÛ EN pro navrhování betonov˘ch konstrukcí. Pfii pfiekladech EurokódÛ EN do ãe‰tiny bude pouÏívána i mírnû odli‰ná terminologie a oznaãování veliãin oproti pfiedchozím zvyklostem. Napfi. místo termínu „v˘poãtov˘“ bude pouÏíván termín „návrhov˘“ (design), tj. návrhové zatíÏení, návrhová pevnost; místo termínu „nahodilé zatíÏení“ bude pouÏíván termín „promûnné zatíÏení“ (variable load) apod. RovnûÏ ve znaãení dochází k nûkter˘m úpravám. Napfi. úãinky zatíÏení se oznaãují písmenem E oproti písmenu S pouÏívanému v ENV. Ve srovnání s âSN 73 1201 dochází k fiadû zmûn u znaãek, napfi. pevnosti se oznaãují písmenem f oproti pouÏívanému R, posouvající síla se oznaãuje písmenem V (v) oproti pouÏívanému Q (q), promûnlivé zatíÏení se oznaãuje Q (q) oproti pouÏívanému V (v); pro beton se uÏívá index c místo indexu b apod. Tyto zmûny jsou nutné. V˘hodou bude jednotné pouÏívání znaãek v celé Evropû a jednotná terminologie.

Obr. 1 Pfiehledné schéma evropsk˘ch norem pro navrhování betonov˘ch konstrukcí Fig. 1 Tabular scheme of European standards for design of concrete structures

EUROKÓDU 2, EN Soubor norem EN 1992 b˘vá naz˘ván Eurokód 2 (Eurocode 2). Do tohoto souboru patfií:

âást 1-2: âást 2: âást 3:

Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby Obecná pravidla – Navrhování na úãinky poÏáru Betonové mosty NádrÏe na kapaliny a zásobníky

Evropské normy pro navrhování betonov˘ch konstrukcí jsou zpracovávány ve ãtyfiech úrovních (obr. 1): • úroveÀ 1: zásady zaji‰tûní spolehlivosti (vãetnû trvanlivosti) a zatíÏení stavebních konstrukcí; • úroveÀ 2: návrh a konstrukãní úpravy betonov˘ch konstrukcí; B

ETON

EN 1992 (EUROCODE 2) Navrhování betonov˘ch konstrukcí

EN 1997 Gwotechnické navrhování ÚROVE≈ 2

EN 13791 Posuzování betonu V konstrukcích

EN 12504 Zkou‰ení betonu v konstrukcích

ENV 13670-1 Provádûní betonov˘ch konstrukcí – v‰eobecnû

Betonové v˘robky

EN 206-1 Beton – v˘roba, ukládání, hodnocení

EN 12350(12390) Zkou‰ení ãerstvého (zatvrdlého) betonu

EN Cement, kamenivo, voda

EN Zku‰ební metody

EN 10080 Ocel pro v˘ztuÏ do betonu

EN ISO 15630-1 a 2 Zku‰ební metody

pr EN 10138 Pfiedpínací v˘ztuÏ

EN ISO 15630-3 Zku‰ební metody

EN 523 Hadice z ocelov˘ch páskÛ pro PV

EN 524-1 aÏ 6 Zku‰ební metody

EN 447 InjektáÏní malta

EN 445 Zku‰ební metody

ÚROVE≈ 3

ÚROVE≈ 4

M A T E R I Á LY

P L AT N O S T I

S O U V I S E J Í C Í A N ÁVA Z N É

âást 1-1:

EN 1991 (Eurocode 1) ZatíÏení konstrukcí ÚROVE≈ 1

• úroveÀ 3: konstrukãní materiály (zejména beton a v˘ztuÏ) a provádûní betonov˘ch konstrukcí • úroveÀ 4: zkou‰ení materiálÛ. Eurokód 2 platí pro navrhování pozemních a inÏen˘rsk˘ch staveb z prostého, Ïelezového a pfiedpjatého betonu. Vyhovuje principÛm a poÏadavkÛm z hlediska bezpeãnosti a pouÏitelnosti konstrukcí, jejichÏ zásady pro návrh a posouzení jsou uvedeny v EN 1990: „Zásady navrhování konstrukcí“. Eurokód 2 uvádí pouze poÏadavky s pfiihlédnutím k únosnosti, pouÏitelnosti, trvanlivosti a poÏární odolnosti betonov˘ch konstrukcí. Ostatní poÏadavky napfi. t˘kající se tepelné a zvukové izolace nejsou zde uvaÏovány. Eurokód 2 se odvolává na celou fiadu návazn˘ch norem, jejichÏ pfiehledné schéma je na obr. 1. V˘robkové normy, popfi. i normy pro zkou‰ení tûchto v˘robkÛ jsou v souãasné dobû zpracovány buì jako normy EN, popfi. pfiipomínkovány pfied schválením jako pfiednormy prEN. V˘robkové normy by mûly b˘t vydávány jako normy harmonizované (hEN), neboÈ mají-li b˘t odstranûny pfiekáÏky volného obchodu, nelze u v˘robku uplatÀovat národní odli‰nosti. P OUÎÍVAN É

ROZSAH

EN 1990 Základy navrhování konstrukcí

• TEC

H NOLOG I E

Beton Oproti ENV 199-1-1 jsou v EN 1992-1-1 uvedeny i tfiídy vysokopevnostních betonÛ, a to C55/67, C60/75, C70/85, C80/95, C90/105. Oznaãení tfiíd zÛstává stejné jako v ENV. Tfiídy se oznaãují písmenem C a pomûrem charakteristick˘ch (dfiíve normov˘ch) 28-denních pevností v tlaku, a to válcové fck ke krychelné fck,cube. Vzhledem k tomu, Ïe betony vy‰‰ích tfiíd jsou kfiehãí a nemají tak v˘razné plastické chování jako betony stávajících tfiíd, byly upraveny vztahy pro jejich charakteristické vlastnosti (tab. 2). V pracovním diagramu betonu v tlaku dochází u tûchto betonÛ ke zkrácení plastické oblasti. Vzhledem k tûmto okolnostem jsou pak upraveny i postupy pro navrhování prvkÛ z tûchto betonÛ. Návrhové hodnoty pevnosti betonu jsou udány následovnû:

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

a) návrhová pevnost betonu v tlaku fcd fcd = acc fck / γ c

(1)

kde γc je souãinitel spolehlivosti betonu, acc souãinitel uvaÏující dlouhodobé úãinky na tlakovou pevnost betonu a ne pfiíznivé úãinky ze zpÛsobu zatíÏení; acc lze uvaÏovat v rozmezí 0,8 aÏ 1,0 dle Národní pfiílohy; doporuãená hodnota je 1,0; b) návrhová pevnost betonu v tahu fctd fctd = act fctk 0,05 /γc,

(2)

kde γc je souãinitel spolehlivosti betonu, act souãinitel uvaÏující dlouhodobé úãinky na tahovou pevnost betonu a nepfiíznivé úãinky zpÛsobu zatíÏení; uvaÏuje se dle Národní pfiílohy, doporuãená hodnota acc je 1,0. Hodnoty souãinitele spolehlivosti betonu γc budou udány v Národní pfiíloze. Do-

1/2003

47

NORMY •

JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION

16 20 24

20 25 28

Tfiídy betonu 25 30 35 30 37 45 33 38 43

Vztah

fck (MPa) fck,cube (MPa) fcm (MPa)

12 15 20

40 50 48

45 55 53

50 60 58

55 67 63

60 75 68

70 85 78

80 90 95 105 88 98

fctm (MPa)

1,6 1,9 2,2 2,6 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0

fctk;0,05 (MPa) 1,1 1,3 1,5 1,8 2,0 2,2 2,5 2,7 2,9 3,0 3,1 3,2 3,4 3,5 fctk;0,95 (MPa) 2,0 2,5 2,9 3,3 3,8 4,2 4,6 4,9 5,3 5,5 5,7 6,0 6,3 6,6 Ecm 1) (GPa)

27

εc1 (o/oo) εcu (o/oo) εc2 (o/oo) εc2u (o/oo) A εc3 (o/oo) εc3u (o/oo)

1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,25 2,3 2,4 2,45 2,5 2,6 2,7 2,8 2,8 3,50 3,2 3,0 2,8 2,8 2,8 2,00 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 3,50 3,1 2,9 2,7 2,6 2,6 2,00 1,75 1,6 1,45 1,4 1,4 1,75 1,8 1,9 2,0 2,2 2,3 3,50 3,1 2,9 2,7 2,6 2,6

29

30

31

32

34

35

36

37

38

39

41

42

44

uvedena v absolutní hodnotû) pro kter˘ platí v oblasti 0 ≤ εc ≤ εc2

fcm=fck+8 fctm=0,3fck(2/3) > C50/60 fctm =2,12ln[1+(fcm/10)]>C50/60 fctk;0,05=0,7fctm (0,05 kvantil) fctk;0,95=1,3fctm (0,95 kvantil) Ecm=22(fcm/10)0,3 (fck v MPa) obr. 2a obr. 2a obr. 2b obr. 2b obr. 2c obr. 2c

Tab. 1 Pevnostní a deformaãní charakteristiky pro tfiídy betonu Fig. 1 Strength and deformation characteristic for concrete classes

poruãené hodnoty γc v mezních stavech únosnosti jsou: pro trvalou a doãasnou návrhovou situaci γc = 1,5, pro mimofiádnou návrhovou situaci γc = 1,2; pfii návrhu na úãinky poÏáru viz EN 1992-1-2. Doporuãená hodnota γc v mezních stavech pouÏitelnosti je γc = 1,0. Men‰í hodnoty γc lze pfiipustit pouze pfii splnûní zvlá‰tních podmínek (kontrola jakosti v˘roby atd.). Pracovní diagram betonu v tlaku pro v˘poãet úãinkÛ zatíÏení (obr. 2a – tlaková napûtí a stlaãení jsou uvedena v absolutní hodnotû) pfii krátkodobém jednoosém zatíÏení (obr. 2a) lze v oblasti 0 ≤ εc ≤ εc1 popsat vztahem

σc kη − η2 = fcm 1 + ( k − 2)η

  n ε σ = fcd 1 −  c     ε c2    

(4)

v oblasti εc2 ≤ εc ≤ εcu2 platí σc = fcd ,

(5)

kde hodnoty εc2, εcu2 jsou uvedeny v Tab. 1 b) bilineární (obr. 2c – tlaková napûtí a stlaãení jsou uvedena v absolutní hodnotû), kde hodnoty εc3, εcu3 jsou uvedeny v Tab. 1. c) rovnomûrné rozdûlení tlakového napûtí ηfcd na úãinné v˘‰ce tlaãené oblasti λx (obr . 2d), kde pro fck ≤ 50 MPa: η = 1,0 ; λ = 0,8 pro 50 < fck ≤ 90 MPa: η = 1,0 – (fck – 50)/200; λ = 0,8 – (fck – 50)/400

(3)

ε η = ε c / ε c1 , k = 11 , Ecm e1 fcm

kde hodnoty εc1, Ecm, fcm jsou uvedeny v tab. 1. Pfii navrhování pfiíãn˘ch prÛfiezÛ v mezním stavu únosnosti mohou b˘t pouÏity následující pracovní diagramy betonu: a) parabolicko- rektangulární (obr. 2b – σc tlaková napûtí a stlaãení jsou

Oproti ENV 1992-1-1 jsou v EN 1992-1-1 udány vztahy pro pevnosti betonu v závislosti na jeho stáfií. Pevnost betonu v tlaku fcm(t) ve stáfií t dní závisí na druhu pouÏitého cementu, teplotû a o‰etfiování betonu. Pro prÛmûrnou teplotu 20 °C a normové podmínky o‰etfiování je fcm(t) = βcc(t) fcm ,

(6)

1/ 2     28     βcc (t ) = exp s 1 −        t   

Obr. 2 a) Schematick˘ pracovní diagram betonu v tlaku pro v˘poãet úãinkÛ zatíÏení b) Parabolicko-rektangulární pracovní diagram betonu v tlaku c) Bilineární pracovní diagram betonu v tlaku d) Rovnomûrné rozdûlení napûtí betonu v tlaãené oblasti MSÚ Fig. 2 a) Schematic of the stress- strain diagram for structural analysis b) Parabola-rectangular diagram for concrete under compression c) Bi-linear stress- strain diagram for concrete under compression d) Rectangular stress distribution of concrete in compression part of cross section ULS

48

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION kde s je koeficient závisl˘ na druhu cementu, uvaÏuje se hodnotou 0,20 pro rychle tuhnoucí vysokopevnostní cement (R); 0,25 pro normální a rychle tuhnoucí cementy (N); 0,38 pro pomalu tuhnoucí cementy (S). Pevnost betonu v tahu fctm(t) ve stáfií t dní je znaãnû závislá na o‰etfiování betonu, jeho vysychání a rozmûrech prvku. PfiibliÏnû lze uvaÏovat fctm(t) = βcc(t)α fctm ,

(7)

kde α = 1 pro t < 28 dní; α = 2/3 pro t ≥ 28 dní. PruÏné deformace betonu závisejí na jeho sloÏení, zejména kamenivu. PfiibliÏné hodnoty 28denního modulu pruÏnosti betonu Ecm (seãnového modulu pfii napûtí σc = 0,4 fcm) pro kfiemenné kamenivo jsou uvedeny v Tab. 1. Pro vápencové a pískovcové kamenivo mohou b˘t hodnoty sníÏeny o 10 % a 30 % resp. Pro ãediãové kamenivo naopak zv˘‰eny o 20 %. Modul pruÏnosti betonu Ecm(t) ve stáfií t dní lze stanovit ze vztahu 0,3

Ecm (t) = (fcm(t)/ fcm)

Ecm

(8)

Pevnost betonu v tahu za ohybu fctm,fl pro vyztuÏené prvky závisí na prÛmûrné hodnotû dostfiedné pevnosti betonu v tahu a na v˘‰ce pfiíãného prÛfiezu, lze ji stanovit ze vztahu

{

fctm,fl = max (1, 6 − h /100)fctm; fctm

}

(9)

kde h je celková v˘‰ka pfiíãného prÛfiezu prvku v mm. Pevnost betonu v dostfiedném tahu fct lze pfiibliÏnû stanovit z pevnosti betonu v pfiíãném tahu fct,sp ze vztahu fct = 0,9 fct,sp

(10)

Dotvarování a smr‰Èování betonu závisí na vlhkosti obklopujícího prostfiedí, rozmûrech prvku a sloÏení betonu. Dotvarování betonu je ovlivnûno téÏ zralostí betonu v okamÏiku poãátku zatíÏení a závisí na trvání a intenzitû zatíÏení. Pfii stanovení hodnot smr‰Èování a dotvarování musí b˘t tyto okolnosti uvaÏovány. Koneãnou hodnotu souãinitele dotvarování ϕ(∞, t0) lze urãit, pokud není vyÏadována vût‰í pfiesnost, pfiímo z grafÛ uveden˘ch v normû za pfiedpokladu, Ïe beton stáfií (t0) v okamÏiku zaãátku jeho zatûÏování není vystaven napûtí vût‰ímu neÏ 0,45 fck(t0) – lineární dotvarování. B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Vztahy pro hodnoty souãinitele dotvarování závislé na délce zatíÏení jsou uvedeny v Pfiíloze B této normy, a to v závislosti na stáfií betonu v dobû zatíÏení t0, jmenovitém rozmûru pfiíãného prÛfiezu h0 (prÛfiezová plocha Ac podûlená poloviãním obvodem u/2) a tfiídû betonu. Pomûrné pfietvofiení z dotvarování εcc(∞, t0) v okamÏiku t = ∞ pfii konstantním napûtí σc lze stanovit za vztahu

εcc(∞, t0) = ϕ(∞, t0) . (σc/Ecm(t0)), (11) kde Ecm(t0)) je modul pruÏnosti betonu v ãase (t0). Pokud pevnost betonu stáfií (t0) v okamÏiku jeho zaãátku zatûÏování je σc > 0,45 fck(t0), je tfieba uvaÏovat nelineární dotvarování. Takovéto napûtí mÛÏe vzniknout v dÛsledku pfiedpínání, napfi. u pfiedpjat˘ch prvkÛ v úrovni pfiedpínací v˘ztuÏe. V tûchto pfiípadech nelineární souãinitel dotvarování ϕk (∞, t0) se stanoví ze vztahu

ϕk (∞, t0) = = ϕ (t, t0) . exp (1,5 (kσ – 0,45)), (12) kde kσ je pomûr napûtí σc / fcm(t0). Pfii stanovení hodnoty pomûrného smr‰tûní betonu (εcs) se pfiihlíÏí jak k úãinku vysychání betonu (εcd), tak k úãinku chemického (autogenního) smr‰Èování (εca), tedy

εcs = εcd + εca .

(13)

Koneãná hodnota smr‰tûní vyvozeného vysycháním betonu je εcd(∞, ts) = εcd,0 kh; pomûrné pfietvofiení betonu εcd (t) v ãasovém úseku (t, ts) se stanoví ze vztahu

εcd(∞, ts) = εcd,0 kh βds(t, ts)

(14)

kde εcd,0 je jmenovitá hodnota smr‰Èování vyvozeného vysycháním závislá na tfiídû betonu a relativní vlhkosti obklopujícího prostfiedí udaná v normû v tabulce; vztahy pro urãení εcd,∞ bez pouÏití tabulek jsou uvedeny v Pfiíloze B normy; kh souãinitel závisl˘ na jmenovitém rozmûru h0; napfi. pfii h0 = 0,1 m je kh= 1,0, pfii h0 = 0,2 m je kh= 0,85, pfii h0 = 0,3 m je kh= 0,75, h0 > 0,5 m kh= 0,70. βds (t , ts ) =

( t − ts ) (t − ts ) + 0, 04

h03

t stáfií betonu v uvaÏovaném okamÏiku, ts stáfií betonu na zaãátku vysychání (obvykle konec o‰etfiování betonu), h0 jmenovit˘ rozmûr pfiíãného prÛfiezu prvku (2Ac / u).

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

Hodnotu autogenního smr‰Èování betonu stáfií t lze stanovit ze vztahu

εca(t) = 2,5 (fck – 10) (1 – exp(–0,2 t0,5). (15) Betonáfiská v˘ztuÏ Ustanovení uvedená v EN 1992-1 pfiedpokládají pouÏití betonáfiské v˘ztuÏe ve tvaru tyãí, vyrovnan˘ch svitkÛ a svafiovan˘ch sítí (neuvaÏuje se v˘ztuÏ opatfiená povlakem). Znaãka betonáfiské oceli je tvofiena prvním písmenem udávajícím skupinu ocelí (betonáfiská ocel B), dále následuje ãíslo udávající charakteristickou (dfiíve normovou) hodnotu meze kluzu v MPa. V˘robky se tfiídí podle znaãky, tfiídy taÏnosti, jmenovitého prÛmûru, charakteristiky povrchu a svafiitelnosti. Pro navrhování betonov˘ch konstrukcí podle EN 1992-1-1 jsou u betonáfiské v˘ztuÏe dÛleÏité následující charakteristické vlastnosti: Mez kluzu – kterou v˘robci udávají hodnotou Re. Podle hutních norem se tato mez vztahuje na hodnoty zaloÏené na sledování dlouhodobé úrovnû kvality v˘roby. Pfii navrhování betonov˘ch konstrukcí pouÏíváme v‰ak charakteristickou mez kluzu fyk (podle dfiívûj‰ího oznaãení normovou mez kluzu Rsn) zaloÏenou pouze na v˘ztuÏi pouÏité v konstrukci. U meze kluzu je charakteristická (normová) hodnota udána 5% kvantilem. Neexistuje pfiím˘ vztah mezi fyk a hodnotou Re. Metody hodnocení a ovûfiování meze kluzu Re uvedené v hutních normách poskytují dostaãující ovûfiení i pro hodnotu fyk (resp. Rsn); lze tedy uvaÏovat fyk = Re. Maximální skuteãná tahová pevnost fy,max nesmí pak pfiesáhnout hodnotu 1,3 fyk. Mez kluzu fyk je základní hodnota, ze které vycházíme pfii navrhování. TaÏnost – podle EN je dána charakteristick˘mi hodnotami εuk a (ft/fy)k – viz obr. 3. Hodnota εuk udává pomûrné celkové prodlouÏení pfii nejvût‰ím tahovém napûtí dosaÏeném pfii trhací zkou‰ce v˘ztuÏe; hodnota (ft/fy)k udává charakteristickou hodnotu pomûru meze pevností a meze kluzu, které byly dosaÏeny pfii trhací zkou‰ce; charakteristická hodnota zde pfiedstavuje 10% kvantil. TaÏnost je podle EN oznaãována písmenem udávajícím tfiídu taÏnosti (A – normální, B – vysoká, C – velmi vysoká). Tfiídy A, B (normální, vysoká taÏnost) jsou stejné jak bylo uvedeno v ENV 1992-1-1; novû se zavá-

1/2003

49

NORMY •

JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION

Obr. 3 Pracovní diagramy betonáfiské oceli a) ocel za tepla válcovaná, b) ocel za studena tváfiená Fig. 3 Stress strain diagrams for reinforcing steel a) hot rolled steel, b) cold worked steel

dí tfiída C (velmi vysoká taÏnost). PouÏití ocelí s touto tfiídou taÏnosti je zam˘‰leno zejména pro konstrukce v seismick˘ch oblastech. Sledování taÏnosti je dÛleÏité zejména z hlediska moÏn˘ch plastick˘ch deformací v˘ztuÏe. Oh˘batelnost – podle EN je charakterizována chováním v˘robku pfii zkou‰ce ohybem. Pro oh˘batelnost je podle EN pfiedepsána zkou‰ka zpûtn˘m ohybem vloÏky podle trnu pfiedepsaného polomûru, pfiiãemÏ pfii prvním i zpûtném ãásteãnû vratném ohybu provedeném po umûlém stárnutí vloÏky (ohfievem) nesmí vzniknout viditelné trhliny na povrchu vloÏky. Oh˘batelnost je dÛleÏitá z hlediska pfiedepsan˘ch minimálních hodnot vnitfiních prÛmûrÛ zakfiivení betonáfiské v˘ztuÏe v normách pro navrhování betonov˘ch konstrukcí.

SoudrÏnost betonáfiské v˘ztuÏe s betonem závisí pfiedev‰ím na geometrii povrchu vloÏky. Podle EN 1992-1-1 se pfiedpokládá, Ïe soudrÏnost je závislá na vztaÏné plo‰e Ïebírek fR, kterou lze stanovit z geometrie Ïebírek. PoÏadované hodnoty vztaÏné plochy Ïebírek, resp. tvaru Ïebírek, jsou uvedeny v normách pro navrhování. Tolerance b˘vají udávány v % mezní úchylky hmotnosti; jsou nutné z hlediska dodrÏení poÏadované spolehlivosti navrhovan˘ch betonov˘ch konstrukcí. Svafiitelnost – podle EN 1992-1-1 je pfiedpokládána, pfiiãemÏ povolené postupy svafiování jsou uvedeny v této normû s odvoláním na EN ISO 17760 „Dovolené postupy svafiování v˘ztuÏe“. Vzhledem k tomu, Ïe pfii schvalování EN 10080 nebylo dosaÏeno konsensu t˘kají-

Tab. 2 PoÏadované vlastnosti betonáfiské v˘ztuÏe (oznaãení viz obr. 3) Fig. 2 Required properties of reinforcement (notation see Fig. 3) V˘robek Tfiída taÏnosti Charakteristická mez kluzu fyk , popfi. f0,2k v MPa Minimální hodnota k = (ft/fy)k Charakteristická hodnota εuk (%) Rozmezí únavového napûtí (pro n ≥ 2*106 cyklÛ s horní mezí β fyk1) Ohybatelnost Pevnost svaru ve stfiihu SoudrÏnost: VloÏka ∅ mm Minimální 5–6 vztaÏná plocha 6,5 – 12 Ïebírek fR, min ≥12 Max. odchylka od VloÏka ∅ mm jmenovité hmotnosti ≥8 vloÏky v % >8

Tyãe a vyrovnané svitky A B C

A

Svafiované sítû B C

400 aÏ 600 ≥1,05 <1,35 ≥2,5

≥1,08 <1,35 ≥5,0

5,0

≥1,15

≥1,05

≥1,08

≥1,15

10

≥7,5

≥2,5

≥5,0

≥7,5

10

≥150 MPa

≥100 MPa

10

Zkou‰ka ohybem 3) –

– 0,3 A 2) fyk

Minimum

0,035 0,040 0,056

5,0

± 6,0 ± 4,5

5,0

Pfiedpínací v˘ztuÏ Ustanovení uvedená v EN 1992-1 pfiedpokládají pouÏití pfiedpínací v˘ztuÏe ve tvaru drátÛ, tyãí a lan. Znaãka pfiedpínací oceli se podle EN

hodnota b viz Národní pfiíloha; doporuãená hodnota β = 0,6; A prÛfiezová plocha drátu; 3) Zkou‰ka zpûtn˘m ohybem podle EN 10080, prÛmûr trnu podle EN 1992-1-1 1) 2)

50

Kvantil % –

B

ETON

• TEC

cího se ãíseln˘ch hodnot uveden˘ch vlastností, jsou poÏadavky na vlastnosti betonáfiské v˘ztuÏe, které lze pouÏít pfii navrhování podle EN 1992-1-1, uvedeny v normativní Pfiíloze C normy EN 1992-11 – viz Tab. 2. PoÏadavky jsou vztaÏeny na v˘ztuÏ uloÏenou v zatvrdlém betonu. Pokud jsou zpracováním v˘ztuÏe na stavbû ovlivnûny vlastnosti v˘ztuÏe, musí b˘t tyto vlastnosti ovûfieny po tomto zpracování. PoÏadované vlastnosti v˘ztuÏn˘ch ocelí se ovûfiují metodami uveden˘mi v EN 10080. PouÏijeme-li tedy pfii návrhu normu EN 1992-1-1, je nutné u pouÏité betonáfiské v˘ztuÏe pfiihlíÏet nejen k mezi kluzu, ale porovnat i v‰echny její dal‰í dÛleÏité charakteristické vlastnosti s poÏadavky uveden˘mi v Pfiíloze C normy. Pfii bûÏném navrhování lze pfiedpokládat pracovní diagram betonáfiské oceli (obr. 4): a) se stoupající vûtví s návrhov˘m mezním pomûrn˘m pfietvofiením εud a maximálním napûtím k fyk/γs pfii pomûrném pfietvofiení εuk, kde k = (ft / fy)k, b) s vodorovnou vûtví bez omezení pomûrného pfietvofiení, kde γs je souãinitel spolehlivosti v˘ztuÏe, εud návrhové mezní pomûrné pfietvofiení oceli uvedené v Národní pfiíloze; doporuãená hodnota εud = 0,9 εuk. Hodnota modulu pruÏnosti betonáfiské v˘ztuÏe Es se uvaÏuje 200 MPa. Hodnoty souãinitele spolehlivosti v˘ztuÏe γs budou udány v Národní pfiíloze. Doporuãené hodnoty γs v mezních stavech únosnosti jsou: pro trvalou a doãasnou návrhovou situaci γs = 1,15, pro mimofiádnou návrhovou situaci γs = 1,0; pfii návrhu na úãinky poÏáru viz EN 192-1-2. Doporuãená hodnota γs v mezních stavech pouÏitelnosti γs = 1,0. Men‰í hodnoty γs lze pfiipustit pouze pfii splnûní zvlá‰tních podmínek (kontrola tolerancí atd.).

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION udává písmenem udávajícím skupinu oceli (pfiedpínací v˘ztuÏ Y) a pak následuje ãíslo udávající minimální pevnost oceli v tahu v MPa. V˘robky se podle EN tfiídí s pfiihlédnutím k: • pevnosti, která je vyjádfiena charakteristickou hodnotou zku‰ebního napûtí 0,1 (fp0,1k napûtí pfii trvalém protaÏení 0,1 %); • charakteristické hodnotû pomûru pevnosti v tahu a zku‰ebního napûtí 0,1 (fpk / fp0,1k) a charakteristické hodnotû pomûrného protaÏení pfii maximálním zatíÏení (εuk); • tfiídû relaxaãního chování (tfiída 1 – dráty a lana bûÏné, tfiída 2 – dráty a lana s nízkou relaxací, tfiída 3 tyãe); • rozmûru; • charakteristice povrchu. Pracovní diagram typické pfiedpínací oceli je uveden na obr. 5. PoÏadované hodnoty lze stanovit z hodnot uveden˘ch v EN 10138; tato norma uvádí maximální sílu Fm a charakteristickou hodnotu zku‰ební síly Fp0,1 pfii trvalém protaÏení 0,1 %, obû hodnoty jsou zaloÏeny na sledování dlouhodobé úrovnû kvality v˘roby. Pfii navrhování betonov˘ch Literatura [1] âSN P ENV 1992-1-1 Navrhování betonov˘ch konstrukcí âást 1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby [2] âSN P ENV 1992-1-2 aÏ 6 Navrhování betonov˘ch konstrukcí âást 2: Navrhování na úãinky poÏáru, âást 3: Betonové dílce a montované konstrukce, âást 4: Konstrukce z lehkého hutného betonu, âást 5: NesoudrÏná a vnûj‰í pfiedpínací v˘ztuÏ, âást 6:Konstrukce z prostého betonu [3] EN 1990: Zásady navrhování (Final Draft – January 2002) [4] prEN 1992-1-1: 2001 Navrhování betonov˘ch konstrukcí. âást 1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby (Draft for Stage 49 – July 2002) [5] prEN 1992-1-2: 2001 Navrhování betonov˘ch konstrukcí. âást 1: Obecná pravidla – Navrhování na úãinky poÏáru (Draft for Stage 49 – July 2002) [6] âSN EN 206 Beton.Vlastnosti v˘roba, ukládání a kriteria hodnocení [7] âSN ENV 13670-1 Obecné zásady provádûní betonov˘ch konstrukcí

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 4 Pracovní diagramy betonáfiské v˘ztuÏe (pro tah i tlak); A – idealizovan˘, B – návrhov˘ Fig. 4 Stress-strain diagrams for reinforcing steel (for tension and compression); A – idealised, B – design

konstrukcí pouÏíváme v‰ak charakteristickou zku‰ební mez fp0,1k a charakteristickou tahovou pevnost fpk zaloÏenou pouze na v˘ztuÏi pouÏité v konstrukci. Neexistuje pfiím˘ vztah mezi soubory tûchto dvou hodnot. Charakteristické hodnoty zku‰ební síly Fp0,1 podûlené prÛfiezovou plochou oznaãenou v EN 10138 jako Sn, spolu s metodami zkou‰ení a ovûfiování, poskytují dostaãující ovûfiení i pro hodnotu fp0,1k, která se stanoví jako Fp0,1k /Sn. Pfiedpínací ocel se nesmí svafiovat, pouze lana mohou obsahovat vystfiídané svary, které v‰ak musí b˘t provedeny pfied taÏením za studena. Pracovní diagram pfiedpínací oceli pro bûÏné navrhování prÛfiezÛ je znázornûn na obr. 6: a) se stoupající vûtví s návrhov˘m mezním pomûrn˘m pfietvofiením εud; diagram mÛÏe b˘t zaloÏen na skuteãném pracovním diagramu (pokud je tento znám) s napûtím nad mezí pruÏnosti redukovan˘m podle obr. 6, nebo b) s vodorovnou vûtví bez omezení pomûrného pfietvofiení, kde γs je souãinitel spolehlivosti v˘ztuÏe, εud návrhové mezní pomûrné pfietvofiení oceli uvedené v Národní pfiíloze; doporuãená hodnota εud = 0,9 εuk; pokud nejsou známy pfiesnûj‰í hodnoty lze uvaÏovat εud = 0,02 a fp0,1k/fpk = 0,9. Modul pruÏnosti pfiedpínací oceli Ep pro dráty a tyãe je 205 MPa, pro lana 195 MPa. Souãinitel spolehlivosti pfiedpínací v˘ztuÏe γs se uvaÏuje pro trvalou a doãasnou návrhovou situaci γs =1,15, pro mimofiádnou návrhovou situaci γs =1,0; hodnoty mohou b˘t upfiesnûny v Národní pfiíloze. V pfií‰tím ãísle ãasopisu naváÏeme pokraãování kapitolou o trvanlivosti a krytí v˘ztuÏe.

Obr. 5 Pracovní diagram pro pfiedpínací oceli (absolutní hodnoty pro tahové napûtí a pfietvofiení) Fig. 5 Stress-strain diagrams for prestressing steel (absolute values for tensile stress and strain)

Pfiíspûvek byl vypracován za podpory VZ MSM 210000001.

Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc. Katedra betonov˘ch konstrukcí a mostÛ, âVUT FSv Thákurova 7, 166 29 Praha 6 tel.: 224 354 633, fax: 233 335 797 e-mail: [email protected]

Obr. 6 Pracovní diagram pfiedpínací oceli v tahu; A- idealizovan˘, B – návrhov˘ Fig. 6 Stress-strain diagrams for prestressing steel in tension; A – idealised, B – design

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

51

SPEKTRUM SPECTRUM

HYDROUZOL GABâÍKOVO –

A BETONÁRSKE PRÁCE HYDROSYSTEM GABâÍKOVO CONCRETING

ZAKLADANIE

–

FOUNDATION AND

ZDENKO BRUTHANS Príspevok popisuje technológie pouÏité pri v˘stavbe vodnej elektrárne a plavebn˘ch komôr Hydrouzla Gabãíkovo budovaného v rokoch 1979 aÏ 1991. Zaoberá sa spôsobom zakladania such˘ch stavebn˘ch jám v podmienkach zvodnel˘ch ‰trkopiesãit˘ch náplavov a spôsobom v˘roby a kontroly vodotesn˘ch mrazuvzdorn˘ch betónov, tvoriacich prevaÏnú ãasÈ v‰etk˘ch kon‰trukcií. The article engages with technologies used for building works of the water power station and navigation constructions in Gabãikovo built from 1979 to 1991. It describes the way of the foundation of dry ditchs in the conditions of water-bearing gravel sands and the ways of the production and checking of waterproofing and frost resistance concretes used in the most of those constructions. POPIS VODNÉHO DIELA Vodné dielo Gabãíkovo je súãasÈou ãeskoslovensko-maìarského projektu sústa-

vy vodn˘ch diel Gabãíkovo-Nagymaros. Z pôvodného projektu bol zrealizovan˘ len stupeÀ Gabãíkovo s príslu‰n˘mi ochrann˘mi opatreniami, ktoré spoãívali v prehlbovaní koryta Dunaja a v zvy‰ovaní vodotesnosti hrádzí medzi Gabãíkovom a ·túrovom. Gabãíkovsk˘ stupeÀ pozostáva zo zdrÏe Hru‰ov, prívodného kanála gabãíkovskej vodnej elektrárne (VE), plavebn˘ch komôr (PK) a odpadového kanála odvádzajúceho vodu od elektrárne späÈ do koryta Dunaja. Hru‰ovská zdrÏ vznikla prehradením Dunaja pod Bratislavou. Z nej je voda privádzaná 17 km dlh˘m prívodn˘m kanálom ku gabãíkovskej VE . Hæbka vody sa v Àom pohybuje od 7,3 do 14,3 m, ‰írka dna je 560 m pri vtoku zo zdrÏe, následne sa zuÏuje na 267 m a nakoniec roz‰iruje aÏ na ‰írku 737 m pri elektrárni. Cel˘ kanál je situovan˘ nad úrovÀou terénu a je tvoren˘ ‰trkopiesãit˘mi hrádzami zhutnen˘mi na objemovú hmotnosÈ 2 100 kgm–3. Sklon hrádzí návodnej strany je 1: 2, na vzdu‰nej 1: 3 v spodnej ãasti a 1: 2 pod korunou hrádze. Jej ‰írka je 6 m. Na v˘stavbu hrádzí boli pouÏité ‰trkopiesky vykopané zo stavebn˘ch jám Obr. 2 Kon‰trukcia v mieste uloÏenia turbíny Fig. 2 The concrete structures for placing hydraulic turbine

52

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

Obr. 1 Hydrouzol Gabãíkovo – model Fig. 1 Hydrosystem Gabãíkovo – model

VE a PK a ‰trkopiesky ÈaÏené pri hæbení odpadového kanála za elektrárÀou a pri prehlbovaní koryta Dunaja. Steny kanála sú z návodnej strany tesnené dvojitou vrstvou asfaltobetónu. Dno kanála je tesnené kombináciou ílovej vrstvy a tesniacej fólie. Jedná sa o najväã‰í kanál svojho druhu na svete. Maximálna kapacita prietoku vody kanálom je 5000 m3s–1 [1]. V rámci budovania stupÀa Gabãíkovo a ochrann˘ch opatrení na dolnom toku Dunaja sa zhutnilo 49,7 mil. m3 násypov a poloÏilo 2,3 mil. m2 asfaltobetónov˘ch a 7 mil. m2 foliov˘ch tesnení. [2]. Voda od elektrárne odteká 8,2 km dlh˘m odpadov˘m kanálom so ‰írkou dna 185 m, ktor˘ vznikol vybagrovaním pôvodného terénu. Prierez kanála má miskovit˘ tvar, svahy kanála sú v rozsahu kolísania hladín opevnené kamenn˘m násypom a kanál je z oboch strán opatren˘ ochrann˘mi hrádzami. Hæbka kanála pri elektrárni je 18,5 m. Odpadov˘ kanál je napojen˘ na prehæbené koryto Dunaja pri obci Palkoviãovo. Vlastn˘ Hydrouzol, situovan˘ cca 3 km od ºavého brehu Dunaja pri obci Gabãíkovo, tvorí vodná elektráreÀ a plavebné komory (obr. 1). Boli budované v such˘ch stavebn˘ch jamách. Rozmery sta-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

SPEKTRUM SPECTRUM

Obr. 3 BetonáÏ plavebn˘ch komôr Fig. 3 Concreting of navigation chambers

vebnej jamy VE boli v jej dne 236 x 53 m a v úrovni terénu 371 x 214 m. Jej základová doska je 33 m pod úrovÀou terénu. Rozdiel hladiny vody v prievodnom kanáli a vtokovej ãasti turbín poháÀa osem kaplanov˘ch turbín s celkov˘m v˘konom 720 MW (obr. 2). KaÏdá z dvoch plavebn˘ch komôr má rozmery 275 x 34 m a hæbku 28 m. Plnia sa kanálov˘m systémom z priestoru pred elektrárÀou. Rozmery plavebnej komory umoÏÀujú preplavovanie lodného vlaku, ktor˘ pozostáva z remorkéra a deviatich ãlnov, kaÏd˘ s v˘tlakom do 1600 t (obr. 3). Na plynulé vplávanie a vyplávanie z PK slúÏi objekt hornej rejdy, v ktorej sú l.ode chránené pred vlnobitím (obr. 4).

Obr. 4 Horná rejda plavebn˘ch komôr Fig. 4 The entrance to navigation chambers

bentonitové zmesi. InjektáÏne vrty boli ‰achovnicovito usporiadané vo vzdialenostiach 7 m. Injektovávalo sa systémom klakáÏí, kedy sa tlak injektovanej zmesi zvy‰oval dovtedy, pokiaº nedo‰lo k poru‰eniu homogenity injektovaného podloÏia. Na kaÏdom vrte sa injektovalo po etáÏach vzdialen˘ch 0,33 m. Maximálne injekãné tlaky sa pri r˘chlosti s˘tenia vrtu 20 aÏ 25 lmin–1 pohybovali okolo 4 MPa. Sekundárna injektáÏ bola vykonaná che-

mick˘mi injekãn˘mi zmesami na báze vodného skla koagulovaného kyselinou citrónovou. Bola nutná vzhºadom na ãast˘ v˘skyt tekut˘ch, veºmi jemn˘ch pieskov, kde injektáÏ cementobentonitov˘mi injekãn˘mi zmesami neposkytovala záruku dokonalého utesnenia. Maximálne injekãné tlaky sa pri r˘chlosti s˘tenia vrtov 10 aÏ 12 lmin–1 pohybovali v rozmedzí 4 aÏ 5 MPa [3]. Fyzikálnomechanické parametre ce-

Obr. 5 Cementobentonitová suspenzia v podzemnej stene Fig. 5 Cement-bentonite suspension in the diaphragm wall

Obr. 6 Hæbiaca súprava pre podzemné steny Fig. 6 The exavating eqipment for diaphragm walls

ZAKLADANIE HYDROUZLA GABâÍKOVO VE a PK boli zaloÏené vo zvodnel˘ch ‰trkopiesãit˘ch náplavoch, ktoré v oblasti Gabãíkova dosahujú hæbku 360 m. Hladina spodnej vody je v tejto oblasti tesne pod terénom a priepustnosÈ podloÏia je charakterizovaná koeficientom filtrácie k = 3.10–3 ms–1. Pre oba objekty boli vybudované tesniace základové vane. Tesniace dná základov˘ch vaní vznikli zainjektovaním 7 m hrubej vrstvy ‰trkopieskov v základovej vani VE a v hrúbke 5 m v základovej vani PK. Injektované dno pod VE má tvar oblúka, najspodnej‰ia úroveÀ je v jeho strednej ãasti v hæbke 62,5 m a postupne sa dvíha k päte tesniacej stien. V základovej vani PK je zainjektované dno rovné a jeho spodná úroveÀ je 45,5 m pod terénom. InjektáÏe prebiehali v dvoch etapách pre primárnu injektáÏ boli pouÏité cementoB

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

53

SPEKTRUM SPECTRUM Obr. 7 Pohºad do stavebnej jamy vodnej elektrárne Fig. 7 The view of the ditch of the water power station

mentobentonitov˘ch injekãn˘ch zmesí boli nasledovné: zdanlivá viskozita ãerstvej zmesi meraná ãasom ich v˘toku cez Marshov lievik bola 35 aÏ 40 sekúnd, objemová hmotnosÈ 1180 kgm–3, max. odstoj vody 2 % za 2 hodiny, pevnosÈ v tlaku zatvrdnutej injekãnej zmesi bola 0,2 aÏ 0,4 MPa, koeficient filtrácie k bol rádove 10–8 ms–1. Fyzikálnomechanické parametre chemick˘ch injekãn˘ch zmesí boli nasledovné: zdanlivá viskozita meraná ãasom ich v˘toku cez Marshov lievik 28 aÏ 31 sekúnd, objemová hmotnosÈ 1080 aÏ 1100 kgm–3, doba koagulácie 2 aÏ 6 hodín a strihová pevnosÈ 2 aÏ 2,9 kPa po 24 hodinách tvrdnutia. Steny tesniacich základov˘ch vaní ‰írky 0,6 m boli budované do hæbky 47,5 m na VE, resp. 44 m na PK z modifikovan˘ch cementobentonitov˘ch suspenzií. Steny sa budovali hæbením ryhy, v ktorej sa vyÈa-

Ïen˘ v˘kopok priebeÏne nahrádzal cementobentonitovou suspenziou (obr. 5). Hæbenie sa vykonávalo hæbiacou súpravou, ktorá pozostávala z r˘padla so Ïeriavov˘m zariadením Link Belt LS 318, pevne vedenej teleskopickej tyãe Kelly K70 a hydraulického drapáku H 70. ·írka rozovretia ãeºustí drapáku bola 3 m a súprava mohla hæbiÈ aÏ 50 m hlboké steny [4] (obr. 6). Striedav˘m hæbením dvoch 3 m dlh˘ch primárnych záberov, oddelen˘ch 1,5 m dlh˘m sekundárn˘m záberom hæben˘m nakoniec sa realizovala tesniaca podzemná stena bez pracovn˘ch ‰kár. Táto technológia v˘zname prispela k zabezpeãeniu vysokej vodotesnosti základovej vane ako celku. Po cel˘ ãas potrebn˘ na hæbenie stien bola cementobentonitová suspenzia tekutá a paÏila hæbenú ryhu. Po ukonãení v˘kopu zatvrdla a prebrala tesniacu funkciu. Cementobentonitová suspenzia sa vyrábala zmie‰aním bentonitovej suspenzie

Obr. 8 BetonáÏe masívnych kon‰trukcií Fig. 8 Concreting of massive structures

54

s troskoportdlandsk˘m cementom a chemick˘mi prísadami. PouÏíval sa Plastifikátor S (SPC RuÏomberok) a plastifikátor Ralentol 25 (ZAZ Hrádek nad Nisou). Kombinovan˘ úãinok oboch prísad zabezpeãil dokonalú dispergáciu cementu v bentonitovej suspenzii a potrebnú retardáciu, ktorá sa regulovala dávkou prísad. Pred pouÏitím na v˘robu cementobentonitovej suspenzie sa musela bentonitová suspenzia po predpísanú dobu, závislú od kvality bentonitu, premie‰avaÈ s vodou. Bentonit je montmorilonitick˘ íl s trojvrstvou ‰truktúrou, schopn˘ pohlcovaÈ vodu. V˘sledkom je zv˘‰enie vnútornej viskozity bentonitovej suspenzie, ktorá dokáÏe niesÈ cementové zrná bez ich sedimentácie. Vzhºadom na hæbku budovan˘ch podzemn˘ch stien, bola stabilita cementobentonitovej suspenzie najdôleÏitej‰ím faktorom ovplyvÀujúcim vodotesnosÈ podzemn˘ch stien v celej ich v˘‰ke. Fyzikálnomechanické parametre bentonitov˘ch suspenzií: zdanlivá viskozita meraná ãasom ich v˘toku z Marshovho lievika 30 sekúnd, objemová hmotnosÈ 1100 kgm–3. Fyzikálnomechanické parametre cementobentonitov˘ch suspenzií: zdanlivá viskozita meraná ãasom ich v˘toku Marshov˘m lievikom 38 aÏ 40 sekúnd, objemová hmotnosÈ 1180 kgm–3, pevnosÈ v tlaku zatvrdnutej suspenzie 0,2 aÏ 0,4 MPa, koeficient filtrácie k bol rádove 10–8 ms–1, modul deformácie 20 aÏ 50 MPa.

Obr. 9 Betonárky Elba 120 s automatick˘m riadením v˘roby Fig. 9 Mixing plants Elba 120 with automatic production control

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

SPEKTRUM SPECTRUM

KONTROLA

KVALIT Y A ROZSAH

PR ÁC PR I Z AKL ADAN Í

Kontrola kvality prác pri zakladaní bola trojstupÀová a na danú dobu priam vzorová. Prv˘ stupeÀ tvorila kontrola dodávateºmi prác. Váhostav, dodávatel injektáÏí a Hydrostav, dodávatel tesniacich stien mali vlastné kontrolné laboratóriá, ktoré kontrolovali kvalitu vstupn˘ch materiálov, riadili kvalitu vyrában˘ch zmesí a dodrÏiavanie stavebn˘ch postupov urãen˘ch Technologick˘mi predpismi. ëaº‰ím stupÀom kontroly bola kontrola investora, prostredníctvom technicko-dozorn˘ch správ. Posledn˘m stupÀom boli kontroly vykonávané TSÚS Bratislava. Fyzikálnomechanické vlastnosti vyrában˘ch hmôt sa hodnotili matematicko–‰tatistick˘mi metódami, kedy sa hodnotili parametre: priemerná hodnota, smerodajná odch˘lka, variaãn˘ koeficient, kritérium bezpeãnosti a kritérium hospodárnosti v˘roby. V˘sledky t˘chto hodnotení vykázali vysokú kvalitu vykonan˘ch prác, ão sa následne preukázalo aj v praxi pri ãerpaní vody zo stavebn˘ch jám. Projekt poãítal s ãerpaním 2000 ls–1 vody, realita v‰ak bola takmer udivujúca. Po celú dobu v˘stavby v stavebn˘ch jamách Hydrouzla sa ãerpalo spoãiatku 240 ls–1 vody, neskôr po ustálení priesakov dokonca len 180 ls–1 (obr. 7). Zakladanie stavebn˘ch jám Hydrouzla Gabãíkovo prebiehalo v rokoch 1979 aÏ 1982, priãom sa zabudovalo 148 361 m2 cementobentonitov˘ch tesniacich podzemn˘ch stien a zainjektovalo 1 090 041 m3 ‰trkopieskov v dne stavebn˘ch jám [3 a 4].

BETONÁÎE HYDROUZLA GABâÍKOVO Betonárske práce na hydrouzle Gabãíkovo prebiehali v rokoch 1983 aÏ 1990. V such˘ch stavebn˘ch jamách sa postupne uloÏilo 1,5 mil. m3 vyroben˘ch vodostavebn˘ch betónov, z ktor˘ch bolo 80 % prevzdu‰nen˘ch. V betonárskej ‰piãke v rokoch 1983 aÏ 1986 sa denne vyrábalo a na stavbe spracovávalo 2000 aÏ 3000 m3 (obr. 8) betónov. Vyrábali sa na dvoch betonárkach typu Elba 120 (obr. 9), s maximálnym v˘konom 2 x 120 m3 za hodinu. V nepretrÏitej trojsmennej prevádzke. Kamenivo sa ÈaÏilo z odpadového kanála a triedilo sa na ‰tyri frakcie mokrou cestou. Prakticky v‰etky betóny, aÏ na zálievky hradidiel, sa vyrábali z frakcií 0/4, 4/8, 8/16 a 16/32 mm. Vzhºadom na masívnosÈ betónovan˘ch blokov 300 aÏ 1500 m3 bolo pôvodne uvaÏované aj s frakciou 60 mm. Od tejto varianty sa upustilo z dôvodov hustého armovania kon‰trukcií a nedostatku tejto frakcie. Cement sa pouÏíval troskoportlandsk˘ SPC 325 RohoÏník. Na stavbu sa priváÏal Ïelezniãn˘mi cisternami a ukladal sa do ‰iestich tisíctonov˘ch zásobn˘ch síl, z ktor˘ch sa na betonárky dopravoval pneumaticky. Prísady sa pouÏívali od samého poãiatku betonáÏí. Okrem toho, Ïe optimalizovali dávky cementu, v˘znamne uºahãovali ãerpateºnosÈ a spracovanie betónu v kon‰trukcii, ‰etrili ãerpadlá a vibrátory. Jednalo sa o plastifikátory lignosulfoÀanového typu Ligoplast NA a neskôr aj Ligoplast SF, a o prevzdu‰Àujúcu prísadu Poralan VD, a neskôr Poralan BRG. V˘robcom bola

Obr. 10 Mrazuvzdorné betóny vtokov˘ch pilierov elektrárne Fig. 10 Frost resistance concretes of inlet piers in the water power station

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

Dehtochema âeské Budûjovice. Prísady sa na stavbu dopravovali Ïelezniãn˘mi cisternami a skladovali v temperovanom sklade vo ‰tyroch nádrÏiach s objemom 50 m3. Betóny sa vyrábali podºa âSN 73 2400 v znaãkách od B10,5 po B40. PribliÏne 80 % betónov bolo vodotesn˘ch, mrazuvzdorn˘ch B20 V8 T100 a B20 V8 T150 s dávkami cementu SPC 325 v mnoÏstvách 340 a 350 kgm–3 (obr. 10). Skladba jednotliv˘ch frakcií kameniva pre betóny B20 bola nasledovná: 40 % 0/4 mm, 12 % 4/8 mm, 18 % 8/16 mm a 30 % 16/32 mm. Dávky plastifikátorov sa pohybovali v rozmedzí od 0,6 do 1 % z hmotnosti cementu pre betóny B15 aÏ B40. Konzistencia vyrában˘ch betónov sa pohybovala v rozmedzí 120 aÏ 160 mm sadnutia Abramsovho kuÏeºa. Dávky prevzdu‰Àovacích prísad sa na betonárkach pohybovali v rozmedzí 0,15 aÏ 0,25 % z hmotnosti cementu. Kolísali v závislosti od podielu jemn˘ch z⁄n v piesku, za ktoré bol povaÏovan˘ prepad sitom 0,25 mm a doby mie‰ania betónu po pridaní prevzdu‰Àovacej prísady. Prevzdu‰nenie ãerstvého betónu, okrem in˘ch faktorov, závisí predov‰etk˘m od dávky prísady a doby mie‰ania po pridaní prísady. Pre zabezpeãenie kon‰tantného prevzdu‰nenia, ktoré sa pohybovalo od 4 do 6 % a meniacej sa dobe mie‰acieho cyklu, ktorá kolísala od 15 do 40 sekúnd podºa momentálne potrebnej v˘robnej kapacity betónu, bolo nutné pre jednotlivé ãasové cykly mie‰ania betónu urãiÈ samostatné dávkovanie prevzdu‰Àujúcej prísady. KeìÏe betonárky boli riadené po-

Obr. 11 Armovacie práce na vodnej elektrárni Fig. 11 Reinforcement works in the water power station

E

1/2003

55

SPEKTRUM SPECTRUM Obr. 12 Graf v˘voja teploty v masívnom betóne Fig. 12 Graph of hydratation heat development in massive structures

B 250 MV8 T100 - priebeh teploty v betónovom bloku 500 m3 60 50

KONTROLA

KVALIT Y

sonda 2 m pod povrchom sonda 1 m pod povrchom sonda 0,1 m pod povrchom teplota tesne nad povrchom

40 teplota v oC

ãítaãom, obe prísady sa dávkovali samostatn˘mi dávkovaãmi. Doprava betónu do kon‰trukcie sa realizovala na trase betonárky – stavebné jamy autodomie‰avaãmi a vaÀov˘mi prepravníkmi objemu 5 m3. Priamo v kon‰trukcii vodnej elektrárne boli betóny ukladané pomocou pásov˘ch dopravníkov fy Rotec, ktoré boli ukonãené tzv. swingerom, otoãn˘m uzlom, ktor˘ cez gumennú hadicu (tak ako ãerpadlo na betón) dokázal v horizontálnom i vertikálnom smere ukladaÈ betónovú zmes na poÏadované miesta. Dopravn˘ v˘kon pásov˘ch dopravníkov bol 100 m3h–1 a na vani elektrárne boli nain‰talované dve súpravy. Do ostatn˘ch kon‰trukcií – plavebné komory, vtokové krídla, horná a dolná rejda sa betóny ukladali mobiln˘mi alebo stacionárnymi betonárskymi ãerpadlami a v prípade nutnosti i ko‰mi. Hutnenie betónu prebiehalo ruãne, ponorn˘mi vysokofrekvenãn˘mi vibrátormi a táto operácia bola limitujúca pre r˘chlosÈ postupu betonárskych prác. Masové nasadenie baterií vibrátorov bolo pre hustotu a sposob armovania pouÏitelné len v minimálnom rozsahu (obr. 11). Technick˘m úskalím boli betonáÏe masívnych blokov o objeme 500 aÏ 1500 m3. Merali sa teploty betónu vo vnútri blokov i tesne pod povrchom, aby sa správne mohol urãiÈ ãas, pokiaº nemoÏno zabetónované bloky vyhriate hydrataãn˘m teplom pri rôznych teplotách okolia oddebniÈ bez rizika vzniku trhlín v dôsledku vysokého teplotného spádu na povrchu kon‰trukcií (obr. 12). Väã‰inou bolo treba ãakaÈ t˘ÏdeÀ, pokiaº bolo moÏné masívne bloky bezpeãne oddebniÈ.

30 20 10 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

vaného skú‰obného plánu pre vstupné suroviny, ãerstv˘ a zatvrdnut˘ betón, vãetne nede‰truktívnej kontroly betónu v kon‰trukcii. Na ãerstvom betóne sa kontrolovala a nastavovala konzistencia, obsah vzduchu, merali sa teploty a objemové hmotnosti betónov. Na zatvrdnutom betóne sa overovali pevnosti v tlaku, Èahu v ohybe, vodotesnosti a mrazuvdornosti. V˘sledky skú‰ok sa hodnotili matematicko-‰tatistick˘mi metódami. Napríklad betón B20 V8 T150 vykazoval nasledujúce v˘sledky: priemerná pevnosÈ v tlaku 28,05 MPa, pevnosÈ v Èahu za ohybu 3,93 MPa, hæbka priesaku 47 mm, koeficient mrazuvzdornosti 0,93. Smerodajná odch˘lka pre pevnosÈ v tlaku bola 3,01 MPa a variabilita 10,5 %. Vcelku moÏno kon‰tatovaÈ, Ïe kvalita vyrában˘ch betónov bola veºmi vysoká. Nevyhovujúce v˘sledky boli do 2 %. Ëaωie bolo kontrolovaÈ a usmerÀovaÈ kvalitu hutnenia betónu, opracovávania pracovn˘ch ‰kár a správne vybudovanie dilatácií v kon‰trukciách. Po uvedení Hydrouzla do prevádzky bolo treba dotesnovaÈ pracovné a dilataãné ‰káry v rozsahu, ktor˘ bol, vzhºadom na veºkosÈ a namáhanie kon‰trukcií z pohºadu tlakov vody, primeran˘.

elektrickej energie bez zneãistenia ovzdu‰ia, ãi nutnosti budovania skládok rádioaktívneho odpadu. StupeÀ Gabãíkovo zabezpeãil úãinnú protipovodÀovú ochranu po celom toku Dunaja, a to nielen na slovenskom území. Vìaka nemu bola v posledn˘ch rokoch pri veºk˘ch vodách, pred povodÀami uchránená i Budape‰È, ako najväã‰í odporca v˘stavby tohto diela. Posledn˘m prínosom vodného diela je bezproblémové splavnenie toku Dunaja na úseku Bratislava–Gabãíkovo. V dôsledku tektonického zlomu pri Gabãíkove tiekol tu Dunaj „do kopca“ a plavebná trasa sa r˘chlo zaná‰ala. Dnes je splavnosÈ rieky v tomto úseku bezproblémová.

B ETONÁRSKYC H PR ÁC

Pri betonárskych prácach prebiehala trojstupÀová nepretrÏitá kontrola v˘roby betónu i betonárskych prác realizovaná dodávateºom, technicko-dozornou správou investora a TSÚS Bratislava. Priamo pri betonárkach pracovalo centrálne laboratórium v tom istom reÏime ako stavba. Laboratórium priamo ovplyvÀovalo proces v˘roby na betonárkach. V‰etky skú‰ky prebiehali podºa vypraco56

B

10 11 12

tvrdnutie betónu v dÀoch

V¯ZNAM VODNÉHO DIELA GABâÍKOVO Po desiatich rokoch prevádzky stupÀa Gabãíkovo sa ukázalo, Ïe sa nenaplnili obavy z negatívneho vplyvu diela na Ïivotné prostredie, nakoºko do projektov boli doplnené a v praxi zrealizované v‰etky v˘znamné opatrenia doporúãané ekológmi. Od uvedenia do prevádzky roku 1992 elektráreÀ vyprodukovala 24 mil. MWh ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

Literatúra: [1] Strahle G.: Sústava vodn˘ch diel Gabãíkovo-Nagymaros, Alfa Bratislava1980, str. 31 [2] Chmelár V. a kol.: Gabãíkovo do prevádzky, Electa Îilina 1991, str. 29 [3] Janoviã L.: Vrtné a injektáÏne práce na SVD Gabãíkovo, zb. predná‰ok ·peciálne zakladanie stavieb, Îilina 1986 [4] Hujeãek O., KmeÈ M.: V˘stavba podzemn˘ch stien na stupni Gabãíkovo, Hydrostav Bratislava 1980

Ing. Zdenko Bruthans Stachema Bratislava, s. r. o. 900 41 Rovinka 411, Slovenská republika tel.: +421 245 985 500-2, fax: +421 245 985 319 e-mail: [email protected] www.stachema.sk

U KC E

• SANAC

E

1/2003

SPEKTRUM SPECTRUM

V¯VOJ

BETONU NA P¤ELOMU TISÍCILETÍ DEVELOPMENT OF CONCRETE AT THE BEGINNING OF THE NEW MILLENIUM

JAN L. VÍTEK V˘voj betonu jako materiálu a technologií v˘stavby poskytuje dal‰í pfiíleÏitosti k jeho aplikaci na nejrÛznûj‰í druhy konstrukcí. Nové materiály na silikátové bázi, v˘hodné kombinace rÛzn˘ch materiálÛ, vyuÏívání moderního strojního vybavení s vyuÏitím elektroniky a poãítaãÛ, zpfiísÀující se poÏadavky na trvanlivost a kvalitu, nové smûry v˘voje normov˘ch pfiedpisÛ a zku‰enosti z rozsáhl˘ch nadnárodních projektÛ jsou hlavními trendy, které se prosazují v novém století. Je jednoznaãnû vidût, Ïe betonové konstrukce jsou vysoce perspektivní a Ïe mohou investorÛm nabídnout neãekané pfiíleÏitosti. The development of concrete as a material and of concrete technology provides new opportunities for application of concrete in various structures. New materials developed on the silicate basis, useful combinations of different materials, application of the advanced machine equipment using electronic and computer control, gradually increasing requirements for durability and quality, new trends in development of codes and experience from large multinational projects are the main trends, appeared in the new century. It can be clearly seen that concrete structures are highly perspective and that they can offer to clients unexpected opportunities. Kongres Mezinárodní federace pro konstrukãní beton (fib), kter˘ se konal v japonské Ósace v fiíjnu 2002 se stal pfiíleÏitostí k zamy‰lení nad souãasn˘mi v˘vojov˘mi trendy v oblasti betonu a betonov˘ch konstrukcí. ·lo totiÏ o první kongres, kter˘ pokr˘val celou oblast konstrukãního betonu, narozdíl od kongresÛ FIP, které se zamûfiovaly pouze na pfiedpjat˘ beton. Velmi rozsáhlá dokumentace nabízí ‰irok˘ pfiehled o pokroku v oblasti za poslední ãtyfii roky. V kaÏdém období dochází k urãit˘m typick˘m v˘vojov˘m tendencím. V první polovinû 20. století jsme se setkali s boufiliv˘m rozvojem Ïelezobetonov˘ch konstrukcí zahrnujících rámové a deskové konstrukce, smûlé obloukové a rámové B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

mosty a mnoho dal‰ích staveb. Po válce se zaãal v˘raznû prosazovat pfiedpjat˘ beton. MoÏnosti betonov˘ch staveb se skokem zv˘‰ily, vznikala rekordní rozpûtí. V ‰edesát˘ch letech jsme mûli moÏnost zaznamenat znaãn˘ pokrok v mostních technologiích – posuvné skruÏe, letmé betonáÏe, montáÏe ze segmentÛ nebo vysouvání a dal‰í. V osmdesát˘ch letech se zaãalo prosazovat ãásteãné pfiedpûtí a pfiedpínání voln˘mi kabely. Stále se vyuÏíval klasick˘ beton a vy‰‰í pevnosti se dosahovaly spí‰e ve v˘zkumn˘ch laboratofiích neÏ v bûÏné stavební praxi. Devadesátá léta pfiinesla nejv˘raznûj‰í pokrok zejména ve dvou oblastech – v kvalitû betonu jako materiálu a v aplikaci poãítaãÛ pro v˘poãty konstrukcí a fiízení strojÛ. Obû skuteãnosti v˘znamnû ovlivnily rozvoj betonov˘ch konstrukcí. Nyní jsme ve tfietím roce 21. století a sledujeme nejnovûj‰í v˘voj, kter˘ nutnû ovlivní i ãinnost na‰ich investorÛ, projektantÛ a dodavatelÛ. NOVÉ

M A T E R I Á LY

Beton Beton, donedávna tradiãní tfiísloÏkov˘ materiál, nab˘vá nov˘ch dimenzí. Snaha po zv˘‰ení pevnosti vedla nejprve ke sniÏování vodního souãinitele. Za souãasného prudkého rozvoje plastifikaãních pfiísad se zaãal princip pÛvodního betonu mûnit. Místo toho, aby zrna hrubého kameniva dosedala k sobû, jsou u moderních betonÛ oddûlena vrstvou jemn˘ch sloÏek. Vzniká plovoucí struktura. Na té je zaloÏen princip samozhutnitelného betonu, ale i betonÛ vy‰‰ích pevností, neboÈ se odbourávají koncentrace napûtí na hranách zrn v místû jejich dotyku. Samozhutniteln˘ beton se stále vyvíjí a jeho aplikace jsou ãastûj‰í i u nás. V˘hodou je zejména odbourání vlivu lidského faktoru na kvalitu díla a zv˘‰ení rychlosti betonáÏe. To se projevuje zvlá‰tû u velkoobjemov˘ch betonáÏí. Velké v˘hody pfiiná‰í samozhutniteln˘ beton v odstranûní hluãnosti a nepfiíznivého vlivu na zdraví pracovníkÛ. V oblasti prefabrikovan˘ch konstrukcí lze vytváfiet pomûrnû sloÏité tvary prost˘m odlitím a pfiitom se dosahuje vysoké kvality povrchu. Tyto zku‰enosti jsme mohli

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

IÁL SER2002 fib

pozorovat na nûkter˘ch na‰ich stavbách, av‰ak v˘voj u nás je stále zaloÏen spí‰e na jednotliv˘ch aplikacích neÏ na systematickém vyuÏívání. Nev˘hody samozhutnitelného betonu v dosavadním stupni v˘voje se projevují v citlivosti na pfiesnost dávkování u transportbetonu a v omezeních plynoucích z tekuté konsistence pfii v˘stavbû monolitick˘ch konstrukcí. Betony velmi vysok˘ch pevností zaãaly vznikat jiÏ v devadesát˘ch letech. Jejich rozvoj pokraãuje i pfies relativnû vysokou cenu. Princip dosaÏení vysok˘ch pevností spoãívá v omezení velikosti zrn kameniva, ãímÏ se stává struktura betonu rovnomûrnûj‰í. Omezení vodního souãinitele vede k men‰ímu mnoÏství pórÛ a k vût‰í hutnosti struktury. V betonech s velmi vysokou pevností se ãasto uÏívají ocelová vlákna mal˘ch délek. Lze dosahovat pevností 200 aÏ 250 MPa a pokud se beton je‰tû tepelnû upravuje, lze pevnosti zv˘‰it aÏ na 300 aÏ 350 MPa. Takové betonové konstrukce mohou konkurovat ocelov˘m i v mechanick˘ch parametrech, ale hlavnû jejich odolnost proti úãinkÛm prostfiedí je vy‰‰í. Reálnou aplikací konstrukce z velmi vysokopevnostního betonu je napfi. lávka Sakata Mirai (obr. 1). Komorov˘ nosník li-

1/2003

Obr. 1 Lávka v Sakatû, pfiedpjat˘ beton s velmi vysokou pevností, rozpûtí 50 m Fig. 1 Footbridge in Sakata, prestressed ultrahigh performance concrete, span 50 m

57

SPEKTRUM SPECTRUM

Obr. 2 Lávka v Soulu, aplikace betonu Ductal, rozpûtí oblouku 120 m Fig. 2 Footbridge in Seoul, application of Ductal, arch span 120 m

Obr.3 Fig. 3

chobûÏníkového prÛfiezu s promûnnou v˘‰kou je vylehãen kruhov˘mi otvory ve stûnách. Lávka má rozpûtí 50 m a nejvût‰í v˘‰ka nosníku uprostfied rozpûtí je 1,56 m. Tlou‰Èka stûn je pouze 80 mm. Lávka je pfiedepnuta dvûma voln˘mi kabely uvnitfi komÛrky. Lávka v Seoulu (obr. 2 a 3) má obloukovou nosnou konstrukci o rozpûtí oblouku 120 m doplnûnou ocelov˘mi pfiístupov˘mi rampami. Oblouk s prÛfiezem tvaru PI je z betonu typu „Ductal“ s pevností 180 MPa v tlaku Obr. 5a, b Spojka kabelov˘ch kanálkÛ pro segmentové mosty Fig. 5a, b Coupler of ducts in segmental bridges a)

b)

a 10 MPa v tahu. Tlou‰Èka desky mostovky oblouku pnutá mezi pfiíãn˘mi Ïebry ve vzdálenosti 1,25 m je pouze 30 mm. Pfiedpínání V oblasti pfiedpínání se pozornost zamûfiuje zejména na zaji‰tûní trvanlivosti. V‰echny v˘znamné firmy mají své novinky v tomto smûru. Jako pfiíklad lze uvést nov˘ systém ochrany pfiedpínacích lan epoxidov˘mi pryskyfiicemi (obr. 4). Takové kabely se jiÏ nemusí injektovat. Jednotlivá lana jsou jiÏ z v˘roby opatfiena ochrann˘m povlakem z pryskyfiice s velkou viskozitou. Pfii napínání pryskyfiice nebrání deformaci ocelového lana. Po napnutí, bûhem ãasu, dojde k jejímu vytvrzení a realizuje se soudrÏnost mezi lanem a betonem. Povrchová úprava mÛÏe b˘t rÛzná podle toho, zda jsou lana vyuÏita jako soudrÏná nebo jako volné kabely. Jin˘m pfiíkladem zlep‰ování Ïivotnosti pfiedpínacích jednotek je speciální spojka na kabelové kanálky (obr. 5) pro segmentové mosty vyvinutá firmou Freyssinet [2]. SlouÏí k lep‰ímu utûsnûní kanálkÛ ve spárách segmentov˘ch mostÛ. Velká pozornost je vûnována zaji‰tûní kvalitních injektáÏí. Jsou vyvíjeny nové injektáÏní smûsi zamezující odluãování vody a dosahující vynikající prostupnost v kabelov˘ch kanálcích [3]. Rychl˘ v˘voj probíhá v oblasti nekovov˘ch v˘ztuÏí vyuÏívan˘ch pro novostavby i rekonstrukce objektÛ [4]. Obr.6

Fig. 6

58

B

âást prÛfiezu lávky v Soulu z betonu velmi vysoké pevnosti (UHPC) Part of the cross-section of the pedestrian bridge in Seoul made of ultrahigh performance concrete (UHPC)

ETON

Most Hondani (rozpûtí 43,9 + 97 + 55,8 m), první most se stûnami z profilovaného plechu v Japonsku Hondani bridge (span 43.9 + 97 + 55.8 m), the first bridge with corrugated steel web in Japan • TEC

H NOLOG I E

Obr. 4 Lana s ochranou z pryskyfiice, která se neinjektují Fig. 4 Non-grouting strands with epoxy resin protection

BETONOVÉ KONSTRUKCE V oblasti realizace betonov˘ch konstrukcí je kladen stále vût‰í dÛraz na sepûtí návrhu, realizace a údrÏby nov˘ch konstrukcí. Velké projekty jsou komplexnû posuzovány tak, aby v˘sledná konstrukce byla co nejhospodárnûj‰í. Tlak na ãasov˘ faktor vede k nûkter˘m ménû obvykl˘m zpÛsobÛm v˘stavby, k návrhÛm mimofiádn˘ch strojních zafiízení a stále vût‰ímu vyuÏívání elektroniky a poãítaãÛ. Ve vlastních konstrukãních systémech jsou kombinovány rÛzné materiály. Jde nejen o maximální vyuÏití jejich vlastností, ale také o architektonické aplikace s cílem stavût objekty esteticky pfiíznivû pÛsobící. V neposlední fiadû se projevuje i pfiístup plynoucí z trendÛ sledujících trvale udrÏiteln˘ rozvoj. Snaha po vylehãování komorov˘ch betonov˘ch mostÛ se projevila mnoha návrhy mostÛ s ocelov˘mi stûnami a betonov˘mi deskami komorového prÛfiezu. Desky jsou pfiedpjaté a stûny z profilovaného plechu. Profilování sniÏuje tuhost stûny v podélném smûru, proto lze betonové desky úãinnû pfiedepnout. Je nutné peãlivû navrhovat detaily pfiipojení plechu stûny do betonov˘ch desek. Pfiíkladem mohou b˘t rÛzné japonské mosty (obr. 6). My‰lenka nahradit betonové stûny ocelí vznikla ve Francii, kde se objevuje téÏ jiná varianta s rovinn˘m plechem vyztuÏen˘m trubkou (obr. 7). Kruhové trubky umoÏÀují podélnou deformaci stûn od pfiedpínání a objemov˘ch zmûn betonu. Jinou variantou vylehãení komorov˘ch prÛfiezÛ je náhrada stûn pfiíhradovou konstrukcí (obr. 8). Most Bras de la Plaine je mimofiádnû vy-

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

SPEKTRUM SPECTRUM

Obr. 7 Zku‰ební element ocelové stûny spfiaÏeného komorového nosníku Fig. 7 Experimental element of the steel web of the composite box girder

lehãenou konstrukcí na velké rozpûtí, která maximálnû vyuÏívá v˘hody pfiedpûtí. Most byl ocenûn na kongresu fib. Dal‰ím z trendÛ je rozvoj tzv. „extradosed“ mostÛ, které se vyznaãují nízk˘mi pylony a pfiedstavují pfiechodov˘ typ mostu mezi trámov˘m a zavû‰en˘m mostem. V seversk˘ch evropsk˘ch zemích se stále více prosazuje aplikace lehk˘ch betonÛ, zejména pro mosty velk˘ch rozpûtí, kde je úspora hmotnosti mimofiádnû dÛleÏitá (napfi. most Raftsundet na Lofotsk˘ch ostrovech rozpûtí 298 m z toho 224 m z lehkého betonu LC60) [5]. Prosazují se téÏ tzv. integrované mosty. Tyto konstrukce pfiímo spolupÛsobí s okolní komunikací a násypy, nemají obvykle dilataãní závûry ani loÏiska na opûrách. Tím se odstraÀují ãasté zdroje zatékání a pfiíãiny poruch omezujících uÏitné parametry mostu. Zatímco dfiíve byly doménou mal˘ch mostÛ, zdá se, Ïe nacházejí uplatnûní i u vût‰ích konstrukcí (obr. 9). Na stavbách budov se stále více setkáváme s aplikací vysokopevnostních betonÛ (obr. 10 – budova ocenûná fib) a spfiaÏen˘ch ocelobetonov˘ch sloupÛ rÛzn˘ch prÛfiezÛ. Nosné konstrukce jsou ãasto kombinované – monolitické a prefabrikované ãásti jsou spfiahovány s ocelov˘mi Obr.9

Fig. 9

B

Integrovan˘ most Miyanome s rozpûtím hlavního pole 41,4 m a délkou 154 m Inegrated bridge Miyanome, main span 41.4 m, length of the bridge 154 m

ETON

• TEC

H NOLOG I E

prvky. Pfiíznivého estetického dojmu lze dosáhnout vhodnou kombinací materiálÛ – beton, ocel, sklo, dfievo apod. V˘stavba rozsáhl˘ch prÛmyslov˘ch staveb – napfi. sil a nádrÏí se urychlila nejen pouÏitím samozhutniteln˘ch betonÛ, ale také zajímav˘mi postupy v˘stavby. Jako pfiíklad lze uvést podzemní silo na zkapalnûn˘ plyn postavené v Jokohamû. Válcová nádrÏ vnitfiního prÛmûru 72 m má hloubku dna témûfi 50 m pod terénem. Válcová stûna je z betonu B60 a báÀ stfiechy je spfiaÏená skofiepina, jejíÏ ocelová ãást byla postavena na dnû nádrÏe a tlakem vzduchu vysunuta nahoru, kde byla dobetonována ve dvou vrstvách. Mimofiádnû nároãná operace byla realizována bûhem 3 hodin [6]. NádrÏ je typem stavby, kdy pokrok v technologii mechanického zafiízení umoÏnil realizaci stavby tímto efektivním zpÛsobem. Podobnû i realizovaná stavba vysouvan˘ch tunelÛ v Praze byla podmínûna stupnûm v˘voje technického zafiízení. Rychlost v˘stavby a vysoká únosnost byly téÏ dÛvodem pro volbu spfiaÏené konstrukce pro v˘stavní plochu v Îenevû [7]. Hlavním nosn˘m prvkem v˘stavní plochy dimenzované na zatíÏení 20 kNm–2 je ocelov˘ pfiíhradov˘ nosník s dolním pásem z pfiedpjatého betonu o rozpûtí aÏ 25 m. Ocelová pfiíhradovina se spodním betonov˘m pásem je instalována jako prefabrikovan˘ díl a na místû je dobetonována monolitická horní deska. Konstrukce je únosná a byla rychle postavena nad pÛdorysem s fiadou pfiekáÏek a komunikací.

Obr. 8 Most Bras de la Plaine, rozpûtí 280 m, pfiedpjat˘ beton s ocelovou pfiíhradovou konstrukcí Fig. 8 Bras de la Plaine bridge, span 280 m, prestressed concrete with steel truss

cyklu konstrukce (Life Cycle Assessment) nebo celkov˘ch nákladÛ (Life Cycle Costs). Na kongresu bylo prezentováno pfies 25 pfiíspûvkÛ zab˘vajících se tématem nazvan˘m „Management“ betonoObr.10 Budova PB6 v PafiíÏi, aplikace vysokopevnostního betonu na architektonicky atraktivní budovû (jádro B60, vnûj‰í sloupy B80, stropy B45) Fig. 10 PB6 Building in Paris, application of high strength concrete in achitectonically attractive building (core B60, outer columns B80, floors B45)

N AV R H O VÁ N Í Prosazuje se filozofie návrhu s ohledem na vyhodnocení celkového Ïivotního

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

59

SPEKTRUM SPECTRUM Obr. 11 Budova opatfiená zesílením proti úãinkÛm zemûtfiesení Fig. 11 Building strengthened against earthquake

v˘ch konstrukcí. Ty popisovaly hlavnû metody vyhodnocování poruch a strategii návrhu s ohledem na údrÏbu a opravy. Stále více je respektován princip trvale udrÏitelného rozvoje. Je snaha vyuÏívat recyklované materiály, dosahovat energetick˘ch úspor nebo navrhovat demontovatelné konstrukce. V obecné rovinû to znamená stavût tak, aby nebylo pfiíli‰ zatûÏováno Ïivotní prostfiedí pro pfií‰tí generace a pfiitom v˘stavba byla ekonomická a respektovala i dal‰í hlediska sociální nebo estetická. Sem lze zafiadit i program tzv. zeleného betonu (green concrete [8]), kter˘ si klade za cíl sníÏit dopad v˘roby betonu na Ïivotní prostfiedí. Program je fiízen „Dánsk˘m centrem pro zelen˘ beton“ zaloÏen˘m v roce 1998. ZdÛrazÀování trvanlivosti a spolehlivosti provozu konstrukcí je stále dÛleÏitûj‰í. ¤ada betonov˘ch konstrukcí postaven˘ch v minulosti vykazuje závady, které z poãátku nemusí znamenat ohroÏení bezpeãnosti, av‰ak omezují provoz a vyÏadují opravy, aby se jejich stav postupnû nezhor‰oval. Vût‰inou jde o vznik trhlin, poãáteãní korozi v˘ztuÏe nebo nadmûrné de-

formace. Takové závady by nemusely vznikat, pokud by byl pÛvodní návrh konstrukcí dostateãnû robustní. Opatfiení vedoucí k zv˘‰ení trvanlivosti z tohoto pohledu se dají vãlenit do ustanovení návrhov˘ch pfiedpisÛ formou konstruktivních zásad. S trvanlivostí souvisí téÏ diagnostika a systémy fiízení údrÏby betonov˘ch konstrukcí a zejména mostÛ. Diagnostické pfiístroje a zafiízení se neustále zdokonalují zvlá‰tû díky pokroku v oblasti poãítaãÛ a automatizovaného vyhodnocování namûfien˘ch v˘sledkÛ. Investofii jsou si vûdomi toho, Ïe namûfiené v˘sledky mohou vést k optimalizaci projektování nov˘ch konstrukcí a vynakládají v fiadû pfiípadÛ nemalé prostfiedky na sledování existujících ãi novû rekonstruovan˘ch objektÛ. Pfiíkladem mohou b˘t mûfiení na mostech dálnice pfies Brennersk˘ prÛsmyk, kde jsou ve velké mífie pouÏívány tenzometry na bázi optick˘ch vláken, které mûfií délkové zmûny na dlouhé základnû. Pomocí speciálního softwaru lze pak z mûfiení urãit celkovou deformaci konstrukce a následnû provést i odhad napjatosti. I navrhování na úãinky zemûtfiesení je zdokonalováno. Zku‰enosti z posledních zemûtfiesení naznaãují, Ïe bylo dosaÏeno nemal˘ch úspûchÛ. Pfii zemûtfieseních ve státech, kde se staví podle nov˘ch trendÛ, rapidnû klesá poãet obûtí i objem hmotn˘ch ‰kod. Velké prostfiedky jsou vûnovány na experimentální v˘zkum vût‰inou realizovan˘ na velkorozmûrn˘ch mode-

Obr. 12 Most Sunniberg, mimofiádnû esteticky zdafiilá konstrukce Fig. 12 Sunniberg bridge, extraordinary aesthetical structure

60

B

ETON

• TEC

lech. Pokrokem jsou i mnohá zafiízení instalovaná v budovách a na vysok˘ch konstrukcích, která mají cíl tlumit úãinky vodorovn˘ch setrvaãn˘ch sil. Jiné systémy pouÏívají kluzné podepfiení, kde se dafií realizovat dodanou energii bez pÛsobení ‰kod. Na existující budovy lze napfi. doplnit ztuÏení s tfiecími prvky (obr. 11), která v pfiípadû zemûtfiesení spotfiebovávají energii. SystémÛ je mnoho a problematice zemûtfiesení bude vûnováno celé pfií‰tí symposium fib v Aténách v kvûtnu 2003. NOVÉ

P O H L E DY N A N ÁV R H O V É

NOR MY

V souãasné dobû probíhá v Evropû sjednocující proces, kter˘ by mûl uvést do souladu normy pouÏívané v jednotliv˘ch státech Evropské unie. Základem jsou spoleãné evropské normy – Eurokódy doplnûné dal‰ími národními normami. V oblasti betonov˘ch konstrukcí jsou dnes vydávané normy zaloÏené na znalostech zakotven˘ch pfieváÏnû v Model Codu CEB-FIP 1990 (MC 90), jehoÏ poslední, doplnûné znûní bylo vydáno v roce 1993. Od té doby byl zaznamenán dal‰í pokrok a zdá se proto nutné vytvofiit nové zázemí (nov˘ dokument) pro inovace souãasné kolekce návrhov˘ch norem. Tímto dokumentem by se mûl stát nov˘ Model Code fib. Nepfiedpokládá se Ïádná revoluãní zmûna souãasného pfiístupu, av‰ak zmûny se mají projevit spí‰e plynul˘m v˘vojem a upfiesnûním stávající koncepce. Z hlediska celkové koncepce je dnes kritizován pfiíli‰ detailní pfiístup norem. Tím se stávají velmi objemné, nepfiehledné a omezující pro dal‰í v˘voj oboru. Pfiíli‰ná

Obr. 13 Most Salginatobel (Maillart 1930) po rekonstrukci Fig. 13 Salginatobel bridge (Maillart 1930) after reconstruction

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

SPEKTRUM SPECTRUM

podrobnost vede i k problémÛm pfii aplikaci u netypick˘ch konstrukcí. Patrnû bude tfieba pfiijmout zásadu, Ïe normy pokryjí pouze konstrukce bûÏné, zatímco mimofiádné konstrukce budou vyÏadovat individuální pfiístup a z návrhov˘ch norem se budou pfiejímat pouze základní parametry pro zatíÏení a materiály. Mezi zásady dal‰ího rozvoje by mûlo patfiit zdÛraznûní koncepãního pfiístupu k navrhování. Norma by mûla zahrnovat základní principy, urãit pravidla návrhu, stanovit vstupní parametry pro zatíÏení a materiály a poÏadované parametry pro konstrukce (kritéria bezpeãnosti a pouÏitelnosti). Norma by nemûla b˘t uãebnicí ani „kuchafikou“ pro jednotlivé postupy. V pfiijatelné struãnosti by mûla b˘t skryta i pfiehlednost a srozumitelnost. DÛleÏitou souãástí by pak mûla b˘t ãást popisující konstrukãní zásady, kde jsou definována pravidla pro návrh bez podrobn˘ch v˘poãtÛ, které proces navrhování na jedné stranû zjednodu‰ují, a na druhé zaji‰Èují základní parametry, které mohou v˘raznû ovlivnit právû trvanlivost a pouÏitelnost betonov˘ch konstrukcí. DÛvody, pro které je nutné doplnit a upravit MC 90, leÏí v rozvoji technologií za posledních 10 aÏ 15 let od doby, kdy byl MC 90 vytváfien a téÏ ve zku‰enostech s jeho uÏíváním. Lze je shrnout do následujících bodÛ: • rozvoj betonÛ s vysok˘mi a velmi vysok˘mi pevnostmi, • betony definovan˘ch vlastností, • návrh s ohledem na trvanlivost, • vyhodnocování existujících konstrukcí a návrh úprav, • poÏadavky na kvalitu, • nová návrhová kritéria, • návrh na základû zkou‰ek, • zlep‰en˘ koncept bezpeãnosti, • robustnost konstrukcí a • vnûj‰í pfiedpûtí. Pfiedpokládá se, Ïe pfiíslu‰né odborné kolektivy ve fib pfiipraví úpravy MC 90 a po probûhnutí pfiipomínkového a schvalovacího fiízení bude vydán nov˘ MC v první verzi u pfiíleÏitosti pfií‰tího kongresu fib v italské Neapoli v roce 2006. Jedním ze vzorÛ pro nov˘ MC se stala novû vydaná ‰v˘carská návrhová norma SIA262, která jiÏ respektuje koncepci evropsk˘ch norem. Pokr˘vá problematiku vãetnû návrhu (koncepãní návrh, poÏadavky, okrajové podmínky, návrhové situace), anal˘zy, dimenzování, provádûní,

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

uÏívání, údrÏby a demolice. Pfiitom v‰e je obsaÏeno na pouh˘ch osmdesáti ãtyfiech stranách [9]. NUMERICKÉ

Literatura [1] Walraven J.: Concrete for a new century, sb. 1. fib kongresu „ Concrete Structures of the 21st Century, Vol. 1, fib, JPCEA, JCI, Ósaka 2002, Primary, pp. 11-22 [2] Tourneur S.: Prestressing 60 years of innovation, The French Concrete Technology, AFGC, Oct. 2002 [3] Naì L. et al.: Glass – FRP prestressing units in concrete beams, sb. 1. fib kongresu „ Concrete Structures of the 21st Century, Vol. 1, fib, JPCEA, JCI, Ósaka 2002, Ses. 5, pp. 25-26 [4] Ganz H.R., Vildaer S.: Enhancing the durability of post-tensioned structures by improving the quality of grouting, sb. 1. fib kongresu „ Concrete Structures of the 21st Century, Vol. 2, fib, JPCEA, JCI, Ósaka 2002, Ses. 7, pp. 3-4 [5] Fergestad S., Rambjoer S.: A world record concrete cantilevered bridge with lightweight concrete in the main span, IABSE, SEI, May 1999 [6] Fukada A. et al.: Construction of a 200,000 KL underground LNG storage tank, sb. 1. fib kongresu „ Concrete Structures of the 21st Century, Vol. 1, CD-A, fib, JPCEA, JCI, Ósaka 2002, Ses. 3, pp. 79-88 [7] Klein J.F.: Geneva exhibition center – Bridging 44,000 m2 in 14 months, sb. 1. fib kongresu „ Concrete Structures of the 21st Century. Vol. 1, CD-A, fib, JPCEA, JCI, Ósaka 2002, Ses. 1, pp. 201-208 [8] Glavind M., Petersen C.M.: Green concrete – a life cycle approach, Proc. of „Challenges of Concrete Construction“, Univ. of Dundee, Sept. 2002, www.greenconcrete.dk [9] Marti P., Sigrist V.: Swisscodes Betonbau in der Schweiz, SIA, fib, Zürich, 2002

M O D E LO VÁ N Í

A P OR U·OVÁN Í KONSTR U KC Í

Numerické metody pokroãily do stádia, kdy je jiÏ reálné celé konstrukce modelovat a analyzovat pomocí nelineárních metod. Ty respektují jak fyzikální tak geometrické nelinearity a poskytují moÏnost v˘poãtem velmi v˘stiÏnû urãit pÛsobení konstrukce aÏ do poru‰ení. Takové podrobné v˘poãty má v‰ak cenu provádût pouze pro konstrukce mimofiádného v˘znamu. PouÏití nelineárních postupÛ vyÏaduje téÏ návaznost na metodiku navrhování, tak aby návrh byl zaloÏen na stejn˘ch principech nezávisle na pouÏité metodû v˘poãtu konstrukce. Takov˘ koncept bezpeãnosti je pfiipravován téÏ pro nov˘ MC. Pfiedmûtem zájmu v oblasti nelineárních v˘poãtÛ jsou dlouhodobé objemové zmûny betonu a jejich vliv na konstrukce i za pfiedpokladu promûnn˘ch vlhkostních a teplotních podmínek, vliv velikosti konstrukce na zpÛsob poru‰ení a mezní únosnost (size effect), úãinky smyku, oblasti koncentrace napûtí, soudrÏnost a její poru‰ení atd. Dal‰í oblastí jsou v˘poãty zaloÏené na pravdûpodobnostních pfiístupech. Z ÁV ù R Uveden˘ struãn˘ popis nûkter˘ch v˘vojov˘ch trendÛ jistû není úpln˘. Znaãná pozornost je vûnována téÏ estetickému pÛsobení (obr. 12) nebo rekonstrukcím (obr. 13). Snahou bylo upozornit na nûkteré novinky a zdÛraznit postupnû se mûnící pfiístup k navrhování, kter˘ se nás bude t˘kat a kter˘ by mûl lépe zabezpeãit dodrÏení kvality betonov˘ch konstrukcí. V˘stavba betonov˘ch konstrukcí je závislá na jejich konkurenceschopnosti v neustále se vyvíjejících podmínkách. UdrÏení relativnû dobré pozice na trhu bude záviset zejména na dodrÏování kvalitativních parametrÛ novû navrhovan˘ch a opravovan˘ch konstrukcí. Z jednání na kongresu lze dojít k závûru, Ïe právû dodrÏování kvality je pfiedmûtem vût‰iny publikovan˘ch pfiíspûvkÛ.

Obrázky a fotografie: Obr. 1 aÏ 11 – dokumentace kongresu fib, obr. 12 a 13 autor

Poznatky získané na kongresu jsou vyuÏívány k fie‰ení grantov˘ch projektÛ GAâR ã. 103/02/1161 a 103/03/0952.

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

Doc. Ing. Jan L. Vítek, CSc. Metrostav, a. s. KoÏeluÏská 2246, 180 00 Praha 8 tel.: 266 709 317, fax: 266 709 193 e-mail: [email protected], www.metrostav.cz Stavební fakulta âVUT Thákurova 7, 166 29 Praha 6

61

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

SEMINÁ¤E, SEMINÁ¤E,

KONFERENCE A SYMPOZIA

KON FE R E NC E A SYM P OZIA V

âR

E KO N O M I K A A V ¯ VO J STAV E B N I C T V Í P ¤ E D V ST U P E M A P O V ST U P U D O E U Celostátní konference • trendy a oãekávané zmûny ve strategickém rozvoji stavebnictví • problémy ekonomiky stavební v˘roby související s daÀovou zátûÏí • úloha kvality ve stavební v˘robû a v˘voj zavádûní ISO z pohledu konkurence ãesk˘ch stavebních firem v EU • podpora prÛmyslov˘ch investic v âR a její efekty • stav a financování dopravní infrastruktury a investiãních projektÛ Termín a místo konání: 27. února 2003, Kongresové centrum V˘stavi‰tû Brno Kontakt: Ing. Jifií Petrá‰, VUT v Brnû, FAPO, Gorkého 13, 602 00 Brno, tel.: 541 146 914, e-mail: [email protected] T EC H N O LO G I E , P R OVÁ D ù N Í A KO N T R O L A B ETO N OV ¯C H KO N ST R U KC Í 2. konference s mezinárodní úãastí Termín a místo konání: 1. a 2. dubna 2003, Praha Kontakt: âBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: 222 316 173, 222 316 195, fax: 222 311 261 e-mail: [email protected]

M O ST Y 20 0 3 8. mezinárodní sympozium • problematika správy mostních objektÛ v âeské republice • mosty a povodnû v roce 2002 • legislativa, normy, pfiedpisy a financování mostních staveb • informace o 1. kongresu fib – Japonsko 2002 • nové nebo rekonstruované mostní konstrukce • moÏnosti ovlivnûní dlouhodobé Ïivotnosti mostních konstrukcí • vûda a v˘zkum, projektování mostÛ • poruchy mostÛ a jejich pfiíãiny Termín a místo konání: 16. a 17. dubna 2003, Brno, hotel VORONùÎ Kontakt: SEKURKON, ·umavská 31, 612 54 Brno, tel.: 549 131 555, fax: 541 236 510, e-mail: [email protected]

A E D 20 0 2 – A DVA N C E D E N G I N E E R I N G D E S I G N 3. mezinárodní konference

62

B

ETON

• TEC

ZAHRANIâNÍ

KON FE R E NC E A SYM P OZIA

J C S S W O R K S H O P O N P R O B A B I L I ST I C M O D E L I N G O F D ET E R I O R AT I O N P R O C E S S E S I N CO N C R ET E ST R U C T U R E S fib mezinárodní workshop • models and data for environmental exposure conditions and deterioration processes • aspects of spatial variability • interaction mechanical loading – environmental influences • JCSS Probabilistic MC for deterioration of concrete structures Termín a místo konání: 24. aÏ 26. bfiezna 2003, EPFL Lausanne, ·v˘carsko Kontakt: Bryan Adey, MCS-ENAC-EPFL, 1015 Lausanne, Switzerland ( R E ) C L A I M I N G T H E U N F E R G R O U N D S PAC E I TA W O R L D T U N N E L L I N G CO N G R E S S 20 0 3 • underground space use, underground space construction • sustainability of underground space, underground logistic systems • rock tunnelling, softground tunnelling, research, development, design Termín a místo konání: 12. aÏ 17. dubna 2003, Amsterdam, Nizozemí Kontakt: WTC2003 c/o Congress Secretariat VOR, PO Box 411, 2800 AK Gouda, The Netherlands tel.: +31 182 539 233, fax: +31 182 537 510 e-mail: [email protected], www.wtc2003.nl

E V R O P S K É STAV E B N Í F Ó R U M Odborné setkání • specifika projektÛ financovan˘ch ze zdrojÛ Evropské unie • právo EU – poÏadavky t˘kající se v˘stavby • projektování a architektura • regionální investiãní pfiíleÏitosti Termín a místo konání: 14. dubna 2003, MSV IBF v Brnû, Brnûnské v˘stavi‰tû, rotunda pavilonu A a Kongresové Centrum Brno Kontakt: Veletrhy Brno, a. s., V˘stavi‰tû 1, 647 00 Brno, www.ibf.cz

S A N AC E 20 0 3 13. mezinárodní sympozium • stavební prÛzkum, diagnostika, projektování • sanace a zesilování BK, metody a technologické postupy • sanace konstrukcí montovan˘ch objektÛ • vady a poruchy BK, kvalita a trvanlivost sanací • technologické a ekologické aspekty sanací BK • nové materiály pro sanace betonov˘ch konstrukcí Termín a místo konání: 15. a 16. kvûtna 2003, v˘stavi‰tû Brno, Rotunda pavilonu A Kontakt: SSBK, Sirotkova 54a, 616 00 Brno-Îabovfiesky, tel.: 541 421 188, fax: 541 421 180, e-mail: [email protected], www.sanace-ssbk.cz

• technology and IT in Architecture and Regional Planning Termín a místo konání: 1. aÏ 4. ãervence 2003 , Praha Kontakt: Dr. Jan Novosad, Orgit Ltd., Novotného lávka 5, 116 68 Praha 1, tel.: 221 082 248, fax.: 221 082 366 e-mail: [email protected], www.aed2003.cz

I T F O R CO N ST R U C T I O N Mezinárodní konference CIB W078 • communication and information environments • collaborative engineering and design, distributed and integrated environments • computer supported collaborative working, collaborative processes and process support Termín a místo konání: 23. aÏ 25. dubna 2003 , Waiheke Island, Nov˘ Zéland Kontakt: Dr. R. Amor University of Auckland – Faculty of APP and FA – Build. IR Unit, Dept. of CS, Private Bag 92019, Auckland, New Zealand, fax: +649 3737 453 I N T E R N AT I O N A L SY M P O S I U M O N CO N C R ET E R OA D S 9. mezinárodní sympozium • design, specifications, life cycle analysis, safety, environment • materials for concrete pavement • construction, maintenance, in situ repair techniques, cement stabilisation, cracking Termín a místo konání: 27. aÏ 30. dubna 2003, Istanbul, Turecko Kontakt: CEMBUREAU, Rue d’Arlon, 55, B-1040 Brussels, Belgium, fax: +322 230 4720, e-mail: [email protected] CONCRETE STRUCTURES IN SEISMIC REGIONS Sympozium fib • advanced seismic design and analysis • testing, research Termín a místo konání: 6. aÏ 8. kvûtna 2003, Athény, ¤ecko Kontakt: Office for International Relations, Technical Chamber of Greece, 4 Karagiorgi Servias Str., 105 62 Athenas, Greece fax: +3010 3222 832, e-mail: [email protected], www.fib2003.gr

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

AKTUALITY TOPICAL

ST R AT EG I E S F O R P E R F O R M A N C E I N T H E A F E R M AT H O F W TC A N D T H E 2 N D C I B L E A D E R S S U M M I T O N TA L L B U I L D I N G S CIB-CTBUH mezinárodní konference • planning, architectural design, building systems and controls • structural design and fire-structure interaction, fire engineering • standards, codes, regulations, facilities operations, management Termín a místo konání: 8. aÏ 10. kvûtna 2003, Kuala Lumpur, Malaisie A P P L I C AT I O N S O F STAT I ST I C S A N D P R O B A B I L I T Y I N CE – ICASP9 9. mezinárodní konference • fuzzy analysis • human and organizational error • lifeline risk assessment • quality control and assurance • reliability-based optimal design • risk analysis, simulation methods, stochastic FE and MM Termín a místo konání: 6. aÏ 9. ãervence 2003, San Francisco, California, USA Kontakt: [email protected], http://icasp9.berkeley.edu

CO N C R ET E I N T H E 3 R D M I L L E N N I U M 21. mezinárodní konference • design, construction, materials, repairs/maintenance • durability, life-cycle performance, recycling • precasted concrete, architectural concrete, concrete masonry Termín a místo konání: 17. aÏ 19. ãervence 2003, Brisbane, Austrálie Kontakt: CIA 2003 Conference Secretariat, Congress West, PO Box 1248, West Perth WA, Australia 6872, fax: +618 9322 1734 e-mail: [email protected], www.coninst.com.au CO M P O S I T E CO N ST R U C T I O N V 5. mezinárodní konference • design and construction of composite structures • steel or concrete and other innovative materials • bridges, buildings, joints, design for fire, codes Termín a místo konání: 18. aÏ 23. ãervence 2004, Mpumalanga, Jihoafrická republika Kontakt: Prof. Alan R. Kemp, School of CEE, University of the Witwatersrand, South Africa, fax: +2711 339 1762 e-mail: [email protected]

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

I S EC - 0 2 – I N T E R N AT I O N A L ST R U C T U R A L E N G I N E E R I N G A N D CO N ST R U C T I O N 2. mezinárodní konference • system-based vision for strategic and creative design • integration of structural design and construction processe • identification, optimisation, analysis, prefabrication, rehabilitation Termín a místo konání: 23. aÏ 26. záfií 2003 , ¤ím, Itálie Kontakt: Prof. Franco Bontempi, Dept. of SGE, University of Rome „La Sapienza“, Via Eudossiana, 18-00184 Rome, Italy e-mail: [email protected], www.isec-02rome.com

CO N C R ET E ST R U C T U R E S : T H E C H A L L E N G E O F C R E AT I V I T Y fib symposium • evolution of materials for concrete structures, new construction techniques • development in modelling and computation techniques, IT • industrialization of concrete structures, flexibility, architecture Termín a místo konání: 26. aÏ 28. dubna 2004 , Avignon, Francie Kontakt: Francoise Raban, AFGC c/o SETRA, 46, av. Aristide Briand – BP 100, F-92225 – Bagneux Cedex – France tel.: +33 1 4644 3290, fax.: +33 1 4611 3288 e-mail: [email protected] C I B W O R L D B U I L D I N G CO N G R E S S • building processes and techniques, buildings and their environments • performance-based building, tall buildings and highrise towers • sustainable construction, indoor air quality and ventilation Termín a místo konání: 2. aÏ 7. kvûtna 2004, Toronto, Ontario, Kanada Kontakt: NRC Canada, Institute for RC, 1200 Montreal Road, M-20, Ottawa, ON Canada K1A 0R6 e-mail: [email protected], www.cib2004.ca

SCC 20 0 3 – S E L F - CO M PAC T I N G CO N C R ET E 3. mezinárodní symposium • mechanical and material properties, mix design, production technology • durability, design, application, case studies • environment, ergonomics, specifications, code of practice Termín a místo konání: 17. aÏ 20. srpna 2003, Reykjavik, Island Kontakt: IBRI – SCC 2003, 112 Keldnaholt, Island, fax.: +354 570 7311, e-mail: [email protected], www.ibri.is/scc

ETON

ST R U C T U R E S F O R H I G H - S P E E D R A I LWAY T R A N S P O RTAT I O N Sympozium IABSE • bridges, crossings and tunnels for rail transport systems • buildings and railway stations • structures for railles systems, environmental issues Termín a místo konání: 27. aÏ 29. srpna 2003, Antwerpy, Belgie Kontakt: Symposium Secretariat, IABSE 2003 Symposium, Antwerp, ETH Hönggerberg, CH-8093 Zürich, Switzerland, fax: +41 1633 1241, e-mail: [email protected]

I N T EG R AT E D L I F ET I M E E N G I N E E R I N G O F B U I L D I N G S A N D C I V I L I N F R A ST R U C T U R E S ( I LC D E S 20 0 3 ) 2. mezinárodní symposium • ownership, planning and management of investments • integrated life-cycle design (ILCD) • life time management systems (LMS), data, best practices Termín a místo konání: 1. aÏ 3. prosince 2003, Kuopio, Finsko Kontakt: Association of Finnish Civil Engineers RIL, Dagmarinkatu 14, FIN-00100 Helsinki, Finland fax: +3589 588 3192, e-mail: [email protected]

F R P R C S - 6 – F I B R E - R E I N F O R C E D P O LY M E R ( F R P ) R E I N F O R C E M E N T F O R CO N C R ET E ST R U C T U R E S 6. mezinárodní symposium • new FRP materials, FRP as internal or external reinft • FRP structural shapes, durability and fire resistance • durability and fire resistance, sustained and fatigue loads, Termín a místo konání: 8. aÏ 10. ãervence 2003, Singapore Kontakt: FRPRCS-6 Secretariat, c/o Dept. of CE, NU of Singapore, Block E1A, #07 03, 1 Engineering Drive 2, Singapore 117576 fax: +65 677 91 635 e-mail: [email protected], http://courses.nus.edu.sg/course/ cvetankh/internet/frprcs6

B

SUBJECTS

CO N S EC 0 4 – CO N C R ET E U N D E R S E V E R E CO N D I T I O N S – E N V I R O N M E N T A N D LOA D I N G 3. mezinárodní konference • concrete and concrete structures under severe environments • new design concepts and methods, new and spatial concretes • repair / strengthening and maintenance Termín a místo konání: 20. aÏ 23. ãervna 2004 , Seoul, Korea Kontakt: Prof. Byung Hwan Oh, Dept. of CE, SNU, San 56-1, Shinrimdong, Kwanak-gu, Seoul, 151-742, Korea fax.: +822 887 0349 e-mail: [email protected], http://conlab.snu.ac.kr

• SANAC

E

1/2003

63

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

KOMUNIKACÍ NA ZÁVI·ÍNSKÉM POTOCE P¤I POVODNI V SRPNU 2002 DAMAGED COMMUNICATIONS ON THE ZÁVI·ÍN STREAM DURING THE FLOOD IN AUGUST 2002

PO·KOZENÍ

JAN ORNA Pfii protrÏení hráze rybníku Velk˘ bûlãick˘ vznikla záplavová vlna, která po‰kodila Ïelezobetonov˘ most a komunikaci na jeho pfiedmostích na silnici ã.II/174 u obce Závi‰ín. Jako provizorní náhrada bylo pouÏito kamenného mostu z 18. století. The dam failure of the pond Velk˘ Bûlãick˘ caused a flood wave which damaged a reinforced concrete bridge and a communication on the bridge heads on road No II/ 174 near Závi‰ín village. A stone bridge dating back to the 18 century was used as a temporary replacement. Závi‰ínsk˘ potok pramení na úboãí Tfiem‰ína (827 m) a po 20,4 km ústí v Blatné do fiíãky Lomnice. PfiibliÏnû 8 km nad Blatnou se na jeho toku nachází Velk˘ bûlãick˘ rybník, 40 ha [1]. Pfii povodni do‰lo v noci z 12. na 13. srpna 2002 k protrÏení hráze Velkého bûlãického rybníku v ‰ífice pfiibliÏnû 40 m (obr. 1) a bûhem nûkolika minut z rybníka odteklo pfiibliÏnû dva miliony m3 vody.

PfiibliÏnû pÛl kilometru pod Velk˘m bûlãick˘m pfiechází pfies Závi‰ínsk˘ potok silnice ã.II/174. Záplavová vlna se pfiehnala pfies silniãní tûleso a v ‰ífice nûkolika set metrÛ je zniãila (obr. 2). Vlastní Ïelezobetonová konstrukce mostu zÛstala trãet jako solitér v okolním zdevastovaném terénu (obr. 3). Stávající trasa a Ïelezobetonov˘ most byly vybudovány v 70. létech minulého století jako pfieloÏka pÛvodní trasy, která vedla pfies kamenn˘ most z XVIII. století. Na tomto mostû byl napfiíklad v závûru druhé svûtové války kontrolní bod na demarkaãní ãáfie mezi sovûtskou a americkou armádou). Po otevfiení nové trasy zÛstal most bez jakékoli údrÏby, postupnû zarostl b˘lím a náletov˘mi dfievinami, zapomenut na louce u lesa. Po povodni v‰ak jeho existence umoÏnila rychlé vybudování provizorní trasy. Navezením a rozhrnutím ‰tûrku v trase pÛvodní komunikace bylo moÏno jiÏ tfii dny po katastrofû zahájit provoz na vybudované provizorní pfieloÏce silnice (obr. 5). Porovnání pÛvodní trasy, která vedla

pfies star˘ kamenn˘ most s novou ukazuje, Ïe ta pÛvodní trasa v terénu ménû ru‰ila, lépe se k nûmu pfiimykala a tím se minimalizovaly ‰kody pfii úãincích velké vody. Nová trasa sv˘m fie‰ením, zejména v˘‰kou náspu, kter˘ leÏí napfiíã v povodÀovém prÛtoãném profilu vodoteãe, vytvofiila pfiekáÏku, kterou náraz povodÀové vlny váÏnû po‰kodil ãi zcela smetl. Oba mosty, jak Ïelezobetonov˘, tak i kamenn˘ obstály pfii povodni velmi dobfie. PovodÀovou vlnu pfieãkaly jen s drobn˘mi po‰kozeními. V oblasti koryt men‰ích tokÛ, typu Závi‰ínského potoka, bude zfiejmû úãelné prozkoumat v‰echna kfiíÏení s komunikacemi a pfiedem pfiipravit varianty provizorních náhradních tras s uváÏením v‰ech specifik daného místa. Literatura: [1] Vodní toky a nádrÏe, Zemûpisn˘ lexikon âSR, ACADEMIA, Praha 1984

Ing. Jan Orna Roz‰ífiená 20, 182 00 Praha 8

Obr. 1 ProtrÏená hráz Velkého bûlãického rybníku Fig. 1 Failed dam of the pond Velk˘ Bûlãick˘ Obr. 3 Solitér Ïelezobetonové konstrukce mostu po pfielití záplavové vlny Fig. 3 Solitary reinforced concrete bridge structure after the passage of the flood wave Obr. 2 Zniãené tûleso silnice Fig. 2 Destroyed road bed Obr. 4 Provizorní objezd veden˘ pfies pÛvodní kamenn˘ most Fig. 4 Temporary by-pass led over the original stone bridge

64

B

ETON

• TEC

H NOLOG I E

• KONSTR

U KC E

• SANAC

E

1/2003

ODBORNÉ ZAMù¤ENÍ KONFERENCE A ECSN WORKSHOPU OBJECTIVE OF THE CONFERENCE AND ECSN WORKSHOP

KONEâNÁ POZVÁNKA FINAL INVITATION

âeská betonáfiská spoleãnost âSSI www.cbz.cz

Ve spolupráci s/In cooperation with:

Evropskou sítí betonáfisk˘ch spoleãností European Concrete Societies Network

Svazem v˘robcÛ betonu âR Concrete Producers Organization Czech Republic

Kloknerov˘m ústavem âVUT Klokner Institut, CTU of Prague

2. konference a ECSN workshop

TECHNOLOGIE, PROVÁDĚNÍ A KONTROLA BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ 2002 BETONY DEFINOVANÝCH VLASTNOSTÍ

2. roãník konference tematicky zamûfiené na technologii betonu v ‰irokém slova smyslu pofiádá âeská betonáfiská spoleãnost âSSI (âBS) v roce 2003 ve spolupráci se Svazem v˘robcÛ betonu âR a s Kloknerov˘m ústavem âVUT. Cílem je pfiinést technické vefiejnosti nejdÛleÏitûj‰í novinky, zajímavosti a zku‰enosti z oblasti technologie, provádûní a kontroly betonu a betonov˘ch konstrukcí za poslední období vãetnû informací o postupu tvorby a zavádûní pfiíslu‰n˘ch evropsk˘ch norem do praxe v âR. The 2nd Czech conference on concrete technology 2003 will be organized by the Czech Cocrete Society (CBS) in cooperation with Concrete Producers Organization, Czech Republic and Klokner Institut, CTU of Prague. The aim of the conference is to bring the most important new knowledge, information and experience on technology, execution and inspection of concrete and concrete structures. The information on recent development in European concrete standardization and their implementation into Czech construction practice will be also included.

2. Conference and ECSN Workshop

TECHNOLOGY, EXECUTION AND INSPECTION OF CONCRETE STRUCTURES 2002 DEFINED PERFORMANCE CONCRETE

P¤ÍPRAVN¯ V¯BOR ORGANIZING COMMITTEE Prof. Ing. Jindfiich Cigánek, CSc., Doc. Ing. Jifií Dohnálek, CSc., Doc. Ing. Rudolf Hela, CSc., Doc. Ing. TomበKleãka, CSc., Ing. Jan Kupeãek, Ing. Vlastimil ·rÛma, CSc., Ing. Michal ·tevula, Ing. Vladimír Vesel˘, Doc. Ing. Jan L. Vítek, CSc., Ing. Jifií Vla‰imsk˘, Ir. Peter Salomé, ECSN, Ir. Dick Stoelhorst, ECSN

KONTAKTNÍ SPOJENÍ A DAL·Í INFORMACE CONTACT AND INQUIRIES

1. a 2. dubna 2003, Praha, Masarykova kolej ČVUT 1 and 2 April 2003, Prague, Masaryk hall of residence, CTU of Prague

Sekretariát âBS/CBS Secretariat, Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: (+420) 222 316 195, (+420) 222 316 173 fax: (+420) 222 311 261, e-mail: [email protected], [email protected], www.cbz.cz

S VA Z

V¯ROBCÒ CEMENTU

S VA Z

V ¯ROBC Ò B ETON U

âESKÁ

âR

âR

B ETONÁ¤SK Á SP OLEâ NOST

SDRUÎENÍ

âSSI

P R O S A N AC E B E T O N O V ¯ C H K O N S T R U K C Í