2014 MOSTY A DOPRAVNÍ STAVBY

4/2014

MOSTY A DOPRAVNÍ STAVBY

SPOLEČNOSTI A SVAZY PODPORUJÍCÍ ČASOPIS

CO NAJDETE V TOMTO ČÍSLE

SVAZ VÝROBCŮ CEMENTU ČR K Cementárně 1261, 153 00 Praha 5 tel.: 257 811 797, fax: 257 811 798 e-mail: [email protected] www.svcement.cz

28 /

MOST PŘES ŘEKU WILLAMETTE, EUGENE, OREGON, USA

LÁVKA PŘES LABE V ČELÁKOVICÍCH – PRVNÍ NOSNÁ KONSTRUKCE Z UHPC V ČR

20 /

/ 10

LÁVKA PŘES ŘEKU SVRATKU V BRNĚ-KOMÁROVĚ

52 /

DR. ULRICH FINSTERWALDER – BETONÁŘ, KONSTRUKTÉR VIZIONÁŘ

SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 tel.: 246 030 153 e-mail: [email protected] www.svb.cz

SDRUŽENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH 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

ČESKÁ BETONÁŘSKÁ SPOLEČNOST ČSSI Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: 222 316 173 fax: 222 311 261 e-mail: [email protected] www.cbsbeton.eu

38 /

DÁLNICE D1, JÁNOVCE–JABLONOV I. ÚSEK, MOST NA DÁLNICI NAD ILIAŠOVSKÝM POTOKEM

57/

SILN IČNÍ MOSTY U SPÁLOVA

VYBRANÉ MOSTNÉ OBJEKTY NA DIAĽNICI D1 FRIČOVCE-SVINIA

48 /

ODKAZ LAGUNY

/42

❚

OBSAH

CONTENT

ROČNÍK: čtrnáctý ČÍSLO: 4/2014 (vyšlo dne 15. 8. 2014) VYCHÁZÍ DVOUMĚSÍČNĚ VYDÁVÁ BETON TKS, S. R. O., PRO: Svaz výrobců cementu ČR Svaz výrobců betonu ČR Českou betonářskou společnost ČSSI Sdružení pro sanace betonových konstrukcí VYDAVATELSTVÍ ŘÍDÍ: Ing. Michal Števula, Ph.D. ŠÉFREDAKTORKA: Ing. Jana Margoldová, CSc. PRODUKCE: Ing. Lucie Šimečková

Ú V O DNÍ K Milan Kalný

/ 2

TÉMA INOVATIVNÍ KONCEPT NÁVRHU MOSTŮ PRO ZVÝŠENÍ JEJICH TRVANLIVOSTI

S A N A C E A R E KON S TR U KC E

Johannes Berger, Sebastian Z. Bruschetini-Ambro, Johann Kollegger

OPRAVA STOLETÉHO MOSTU PŘES ŘEKU SVATAVU VE SVATAVĚ U SOKOLOVA /3

Jan Procházka

/ 64

S TAV E B NÍ KO NST R U K C E

N OR M Y • JAKOS T • C E RTI FI KAC E

LÁVKA PŘES LABE V ČELÁKOVICÍCH – PRVNÍ NOSNÁ KONSTRUKCE Z UHPC V ČR

PROBLEMATIKA STANOVENÍ ZATÍŽITELNOSTI MOSTŮ POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ V RÁMCI HLAVNÍCH A MIMOŘÁDNÝCH PROHLÍDEK Michal Drahorád, Vladislav Vodička / 67

Milan Kalný, Jan Komanec, Václav Kvasnička, Jan L. Vítek, Robert Brož, Petr Koukolík, / 10 Robert Coufal

Martin Formánek, Jaroslav Bartoň, Jiří Stráský, Martin Kozel

/ 20

MOST PŘES ŘEKU WILLAMETTE, EUGENE, OREGON, USA

Jiří Stráský, Radim Nečas, Jan Koláček, Jim Bollman

/ 28

DÁLNICE D1, JÁNOVCE–JABLONOV I. ÚSEK, MOST NA DÁLNICI NAD ILIAŠOVSKÝM POTOKEM

Tatiana Meľová, Milan Šístek, Jan Mukařovský, Jan Hamouz

STRATY PREDPÄTIA PRVKOV Z VYSOKOHODNOTNÉHO BETÓNU

Jaroslav Halvonik, Juraj Dolnák, Viktor Borzovič

VYBRANÉ MOSTNÉ OBJEKTY NA DIAĽNICI D1 FRIČOVCE-SVINIA Peter Hurbánek / 42

MATE R I Á LY A T E CH N O L OG I E

/ 68

STANOVENIE VZŤAHU MEDZI MERNÝM ODPOROM A PEVNOSŤOU BETÓNU

Ivana Lusová, Peter Briatka, Eva Králiková, / 74 Mikuláš Bittera

REŠERŠE

/ 73

RECENZE

/ 76

OSMDESÁTINY PROF. ING. JAROSLAVA PROCHÁZKY, CSC.

/ 77

ING. KAREL DAHINTER, CSC. – OSMDESÁTILETÝ

/ 78

SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA

/ 80

ODKAZ LAGUNY

Helena Russell

/ 48

H IS TO R I E

F IR E MN Í PR E Z E N TAC E Construsoft

DR. ULRICH FINSTERWALDER – BETONÁŘ, KONSTRUKTÉR VIZIONÁŘ

12TH ISCR

Josef Kubíček

/ 52

SILNIČNÍ MOSTY U SPÁLOVA

Petr Freiwillig, Vladislav Hrdoušek

/ 57

TÉMĚŘ ZATOPENÝ VELIKÁN – ŽELEZOBETONOVÝ DÁLNIČNÍ MOST PŘES ÚDOLÍ SEDLICKÉHO POTOKA U OBCE BOROVSKO

Tomáš Janda 4/2014

❚

/ 60

Betosan Dlubal Software professional-english.cz Podlahy 2014, Betonconsult Červenka Consulting ČBS ČSSI Beton university VSL systémy /CZ/ TBG Metrostav

SAZBA: 3P, spol. s r. o. Staropramenná 21, 150 00 Praha 5

TISK: Libertas, a. s. Drtinova 10, 150 00 Praha 5

A K T U A L I TY / 38

GRAFICKÝ NÁVRH: 3P, spol. s r. o. Staropramenná 21, 150 00 Praha 5

ILUSTRACE NA TÉTO STRANĚ: Skica Terenez Bridge – Outstanding concrete Structure fib 2014, archív: Lavine Cheron Arch.

V Ě D A A VÝ Z KU M

LÁVKA PŘES ŘEKU SVRATKU V BRNĚKOMÁROVĚ

REDAKČNÍ RADA: prof. Ing. Vladimír Benko, PhD., doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Jan Gemrich, prof. Ing. Petr Hájek, CSc. (předseda), prof. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místopředseda), Ing. Jan Hrozek, Ing. Jan Hutečka, Ing. arch. Jitka Jadrníčková, Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. Milan Kalný, doc. Ing. Jiří Kolísko, Ph.D., doc. Ing. arch. Patrik Kotas, Ing. Milada Mazurová, doc. Ing. Martin Moravčík, Ph.D., Ing. Hana Némethová, Ing. Milena Paříková, Ing. Stanislava Rollová, Petr Škoda, Ing. arch. Jiří Šrámek, Ing. Vlastimil Šrůma, CSc., MBA, prof. Ing. RNDr. Petr Štěpánek, CSc., Ing. Michal Števula, Ph.D., Ing. Vladimír Veselý, prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc.

/ 19 / 26 / 41 / 47 / 51 / 66 / 73 / 80 / 3. strana obálky / 3. strana obálky / 4. strana obálky

technologie • konstrukce • sanace • BETON

VYDAVATELSTVÍ A REDAKCE: Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 www.betontks.cz Redakce a inzerce: 604 237 681 e-mail: [email protected] Předplatné (i starší výtisky): 602 839 429 e-mail: [email protected] ROČNÍ PŘEDPLATNÉ: základní: 720 Kč bez DPH, 828 Kč s DPH snížené – pro studenty a nově i seniory nad 70 let: 270,- Kč bez DPH, 311 Kč s DPH pro slovenské předplatitele: 28 EUR bez DPH, 32,20 EUR s DPH (všechny ceny jsou včetně balného a distribuce) Vydávání povoleno Ministerstvem kultury ČR pod číslem MK ČR E-11157 ISSN 1213-3116 Podávání novinových zásilek povoleno Českou poštou, s. p., OZ Střední Čechy, Praha 1, čj. 704/2000 ze dne 23. 11. 2000 Za původnost příspěvků odpovídají autoři. Označené příspěvky byly lektorovány. FOTO NA TITULNÍ STRANĚ: Lávka přes Labe v Čelákovicích, viz článek na str. 10, foto: Josef Husák, Metrostav, výřez BETON TKS je přímým nástupcem časopisů Beton a zdivo a Sanace.

1

ÚVODNÍK

❚

EDITORIAL

O STYLOVÉ IMPLEMENTACI Milé čtenářky, vážení čtenáři, zadávání veřejných zakázek ve stavebnictví dospělo v českém pojetí do stavu, kdy cílem procesu už obvykle není výběr nejvhodnějšího zhotovitele prací nebo poskytovatele služeb, ale ochrana úředníka před možným, ale i fiktivním obviněním, že porušil zákon, netransparentně rozhodl, nezadal zakázku za cenu obvyklou – v našem pojetí je to obvykle ta nejnižší, někoho diskriminoval nebo dokonce umožnil korupční jednání. A tak zadavatelé najímají externí konzultanty a administrátory pro zadávací řízení, čekají na rozhodnutí Úřadu pro ochranu hospodářské soutěže nebo radši nic nezadávají, aby se nevystavili riziku. Vždyť peníze se dají utratit i za provoz úřadu a údržbu svěřeného majetku. Nevyužité dotace nebo přidělené částky rozpočtu pak rádi využijí jinde, tak proč vlastně investovat a přidělávat si starosti? Letos se naskytla příležitost, jak se vrátit k normálnímu stavu. Evropský parlament přijal v lednu novou Směrnici pro zadávání veřejných zakázek 2014/24/EU. Nová směrnice EU pro klasické veřejné zakázky na práce, dodávky, služby je v souladu se „Strategií Evropa 2020“ pro inteligentní a udržitelný růst a nahrazuje předchozí, která byla v platnosti více než deset let. Užití některých ustanovení Směrnice jsou ponechána na uvážení členských států. Implementace Směrnice do vnitrostátních právních předpisů je požadována ve lhůtě nejvýše dvou let od 17. dubna 2014. Některé státy, např. Dánsko, již Směrnici přejaly pouhým překladem, jiné včetně ČR budou mít problém časově zvládnout implementaci zaběhnutým legislativním procesem na ministerstvech a v parlamentu. Doufat v minimální tvořivost našich zákonodárců by bylo bohužel projevem značné naivity. Tak se aspoň podívejme na řešení vybraných problémů v evropském stylu. Zaměřím se zejména na inženýrské konzultační služby, které jsou významné pro dosahování kvalitních výsledků při přípravě a realizaci stavebních zakázek a podporu inovací. Směrnice definuje služby nebo výkony intelektuální povahy. Za takové služby se považují také inženýrské konzultační služby, architektura či projektování staveb. Smlouvy s intelektuálními výkony nesmí být předmětem elektronických dražeb. Kvalita inženýrských konzultačních služeb v procesu projektování od koncepce do detailního návrhu, vlastní realizace projektu, včetně řízení stavby, má největší vliv na úspěch a celospolečenský přínos projektu, přitom tyto služby tvoří jen zlomek celkových nákladů projektu za dobu životnosti. Nová Směrnice téměř opouští zadání zakázky pouze na „nejnižší cenu“ a posouvá výběr k hodnocení „ekonomicky nejvýhodnější nabídky“ na základě kritérií zohledňujících kvalitu i cenu, s cílem dosažení efektivity nákladů v dlouhodobém cyklu. To zahrnuje posun směrem k zdůraznění kvality v procesu zadávání – nejen pro služby, ale také pro stavební práce a dodávky. Podle doporučení EFCA (Evropská federace inženýrských konzultačních sdružení) mohou členské státy zakázat užívání ceny jako jediného kritéria u některých typů zakázek, sem patří i konzultační služby, protože u nich nelze definovat kvalitativní aspekty předem. Pro vyhodnocení je také možné dát pro nabídky jednotnou pevnou cenu, a poté uchazeči soutěží pouze na kvalitu; to by se vztahovalo 2

i na případy, kdy vnitrostátní právní předpisy stanovují smluvní ceny (např. hodinové sazby). Kritéria pro zadání zakázky mohou nyní zahrnovat zkušenosti zaměstnanců přidělených na projekt a navrhovanou metodiku pro poskytované služby. Doporučuje se využívání systému dvou obálek pro oddělené nabídky pro jakost a pro cenu, s nezávislým posouzením těchto složek, při nesplnění stanovené úrovně kvality se obálka s cenovou nabídkou vůbec neotevírá. Nejběžnější postup v současné době používá pro zadávání inženýrských konzultačních služeb omezené řízení. V nové Směrnici se předpokládá, že členské státy stanoví, že zadavatelé mohou použít zadávání v jednacím řízení zejména pro složité projekty, které zahrnují inovativní řešení. Při využití tohoto postupu zadavatelé diskutují s uchazeči počáteční a následné nabídky s cílem je zlepšit; „jednání“ se může vztahovat na všechny charakteristiky služeb, včetně kvality, množství, obchodních podmínek, ale i sociální, environmentální a inovativní aspekty, pokud ovšem nejde o minimální požadavky, které jsou neměnné. Doporučuje se, aby se vyjednávání týkalo především rozsahu služeb, za účelem ujasnění a naplnění cílů projektu. Pouze finální nabídka by byla podávána s cenovou nabídkou, a to pro dojednaný rozsah služeb. Směrnice stanoví, že smlouvy mohou být upraveny v několika případech, pokud se celková povaha zakázky nemění, a to pro dodatečné služby, které nebyly předvídány při původním zadávání až do 50 % hodnoty původní zakázky, a pokud byly předpokládány změny v původní zadávací dokumentaci v jasných, přesných a jednoznačných ustanoveních za určitých podmínek i bez ohledu na jejich peněžní hodnotu. Pro úspěch procesu zadávání veřejných zakázek a realizace projektu je nezbytné, aby zadavatel disponoval příslušnou odbornou kapacitou a přidělil k tomuto účelu dostatečný počet pracovníků s potřebnými zkušenostmi a integritou. Pokud je zadavatel postrádá, doporučuje se, aby zadavatel nejprve v přípravném zadávacím procesu vybral konzultanta, který jej bude, jako důvěryhodný poradce, podporovat během celé přípravy a realizace projektu. Požadované technické a odborné způsobilosti se mohou prokazovat prostřednictvím lidských a technických zdrojů a firemními referencemi ze zakázek realizovaných za poslední tři roky, u specializovaných projektů mohou zadavatelé požadovat reference za dobu 10 až 15 let. Ve Směrnici jsou ustanovení, která umožňují uchazeči vysvětlovat a dodat další informace k nabídce v případě menší administrativní chyby tak, aby nedocházelo k vyloučení uchazečů z důvodu formálních chyb. Cílem je splnit účel zadávání a neomezovat hospodářskou soutěž. Významnou změnou je rozšíření kritérií pro zadání zakázky, což klientům umožňuje zadat racionální a udržitelné projekty, které budou efektivní také z hlediska nákladů v průběhu jejich celého životního cyklu. Opouští se pouhé spoléhání výhradně na výběr dle ceny za realizaci díla. Přáním odborné veřejnosti reprezentované profesními organizacemi sdruženými v Radě výstavby SIA ČR je zavést novou Směrnici EU do praxe rychle a s minimálními změnami. Vydání nového zákona o VZ je ovšem jen předpoklad pro oživení stavebnictví. Ještě důležitější je nalézt odborně a morálně zdatné úředníky, kteří se umějí a chtějí samostatně rozhodovat. A to je s velkým otazníkem, stačí sledovat současné politické hry kolem služebního zákona.

BETON • technologie • konstrukce • sanace

Ing. Milan Kalný

❚

4/2014

TÉMA

❚

TOPIC

INOVATIVNÍ KONCEPT NÁVRHU MOSTŮ PRO ZVÝŠENÍ JEJICH TRVANLIVOSTI ❚ AN INNOVATIVE DESIGN CONCEPT FOR IMPROVING THE DURABILITY OF CONCRETE BRIDGES Johannes Berger, Sebastian Z. Bruschetini-Ambro, Johann Kollegger DOI: 10.1002/suco.201100022 V článku je zvažována možnost stavět betonové mosty s předpínacími kabely plně chráněnými kabelovými kanálky a bez použití betonářské ocelové výztuže. V takovém případě závisí trvanlivost navrhovaného mostu pouze na trvanlivosti betonu, protože koroze výztuže už není limitujím faktorem z pohledu životnosti konstrukce. Požadavky mezního stavu použitelnosti i mezního stavu únosnosti jsou naplněny použitím dodatečně předpjaté výztuže s kabely plně chráněnými v plastových kabelových kanálcích a vodotěsnou úpravou kotvení. Protože

Často se použitelnost konvenčně těsněných betonových mostů ukáže v praxi jako nejistá. Nedokonalé těsnění vede k infiltraci chloridů trhlinami do konstrukce. Pokud pod mostem prochází silnice je tu nebezpečí vnikání chloridů ze slaných roztoků rozstřikovaných ze silnice do okolí až na povrchy mostu. Vzhledem k daným zárukám na těsnost se musí mostovka opakovaně opravovat. Tyto opakované údržbové a sanační práce na mostě zvyšují jeho cenu a způsobují dopravní komplikace. Cílem projektu představeného v článku je vyvinout technologii, která zvýší očekávanou životnost betonových mostů a současně sníží četnost jejich oprav.

navrhovaný most neobsahuje ocel, která by byla ohrožena korozí, není zde potřeba izolovat

VÝZKUMNÝ PROGRAM

mostovku. A následně zde není třeba vozovky

Výzkumný projekt „Předpjaté betonové mosty bez výztužné oceli, těsnění a mostovky“ byl ustaven s úmyslem zvýšit trvanlivost betonových mostů. K dosažení trvanlivějších betonových mostů jsou navrhovány nové předpoklady pro jejich výstavbu: • most je předepnutý a nemá žádnou vnitřní klasickou betonářskou ocelovou výztuž, • předpínací výztuž je kryta v plastovém kabelovém kanálku a je zcela kryta plastem i v místě kotvení, • protože v konstrukci není ocel, která by byla ohrožována korozí, není třeba most dále těsnit, • není nutné, aby asfaltová vozovka chránila izolační membránu, je možné horní části kompozitní konstrukce z vysoce kvalitního betonu přidělit funkci přímo pojížděné vozovky, • římsa mostu tvoří integrální součást konstrukce, • mosty krátkých rozpětí lze navrhovat i jako integrální mosty. Během stavby se ukáží ekonomické výhody projektu v úspoře materiálů i konstrukčních prvků. Není potřeba

a římsových nosníků. Tento koncept výstavby mostů představuje přelom z pohledu udržitelnosti a trvanlivosti betonových mostů a je vhodný pro malé a střední mosty. Metoda byla použita pro návrh mostu Egg-Graben v rakouském údolí Großarl v oblasti Salzburgu. Před vlastní výstavbou mostu se uskutečnily rozsáhlé zkoušky na velkorozměrových vzorcích pro získání skutečných hodnot pro určení použitelnosti, duktility a nosné kapacity tohoto konstrukčního systému. ❚ It is proposed to build concrete bridges with tendons fully encapsulated in plastic ducts and without the use of reinforcing steel. In this case the durability of the proposed bridge depends only on the durability of the concrete because corrosion is no longer a determining factor regarding the lifetime of the structure. The requirements of the serviceability and ultimate limit states are fulfilled by providing post-tensioned tendons with strands fully encapsulated in plastic ducts and watertight anchorages. Since the proposed bridge does not contain any steel, which would be endangered by material-related corrosion, there is no need for insulation to the deck. Consequently, there is also no need for pavement and edge beams. This concept of building bridges represents

klasická ocelová výztuž, izolace, dilatační uzávěry ani mostní římsy. Zohledníme-li budoucí úspory v užívání, údržbě, stejně jako v „neomezené“ životnosti, most prokáže své velké provozní ekonomické přednosti ve srovnání s mosty konvenčních konstrukcí. Velkorozměrové experimenty [1] Pro ověření skutečného chování vyvíjeného konstrukčního systému a obdržení reálných vlastností konstrukce v mezním stavu použitelnosti, duktility a únosnosti, byly sestrojeny rozměrné modely (obr. 1). Při návrhu zkušebních prvků se vycházelo z požadavků návrhu mostu Egg-Graben. Rozměry předpjatého nosníku byly 15,3 × 0,63 × 0,5 m (L × W × D) a rozpětí spojité konstrukce bylo 7,5 m. Síly působily ve vzdálenostech 2,5 m od středních podpor. Pro předpětí byl použit systém s kabely chráněnými v plastových kabelových kanálcích a s plně chráněnou oblastí kotvení. Každý předpínací kabel obsahoval sedm lan průřezu 150 mm2 pevnostní třídy 1570/1770. Prvek byl předepnut soustředně přímo vedeným kabelem, který byl jen na konečných 1,5 m odkloněn. V prvku byla použita ocelová výztuž k přenesení příčného tahového napětí v kotevní oblasti kabelů. Pro experiment byl použit beton pevnostní třídy C30/37. Společnost, která později prováděla předpínací práce na mostě, se také podílela na výrobě zkušebních prvků, aby vzhledem k navrhovanému postupu výstavby a instalaci měřicího systému (elektricky izolované kabely) pro monitorování protikorozní ochrany získala zkušenosti už v počátku projektu.

Obr. 1 Uspořádání zkoušky Fig. 1 Experimental setup

❚

a breakthrough with regard to sustainability and durability of concrete bridges and is applicable to small and medium sized bridges. The method has already been implemented for the design of the Egg-Graben Bridge in the Grossarl valley in the province of Salzburg, Austria. Prior to the actual construction of the bridge, large-scale tests were performed to obtain practical values for the serviceability, ductility and load bearing capacity of this structural system.

4/2014

❚

1


3

TÉMA

❚

TOPIC

Závislost zatížení-průhyb Zatížení (řízenou deformací) bylo postupně zvyšováno tak, aby bylo možno zaznamenat vznik a vývoj trhlin. Moment na mezi vzniku trhlin počítaný z průměrné hodnoty tahové pevnosti betonu (C30/37, fctm = 2,9 N/mm2) byl 302 kNm. První trhliny se objevily nad střední podporou, když moment v tomto místě Mcrack,support = -448 kNm a moment ve středu rozpětí Mcrack,span = 363 kNm. Největší pozornost byla věnována chování konstrukce s trhlinami. Zatížení bylo zvyšováno do objevení se prvních trhlin, které se začaly rozevírat nad střední podporou při zatížení silou 285 kN. Až do tohoto bodu byl vztah mezi zatížením a deformací lineární (obr. 2). Při vzniku první trhliny v oblasti střední podpory je závislost ještě znatelně lineární, ale postupně se sklon snižuje, což je způsobeno redistribucí vnitřních sil v oblasti s rozvíjejícími se trhlinami nad vnitřní podporou. Zatížení bylo dále zvyšováno až do okamžiku rozevření první trhliny ve středu rozpětí, k čemuž došlo při působící síle 420 kN. Poté už vztah zatížení-průhyb nebyl dále lineární vzhledem k trhlinám a vyššímu nárůstu deformací. Nejvyšší dosažená úroveň zatížení byla F = 656 kN při maximálním průhybu umax = 21 mm, což odpovídá poměru 1/357. Dosažení mezní únosnosti bylo signalizováno rozvojem a rozevíráním trhlin (ohybové a smykové trhliny), odprýskáváním betonu v tlačené oblasti a rychlým nárůstem deformací od nevýznamného zvýšení zatížení.

2

Poměrné přetvoření betonu a kabelů Pro určení vztahu poměrné deformace a křivosti byly vypočítány poměrné deformace od dodatečného předpínání a vlastní váhy s modulem pružnosti 33 000 N/m2. Měřené poměrné deformace betonu v tlakové oblasti a kabelů ukazuje obr. 4, který rovněž dává informaci o poměrných deformacích v betonu a kabelech při mezním zatížení. V tlačené oblasti v místě střední podpory je křivka lineární až do momentu -448 kNm (εc = -0,73 ‰). Tudíž nelineární křivka je výsledkem, kde maximální tlak v betonu vyjádřený poměrným přetvořením dosahuje εc,u = -4,21 ‰. Vzhledem k dodatečnému předpětí bylo poměrné přetvoření v kabelu εp,0 = 6,1 ‰ a maximální poměrné přetvoření dosažené během zkoušky bylo εp,u = 10,19 ‰. V poli byla poměrná přetvoření měřena v místech, kde byl prvek zatěžován. Tlak

při tlačených okrajích betonového průřezu je stejný v obou rozpětích, lineární až do momentu 363 kNm s tlakovým poměrným přetvořením εc = -0,67 ‰. Maximální tlakové přetvoření εc,u = -2,29 bylo dosaženo při maximálním momentu 640 kNm. Přetvoření v kabelech na straně kabelů se vyvíjelo odlišně. V porovnání s polem 2 je možno vidět, že v 1. poli poměrné přetvoření narůstalo rychleji až do vzniku první trhliny. Po rozevření trhlin je patrné opačné chování. Maximální naměřené poměrné přetvoření bylo εp,u = 10,27 ‰. Křivky poměrného přetvoření v tlaku jsou také ukázány. Moment-křivost Ze závislosti moment-křivost můžeme získat představu o tuhosti prvku (obr. 5). Křivost příčného řezu v místě vnitřní podpory se vyvíjí lineárně až do první trhliny a dobře odpovídá vypočíta3

Rozvoj trhlin První trhliny (oblast střední podpory) měly při svém vzniku šířku 0,05 mm a délku 0,1 m. Po následném zvýšení zatížení (z 285 na 420 kN) se trhliny objevily i v oblasti kolem středu rozpětí, trhliny nad střední podporou se rozevřely na šířku 0,5 mm a jejich délka narostla na 0,3 m. Trhliny, které se rozevíraly v oblastech kladných momentů měly šířku 0,05 mm a délku 0,1 m. Mezní únosnosti bylo dosaženo při zatížení 656 kN, maximální rozevření trhliny bylo v při tomto zatížení 2 mm a maximální délka trhliny byla 0,37 m. Po dosažení mezního zatížení byla průměrná vzdálenost mezi trhlinami 0,35 m, největší 0,4 m a nejmenší 0,22 m (obr. 3). Odprýskávání betonu bylo jasně viditelné v tlačené oblasti prvku. 4

4


❚

4/2014

TÉMA

❚

TOPIC

Obr. 2 Vztah zatížení-průhyb ❚ Fig. 2 Load–deflection relationship Obr. 3 Obraz trhlin při mezním zatížení ❚ Fig. 3 Crack pattern at ultimate load Obr. 4 Závislost moment-poměrné přetvoření ❚ Fig. 4 Moment–strain diagram 5

né pružné momentové křivosti κ = M/IE (Ec = 33 000 N/mm2). Po vzniku první trhliny je patrný významný pokles tuhosti. A opět v plně potrhaném stavu je možno sledovat téměř konstantní tuhost EI(II), má však hodnotu 1/9 tuhosti v nepotrhaném stavu. Maximální křivost κmax,support = -0,0195 m-1. Vztahy v obou polích však nejsou zcela stejné. Ve stavu bez trhlin vykazuje pole 2 větší křivost než pole 1. Po vzniku první trhliny je možno pozorovat opačné chování. Výsledky experimentálního výzkumu Podle popsaného systému lze realizovat konstrukce betonových mostů s výztuží odolnou korozi bez trhlin. Vynechání výztužné oceli se řídí normami jako EC2 [2, 3] a požadavky na konstrukci z hlediska použitelnosti, duktility a únosnosti mohou být prokázány experimentálně. Bylo také ukázáno, že i při použití pouze předpjaté výztuže bez dalšího vyztužení lze na úrovni mezního stavu únosnosti dosáhnout duktilního chování konstrukce. Porušení projevující se deformací, velkou šířkou trhlin a nakonec odprýskáváním betonu v tlačené oblasti, jak je požadováno pro návrhy betonových konstrukcí, bylo v dostatečné míře demonstrováno při zkouškách. Porovnání mezního zatížení dosaženého experimentálně s vypočítaným mezním zatížením ukázalo, že výpočty uvažující střední hodnoty materiálových pevností jsou v dobrém souladu s experimentálními hodnotami. MOST EGG-GRABEN

Most Egg-Graben je prvním mostem v Rakousku, pro jehož nosnou konstrukci byla použita technologie předpětí bez dalšího vyztužení betonářskou ocelí. Most byl postaven v rámci rekonstrukce státní silnice L109-Großarler 4/2014

❚

v údolí Großarl ve Spolkové zemi Salcbursko. Partneři zúčastnění na projektu jsou uvedeni v tab. 1 a 2. Návrh mostu Vzhledem k nestejnorodosti skalního podloží (v oblasti mostu prochází geologická poruchová zóna, v podloží obou opěr jsou horniny různých vlastností a kontaktní plocha se nachází částečně pod jednou z opěr) a příkrému terénu bylo požadováno, aby konstrukční systém překonal údolí bez vnitřní podpěry. Bylo rozhodnuto postavit obloukový most, protože nejlépe vyhovoval daným podmínkám a požadavkům, které byly na konstrukci kladeny. Při výběru tvaru oblouku se ukázalo, že pro různé výšky oblouku vzhledem k základům dochází až k nesymetrickým deformacím konstrukce od zatížení vlastní váhou. Problém byl řešen volbou polygonálního oblouku.

Tab. 1 Účastníci projektu (výstavba) ❚ Tab. 1 Project participants

Investor Dodavatel Předpětí Výzkum

Spolková země Salzburg ALPINE Bau GmbH Grund- Pfahl- und Sonderbau GmbH Vienna University of Technology

Tab. 2 Informace o projektu mostu (koncept a návrh) ❚ Tab. 2 Project information

Dipl.-Ing. Franz Brandauer Prof. Dr.-Ing. Johann Kollegger Institute for Structural Projektový Engineering tým výpočty Vienna University of Technology návrh BauCon ZT GmbH, konstrukce Zell am See od září 2007 Projektová trvání do prosince 2009 data délka mostu 50,68 m koncept


Obr. 5 Závislost moment-křivost ❚ Fig. 5 Moment-curvature relationship

Nebylo však možné splnit požadavek Ministerstva dopravy Spolkové země Salcbursko a navrhnout integrální most. Úvodní výpočty ukázaly, že další napětí od změn teploty a smršťování jsou příčinou velkých vnitřních sil. Pro tento projekt bylo rozhodnuto o použití elastomerových ložisek k oddělení konstrukce mostní desky a opěr. Inspirací pro návrh mostu byl most Schwandbach (1933) ve Švýcarsku [4]. Most navržený Robertem Maillartem je velmi štíhlý půdorysně zakřivený s obloukem tloušťky pouze 0,2 m a na rozpětí 37,4 m. Od roku 1984 je chráněn jako historická památka. Popis konstrukce Opěry jsou pootočeny k ose silnice o 30° a jsou založeny na nezvětralé skále. Přechod konstrukce za opěrou na podloží byl vyřešen smykovými deskami připojenými ke konstrukci nerezavějící ocelovou výztuží. Most Egg-Graben byl navržen jako polygonální oblouková konstrukce (obr. 6). Podobně jako most Schwandbach je v půdorysu oblouk mostu na vyšší opěře přímý a na spodní opěru přechází v oblouku. V místě, kde se oblouk opírá do základů opěry, má tloušťku 0,5 m, která se na prvních 3,5 m snižuje na 0,4 m a potom zůstává konstantní přes celou délku oblouku a před protějším opřením se opět rozšíří. Do oblouku se opírají dva stěnové pilíře výšky 3,25 a 3,7 m s tloušťkou 0,16 m. Pilíře se na straně po proudu směrem vzhůru mírně rozšiřují a deska mostu je přesahuje, což zdůrazňuje půdorysné zakřivení mostu. Pro konstrukci mostní desky byla navržena spojitá předpjatá betonová deska zakřivená v půdorysu. Deska je podpírána dvěma stěnovými pilíři a uprostřed mezi nimi vrcholem ob5

TÉMA

❚

TOPIC

6

7

louku. Výsledná konstrukce mostovky o pěti polích a se dvěma konzolami má délku L = 2,37 + 7,97 + 7,97 + 14,03 + 7,97 + 7,95 + 2,42 = 50,68 m v ose mostu. Obr. 7 ukazuje příčný řez mostní deskou šířky 9,5 m a tloušťky 0,5 m. Analýza konstrukce [5] Pro návrh mostu bylo uvažováno zatížení podle Eurokodu zahrnující individuální vlivy vlastní váhy, zatížení větrem, účinky teploty, proměnné zatížení a zatížení dopravou na mostech, upravené dle rakouské normy ÖNORM EN 1991-2 [6]. Odpovídající síly pro ná8

vrh mostu vycházejí z proměnných vlivů z hlediska provozu na silnicích. Zatěžovací model 1 (LM1) byl použit jako dopravní zatížení. Zatížení speciálními vozidly nebylo uvažováno. Vzhledem k složité geometrii byly vnitřní síly počítány pomocí programu ve 3D s využitím metody konečných prvků. 3D model odpovídal skutečné geometrii mostu, pouze příčný sklon nebyl zohledněn. K verifikaci výsledků byl 1 m pásu mostu analyzován programem pro návrh rámových konstrukcí. Pro určení sil byl použit lineárně pružný materiálový model.

Vyztužení mostní desky Pro zajištění bezpečnosti konstrukce a její použitelnosti byla deska předepnuta v podélném i příčném směru. Důležité je, že zde není žádná další ocelová výztuž kromě okrajů a lokálních kotevních oblastí (příčný tah). Pro oba případy byla použita nerezová ocelová výztuž (1.4571, BSt 500). Pro podélný a příčný směr předpětí byly použity kabely 07-150 (Ap = 1 050 mm2) z předpínací oceli St 1 570 /1 770. Kabely byly vedeny v plastových kabelových kanálcích, které jsou slepeny s trvalými plastovými kryty kotev. Plastové kabelové kanálky jsou injektovány cementovou zálivkou. Počet předpínacích kabelů byl volen tak, aby analýza dekomprese pro častou kombinaci zatížení vyhověla v každém bodu mostu. Při hledání optimálního profilu kabelu bylo studováno několik možných alternativ. Nakonec bylo vybráno centrální předpětí v obou směrech. V podélném směru byly uspořádány kabely po dvou nad sebou, patnáct dvojic po 0,63 m přes šířku mostu. V příčném směru bylo uloženo 94 kabelů do vyšší části mostu po 0,5 m a ve spodní části po 0,54 m. Byla provedena analýza mezní šířky trhlin pro mezní stav použitelnosti. Dle ÖNORM EN 1992-1-1 7.3.2 (4) [2], ÖNORM EN 1992-2 [3] a ÖNORM EN 1992-1-1 [2] není požadována žádná minimální výztuž pro předpjaté prvky, pokud při charakteristické kombinaci zatížení a charakteristickém předpětí v betonu zůstává tlak, nebo absolutní hodnota tahového napětí v betonu je menší než σct,p. Hodnotu σct,p lze najít v Národní příloze. Pro použitý beton je doporučená hodnota fct,eff = fctm = 2,9 N/mm2 (Rakousko). K zabránění vniku tahových napětí od vedlejších účinků (omezení posunů) bylo zvoleno takové uložení konstrukce, aby žádná

9

6


❚

4/2014

TÉMA

napětí od teploty nebo smršťování betonu nevznikala. Vybrané uložení bylo analyzováno a nosná konstrukce mostu tak nepotřebuje žádnou výztužnou ocel. Pro analýzu dle požadavků mezního stavu únosnosti byly uvažovány tři různé kombinace zatížení: • stálé a dočasné návrhové situace • výjimečná návrhová situace • zemětřesení Most stojí v seismické oblasti 1 a referenční zrychlení základové půdy v daném místě je 0,41 m/s2. Výsledky výpočtu ukazují, že kombinace zatížení zahrnující seismicitu není pro návrh mostu rozhodující. Síly významné pro návrh mostu byly výsledkem základní kombinace zatížení. Ohybová analýza ukázala, že moment odolnosti MRd nosné konstrukce je větší než moment MEd od působení sil v příslušné kombinaci zatížení. Odpovídající výsledek v analýze mezního stavu únosnosti byl zajištěn pouze za působení předpětí, žádná další výztužná ocel není tedy třeba. Analýza smykové odolnosti byla provedena porovnáním působící smykové síly VEd a smykové odolnosti VRd v důležitých řezech. Protože návrhová hodnota pro smykovou odolnost bez smykové výztuže VRd,c je vyšší než působící smykové síly VEd, smyková výztuž mohla být v konstrukci vynechána. Výstavba mostu Stavební práce začaly na podzim roku 2008. Nezvětralá skála byla dosažena 8 m pod úrovní terénu, takže bylo nezbytné rozsáhlé odtěžení zeminy. Základy tvoří železobetonová deska (d × š × t = 15 × 5 × 2 m) uložená na skále. Práce na bednění oblouku mostu začaly následující jaro. Během betonáže oblouku bylo vynecháno místo, kde na oblouk doléhá mostovka. Propojení bylo betonováno společně s betonáObr. 6 Podélný řez v ose mostu ❚ Fig. 6 Longitudinal section along bridge axis Obr. 7 Standardní příčný řez nosnou konstrukcí ❚ Fig. 7 Standard section through bridge superstructure Obr. 8 Detail podpor předpínacích kabelů Fig. 8 Detail of tendon support Obr. 9 Předpínací kabely v nosné konstrukci ❚ Fig. 9 Tendons in superstructure Obr. 10 Nerezová ocelová výztuž pro přenesení příčných tahů v kotevní oblasti ❚ Fig. 10 Stainless steel reinforcement to control tensile splitting in anchorage zones Obr. 11 Betonáž nosné konstrukce ❚ Fig. 11 Concreting the superstructure

4/2014

❚

❚

ží mostovky. V oblasti oblouku s velkým sklonem, mezi základem a podpěrnou stěnou, bylo použito stěnové bednění, které bylo plněno samozhutnitelným betonem. Zvláštní pozornost byla věnována uspořádání výztuže v oblouku, protože napojení na opěrné stěny bylo z nerezavějící oceli (1.4571, BST 500). K zabránění vzniku galvanické koroze [7] musel být kontakt mezi běžnou výztužnou ocelí a nerezavějící ocelí vyloučen. Pro vyztužení oblouku byla použita běžná výztuž, protože se nepředpokládá přímá kontaminace vodou s chloridy a návrh konstrukce vylučuje vznik tahových napětí od vlastní váhy. A samozřejmě, také cena materiálu je mnohem nižší než v případě nerezavějící oceli. Samozhutňující beton byl použit i pro betonáž stěnových podpor vyztužených nerezavějící ocelí. Vzhledem k velké štíhlosti oblouku, kterou umožňovala jeho speciální geometrie, byly stavební práce vyžadovány s přesností ± 10 mm. Po dokončení bednění mostní desky byly na ně uloženy kapsy kotev, které byly předem vyrobeny průmyslově. Pro kotvení podélných kabelů, které procházejí konstrukcí ve dvojicích nad sebou, bylo nutné je v oblasti nad opěrou uklonit, aby všechny mohly být uloženy vedle sebe. Plastové kabelové kanálky dodávané v 5m délkách byly navařeny na požadované délky. Citlivost plastových kabelových kanálků na teplo vyžadovala zvláštní pozornost. Teplotní roztažnost kabelovývh kanálků byla sledována, jakmile z nich byl sestaven pravoúhlý rastr pro kabely. Pro umístění a uložení kabelů do patřičné úrovně byly vyrobeny bloky z drátkobetonu, které byly umístěny pod všechna křížení podélných a příčných kabelů (obr. 8). Maximální vzdálenost mezi podporami kabelových kanálků byla podle doporučení [8] 0,8 m. Protože vzdálenost mezi podélnými kabely byla 0,63 m a mezi příčnými 0,5 m, bylo zřejmé, že je vhodné podepřít všechna křížení kabelů. K zajištění jednotného kontaktu mezi povrchem drátkobetonového bloku a chráničky kabelu byly použity spínací spojky. Drátkobetonové bloky byly přivázány plastovými pásky. Fixované křížení kabelů vytvořilo tuhou síť (obr. 9). Předpínací kabely byly kabelovými kanálky provlečeny ještě před betonáží. Váha kabelů byla v rovnováze se vztlakovou silou působící na kabelové kanálky v betonu, a proto nemusely být kabelové kanálky zajišťovány proti vy-


❚

TOPIC

tlačení hydrostatickým tlakem čerstvého betonu. Výztuž konstrukce mostu je tvořena 85 kg předpínací oceli na 1 m3 betonu. Ocelová výztuž (z nerezové oceli) byla použita pouze v okrajových částech v oblastech kotvení předpínací výztuže k přenesení příčných tahových sil (obr. 10). K omezení vlivů průběhu hydratace před začátkem předpínání byl udržován nízký vývoj teploty během hydratace. Pro snížení teploty hydratace byl použit beton C30/37(56)/BS1C/GK22/ F45. Tento RRS beton (radically reduced shrinkage, podle ÖNORM B 4710 [9]) dosáhne své návrhové pevnosti za 56 dnů. Pomalejší proces hydratace, a tím i pomalejší tuhnutí a tvrdnutí, vede k nižšímu vývoji teploty. Zkrácení nosné konstrukce mostu vzhledem k nižšímu hydratačnímu teplu a menším počátečním smrštěním nevedlo k vnitřním pnutím. Přispěla tomu i vhodně umístěná podpora. Pevný bod na styku oblouku a nosné konstrukce je ve středu mostu. Příznivý vliv mělo i podzimní počasí. Betonáž nosné konstrukce včetně integrovaných krajních podélných nosníků začala 15. září v 6:45 ráno a tr-

10 11

7

TÉMA

❚

TOPIC

vala 12 h. Počasí bylo příznivé, teplota vzduchu se pohybovala mezi 5 °C ráno a 20 °C po poledni. Pro betonáž nosné konstrukce byla postavena dočasná dřevěná konstrukce. (obr. 11). Na povrch uloženého betonu byla nastříkána ochrana proti odpařování vody. Dva dny po betonáži bylo do předpínacích kabelů vneseno 25 % celkové předpínací síly. Plná předpínací síla byla aplikována 13 dnů po betonáži. Začalo se i s předpínáním příčných kabelů. Po dokončení předpínání byly všechny kabelové kanáky vyplněny injektážní maltou. Centrická tlaková síla vnesená do konstrukce činí cca 8 N/mm2 v podélném a cca 5 N/mm2 v příčném směru. Odbedňování konstrukce začalo měsíc po betonáži. Naměřená deformace konstrukce od vlastní váhy činila ve středu cca 4 mm, což odpovídalo předpokladům výpočtu. Hotový most ukazují obr. 12 a 13. Cena mostu je 1 063 304 Eura včetně 20% DPH, tj. 2 209 Eur/m2 nosné konstrukce.

12 13

8


❚

4/2014

TÉMA Literatura: [1] Illich G.: Versuche an statisch unbestimmt gelagerten Plattenstreifen ohne Bewehrung aus Betonstahl. Master thesis, Vienna University of Technology, E212-2, 2008 [2] ÖNORM EN 1992-1-1. Eurocode 2.: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken, Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau, Nov 2005 [3] ÖNORM EN 1992-2 Eurocode 2.: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken, Teil 2: Betonbrücken- Bemessungs- und Konstruktionsregeln, Sept 2007 [4] Eidgenössische Materialprüfungsund Versuchsanstalt für Industrie, Bauwesen und Gewerbe – Zürich.: Versuche und Erfahrungen an ausgeführten Eisenbeton- Bauwerken in der Schweiz 1924-1937, Beilage zum XXVI. Jahresbericht des Vereins schweizerischer Zement-, Kalk- und Gips- Fabrikanten, 1937 [5] Ambro S. Z.: Betontragwerke ohne Bewehrung aus Betonstahl. PhD thesis, Vienna University of Technology, E212-2, 2008 [6] ÖNORM EN 1991-2, Eurocode 1.: Einwirkungen auf Tragwerke; Teil 2: Verkehrslasten auf Brücken, Aug 2004 [7] Nürnberger U.: Korrosion und Korrosionsschutz im Bauwesen. Wiesbaden, Bau-Verlag, ISBN 3-7625-3199-4 [8] European Technical Approval ETA 06/0006.: VSL Post-Tensioning System, Post-Tensioning Kits for Prestressing of Structures, Jul 2006 [9] ÖNORM B 4710.: Beton – Teil 1: Festlegung, Herstellung, Verwendung und Konformitätsnachweis (Regeln zur Umsetzung der ÖNORM EN 206-1), Oct 2007 [10] Elsener B.: Monitoring of electrically isolated post-tensioning tendons, Tailor-Made Concrete Structures – Walraven & Stoelhorst, Taylor & Francis Group, London, 2008

Obr. 12 Podhled mostu, © Pez Hejduk: www.pezhejduk.at ❚ Fig. 12 View of underside of bridge © Pez Hejduk: www. pezhejduk.at Obr. 13 Pohled na dokončený most, © Pez Hejduk: www.pezhejduk.at ❚ Fig. 13 View of finished bridge © Pez Hejduk: www.pezhejduk.at

4/2014

❚

Elektricky izolované předpínací kabely Použitý systém dodatečného předpětí umožnil elektricky izolovat podélné předpínací kabely. Užití systému s kompatibilními plastovými kabelovými kanálky a plastovou ochranou kotev umožňuje nedestruktivní sledování protikorozní ochrany kabelů měřením elektrického odporu [10]. Užití elektricky izolovaných kabelů umožňuje kontrolu elektrické izolace a těsnosti plastových kabelových kanálků, a tedy usnadňuje sledování stavu předpínacích kabelů během jejich návrhové životnosti. Pokles odporu upozorňuje na přítomnost vlhkosti uvnitř kabelového kanálku. Je to tedy možno uvažovat jako sledování stavu protikorozní ochrany předpínací výztuže. Je měřena také impedance mezi předpínacími kabely a výztužnými pruty. Protože v konstrukci není běžná ocelová výztuž, byly do konstrukce pro měření vloženy pruty z nerezové oceli. Proběhlo pět měření mostu. Průměrný normalizovaný elektrický odpor Rl,mean = 7 500 kΩm (Rl,min = 6 800 kΩm, Rl,max = 10 000 kΩm). Kolísání výsledků je dáno změnami podmínek prostředí, jako jsou vlhkost vzduchu, dešťové srážky, změna teploty nebo ročního období. Hodnota požadovaná klientem byla stanovena na Rl,reqd > 300 kΩm (= vysoká hodnota elektrické izolace). Velmi vysoké naměřené hodnoty jsou dány těsností plastových kabelových kanálků. Na konstrukci jsou osazeny EIT měřící boxy, takže je možné provádět další měření kdykoliv v budoucnosti.

❚

TOPIC

la ověřována rozsáhlým experimentálním výzkumem a numerickou simulací. Investor se zájmem o inovace umožnil vyzkoušet novou technologii na konstrukci mostu Egg-Graben. V rámci výzkumného projektu byly realizovány rozsáhlé zkoušky, které podpořily: - Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG) - Vereinigung der Österreichischen Zementindustrie (VÖZ) - Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) - Land Salzburg, Abteilung 6, Landesbaudirektion, 6/23 Brückenbau - Autobahnen- und SchnellstrassenFinanzierungs-Aktiengesellschaft (ASFINAG) - ÖBB Infrastruktur Bau AG, ES-Brückenbau und konstruktiver Ingenieurbau - ALPINE Bau GmbH - STRABAG AG, Sparte Hoch- und Ingenieurbau - Holcim (Wien) GmbH Za podporu všem srdečně děkujeme. Dipl.-Ing. Dr. Johannes Berger Vienna University of Technology Institute for Structural Engineering Karlsplatz 13/212-2, 1040 Vienna e-mail: johannes.berger+e212@ tuwien.ac.at Dipl.-Ing. Dr. techn. Sebastian Zoran Bruschetini-Ambro formerly: Vienna University of Technology Institute for Structural Engineering Karlsplatz 13/212-2, 1040 Vienna currently: Strabag AG, Wien e-mail: sebastian.bruschetini-

Z ÁV Ě R

Předpjaté betonové mosty bez ocelové výztuže dobře vyhovují požadavkům z hlediska použitelnosti a mezních stavů. Trvanlivost mostu závisí jen na trvanlivosti betonu, když koroze výztuže je vyloučena. Pro most s předpínacími kabely zcela skrytými v plastových kabelových kanálcích není třeba další ocelové výztuže. Kabely jsou dobře chráněny, a proto nejsou náchylné ke korozi. To je nová perspektiva pro výstavbu trvanlivých mostů, použitelná pro malé a střední mosty. Výzkumné práce v Institutu konstrukčního inženýrství na Technické universitě ve Vídni probíhaly několik let s cílem zvýšit trvanlivost betonových konstrukcí. Koncept výstavby betonových konstrukcí bez výztužné oceli náchylné korozi vznikl během výzkumného projektu a ukázal se jako uskutečnitelný. Použitelnost technologie by-


[email protected] Univ. Prof., Dipl.-Ing., Dr.-Ing. Johann Kollegger, O., M. Eng. Vienna University of Technology Institute for Structural Engineering Karlsplatz 13/212-2, 1040 Vienna e-mail: johann.kollegger@ tuwien.ac.at Konstrukce mostu byla v letos únoru na kongresu fib 2014 v indickém Mumbay oceněna jako mimořádná betonová konstrukce. (pozn. redakce) Článek byl poprvé publikován (po posouzení lektory) v časopise Structural Concrete 12 (2011), No. 3, str. 155-163. Redakce děkuje vydavatelství časopisu Structural Concrete a všem autorům za souhlas s otištěním českého překladu článku v časopise Beton TKS. Překlad článku prošel odbornou terminologickou korekturou.

9

S TAV E B N Í K O N S T R U K C E

❚

STRUCTURES

1

LÁVKA PŘES LABE V ČELÁKOVICÍCH – PRVNÍ NOSNÁ KONSTRUKCE Z UHPC V ČR ❚ FOOTBRIDGE OVER THE ELBE RIVER IN ČELÁKOVICE – THE FIRST UHPC SUPERSTRUCTURE IN THE CZECH REPUBLIC Milan Kalný, Jan Komanec, Václav Kvasnička, Jan L. Vítek, Robert Brož, Petr Koukolík, Robert Coufal

vírací spáry. Potom bylo dokončeno podélné předpětí lávky.

❚ The footbridge over the

Elbe River is a cable-stayed structure with three spans. The main span crossing the river

Lávka přes Labe je zavěšená konstrukce o třech

is 156 m long; the side spans are 43 m long.

polích. Hlavní pole překračující řeku má délku

The bridge deck is only 3 m wide and allows

156 m, krajní pole jsou 43 m dlouhá. Mostovka

for crossing of a light utility vehicle up to 3.5 t.

je jen 3 m široká a umožňuje přejezd leh-

The two A shaped pylons are made of steel,

kého užitkového vozidla do hmotnosti 3,5 t.

the bridge deck is made of prestressed UHPC.

Dva pylony tvaru A jsou ocelové, mostovka je

The bridge deck composed of 11.3 m long

z předpjatého betonu velmi vysoké pevnos-

segments is supported by locked coil strands

ti (UHPC). Mostovka sestavená ze segmentů

anchored to the edge longitudinal beams. The

o délce 11,3 m je podporována závěsy z uza-

segments of the side spans were assembled on

vřených lan kotvenými do okrajových podélných

the fixed scaffolding and then prestressed. The

nosníků. Segmenty krajních polí byly mon-

main span crossing the river was erected by

továny na pevné skruži, a pak předepnuty.

free cantilever method. The individual segments

Hlavní pole překračující řeku bylo montováno

were lifted from the pontoons by launching

letmo. Jednotlivé segmenty se zvedaly z pon-

gantries symmetrically. At the midspan two

tonů pomocí ocelových montážních vozíků.

closing joints were cast in situ. Then the

Uprostřed rozpětí byly zabetonovány dvě uza-

longitudinal prestressing was completed.

10

Město Čelákovice leží v nížině při levém břehu Labe. Na pravém břehu řeky je oblíbená rekreační oblast s osadou Grado. Jedinou spojnicí města s protějším břehem byla technologická lávka na jezové zdrži, která byla v roce 2013 při rekonstrukci jezu pro veřejnost uzavřena. Město Čelákovice se rozhodlo v poloze 400 m nad jezem vybudovat novou lávku pro pěší a cyklisty šířky 3 m, která umožní pohodlný bezbariérový přístup chodcům, cyklistům a vozidlům integrovaného záchranného systému z města na pravý břeh Labe. Ve studii konstrukčního a architektonického řešení byla již v roce 2004 porovnána zavěšená a visutá varianta lávky, přednost dostala zavěšená konstrukce s hlavním polem nad řekou o rozpětí 156 m, protože je méně


❚

4/2014


citlivá na dynamické zatížení a umožňuje jednodušší výměnu hlavních nosných prvků. Hlavním požadavkem bylo překlenutí celého koryta řeky jedním mostním polem a vytvoření atraktivního přemostění pro veřejnost. KONSTRUKČNÍ SYSTÉM

V zadávací dokumentaci byla pro přemostění řeky navržena zavěšená mostní konstrukce o pěti polích 2 x 21,5 + 156 + 2 x 21,5 m. Mostovka byla navržena jako spřažená, složená z dvou ocelových svařovaných podélných nosníků, příčníků po 2,5 m a spřažené betonové desky. Spřahující deska byla navržena z prefabrikovaných dílců z betonu C110/130 s rozptýlenou výztuží, které byly ukládány na spodní pásnice hlavních nosníků a na příčníky. Po uložení dílců a vyrovnání mostovky měly být spáry mezi deskami a spáry podél stěn hlavních nosníků zabetonovány monolitickým betonem. Zhotovitel stavby realizoval alternativní návrh segmentové mostovky provedené kompletně z betonu C110/130 s rozptýlenou výztuží (obr. 3) a s uspořádáním polí 43 + 156 + 43 m (obr. 2). Pylony celkové výšky cca 37 m mají tvar písmene A (obr. 4) a jsou vetknuty do základových bloků na velkoprůměrových pilotách. Závěsy jsou vedeny ve dvou rovinách, jejich dolní rektifikovatelné kotvy jsou umístěny z boku mostovky. Ve vrcholu pylonů jsou závěsy kotveny do výztuh, které v tomto místě spojují obě nohy pylonu. Mostovka je vynášena závěsy firmy Redaelli s protikorozní ochranou galvanizací. Opěry na obou březích jsou navrženy jako masivní ze železobetonu na pilotách a tvoří protiváhu k tahovým reakcím lávky. Na obou bocích mostu jsou navržena ocelová zábradlí výšky 1,3 m se svítidly integrovanými do zábradelních sloupků. Pochozí povrch je navržen z přímo pojížděné stříkané izolace v tloušťce do 5 mm.

❚

STRUCTURES

N ÁV R H L ÁV K Y

Důležitým parametrem návrhu byla délka segmentů a umístění lepených spár. Uspořádání závěsů bylo v zadání optimalizováno pro nosnou konstrukci s podélnými ocelovými nosníky a vzdáleností závěsů po 11,3 m. Z technologických důvodů nebylo možné najednou betonovat segmenty v plné délce 11,3 m a vzhledem k podmínkám soutěže nebylo povoleno optimalizovat návrh zmenšením vzdáleností mezi závěsy. Segmenty byly betonovány v poloviční délce a vždy po dvou byly ve výrobně spojovány klasickou pracovní spárou s procházející betonářskou výztuží. Nosná konstrukce mostu má obvyklé lepené spáry s epoxidovým tmelem po 11,3 m. Spáry jsou umístěny 1,6 m od nejbližšího kotevního bloku závěsu tak, aby návrh formy obsáhl všechny pozice bez úprav formy. Napětí v lepených pracovních spárách byla rozhodujícím kritériem pro návrh zejména ve stavebních stavech. V těchto spárách bylo nutné zabránit dekompresi a zachovat tlakovou rezervu 1 MPa ve všech stavebních stavech. V průběhu výstavby byla konstrukce podélně předepnuta tyčemi VSL průměru 32 a 36 mm. Rozměry příčného řezu lávky vyloučily možnost použití standardních kotev tyčového předpětí, jejichž rozměr 200 x 200 mm byl nepřijatelně velký. Byly použity atypické kotevní desky 140 x 140 mm, jejichž použití bylo prověřeno na řadě zatěžovacích zkoušek. Zkoušky prokázaly dostatečnou rezervu únosnosti kotevních oblastí pod zmenšenými kotvami. Po spojení obou vahadel byly napnuty dva kabely z patnácti lan průměru 15,7 mm a všechny prvky předpětí byly zainjektovány. Závěsy jsou výrobkem firmy Redaelli v plně uzavřeném tvaru s dráty profilu „Z“ na obvodu. Jsou použity závěsy velikosti FLC20 až FLC35 se za2

4/2014

❚


4 Obr. 1 Dokončená lávka, foto Kamil Voděra ❚ Fig. 1 Completed footbridge, photo Kamil Voděra ❚

Obr. 2 Podélný řez section Obr. 3

Příčný řez

Obr. 4

Pylon

❚

❚

Fig. 2 Fig. 3

Fig. 4

Longitudinal Cross-section

Pylon

3

11


5

❚

STRUCTURES

6

ručenou únosností 395 až 1 215 kN. Na horním konci jsou závěsy opatřeny pevnými vidlicemi s čepem. Na dolním konci jsou tyčové rektifikovatelné závitové koncovky. Závěsy byly vyrobeny na přesnou délku za definované teploty a zatížení. Pro montáž byly využity speciálně navržené montážní vozíky firmy OK-BE, s. r. o., u nichž při návrhu bylo nutné minimalizovat hmotnost. Konzola vozíku, na niž se při montáži vyvěšoval následující segment, byla před tím vyvěšena provizorním závěsem z vrchu pylonu tak, aby se reakce vozíku snížila. Výpočet zahrnoval všechny důležité fáze výstavby, přesuny montážního vozíku, napínání či odstraňování provizorních i definitivních závěsů. Celkem měl model cca 120 etap. Ve výpočtu byly zohledněny nelineární vlivy související s proměnnou tuhostí závěsů vlivem jejich průvěsu. VÝVOJ A ZKOUŠENÍ UHPC

UHPC, u nás často označovaný jako beton velmi vysokých pevností, se kromě vynikajících mechanických vlastností vyznačuje vysokou odolností a trvanlivostí. Proto je žádaný na konstrukce vystavené venkovnímu, popř. agresivnímu, prostředí. Pro zavěšené lávky je tento materiál vhodný proto, že umožňuje snížit hmotnost konstrukce, a tím snížit i nároky na podporující konstrukce, jako jsou závěsy, pylony a základy. Vývoj UHPC byl ve společnostech Metrostav, a. s., a TBG Metrostav, s. r. o., zahájen v roce 2010. Nejprve se hledaly vhodné složky, pak se přistoupilo k vývoji vysokopevnostní malty a nakonec se odlaďovalo složení betonu včetně ocelových vysokopevnostních drátků tak, aby bylo dosaženo cílové tlakové pevnosti min. 150 MPa (měřeno na standardních válcích ∅150 mm 12

a výšky 300 mm) a pevnosti v tahu za ohybu min. 15 až 20 MPa. Vývoj UHPC probíhal ve třech úrovních: • vývoj materiálu, jehož cílem bylo dosažení plánovaných parametrů vyvinutého UHPC bez ohledu na jeho použití v konstrukci, • vývoj technologie betonáže prvků z UHPC, • vývoj technologie betonáže segmentů lávky. Ukázalo se, že všechny etapy vývoje mají svoji problematiku a žádnou z nich nelze vynechat. Vývoj materiálu probíhal v TBG Metrostav, s. r. o. Brzy se objevily rozdíly mezi výrobou betonu na laboratorní a na průmyslové úrovni. Větší množství betonu vyrobeného v betonárně bylo využíváno k betonáži jednoduchých prvků, jako jsou např. silniční panely, kde se ověřovalo ukládání UHPC. Objevil se problém rychle vysýchajícího povrchu, který je nutné okamžitě ošetřovat. Též se projevilo velké autogenní smršťování, které nastává velmi rychle po uložení betonu a představuje významné nebezpečí vzniku trhlin v betonovaném prvku. Odlišnosti proti běžné betonáži jsou značné a pracovníci, kteří později segmenty lávky betonovali, se museli s problematikou důkladně seznámit. Proto se postupně vyráběla řada zkušebních prvků, od malých desek až po kompletní segmenty, kde se ověřovalo ukládání betonu a následně jeho ošetřování. UHPC obsahuje značné množství vysokopevnostních ocelových drátků, v našem případě cca 160 kg/m3. Je třeba ověřit, zda jsou drátky v prostoru rovnoměrně rozděleny a nedochází k jejich segregaci. Takové ověřování se provádělo v době vývoje technologie betonáže následným rozřezáním

vzorků, popř. pomocí vývrtů odebraných z betonovaného prvku. Poslední modely se již vyráběly ve tvaru budoucího segmentu v dřevěné provizorní formě. Tvar příčného řezu mostovky s dvěma podélníky a střechovitým příčným sklonem pojížděné plochy se stal určujícím pro způsob betonáže. Aplikace samozhutnitelného betonu vedla k nutnosti opatřit formu horním bedněním, které zajistilo skloněný a stupňovitý povrch segmentu. Plnění formy se provádělo symetricky ze stran, plnicí otvory byly umístěny nad podélníky a proudy betonu se slévaly uprostřed desky. Postup byl odlaďován na modelech a výřezy ze střední části potvrzovaly, že nedocházelo k nerovnoměrnému rozmístění drátků. Rozměry konstrukce byly voleny co nejúspornější. Jednak vysoká pevnost UHPC nevyžadovala velké rozměry a rovněž vyšší cena UHPC proti běžnému vysokopevnostnímu betonu vedla ke snaze objem konstrukce minimalizovat. Důsledkem bylo, že prostor pro umístění kanálků předpínací výztuže byl značně omezen. Nebylo možné vyztužovat kotevní oblasti klasickým způsobem, protože v konstrukci nezbýval prostor pro umístění např. podkotevních šroubovic. Experimentální program se zaměřil na výzkum, jak se má podkotevní oblast vyztužovat, aby vznikající napětí mohla být spolehlivě přenesena. Podle doporučení ETAG013 byly vyrobeny dva druhy vzorků (obr. 5). První nebyly vyztuženy vůbec (kromě drátků, které jsou běžnou součástí UHPC), druhý měl výztuž obsahující pouze třmínky, které byly v podélných trámech navrženy po celé délce segmentů. Výsledky byly velmi překvapivé. Při dosažení maximální možné předpínací síly se ani v jednom vzorku neobje-


❚

4/2014


7

❚

STRUCTURES

8

vily žádné trhliny. Ty se objevily až při výrazně vyšším zatížení (cca o 35 až 50 %). Při dosažení zatížení cca 1,7 a 2násobku předpínací síly byly pokusy z bezpečnostních důvodů ukončeny. Při této úrovni zatížení se objevily malé trhliny, ale vzorky nevykazovaly znaky významnějšího porušení. Podélné trámy lávky jsou vyztuženy konstrukční betonářskou výztuží a podélně předepnuty dvěma tyčemi a 15lanovým kabelem. V podélném směru je tedy zajištěno dlouhodobě tlakové napětí a nevzniká nebezpečí porušení vlivem použití nestandardního materiálu. Podobně je tomu u příčných žeber desky, která jsou vyztužena dvěma profily 16 mm. Naopak neznámá byla únosnost desky mostovky, která má tloušťku pouze 60 mm a neobsahuje žádnou klasickou ani předpínací výztuž. Bylo nutné tedy ověřit únosnost nevyztužené desky. První zkouška se realizovala na tzv. malém modelu. Jeho šířka byla shodná s šířkou lávky, ale délka modelu byla pouze 1,5 m, obsahoval jedno pole desky mezi dvěma žebry. Protože lávka je navržena na přejezd lehkého užitkového vozidla, kolový tlak představuje

největší lokální zatížení pro desku. Účinky zatížení jednou nápravou, cca 25 kN, byly experimentálně ověřovány na tomto malém modelu. Při zatížení 80 kN nedošlo k žádnému porušení desky ani příčných žeber. Tím byla únosnost dostatečně prokázána. Zatížení bylo dále změněno tak, že model byl zatěžován pouze jedním břemenem ve středu šířky komunikace na desce mezi příčnými žebry (obr. 6). Při zatížení 110 kN došlo ke zlomení vyztužených žeber (obr. 7), avšak deska byla porušena jen malými trhlinami. Nedošlo tedy k výraznému porušení desky. Další pokus (tzv. velký model) byl zaměřen na ověření pouze desky mostovky. Experiment byl proveden na hotovém segmentu vyrobeném v definitivní formě způsobem stejným jako následné segmenty zabudované do konstrukce lávky. Deska byla zatěžována postupně ve čtyřech místech vždy mezi žebry lokálním břemenem s kontaktní kruhovou plochou o průměru 200 mm (obr. 8). Příčná žebra byla podložena uprostřed rozpětí, aby nedošlo k jejich zlomení tak, jako u malého modelu. Zatížení bylo aplikováno v pěti cyklech do úrovně 22 kN (tedy cca 1,8ná-

sobku úrovně max. reálného kolového tlaku). V této fázi nebyly pozorovány žádné trhliny. Pak bylo zatížení zvyšováno až do porušení. První trhliny se začaly objevovat při zatížení 150 až 200 kN. Kolaps desky nastal dle očekávání propíchnutím na úrovni 320 až 370 kN (obr. 9). Nejnižší hodnota byla dosažena u konce segmentu, kde šlo o krajní pole desky mezi příčnými žebry, a proto únosnost byla zákonitě nižší. Dále se ukázalo, že kolapsové zatížení je ovlivněno též odvodňovacími otvory. Únosnost desky uprostřed rozpětí a u kraje se výrazně nelišila. Pokus ověřil, že únosnost 60mm desky na propíchnutí (deska bez výztuže, pouze s drátky, o tloušťce 60 mm) je více než dostatečná. Kolapsové zatížení bylo cca 20x větší než předpokládaný kolový tlak včetně dynamického účinku. Při pohledu na lomovou plochu odpadlého kužele, který byl velmi plochý, je patrné rovnoměrné rozdělení drátků. VÝROBA SEGMENTŮ

Výroba segmentů probíhala kontatním způsobem na krátké dráze. Výrobní linka byla umístěna ve výrobně mostních segmentů společnosti SMP CZ, a. s.,

Obr. 5 Zkouška kotevní oblasti ❚ Fig. 5 Test of the anchorage zone

9

Obr. 6 Malý model – zatížení osamělým břemenem model – loading by a single point load Obr. 7 Malý model – porušení příčných žeber – failure of the transversal ribs

❚

❚

Fig. 6

Fig. 7

Small

Small model

Obr. 8 Velký model – zatížení desky segmentu osamělým břemenem ❚ Fig. 8 Large model – loading of the slab by a point load Obr. 9 Porušená deska propíchnutím ❚ Fig. 9 Failure of the slab by punching

4/2014

❚


13


❚

STRUCTURES

10

11

v Brandýse nad Labem. Místo bylo vybráno s ohledem na dopravu segmentů pomocí lodí po Labi přímo z výrobny na staveniště v Čelákovicích. Standardní segmenty mají délku 11,3 m. Vzhledem k tomu, že technologie betonáže byla velmi složitá, betonáž celého segmentu najednou by mohla být riziková, s ohledem na dosažení kvality provedení. Proto se segmenty betonovaly na dva záběry o délce 5,65 m. Ocelová forma má pevnou spodní část, na které jsou připevněny pohyblivé bočnice a jedno čelo (obr. 10). Druhé čelo je tvořeno již hotovým segmentem. Horní tvar segmentu je bedněn víkem, které zaklápí celou plochu betonovaného segmentu. Na výrobní lince o délce tří krátkých segmentů (cca 17 m) byly dále rektifikovatelné podpory podpírající hotové segmenty, které tvořily druhé čelo be12

tonovaného segmentu. Před betonáží se musely hotové segmenty přesně zaměřit, aby kontaktní spára byla správně nastavena do budoucího tvaru mostu včetně nadvýšení. Pracovní spára uprostřed standardního segmentu byla vyztužena betonářskou výztuží. Betonáž probíhala ideálně v cyklu dvou dní. První den ráno se vybetonoval krátký segment. Odpoledne byl vyjmut z formy a přesunut na druhou pozici na výrobní lince. Následovalo očištění formy, instalace výztuže, kabelových kanálků a kotevních prvků pro ukotvení závěsů. Do formy byly umístěny i další konstrukční prvky, jako kotvy pro zvedání segmentů a pro chráničky vedoucí pod lávkou apod. Třetí den opět proběhla betonáž. Protože linka byla venku, byl výrobní proces závislý na počasí. Forma se plnila dvěma násypkami uprostřed délky segmentu současně

ze dvou automixů (obr. 11). Beton se vyráběl v betonárně TBG Metrostav, s. r. o., v Tróji a dopravoval se do Brandýsa, kde byl vykládán přímo do formy. Všechny betonáže probíhaly za účasti technologa výrobce betonu, který kontroloval vlastnosti dodávaného betonu po přepravě. Po naplnění formy se beton ohříval na teplotu cca 60° C, aby se dosáhlo urychlení tvrdnutí a umožnilo se odbednění cca po 7 až 8 h po betonáži. Dále byl beton ošetřován klasickým způsobem, zakrytím geotextilií a vlhčením po dobu dalších cca 24 h. Segmenty opouštějící výrobní linku byly umístěny na skládku u řeky a připraveny na dopravu do Čelákovic. V Ý S TAV B A L ÁV K Y

Výstavba lávky na staveništi byla zahájena už na podzim 2012. V té době se připravovaly základy opěr a pylonů.

13

14


❚

4/2014


Všechny základy jsou hlubinné na velkoprůměrových pilotách. Na jaře 2013 byla zahájena montáž pylonů. Pylony jsou ocelové a byly dopraveny na stavbu ve dvou částech. Ty byly na místě svařeny a vztyčeny pomocí dvou těžkých jeřábů (obr. 12). Pylony jsou ukotveny do základů pomocí šroubových spojů a podlity. Segmenty lávky byly montovány symetricky z obou břehů. Montáž každé poloviny lávky byla zahájena instalací segmentu pod pylonem (obr. 13). Segmenty krajních polí se dopravovaly z výrobny na valnících a jeřábem byly umísťovány na lehkou pevnou

skruž z materiálu PERI. Pak se segmenty postupně připínaly k segmentu pod pylonem pomocí předpínacích tyčí (obr. 14). Koncová část lávky nad opěrou je dobetonována z klasického betonu. Po dokončení krajního pole se zahájila montáž segmentů nad řekou. První segment byl dopraven ještě na valníku a umístěn na pomocnou konstrukci těsně u břehu řeky. Další segmenty se již dopravovaly po vodě (obr. 15). Na obou hotových konstrukcích krajních polí byl instalován ocelový montážní vozík. Vozíky byly vyrobeny firmou OK-BE, s. r. o. Hlavním nosným

14

❚

STRUCTURES

prvkem byly dva prolamované ocelové nosníky tvaru I, které byly vykonzolovány nad řeku, aby mohly zvednout montovaný segment z pontonu. Protože ocelové vozíky byly maximálně vylehčeny a zatížení zvedaným segmentem by nemohly samy unést, byl použit pomocný závěs, který kotvil konzolu vozíku do pylonu (obr. 16). Po aktivaci pomocného závěsu se nový segment zvedl pomocí čtyř tyčí profilu 20 mm a dutých válců (obr. 17) do požadované výšky, zvedání prováděla firma Freyssinet CS, a. s. Vozík by dále vybaven ocelovým rámem, který umožňoval podélný posun segmentu, a tím navlečení a propojení předpínacích tyčí a přisunutí segmentu k hotové konstrukci. Pak byla kontaktní spára opatřena lepidlem a segment byl pomocí předpínacích tyčí připnut. Přitom se provádělo podrobné geodetické sledování, aby se zajistil přesný geometrický tvar lávky. Po zatvrdnutí lepidla se instalovaly definitivní závěsy Redaelli, dodané a instalované firmou VSL systémy /CZ/, s. r. o. Po jejich aktivaci bylo možné posunout montážní vozík do nové polohy a znovu aktivovat pomocný závěs. Po osazení všech dlouhých standardních segmentů (obr. 18) zůstala uprostřed hlavního pole mezera o délce cca 7,2 m. Do středu mezery byl osazen krátký segment a zbývající spáry o délce cca 800 mm byly dobetonovány běžným betonem C45/55. K propojení obou konzol, instalaci středového segmentu a bednění uzavíracích spár Obr. 10 Spodní část formy ❚ Fig. 10 Lower part of the mould

15

Obr. 11 Betonáž segmentu pomocí dvou automixů ❚ Fig. 11 Casting of the segment from two truck mixers Obr. 12 Montáž pylonu ❚ Fig. 12 Assembly of the pylon Obr. 13 Osazování prvního segmentu pod pylonem ❚ Fig. 13 Erection of the first segment under the pylon Obr. 14 Montáž segmentů krajního pole na skruži ❚ Fig. 14 Assembly of the segments in the side span on the fixed scaffolding Obr. 15 Zvedání segmentu z pontonu ❚ Fig. 15 Lifting of the segment from the pontoon

4/2014

❚


15


❚

STRUCTURES Obr. 16 Zvedání standardního segmentu Fig. 16 Lifting of the standard segment

❚

Obr. 17 Dutý hydraulický válec na vozíku ❚ Fig. 17 Hydraulic hollow jack on the launching gantry Obr. 18 Montáž posledního velkého segmentu ❚ Fig. 18 Assembly of the last regular segment Obr. 19 Tlumič vodorovných posunů v opěře ❚ Fig. 19 Damper of the horizontal movements in the abutment Obr. 20 Dokončená lávka ❚ Fig. 20 Completed footbridge

16

byl využit již pouze jeden z vozíků, druhý byl odsunut zpět k opěře a tam demontován. Po zatvrdnutí betonu uzavíracích spár byly instalovány a předepnuty podélné 15lanové předpínací kabely (předpínání bylo dodáno firmou VSL systémy /CZ/, s. r. o.). Nakonec byly instalovány tlumiče vodorovného posunu umístěné v opěrách (obr. 18). Tím byla dokončena nosná konstrukce lávky. Zbývalo dokončit terénní úpravy a příjezdy na lávku. Povrch lávky je opatřen stříkanou přímo pocházenou izolací, která poskytuje ochranu povrchu proti povětrnosti a zajišťuje bezpečný provoz chodců a cyklistů po lávce. Zábradlí je jednoduché ocelové. Osvětlení lávky je umístěno do zábradlí.

M Ě Ř E N Í P Ř I V Ý S TAV B Ě

Lávka je velmi štíhlá, a proto velmi náchylná k odchylkám od projektovaného tvaru. Měření je velmi důležité ze dvou důvodů: • dodržení geometrického tvaru, • dodržení projektovaných sil v závěsech, a tím i předpokládaného namáhání lávky. Podmínkou úspěšné výstavby byla přesná výroba segmentů a nastavení kontaktních spár. K tomu bylo využito geodetické měření. Při montáži bylo geodetické sledování základním způsobem měření. Dále byly sledovány síly v závěsech. To se ukázalo jako velmi obtížné, neboť lávka je lehká a síly v závěsech jsou velmi malé, a proto obtížně měřitelné. Byly pro-

to využity tři různé způsoby měření sil. Firma Inset, s. r. o. prováděla měření pomocí magnetoelastických senzorů umístěných na závitových tyčích u spodních kotev vybraných závěsů. Přímé měření pomocí hydraulického lisu prováděli pracovníci stavby společně s VSL systémy /CZ/, s. r. o. Frekvenční měření (firma Excon) se ukázalo nakonec jako nejoperativnější a dostatečně přesné. Díky velkému úsilí věnovanému různým měřením, kontrolám a nastavování geometrie se podařilo lávku postavit s minimálními odchylkami od projektovaného tvaru. Z AT Ě Ž O VA C Í Z K O U Š K A

Na lávce se realizovala statická a dynamická zatěžovací zkouška. Lávka

18

16


❚

4/2014


17

❚

STRUCTURES

19

je dimenzována na zatížení rovnoměrné o hodnotě 3 kN/m2, nebo na zatížení lehkým vozidlem o hmotnosti 3,5 t. Statická zkouška spočívala v zatížení konstrukce soustavou osmi vozidel o hmotnosti 3,5 t, což představovalo asi 60 % návrhového zatížení. Vypočtený průhyb pro dané zatížení byl 211 mm, zatímco měřením byl zjištěn okamžitý průhyb 189 mm, trvalý průhyb 12 mm a celkový průhyb 201 mm. To lze považovat za velmi dobrou shodu u takto lehkého statického systému. Dynamická zkouška ověřovala dynamické vlastnosti lávky pomocí frekvenčního budiče a pak pomocí náhodně se pohybujících chodců. Všechny naměřené vlastní frekvence byly mimo rezonanční pásma a v dobrém souladu

s výsledky dynamického výpočtu. Dynamickou zkoušku prováděli pracovníci Katedry mechaniky Stavební fakulty ČVUT v Praze. Z ÁV Ě R

Lávka přes Labe v Čelákovicích se stala unikátní konstrukcí, kde byl poprvé v České republice použit materiál UHPC pro nosnou konstrukci (obr. 20 až 22). Protože v době projektování nebyly k dispozici žádné legislativní podklady pro navrhování z UHPC, byl projekt založen na zkušenosti a na experimentálním ověřování kritických částí konstrukce. Návrhová pevnost použitého UHPC byla C110/130, reálné pevnosti však byly vyšší, odpovídaly třídě C130/150. Pečlivé ověřování použi-

tých materiálů a technologií bylo velmi náročné, ale na druhou stranu poskytlo dostatek informací pro to, aby návrh mohl být realizován bez větších problémů a s důvěrou, že jde o kvalitní dílo. Zejména pevnostní zkoušky prokázaly značné rezervy, což by se mohlo zdát zbytečné, ale je třeba si uvědomit, že jde o nový materiál a že přiměřená míra opatrnosti je zcela na místě. Těsnou spoluprací mezi investorem, dodavatelem, projektantem, supervizí, dodavatelem betonu a dalšími subdodavateli se podařilo dílo úspěšně dokončit s přesvědčením, že nová lávka bude dobře sloužit svému účelu a kvalita použitých materiálů potvrdí očekávání mimořádné trvanlivosti. Výstavba nosného systému lávky byla

20

4/2014

❚


17


❚

STRUCTURES

21 Obr. 21 Dokončená lávka ❚ Fig. 21 Completed footbridge Obr. 22 Dokončená lávka ❚ Fig. 22 Completed footbridge 22

Literatura: [1] Vítek J. L., Coufal R., Čítek D., 2013: UHPC – Development and Testing on Structural Elements. Elsevier, Procedia Engineering 65 (2013), pp. 218-223 [2] Kalný M. et al., 2014: Zavěšená lávka přes Labe v Čelákovicích, Sb. Mezinár. konf. Mosty 2014, Sekurkon, Brno, duben 2014 [3] Kalny M., Kvasnicka V., Komanec J. et al., 2014: Cable-stayed footbridge with UHPC deck, Proc. of the 1st Inter. Concrete Innovation Conference, Oslo, Norway, June 2014 [4] Vítek J. L., Coufal R., Brož R., 2014: Footbridge segments made of UHPC, Proc. of the 9th Inter. Conf. on Short and Medium Span Bridges, Calgary, Alberta, Canada, July 2014

ÚČASTNÍCI PROJEKTU Investor Projekt konstrukce Dodavatel Dodavatel betonu Dodavatel předpínání Měření Supervize Výstavba nosné konstrukce Slavnostní otevření Konečná cena

Město Čelákovice Pontex, s. r. o. Metrostav, a. s., Divize 5 TBG Metrostav, s. r. o. VSL systémy /CZ/, s. r. o. Inset, s. r. o., VSL systémy /CZ/, s. r. o., Excon, a. s. SHP, s. r. o. podzim 2012 až prosinec 2013 červen 2014 40,98 mil. Kč včetně DPH (z toho dotace 10 mil. Kč SFDI)

Ing. Milan Kalný Ing. Jan Komanec

dokončena v prosinci 2013. Kompletní lávka byla zkolaudována a uvedena do provozu koncem dubna 2014 po zimní přestávce po provedení stříkané izolační vrstvy, vybavení mostu a po vyhodnocení statické a dynamické zatěžovací zkoušky. Slavnostní otevření lávky se konalo dne 21. června 2014 za přítomnosti zástupců města a zástupců společností zúčastněných na výstavbě. Konečná cena lávky včetně komunikačního napojení je 40,98 mil. Kč, z toho dotaci ve výši 10 mil. Kč poskytnul SFDI.

Ing. Václav Kvasnička všichni: Pontex, s. r. o. www.pontex.cz

prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc. Metrostav, a. s. Stavební fakulta ČVUT v Praze e-mail: [email protected] Ing. Robert Brož Ing. Petr Koukolík oba: Metrostav, a. s. www.metrostav.cz

Při výstavbě byly využity výsledky výzkumného projektu MPO (FR TI3/531) a projektu TAČR Centrum kompetence CESTI (projekt č. TE01020168).

18

Ing. Robert Coufal, Ph.D. TBG Metrostav, s. r. o.


❚

4/2014

TEKLA STRUCTURES Moderní způsob projektování železobetonových konstrukcí v programu Tekla Structures umožňuje rychle reagovat na změny, propojit BIM model se statickými programy, automaticky generovat výrobní dokumentaci a plánovat řízení stavby. Sdílejte modely se všemi účastníky projektu v bezplatném prohlížeči TeklaBIMsight.

www.construsoft.cz


❚

STRUCTURES

1

LÁVKA PŘES ŘEKU SVRATKU V BRNĚ-KOMÁROVĚ ❚ PEDESTRIAN BRIDGE OVER THE SVRATKA RIVER IN BRNO-KOMAROV Martin Formánek, Jaroslav Bartoň, Jiří Stráský, Martin Kozel

supported by drilled piles, the bridge forms an integral structural system. The bridge was designed on the basis of a very detailed static

Lávka pro pěší délky 60,4 m je popsána s ohle-

and dynamic analysis.

dem na architektonické a konstrukční řešení a postup stavby. Konstrukci lávky tvoří Langrův trám sestavený z 6,5 m široké betonové mostovky a ocelového oblouku vyplněného betonem. Mostovka, která je tvořena páteřním nosníkem s oboustrannými žebrovanými konzolami, je zavěšena na oblouku lichoběžníkového prů-

Na podzim loňského roku byla v jižní části Brna otevřena lávka pro pěší přes řeku Svratku (obr. 1). Lávka byla navržena v souvislosti s výstavbou sportov-

ních a volnočasových aktivit v lokalitě Hněvkovského, propojuje cyklostezky situované na levém a pravém břehu řeky Svratky (obr. 2) a umožňuje přístup ke sportovnímu areálu. S ohledem na hladinu stoleté vody a výšku stávajících komunikací bylo nutno navrhnout co možná nejštíhlejší konstrukci bez vnitřních podpěr. Konstrukce zavěšená na oblouku tak představuje logické řešení problému.

řezu. Tyčové závěsy mají radiální uspořádání. 2

Protože jak oblouk, tak i mostovka jsou vetknuty do koncových příčníků přímo podepřených vrtanými pilotami, tvoří lávka integrovaný konstrukční systém. Lávka byla navržena na základě velmi detailní statické a dynamické analýzy.

❚ A pedestrian bridge of length of 60.4 m is described in terms of its architectural and structural solution and a construction process. The bridge structure is formed by a tied arch assembled from a 6.5 m wide prestressed concrete deck and a steel arch filled with concrete. The deck that is formed by a spine girder with ribbed overhangs is suspended in the bridge axis on a single arch of a trapezoidal cross section. The bar suspenders have a radial arrangement. Since both the arch and the deck are fixed into end diaphragms directly

20


❚

4/2014

S TAV E B N Í K O N S T R U K C E 3

4

5

6

Osa lávky je přímá a ve výškovém zakružovacím oblouku, jehož tečny mají sklon 6,03 %. Lávka je navržena jako Langrův trám s rozpětím 58,53 m (obr. 3). Skloněné závěsy (obr. 4) mají radiální uspořádání s průsečíkem situovaným 19,9 m nad středem oblouku. Mostovka celkové šířky 6,5 m je tvořena páteřním nosníkem vystupujícím nad povrch komunikace. Nosník tvoří přirozené rozhraní mezi jízdními

pásy, které vedou na oboustranných konzolových deskách ztužených příčnými žebry (obr. 5 a 6). Šířka průchozího prostoru je 2 x 2,5 m. Snahou autorů projektu bylo navrhnout úspornou konstrukci jemných rozměrů odpovídajících lidskému měřítku, konstrukci, jejíž krása vychází ze statické funkce. Současně takřka bezúdržbovou konstrukci tvořenou robustním průřezem bez dutin, lo-

❚

STRUCTURES

žisek, kloubů a tlumičů vibrací. Štíhlou konstrukci, která nevyvolává u chodců nepříjemné pocity způsobené vibrací od jejich pohybu a větru. Osové zavěšení mostovky zaručilo, že nosné prvky konstrukce se nekříží, že lávka má ve všech pohledech jasný, čitelný řád a působí lehce a transparentně. Radiální uspořádání závěsů konstrukci nejen ztužilo, ale i přispělo k dynamickému vzhledu. Obr. 1 Lávka přes řeku Svratku ❚ Fig. 1 Pedestrian Bridge over the Svratka River

7

Obr. 2 Situace přemostění bridging Obr. 3

Podélný řez

❚

❚

Fig. 2

Fig. 3

Plan

Elevation

Obr. 4 Uspořádání závěsů ❚ Fig. 4 Suspenders arrangement Obr. 5 Příčný řez lávkou ❚ Fig. 5 section of the pedestrian bridge Obr. 6 Konstrukční uspořádání Fig. 6 Structural arrangement Obr. 7 Podhled lávky ❚ of the pedestrian bridge

4/2014

❚


Fig. 7

Cross

❚ Soffit

21


❚

STRUCTURES

8

11

9

10

KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ

Mostovku tvoří lichoběžníkový páteřní nosník s vyloženými konzolami podporovanými žebry s osovou vzdáleností 2,8 m (obr. 7). Výška páteřního nosníku je 0,85 m, jeho šířka je 1,6 m v dolní části a 0,824 m v části horní. Konzolovitě vyložená mostovková deska tloušťky 0,13 m je ve střechovitém příčném sklonu 2 %. Na koncích mostu se mostovka celkové šířky 6,5 m plynule rozšiřuje na 10,284 m; páteřní nosník se zde také plynule rozšiřuje na 3,369 m a zvyšuje se na 1,22 m. Na koncích mostu je mostovka ztuže22

na koncovými příčníky, které současně tvoří krajní podpěry. V koncových příčnících, které jsou přímo podepřeny vrtanými pilotami, jsou kotveny ocelové patky oblouků (obr. 8) a předpínací kabely. Mostovka a příčníky jsou z monolitického, dodatečně předpjatého betonu C30/37-XF2. Zavěšení mostovky na oblouk je realizováno osmnácti symetrickými závěsy kotvenými v mostovce do ocelových plechů zabetonovaných v páteřním nosníku (obr. 9). Mostovka je předepnuta šesti dvanáctilanovými kabely systému BBV situovanými v páteřním nosníku.

Rozpětí oblouku je 58,53 m, jeho vzepětí je 8,76 m. Ocelový oblouk má lichoběžníkový průřez proměnné výšky. Ve vrcholu má průřez výšku 0,5 m a v místě montážního styku u paty 0,8 m. Horní pásnice oblouku je z plechu P35 a má po celé délce konstantní šířku. Skloněné stěny jsou z plechu P22 a jejich sklon od vodorovné roviny 82,8750° je konstantní. Dolní pásnice oblouku z plechu P35 má proměnnou šířku a je rozdělená drážkou o šířce 130 mm. Drážka prochází po oblouku mezi patními díly a končí 0,56 m před


❚

4/2014


❚

STRUCTURES

Obr. 8 Patka oblouku Fig. 8 Arch spring

12a

❚

Obr. 9 Kotvení závěsů v mostovce ❚ Fig. 9 Suspenders anchoring at the deck Obr. 10 Závěsy a osvětlení ❚ Fig. 10 Suspenders and lighting Obr. 11 Závěsy a osvětlení – v noci ❚ Fig. 11 Suspenders and lighting – at night Obr. 12 Postup stavby, a) betonáž opěr a montáž patek oblouků, b) betonáž mostovky, c) montáž oblouků, d) betonáž oblouků, e) napínání závěsů ❚ Fig. 12 Construction sequences, a) abutments casting and arch springs erection, b) deck casting, c) arch erection, d) arch casting, d) suspenders tensioning

12b

12c

12d

12e

montážními styky u pat oblouku. Styčníkové plechy P50, resp. P35 přenáší zatížení z tyčových závěsů do oblouku pomocí dvojice výztuh P22. V drážce mezi styčníkovými plechy je umístěno svítidlo. Oblouk byl rozdělen na čtyři montážní díly (dva patní a dva střední), které jsou navzájem odděleny betonážními přepážkami. V patě je oblouk vetknut prostřednictvím kotevního přípravku zabetonovaného do základového bloku. Pata oblouku je vyztužena systémem výztuh z plechu tloušťky 22 mm. V místě vetknutí patního dílu oblouku 4/2014

❚

do nosné konstrukce je jejich vzájemné spojení zajištěno osazením spřahovacích trnů ∅ 16 mm. Dále jsou do boční stěny vyvrtány otvory pro protažení příčné betonářské výztuže. Pro převedení kabelů podélného předpětí patou oblouku jsou osazeny a přivařeny ocelové chráničky tvořené trubkou průměru ∅ 133 mm. Kotevní objímky kabelů jsou opřeny o kotevní desku z plechu P40 tvořící čelo paty oblouku. Oblouk je vyplněn betonem C30/37. Nosná konstrukce je zavěšena prostřednictvím ocelových tyčových závěsů systému Protah s charakteristic-


kou mezí kluzu 501 MPa, mezí pevnosti 734 MPa a tažností 24 %. Horní i dolní vidlicové koncovky táhel kotvené k styčníkovým plechům jsou rektifikovatelné (obr. 10). Nejkratší, vnější táhla jsou tyče P64, zbylá vnitřní táhla jsou z tyčí P56. Hlavním důvodem použití rozdílných průměrů lan je zaručení lineárně pružného chování i u méně namáhaných závěsů. Spodní stavbu tvoří krajní opěry (koncové příčníky) integrované s nosnou konstrukcí. Základové bloky opěr tvoří monolitický železobetonový blok lichoběžníkového půdorysu o délkách stran 9,12 a 7 m, šířky 1,6 m a výšky 1 m. Do základů je zakotvena nosná výztuž z pilot. Na základové bloky přímo navazují koncové příčníky nosné konstrukce. Most je založen na velkoprůměrových pilotách průměru 900 mm, které se na horních 4 m mění na průměr 600 mm. Piloty jsou vetknuty do předkvartérního podloží, tvořeného neogenním jílem. Povrch lávky je pokryt přímopochozí hydroizolační stěrkou šedé barvy, přičemž finální posyp křemenným pískem je na páteřním nosníku a římsových parapetech vynechán. Vzhledem k převáděnému smíšenému provozu pěších a cyklistů je navrženo zábradlí se dvěma madly. Horní madlo je svou horní hranou 1,3 m a dolní madlo je svou horní hranou 1,1 m nad přilehlým povrchem cyklostezky. Výplň ocelových rámů mezi svislými zábradelními sloupky navrženými v rastru 2 m je z tahokovu. Prostor lávky je osvětlen LED diodovými svítidly umístěnými v ocelovém oblouku (obr. 10 a 11). 23


❚

STRUCTURES Obr. 13 Montáž oblouků erection

13

Obr. 14 Betonáž oblouků Fig. 14 Arch casting Obr. 15 Napínání závěsů ❚ Fig. 15

❚

Fig. 13

Arch

❚

Suspenders tensioning

Obr. 16 Výpočtový model ❚ Fig. 16 Calculation model Obr. 17 Výpočtový model ❚ Fig. 17 Calculation model

14

15

P O S T U P S TAV B Y

Stavební práce byly započaty zhotovením pilot a základových bloků. Následně byla postavena kombinovaná pevná skruž. Na bermě pravého břehu byl použit systém Peri. Pro překročení koryta řeky byly použity nosníky ŽBM. Jakmile byla definitivně připravena skruž včetně bednění, osadily se paty oblouku (obr. 8 a 12a). Před montáží pat oblouku byla osazena okolní betonářská výztuž a kabelové kanálky podélného předpětí. 16

Následně byla osazena betonářská a přepínací výztuž mostovky spolu s kotevními přípravky závěsů (obr. 9). Betonáž mostovky proběhla ve dvou fázích (obr. 12b). Nejprve byla vybetonována spodní část trámu, žebra a mostovková deska. Ve druhé fázi byla vybetonována horní část trámu nad deskou. Po osazení montážních podpěr oblouku následovala montáž vnitřních obloukových dílců (obr. 12c a 13).

Po ověření geometrie byly dílce vzájemně svařeny a montážní podpěry spuštěny o 20 mm. Protože v této fázi byl oblouk samonosný jen ve svislém směru, podepření ve vodorovném bylo zachováno. Beton byl do komory ocelového oblouku vtlačován od patek (obr. 12d a 14). Nejprve byly vyplněny obě paty a poté obě vnitřní poloviny oblouku. Odvzdušnění je řešeno samostatně pro každý celek. Následně byly napnuty dva předpínací

17

24


❚

4/2014

S TAV E B N Í K O N S T R U K C E 18

STRUCTURES

19

kabely, které zachycují vodorovnou sílu oblouku a poté osazeny a postupně napnuty závěsy (obr. 12e a 15). Po napnutí posledního závěsu následovalo odstranění montážních podpěr oblouku, předepnutí čtyř přepínacích kabelů a postupné odskružení mostovky. Následovaly dokončovací práce. Předpoklady výpočtu a kvalita provedených prací byly ověřeny statickými a dynamickými zkouškami. S TAT I C K Á A D Y N A M I C K Á A N A LÝ Z A – Z AT Ě Ž O VA C Í ZKOUŠKY

Lávka byla analyzována jako prostorová prutová konstrukce programovým systémem MIDAS (obr. 16). Pružné vetknutí pilot do zeminy bylo vystiže-

no pružinami nahrazujícími Winklerovo podloží. Detail spojení oblouku s mostovkou byl ověřen analýzou prostorové konstrukce sestavené z deskostěnových a prostorových prvků programem ANSYS (obr. 17). Výsledný tvar střednice oblouku byl určen iteračně. Kritériem bylo jeho minimální ohybové namáhání v čase. Konstrukce byla posouzena ve smyslu platných Eurokodů. Statické předpoklady a kvalita provedení byly ověřeny statickými a dynamickými zatěžovacími zkouškami. Statická zkouška byla zajištěna Měřicí laboratoří firmy SHP pod vedením Ing. Petra Štefana, dynamickou zkoušku provedla Zkušební laboratoř ČVUT v Praze za vedení prof. Ing. Michala Poláka, CSc. [1].

20a

20b

20c

20d

4/2014

❚

❚


Obr. 18 Zatěžovací zkouška Fig. 18 Loading test

❚

Obr. 19 Zatěžovací zkouška Fig. 19 Loading test

❚

Obr. 20 Vlastní tvary, a) první příčná, b) první ohybová, c) druhá ohybová, d) první kroutivá ❚ Fig. 20 Natural modes, a) first transversal, b) first bending, c) second bending, d) first torsional

Tab. 1 Vlastní frekvence frekvence

Vlastní frekvence První příčná [Hz] První ohybová [Hz] Druhá ohybová [Hz] První kroutivá [Hz]

❚

Projekt 0,54 1,91 2,68 3,76

Tab. 1

Vlastní

Zatěžovací zkouška 0,67 2 2,66 4,05

25


❚

STRUCTURES

21 22

Obr. 21 Lávka přes řeku Svratku – oblouk ❚ Fig. 21 Pedestrian bridge over the Svratka River – arch Obr. 22 Lávka přes řeku Svratku ❚ Fig. 22 Pedestrian bridge over the Svratka River Obr. 23 Lávka přes řeku Svratku v noci ❚ Fig. 23 Pedestrian bridge over the Svratka River at night

Při statické zkoušce byla lávka ověřena dvěma zatěžovacími stavy, které vyvolaly maximální ohyb oblouku a mostovky a maximální kroucení mostovky. V prvním zatěžovacím stavu byla konstrukce zatížena šesti vozidly Avia hmotnosti 5 t situovanými po obou stranách oblouku podélně na jedné polovině mostu (obr. 18). V druhém za-

těžovacím stavu byla konstrukce zatížena pěti vozidly Avia hmotnosti 5 t situovanými jen na jedné straně oblouku po celé délce mostu (obr. 19). Účinnost zatížení byla 63 a 64 %. Výsledky měření potvrdily předpoklady analýz. Mimo klasického posouzení konstrukce byla velká pozornost věnována dynamické analýze a stabilitní analýze.

Při dynamické analýze byly nejdříve určeny vlastní tvary a frekvence kmitání (obr. 20, tab. 1). Při dynamické zatěžovací zkoušce v [1] byly ověřeny vlastní tvary a frekvence kmitání (tab. 1). Zkouška potvrdila známou skutečnost, že zkušební dynamické zatížení je příliš malé, a proto nemůže překonat počáteč-

Innovative Solutions – Benefiting Society 12TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CONCRETE ROADS 2014 September 23–26, 2014 | Prague, Czech Republic

Rádi bychom se s vámi setkali v Praze na 12th International Symposium on Concrete Roads 2014. Více informací naleznete na www.concreteroads2014.org ISCR2014_inz185x40.indd 1

26

24.4.14 14:54


❚

4/2014


❚

STRUCTURES

23

ní odpor zeminy. Proto je konstrukce tužší a naměřené frekvence jsou vyšší. Odpor zeminy je překonán až objemovými změnami od teplotních změn a od dotvarování a smršťování betonu. S ohledem na skutečnost, že frekvence prvních vlastních ohybových tvarů jsou v rozsahu frekvence lidských kroků, byla konstrukce postupem uvedeným v [2] posouzena na vybuzené kmitání s následujícími výsledky: maximální amplituda kmitání max u = 0,56 mm, maximální rychlost kmitání max v = 0,014 m/s a maximální zrychlení amax = 0,33 m/s2. Toto zrychlení je menší než přípustné zrychlení alim = 0,526 m/s2. Také dynamická zatěžovací zkouška potvrdila, že při běžném provozu nevzniká v konstrukci vybuzené kmitání, u kterého by byla překročena hranice pohody chodců. Vlastní frekvence a tvary kmitání dále indikují polohy zatížení, pro které by měl být proveden stabilitní výpočet. Z obr. 21 ukazujícího příčnou štíhlost obloukového žebra je zřejmé, že zvláště pečlivě musí být posouzena příčná stabilita oblouku. Stabilitní analýza obloukového mostu byla provedena pro tři polohy nahodilého zatížení: a) rovnoměrné zatížení situované po celé délce mostovky, které způsobuje maximální tlak v oblouku, b) rovnoměrné zatížení situované na 4/2014

❚

Literatura: [1] Polák M.: Dynamická zatěžovací zkouška nově postavené lávky přes řeku Svratku v Brně – SO 201 Ev. č. BM-756 v lokalitě Hněvkovského, ČVUT v Praze, Fakulta stavební 2013 [2] Stráský J., Nečas R., Koláček J.: Dynamická odezva betonových lávek, Beton TKS 4/2009, ISSN: 1213-3116

polovině délky oblouků, které způsobuje maximální ohyb oblouků ve čtvrtinách rozpětí, c) rovnoměrné zatížení situované ve středu rozpětí oblouků, které způsobuje maximální ohyb oblouků ve vrcholech, Všechna tato zatížení působila současně se zatížením větrem příčně zatěžujícím jak oblouk, tak i mostovku. V první sadě výpočtu byla konstrukce nelineárně řešena pro zatížení stálé, zatížení větrem a pro postupně se zvyšující zatížení užitné (a), (b) a (c). V druhé sadě výpočtu byla konstrukce nelineárně řešena pro zatížení stálé, zatížení užitné (a), (b) a (c) a pro postupně se zvyšující zatížení větrem. Při řešení byla uvážena možná počáteční imperfekce sinusového průběhu s amplitudou 170 mm. Všechny výpočty byly ukončeny při pětinásobném zvýšení zatížení. Při tomto zatížení bylo vždy možné najít rovnováhu na deformované konstrukci, to znamená, že i při tomto zatížení byla konstrukce stabilní.


Z ÁV Ě R

Stavba byla dokončena v říjnu 2013 (obr. 22 a 23). Od té doby je nová lávka pro pěší a cyklisty hojně využívána a při jejím provozu se dosud nevyskytly žádné závady. Investor Správce Projektant Zhotovitel Výstavba Náklady

Statutární město Brno Brněnské komunikace, a. s. Stráský, Hustý a partneři, s. r. o. Firesta-Fišer, rekonstrukce, stavby, a. s. duben až říjen 2013 12 mil. Kč

Ing. Martin Formánek e-mail: [email protected] Ing. Jaroslav Bartoň e-mail: [email protected] prof. Ing. Jiří Stráský, DSc., P.E. e-mail: [email protected] všichni: Stráský, Hustý a partneři, spol. s r. o. Bohunická 133/50, 619 00 Brno www.shp.eu, tel.: 547 101 811 Bc. Martin Kozel Firesta – Fišer, rekonstrukce, stavby, a. s. Mlýnská 68, 602 00 Brno tel.: 602 127 799 e-mail: [email protected] www.firesta.cz

27


❚

STRUCTURES

MOST PŘES ŘEKU WILLAMETTE, EUGENE, OREGON, USA ❚ BRIDGE OVER THE WILLAMETTE RIVER, EUGENE, OREGON, USA

1

Jiří Stráský, Radim Nečas, Jan Koláček, Jim Bollman Směrově rozdělený most s nosnými konstrukcemi délky 604,95 a 536,13 m je popsán s ohledem na architektonické a konstrukční řešení a postup stavby. Každý most se skládá z hlavního mostu přemosťujícího řeku a navazujících polí přemosťujících místní komunikace, železnici a cyklistické a pěší stezky. Hlavní most je tvořen obloukovou konstrukcí o dvou polích délek 118,88 a 126,79 m. Mostovka je tvořena dvoutrámovou konstrukcí a mostovkovou deskou ztuženou příčníky; oblouky jsou tvořeny dvěma vzájemně nespojenými žebry. Most byl navržen na základě velmi detailní statické a dynamické analýzy. ❚ The twin bridge of a total length of 604.95 m and 536.13 m is described in

Na podzim loňského roku byl v univerzitním městě Eugene, Oregon, USA dokončen obloukový most přes řeku Willamette. Mezistátní dálnice I-5 zde přechází přes řeku, místní komunikace, železnici a cyklistické a pěší stezky po východním a západním mostě délek 604,95 a 536,13 m (obr. 1 a 2). Most nahrazuje původní trámový most postavený v padesátých letech minulého století. V roce 2002 byly při prohlídce mostu zjištěny v nosné konstrukci smykové trhliny. Protože po přepočtu konstrukce byla podstatně snížena zatížitelnost mostu, byl – s ohledem na důležitost přemostění převádějící denně více než 70 000 vozidel – urychleně postaven prozatímní

most. Poněvadž však tento most nesplňoval současné ekologické a estetické požadavky, bylo rozhodnuto postavit novou mostní konstrukci. Pro demolici původního a prozatímního mostu, stavbu nového mostu, navazujících ramp a úpravu okolí bylo vyčleněno 150 mil. USD. Uspořádání nového mostu vyplynulo z rozsáhlých architektonických, konstrukčních a ekonomických studií. Výsledné řešení bylo výrazně ovlivněno obyvateli města, jejichž zástupci schvalovali architektonické působení konstrukce. Obyvatelé také výrazně ovlivnili urbanistické řešení navazujících komunikací, řešení terénních a sadových úprav, ochranu objektů prů-

terms of its architectural and structural solution 2a

and process of the construction. Each bridge consists of a main bridge crossing the river and approaches crossing the local highways, a railway and bicycle and pedestrian passes. The main bridge is formed by a two span arch structure of span lengths of 118.88 and

2b

126.79 m. The deck is formed by two girders and a deck slab stiffened by floor beams; the arches are formed by two ribs without any bracing. The bridge was designed on the basis of a very detailed static and dynamic analysis.

28


❚

4/2014


❚

STRUCTURES

4a

4b

3a

4c

4d

3b

myslové revoluce a doplnění projektu o umělecká díla připomínající historii města. Na základě podnětu původních obyvatel Oregonu byl most nazván Whilamut Passage Bridge; kde slovo „Whilamut“ znamená v jazyku indiánů kmene Kalapuyan místo, kde se řeka vlní a rychle proudí. Protože most bylo nutno postavit co nejdříve, zvolil investor ODOT (Oregon Department of Transportation) v USA neobvyklý způsob provedení stavby, který se nazývá CM/GC (Construction Manager/General Contractor) Contracting. Jak dodavatel, tak i projektant byl vybrán na základě jejich kvalifikace a zkušenosti, ne na základě nejnižší ceny. Investor se zhotovitelem do-

Obr. 1

Most přes řeku Willamette

❚

Fig. 1

hodl jednotkové ceny materiálu a prací. Na základě těchto cen zhotovitel ihned ocenil jednotlivé alternativy mostu, konstrukce a konstrukční detaily. Ceny byly závazné a tak investor ihned věděl, jakou konstrukci a jaké řešení si může s ohledem na rozpočet, který měl, dovolit. Přáním veřejnosti bylo tak, jak je to nyní bohužel zvykem, postavit tak zvanou „Významnou konstrukci“ (Signature Structure). Ta by měla upozornit projíždějící na jejich univerzitní město. Přáním bylo postavit obloukovou (obr. 3a a 4a) nebo zavěšenou konstrukci (obr. 3b a 4b). Jak je zřejmé ze zákresů do fotografií, tyto konstrukce přehlušují krásnou krajinu a jsou z in-

4e

4f

Bridge across the Willamette River

Obr. 2 Pohled na most, a) východní most, b) západní most bridge, b) West bridge

❚

Fig. 2

Elevation, a) East

4g

Obr. 3 Významný most, a) oblouková konstrukce o jednom poli, b) zavěšená konstrukce ❚ Fig. 3 Signature bridge, a) arch structure, b) cable-stayed structure Obr. 4 Varianty přemostění, a) oblouková konstrukce o jednom poli, b) zavěšená konstrukce, c) oblouková konstrukce o dvou polích, d) ocelová trámová konstrukce, e) letmo betonovaná konstrukce, f) betonová vzpěradlová konstrukce, g) betonová oblouková konstrukce s horní mostovkou ❚ Fig. 4 Bridge options, a) one span arch structure, b) cable-stayed structure, c) two span tied arch, d) steel girder structure, e) concrete cantilever structure, f) concrete strutted frame structure, g) concrete deck arch structure

4/2014

❚


29


ženýrského hlediska nesmyslné. Podrobně zpracovaný projekt upozornil na neúměrnou spotřebu materiálu a tomu odpovídající cenu. Poctivě určená cena konstrukce tak jednoduše ověřila úměrnost řešení. Proto byly také zvažovány další konstrukce: • konstrukce tvořená ocelovými oblouky, na kterých byla zavěšena betonová mostovka (obr. 4c), • ocelová trámová konstrukce (obr. 4d), • letmo betonovaná konstrukce (obr. 4e), • betonová vzpěradlová konstrukce (obr. 4f), • klasická betonová oblouková konstrukce podpírající betonovou mostovku (obr. 4g). Podrobná analýza prokázala, že betonová oblouková konstrukce má malou spotřebu materiálu, je nejekonomičtější a dokonce o 9,4 % levnější, než letmo betonová konstrukce. Oblouková konstrukce navazuje na krásné obloukové mosty postavené v Oregonu před druhou světovou válkou, které svými jemnými rozměry nejlépe odpovídají měřítku krajiny. Proto byla vybrána pro realizaci. Podle názoru projektanta je také současně Signature Structure, přičemž významnost je v úměrnosti a v pokoře k okolí.

❚

STRUCTURES 5

6

7

ARCHITEKTONICKÉ A KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ

Osa mostu je v místě přemostění řeky v přímé, která v přilehlých polích přechází v kruhový oblouk s poloměrem 1 700 m. Výškově je osa ve vrcholovém zakružovacím oblouku s poloměrem 12 000 m; niveleta probíhá až 21 m nad terénem. S ohledem na podcházející rampy navazující na křižovatky je počet a rozpětí polí přilehlých viaduktů rozdílný. I když současné dopravní řešení vyžaduje dvakrát tři jízdní pruhy, pro které by stačila šířka mostu dvakrát 8

30


❚

4/2014

S TAV E B N Í K O N S T R U K C E Obr. 5 Příčný řez obloukovým mostem ❚ Fig. 5 Cross section of the arch bridge Obr. 6 Podélný řez obloukovým mostem ❚ Fig. 6 Elevation of the arch bridge Obr. 7 Podhled obloukového mostu Fig. 7 Soffit of the arch bridge

❚

Obr. 8 Spojení oblouku s trámem ❚ Fig. 8 Connection of the arch with the girder Obr. 9 Vnitřní podpěra – konstrukční řešení ❚ Fig. 9 Intermediate support – structural solution Obr. 10 Vnitřní podpěra ❚ Fig. 10 Intermediate support Obr. 11 Vnitřní podpěra – patka ❚ Fig. 11 Intermediate support – foothold Obr. 12 Tvar stojek, a) vnitřní stojka, b) střední stojka, c) krajní stojka ❚ Fig. 12 Columns´ shape, a) inner column, b) middle column, c) outer column

15 m, bylo dohodnuto postavit most šířky 2 × 20,47 m (obr. 5). Tak je most připraven pro možné budoucí změny. Cílem návrhu bylo vytvořit přemostění, které má po celé délce jednotné architektonické řešení. Hlavní most je tvořen obloukovou konstrukcí o dvou polích délek 118,88 and 126,79 m (obr. 6); navazující viadukty jsou tvořeny pětikomorovými nosníky s rozpětími od 25,52 do 65,53 m. Architektonické a konstrukční řeše-

ní hlavního mostu přemosťujícího řeku vychází z realizace obloukového mostu Redmond [1], který byl navržen stejným týmem a v USA získal řadu ocenění. Mostovka mostu je tvořena dvěma trámy a mostovkovou deskou. Šířka mostovky je 20,47 m, osová vzdálenost trámů je 14,33 m. Deska je ve vzdálenostech 3,353 až 3,696 m ztužena příčníky (obr. 7). Trámy jsou podepřeny obloukovými žebry ve středu mostu spojenými s trámy (obr. 8). Mezilehlé stojky přibližně obdélníkového průřezu jsou situovány ve vzdálenostech 13,106 až 15,392 m. Krátké stojky situované blíže u středu oblouků jsou spojeny s oblouky a trámy vrubovými klouby umožňujícími podélné pootáčení a současně zajišťujícími příčné rámové spojení; ostatní stojky jsou s oblouky a trámy spojeny v obou směrech rámově. Trámy, mostovková deska, oblouky a podpěry jsou železobetonové, příčníky, které jsou při stavbě osazovány jako prefabrikáty, jsou předem předpjaté. Oblouková žebra nejsou spolu vzájemně spojena, jejich příčná stabilita je dána rámovým spojením s podpěrami příčně vetknutými do trámů široké mostovky. Zatímco oblouková žebra jsou spojitá přes dvě pole, mostovka je nad vnitřní podpěrou a u přilehlých polí od-

9

10

11

12

4/2014

❚


❚

STRUCTURES

dilatována (obr. 9). Trámy jsou zde rámově spojeny s dvojicemi sloupů. Síla z oblouku je do skalního podloží přenášena 2krát dvěma šachtovými pilíři průměru 2,4 m. Vynechání příčného ztužení trámů nejen podstatně zjednodušilo stavbu, ale také příznivě ovlivnilo estetiku mostu. I při celkové šířce přemostění 46 m je most transparentní a i v šikmých pohledech má jednotný řád a čisté, jednoduché tvary (obr. 10). Na krajích jsou oblouky vetknuty do patek přenášející obloukovou sílu do šachtových pilířů. Protože oblouky jsou dostupné z terénu, byly mezi oblouková žebra a krajní stojky vybetonovány klíny bránící vstupu na oblouk. Ve středu mostu jsou spojité oblouky přímo uloženy na středních šachtových pilířích. Oblouková žebra jsou zde zesílena patkou proudnicového tvaru (obr. 11). Všechny vnitřní podpěry obloukové konstrukce mají stejnou šířku, jejich tloušťka je rozdílná (obr. 12). Tvarování čelních ploch vyplynulo z diskuse s veřejností, které byly předloženy tři varianty možného uspořádání. I když z čistě ekonomického hlediska by vyložení konzol pětikomorového nosníku navazujících polí mělo být menší, přesvědčil projektant investora, že konstrukce s jednotným vnějším tva-

31

S TAV E B N Í K O N S T R U K C E 13a

❚

STRUCTURES 14

13b

Obr. 13 Krajní podpěra, a) konstrukční řešení oblouku, b) konstrukční řešení přilehlých polí ❚ Fig. 13 Outer support, a) structural solution of the arch, b) structural solution of the approach spans

15

Obr. 14 Napojení přilehlých polí na obloukový most ❚ Fig. 14 Connection of the adjacent spans on the arch bridge Obr. 15

Viadukt

❚

Fig. 15

Viaduct

Obr. 16 Vnitřní podpěra – výztuž patky oblouku ❚ Fig. 16 Intermediate support – reinforcement of the arch springs Obr. 17 Výztuž obloukových žeber ❚ Fig. 17 Reinforcement of the arch ribs Obr. 18 Skruž obloukových žeber ❚ Fig. 18 Arch ribs falsework Obr. 19 Postupná betonáž obloukových žeber a prefabrikované příčníky ❚ Fig. 19 Progressive casting of the arch ribs and precast floor beams Obr. 20 frame

16

Rozpírací rám

❚

Fig. 20

Jacking

17

32


❚

4/2014


rem má nesporné estetické přednosti (obr. 13 a 14). Navazující pole jsou podepřena stojkami stejného tvaru, jako jsou krajní stojky obloukové konstrukce. Severní přilehlé pole je tvořeno sdruženým rámem o jednom poli délky 25,6 m, jižní navazující viadukt je tvořen dvěma sdruženými rámy. Délky rámů východního mostu jsou 106,6 a 227,08 m, délky rámů západního mostu jsou 96,92 a 167,94 m. První sdružený rám s poli délek od 25,52 do 45,72 m má nosnou konstrukci konstantní výšky 1,524 m, druhý sdružený rám s poli délek od 38,1 do 65,53 m má výšku nosné konstrukce proměnnou – od 3,2 do 1,524 m. Nosné konstrukce viaduktů jsou podélně předpjaté. Protože u některých podpěr bylo nutné osové podepření, je nosná konstrukce z estetického hlediska podepřena příčníkem proměnné výšky (obr. 15). Odstraňuje se tak esteticky nepříznivé působení nepodepřeného náběhu [2], [3]. Zatímco návrh viaduktů vyšel z řešení typických oregonských mostů, návrh obloukových mostů vyžadoval pečlivý rozbor protichůdných požadavků. Na jedné straně musela být konstrukce dostatečně tuhá, aby byla schopna bezpečné přenést všechna normová zatížení a zajistila pohodu uživatelů, na druhé straně musela být dostatečně poddajná, aby redukovala účinky teplotních změn a zemětřesení. Výsledné řešení je kompromisem těchto požadavků. Aby mohla být konstrukce štíhlá, jsou oblouková žebra navržena z vysokopevnostního betonu charakteristické válcové pevnosti 65 MPa. V betonové směsi byl použit „slag“ cement, který zvyšuje pevnost a redukuje vývoj trhlin. Poddajnost konstrukce byla vykoupena hustým vyztužením všech konstrukčních prvků. Poloha výztuže byla studována na prostorových modelech a pro realizaci byly připraveny šablony určující přesnou polohu výztuže. To bylo zvláště důležité v místech průniků jednotlivých prvků (obr. 16). Návrh na účinky zemětřesení vyžaduje duktilitu všech prvků, zejména v místech, kde se předpokládají plastické klouby. To vyžaduje řádné ovinutí (confinement) podélných prutů (obr. 17). Také spojení prefabrikovaných příčníků s obloukem anebo trámem bylo pečlivě studováno. Předpínací lana jsou situována jak při horním, tak i při dolním povrchu a jsou řádně zakotvena v trámu. Lana jsou doplněna o betonářskou výztuž. 4/2014

❚

❚

STRUCTURES

18

19

P O S T U P S TAV B Y

20

Po provedení šachtových pilířů, patek oblouků a podpěr byla smontována jednoduchá skruž oblouků (obr. 18). Byla navržena jen na tíhu žeber. Ve střední části byly před betonáží osazeny prefabrikované příčníky (obr. 19) a ve středu polí byl osazen ocelový rám (obr. 20) umožňující rozepření oblouku. Po postupném vybetonování obloukových žeber byly oblouky rozepřeny (obr. 21a a 21b). Velikost síly byla volena tak, aby oblouky ve středu rozpětí byly nadvýšeny 50 mm. Rozepření bylo po 24 h opakováno. Protože most je v podélném sklonu, bylo při rozpírání nutno zachy-


33


❚

STRUCTURES

21a

21b

21c

21d

tit svislou složku obloukové síly. Ta byla zachycena ocelovými nosníky přikotvenými k žebrům. Oblouky pak byly prozatímně zavětrovány a střední spára byla vybetonována. Rozepřením došlo k odskružení oblouků. Následně byla skruž demontována. Potom byly vybetonovány stojky oblouků, osazeny příčníky a byly vybetonovány trámy mostovky a mostovková deska (obr. 21c a 21d). Mostovka byla betonována do bednění, které bylo zavěšeno, popřípadě podepřeno oblou-

kovými žebry (obr. 22). Viadukty byly postupně betonovány na pevné skruži. Průřez byl vytvářen postupně, nejdříve spodní deska, potom stěny a nakonec mostovková deska. S TAT I C K Á A D Y N A M I C K Á A N A LÝ Z A

Mimo klasické posouzení konstrukce byla velká pozornost věnována časově závislé analýze, určení nadvýšení konstrukce, posouzení seismických účinků a stabilitě konstrukce.

Výsledný tvar střednice oblouku vyšel z časové analýzy konstrukce, která se postupně mění z čisté obloukové konstrukce do konstrukce tvořené obloukem spolupůsobícím se sdruženým rámem mostovky. Střednice oblouku byla navržena iteračně tak, aby ohybové namáhání v oblouku bylo minimální. Dlouhodobé deformace oblouku vlivem dotvarování a smršťování betonu nebyly eliminovány geometrickým, ale statickým nadvýšením velikosti 50 mm vyvozeným při rozepření oblouku.

Obr. 21 Postup stavby, a) oblouková žebra, b) rozepření oblouku, c) nosníky a příčníky, d) mostovková deska ❚ Fig. 21 Construction sequences, a) arch ribs, b) arch jacking, c) girders and floor beams, d) deck slab

22

Obr. 22

Skruž mostovky

❚

Fig. 22

Deck´s falsework

Obr. 23 Oblouk 2 – ohybové momenty od zatížení stálého, a) rozepření oblouku, b) uvedení do provozu, c) po 100 letech ❚ Fig. 23 Arch 2 – bending moments due to dead load, a) jacking of the arch, b) bridge opening, c) after 100 years

23

34


❚

4/2014

S TAV E B N Í K O N S T R U K C E 24a

STRUCTURES

24b

Pro časově závislou analýzu provedenou programem ESA byla konstrukce modelována rovinným rámem sestaveným z přímých prutů. Protože délka prutu byla maximálně 1 m, model dostatečně přesně vystihl působení oblouku. Na obr. 23 jsou uvedeny ohybové momenty, které vznikají v konstrukci po rozepření (a), uvedení do provozu (b) a po 100 letech provozu (c). Pro posouzení prostorového působení konstrukce a pro dynamické a stabilitní výpočty byl obloukový most modelován prostorovou konstrukcí sestavenou z plných prvků (obr. 24). Při dynamické analýze byly nejdříve určeny vlastní tva-

ry a frekvence kmitání (obr. 25, tab. 1). Účinky zemětřesení byly posouzeny pro zadané spektrum odezvy. Vlastní frekvence a tvary kmitání dále indikují polohy zatížení, pro které by měl být proveden stabilitní výpočet. Z obr. 26 ukazujícího příčnou štíhlost obloukového žebra je zřejmé, že zvláště pečlivě musí být posouzena jeho příčná stabilita. Stabilitní analýza obloukového mostu byla provedena pro čtyři polohy nahodilého zatížení (obr. 27): • rovnoměrné zatížení situované ve středu rozpětí oblouků, které způsobuje maximální ohyb oblouků ve vrcholech,

25a

25b

25c

25d

4/2014

❚

❚


Tab. 1 Vlastní frekvence frequency

První příčná fH [Hz] První ohybová fO [Hz] První kroutivá fK [Hz] Druhá ohybová fO [Hz]

❚

Tab. 1

Oblouk 2 0,716 0,887 1,153 1,79

Natural

Oblouk 1 0,807 0,995 1,325 1,99

Obr. 24 Výpočtový model ❚ Fig. 24 Calculation model Obr. 25 Vlastní tvary, a) první příčná, b) první ohybová, c) první kroutivá, d) druhá ohybová ❚ Fig. 25 Natural modes, a) first transversal, b) first bending, c) first torsional d) second bending

35


❚

STRUCTURES 27a

27b

27c

27d

26

Obr. 26 Podhled obloukového mostu – příčná štíhlost obloukového žebra ❚ Fig. 26 Soffit of the arch bridge – transverse arch rib slenderness Obr. 27 Stabilitní analýza – zatížení a imperfekce, a) zatížení ve středu rozpětí oblouků, b) zatížení na polovině oblouků, c) zatížení mezi trámy, d) zatížení nad jedním trámem ❚ Fig. 27 Stability analysis – load and imperfection, a) load at the arch midspans, b) load on half arch spans, c) load between the girders, d) load on one girder ❚

Obr. 28 Pohled na východní most Fig. 28 View on the East Bridge Obr. 29 Pohled na západní most Fig. 29 View on the West Bridge

❚

• rovnoměrné zatížení situované na po-

lovině délky oblouků, které způsobuje maximální ohyb oblouků ve čtvrtinách rozpětí, • plné rovnoměrné zatížení situované mezi trámy, které způsobuje maximální symetrický příčný ohyb mostovky a oblouků, • plné rovnoměrné zatížení situované nad jedním trámem spolu se zatížením větrem, které způsobuje maximální nesymetrický příčný ohyb mostovky a oblouků. Konstrukce byla řešena nelineárně v programovém systému ANSYS pro zatížení stálé a pro postupně se zvyšující zatížení nahodilé. Ztráta stability na-

stala v případě divergence řešení. V případě zatěžovacích stavů (a) až (c) byla konstrukce zatížena rovnoměrným zatížením počáteční velikosti 10 kN/m2. V zatěžovacím stavu (d) byla konstrukce na počátku zatížena nahodilým zatížením o velikosti 2,035 kN/m2 a zatížením větrem o velikosti 2,39 kN/m2 aplikovaném na návětrné straně mostovky a obloukových žeber; závětrná strana oblouku byla zatížena větrem o velikosti 1,2 kN/m2. Zatížení vozidel náhradní výšky 1,829 m bylo vystiženo příčným zatížením počáteční velikostí 1,459 kN/m. Při řešení byla uvážena možná počáteční imperfekce s amplitudou

28

36


❚

4/2014

S TAV E B N Í K O N S T R U K C E Tab. 2 Svislé nahodilé zatížení při ztrátě stability ❚ Tab. 2 Vertical random load at loss of stability

Poloha zatížení (a) (b) (c) (d)

Nahodilé zatížení [kN/m2] 140 180 480 612

100 mm. Uvážen byl sinusový průběh, který pro každé zatížení vyvolal v konstrukci maximální namáhání (obr. 27). Maximální hodnoty zatížení, při kterých konstrukce ztratila stabilitu, jsou uvedeny v tab. 2. Minimální nahodilé zatížení 140 kN/m2, při kterém ztratila konstrukce stabilitu, představuje nejméně 68násobek návrhového zatížení. Analýza tedy prokázala, že konstrukční systém mostu má z hlediska stability uspokojivou rezervu. Z ÁV Ě R

Stavba začala v roce 2009 demolicí stávajícího mostu a stavbou západního mostu. Po jeho dokončení v roce 2011 byla na něj převedena veškerá doprava, byl demolován prozatímní most a následně byla zahájena stavba východního mostu. Ten byl dokončen na podzim 2013. Nyní se dokončují terénní a sadové úpravy a osazují se výtvarná díla doplňující inženýrskou stavbu. Cena celé stavby byla 147,6 mil. USD, cena samotného mostu

byla 73,954 mil. USD, tj. 3 152 USD/m2. Při kursu 1 USD = 20,- Kč je cena 63 042 Kč/m2. Most nemá rekordní rozpětí, ani neobvyklý statický systém. Byl postaven tradičním způsobem na pevné skruži. Přesto jsme přesvědčeni, že stojí za pozornost. Je tvořen úspornou konstrukcí jemných rozměrů, které odpovídají měřítku krajiny (obr. 28 a 29). Tím, že se postavil nejen most, ale upravilo se i jeho okolí, se podstatně zhodnotilo celé území, v kterém se nyní začaly stavět hotely a sportovní kluby. Stavba mostu tak přispěla k rozvoji území a zkvalitnění života. Most byl příznivě přijat jak laickou, tak i odbornou veřejností. US Cement Association ocenila projekt mostu titulem „Projekt roku 2013“.

❚

STRUCTURES

Literatura: [1] Stráský J., Nečas R., Hradil P.: Obloukový most Redmond, Oregon, USA, Beton TKS 4/2008, str. 88–93 [2] Leonhardt F.: Bridges. Aesthetics and Design, Deutsche Verlags-Anstalt GmbH Stuttgart 1984 [3] Seim C., Lin T. Y.: Aesthetics in Bridge Design, Accent on Piers, Esthetic in Concrete Bridge Design, American Concrete Institute, Detroit, Michigan 1990

prof. Ing. Jiří Stráský, DSc., P.E. Fakulta stavební VUT v Brně Stráský, Hustý a partneři, spol. s r. o. Bohunická 133/50, 619 00 Brno www.shp.eu tel.: 547 101 811 e-mail: [email protected]

ZÚČASTNĚNÍ

Investorem mostu je ODOT, Salem, Oregon. Projekt celé stavby zajistilo sdružení firem OBEC, Consulting Engineers, Eugene, Oregon; T. Y. Lin International, Salem, Oregon a Jiri Stráský, Consulting Engineer, Greenbrae, California. Firma T. Y. Lin International vypracovala alternativy ocelových a betonových trámových konstrukcí. Vlastní projekt mostu je prací zbývajících dvou firem. Jiří Stráský byl vedoucí projektant mostu, Jim Bollman zodpovědný projektant. Radim Nečas a Jan Koláček provedli popsaný statický a dynamický výpočet. Vizualizace mostu je prací Jaroslava Barona. Most postavila firma Hamilton, Oregon.

Ing. Radim Nečas, Ph.D. e-mail: [email protected] Ing. Jan Koláček, Ph.D. e-mail: [email protected] oba: Fakulta stavební VUT v Brně Veveří 95, 602 00 Brno tel.: 541 147 855 www.fce.vutbr.cz Jim Bollman, P.E. OBEC Consulting Engineers 3990 Fairview Industrial Drive SE Suite 200, Salem, OR 97302, USA e-mail: [email protected] www.obec.com

29

4/2014

❚


37


❚

STRUCTURES

DÁLNICE D1, JÁNOVCE–JABLONOV I. ÚSEK, MOST NA DÁLNICI NAD ILIAŠOVSKÝM POTOKEM ❚ D1 HIGHWAY, JÁNOVCE – JABLONOV I. PART, HIGHWAY BRIDGE OVER THE ILIAŠOVSKÝ STREAM Tatiana Meľová, Milan Šístek, Jan Mukařovský, Jan Hamouz Ve Slovenské republice pokračuje výstavba dálnice D1. V rozestavěném I. úseku části Jánovce–Jablonov je největším mostem objekt 205. Jedná se o dálniční most o osmi polích s maximálním rozpětím 54 m při celkové délce 407 m. Výstavba mostu probíhala metodou vysouvání.

❚ The construction of D1

highway in Slovakia continues. In the first part of D1, Jánovce – Jablonov, currently under construction, the bridge structure no. 205 is the biggest bridge structure. It is an eight span highway bridge, with the longest span of 54 m and overall length of 407 m. The bridge was built using incremental push launch method.

Mostní objekt 205 převádí dálnici D1 v I. úseku trasy Jánovce–Jablonov přes údolí Iliašovského potoka. Byl zde navržen most o osmi polích s maximálním rozpětím vnitřních polí 54 m a výškou pilířů až 25 m (obr. 2). Výstavba mostu byla již v zadávací dokumentaci stanovena metodou vysouvání konstrukce. Nosnou konstrukci mostu tvoří spojitý komorový průřez samostatný pro každý dopravní směr. Výstavba nosných konstrukcí byla uvažována výsunem od spodní opěry. Postup výstavby mostu ovlivnil i návrh jeho podélného předpětí. V průběhu zpracování dodavatelské dokumentace DVP*) došlo k několika změnám, které přispěly k optimalizaci konstrukce i výstavby mostu.

R4 až R2. Při vlastní realizaci hlubinného založení však byly zastiženy zvrásněné vrstvy pískovců R3 až R2 v podstatně vyšších polohách, než vyplývalo z geologického průzkumu (obr. 3). Protože zhotovitel nebyl schopen projít těmito vrstvami s profilem piloty 1,2 m, musel zpracovatel DVP na jeho požádání operativně změnit založení většiny základů. Z celkového počtu devíti dvojic podpor bylo u sedmi dvojic podpor navrženo hlubinné založení na mikropilotách (obr. 4). Původní návrh založení na velkoprůměrových pilotách tak byl realizován pouze u dvou dvojic podpor, pilířů 7 a koncové opěry 9, z které probíhal výsun nosných konstrukcí obou polovin mostu. U ní bylo také provedeno rozkročení pilot jejich odkloněním od svislice v poměru 1 : 10 a doplnění o šik-

mé zemní kotvy k zabezpečení přenosu vodorovných sil od výsunu nosných konstrukcí. Most se nachází v území s častým výskytem zemětřesení o síle 7 až 8° MSK-64. S P O D N Í S TAV B A

Spodní stavba je tvořena železobetonovými masivními opěrami s vetknutými rovnoběžnými křídly a obdélníkovými pilíři. Z důvodu umístění výsuvného zařízení na opěře 9 a přenesení vodorovných sil od výsunu bylo třeba oproti zadání rozšířit její dřík a závěrnou zídku tak, že šířka jejího základu byla zvětšena z původních 3,5 na 5,15 m. Opěra byla ještě ve směru výsunu připnuta celkem dvanácti šikmými zemními kotvami složenými ze šesti lan LP 15,5 mm. Opěra tak byla schopna pře-

ZALOŽENÍ MOSTU

V zadávací dokumentaci bylo navrženo na základě inženýrsko-geologického průzkumu založení celé spodní stavby na velkoprůměrových pilotách Ø 1,2 m, opřených nebo vetknutých do hornin

1 2

38


❚

4/2014


3

❚

STRUCTURES

4

nést vodorovnou sílu až 9 MN vzniklou při výsunu mostu. Štíhlé pilíře o rozměrech 2,2 × 4,2 m mají výšku 12,5 až 21,4 m (obr. 5) a jsou v horní části na výšku 4 m opatřeny hlavami s lineárním rozšířením. Na horní povrch pilířů o rozměrech 2,8 × 6,5 m je tak možné osadit technologické zařízení potřebné k výsunu nosné konstrukce a jejímu následnému uložení na definitivní ložiska. V hlavách pilířů jsou také umístěny revizní prostory pro kontrolu ložisek přístupné z vnitřku komory nosné konstrukce.

sunu konstrukce bylo v DVP změněno z volných kabelů na zvedané kabely vedené ve stěnách vždy přes dvě pole a kotvené do bočních prahů stěn za podporami. V každé stěně průřezu tak byly navrženy čtyři kabely s devatenácti lany. Takto navržené předpětí dosáhlo s ohledem na počty kabelů a excentricitu větší účinnosti než původní řešení s volnými kabely. Podporové lamely obsahují příčníky šířky 1 m nad pilíři a 1,8 m nad opěrami.

ňovači umístěnými á 12 až 20 m, z kterých je voda odváděna příčnými nátoky do podélných svodů probíhajících uvnitř komorového průřezu. Na koncích mostu jsou osazeny mostní závěry s celkovými posuny 240 mm na opěře 1 a 320 mm na opěře 9. P O S T U P V Ý S TAV B Y

Nosné konstrukce obou polovin mostu byly vysunuty z výrobny umístěné za opěrou 9. S ohledem na průběh trasy

NOSNÁ KONSTRUKCE

Nosné konstrukce obou polovin mostu jsou tvořeny jednokomorovým průřezem z předpjatého betonu C35/45 s konstantní výškou 3,5 m v ose spodní desky. Šířka pravého mostu je 13,55 m a levého 17,05 m (obr. 1). Při stejném průřezu komory u obou polovin, která má šířku na spodním líci 6,3 m, tak vychází u levého mostu velké vyložení konzol. Proto je deska mostovky u levé poloviny na celou šířku příčně předepnuta čtyřlanovými kabely á 1 m. S ohledem na postup výstavby byly obě nosné konstrukce rozděleny na patnáct lamel délky cca 27 m. Vnitřní tvar nosných konstrukcí v zadání odpovídal navrženému systému podélného předpětí. Pro výsun bylo navrženo centrické předpětí s kabely s různým počtem lan. To bylo doplněno zvedanými volnými kabely, vedenými přes deviátory uvnitř komorového průřezu. Zpracovatel DVP při optimalizaci návrhu podélného předpětí navrhl kabely centrického předpětí ve dvou velikostech s dvanácti nebo devatenácti lany, umístěné v deskách komory (obr. 6). V prvních čtyřech lamelách bylo navrženo ještě další centrické předpětí přímými kabely vedenými v osách stěn. Přídavné předpětí aktivované po vý4/2014

❚

5

PŘÍSLUŠENSTVÍ

Na mostě jsou navrženy železobetonové monolitické římsy, do kterých jsou osazena svodidla s úrovní zadržení H2 a na vnějších stranách mostu zábradlí. Mezi římsami bylo uloženo vozovkové souvrství, které včetně celoplošné pásové izolace má tloušťku 90 mm. Šířka vozovky pravého mostu je 11,75 m a levého 15,25 m. Odvodnění mostu je zajištěno odvod-


Obr. 1 Příčné řezy nosnými konstrukcemi ❚ Fig. 1 Cross-sections of both bridge structures Obr. 2 Podélný řez levým mostem ❚ Fig. 2 Longitudinal section of the left bridge Obr. 3 Výchozy vrstev pískovců R3 – R2 Fig. 3 R3 – R2 Sandstone layers Obr. 4 Založení na mikropilotách ❚ Fig. 4 Micro pile foundation Obr. 5 Výstavba pilířů ❚ Fig. 5 Construction of piers *) Dokumentacia pre výkonanie práce (red.)

39

❚


❚

STRUCTURES Obr. 6 Pohled do komory nosné konstrukce nad pilířem ❚ Fig. 6 Inside of the bridge superstructure above a pier Obr. 7 Výsun konstrukce probíhal pomocí 35 m dlouhého ocelového nástavce ❚ Fig. 7 35m long launching nose extension was used during construction Obr. 8 Výsuvné zařízení umístěné na opěře mostu ❚ Fig. 8 Launching unit placed at the abutment Obr. 9 Dokončovací práce Fig. 9 Finishing works

❚

Obr. 10 Pohled na dokončený most ❚ Fig. 10 View of the completed bridge 6

dálnice v místě mostu, která leží v přechodnici, probíhal výsun každé poloviny mostu po náhradní kružnici směrem proti spádu nivelety dálnice, který byl 1,23 %. Výrobna lamel mostu měla délku 32,5 m a její počátek byl umístěn 21 m za osu uložení na opěře 9. Mezi začátkem výrobny a osou uložení na opěře 9 byl umístěn pomocný pilíř, který byl aktivní pouze při výsunu 1. a poslední 15. lamely nosné konstrukce. Před betonáží 1. lamely byl uložen před výrobnu ocelový nástavec délky 35 m, ke kterému byla 1. lamela přibetonována (obr. 7). Spára mezi betonem nosné konstrukce a ocelovým nástavcem byla sepnuta tyčemi Ø 40 mm. Pro závěrečný posun mostu do konečné polohy byl připnut k poslední 15. lamele ocelový přípravek délky 4 m. Obě výrobny byly tvořeny železobetonovými monolitickými základovými pasy spojenými příčníky do tuhé7

8

ho roštu, který byl hlubinně založen na osmi pilotách Ø 1,2 m. Po výsunu jedné poloviny mostu byly podélné železobetonové stěny příčně přesunuty do polohy pro výsun druhé poloviny. Monolitické konstrukce výrobny byly doplněny o ocelové konstrukce nesoucí vnější bednění komorového průřezu nosné konstrukce. Ty spočívaly na lisech, aby bylo možné po be-

tonáži lamely provést její odbednění. Betonáž komorového průřezu probíhala ve dvou etapách: nejprve spodní deska a stěny, potom horní deska. Vlastní výsuvné zařízení bylo umístěno na dříku opěry 9, kde vertikálním zdvihem lisu bylo aktivováno tření mezi nosnou konstrukcí a výsuvným zařízením (obr. 8). Potom došlo k vodorovnému posunu konstrukce cca 250 mm a k poklesu tlaku ve zdvihacím lisu. Konstrukce mostu dosedla na brzdu, výsuvný lis dojel zpět do výchozí polohy a cyklus se znovu opakoval. Tímto postupem byl prováděn výsun konstrukce rychlostí cca 5 m za hodinu. Při stavbě byly dosaženy pro podporové lamely časy výstavby 8 až 9 dní a mezipodporové lamely 7 až 8 dní. S L E D O VÁ N Í M O S T U B Ě H E M V Ý S TAV B Y

Během výsunu jednotlivých lamel nosné konstrukce dostával projektant DVP mostu od zhotovitele a jeho podzhotovitelů všechny potřebné informace k posouzení chovaní celé konstrukce. Byly to zejména následující hodnoty: • před výsunem každé lamely od podzhotovitele předpětí průtahy všech centrických kabelů kotvených v dané lamele, • po výsunu lamely od zhotovitele mos40


❚

4/2014


9

❚

STRUCTURES

10

Literatura: [1] Meľová T. (2008): DRS – Dokumentácia pre realizáciu stavby, 205-00 Most na diaľnici nad Iliašovským potokom v km 5,006 D1 [2] Šístek M., Mukařovský J., Hamouz J. (2012): DVP – Dokumentácia pre vykonanie prác, 205-00 Most na diaľnici nad Iliašovským potokom v km 5,006 D1

tu hodnoty tlaků v lisech výsuvného zařízení v klidu i za pohybu, • po zpracování geodetického měření od zhotovitele monitoringu deformace spodní stavby a nosné konstrukce. Zhotovitel DVP zpracovával všechna obdržená data a porovnával je s teoretickými hodnotami. Všechny naměřené hodnoty odpovídaly předpokladům z projektu. Z ÁV Ě R

Investor Zpracovatel zadávací dokumentace Zhotovitel Zhotovitel objektu 205 Zpracovatel dodavatelské dokumentace DVP objektu 205 Podzhotovitel předpětí Zhotovitel monitoringu

Národní dálniční společnost projektová kancelář Valbek Bratislava sdružení Váhostav – SK, a. s., a Bögl a Krýsl, k. s. Bögl a Krýsl, k. s. Projektová kancelář Novák a partner, s. r. o.

Ing. Tatiana Meľová Valbek, s. r. o. Kutuzovova 11 831 03 Bratislava tel.: +420 244 643 077 e-mail: [email protected] www.valbek.eu

Ing. Milan Šístek e-mail: [email protected] Ing. Jan Mukařovský e-mail: mukarovsky@ novak-partner.cz Ing. Jan Hamouz e-mail: [email protected] všichni: Novák a partner, s. r. o. Perucká 5, 120 00 Praha 2

VSL Systémy (CZ) Gefos Slovakia

tel.: 221 592 066 www.novak-partner.cz

Firemní prezentace

Metoda výstavby vysouváním je v dnešní době již velmi dobře technologicky zvládnutá. Při přípravě DVP

úzce spolupracoval zhotovitel mostu s projektantem, kde oba partneři uplatnili svoje zkušenosti s touto metodou výstavby. Detailní příprava všech pracovních postupů před vlastní realizací se všem účastníkům výstavby vyplatila. Důkazem toho je úspěšná realizace mostu v požadované kvalitě. Celý I. úsek dálnice D1 Jánovce–Jablonov by měl být uveden do provozu na podzim letošního roku.

4/2014

❚


41


❚

STRUCTURES

VYBRANÉ MOSTNÉ OBJEKTY NA DIAĽNICI D1 FRIČOVCE-SVINIA ❚ SELECTED BRIDGE STRUCTURES ON FRIČOVCE-SVINIA PART OF THE D1 HIGHWAY Peter Hurbánek Diaľnica D1 Fričovce–Svinia sa nachádza na východnom Slovensku. Celá trasa prechádza komplikovaným územím. Dotknuté územie je súčasťou Šarišskej vrchoviny a celku SpišskoŠarišského medzihoria. Povrch terénu je modelovaný plochými hrebeňmi a kótami pahorkov. Svahy sú rozbrázdené eróznymi ryhami a miestami porušené svahovými deformáciami – zosuvmi. Mostné objekty predstavené v článku môžeme rozdeliť do dvoch skupín. Presypané jednopoľové oceľové konštrukcie a mostné objekty z tyčových prefabrikátov. ❚ The Fričovce-Svinia D1 highway is situated in the eastern part of Slovakia.

1

The entire route passes through a challenging terrain. This area is a part of Šariš as well as

2

Spiš-Šariš highlands. The terrain is defined by flat mountain ridges and hill peaks. The hill sides are highly eroded and locally deformed by landslides. Bridge structures described in this article can be divided into two groups, buried single-span steel structures and precast concrete beam bridge structures.

Navrhovaná diaľnica D1 je súčasťou základného komunikačného systému Slovenskej republiky a je zaradená do siete diaľnic a rýchlostných ciest SR pod označením D1. Jej funkciou je zaistenie bezpečného, kapacitného a rýchleho cestného prepojenia s najvyššou úrovňou komfortu, pričom zabezpečuje najvyššiu dopravnú funkciu v území s nadregionálnym dosahom. Diaľnica D1 v úseku Fričovce–Svinia je na začiatku napojená v križovatke Fričovce na úsek diaľnice Fričovce obchvat, ktorý je v súčasnosti v prevádzke, a na konci je napojená v križovatke Svinia na úsek Svinia–Prešov západ. MOST CEZ ÚDOLIE S BEZMENNÝM POTOKOM

Mostný objekt (obr. 1 až 3) prevádza diaľnicu D1 v km 82,2 ponad občasný bezmenný potok, ktorý bude upravený len pod mostným objektom. Diaľnica je na moste v základnom šírkovom usporiadaní D26,5/100, smerovo je v prechodnici a výškovo v údolnicovom oblúku. Most sa nachádza v členitom území v extraviláne obce Bertotovce. Predmetný mostný objekt je navrhnutý ako presypaný jednopoľový klenbový most. Nosnú konštrukciu tvorí oceľová flexibilná konštrukcia z plechu 42

ukotvená do základov pomocou kotviacich skrutiek. Konštrukcia mosta je navrhnutá v pozdĺžnom sklone 15 %. Šírka mosta v priečnom reze diaľnice je 52,5 m. Zakladanie je plošné. Nosná konštrukcia je kĺbovo uložená na základové pásy šírky 2,8 m. Vzhľadom na veľký pozdĺžny sklon terénu je základová škára navrhnutá stupňovite s dĺžkami 8 x 6 + 4,5 m. Nosnú konštrukciu tvorí oceľová flexibilná konštrukcia z plechu Super Core (od firmy ViaCon). Konštrukcia pôsobí ako klenba z hutneného štrkopieskového materiálu na rube oceľovej konštrukcie. Kovová konštrukcia tvorí iba ochranný a stabilizujúci prvok nosnej štrkopieskovej klenby a tvorí jeden dilatačný celok. Jednotlivé zložky kompozitnej konštrukcie spolupôsobia pri prenose zaťaženia. Vzájomné spo-

lupôsobenie je podmienené výberom kvalitného predpísaného materiálu, ale aj jeho zhutnením. Kvalitný zásypový materiál je použitý min. 3 m po stranách konštrukcie. Vo vzdialenosti menšej než 0,3 m od steny konštrukcie je použitý jemnozrnnejší materiál s prevahou oblých zŕn z dôvodu zníženia rizika poškodenia PKO. Najväčší problém predstavovala zložitá geometria v kombinácii s trasou diaľnice. Hlavná trasa je vedená v mieste mostného objektu na násypoch výšky cez 18 m. Násyp je tvorený armovanou zeminou a pre geometrické usporiadanie geomreží a mostného objektu bol vytvorený 3D model v programe Autocad. Nad výtokovým čelom bol dodatočne vytvorený betónový blok pre zaistenie armovanej zeminy, ktorý je zakotvený do nosnej konštrukcie.


❚

4/2014


❚

STRUCTURES

3

MOST CEZ POTOK VEĽKÁ SVINKA V KM 84,64 D1

Mostný objekt prevádza diaľnicu D1 ponad potok Veľká Svinka. Diaľnica je na moste v základnom šírkovom usporiadaní D26,5/100, smerovo je v dvoch prechodniciach a výškovo v údolnicovom oblúku. Priečny sklon mosta je premenný. Most sa nachádza v extraviláne obce Bertotovce. Mostný objekt pozostáva z dvoch nosných konštrukcií. Každá konštrukcia je pre jeden jazdný pás. Nosná konštrukcia je zostavená z tyčových prefabrikátov firmy Doprastav. Šírka vozovky medzi zvodidlami je 11,75 m. Spodná stavba oboch mostov je tvorená zo štyroch krajných opôr a štyroch medziľahlých podpier (obr. 4 a 5). Všetky opory mostného objektu sú založené na plošných základoch, do ktorých sú votknuté vysoké výstužné reb-

rá, ktoré spolu s krídlami a prednou stenou zachytávajú násypové teleso diaľnice. Prefabrikované krídla od firmy Maccaferri nadväzujú na monolitické železobetónové krídla opory a sú navrhnuté formou oporného vystuženého múru z betónových pohľadových prefabrikátov s horizontálnou geosyntetickou výstužou. Medziľahlé podpory sú navrhnuté ako dvojica stĺpov kruhového prierezu, votknutých do základov. Piliere sú založené hlbinne na veľkopriemerových pilótach. Pre každý dopravný smer je navrhnutá samostatná nosná konštrukcia o troch poliach z prefabrikovaných nosníkov skladobnej šírky 1,7 m na rozpätia 25 + 33 + 25 m (obr. 6). Nosníky sú vysoké 1,4 m a dlhé 24,5 m v krajných poliach a 31,5 v strednom poli. V priečnom reze každého mosta je osem nosníkov, ktoré sú spriahnuté

4

4/2014

Obr. 1

Priečny rez

❚

Fig. 1

Cross section

Obr. 2 Betónový blok na výtokovej strane ❚ Fig. 2 Concrete block on the discharge side Obr. 3 Celkový pohľad počas výstavby ❚ Fig. 3 Overall view within the building period Obr. 4 Spodná stavba počas výstavby ❚ Fig. 4 Substructure within the building period Obr. 5 Opora a prefabrikované krídla ❚ Fig. 5 Abutment with the precast head walls

monolitickou železobetónovou doskou hrúbky 0,22 m. Oba mosty sa realizujú po etapách. Najskôr sa uložia prefabrikované nosníky na prefabrikované dosky a po uložení výstuže spriahujúcej dosky prebehne betonáž na všetkých poliach súčasne spolu s priečnikmi. 5

❚


43


❚

STRUCTURES Obr. 6 Výstavba nosnej konštrukcie Fig. 6 Bridge deck construction Obr. 7 Pohľad na portál the portal

❚

Fig. 7

❚ View of

Obr. 8 Napojenie gabiónového krídla Fig. 8 Joint of the gabion head wall

❚

Obr. 9 Výstavba pilierov ❚ Fig. 9 Columns construction Obr. 10 Ukladanie nosníkov ❚ Fig. 10 Embedding the beams Obr. 11 Detail uloženia počas výstavby ❚ Fig. 11 Detail of temporary beam supports during construction

6

MOST NAD PRÍSTUPOVOU CESTOU V KM 86,325 D1

Mostný objekt prevádza diaľnicu D1 ponad prístupovú cestu. Diaľnica je na moste v základnom šírkovom usporiadaní D26,5/100, smerovo je v oblúku a výškovo vo vrcholovom oblúku. Most sa nachádza v extraviláne obce Chmiňany v členitom území, kde premosťuje prístupovú cestu a k nej pridruženú priekopu. Prístupová komunikácia pod mostom je v základnom šírkovom usporiadaní P4,0/30. Predmetný mostný objekt je navrhnutý ako presypaný jednopoľový klenbový most. Nosnú konštrukciu tvorí oceľová flexibilná konštrukcia z plechu. Konštrukcia mosta je navrhnutá v pozdĺžnom sklone 2,52 %. Šírka mosta v priečnom reze diaľnice je 37,5 m. Zakladanie je plošné. Nosná kon-

štrukcia je kĺbovo uložená na základové pásy šírky 2,35 m. Vzhľadom na pozdĺžny sklon terénu je základová škára navrhnutá stupňovite s dĺžkami 4 x 9,75 m. Nosná konštrukcia mosta je zmontovaná z plechu typu Multi-Plate MP200 (od firmy ViaCon). Stavebná výška objektu je 4,2 m. Šírka mosta je 37,5 m a rozpätie tubusu je 9,55 m. Jednotlivé zložky kompozitnej konštrukcie spolupôsobia pri prenose zaťaženia. Vzájomné spolupôsobenie je podmienené výberom kvalitného predpísaného materiálu, ale aj jeho zhutnením. Kvalitný zásypový materiál je použitý min. 3 m po stranách konštrukcie. Oceľová nosná konštrukcia je z oboch strán ukončená železobetónovým portálom (obr. 7 a 8). Šírka oboch portálov je 15,2 m. V mieste napojenia na zákla7

44

dové pásy majú portály hrúbku 1,5 m, ktorá sa po 5 m zmenší na hrúbku 0,75 m. Celková výška portálov je 7,95 resp. 8,05 m. Portály sú spojené so základovými pásmi pomocou kotevnej výstuže. Napojenie na oceľovú konštrukciu zabezpečujú oceľové tŕne, ktoré sú súčasťou dodávky tubusu. Betonáž portálov prebiehala symetricky z oboch strán nosnej konštrukcie. Maximálny výškový rozdiel pri betonáži bol 300 mm. Na danom objekte sú navrhnuté štyri gabiónové krídla výšky 2 až 8 m. Krídla sú skladané na zvislo s odskokmi 100 mm, z dielcov výšky 1 alebo 0,5 m. Jednotlivé časti sú navzájom spojené špirálami. Šírka gabiónovych blokov je 1 m a zaťaženie prenášajú jednoosé polyesterové geomreže 7-States Geogrid 110/30 s PVC povlakom. 8


❚

4/2014


STRUCTURES

Na mostnom objekte sú navrhnuté prefabrikáty o dvoch dĺžkach. V každom krajnom poli sú prefabrikáty dĺžky 29,8 m, vo vnútorných je dĺžka prefabrikátov 40,9 m. Na stavbe boli použité nosníky DPS VP-I 04 z betónu C45/55. Všetky nosníky sú zhotovené vo výrobni z troch dielov. Po dopravení na stavbu sú napínané káblami zloženými zo štyroch lán. Počet lán i káblov sa líši podľa rozpätia. Nosníky dĺžky 29,8 m sú predopnuté ôsmimi štvorlanovými káblami a to tak, že päť káblov je predopnutých na stavbe pred uložením nosníka na priečnikové dosky. K predopnutiu zvyšných káblov dôjde po zhotovení prvého vnútorného priečnika vrátanie spriahujúcej dosky v prvom poli. Všetky káble nosníkov dĺžky 40,9 m sú napínané pred uložením na priečnikovú dosku.

9 10

11

MOST NAD CESTOU III/018 190 A POTOKOM JAKUBOVIANKA

Mostný objekt premosťuje cestu III/018 190 a potok Jakubovianka v km 87,0 D1. Šírka pravého pásu diaľnice je rozšírená kvôli výhľadu na diaľnici. Diaľnica je na moste v základnom šírkovom usporiadaní D 26,5/100, smerovo je v oblúku a výškovo v údolnicovom oblúku. Priečny sklon mosta je konštantný 4,5 %. Mostný objekt sa nachádza v extraviláne obce Chmiňany v členitom území. Zakladanie a spodnú stavbu projekčne spracoval generálny projektant firma Alfa 04, a. s. Na ďalších riadkoch sa preto budeme zaoberať hlavne hornou stavbou. Nosná konštrukcia (obr. 9 až 11) je sedempoľová a v definitívnom štádiu pôsobí ako spojitý nosník. Pevné uloženie je navrhnuté približne v strede mostné4/2014

❚

❚

ho objektu. Konštrukcia je na oporách a podperách uložená na dvojici ložísk. Nosná konštrukcia mosta je zmontovaná z tyčových prefabrikátov z dodatočne predpätého betónu C45/55, výšky 2 m, spriahnutých železobetónovou monolitickou doskou hrúbky 0,2 m z betónu C30/37. Nosníky sú zmonolitnené do jedného dilatačného celku železobetónovými priečnikmi nad podperami. Šírka nosné konštrukcie pre ľavý most je 13,75 m a pre pravý most 14,35 m, z čoho vyplýva rozdielny počet nosníkov pre mosty. Priečny rez ľavého mostu je zložený z osem nosníkov, pravý most má deväť nosníkov. Rozpätie polí mosta je 30 + 5 x 42 + 30 m. Celková dĺžka nosnej konštrukcie je 271,4 m. Nosné konštrukcie mosta sú vo smerovom oblúku o polomere R = 800 m a výškovo v údolnicovom oblúku o polomere R = 12 000 m.


Pre napínanie sú použité laná ØLs 15,51620/1800-LD, ktoré sú vedené po celej dĺžke nosníka. Mäkká výstuž prefabrikátov je z betonárskej ocele B500B. Prefabrikáty budú dvíhané pomocou štyroch závesov z ocele B500C. Nosná konštrukcia je realizovaná po etapách. Výstavba začína vždy u pevného ložiska. Na oporách sa uložia ložiská do konečnej polohy a tyčové prefabrikáty sa ukladajú na priečnikové dosky z betónu C30/37, ktoré zároveň tvoria stratené debnenie pre betonáž priečnikov. Po ich odskružení sa dosky stabilizujú pomocou lisov, ktoré sa umiestnia na pilieroch. Piliere majú tvar hviezdy a sú prispôsobené tomuto stavebnému stavu. Výšková poloha dosiek definuje aj výšku uloženia tyčových prefabrikátov, ktoré budú na dosku priečnika ukladané. V priečnom smere je prvý nosník uložený v strede priečnikovej dosky. Ďalšie nosníky sú montované symetricky po jednom okolo stredu. S betonážou priečnikov sú zároveň zhotovené i časti spriahujúcej dosky do vzdialenosti 7,5 m od osi uloženia na obidve strany. Nakoniec je vybetónovaná spriahujúca doska medzi priečnikmi. 45


12

❚

STRUCTURES

13

14

15 Obr. 12 Priečny rez ľavým mostom a oporným múrom ❚ Fig. 12 Cross-section of the left bridge and the retaining wall

Obr. 13 Priečny rez mostov ❚ Fig. 13 Cross-sections of the bridge

Obr. 15 Pozdĺžny rez pravým mostom ❚ Fig. 15 Longitudinal section of the right bridge

Obr. 14 Pozdĺžny rez ľavým mostom ❚ Fig. 14 Longitudinal section of the left bridge

Obr. 16 Pôdorys ❚ Fig. 16 Bridge plan

16

46


❚

4/2014

MOST CEZ ÚDOLIE V KM 89,4 D1

Predmetný mostný objekt premosťuje údolie, vyznačujúce sa prudkým sklonom svahov k potoku Veľká Svinka. Vzhľadom na vedenie trasy diaľnice popri svahu, ktorý sa nachádza na jej pravej strane, mosty pre pravý a ľavý jazdný pás majú rôznu dĺžku. Diaľnica D1 je na moste v základnom šírkovom usporiadaní D26,5/100, smerovo je v prechodnici a v oblúku, výškovo klesá v konštantnom spáde 3,4 %. Priečny sklon vozovky na moste je konštantný 2,5 %. Most sa nachádza v extraviláne obce Chmiňany. Most pozostáva z dvoch nosných konštrukcií (obr. 12 a 13). Každá konštrukcia je pre jeden jazdný pás. Nosná konštrukcia je zostavená z tyčových prefabrikátov, spojitá, z dodatočne predpätého betónu. Spodná stavba oboch mostov pozostáva spolu zo štyroch krajných opôr a piatich medziľahlých podpier (obr. 14). Medziľahlé podpory majú výšku 7,5 až 14 m a sú navrhnuté ako dvojica stĺpov hviezdicového prierezu. Základ pilierov tvorí železobetónový základ o rozmeroch 5,5 × 5,5 m výšky 1,5 m. Piliere sú založené hlbinne na veľkopriemerových pilótach. Opory P3 a L6 sú založené na násype. Opory majú tvar nízkych úložných prahov. Pilóty pod týmito oporami sú vŕtané z parapláne bez použitia hluchého vŕtania. Založenie opôr P1 a L1 sa realizuje na stávajúcom teréne. Všetky opory sú masívne z betónu C30/37 a spolu s votknutými krídlami vytvárajú krabicový systém. Výška medzi nosnou konštrukciou a úložným prahom umožňuje umiestnenie hydraulických lisov pre výmenu ložísk. Pre každý dopravný smer je navrhnutá samostatná nosná konštrukcia o piatich, resp. dvoch poliach z prefabrikovaných nosníkov skladobnej šírky 1,7 m na rozpätia 5 x 30 m, resp. 2 × 30 m (obr. 15 a 16). Nosníky sú vysoké 1,4 m a dlhé 29,6 m v krajných poliach a 28,9 m v stredných poliach. V priečnom reze každého mosta je osem nosníkov. Prefabrikáty sú zmonolitnené do jedného dilatačného celku železobetónovými priečnikmi a spriahujúcou doskou. Nosníky z betónu C45/55 sú predpäté z výrobne hybridným predpätím – lanami aj káblami zloženými zo štyroch lán. Nosníky majú tri štvorlanové káble. Priame laná Ls 15,5-1540/1800 sú vedené v celej dĺžke nosníka. Káble Ls 15,7-1600/1860 z nosníkov nepre4/2014

❚

chádzajú cez podporu. Nad podporou sú ohybové momenty prenesené betonárskou výstužou. Nosná konštrukcia ľavého mosta bude vyhotovená po etapách. Výstavba začína u pevného ložiska a priliehajúcich poliach. V prvom kroku sa uložia ložiská do konečnej polohy. Následne sa uložia prefabrikované dosky, podoprené na lisoch a drevených hranoloch. V doskách sú pripravené otvory pre dodatočné zabetónovanie hornej časti ložísk. Po dobetónovaní dosky priečnika a náliatkov ložísk sú na dosky ukladané prefabrikované nosníky. V priečnom smere je prvý nosník uložený v strede prefabrikovanej dosky. Ďalšie nosníky sú montované symetricky po jednom okolo stredu prefa dosky. S betonážou priečnikov sú zároveň zhotovené i časti spriahujúcej dosky vo vzdialenosti 7,5 m od osi uloženia na obidve strany. Nakoniec sa realizuje zostávajúca spriahujúca doska medzi priečnikmi. Pravý most sa vybetónuje celý na jednu etapu. Podopretie priečnikových dosiek je identické ako u ľavého mostu. Mostný objekt sa nachádza v zosuvnom území a v priebehu projektových prác dochádzalo k nutným koordinačným úpravám s technickým riešením pre zaistenie globálnej stability územia. Pred oporou L1 sa nachádza oporný múr, ktorý zaisťuje stabilitu územia a ďalší oporný múr je v strednom deliacom páse, v mieste prvých troch polí ľavého mostu.

❚

STRUCTURES

Firemní prezentace


Program pro výpoĀet prutových konstrukcí

FEM program pro výpoĀet 3D konstrukcí

Z ÁV E R

Stavba bola zahájená v roku 2011. Práce momentálne pokračujú a predpokladaný rok dokončenia je 2015. Celá stavba prebieha podľa žltého FIDICu. Aj napriek zložitému územiu, komplikovanej geológii a lokálnym zosunom sa predpokladá dokončenie stavby v termíne a v požadovanej kvalite. Verejný obstarávateľ

Národná diaľničná spoločnosť, a. s.

Zhotoviteľ stavby

Združenie D1 Fričovce, Doprastav, a. s., Strabag, s. r. o.

Generálny projektant

Alfa 04, a. s., Bratislava

Projektant objektov

Novák&Partner, s. r. o., Praha, Ing. Peter Hurbánek, Ing. Renáta Dlouhá, Ing. Magdaléna Mukařovská

Aktuální informace Podpora nových evropských norem Různé národní přílohy Cena programu již od 33 450 Kč Česká verze včetně manuálů

www.dlubal.cz Dlubal Software s.r.o. Anglická 28, 120 00 Praha 2 Tel.: +420 221 590 196 Fax: +420 222 519 218 www.dlubal.cz [email protected]

Ing. Peter Hurbánek Novák&Partner, s. r. o. Perucká 2481/5, 120 00 Praha 2 tel.: 731 648 986 e-mail: [email protected]


47 Inzerce 71.7x259 spad Update 08-2013 (Beton CZ)_01.indd 1

25.8.2013 1

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E

ODKAZ LAGUNY

❚

❚

MATERIALS AND TECHNOLOGY

LAGOON LEGACY

Credits: Comargo Corrêa, Aterpa M. Martins e Construbase

Helena Russell Článek popisuje využití horní výsuvné a zdvihací skruže s optimalizovaným předpětím, která byla vyrobena portugalskou společností Berd pro využití při výstavbě mostu u města Laguna v Brazílii. Most je 2,8 km dlouhý, má 52 polí a skládá se z viaduktu a zavěšeného pole. ❚ The article describes the use of an upper launching and lifting gantry with optimised prestressing system, which was produced by the Portuguese company BERD for completion of a bridge at the city of Laguna in Brasil. The bridge is 2.8 km long, it has 52 spans and consists of a viaduct and cable-stayed span.

Nové dálniční spojení, jehož výstavba probíhá na jihu Brazílie, přitahuje značnou pozornost předních zastupitelů země. Jen týden poté, co autorka koncem loňského roku navštívila staveniště, měl na místo dorazit brazilský prezident, aby sám shlédl průběh prací na tomto ostře sledovaném projektu. Nové 2,8 km dlouhé přemostění sestává z viaduktu a jednoduchého zavěšeného pole – třebaže to není z konstrukčního hlediska největší brazilský most, nelze popřít jeho strategický význam pro pobřežní silniční síť celé země. Za zmínku navíc stojí i náročnost způsobu dodávek materiálů na stavbu. Laguna Bridge, jehož výstavba právě probíhá v brazilském spolkovém státě Santa Caterina, bude určen pouze pro rychlostní silniční dopravu – chod48

cům nebude vstup umožněn a počítá se zejména s tranzitní dopravou. Jezero je již překlenuto stávajícím železničním mostem z 19. století, který však už není v provozu, a náspem z 20. století převádějícím silniční dopravu. Nové přemostění, které vyjde zhruba na 250 mil. dolarů a je ve výstavbě od října 2012, se bude skládat z viaduktu o 52 polích a zavěšeného mostu s 200 m dlouhým hlavním polem a 100 m dlouhým vedlejším polem na každé straně. Most je stavěn pro veřejného zadavatele sdružením dodavatelů s názvem Consorcio Ponte de Laguna vedeným společností Camargo Correa s 50% podílem. Další dva dodavatelé, Aterpa M Martins a Construbase, mají po 25 %. Vedle jeho strategického významu je dalším důvodem zájmu o tento projekt použití výsuvné zdvihací skruže s optimalizovaným předpínacím systémem navržené a zhotovené portugalským výrobcem Berd. Čtyřicet devět padesátimetrových polí bude postaveno pomocí tohoto zařízení a Henrique Barroso Domingues, výkonný vedoucí projektu ze společnosti Camargo Correa, vysvětluje, proč byl pro výstavbu vybrán tento systém. „Na projektu Laguna pracuje zhruba 1 300 lidí, bez tohoto zařízení bychom jich potřebovali ještě více. Najít vhodné zaměstnance je zejména v této části země těžké, navíc v současné době

1

musí stavby mostů bojovat o pracovníky i s jinými inženýrskými stavbami. Nejenže je nábor lidí náročný, ale teď je i dražší,“ říká. „V Brazílii v tuto chvíli probíhá mnoho projektů a je opravdu komplikované na ně získat dostatek kvalifikované pracovní síly. Výhodou tohoto typu zařízení je, že nepotřebujeme tolik zaměstnanců a nejsme tedy závislí na nalezení dostupných pracovníků s dostatečnou kvalifikací pro výstavbu mostu tradičními prostředky. Tento způsob průmyslového konstrukčního systému vyžaduje minimum zaměstnanců,“ dodává Barroso Domingues. „Zkoumali jsme spoustu jiných typů metod a strojních zařízení a pro výběr tohoto systému bylo mnoho důvodů. Hlavně šlo o cenu, konkurenceschopnost a flexibilitu. Trh je teď velmi soutěživý a vybrané zařízení nám umožnilo snížit cenu naší nabídky díky zvýšení produktivity. Uzavřeli jsme smlouvu se společností Construgomes, kteří systému rozumí, aby na místě zaškolili naše vlastní zaměstnance k použití zařízení, které jsme koupili. Plánujeme ho v budoucnu použít na další práce,“ říká Barroso Domingues. Dle Barrosa Dominguese jsou hlavní pole na kritické cestě a výstavba přístupových polí je naplánována s délkou cyklu, kterou se podařilo zkrátit jen na pět dní. Barroso Domingues udává, že výstav-


❚

4/2014


ba mostu v současnosti probíhá dle harmonogramu, předpokládá navíc, že v následujících měsících se situace ještě zlepší. „Z dlouhodobého hlediska věřím, že se nám podaří zrychlit a předběhnout časový plán,“ dodává. Věří, že právě časová úspora, kterou přineslo využití zmíněného vybavení, byla jedním z hlavních důvodů, proč sdružení veřejnou zakázku vyhrálo. „Druhý zájemce plánoval výstavbu letmou montáží,“ prozrazuje, „to by ale trvalo déle a bylo by zapotřebí větší množství technického zařízení i více pracovníků.“ Nový most účinně zvýší průjezdnost přes jezero u města Laguna. Toto místo v současné době představuje kritický dopravní úsek dané trasy – čtyřproudá vozovka se na stávajícím mostě musí zúžit do dvou pruhů, což způsobuje neustálá zpoždění. To by bylo nepříjemné na každé přepravní trase, zde je navíc dopad ještě vážnější vzhledem k tomu, že jde o důležité dálniční spojení mezi severní a již-

❚


Laguna, kterou nový most překonává, je dlouhá zhruba 33 km a sama její přítomnost přináší logistické problémy pro stavební práce. Většina mostu je stavěna z prefabrikovaných betonových segmentů, což byl požadavek zadavatele s cílem snížit možný dopad na životní prostředí v místě stavby. V blízkosti trasy mostu se nenachází vhodný prostor pro zřízení výrobny prefabrikátů, musela tedy být postavena ve vzdálenosti asi 5 km. Nejen, že jsou tedy výrobní plošina ale i budovy vedení stavby dost vzdáleny od samotného mostu, napříč přes jezero, ale navíc se jediná rovná plocha vhodná k zřízení výrobny nachází na vrcholku kopce. Prefabrikované díly tedy budou muset být přesouvány pomocí portálového jeřábu podél 150m ocelového mola, které bylo speciálně postaveno pro tyto účely; následně budou spuštěny na úroveň vodní hladiny a umístěny na nákladní čluny, které je dopraví na staveniště. Tímto způsobem se již manipuluje s betonem určeným pro stavbu mono-

ce i rozměrné ocelové dílce, ze kterých byla sestavena skruž, byly dopraveny touto metodou. Ironií je, že samotná plavidla musela být na místo dopravena po zemi, neboť jsou příliš velká na to, aby se na jezero dostala po vodě. Podle Chavese přeprava a montáž všech člunů trvala skoro rok. Budovy kanceláří vedení stavby a prefa výrobna zabírají plochu o rozloze 10 ha, je zde umístěno i ubytování a zázemí pro zaměstnance. Jak Barroso Domingues zdůrazňuje, jedním z hlavních problémů takto velkého projektu je nábor pracovníků s odpovídající kvalifikací, v důsledku toho jich 70 % nepochází ze státu. Zajištění služeb, jako například dodávka vody na staveniště, je také velmi složitý úkol. Stavba má vlastní vrt, z kterého se získaná voda následně upravuje pro pití, voda z klimatizací se recykluje pro betonáž, čištění apod., a ze stejných důvodů se chytá i dešťová voda. Most je založen na pilotách z ocelo-

Obr. 1 Segmenty zdvihané výsuvnou zdvihací skruží do své pozice (Consorcio Ponte de Laguna) ❚ Fig. 1 Segments being lifted into position by the gantry (Consorcio Ponte de Laguna) Obr. 2 Probíhající výstavba pylonů ❚ Fig. 2 Construction of the main towers is now under way

2

ní částí země a dále s Jižní Amerikou. Objednatelem zakázky je národní ředitelství silnic a projekt mostu vypracovala konzultační a projekční kancelář Enescil. Vzhledem ke geometrickému uspořádání nového křížení bude zavěšené pole prvním zakřiveným zavěšeným mostem v zemi. V současné době není na jezeře přítomna lodní doprava, která by takové pole vyžadovala, ale technický vedoucí sdružení Consorcio Ponte de Laguna, Weber Chaves, říká, že tento plavební profil byl požadován s ohledem na možné budoucí plavební dráhy. 4/2014

❚

litických základů a pilířů viaduktu a pylonů hlavního pole. Autodomíchávače jsou naplněny betonem v betonárně na opačné straně jezera, poté najedou na čluny a jsou po vodě přepraveny na staveniště. Přípravné práce obnášely vybrání dna v trase mostu a výstavbu mol a kotvišť pro nákladní čluny, které se na zakázce používají. Pro zajištění lodního přístupu ke staveništi je zapotřebí 55 plavidel, vše se totiž na místo dopravuje po vodě vzhledem k tomu, že jediný pozemní přístup představuje ona dálnice, kde se tvoří časté dopravní zácpy. Dokon-


vých výpažnic vyplněných betonem, které jsou zapuštěny na úroveň skalního podloží, což v některých místech představuje hloubku až 70 m. Piloty mají průměr 2,5 m a jsou vetknuty až 7 m do skalního masivu. Výstavba základových konstrukcí probíhá z jednoho z plovoucích „ostrovů“, které jsou tvořeny několika dopravními čluny nesoucími potřebné vybavení a materiál. Bylo třeba zhotovit 40 pilot (doslovný překlad – pozn. překladatele), z nichž více než polovina byla hotová na konci listopadu 2013. Ačkoliv je většina nového mostu se49


❚

MATERIALS AND TECHNOLOGY Obr. 3 Pohled ze skruže směrem k stávajícímu silničnímu náspu a železničnímu mostu ❚ Fig. 3 View from the gantry, showing the existing road embankment and rail bridge Obr. 4 Skruž bude použita pro výstavbu téměř všech 52 mostních polí ❚ Fig. 4 The gantry will be used to build almost all of the bridge´s 52 spans Obr. 5 Situace v květnu 2014 ❚ Fig. 5 Situation in May 2014

3 4

stavována za použití horní výsuvné zdvihací skruže, ve dvou úsecích je nosná konstrukce betonována na místě – jednak v první části mostu, kde není dostatek místa pro přístup výsuvné skruže, a dále pak v místě křížení mostu se železniční tratí, kde by přísun segmentů spodem komplikoval výstavbu. Když v listopadu loňského roku autorka navštívila staveniště, práce již postoupily z monolitické betonáže k použití výsuvné skruže, která dokáže sestavit 50 m dlouhé pole za méně než týden. V listopadu začínaly práce na výstavbě mostních polí přes vodní lagunu. Práce na jednom z pylonů zavěšeného pole započaly již měsíc předtím, prá50

ce na druhém pak měly být právě zahájeny. Stavba obou pylonů bude probíhat souběžně s montáží prvního předpolí mostu. Výsuvná zdvihací skruž bude použita pro realizaci obou viaduktů na předpolích mostu, a to postupně nejdříve na jednom a pak na druhém z nich. Přemístění skruže bude složitá operace, kdy ji bude zapotřebí rozebrat a přepravit na druhou stranu mostu, kde bude znovu sestavena. Podle provozního manažera společnosti Berd Davida Moreirase bylo dodavateli navrženo pět možností přemístění skruže, s různými finančními a časovými dopady

a požadavky na vybavení pro demontáž a přepravu. Výběr varianty zůstává na dodavateli. Moreiras vysvětluje hlavní výhodu této výsuvné zdvihací skruže oproti tradiční skruži. Ta tkví v tom, že není třeba z člunu vyzvednout a prostorově rektifikovat polohu všech čtrnácti segmentů tvořících jedno 50m pole, aby mohlo být zahájeno jejich konečné sepnutí. Hned po vyzdvihnutí poloviny segmentů lze předpínací systém ve skruži přizpůsobit tak, aby skruž pojala zbývajících sedm dílců, které jsou následně vyzvednuty a umístěny přímo do správné geometrické pozice. Tím dochází k časové úspoře v procesu výstavby i rektifikace – podle Moreirase činí až 8 h na jedno pole. Dílce jsou v době montáže vzájemně propojeny pomocí předpínacích tyčí Dywidag, po celkovém sestavení pole je vneseno předpětí po celé jeho délce. Nosná konstrukce je stavěna po částech, střední komorové dílce jsou montovány za pomoci skruže, po kompletaci celého pole jsou osazeny prefabrikované vzpěry podpírající konzoly mostu. Následují prefabrikované desky, na které se vybetonuje betonová mostovka. V době, kdy šlo Bd&e do tisku (časopis, z kterého byl článek přejatý, pozn. red.), stroj LG 50/100 stavěl jednotlivá pole v pětidenních cyklech a zrovna pracoval na šestnáctém. Vzhledem k tomu, že sdružení plánovalo týden pro výstavbu každého pole, toto určitě představuje vyšší tempo a možnost předběhnout harmonogram. Moreiras dokonce věří, že díky efektivní práci a dobré organizaci by s tímto technickým vybavením bylo možné postavit jedno pole již za tři až čtyři dny.


❚

4/2014


❚


na staveniště a rovněž sestavení zařízení na místě, to vše proběhlo přesně podle plánu,“ říká. Na návrhu stroje se začalo pracovat v lednu 2013, pak byl v Portugalsku vyroben, dopraven na staveniště do Brazílie a po sestavení a odzkoušení byl koncem srpna téhož roku připraven k započetí výstavby – což je dle Moreirase velmi krátký harmonogram. Barroso Domingues rovněž věří, že právě přítomnost tohoto špičkového moderního zařízení je jedním z důvodů celostátního zájmu o projekt. „Taková investice do technologie, která, jak se ukazuje, funguje dobře, je pro vládu politicky přínosná,“ říká. Helena Russell šéfredaktorka

5

časopisu Bridge Design and Engineering

Z hlediska postupu prací zabere přemístění skruže nějaký čas a její sestavení na druhém konci mostu bude komplikované kvůli omezenému přístupu. Skruž je 132 m dlouhá, 9,3 m široká a 6,75 m vysoká; v nezatíženém stavu váží 520 t. Na zařízení byly navíc navrženy speciální kotevní body zajišťující jeho lepší stabilitu – toto opatření bylo zavedeno

z důvodu ochrany stroje před poškozením silnými bouřkami, které se v této části země vyskytují několikrát do roka. Barroso Domingues je velmi spokojen se službami společnosti Berd a potvrzuje, že všechny sliby z hlediska lhůt dodání, sestavení a postupu byly splněny, a to hned od chvíle podepsání smlouvy. „Výroba stroje v Portugalsku, doprava lodí a následně nákladním vozem

Text článku byl v původním anglickém znění otištěn v časopisu Bridge Design and Engineering, č. 74, 2014, str. 20–26, www.bridgeweb.com. Fotografie: obr. 1 Consorcio Ponte de Laguna; obr. 2 a 3 Helena Russell, časopis Bd&e; obr. 4 a 5 společnost Berd, www.berd.eu; Překlad: PROF-ENG, s. r. o. Odborná konzultace překladu: Ing. Jan Růžička, VIS, a. s.

Stejně jako v jiných oborech, tak i ve stavebnictví dochází k silnému konkurenčnímu tlaku ze strany dalších firem, a je tak nezbytné propagovat své schopnosti a dovednosti na nejvyšší možné úrovni. Díky mezinárodní spolupráci, otevřenosti trhu a stále větší intervenci zahraničních investorů do českého podnikatelského prostředí je nezbytná prezentace firem především v anglickém jazyce. Nedostatečná kvalita anglického překladu a špatná odborná terminologie může negativně ovlivnit pohled zahraničních investorů na celou firmu a tím i na budoucí spolupráci. Řešením je oslovení specializované jazykové a překladatelské agentury, která má znalost této problematiky a orientuje se ve stavebních technologiích a materiálech a v české i anglické odborné stavební terminologii. Tyto kvality vám v oboru překladatelství a výuky pro obory stavebnictví a právo na českém trhu nabízí společnost PROF-ENG, s. r. o. Zaměřuje se, mimo jiné, na výuku a překladatelskou činnost se specializací na mostní stavitelství. Společnost PROF-ENG, s. r. o., je specializovaná jazyková a překladatelská agentura v oblasti anglického jazyka, která nabízí vysoce kvalitní služby pro obory právo a stavebnictví. Svým klientům nabízí profesionální služby na míru a terminologicky přesné překlady včetně tzv. soudního ověřování překladů. Dále také nabízí výuku na základě požadavků klienta, při níž vychází maximálně vstříc a garantuje viditelné výsledky. Tým společnosti PROF-ENG, s. r. o.,

4/2014

❚

tvoří především odborníci s praxí v oboru, právníci, stavební inženýři a projektanti, špičkoví překladatelé s mnohaletou praxí a soudní překladatelé. Správnou terminologii pro překlady i pro výuku získávají mj. spoluprací s vysokými školami (např. FSv ČVUT, PF UK atd.), s odbornými konzultanty z praxe a rovněž využívají prověřené a kvalitní materiály v originálním znění. Zárukou kvality jsou rovněž reference společnosti. Přesné překlady odborných textů z oblasti mostního stavitelství se týkají veškerých aspektů spojených s rekonstrukcí či výstavbou nových mostů počínaje fází provádění stavebních průzkumů a projektů až po fázi jejich realizace. „Pro vypracování správného odborného překladu v oblasti stavebnictví je nezbytná alespoň základní znalost postupů výstavby, technologií i materiálů, a to v obou jazycích. Překlad je výsledkem týmové spolupráce mezi stavebními odborníky a překladateli. Já jsem navíc měla možnost chodit na stavby a učit se přímo od stavařů, jejichž práce si velmi vážím. Stále se od nich učím a za tuto možnost jim touto cestou děkuji. Tyto znalosti mi pomáhají i při výběru našich spolupracovníků,“ uvádí Magdaléna Sobotková, jednatel společnosti PROF-ENG, s. r. o., lektorka a překladatelka se specializací na právnickou a stavební angličtinu. Více informací o společnosti a službách, které nabízí, najdete na stránkách www.professional-english.cz


51

Firemní prezentace

PREZENTUJTE VAŠI FIRMU A VAŠE STAVBY NA NEJVYŠŠÍ MOŽNÉ ÚROVNI

HISTORIE

❚

HISTORY

DR. ULRICH FINSTERWALDER – BETONÁŘ, KONSTRUKTÉR VIZIONÁŘ ❚ DR. ULRICH FINSTERWALDER – CONCRETE DESIGN ENGINEER VISIONARY Josef Kubíček V článku je v krátkosti podán historický

přínos

Dr. Ulricha

Finsterwaldera pro širokou škálu betonových staveb, od skořepin přes tyčovou výztuž, betonové příhradové konstrukce, předpjaté pásy pro přemostění Bosporu, zavěšené mosty až po stavbu betonových lodí.

❚ The article

gives a short overview of the historical contribution of Dr. Ulrich Finsterwalder to a broad scale of concrete buildings: from shells to bar reinforcement, free cantilever bridges, concrete truss and tie structures, stress ribbon for bridging of Bosporus, cable stayed bridges and concrete boats.

V prosinci roku 1988, před 25 lety, zemřel ve věku 91 let jeden z největších konstruktérů a betonářů všech dob Dr.-Ing. Ulrich Finsterwalder. Jen málokterý člověk ovlivnil betonové stavitelství takovým způsobem, jako to během své přes šedesát let dlouhé praxe učinil Finsterwalder. Z domova byl výborně teoreticky připraven, jeho otec byl profesorem matematiky na mnichovské technice. Bezprostředně po maturitě v roce 1916 byl povolán do armády. Po válce byl dva roky v zajetí ve Francii, kde se

dále zlepšoval ve francouzštině a matematice. Po návratu studoval na TU Mnichov. Již během studia se intenzivně věnoval tehdy velmi oblíbenému oboru – teorii skořepin. Studium zakončil excelentní diplomovou prací, v které provedl výpočet osových sil v mřížovině planetária tvaru polokoule tak, že tento problém řešil teorií skořepin pro různé zatěžovací případy a z vypočtených napětí počítal zpětně osové síly. O pět let později podal ve své doktorské práci diferenciální rovnice pro výpočet válcových skořepin, ztužených na koncích ztužidly ve tvaru kruhových segmentů. Tato práce měla pro další vývoj skořepin velký význam. V té době již pracoval ve firmě Dyckerhoff/Widman (D/W) v Mnichově spolu s Dischingerem na konkrétních projektech skořepin, zejména pro planetárium Zeissových závodů v Jeně (skořepina o průměru 40 m) a řadě dalších staveb. Teoretické práce Finsterwaldera byly plně potvrzeny při stavbě velkotržnice ve Frankfurtu nad Mohanem v roce 1928, u které je 50 m široký a 220 m dlouhý prostor tržnice zakryt patnácti válcovými skořepinami šířky 14,7 m o tloušťce 70 mm (obr. 1). V následu-

jících letech vypracoval projekty řady dalších pozoruhodných skořepin, zakrývajících tržiště, hangáry a haly, např. v Basileji, Budapešti, Kolíně nad Rýnem aj. Vrcholem mělo být zakrytí hlavního nádraží v Mnichově betonovou skořepinou, vyztuženou žebry. Hala kruhového půdorysu o průměru 280 m a výšky 100 m nebyla však kvůli druhé světové válce realizována. V roce 1930 vypracoval Finsterwalder soutěžní návrh firmy D/W na most Dreirosenbrücke v Basileji jako dvě předpjaté dvoukonzoly (rozpětí 51 + 103 + 51 m) s kloubem uprostřed hlavního pole (obr. 2). Předpětí bylo navrženo spletenými lany průměru 60 mm bez soudržnosti s konstantní silou po celé délce. Tento návrh, který nese všechny znaky pozdějších letmo betonovaných mostů, nebyl v té době porotou ještě pochopen. Od roku 1933, kdy od firmy D/W odešel Dischinger na TU Berlín, byl Finsterwalder jmenován šéfkonstruktérem firmy a o několik let později osobně ručícím společníkem. O čtyři roky později obdržel Finsterwalder francouzský a americký patent na výstavbu betonových příhradových nosníků, u kterých je výztuž uspořádána ve svazcích. Tlakové diagonály jsou betonovány jako první, tahové diagonály teprve po vnesení všech stálých

Obr. 1 Tržnice ve Frankfurtu nad Mohanem půdorysu 50 × 220 m (1928), a) příčný řez, b) pohled do haly ❚ Fig. 1 Market hall in Frankfurt am Main, layout of 50 x 220 m (1928), a) cross section, b) view into the hall Obr. 2 Soutěžní návrh na Dreirosenbrücke v Basileji (1930) ❚ Fig. 2 Competition proposal for Dreirosebrücke in Basel (1930)

1a

52

1b


❚

4/2014

HISTORIE

zatížení, tedy poté, kdy již došlo k protažení oceli. Tím bylo dosaženo lehkého předpětí a podstatně redukovány trhliny (obr. 3). Ve stejném roce obdržel francouzský, britský a americký patent na provádění železobetonových nosníků s předpínací výztuží uspořádanou vedle stojin nosníků. Dvě poloviny nosníků, spojené uprostřed rozpětí kloubem, jsou vybetonovány na převýšené skruži, předepnuty a následně po odskružení spuštěny. Tímto způsobem byl v roce 1938 realizován nadjezd o jednom poli rozpětí 34,5 m nad dálnicí u Wiedenbrücku (obr. 4). Během 2. světové války navrhl Finsterwalder s ohledem na nedostatek oceli motorové lodě a vlečné čluny o výtlaku až 6 000 t jako skořepinu tloušťky 80 mm ztuženou příčníky z lehkého betonu vysoké pevnosti (obr. 5). Lodě byly betonovány dnem vzhůru a povrch následně dokonale zbroušen, takže nebyly nutné žádné nátěry. Lodě byly poté jednostranným zaplavením otočeny do správné polohy. Jedním z největších činů Finsterwaldera u firmy D/W je zavedení předpínací výztuže Dywidag St 60/90 se závitem naválcovaným za studena. Průměr tyčí, které lze spojkovat do libovolné délky, byl nejprve 26 mm. Přednost byla dávána omezenému předpětí. Pomocí tohoto předpínacího systému byl jako jeden z prvních mostů také předepnut smělý rám přes Dunaj v Ulmu o rozpětí 82,4 m, u kterého jsou opěry provedeny z prutů, uspořádaných do trojúhelníků.

❚

HISTORY

2 3

4a

Obr. 3 Předpjatý betonový vazník na rozpětí 71 m – systém Finsterwalder ❚ Fig. 3 Prestressed concrete girder of span length 71 m – Finsterwalder system Obr. 4 Předpjatý betonový most dle systému Finsterwalder nad dálnicí na rozpětí 34,5 m (1937), a) pohled, b, c) řezy ❚ Fig. 4 Prestressed concrete bridge acc. to the Finsterwalder system over the highway, span of 34,5 m (1937), a) view, b, c) sections

4b

4/2014

4c

❚


53

HISTORIE

❚

HISTORY

5a 5b

6 Obr. 5 Betonová loď z vysokopevnostního lehkého betonu (1942) from light weight high-performance concrete (1942)

❚

Fig. 5

Concrete ship

Obr. 6 První most z předpjatého betonu postavený letnou betonáží přes Lahn u Balduinsteinu (1950) ❚ Fig. 6 The first bridge from prestressed concrete, built by cantilever casting over the Lahn River at Balduinstein (1950) Obr. 7 Most ve Wormsu přes Rýn otevřel letmé betonáži cestu do celého světa (1952) ❚ Fig. 7 Bridge in Worms over the Rhine opened the door into the world to cantilever casting (1952)

Po vyřešení předpínacího systému Dywidag navrhl Finsterwalder již následující rok (1950) první předpjatý most, provedený letmou betonáží. K tomu účelu byl vybrán nevelký objekt na místní komunikaci přes řeku Lahn v Balduinsteinu (obr. 6). Jedná se o prostý nosník rozpětí 62 m s protizávažími za opěrami. Lamely byly prováděny o délce 3 m. Průřez mostu je deskový dvoutrám proměnné výšky. Se zkušenostmi z mostu v Balduinsteinu byl v roce 1952 dle návrhu Finsterwaldera postaven most přes Rýn ve Wormsu. Hlavní část mostu (obr. 7) překračující Rýn, tři pole rozpětí 102 + 114 + 104 m, byla provedena letmou betonáží třemi betonážními vozíky. Příčný řez mostu je deskový dvoutrám, kde každý trám tvoří úzká komůrka. Výška nosné konstrukce činí 2,5 až 6,5 m. Uprostřed každého ze tří polí jsou uspořádány klouby. Tento most byl ihned po zveřejnění prvních fotografií a informací navštěvován odborníky z celého světa a dal tak základ velkého rozmachu této technologie v mnoha dalších zemích, mj. i v bývalém Československu. O dva roky později následuje most přes řeku Mosel v Koblenci, rovněž o třech polích rozpětí 103 + 114 + 123 m. Při stavbě tohoto mostu bylo použito nucené chlazení čerstvého be54

tonu dolní desky komůrky u pilířů, kde tloušťka desky dosahovala až 1,4 m. Završením vývoje předpjatých mostů, provedených metodou letmé betonáže, v Německu byl v letech 1962 až 1964 realizovaný most přes Rýn, část I u Bendorfu s hlavním polem rozpětí 208 m, což bylo v té době největší rozpětí na světě (obr. 8). Finsterwalder přitom ve svých odborných článcích zajímavě popisuje vývoj příčného řezu i způsobu předpětí. Kromě letmé betonáže se Finsterwalder věnoval i dalším oblastem betonových konstrukcí. Od roku 1955 navrhl celou řadu estakád tvaru hřibových desek půdorysných rozměrů 30 × 30 m na jediném kruhovém sloupu průměru cca 3 m (estakády Hannover, Brémy, Ludwigshafen aj.). Tato technologie vyvrcholila návrhem semiintegrálního dálničního mostu přes 100 m hluboké údolí řeky Elz. Most má devět po-

lí o rozpětí po 37,5 m na celou šířku dálnice. Nosná konstrukce je vetknuta do obou opěr, dilatační spára je zhruba uprostřed délky mostu. Pilíře výšky až 100 m jsou osmiúhelníkového průřezu vnějších rozměrů 5,8 × 4,8 m, tloušťka stěn pilíře je 350 mm. U tohoto návrhu je velmi vhodně využito statických schopností deskových a hřibových konstrukcí (obr. 9) a velké tuhosti mostu ve vodorovném směru. Rozmanitost staveb, řešených firmou D/W pod vedením Finsterwaldera, doplňují stavby předpjatých rotačních skořepin pro vyhnívací nádrže o objemu až 8 000 m3 nebo uzavírací vrata pro suchý dok v Hamburku, navržená jako plovoucí předpjatá prostorová skořepina s výztuhami. V návaznosti na předválečné betonové příhradové konstrukce navrhuje Finsterwalder v roce 1959 na dálnici Mnichov-Salzburg přes údolí řeky Mangfall

7


❚

4/2014

HISTORIE

❚

HISTORY

Obr. 8 Vrcholem letmé betonáže v Německu je most přes Rýn v Beudorfu (1962) ❚ Fig. 8 The high-point of cantilever casting is the bridge over the Rhine in Beudorf (1962) Obr. 9 Dálniční most přes údolí řeky Elz – semiintegrální most 9 × 37,5 m (1965) ❚ Fig. 9 Highway bridge over the Elz River Valley – semi-integral bridge 9 × 37 m (1965) Obr. 10 Betonový příhradový most přes údolí Mangfall na dálnici Mnichov-Salzburg (1959) ❚ Fig. 10 Concrete truss girder bridge over the Mangfall valley on the Munich – Salzburg highway (1959) Obr. 11 Finsterwalderův návrh přemostění Bosporu předpjatým betonovým pásem (1960) ❚ Fig. 11 Finsterwalder’s proposal for a bridge over Bosporus from prestressed concrete belt (1960) 8

předpjatý příhradový betonový most o třech polích rozpětí 90 + 108 + 90 m pro celý průřez dálnice (obr. 10). Velký zájem technické i laické veřejnosti vzbudil v roce 1960 Finsterwalderův návrh pro firmu D/W na přemostění Bosporu. Most je navržen o třech polích rozpětí 396 + 408 + 396 m ja-

ko podélně i příčně předpjatý betonový pás tloušťky 300 mm pro rychlost 90 km/h při průvěsu pásu 2,7 m (obr. 11). Pro soutěž na přemostění Rýna v Kolíně nad Rýnem v roce 1963 nabídla firma D/W návrh Finsterwaldera, který je kombinací předpjatého pásu a let-

9

11

4/2014

mé betonáže (obr. 12). Při rozpětí hlavního pole 294 m je volné rozpětí pásu 166 m. Sedla pro předpjatý pás mají vyložení 70 m, jejich výška dosahuje nad pilíři 8 m a jsou provedena letmou betonáží. Návrh byl porotou doporučen k zakoupení. V roce 1974 navrhl Finsterwalder kombinovaný silniční a železniční zavěšený most přes Rýn do areálu firmy Höchst ve Frankfurtu nad Mohanem. Rovnoběžné závěsy z tyčí Dywidag jsou navrženy ve dvou rovinách a vymezují prostor pro železniční vlečku. Hlavní pole o rozpětí 148 m je u opěry doplněno parapetním dvoutrámem délky 2 × 33 m (obr. 13) proměnné výšky. Pro celosvětovou soutěž na přemostění Velkého Beltu předložila firma D/W Finsterwalderův návrh zavěšeného kombinovaného mostu pro dvoukolejnou železnici a dálnici (obr. 14). Největší pole má rozpětí 350 m. Nosná konstrukce je příčně předpjatá plná lichoběžníková deska z vysokohodnotného lehkého betonu max. výšky 1 m při šířce desky 44,5 m. Zde využil Finsterwalder geniálně velkého potenciálu deskových konstrukcí. Velká škála výše uvedených pozoruhodných konstrukcí nejrůznějších

10

❚


55

HISTORIE

❚

HISTORY Literatura: [1] Guenschel G.: Grosse Konstrukteure, Ullstein Bauwelt Fundamente, 1966 [2] Dicleli C.: Ulrich Finsterwalder, Deutsche Bauzeitung 10/06 [3] Szczygiel J.: Mosty z betonu zbrojonego i sprežonego, VKL Warszawa, 1978 [4] Svensson H.: Cable Stayed Bridges, W. Ernst u. Sohn, 2012 [5] Kubíček J.: Prvních 10 let vývoje letmé betonáže z předpjatého betonu od mostu přes Lahn u Balduinsteinu po most přes Rýn v Bendorfu, zpráva ze studijní cesty SRN 2007, KCL Liberec pro Valbek Liberec, 2007

12

Obr. 12 Návrh na přemostění Rýna v Kolíně nad Rýnem předpjatým betonovým pásem se sedly provedenými letmou betonáží (1963) ❚ Fig. 12 Proposal for a bridge over the Rhine in Cologne with a prestressed concrete belt with saddles by cantilever casting (1963) Obr. 13 Kombinovaný silniční a železniční zavěšený betonový most přes Rýn do areálu firmy Höchst ve Frankfurtu nad Mohanem (1974) ❚ Fig. 13 Combined road and railway cable stayed bridge over the Rhine to the Hoechst company premises in Frankfurt upon Main (1974) Obr. 14 Finsterwalderův návrh zavěšené plné lichoběžníkové betonové desky pro soutěžní návrh firmy Dyckerhoff & Widmann na přemostění Velkého Beltu ❚ Fig. 14 Finsterwalder’s proposal of a cable stayed trapezoidal concrete slab for the competitive bid of the Dyckerhoff & Widmann comp. for a bridge over the Great Belt

13a 13b

14

systémů je dána rozmanitostí úkolů, na které musí konstrukční oddělení velké stavební firmy v krátké době navrhnout optimální technické a ekonomické řešení. Finsterwalder měl všechny potřebné prostředky a k ruce zkušený tým spolupracovníků, stavbyvedoucích a rozpočtářů. A protože byl vášnivým konstruktérem, který chtěl vyvíjet, vynalézat a konstruovat, není divu, že s úspěchem odolal četným nabídkám profesur na různých technických univerzitách. Během čtyřiceti let šéfová56

ní konstrukčnímu oddělení firmy D/W vychoval ze svých spolupracovníků řadu pozdějších profesorů, majitelů konstrukčních kanceláří a dalších výborných betonářů: Rüsch, Kupfer, Knittel, Schambeck, Obermayer a celou řadu dalších. Ke svým spolupracovníkům byl přísný, ale přátelský. Používal prý způsoby výpočtu, o kterých mladší kolegové nikdy neslyšeli. V náročných rozhovorech se svými kolegy, které trvaly často dlouho do noci, používal 150 mm dlouhé logaritmické pravítko,

tužku a čtverečkovaný papír. Na něm je vlevo nahoře schéma konstrukce a zatížení a vpravo dole výsledná cena. Za své zásluhy o rozvoj betonových konstrukcí obdržel Finsterwalder řadu ocenění: čestné doktoráty technických univerzit v Darmstadtu 1950 a Mnichově 1968, pamětní medaili E. Moersche 1953, velký záslužný kříž SRN 1963, Ch. S. Whitney – pamětní medaile ACI 1967, v roce 1968 se stal mimořádným členem Akademie umění Berlín, v roce 1976 se jako první cizinec stal členem National Academy of Engineering USA, v roce 1977 obdržel cenu IABSE a řadu dalších. Ing. Josef Kubíček, CSc. Kubíček Consult Liberec Zákopnická 362/21 460 14 Liberec 14 tel.: 733 549 526 e-mail: [email protected]


❚

4/2014

HISTORIE

❚

HISTORY

SILNIČNÍ MOSTY U SPÁLOVA ❚ ROAD BRIDGES NEAR SPÁLOV

1 2

Petr Freiwillig, Vladislav Hrdoušek Dva železobetonové silniční mosty stojí na soutoku Jizery a Kamenice nedaleko obce Spálov v Libereckém kraji. Řeku Kamenici překonává obloukový most, navazující most přes železniční trať je tvořen rámovou nosnou konstrukcí s roštovou mostovkou. Stavbu realizovala mezi lety 1936 až 1938 Litická, a. s., Praha. V letošním roce mosty získaly statut kulturní památky. ❚ Two reinforced concrete road bridges are located at the confluence of the rivers Jizera and Kamenice nearby the village of Spálov in the Liberec Region. The arch bridge leading over the Kamenice river, and the adjoined bridge over the railway track formed of a frame structure with a girder bridge deck. The construction of the bridges was carried out by the Litická a. s. Praha company within the years 1936 and 1938. The bridges obtained the status of the cultural heritage sight of the Czech Republic this year.

Motto: „Účelem je stavěti nejen stavebně, staticky a konstruktivně účelně, trvale a bezpečně, nýbrž také krásně.“ [1]. 4/2014

❚

Na silnici 2. třídy č. 288 poblíž Spálova (okres Semily) se nacházejí dva zajímavé mostní objekty. Obě na sebe navazující stavby vytvářejí „soumostí“, které umožnilo převést silnici ze Železného Brodu do Vysokého nad Jizerou přes říční údolí s železniční tratí (obr. 1). Komplikované místní podmínky předurčily volbu netypického konstrukčního řešení. Šířkové uspořádání obou mostů je shodné a úsporné, jak bylo dříve obvyklé, se dvěma jízdními pruhy bez chodníků a zpevněných krajnic.


Obr. 1 Obloukový most přes řeku Kamenici a rámový most přes železniční trať u Spálova, dobová pohlednice ❚ Fig. 1 Arch bridge over the Kamenice river and frame bridge over the railway track at Spálov, period postcard Obr. 2 Obloukový most přes řeku Kamenici krátce po dokončení v roce 1938, dobová fotografie ❚ Fig. 2 Arch bridge over the Kamenice river shortly after its completion in 1938

57

HISTORIE

❚

HISTORY

4

3

5

Celková šířka mostů je 7,3 m, vozovka má šířku 5 m a oboustranné zvýšené obruby jsou široké 0,9 m. Na mezilehlém násypu je jako součást stavby situováno parkoviště. Autorem mostů je František Loskot, pozdější profesor silničního a tunelového stavitelství na ČVUT [2]. Pro překonání řeky Kamenice, která se v tomto místě vlévá do Jizery, byla zvolena železobetonová oblouková konstrukce s rozpětím přibližně 40 m s horní mostovkou (obr. 2). Vzhledem k šikmému křížení komunikace s řekou je navrženo přemostění dvěma obloukovými pásy, které jsou vůči sobě posunuty. Jejich vzájemné propojení zabezpečují šikmá ztužidla (obr. 3). Deskovou mostovku s náběhy podporují stěnové stojky opatřené vrubovými klouby. Tím jsou eliminovány účinky teploty a smršťování. Pohledové boční plochy oblouků a stěnových stojek jsou stejně jako vyložené římsy opatřeny pemrlovanou omítkou. Ta vytváří jemný kontrast s pačokovanými spodními plochami mostovky a oblouků, ponechanými se stopami po bednění. Ve vrcholu ob58

louku, klenoucího se blíže soutoku (na povodní straně), je umístěn reliéfní malý státní znak ČSR rámovaný kovovými číslicemi letopočtu 1938, kdy byl most předán do užívání. Most má vyznačenou normální zatížitelnost 10 t a výhradní 31 t. Komunikace přechází po násypu k druhému mostu přes jednokolejnou železniční trať, který je proveden jako železobetonová rámová, z dnešního pohledu integrální konstrukce. Most má čtyři pole, značně rozdílných rozpětí přizpůsobených velké šikmosti konstrukce. Největší rozpětí je 11 m. Rošt tvoří čtyři podélné trámy s přímkovými náběhy, propojené ztužidly (obr. 4 a 5). Trámy podporují vždy čtveřice hranolových stojek čtvercového průřezu. Zatímco pohledové plochy roštu a římsy jsou upraveny podobně jako u obloukového mostu, tj. s viditelným bedněním prkny, stojky mají hrubozrnnou cementovou omítku. Pozoruhodné je nejen úsporné provedení nosné konstrukce, ale také její usazení na úložných prazích vybetonovaných přímo na skalní masiv z krystalických břidlic (obr. 6). Za povšimnu-

tí stojí také netypické vytažení příčných ztužidel až pod římsu. To umožnilo navrhnout, jak bylo dříve zvykem, tenkou desku mostovky. Optické propojení obou mostů zajišťuje shodně řešené zábradlí, které probíhá i na mezilehlém násypu. Je náročněji řešené, sloupky jsou železobetonové, vodorovnou výplň tvoří dvojice RT tyčí a masivní krycí deska jako madlo. Povrch zábradlí je opatřen šlechtěnou omítkou s reliéfními dekorativními prvky. Stavbu mostů na území v blízkosti někdejší jazykové hranice prováděla v nelehké době ohrožení republiky Litická akciová společnost, lomové a stavební podniky Praha (obr. 7). Její geodeti, inženýři a dělníci nepřicházeli do pustých míst. Osmdesát let před nimi se na protějším břehu Jizery objevili jejich kolegové; mezi lety 1856 až 1858 pracovali na stavebně nejobtížnějším úseku Pardubicko-liberecké dráhy vedoucí kaňonem Jizery mezi Semily a Železným Brodem. Roku 1875 přibyla druhá železniční trať, odbočka ze Železného Brodu do Tanvaldu. Jizeru překonává po ocelovém


❚

4/2014

HISTORIE

❚

HISTORY

7 Obr. 3 Pohled na nosnou konstrukci obloukového mostu Fig. 3 View of the structure of the arch bridge

❚

Obr. 4 Rámový most přes železniční trať u Spálova – pohled od severu ❚ Fig. 4 Frame bridge over the railway track at Spálov – view from the north Obr. 5 Rámový most přes železniční trať u Spálova – pohled od jihu ❚ Fig. 5 Frame bridge over the railway track at Spálov – view from the south Obr. 6 Pohled na uložení mostovky a stojky trámového mostu ❚ Fig. 6 View of the seating of the bridge deck and the pillars of the frame bridge Obr. 7 Pamětní deska výstavby u železnobrodské opěry obloukového mostu ❚ Fig. 7 Commemorative plaque of the construction at Železný Brod´s side abutment of the arch bridge

Literatura a zdroje: [1] Pacholík L.: Estetika mostních staveb, Praha 1946, s. 62 [2] Registr Výzkumného centra průmyslového dědictví FA ČVUT v Praze, https://registr.cvut.cz/registr/ [3] Říman S., Římanová H. (eds.): Riegrova stezka kaňonem Jizery, Semily 2009 [4] Beran L., Valchářová V.: Industriál Libereckého kraje, Technické stavby a průmyslová architektura, Praha 2007, s. 215–216 [5] Národní politika 4. 8. 1936, s. 3

6

mostě a je to právě ona, kterou také překlenul zmiňovaný trámový silniční most. V létě 1934 je v jeho těsné blízkosti zřízena železniční zastávka, sloužící především výletníkům. Ti se zde však objevují mnohem dříve; již roku 1909 je slavnostně otevřena Riegrova stezka, vedoucí ze Semil turisticky mimořádně atraktivním kaňonem Jizery [3]. Konečně mezi lety 1921 až 1926 vyrostla na soutoku hydroelektrárna Spálov (dnes opravená a přístupná veřejnosti), postavená dle projektu inženýra Antonína Jílka a architekta Emila Králíčka [4]. O zajímavosti lokality svědčí noticka v pražském vydání Národní politiky ze dne 4. srpna 1936 informující o zahájení stavby mostu: „Z Podkrkonoší. Pod Spálovem na Semilsku, uprostřed Riegrovy stezky a na prahu turistické stezky Palackého, budou na konci 1. dílu nové silnice ze Železného Brodu do Vysokého nad Jizerou vybudovány dva nové železobetonové mosty. Vybuduje je Litická společnost. První, přes Jizeru (sic, pozn. autoři), bude vyžadovat nákladu 357.000 Kč, druhý, přes železniční trať na Tanvald 104.000 Kč.“ [5]. 4/2014

❚

S O U Č A S N Ý S TAV M O S T Ů

Stavebně-technický stav obou mostů je, po 75 letech provozu na nepříliš frekventované komunikaci, poměrně dobrý. To platí zejména o obloukovém mostu, který nenese známky závažnějšího plošného poškození. Méně vyhovující je stav mostu přes železniční trať, u kterého odpadává beton z říms na trať. Závažnou závadou je poškození některých stojek, kde v patě dochází k lístkové korozi výztuže. Podstatně horší je stav mostního vybavení; zábradlí obou mostů je ve značném rozsahu degradované a nefunkční. To se týká jak RT tyčí, tak sloupků a madel. Na mnoha místech mostu přes železnici jsou narušeny římsy, pod kterými pak zatéká dešťová voda do vyložené konzoly desky mostovky, což se projevuje jejím narušováním trhlinami a výkvěty. Místy je obnažena a koroduje dolní výztuž mostovky. Bylo by dobré, kdyby se našly v dohledné době finanční prostředky na opravu.

betonového mostního stavitelství jsou oba mosty ukázkou předválečné mostařské školy, na které lze názorně demonstrovat tehdejší přístupy k návrhu a stavbě mostů. Oba mosty jsou příkladem promyšleného staticko-konstrukčního navrhování a nenásilného začlenění inženýrské stavby do krajiny. Ministerstvo kultury ČR v letošním roce oba mosty prohlásilo kulturní památkou s rejstříkovým číslem ÚSKP ČR č. 105373. Mgr. Petr Freiwillig Národní památkový ústav územní odborné pracoviště v Liberci Katedra architektury Fakulta stavební ČVUT v Praze e-mail: [email protected] doc. Ing. Vladislav Hrdoušek, CSc. Katedra betonových a zděných konstrukcí Fakulta stavební ČVUT v Praze e-mail: vladislav.hrdousek @fsv.cvut.cz

Z ÁV Ě R

Kulturně-historická hodnota obou mostů je nesporná. Z hlediska dějin


Autoři fotografií: obr. 3 až 5 V. Hrdoušek, obr. 6 a 7 P. Freiwillig

59

HISTORIE

❚

HISTORY

TÉMĚŘ ZATOPENÝ VELIKÁN – ŽELEZOBETONOVÝ DÁLNIČNÍ MOST PŘES ÚDOLÍ SEDLICKÉHO POTOKA U OBCE BOROVSKO ❚ ALMOST FLOODED COLOSSUS – HIGHWAY BRIDGE OVER THE SEDLICKÝ CREEK AT THE BOROVSKO VILLAGE FROM REINFORCED CONCRETE Tomáš Janda Před 75 lety v květnu 1939 byla zahájena stavba dálnice mezi Prahou a Brnem. Součástí stavby jsou i tři velké železobetonové obloukové mosty. Následující řádky nám přiblíží neslavný osud jednoho z nich. ❚ 75 years ago, in May 1939, was commenced the construction of the Prague – Brno highway. Parts of the construction were also three big bridges from reinforced concrete. The following article will show the unfortunate fate of one of those.

Na internetu, ale mnohdy i v jiných médiích můžeme najít zavádějící informace, např. dokončený dálniční most u obce Borovsko. Pozdější změnou projektu přehrady na řece Želivce došlo k zatopení mostu a jeho východní část tak končí uprostřed vodní hladiny přehradní nádrže. Pokud by však dálnice byla dokončena v původní trase, na tuto část mostu by navazoval mohutný zemní násyp nesoucí vozovky dálnice. Most dokončený v roce 1950 je ukázkou neznalosti některých autorů či spíše lovců senzací, kteří se 100% jistotou informují veřejnost o nedokončeném dálničním mostě. Vrátíme se však zpět do roku 1939 k přípravě a vlastní výstavbě mostu. Dnes často slyšíme vyjádření o špatně připravených projektech a mnohdy idealizujeme léta dávno minulá. Ani ta 2

1

však ideální nebyla a při přípravě staveb a jejich realizaci mnohé leckdy pokulhávalo. Povšechný projekt mostu vypracovalo Generální ředitelství stavby dálnic (GŘSD) na jaře 1939. Podrobný projekt byl zadán k realizaci firmě ing. Daška z Prahy. Při kontrole a přezkoušení tohoto projektu na GŘSD bylo shledáno velké množství závad a projekt musel být zcela přepracován. Přepracováním projektu se délka mostu prodloužila na 213,2 metru. Tyto práce provedli pracovníci mostního oddělení GŘSD. Statický výpočet doplněný modelovou zkouškou realizovala firma ing. Dr. Jana Blažka. To vše trvalo až do podzimu 1939.

Přepracování prováděcích plánů bylo zadáno firmě ing. Jakuba Domanského, která mezitím ve výběrovém řízení na stavbu mostu zvítězila. 16. června 1939 vypsalo GŘSD veřejnou soutěž na stavbu železobetonového mostu přes údolí Sedlického potoka u Borovska. Dle zadávací dokumentace se mělo jednat o dálniční most o celkové délce 199,7 m. Dodávky oceli a cementu zajišťovalo GŘSD. Termín ukončení výběrového řízení byl stanoven na úterý 11. července. Nabídky na stavbu se mohly odevzdávat nejpozději tento den do 9 hodin. Ve stejný den o hodinu později se začala veřejná soutěž hodnotit otevíráním obálek a jejich porovnáváním. Sou-

3

60


❚

4/2014

HISTORIE

❚

HISTORY

4

Obr. 1 Pohled na budoucí staveniště dálničního mostu, podzim 1939 ❚ Fig. 1 View to the future construction site of the highway bridge, autumn 1939 Obr. 2 Staveniště dálničního mostu na podzim 1940, pohled na západní věž kabelového jeřábu ❚ Fig. 2 Construction site in autumn 1940, view to the west tower of the cabel crane Obr. 3 Staveniště dálničního mostu na podzim 1940, pohled na stavební zázemí a východní věž kabelového jeřábu ❚ Fig. 3 Construction site of the bridge in autumn 1940, view to the construction machinery and the east tower of the crane 5

těže se zúčastnily se svými nabídkami čtyři stavební firmy (tab. 1). Pracovníci GŘSD provedli přepočítání nabídek a tyto následně upravili. Celkové plánované náklady na stavbu mostu byly 10 300 000,- Kč a úřední rozpočet (bez dodávek oceli a cementu) činil 7 053 330,- Kč. Se zřetelem k výši nabídek a referencím (firma nedávno dokončila stavbu železobetonového mostu přes řeku Ohři v Lokti u Karlových Varů) byla stavba zadána 21. července 1939 firmě ing. Jakuba Domanského. Realizace byla oficiálně zahájena 27. července 1939. V tento den bylo firmě předáno staveniště budoucího mostu. Firmě však byla zadána stavba mostu o délce 199,7. Ovšem koncem července 1939 GŘSD počítalo se stavbou mostu o délce 213,2 m. A to nemluvíme o dalších změnách projektu. A dostavují se první komplikace. Není podle čeho stavět. V roce 1939 se na stavbě mostu moc práce neprovede. Zařizuje se staveniště. Naváží se stavební materiál. Staví se

úzkorozchodná stavební dráha do kamenolomu. Na stavbě jiných dálničních mostů zadaných ke stavbě ve stejné době se na podzim 1939 již betonuje.

Ing. Václav Hlaváček, Praha XIV Ing. Jakub Domanský, Praha XVI Ing. Bedřich Hlava, Praha II Ing. Dr. Karel Skorkovský, Praha XII

4/2014

❚

Obr. 5 Celkový pohled na staveniště po zastavení stavby v létě 1942 ❚ Fig. 5 View to the construction site after discontinuation of the construction in summer 1942

POPIS MOSTU

Po úpravě návrhu konstrukce má most délku 213,2 m. Železobetonová nosná konstrukce sestává z hlavního obloukového pole o světlosti 100 m a z oboustranných příjezdů spojité rámové konstrukce s vloženými klouby. Příjezdová konstrukce na levém břehu Sedlického potoka má dvě rámová pole a na pravém břehu pět rámových polí. Mezi hlavní obloukové pole a pole rámových příjezdů jsou vloženy rámové pylony o dvou stojkách. Nosnou konstrukci mostu tvoří v hlavním obloukovém poli štíhlé železobetonové obloukové pásy vetknuté do opěr a vyztužené železobetonovými trámy mostovky, které probíhají bez přerušení přez celé hlavní pole a přecházejí spojitě přes pylony do sousedních rámových polí příjezdné konstrukce. Po šířce je most rozdělen průběžnou podélnou

Tab. 1 Finanční nabídky stavebních firem na výstavbu dálničního mostu přes údolí Sedlického potoka ❚ Tab. 1 Financial bids of the construction companies for construction of the highway bridge over the Sedlický creek valley

Firma

Obr. 4 Detailní fotografie stoliček nesoucích dřevěnou skruž ❚ Fig. 4 Detail of the heads bearing the timber falsework

Původní cenová nabídka [K] 5 725 200,5 552 497,6 530 855,4 988 130,-

Přepočtená cenová nabídka [K] 6 325,200,5 552 423,05 7 032 855,5 561 930,-


spárou na dvě samostatné konstrukce. V každé polovině mostu jsou projektovány dva obloukové pásy a tři výztužné trámy. Obloukové pásy mají při světlosti 100 m vzepětí 18,5 m. Průřez každého pásu je obdélníkový o stálé šířce 3,6 m a tloušťce ve vrcholu 0,7 m a v patkách 1,3 m. Osová vzdálenost pásů téže poloviny mostu je 5,5 m. Po dokončení mostu budou obloukové pásy spolupůsobit staticky s trámy mostovky. V Ý S TAV B A M O S T U

Staveniště mostu bylo 27. července 1939 předáno stavební firmě. Postupně je zřízeno kompletní stavební zázemí, včetně ubytovny pro dělníky. Od jara 1940 jsou práce v plném proudu. Provádějí se výkopy pro základy obloukových patek a jednotlivých pilířů (stojek). Jsou vztyčeny věže kabelového jeřábu. Tesaři budují skruž pro betonáž oblouků mostu pro jízdní směr z Prahy do Brna. V rámci úspor se plánuje využití stejné skruže pro betonáž oblouků pro druhý jízdní směr. Po vybetonování se má skruž bez demontáže přesunout po betonových pasech a má být znovu použita 61

HISTORIE

❚

HISTORY

pro betonáž oblouků mostu pro jízdní směr z Brna do Prahy. Betonují se také základy jednotlivých pilířů. Údolím Sedlického potoka se po úzkorozchodné drážce prohánějí dvě motorové lokomotivy značek Puch a Orenstein&Koppel. Z kamenolomu přivážejí k drtiči potřebný kámen a přepravují taktéž dřevo. Firma v blízkosti stavby zakoupila část lesa a těží v něm dřevo potřebné pro budování mostu. V roce 1941 stavba již neběží tak rychle. Připravuje se betonáž oblouků. Skruž je připravena, ale schází ocel. Část oceli dodaly ještě protektorátní ocelárny. Zbytek musí GŘSD zakoupit na Slovensku. Bohužel ocel dodaná ze železáren v Podbrezové je nekvalitní. Prozatím se tedy provádějí výkopy pro zbylé stojky a postupně jsou i betonovány. Vzhledem k omezování stavebních prací je nakonec odsouhlaseno použití oceli z Podbrezové. V srpnu jsou vybetonovány krajní obloukové lamely navazující na betonové základy mostu. Vlastní betonáž oblouků po jednotlivých lamelách probíhá od 16. října do 12. listopadu 1941. K odskružení vybetonovaných oblouků dochází až koncem dubna 1942. Vše je připravováno na přesun dřevěné konstrukce skruže pro betonování oblouků druhé poloviny mostu. Vyšalovány a částečně vyarmovány jsou oba 7

6

pylony, část stojek a provedeny jsou i další práce. 13. května 1942 je však stavba vyškrtnuta ze seznamu válečně důležitých staveb. Jsou povoleny pouze nejnutnější odklizovací a zajišťovací práce a to do 30. května 1942. Následně je staveniště nepřetržitě hlídáno. Nachází se zde velké množství stavebního materiálu pro plánovaný postup prací v roce 1942. Tento

však využívá okupační vojsko. Stavební materiál postupně odvážejí jednotky Wermachtu a SS dle zachované dokumentace na stavbu vojenského cvičiště u Benešova. Je rozebrána celá dřevěná skruž a veškeré šalování. Okupační armádě se hodí i nejhorší část oceli z Podbrezové, kterou zakázal stavební dozor použít. Něco málo odveze v květnu 1945 ještě Rudá armáda.

8

62


❚

4/2014

❚

HISTORIE

V červnu 1945 zahajuje stavební firma udržovací práce v režii stavebníka. Na stavbu se postupně vrací život. V prosinci 1945 náhle umírá stavbyvedoucí mostu ing. Karel Havlíček. Novým stavbyvedoucím se stává pan Ferdinand Čulík. Od března 1946 probíhá dostavba mostu. Nejprve se dokončuje polovina mostu určená pro jízdní směr z Prahy do Brna. Stavba této části je dokončena v roce 1948 a následně se začíná se stavbou skruže pro betonáž oblouků pro jízdní směr Brno–Praha. Stavbu mostu velmi často navštěvuje ing. Dr. Ladislav Pacholík, velký odborník na tyto stavby. Stavební práce na dálnici se v roce 1948 omezují pouze na dokončování rozestavěných mostů a zemní práce jsou definitivně zastaveny. Oblouky druhé poloviny mostu jsou vybetonovány v létě 1949. Tou dobou již stavbu řídí ing. Antonín Pokorný, kterého po ukončení betonáže oblouků střídá pan Vladimír Černý. Stavba celého mostu je ukončena na podzim 1950. Likvidace staveniště probíhá do dubna 1951 a most je v prosinci 1952 zkolaudován. Rozestavěná dálnice v okolí tou dobou již zarůstá travou. Nikdo ještě netuší, že v okolí mostu nebude nikdy dokončena.

HISTORY

10

Z ÁV Ě R

Dle dochovaných účetních materiálů nechávalo GŘSD pořizovat na stavbě dálnice rozsáhlou fotodokumentaci. Konkrétně na stavbě velkých mostů se jedná o stovky fotografií. Další stovky měli dokumentovat zemní práce, stavbu menších mostů a třeba i betonáž odstavných pruhů dálnice u Průhonic. Stavbu fotografovali stavbyvedoucí, vedoucí stavebních dozorů a mnozí další.

V archivech se dochovalo jen pár fotografií. Při absenci pamětníků, která je z hlediska času zcela logická, se dobová fotografie stává jedinečným zdrojem informací. Nevěděl by někdo z čtenářů o dobových fotografiích ze stavby dálnice Praha–Brno z let 1939 až 1942 a 1946 až 1950? Tomáš Janda e-mail: [email protected]

9

❚

Obr. 6 Stav rozestavěného mostu v létě 1945 bridge in summer 1945 Obr. 7 Probíhající dostavba mostu v roce 1946 the bridge in 1946

Fig. 6 ❚

Fig. 7

Unfinished Finishing

Obr. 8 Téměř dokončená část dálničního mostu pro směr jízdy z Prahy do Brna v létě 1947 ❚ Fig. 8 Almost finished bridge direction Prague – Brno in summer 1946 Obr. 9 Dokončený most před zahájením napouštění vodní nádrže Švihov na řece Želivce ❚ Fig. 9 Finished bridge before flooding the Švihov dam on the Želivka River Obr. 10 Stav vody pod mostem po ukončení první etapy napouštění vodní nádrže Švihov na řece Želivce ❚ Fig. 10 Water level under the bridge after finishing part one of the flooding

Tab. 2 Stavbyvedoucí a stavební dozor na stavbě mostu přes údolí Sedlického potoka v letech 1939 až 1950 ❚ Tab. 2 Site Manager and Construction Supervision at the construction site over the Sedlický creek between 1939–1950

4/2014

❚

Období

Stavbyvedoucí

1939 až 1942 1946 až 1948 1948 a 1949 1949 a 1950

ing. Karel Havlíček Ferdinand Čulík ing. Antonín Pokorný Vladimír Černý


Stavební dozor Ing. Ferdinand Studený Štěpán Loskot Ing. Miroslav Pětivlas

63

SANACE A REKONSTRUKCE

❚

REHABILITATION AND RECONSTRUCTION

OPRAVA STOLETÉHO MOSTU PŘES ŘEKU SVATAVU VE SVATAVĚ U SOKOLOVA ❚ REPARATION OF A ONE-HUNDRED-YEARS OLD BRIDGE OVER THE SVATAVA RIVER IN SVATAVA AT SOKOLOV 1

Jan Procházka Článek popisuje původní stav a opravu sto let starého malého betonového mostu přes řeku Svatavu. ❚ This article describes the original situation and reparation of a one-hundred-years old small concrete bridge over the Svatava River.

Opravovaný starý betonový most byl postavený v roce 1912 společností Ed. Ast & Co. (Eduard Ast) (obr. 1). Šířka mostu mezi zábradlím zůstává 3,95 m. Most převádějící přes řeku místní komunikaci je obousměrný, s předností v jednom směru. Vozovka má střechovitý sklon 1 %. V podélném směru tvoří niveletu ve středním poli oblouk o poloměru 220 m a krajní pole navazují ve spádu 8 %. Most má tři spojitá pole (obr. 2). Poměr rozpětí krajního pole k střednímu je 1 : 3. Železobetonovou nosnou konstrukci tvoří tři trámy s deskou. Trámy mají proměnnou výšku. V krajním poli jsou trámy při spodním okraji spojeny pomocí desky do dvoukomorového průřezu (obr. 2a). Střední pole má ve čtvrtinách rozpětí příčníky. Ve středním poli pokračuje v délce 2 m od podpory dvoukomorový průřez. Dále až po první příčník mají trámy zesílenou tlačenou oblast postupným plynulým náběhem spodní desky (obr. 5). Aby nedošlo k nadzdvižení z ložisek, s ohledem na nepříznivý poměr rozpětí krajního a středního pole, jsou komůrky krajního pole vyplněny hubeným betonem jako zátěží. Z vývrtů bylo prokázáno, že opravdu bylo použito jiných betonů pro výplň a jiných pro nosné části. Nosná konstrukce je na pilíře uložena prostřednictvím olověných plechů, tloušťky cca 5 mm. Spodní stavba sestává ze dvou kó2a

nických pilířů s kruhovým zhlavím a dvou opěr. Kolem pilířů byly patrné vyčnívající části původních dřevěných štětovnic. Zajímavé řešení bylo použito na zábradlí a římsy. Římsy byly vybetonovány s prudkým spádem směrem od vozovky, takže veškerá dešťová voda a tající sníh odtékaly přes římsy. Na podhledu římsy byla ovšem výrazná okapnička nebývalých rozměrů, šířky 100 mm a hloubky 30 mm. Domníváme se, že právě tato velkorysá okapnička zapříčinila, že zejména nosná konstrukce zůstala i po sto letech poměrně zachovalá, vyjma případu uvedeného dále. Zábradelní sloupky opatřené plastickým reliéfem byly monoliticky vybetonovány přímo nad římsou a byly kotveny čtyřmi pruty ø 6 mm. Sloupky byly podélně propojeny mohutným betonovým madlem opatřeným omítkou typu umělý kámen, již v minulosti opravovanou.

Na dřících byly v betonu kaverny, z kterých bylo patrno, že dříky byly vybetonovány z říčního kameniva. Nosná konstrukce byla nejvíce poškozena uprostřed návodního trámu na jeho spodním okraji, kde zcela odpadla krycí vrstva výztuže i části betonů pod výztuží. Důvodem byl hlavně nápis uprostřed římsy na návodní straně, kde kvůli tvaru reliéfu pod nápisem (obr. 5), byla v úseku 1 m vypuštěna okapnička, takže voda z římsy mohla dotéci až na spodek návodního trámu, kde způsobila korozi výztuže. Římsa byla poškozena hlavně v horní části, nosnou konzolu římsy bylo možno až na krátké výjimky zachovat. Vybrání pro vozovku bylo u římsy hluboké 160 mm a je pravděpodobné, že původní vozovka byla dlážděná. Zábradlí mělo část sloupků zcela degradovaných, ve spodní části rozpadlých a bylo nutné ho v celé délce nahradit novým.

S TAV K O N S T R U K C E

O P R AV N É P R Á C E

Během existence mostu došlo ke snížení hladiny v profilu mostu z důvodu zrušení jezu na toku pod mostem. Nejhorší stav betonů vykazovaly dříky pilířů v oblasti kolísání hladiny řeky (obr. 3).

Byla zachována koncepce odvedení vody plynule přes římsu jako dosud. Pod vozovkou byla provedena zesilující železobetonová deska tloušťky 70 až 90 mm a na desce byly položeny na-

2b

64


❚

4/2014


tavovací asfaltový izolační pás a dvouvrstvá asfaltová vozovka s vrstvou drenážního plastbetonu po krajích spodní vrstvy asfaltu a kolem odvodňovacích trubiček izolace. Pilíře v místě největšího poškození byly opevněny obkladem z kamenného zdiva a zality betonem. Horní část římsy byla odstraněna a nově vybetonována v původním sklonu. Nosná konstrukce byla standardně sanována (obr. 4). Do římsy byly osazeny prefabrikované sloupky (2 ø 10 mm do vývrtu v římse na chemickou kotvu) a na ně prefabrikované madlo v délkách 1 až 1,2 m (trnem osazeno do čerstvého betonu v kalichu hlavy každého sloupku). Nevzhledné konzo-

❚


ly pod plynovým potrubím byly nahrazeny jednoduchými závěsy umístěnými ve stínu římsy, aby co nejméně rušily pohled na most. V krajních polích byl obnoven původní průtočný profil díky odtěžení letitých navážek. Z AT Í Ž I T E L N O S T

Zatížitelnost mostu byla při zpracování RDS určena statickým výpočtem dle ČSN 736222/2009 na základě diagnostiky, která byla provedena během opravy mostu. Pro určení zatížitelnosti nosné konstrukce je rozhodující statické schéma konstrukce. Krátká krajní pole jsou uložena na betonové opěry, mezi koncovým příčníkem a úložným prahem je viditelná spára tloušťky cca 40 mm,

3a

3b

4

5

Obr. 1 bridge

Historický obrázek mostu

❚

Fig. 1

vyplněná betonem (vrubový kloub?). Předpokládá se ale, že konstrukce působí jako spojitý nosník, přičemž uložení na opěře neumožňuje přenos záporné reakce (žádné kotvení). Pro zatížení způsobující zápornou reakci se statické schéma mění na nosník s převislými konci. Obě možnosti byly zohledněny při určení Tab. 1 Zatížitelnost mostu určená statickým výpočtem dle ČSN 736222/2009 na základě diagnostiky ❚ Tab. 1 Load-bearing capacity of the bridge specified by a structural analysis according to CSN 736222/2009 on the base of diagnostics

Kategorie Normální Vn Výhradní Vr

Hodnota [t] 10 16

Označení V-CZEN 10 R V-CZEN 16 R

Historical picture of the

Obr. 2 Schematické řezy konstrukcí, a) podélný, b) příčný ❚ Fig. 2 Schematic sections of the structure, a) longitudinal section, b) cross section Obr. 3 Poškození pilíře v místě kolísání hladiny řeky, a), b) ❚ Fig. 3 Damage to the column at the point of fluctuation of the river level, a), b) Obr. 4 Otryskaný beton a ošetřená výztuž trámu ❚ Fig. 4 Shot blasted concrete and treated reinforcement of the beam Obr. 5 Podhled opraveného mostu s římsou a zábradlím ❚ Fig. 5 Soffit of the repaired bridge with cornice and railing

4/2014

❚


65


❚


6 7

8 Obr. 6 Pohled na most v ose vozovky ❚ Fig. 6 View to the bridge in the road axis Obr. 7 Boční pohled na most ❚ Fig. 7 Side view to the bridge Obr. 8 Detail vrcholu zábradlí s nápisy ❚ Fig. 8 Detail of the top of the railing with inscriptions

zatížitelnosti na straně bezpečné. Výsledná stanovená zatížitelnost mostu plně vyhovuje potřebám městyse (tab. 1). Investor Projektová dokumentace Dodavatel Realizace

Městys Svatava Pontika, s. r. o., Ing. Jan Procházka, Ing. Milena Navrátilová ISSO Inženýrské stavby Sokolov, s. r. o. červenec až listopad 2012 Ing. Jan Procházka Pontika, s. r. o. Karlovy Vary

e-mail: [email protected] www.pontika.cz

8. ročník odborné konference

konference

PODLAHY

2014

Pořadatel:

PODLAHY 2014 23.-24. září 2014 Kulturní centrum Novodvorská, Praha 4 PRŮMYSLOVÉ PODLAHY

Firemní prezentace

PODLAHY BYTOVÉ A OBČANSKÉ VÝSTAVBY Odborní garanti: Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc. Ing. Petr Tůma, Ph.D.

Tel./fax: +420/244 401 879 [email protected]

66

VÝZKUM A NORMALIZACE

Seznam příspěvků a anotace na: www.konferencepodlahy.cz BETON • technologie • konstrukce • sanace

❚

4/2014

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE

❚

STANDARDS • QUALITY • CERTIFICATION

PROBLEMATIKA STANOVENÍ ZATÍŽITELNOSTI MOSTŮ POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ V RÁMCI HLAVNÍCH A MIMOŘÁDNÝCH PROHLÍDEK ❚ THE LOAD-BEARING CAPACITY DETERMINATION WITHIN THE MAIN OR EXCEPTIONAL BRIDGE INSPECTION Michal Drahorád, Vladislav Vodička

S TA N O V E N Í Z AT Í Ž I T E L N O S T I PODLE ČSN 73 6221

Článek se zabývá problematikou stanove-

ČSN 73 6221 stanoví podmínky, rozsah, provedení a zásady vyhodnocení prohlídky mostu (běžné, hlavní a mimořádné), přičemž se most hodnotí zejména vizuálně. V rámci vyhodnocení hlavní nebo mimořádné prohlídky mostu se mimo jiné stanoví stav mostu, jeho použitelnost a odhad zatížitelnosti (viz čl. 7.3.1 této normy). Při odhadu zatížitelnosti v rámci hlavní nebo mimořádné prohlídky mostu se postupuje tak, že se na základě aktuálního stavu mostu buď potvrdí stávající zatížitelnost mostu, nebo se odhadne hodnota nová. Přitom se vychází buď ze známé základní hodnoty zatížitelnosti mostu (uvedené např. v mostním listu), která se upraví s ohledem na stávající (aktuální) stav mostu, nebo se odhad zatížitelnosti stanoví jiným vhodným způsobem. V případě úpravy zatížitelnosti odhadem je její platnost časově omezena (dva roky). Při úpravách zatížitelnosti lze přitom vycházet z obvyklých hodnot redukčních součinitelů v závislosti na stavu mostu nebo jeho rozhodující části uvedených v tabulce 1 ČSN 73 6221. Pro odhad zatížitelnosti lze jako vodítko použít odhadové tabulky zatížitelnosti uvedené v TP224 (bude nahrazeno revidovanou ČSN ISO 13822 a ČSN 73 0038). V každém případě je odhad zatížitelnosti závislý na zkušenostech osoby provádějící prohlídku a měl by být, zejména v závažných případech, ověřen výpočtem podle ČSN 73 6222. Nejcitlivější částí odhadu zatížitelnosti je přitom stanovení hodnoty součinitele stavu mostu, kterým je následně redukována původní zatížitelnost mostu.

ní zatížitelnosti mostů pozemních komunikací v rámci hlavních a mimořádných prohlídek a její úpravou v současných normových předpisech. Dále jsou v článku objasněny vztahy mezi jednotlivými normami a rozdíly v jejich použití.

❚ The paper aims at load-bearing

capacity determination of road bridges within the main or exceptional inspection and its definition in current standards. Moreover the paper explained relations between concerned standards and the differences of application.

Problematika prohlídek mostů a stanovení zatížitelnosti mostů doznala v posledních letech značných změn, kdy došlo ke komplexním úpravám a novelizacím normových předpisů týkajících se této oblasti. Řada zavedených postupů byla změněna, jiné byly upraveny tak, aby byly v souladu s platnými normami a předpisy (zejména řadou ČSN EN). Cílem článku je objasnění stávajícího stavu a principů normových předpisů z hlediska stanovení zatížitelnosti v rámci hlavních a mimořádných prohlídek mostů. S TÁVA J Í C Í S TAV

Problematika prohlídek mostů, stanovení zatížitelnosti a s tím související evidence mostů je v současnosti zakotvena ve třech normových předpisech (ČSN 73 6220 až ČSN 73 6222). Normy ČSN 73 6220 a ČSN 73 6221 byly přitom revidovány. ČSN 73 6222 vznikla z části původní ČSN 73 6220 (1996) zabývající se problematikou stanovení zatížitelnosti mostů. Z hlediska hodnocení mostů a stanovení jejich zatížitelnosti jsou zásadními předpisy ČSN 73 6221 Prohlídky mostů pozemních komunikací a ČSN 73 6222 Zatížitelnost mostů pozemích komunikací. Základní rozdíl mezi jednotlivými předpisy z hlediska stanovení (určení) zatížitelnosti vyplývá z předmětů výše uvedených normových předpisů. Zatímco ČSN 73 6221 platí pro prohlídky mostů a hodnocení jejich stavu, ČSN 73 6222 platí pro stanovení zatížitelnosti mostů výpočtem. 4/2014

❚

Literatura: [1] ČSN 73 6220 Evidence mostních objektů pozemních komunikací, ÚNMZ 2011 [2] ČSN 73 6221 Prohlídky mostů pozemních komunikací, ÚNMZ 2011 [3] ČSN 73 6222 Zatížitelnost mostů pozemních komunikací, ÚNMZ 2013 [4] ČSN ISO 13 822 Zásady navrhování konstrukcí – Hodnocení existujících konstrukcí, ÚNMZ 2005 [5] TP224 – Ověřování existujících betonových mostů pozemních komunikací, MD ČR 2010 [6] TP72 – Diagnostický průzkum mostů PK, MD ČR 2009


Při stanovení tohoto součinitele je nutno uvážit jeho skutečný význam, kdy se s ohledem na stav konstrukce redukuje celková zatížitelnost mostu namísto únosnosti rozhodujícího prvku. Tímto zjednodušením může dojít k významnému zkreslení výsledných hodnot zatížitelnosti, zejména u prvků s vysokým podílem účinků stálého zatížení. S TA N O V E N Í Z AT Í Ž I T E L N O S T I PODLE ČSN 73 6222

ČSN 73 6222 se na rozdíl od ČSN 73 6221 zabývá stanovením zatížitelnosti mostů jako existujících konstrukcí při zohlednění jejich skutečného stavu, skutečného zatížení a skutečného statického působení v návaznosti na další platné předpisy. To je také hlavním důvodem, proč bylo stanovení zatížitelnosti odhadem zařazeno do ČSN 73 6221. ČSN 73 6222 přitom jasně vymezuje, kdy je nutno zatížitelnost mostu nově výpočtem stanovit, resp. ověřit (viz čl. 5.1.12 této normy). Z hlediska rozsahu nutných výpočtů a jejich náročnosti tento předpis neslouží (a ani nemůže) k stanovení zatížitelnosti v rámci hlavní nebo mimořádné prohlídky mostu. Z ÁV Ě R

Rozdíly v určení a oblasti aplikace ČSN 73 6221 a ČSN 73 6222 vedly v poslední době k dohadům o způsobu stanovení zatížitelnosti v rámci hlavních a mimořádných prohlídek. Řešení těchto nepřesností vyústilo v drobné úpravy obou zmíněných normových předpisů, které jsou v současnosti připravovány k vydání, a které jsou z hlediska stanovení zatížitelnosti v rámci hlavních a mimořádných prohlídek mostů shrnuty v tomto článku.

Ing. Michal Drahorád, Ph.D. Fakulta stavební ČVUT v Praze Thákurova 7, 166 29 Praha 6 e-mail: [email protected] tel.: 224 354 677 Ing. Vladislav Vodička Pontex, s. r. o. Bezová 1658, 147 14 Praha 4 e-mail: [email protected] tel.: 602 347 691

67

VĚDA A VÝZKUM

❚

SCIENCE AND RESEARCH

STRATY PREDPÄTIA PRVKOV Z VYSOKOHODNOTNÉHO BETÓNU ❚ PRESTRESS LOSSES IN MEMBERS CAST FROM HIGH PERFORMANCE CONCRETE Jaroslav Halvonik, Juraj Dolnák, Viktor Borzovič V príspevku sú prezentované výsledky experimentálneho programu zameraného na sledovanie pôsobenia vopred predpätých nosníkov vyrobených z vysokohodnotného betónu (VHB). Merania sú zároveň porovnávané s výsledkami získanými na nosníkoch z obyčajného betónu (OB), ktoré boli zaťažené rovnakou predpínacou silou ako nosníky z VHB. Experimentálne merania, ako sú napr. straty predpätia a defor-

trárni, príp. zdravotníckych zariadení. Vopred predpäté mostné prefabrikáty sa ukazujú ako veľmi vhodné nosné prvky, kde je možné využívať kvality VHB, ako sú vysoká pevnosť, tuhosť, menšie dotvarovanie a excelentná trvanlivosť aj v triedach prostredia XD3 a XF4. Pri vhodnom využití týchto vlastností by bolo možné kompenzovať nevýhody vyššej ceny VHB v porovnaní s obyčajným betónom, ktorá zatiaľ bráni jeho širšiemu využívaniu v praxi.

pínacej sily bola 500 kN, pričom tlakové normálové napätia v priereze dosiahli hodnotu 18 MPa. Predpätie bolo vnesené päť dní po betonáži nosníkov. Betónové vzorky Spolu s nosníkmi boli vybetónované ďalšie betónové vzorky, ktoré sa použili na overenie materiálových vlastností použitých betónov. Pre účely zistenia pevnosti betónu boli vyrobené kocky o hrane 150 mm a valce ∅150 × 300 mm,

mácie, boli potom porovnané s výsledkami získanými z troch normových modelov používaných na predikciu strát predpätia. ❚ Results of experimental program focused on behaviour of

pre-tensioned

beams

cast

from

high

performance concrete (HPC) are presented in the paper. Measurements are also compared with the results obtained on the beams cast from normal concrete (NC) which were subjected to the same prestressing force as beams cast from

P O P I S E X P E R I M E N TÁ L N E H O PROGRAMU

Experimentálny program zahŕňal výrobu vopred predpätých nosníkov a širokej škály betónových vzoriek, ktoré boli využité na získanie vlastností použitých betónov potrebných na vytvorenie modelov na predikciu napr. dotvarovania, zmrašťovania alebo strát predpätia.

HPC. Experimental measurements e.g. prestress losses and deformations were then compared with results obtained from three different models used for prediction of prestress losses.

Jednou z hlavných motivácií uskutočnenia experimentálneho programu bolo overenie možnosti širšej aplikácie vysokohodnotných betónov pri výrobe mostných prefabrikovaných nosníkov, kde sa vytvára najširší priestor na hromadnú aplikáciu tohto konštrukčného materiálu v praxi. V súčasnosti je použitie VHB betónov na Slovensku obmedzené na betonáž silne namáhaných tlačených prvkov, alebo na produkciu výrobkov, ktoré sú vystavené vysoko agresívnemu prostrediu, ako sú napr. kontajnery na uskladnenie rádioaktívneho odpadu z jadrových elek-

Prefabrikované nosníky Skúšobné prvky tvorilo spolu osem vopred predpätých prefabrikovaných nosníkov. Štyri nosníky boli vyrobené z obyčajného betónu C40/50 a štyri nosníky z vysokohodnotného betónu C70/85 (obr. 1a). Nosníky boli predpäté centricky, štyrmi stabilizovanými lanami ∅ Ls12.5 mm/1 770 MPa, každé lano malo prierezovú plochu 91,3 mm2. Okrem toho boli vystužené štyrmi prútmi betonárskej výstuže profilu ∅10 mm. Dĺžka nosníkov 2,5 m bola navrhnutá tak, aby bolo zaistené plné vnesenie predpínacej sily súdržnosťou v centrálnej časti prvku. Priečny rez nosníkov bol obdĺžnikový s rozmermi 180 × 140 mm. Veľkosť vnesenej pred-

1a

68

1b

Obr. 1 a) Predpäté nosníky, b) betónové vzorky na skládke ❚ Fig. 1 a) Prestressed beams, b) concrete specimens at storage yard Obr. 2 Pružinová zostava na meranie dotvarovania betónu ❚ Fig. 2 Spring setup for measuring creep Obr. 3 EM snímač a strunový tenzometer vložený do nosníka ❚ Fig. 3 EM sensor and wire strain gauge embedded in beam Obr. 4 Vývoj zmrašťovania na betónových vzorkách bez očistenia od teploty ❚ Fig. 4 Development of shrinkage on concrete specimens without temperature adjustment Obr. 5 Vývoj zmrašťovania na betónových vzorkách s očistením od teploty ❚ Fig. 5 Development of shrinkage on concrete specimens with temperature adjustment

2


❚

4/2014

VĚDA A VÝZKUM Tab. 1 Zloženie 1 m3 čerstvej betónovej zmesi ❚ Tab. 1 Composition of fresh concrete per 1 m3

Zložky kamenivo [kg] kremičitý úlet [kg] cement [kg] voda [l] superplastifikátor [kg]

Druh 0–4 4–8 8–16 – CEM I 42,5R – Muraplast 842.1

Meracie prostriedky a zariadenia Štyri predpínacie lana boli napnuté na dlhej dráhe a všetkých osem nosníkov bolo potom betónovaných postupne za sebou. Na meranie predpínacej sily bolo použitých osem elastomagnetických snímačov PSS16, pre ktoré sme volili rozmiestnenie tak, aby v každom nosníku bol jeden snímač a súčasne na každom lane boli osadené dva snímače. Pomerné pretvorenia betónu v strede rozpätia nosníkov boli merané štyrmi strunovými tenzometrami EDS-20V-E. Tenzometre boli umiestnené v dvoch nosníkoch z betónu C40/50 a v dvoch z betónu C70/85. Ďalšie dva tenzometre boli umiestnené vo vzorkách na meranie dotvarovania a dva na meranie zmrašťovania betónu. Pomerné pretvorenia betónu boli tiež merané s použitím príložného deformetra s dĺžkou základne 400 mm. Relatívna vlhkosť a teplota prostredia boli merané s použitím DTHL HydrologgPro zariadenia. Teplota betónu bola snímaná pomocou EM snímačov a tenzometrov.


Tab. 2 Materiálové vlastnosti použitých betónov ❚ Tab. 2 Material properties of used concrete

C40/50 725 306 740 – 370 168 2,59

moduly pružnosti boli skúšané na hranoloch 100 × 100 × 400 mm (obr. 1b). Reologické vlastnosti betónov boli zisťované na dvanásti hranoloch, ktoré mali rovnaký priečny rez a vystuženie ako predpäté nosníky. Šesť vzoriek bolo použitých na meranie zmrašťovania, tri pre každý typ betónu, a šesť vzoriek na meranie dotvarovania betónu. Vzorky na dotvarovanie boli zaťažené kontrolovanou osovou silou 380 kN, ktorá bola v sústave udržiavaná štyrmi tuhými pružinami (obr. 2). Aplikovaná osová sila mala hodnotu blízku úrovni predpínacej sily po prebehnutí straty z pružného pretvorenia betónu. Všetky vzorky boli potom umiestnené v blízkosti predpätých nosníkov.

❚

C70/85 710 240 790 70 450 105 6,44

C40/50 Vzorka #1 #2 #3 priemer

Kocková pevnosť [MPa] 53 53,5 53 53,2

C70/85 Modul pružnosti [MPa] 31 920 34 827 33 954 33 568

Kocková pevnosť [MPa] 94,5 97,5 89,5 93,8

Modul pružnosti [MPa] 40 780 39 959 40 032 40 256

3

pomerných pretvorení betónov od betonáže 13. júla 2012 až do posledného merania vykonaného 5. apríla 2014. Pevnostné a deformačné charakteristiky betónov Vlastnosti betónov boli skúšané z hľadiska pevnosti betónu v tlaku, modulu pružnosti, dotvarovania a zmrašťovania. Kocková pevnosť betónu v čase transferu predpätia bola 40 MPa pre obyčajný a 68 MPa pre VHB betón. Pevnostné a deformačné vlastnosti betónov po 28 dňoch sú zhrnuté v tab. 2. Na základe hrubého štatistického vyhodnotenia bola charak-

teristická hodnota kockovej pevnosti stanovená na 52,6 MPa pre obyčajný a 86,2 MPa pre VHB (164 % z OB). V prípade modulov pružnosti dosiahol VHB 120 % z hodnoty OB. Na obr. 4 a obr. 5 je vykreslený vý voj zmrašťovania v čase, zistený na nezaťažených vzorkách, ktoré boli umiestnené pri predpätých nosníkoch na skládke, pričom prvé meranie prebehlo 24 h po betonáži. Vývoj zmrašťovania na obr. 4 je bez očistenia o účinky teploty a na obr. 5 po očistení od teploty. Pomerne zložitý priebeh naznačuje veľký vplyv zmeny vlhkosti a teploty prostredia na tento jav.

4 5

V Ý S L E D K Y E X P E R I M E N TÁ L N Y C H MERANÍ

Merania zahŕňajú veľké množstvo dát od materiálových charakteristík betónov cez merania strát predpätia, merania 4/2014

❚


69

VĚDA A VÝZKUM

❚

SCIENCE AND RESEARCH Obr. 6 Priebeh denných teplôt prostredia [°C] v sledovanom období ❚ Fig. 6 Development of ambient temperature [°C] within the monitored time Obr. 7 Priebeh relatívnej vlhkosti prostredia [%] v sledovanom období ❚ Fig. 7 Development of ambient relative humidity [% ] within the monitored time Obr. 8 Vývoj predpínacích síl v lanách od okamihu vnesenia predpätia ❚ Fig. 8 Development of prestressing forces in strands since prestress transfer Obr. 9 Vývoj celkových pomerných pretvorení betónu nosníkov v čase ❚ Fig. 9 Development of total strains in concrete in time

6 7

Obr. 10 Vývoj celkových pomerných pretvorení betónu pružinových zostav v čase ❚ Fig. 10 Development of total strains in concrete of spring set-ups in time

Zaznamenaný vývoj zmrašťovania celkom dobre korešponduje s priebehom vlhkosti a teploty okolitého prostredia v jednotlivých obdobiach (obr. 6 a 7). Meranie teploty a vlhkosti prostredia Experimentálne vzorky sú dlhodobo umiestnené na vonkajšej skládke a takto vystavené denným a sezónnym zmenám teploty a vlhkosti prostredia. Nakoľko reológia betónu je významne ovplyvnená týmito vstupmi, bolo zaistené kontinuálne meranie teploty a vlhkosti prostredia v okolí skládky. Merania vyhodnotené na báze denných priemerov sú zobrazené na obr. 6 a obr. 7. Re-

8

70

latívna vlhkosť prostredia na obr. 7 bola tiež vyhodnotená na intervale sedemdňových priemerov. Ako ukazuje priebeh, po väčšinu sledovaného času teplota prostredia bola menšia ako referenčná teplota 20 °C, pre ktorú sú kalibrované modely na predikciu zmrašťovania a dotvarovania betónu. V prípade relatívnej vlhkosti (RH) prostredia sa priemerná hodnota pohybovala pod 70 %, čo naznačuje, že v súčasnom období je vhodné pri návrhu predpätých mostov voliť nižšie hodnoty vlhkosti v porovnaní s minulosťou. Straty predpätia Zmeny predpínacej sily boli monitoro-

vané od napnutia každého lana v predpínacej dráhe až do posledného merania vykonaného 28. marca 2014. Okamžité straty predpätia z pružného pretvorenia betónu sú zachytené v tab. 3 a priebeh zmeny predpínacej sily v čase od okamihu vnesenia predpätia do nosníkov je na obr. 8. Pre nosníky z OB je zmena sily na obr. 8 naznačená pomocou červenej čiary a z VHB pomocou modrej čiary. Priemerná hodnota straty predpätia zistená v čase posledného merania (620 dní po vnesení predpätia) vztiahnutá na predpínaciu silu krátko pred uvoľnením bola 20,6 % pri nosníkoch z OB a 13,3 % pri nosníkoch z VHB. Zmena predpínacej sily zahŕňala okamžité straty predpätia z pružného pretvorenia betónu (8,5 % pre OB a 6,4 % pre VHB) a dlhodobú stratu predpätia od relaxácie, dotvarovania a zmrašťovania (12,1 % pre OB a 6,9 % pre VHB). Viditeľne zvýšený nárast straty predpätia bol zaznamenaný u nosníkov z OB v letných mesiacoch roku 2013, čo korešponduje so zníženou RH vzduchu a zvýšenou teplotou v tomto období. V prípade nosníkov z VHB bol vývoj straty predpätia plynulý. Vplyv týchto faktorov na veľkosť straty je veľmi dobre viditeľný aj na obr. 9 a obr. 10, kde je zachytený vývoj pomerných pretvorení betónu v čase. Dlhodobé straty predpätia v nosníkoch z VHB predstavovali cca 56 %


❚

4/2014

VĚDA A VÝZKUM

❚

Tab. 3 Okamžité straty predpätia z pružného pretvorenia betónu, sily vztiahnuté na jedno lano ❚ Tab. 3 Immediate prestress losses due to elastic deformation of concrete, forces per one strand

Nosník

OB

VHB

Stav

N_A

N_B

N_C

N_D

N_H

N_G

N_F

N_E

Pred uvoľnením [kN]

125,7

124,7

126,2

124,3

124,4

123,5

124,6

124,3

Po uvoľnení [kN]

114,8

114,1

115,6

113,8

116,6

115,6

116,8

116,1

Pružné pretvorenie [kN]

10,8

10,6

10,6

10,5

7,8

7,9

7,9

8,2

Teplota ST [°C]

20,2

20,3

20,1

19,8

z hodnoty nameranej v nosníkoch z OB.

POROVNANIE MERANÍ S MODELMI NA PREDIKCIU S T R ÁT P R E D PÄT I A

Pomerné pretvorenia betónov V rámci experimentálneho programu boli merané aj pomerné pretvorenia betónu. Na obr. 9 je zachytený vývoj pomerných pretvorení betónu zistený pomocou strunových tenzometrov vložených do nosníkov. Na obr. 10 sú rovnaké merania vykonané na betónoch v pružinových zostavách. Zmena pomerného pretvorenia betónu od okamihu vnesenia predpätia korešponduje so zmenou predpínacej sily v lane -15,1 kN pri nosníkoch z OB a -7,4 kN pri nosníkoch z VHB, čo predstavuje v tomto prípade 49 % z hodnoty nameranej pre OB. Výpočet straty bol urobený s predpokladom ideálnej súdržnosti a uvažovaným modulom pružnosti predpínacej výstuže 195 GPa.

Porovnanie nameraných a vypočítaných strát predpätia pre nosníky z OB je na obr. 11 a obr. 12, pre nosníky z VHB na obr. 13 a obr. 14. Na výpočet strát boli použité tri modely na predikciu dotvarovania a zmrašťovania betónu. Prvý model, čierna čiara, predstavuje model EN 1992-1-1 Príloha „B“, druhý model, modrá farba, model EN 1992-2 a tretí model, zelená farba, Model Code 2010. Modely na predikciu relaxácie výstuže boli prevzaté z tých istých predpisov. Vypočítané hodnoty predpínacej sily sú porovnané s meraniami, ktoré sú naznačené v obrázkoch pomocou farebných bodov. Pri vyhodnotení okrem priameho merania predpínacej sily pomocou EM snímačov boli využité aj merania pomerných pretvorení betónu

9 10


a predpoklad ideálnej súdržnosti medzi predpínacou výstužou a betónom. Vo všetkých prípadoch takto získané straty predpätia boli väčšie ako straty namerané pomocou EM snímačov, čo môže byť spôsobené napr. nedokonalou súdržnosťou, alebo nižšou hodnotou modulu pružnosti Ep v porovnaní s uvažovanou hodnotou 195 GPa. Treba však poznamenať, že v prípade nosníkov z VHB boli tieto rozdiely podstatne menšie ako u nosníkov z OB. Pri výpočte strát predpätia pomocou modelov bola uvažovaná priemerná relatívna vlhkosť prostredia 70 %, teplota betónu 20 °C a vplyv použitého rýchlo tuhnúceho cementu CEM I 42,5R na dotvarovanie betónu bol zohľadnený úpravou veku betónu pri nástupe zaťaženia na t0 = 10 dní. Nakoľko v prvých štádiách všetky modely pri priemernej vlhkosti 70 % podhodnocovali straty predpätia bola prevedená aj analýza so zohľadnením skutočnej vlhkosti (obr. 12 a 14). V tomto prípade už modely MC2010 a EN 1992-1-1 celkom dobre predpovedali straty predpätia na uvažovanom počiatočnom časovom intervale. Z porovnania predpínacich síl vyplýva, že všetky modely na predikciu dotvarovania a zmrašťovania použité na výpočet viedli na sledovanom časovom intervale k nadhodnoteniu strát predpätia. Pri uvážení reálnej vlhkosti prostredia bolo nadhodnotenie vždy väčšie ako pri uvážení konštantnej 70% vlhkosti. Najlepšie priblíženie k nameraným hodnotám bolo dosiahnuté s modelom EN 1992-2, ktorý sa využíva najmä pre VHB, nakoľko umožňuje zohľadniť aj prítomnosť kremičitého úletu v betóne. Jednou z príčin rozdielov, resp. menších nameraných strát predpätia v porovnaní s predikciou môže byť skutočnosť, že pri výpočte nebola urobená transformácia veku betónu, ktorá by zohľadňovala skutočný vývoj teploty betónu v čase. To môže byť dôvodom väčších teoretických hodnôt zmrašťovania a dotvarovania betónu v porovnaní so skutočnosťou. Pri podrobnejšom rozbore vývoja teploty prostredia na obr. 6 je zrejmé, že viac ako dve tretiny času bola teplota pod 20 °C a mnohokrát aj veľmi hlboko. Z ÁV E R

Predmetom experimentálneho programu bolo monitorovanie pôsobenia predpätých prvkov vyrobených z vysokohodnotného betónu C70/85 najmä 4/2014

❚


71

VĚDA A VÝZKUM

❚

SCIENCE AND RESEARCH Obr. 11 Porovnanie vývoja predpínacej sily v čase – OB – priemerná vlhkosť 70 % ❚ Fig. 11 Comparison of prestressing force development in time – NC – average RH 70 % Obr. 12 Porovnanie vývoja predpínacej sily v čase – OB – reálna vlhkosť ❚ Fig. 12 Comparison of prestressing force development in time – NC – real RH Obr. 13 Porovnanie vývoja predpínacej sily v čase – VHB – priemerná vlhkosť 70 % ❚ Fig. 13 Comparison of prestressing force development in time – HPC – average RH 70 % Obr. 14 Porovnanie vývoja predpínacej sily v čase – VHB – reálna vlhkosť ❚ Fig. 14 Comparison of prestressing force development in time – HPC – real RH

11 12

z pohľadu zmeny veľkosti predpínacej sily v čase a overenie modelov na predikciu strát predpätia, ktoré má v súčasnosti projektant k dispozícii v relevantných návrhových normách EN alebo normových odporúčaniach, ako je napr. Model Code 2010. Pre lepšie zvýraznenie prednosti VHB boli v rámci programu monitorované aj prvky vyrobené z obyčajného betónu C40/50 predpäté rovnakou predpínacou silou. Vyššia pevnosť VHB o 75 % v porovnaní s OB sa prejavila významne menšími dlhodobými stratami predpätia, ktoré za sledované obdobie boli o 44 až 50 % menšie ako pri prvkoch s OB. Pri poslednom meraní (620 dní po vnesení predpätia) bola predpínacia sila zistená s použitím EM snímačov 431 kN pri nosníkoch z VHB oproti 398 kN pri nosníkoch z OB, celkové straty predpätia takto predstavovali 13,3 %, resp. 20,6 %. Porovnanie veľkosti nameraných a vypočítaných strát predpätia, kde na výpočet boli použité tri rôzne modely na predikciu reologických pretvorení betónu (model EN 1992-1-1, EN 1992-2 a Model Code 2010), ukázalo, že ako pre nosníky z OB, tak VHB nadhodnocujú veľkosť strát predpätia pri použití štandardných inžinierskych prístupov, ako je uvažovanie konštantnej relatívnej vlhkosti prostredia v našom prípade 70 % a teploty betónu 20 °C. V obidvoch prípadoch sa najlepšie priblíženie podarilo dosiahnuť pre model EN 1992-2: 426 kN ku 431 kN pre nosníky z VHB a 380 kN ku 398 kN pre nosníky z OB. Nakoľko merania naďalej pokračujú, chceme aj po dlhšom časovom odstupe v budúcnosti informovať odbornú verejnosť, ako sa vyvíja napätosť v predpätých nosníkoch.

13 14

72


❚

4/2014

VĚDA A VÝZKUM Literatúra: [1] Moravčík M., Čavojcova A. (2013): Some design aspects of the new precast girder highway bridge, Proc. of fib Symposium, Engineering a Concrete Future, Tel-Aviv, 22–24 April 2013 [2] Chandoga M., Halvonik J., Pritula A. (2013): Short and long time deflections of pre and post-tensioned bridge beams, Proc. of fib Symposium, Engineering a Concrete Future, Tel-Aviv, 22–24 April 2013 [3] Čajka R., Fojtik R. (2013): Development of Temperature and Stress during Foundation Slab Concreting of National Supercomputer Centre IT4, Procedia Engineering, Volume 65, 2013, pp. 230–235, ISSN 1877-7058, doi: 10.1016/j.proeng.2013.09.035

Príspevok vznikol s finančnou pomocou Agentúry na podporu výskumu a vývoja MŠ SR VEGA č.1/0690/13 a s pomocou firmy ZIPP Bratislava, spol. s r. o., člena skupiny Strabag SE, ktorá finančne

❚

SCIENCE AND RESEARCH Ing. Juraj Dolnák Prodex, s. r. o. Rusovská cesta 16 851 01 Bratislava 5 tel.: +421 907 134 125 e-mail: [email protected]

podporila a zaistila výrobu nosníkov.

Ing. Viktor Borzovič, Ph.D. Stavebná fakulta STU v Bratislave Radlinského 11, Bratislava prof. Ing. Jaroslav Halvonik, PhD.

tel.: +421 905 849 264

Stavebná fakulta STU v Bratislave

e-mail: [email protected]

Radlinského 11, Bratislava tel.: +421 903 030 396 e-mail: [email protected]

FRANCOUZSKÁ CAQUOTOVA CENA 2014 PRO PROFESORA STRÁSKÉHO Koncem března toho-

to roku předal předseda Francouzské asociace stavebních inženýrů (French Association for Civil engineering – AFGC) pan Jean-Marc Tanis cenu Alberta Caquota za rok 2014 profesoru Jiřímu Stráskému jako ocenění jeho celoživotního významného přínosu k rozvoji stavitelství, ocenění všech jeho projektů a publikací zvláště v oblasti mostního stavitelství. Cenu Alberta Caquota uděluje AFGC každoročně jednomu z významných stavebních inženýrů, střídavě z Francie a zahraničí.

SPANNBETONBAU IN DER DDR, ANWENDUNG UND EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG DES ITBSPANNVERFAHRENS Guido Bolle, Gregor Schacht, Steffen Max

Článek přináší přehled předem předpjatých systémů používaných v bývalé NDR při stavbě mostů a detailně popisuje systém ITB. Při demolici mostu „10. výročí“ v Neubranderburgu, na kterém byl systém ITB poprvé použitý, byly odebrány vzorky materiálu a konstrukční prvky pro detailní analýzu. Pro zajištění objektivity výsledků byly použity různé diagnostické metody, např. fotogrametrie, akustická emise ad., k zjištění stavu materiálu a předpjatých betonových prvků. Výsledky experimentálního vyšetřování jsou detailně rozebírány a porovnávány v souvislosti s chováním konstrukce a možností jejího náhlého kolapsu. Bolle G., Schacht, G., Max S.: Spannbetonbau in der DDR, Anwendung und experimentelle Untersuchung des ITB-Spannverfahrens, Beton- und Stahlbetonbau 109 (2014), Heft 6, str. 384–393

Firemní prezentace

fib-news/Structural Concrete 15 (2014), No. 2

Text článku byl posouzen odborným lektorem.

4/2014

❚


73

VĚDA A VÝZKUM

❚


STANOVENIE VZŤAHU MEDZI MERNÝM ODPOROM A PEVNOSŤOU BETÓNU ❚ DETERMINATION OF THE RELATIONSHIP BETWEEN RESISTIVITY AND STRENGTH OF CONCRETE

Mnohé technologické fázy výroby monolitických a prefabrikovaných prvkov sú závislé na stanovení aktuálnej pevnosti betónu. Pre vysokú variabilitu okrajových podmienok je najspoľahlivejšie vychádzať z výsledkov experimentálnej činnosti a zo skúsenosti z praxe. V prípade niektorých okrajových podmienok nie je možné stanoviť aktuálnu pevnosť betónu podľa nedeštruktívnej skúšky (Schmidtov tvrdomer), ktorá je najpoužívanejšia. V týchto prípadoch je možné použiť iné metódy vhodnejšie na stanovenie aktuálnej pevnosti betónu, napr. výpočtovo-laboratórnu metódu pomocou elektrického odporu betónu. Tento príspevok stanovuje závislosti medzi pevnosťou betónu a merným odporom betónu vychádzajúc z experimentálnej činnosti. phases

of

❚ Some technological

production

of

monolithic

and

prefabricated elements are dependent on the determination of the actual strength of concrete. Due to high variability of boundary conditions the most reliable way is based on results of experimental works and field experience. There are some boundary conditions for which it is not possible to determine the actual strength of the

dôležitou podmienkou pre určenie správneho času oddebnenia, možno stanoviť viacerými spôsobmi, ktoré sa líšia presnosťou, nárokmi na vybavenie, požiadavkami na kvalitu obsluhy, prístupnosťou apod. Každá metóda stanovenia pevnosti je teda optimálna iba v konkrétnych podmienkach. V súčasnosti však nie sú známe žiadne pravidlá – metodiky pre výber optimálnej metódy určovania pevnosti. Ak by takáto metodika bola vypracovaná (a používaná v praxi), mohla by prispieť k presnejšiemu stanoveniu času oddebňovania, a tým k zvýšeniu efektívnosti (zvýšeniu kvality, zníženiu nákladov) výroby betónových konštrukcií. Na stanovenie aktuálnej pevnosti betónu sú známe rôzne metódy, či už deštruktívna, nedeštruktívna, výpočtová, výpočtovo-laboratórna metóda pomocou zrelosti betónu a výpočtovo–laboratórna metóda pomocou elektrického odporu. Tento príspevok popisuje poslednú z týchto metód, a to výpočtovo–laboratórnu metódu pomocou elektrického odporu.

concrete under non-destructive test (Schmidt hardness tester), which is the most common. In these cases it may be more appropriate to use other methods to determine the actual strength of the concrete, and the computationally-laboratory method using the electrical resistance of the concrete. This paper sets down relation of the strength of concrete and concrete resistivity based on experimental works.

Pre väčšinu činností, ktoré sú súčasťou výrobného procesu, sa v praxi zaužívali štandardné osvedčené postupy vedúce k efektívnej výrobe. Mnohé z nich sú spracované v súlade s teoretickými poznatkami aj v technických normách. Napriek tomu je možno identifikovať niekoľko „súčastí“ výrobného procesu, pre ktoré nie sú stanovené žiadne jednoznačné postupy alebo pravidlá na ich voľbu. V praxi sa potom často riešia tak, že majú nepriaznivý dopad na efektívnosť výroby konštrukcie alebo na jej kvalitu. Jednou súčasťou zhotovovania monolitických konštrukcií, pre ktorú nie sú spracované komplexné pravidlá, je stanovovanie optimálneho času oddebnenia betónovej konštrukcie. Aktuálnu pevnosť betónu, ktorá je 74

PRIEBEH ELEKTRICKÉHO ODPORU V BETÓNE

Predpokladaný priebeh meraných elektrických charakteristík je zachytený na obr. 1. V prvých hodinách veku, po rozpustení povrchu zŕn cementu za vzniku pórového roztoku, keď dochádza k pozvoľnému vyzrážaniu CSH gélu, sa odpor betónu ustáli a zostáva po určitú dobu (počas tuhnutia) konštantný. Postupne, ako betón tuhne a tvrdne (s klesajúcou koncentráciou vodivostných iónov v pórovom roztoku), sa elektrický odpor zvyšuje. Zvyšovanie elektrického odporu je dané vytváraním pevných väzieb, čo súvisí so zmenou stavu fyzikálne viazanej (voľnej) vody na vodu chemicky viazanú. Zmena množstva fyzikálne viazanej vody v betóne (napríklad formou vnútorného ošetrovania) sa predpokladane mala prejaviť na elektrických charakteristikách betónu, napr. elektrický odpor (rezistivita) alebo konduktivita. Známymi elektrickými charakteristikami, ktorých vzťah k dynamickému systému cementu reagujúceho s vodou je kvalitatívne popísaný, sú merný elektric-

ký odpor (rezistivita) ρ [Ωm] a jeho obrátená hodnota, merná elektrická vodivosť (konduktivita) σ [S/m]. Tieto charakteristiky možno za istých okolností, ak sa dodržia presné postupy skúšok a skúšky tak budú reprodukovateľné (s postačujúcou mierou spoľahlivosti), pretransformovať do absolútneho vyjadrenia napríklad elektrického odporu R [Ω]. Elektrickou vodivosťou betónu, jej meraním a vyhodnocovaním sa v rôznych výskumných úlohách a vedeckých článkoch zaoberalo viacero autorov. Aj ich pričinením je dnes známe, že s rastúcim vekom betónu (rastúcim stupňom hydratácie α1) dochádza ku zníženiu pórovitosti, a tým k poklesu elektrickej vodivosti [1]. Princíp merania elektrickej vodivosti spočíva v meraní prechádzajúceho prúdu I [A] cez cementový tmel, do ktorého sú umiestnené dve kovové elektródy pripojené na zdroj konštantného napätia U [V]. Dve elektródy (vždy rovnakých rozmerov) sú umiestnené na protiľahlých stranách skúšobnej nádoby. Prechádzajúci elektrický prúd sa v čase mení, čo indikuje zmenu vodivosti (konduktivity) cementového tmelu. Aktuálna konduktivita σ [S/m] cementového tmelu sa vypočíta podľa vzťahu (1), kde l [m] je vzdialenosť elektród a A [m2] je plocha, cez ktorú medzi elektródami preteká elektrický prúd.

X"

l I . A U

[S/m]

(1)

Elektrický prúd sa v betóne prenáša prostredníctvom iónov. Je preto zrejmé, že vodivosť betónu je funkciou koncentrácie iónov c, ich nábojov z a ekvivalentnej iónovej vodivosti λ, podľa vzťahu (2) [1].

Očakávaný elektrický odpor [Ω]

Ivana Lusová, Peter Briatka, Eva Králiková, Mikuláš Bittera

1

Vek betónu [h]


❚

4/2014

❚

VĚDA A VÝZKUM


Tab. 1 Vypočítaný merný odpor a pevnosť betónu v tlaku v čase ❚ Tab. 1 Calculated resistivity and strength of concrete in stress in time

Deň

Merný odpor [Ωm] 94,62 186,99 385,26 507,59

1 2 3 4 5

10 °C Pevnosť betónu v tlaku [MPa] 15,61 18,66 21,09 22,84

Merný odpor [Ωm] 58,51 155,51 363,3 648,94 974,09

20 °C Pevnosť betónu v tlaku [MPa] 15,98 22,96 24,89 27,57 29,38

Obr. 1 Predpokladaný vývoj elektrického odporu betónu v čase ❚ Fig. 1 Assumed development of the electrical resistance of concrete in time Obr. 2 Meranie nominálneho odporu betónu the nominal resistivity of concrete

❚

Fig. 2

Measuring

Obr. 3 Závislosť merný odpor – pevnosť betónu v tlaku uskladneného pri teplote 10 a 20 °C ❚ Fig. 3 Dependency of the concrete’s resistivity and strength in stress, stored in 10 and 20 °C Obr. 4 Priebeh merného odpor betónu triedy C40/50 pri teplote 10 °C Fig. 4 Development of resistivity of class C40/50 concrete in 10 °C

2

X " f ¨ (c j , z j , Q j )

(2)

j

Ekvivalentná iónová vodivosť λ je funkciou teploty a narastá o cca 1,5 až 2,5 % s každým kladným °C teploty pórového roztoku, čo s najväčšou pravdepodobnosťou súvisí s klesajúcou viskozitou. Ióny prítomné v pórovom roztoku sa dajú predpokladať z chemického zloženia portlandského cementu (6 C3S, 2 C2S, 2 C3A a C4AF) a reakcií prebiehajúcich počas hydratácie – vzniku CSH gélu (vzťah 3 a 4), kde H označuje H2O a CH značí Ca(OH)2, C3S značí alit CaO.SiO2 3C3 S 6 H q C3 S2 H3 3CH

(3)

2C3 S 4 H q C3S2 H3 CH

(4)

Meranie nominálneho odporu betónu a zistenie možnosti stanovenia vzťahu medzi merným odporom a pevnosťou betónu Na stanovenie vzťahu medzi merným odporom a pevnosťou betónu boli vykonané laboratórne skúšky. Priebeh merného odporu v čase a pevnos-

ti nedeštruktívnou skúškou boli namerané pre betón triedy C40/50, ktorý bol uskladnený pri rôznych teplotných podmienkach 10 ± 2 a 20 ± 2 °C. Na výrobu betónových kociek a kvádrov sa použil cement CEM I 42,5 N (portlandský). Na meranie odporu bol čerstvý betón plnený do foriem tvaru kvádra s rozmermi cca 20 × 20 × 100 mm. Formy boli vyrobené z troch strán z plexiskla a z dvoch protiľahlých strán z medeného plechu. Odpor sa zaznamenával v časových intervaloch, v prvej hodine každých 5 min a v ďalších hodinách každých 15 min (obr. 2). Na meranie pevnosti v tlaku bol čerstvý betón plnený do pripravených plastových foriem v tvaru kocky o hrane 150 mm. Zatvrdnuté betónové kocky uložené pri teplote 20 °C boli na druhý deň odformované. Betónové kocky uložené pri teplote 10 °C boli odformované až na tretí deň (z dôvodu nedostatočnej pevnosti na druhý deň). Závislosť medzi pevnosťou betónu v tlaku a jeho merným odporom (obr. 3) bola vypočítaná pomocou metódy najmenších štvorcov a korelačného koeficientu, keďže predpokla-

30

❚

dom je, že funkcia je logaritmická: • pri teplote 10 °C: fc = 4,5 ln (ρ) – 3 • pri teplote 20 °C: fc = 4,5 ln (ρ) – 1,5

Priebeh merného odporu v prvých minútach betónu triedy C40/50 uskladneného pri teplote 10 °C je zachytený na obr. 4. Začiatok zaznamenávania odporu bol približne po 30 min od kontaktu cementu z vodou. V prvých minútach veku betónu, po rozpustení povrchu zŕn cementu za vzniku pórového roztoku, keď dochádza k pozvoľnému vyzrážaniu CSH gélu, sa odpor betónu ustáli a zostáva určitú dobu (počas tuhnutia) konštantný. Postupne, ako betón tuhne a tvrdne (s klesajúcou koncentráciou vodivostných iónov v pórovom roztoku) sa merný odpor zvyšuje. Zvyšovanie merného odporu je dané vytváraním pevných väzieb, čo súvisí so zmenou stavu fyzikálne viazanej (voľnej) vody na vodu chemicky viazanú. Priebeh merného odporu v prvých minútach betónu C40/50 uskladneného pri teplote 20 °C je zachytený na obr. 5. Začiatok zaznamenávania odporu bol približne po 30 min od kontaktu cementu z vodou.

5,00

28

Mern ý odpor [Ωm]

Pevnosť v tlaku [MPa]

4,50 26 24 22 20 18

10 °C

16

20 °C

100

200

400

500

600

Merný odpor [Ωm]

3

4/2014

300

❚

700

800

3,50

3,00

2,50

14 0

4,00

900

2,00

1000

0

4


50

100

150

200

250

Čas [min]

75

300

❚

VĚDA A VÝZKUM

SCIENCE AND RESEARCH Obr. 5 Priebeh merného odpor betónu triedy C40/50 pri teplote 20 °C ❚ Fig. 5 Development of resistivity of class C40/50 concrete in 20 °C

3,00 2,90

Mern ý odpor [Ωm]

2,80 2,70 2,60 2,50 2,40 2,30 2,20 2,10 2,00 0

20

40

60

80

100

120

140

160

Čas [min]

5

Literatúra: [1] Backe K., Lile O., Lymov S.: Characterizing Curing Cement Slurries by Electrical Conductivity, Society of Petroleum Engineers, Drilling & Completion, 2001, pp. 201–207, available at www.linsaat.com/uploads/.../ pdfs.../42228 1236193542 673.pdf [2] Hobbs B., Kebir M. T.: Non-destructive testing techniques for the forensic engineering investigation of reinforced concrete buildings, 2006, Elsevier Ireland Ltd., Forensic Science International 167, 2007, pp. 167–172 [3] Juriček I.: Technológia pozemných stavieb – Hrubá stavba, Bratislava: Jaga group, 2001, ISBN 80-88905 29-X [4] Perez-Pena M., Roy D., Tamás F.: Influence of Chemical Composition and Inorganic Admixtures on the Electrical Conductivity of Hydrating Cement

[5]

[6]

[7]

Pastes, J. of Materials Research, Vol. 4, No. 1, 1989, p. 215 Rajabipour F., Sant G., Weiss J.: Development of Electrical conductivity – Based Sensors for Health Monitoring of Concrete Materials, in TRB 2007 Annual Meeting CD-ROM, Transportation Research Bord, Indianapolis, 2007, p. 16 Ridha S., Irawan S., Ariwahjoedi B., Jasamai M.: Conductivity Dispersion Characteristic of Oilwell Cement Slurry during Early Hydration, Inter. J. of Engineering & technology IJET-IJENS, Vol. 10, No. 6, 2010, pp. 129–132 Snyder K. A., Feng X., Keen B. D., Mason T. O.: Estimating the Electrical Conductivity of Cement Paste Pore Solutions from OH-, K+ and Na+ Concentrations, Cement and Concrete Research, Vol. 33, No. 6., 2003, pp. 793–798

Z ÁV E R

Príspevok sa zaoberal stanovením závislosti medzi merným odporom a pevnosťou betónu v tlaku pre triedu betónu C40/50, uskladnené pri teplote 10 ± 2 a 20 ± 2 °C. Na základe stanoveného merného odporu a nameranej pevnosti betónových kociek a kvádrov bolo možné stanoviť logaritmickú závislosť medzi tými dvoma hodnotami. Logaritmická závislosť pre triedu betónu C40/50 uskladneného pri teplote 10 °C je fc = 4,5 ln (ρ) – 3. Logaritmická závislosť pre triedu betónu C 40/50 uskladneného pri teplote 20 °C je fc = 4,5 ln (ρ) – 1,5. Ing. Ivana Lusová Stavebná fakulta STU v Bratislave e-mail: [email protected] Ing. Peter Briatka, PhD. Holcim (Slovensko), a. s. Prístavná 10, 821 09 Bratislava

Ing. Eva Králiková Ing. Mikuláš Bittera, PhD. oba: FEI STU v Bratislave

Text článku byl posouzen odbornýcm lektorem.

STRENGTHENING OF CONCRETE STRUCTURES WITH ADHESIVELY BONDED REINFORCEMENT Design and Dimensioning of CFRP Laminates and Steel Plates Konrad Zilch, Roland Niedermeier, Wolfgang Finckh Nově vydaná kniha z oblíbené edice „BetonKalender“ německého vydavatelství Ernst & Sohn, A Wiley Brand, popisuje postup návrhu a užití lepených CFRP pásů, CF vrstev a ocelových plechů, jak je uvádí DAfStb směrnice, která doplňuje Eurokod. Kniha obsahuje příklady návrhů řešení různých situací, např. poruchy krycí vrstvy, dotvarování, analýzy mezního stavu použitelnosti nebo únosnosti betonových desek, nosníků a sloupů. Použitá vysvětlení a základní informace vycházejí převážně z nové německé směrnice „Strengthening of Concrete Members with Adhesively Bonded Reinforcement“, kterou vydalo German Committee for Structural Concrete (DAfStb). Je to první evropská směrnice, která se zabývá touto oblastí ve formě přílohy k Eurokodu. Protože je plánováno zahrnout tuto oblast i do budoucího Eurokodu 2, slouží směrnice DAfStb jako odrazový můstek. Všichni autoři se dlouhodobě oblastí navrhování, projektování, realizací záchrany a rekonstrukcí budov a staveb a jejich následnou kontrolou a monitorováním zabývají a jsou činní i v přípravě nových evropských technických směrnic (ETAGs) a pravidel navrhování a projektování. Vybrané kapitoly z německého vydání „BetonKalender“ jsou nyní vydávány v nové anglicky tiš-

76

těné edici „Beton-Kalender Series“ pro použití širší mezinárodní odborné veřejnosti. Představená kniha obsahuje následující kapitoly: 1. Introduction 2. DAfStb guideline 3. Design of strengthening measures with externally bonded CFRP strips 4. Example 1: Strengthening a slab with externally bonded CFRP strips 5. Design of strengthening with near-surface-mounted CFRP strips 6. Example 2: Strengthening a beam with near-surface-mounted CFRP strips 7. Design of column strengthening with CF sheets 8. Example 3: Column strengthening 9. Summary and outlook 10. References Německé vydavatelství Ernst & Sohn vydává už od roku 1906 v edici „BetonKalender“ informace o výsledcích vývoje a výzkumu a rozsáhlé zkušenosti v oblasti betonového a železobetonového stavebnictví. Každoroční svazek(y) tak odráží dosaženou úroveň tohoto rychle se rozvíjejícího oboru stavebního průmyslu. Prvním editorem „BetonKalender“ byl Fritz von Emperger (1862 až 1942). vydavatelství Ernst & Sohn, A Wiley Brand, červen 2014 158 stran, 171 obrázků, 8 tabulek, měkká vazba ISBN: 978-3-433-03086-8 cena: 49,90 € (včetně DPH) dostupné také jako e-book


❚

4/2014

AKTUALITY

❚

TOPICAL SUBJECTS

OSMDESÁTINY PROF. ING. JAROSLAVA PROCHÁZKY, CSC. Plný energie a elánu oslavil profesor Jaroslav Procházka osmdesátku. Narodil se v květnu 1934 v Praze. Maturoval na gymnáziu v Praze-Michli v roce 1952. Poté studoval ČVUT Fakultu inženýrského stavitelství, směr konstruktivně dopravní a promoval v roce 1957. Po ukončení studia nastoupil do Státního ústavu dopravního projektování Praha, kde pracoval jako projektant– statik, později byl vedoucím statické skupiny. Tam se podílel na projektech pozemních i inženýrských objektů sloužících pro dopravu a spoje. Kariéru vysokoškolského učitele zahájil v roce 1963, kdy byl přijat na Katedru betonových konstrukcí Fakulty stavební ČVUT jako odborný asistent. Po nástupu na fakultu se zapojil do projektování budov pro novou stavební fakultu a menzy v Praze-Dejvicích, dále do projektování a návrhů rekonstrukcí staveb pro energetiku. V roce 1969 získal vědeckou hodnost kandidáta věd za práci na téma „Řešení mezní únosnosti montovaných rámových konstrukcí s přihlédnutím k tuhosti styků“. V roce 1973 podal habilitační práci na téma „Nelineární chování betonových konstrukcí“, kterou mu však nebylo povoleno obhájit; jmenován docentem byl až v roce 1989. Profesorem Katedry betonových konstrukcí a mostů na Fakultě stavební ČVUT byl jmenován v roce 1994. Přednášel na všech studijních oborech, vedl projekty, bakalářské a diplomové práce, byl školitelem řady doktorandů; v této činnosti pokračuje dosud. V roce 1999 obdržel za výzkumnou a pedagogickou práci zlatou Felberovu medalii a v roce 2009 mu byla udělena cena profesora Rektoryse. Udělení Fulbrightova stipendia vládou USA v roce 1990 bylo významným oceněním jeho vědecké i pedagogické práce. Při pobytu na University of Illinois at Urbana-Champaign navázal spolupráci s American Concrete Society, stal se jejím členem a v roce 1992 byl nominován jako „liaison member“ do komise ACI 318. Během pobytu v USA navštívil též několik významných amerických univerzit a výzkumných pracovišť, kde přednášel. Na působení v USA navázal přednáškami a pracovními pobyty na Univerzitě v Torinu, (dlouhodobá spolupráce s prof. F. Levim vyústila v pozvání do komise pro zpracování evropské normy pro navrhování betonových konstrukcí), Univerzitě v Miláně, University of Wales, College of Cardiff, British Cement Association a řadě jiných institucí. V roce 1998 mu bylo uděleno

4/2014

❚

čestné členství v Concrete Society United Kingdom. Prof. Procházka pracuje především v oblasti navrhování betonových konstrukcí. Zejména se věnoval navrhování podle mezních stavů, nelineárnímu chování štíhlých betonových tlačených prutů, montovaným železobetonovým rámovým konstrukcím, navrhování desek nosných ve dvou směrech a částečně spřaženým betonovým konstrukcím. Je jedním ze zakládajících členů Českého svazu stavebních inženýrů a čestným členem výboru České betonářské společnosti. Je autorizovaným inženýrem a v České komoře autorizovaných inženýrů a techniků pracuje ve zkušební komisi oboru statika a dynamika. Je členem redakční rady časopisu „Stavební obzor“. V roce 1976 obdržel cenu ČSSI za práci „Teoretické problémy při řešení konstrukce televizní věže Buková hora“ (spolupráce s prof. Křístkem). V roce 1987 byla mu udělena státní medaile „Tvůrce nové techniky a technologie“. Pracuje jako předseda Technické normalizační komise 36 „Betonové konstrukce“ při ÚNMZ. Zpracoval řadu norem v oblasti navrhování betonových konstrukcí. Vedl pracovní kolektiv při zpracovávání ČSN 73 1201 pro navrhování betonových konstrukcí podle mezních stavů, která vyšla v roce 1986 a podle které se až do roku 2010 navrhovalo. Je expertem za ČR v CEN/TC 250/SC 2. Jeho zásluhou byla v ČSR zavedena ENV 1992–1-1 jako jedna z prvních evropských norem. Pro seznámení s touto normou prof. Procházka zpracoval řadu publikací, pomůcek i praktických příkladů a zasloužil se o její zavedení do výuky na Fakultě stavební ČVUT v Praze.


Aktivně se podílí na přípravě národních příloh k EN. V současné době spolupracuje na návrzích evropských norem pro betonové konstrukce druhé generace. Prof. Procházka pracoval v přípravných výborech seminářů, konferencí, sympozií. Byl garantem řady odborných konferencí, výstav (CONCON) a mezinárodního vědeckého workshopu „Design of Concrete Structures using EN 1992-1-1“, který se konal v Praze v září 2010, a školení v oblasti zavádění nových poznatků a evropských norem do praxe. Byl řešitelem nebo spoluřešitelem 28 výzkumných úkolů, odpovědným řešitelem tří grantů GAČR. Výsledky těchto prací jsou využívány v praxi a řada jich byla zpracována do ustanovení ČSN. V posledních letech řeší výzkumné práce v oblasti částečně spřažených betonových konstrukcí, modelování chování betonu v průběhu zatěžování s přihlédnutím k vlivu a významu trhlin, chování betonových konstrukcí za požáru a modelování poruchových oblastí betonových konstrukcí. V současné době se podílí na zpracování výzkumného úkolu „Víceúčelový demontovatelný železobetonový prefabrikovaný stavební systém“. Jeho publikační činnost je velmi rozsáhlá. Je autorem a spoluautorem třiceti skript a pěti monografií v oboru technologie a navrhování betonových a zděných konstrukcí. Z publikací lze vybrat např. „Štíhlé betonové tlačené pruty“, „Komentář k ČSN 73 1201 – Navrhování betonových konstrukcí podle ČSN EN 1992–1-1“, „Betonářská výztuž – nové trendy výroby a spojování“ a „Modelování a vyztužování betonových konstrukcí – lokální modely železobetonových konstrukcí“. Publikoval přes 280 odborných článků ve sbornících kolokvií, konferencí, seminářů a technických odborných časopisech. Jako soudní znalec v oboru stavebnictví, odvětví inženýrské, průmyslové a bytové stavby se specializací pro betonové a zděné konstrukce zpracovává znalecké posudky. Odborníkům z výzkumných, projektových i prováděcích organizací ve stavebnictví poskytuje konzultace v širokém spektru betonových konstrukcí. Jménem kolegů a přátel přeji prof. Jaroslavu Procházkovi do dalších let hodně zdraví a tvořivé síly. Těšíme se na další odbornou spolupráci provázenou jemu vlastní precizností a snahou najít vždy vhodné a dobré řešení. doc. Ing. Vladislav Hrdoušek, CSc.

77

AKTUALITY

❚

TOPICAL SUBJECTS

ING. KAREL DAHINTER, CSC. – OSMDESÁTILETÝ Karel Dahinter se narodil v Praze na začátku července 1934 jako představitel třetí generace rodiny stavařů. V první to byl stavitel pozemních objektů v Praze, v druhé inženýr silničních a železničních staveb v Čechách, na Moravě i na Slovensku, a proto měl již od mládí úzký kontakt se stavbami. Bylo tedy logické, že se po gymnaziálních studiích přihlásil na Stavební fakultu ČVUT v Praze, kterou absolvoval v roce 1957 s vyznamenáním. Do praxe nastoupil jako asistent stavbyvedoucího u Staveb silnic a železnic (SSŽ), Speciální provoz 03, na most přes Labe v Pardubicích (most Pavla Wonky), první z monolitického předpjatého betonu v ČSR, prováděný po úsecích na skruži postupem obdobným letmé betonáži. Po dvou letech byl ustanoven vedoucím přípravy provozu 03, kde inicioval změny koncepce několika mostů, v Českém Šternberku a Dobřanech, a vypracoval návrh na přemostění Vltavy ve Zbraslavi z předpjatého betonu. Jeho návrh sice nebyl přijat, protože však most realizovala jeho mateřská firma SSŽ, byl po nástupu do projektové správy SSŽ jmenován odpovědným projektantem prováděcího projektu tohoto mostu. Ten byl realizovaný jako obloukový most, provedený unikátním způsobem výstavby, tzv. „B-systémem“ bez skruže, dle návrhu Ing. Vladimíra Tvrzníka, CSc. Při vzájemné spolupráci na výstavbě mostu vzniklo mezi oběma významnými českými mostaři trvalé přátelství. V dalších letech jubilant navrhnul a vyprojektoval řadu pozoruhodných objektů, v roce 1961 železniční most na Jižní spojce v Praze, unikátní šikmý deskový, původně železobetonový typový most, jako předpjatý, u kterého byla hlavní část provedena jako spřažená šikmá betonová deska. V první etapě vybetonovaná pouze v omezené výšce tak, aby mohlo být realizováno téměř centrické předpětí, a v druhé etapě byla deska dobetonována do navrhovaného tvaru. V následujícím roce navrhl nadjezd nad pražským zhlavím železniční stanice v Nymburku, který je kombinací monolitického sdruženého předpjatého rámu o třech polích s oboustranně navazujícími prefabrikovanými částmi z typových prefabrikátů KA-61. Následoval první železniční parapetní, pružně vetknutý rám z předpjatého betonu v Železném Brodě (obr. 1). S ohledem na minimalizaci účinků dotvarování a smršťování betonu, pro světlost 42 m, byl navržen ze tří předpjatých částí; krajních konzolových a střední prostě podepřené, s následně dobetonovanými pracovními spárami a předpjatými kabe-

78

ly spojitosti. Za tento unikátní postup obdržel v roce 1966 československý patent č. 119806. K dalším pozoruhodným mostním objektům jubilanta patří např. monolitický most o třech polích s V-stojkami ve Vodné, řada železničních mostů, vzpěradlový rámový most přes Labe v Hradci Králové, první vysouvaný most v Tomicích, vylehčená lichoběžníková deska na Pankrácké radiále v Praze ad. V letech 1967 až 1968 podal Ing. Dahinter v soutěži na dálniční přemostění ve Velkém Meziříčí dva návrhy, které byly oceněny: varianta letmé betonáže přes pilíře obdržela 3. cenu a varianta postupného vysouvání obdržela 1. odměnu (1. cena nebyla udělena). Při soutěži na přemostění Vltavy v Troji obdržel za variantu letmo betonovaného sdruženého mostu 2. cenu (1. cena nebyla udělena). V období 1961 až 1965 absolvoval jubilant externí aspiranturu na ÚTAM ČSAV. Školitelem byl doc. Ing. Dr. Karel Waitzmann, DrSc. Oponentem jeho kandidátské disertační práce „Navrhování konstrukcí z předpjatého betonu metodou přímého vynášení zatížení předpětím“ dle myšlenek prof. T. Y. Lina, byl prof. Stanislav Bechyně. Práce byla s ohledem na různé skutečnosti úspěšně obhájena v roce 1969. Rozšíření znalostí v oboru vysouvaných mostních konstrukcí přinesla jubilantovi stáž v projektové kanceláři Leonhardt, Andrä und Partner ve Stuttgartu, v letech 1969 a 1970. Kromě projektové práce v kanceláři LAP ve skupině „otce vysouvání“ W. Baura, byl zapsán jako host-posluchač a navštěvoval přednášky profesorů Leonhardta a René Waltera o speciální problematice betonového stavitelství. Ze Stuttgartu se vrátil v době tzv. „normalizace“ a za své aktivity v roce 1968

byl potrestán nuceným odchodem z projektové správy SSŽ, součásti ředitelství podniku. Vrátil se na závod 2 Mosty, kde v následujících letech pracoval jako specialista ve velmi širokém spektru činností této, tehdy špičkové, stavební firmy. Jedním z prvních úkolů byla příprava uvedení do provozu Nuselského mostu, kde se kromě určitých technických záležitostí objevily i mezilidské problémy vyžadující řešení. K tomu pak přistupovaly všechny nově zaváděné technologie výstavby mostů u SSŽ; zejména systémové skruže Peiner i pro oblouky (Loket), výstavba mostů na výsuvné skruži (Hvězdonice) či výstavba mostů postupným vysouváním a letmou betonáží. Významný byl návrh Ing. Dahintera, CSc., na rekonstrukci montovaných základů turbosoustrojí elektrárny v Počeradech, včetně jeho úspěšné realizace. Ta vedla k tomu, že byl jubilant vyslán PZO Škodaexport na Kubu (Nuevitas), kde pracoval jako expert při opravě základů elektráren včetně další konzultační činnosti pro kubánského investora. Po návratu byl zařazen jako vedoucí vývojový pracovník na ředitelství SSŽ, kde řešil další vývojové úkoly (VÚ): městské viadukty s nosnou konstrukcí vylehčenou rourami Spiro na systémové skruži Peiner (Praha-Povltavská) nebo segmentové mosty středních rozpětí ze segmentů dle francouzské licence firmy Freyssinet International (obr. 2). Po dokončení VÚ vedl, jako vedoucí odboru technického rozvoje SSŽ, realizaci prvního mostu (Teplice). Současně byl jmenován předsedou technické komise nově vzniklého Sdružení pro výstavbu silnic v ČR. V následovném opětovném politickém napětí byl nucen v roce 1983 odejít ze SSŽ. Nastoupil do Pragoprojektu Praha jako hlavní specialista technického odboru pro mosty. Kromě kontroly projektů prováděl školení pracovníků správců mostů v rámci činnosti Pragoprojektu, hlavní projektové organizace pro mosty v ČR. V letech 1986 až 1989 byl pověřen řešením státního výzkumného úkolu „Zvýšení jednorázové a trvalé životnosti silničních mostů“. S tímto tématem souvisela i diagnostika mostů (obr. 3) a spolupráce s prakticky všemi významnými výzkumnými a zkušebními organizacemi v republice i zahraničí. V rámci řešení VÚ byly pro správce několika mostů vypracovány komplexní zprávy pro okamžitá řešení i následné postupy. Na jejich základě byl vypracován a přednesen příspěvek pro 1. konferenci Bridge Management pořádanou v dubnu 1990 na univerzitě v Guildfordu v Anglii. Po změně politických poměrů byl


❚

4/2014

AKTUALITY

1

2

3

4

Ing. Dahinter, CSc., v roce 1990 podnikem SSŽ rehabilitován za léta 1970 i 1982 a byl přizván do tehdy již nástupnického podniku Stavby mostů Praha jako technický ředitel. Později v letech 1995 až 2007 působil jako technický poradce generálního ředitele a specialista pro výzkum a vývoj. I zde se díky svým zkušenostem aktivně podílel na koncepčních návrzích řady mostů, prováděných výše zmíněnými technologiemi (např. vysouvaný most na D3 u Čekanic, letmo betonovaný most na D5 u Kladrub, mosty na D8 u Doksan, na Pražském okruhu u Ruzyně, mosty na I/7 u Chomutova ad. V letech 2008 až 2010 působil jubilant jako expert ŘSD ČR pro mosty na stavbě 514 Pražského okruhu, především při výstavbě Lochkovského mostu. Zde navrhl provedení betonové desky spřaženého ocelobetonového mostu s mechanicky spojkovanou hlavní betonářskou výztuží a s betonem, doplněným polypropylénovými mikrovlákny, s cílem omezení trhlin v desce od smršťování. Ing. Karel Dahinter, CSc., se již téměř padesát let účastní i na výchově mladých inženýrů přednáškami či jako konzultant nebo oponent diplomových a doktorand-

4/2014

❚

ských prací a v posledních letech jako člen státních zkušebních komisí. Dlouhá léta byl členem různých komisí technické normalizace. Jeho publikační činnost je velmi obsáhlá. Od poloviny 60. let minulého století pravidelně přispívá do odborných časopisů Inženýrské stavby, Silniční obzor, Beton TKS ad., do národních zpráv ČR FIP, později fib a jako účastník na odborných konferencích. Je členem redakčních rad odborných periodik, od roku 2006 působí jako zkušební komisař pro obor mosty a inženýrské konstrukce ČKAIT. V posledních letech provádí jubilant velmi záslužnou činnost vydáváním souhrnných přehledů mostních staveb na různých silničních tazích, i velmi ceněných článků o významných mostech u nás i ve světě (např. Nuselský most v Praze, most Risorgimento v Římě ad.) a podobně i o velkých osobnostech mostního stavitelství a vývoje předpjatého betonu (Leonhardt, Freyssinet). Dlouholetá odborná činnost Ing. Karla Dahintera, CSc., byla oceněna čestným členstvím ČBS v roce 2002, diplomem na mostním sympoziu v Brně v roce 2004 a udělením Špůrkovy medaile Silniční společnosti v roce 2009.


❚

TOPICAL SUBJECTS

Obr. 1 Železniční most v Železném Brodě, parapetní pružně vetknutý rám z předpjatého betonu o světlosti 42 m Obr. 2 Výstavba mostu přes Úhlavu na dálnici D5 u Plzně s nosnou konstrukcí ze segmentů SMP-FI Obr. 3 Prohlídka komory letmo betonovaného mostu o rozpětí 60 m přes Ohři v Karlových Varech-Drahovicích při komplexní diagnostice Obr. 4 Ing. Dahinter, CSc., vzpomíná u Nuselského mostu

Je vlastně škoda, že se v naší zemi dosud šířeji nevžily některé tradice, obvyklé v jiných zemích, kde vynikající osobnosti praxe významně doplňují teoretické přednášky pracovníků vysokých škol. Ing. Karel Dahinter, CSc., by zcela jistě mohl mladé generaci budoucích stavebních inženýrů předat mnoho ze svých bohatých zkušeností. I do dalších let po osmdesátce přejí kolegové a současní i bývalí spolupracovníci Ing. Karlu Dahinterovi, CSc., nezměněnou iniciativu při prosazování správných myšlenek mostního stavitelství, zejména však pevné zdraví. Ing. Josef Kubíček, CSc.

79

AKTUALITY

❚

TOPICAL SUBJECTS

SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA V ČR CONCRETE ROADS 2014 12. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 23. až 26. září 2014, Clarion Congress Hotel Praha • Sustainable pavements • Solutions for urban areas • Design and construction • Maintenance and rehabilitation Kontakt: e-mail: [email protected], www.concreteroads2014.org

CCC 2014 10. Středoevropský betonářský kongres Termín a místo konání: 1. a 2. října 2014, Liberec • New projects in Central European infrastructure network • Concrete structures corresponding to present-day economic conditions • Advanced structural systems and technologies in buildings, industrial and water construction • Affordable and energy saving concrete buildings • Concrete and hybrid structures successfully integrated into environment • Worthwhile impulses from outside the Central European region Kontakt: www.cbsbeton.eu/ccc2014

SPECIÁLNÍ BETONY 2014 11. konference Termín a místo konání: 16. a 17. října 2014, Hotel Skalský Dvůr, Lísek 52, Bystřice nad Pernštejnem Kontakt: [email protected], www.sekurkon.cz

APPLICATION OF SUPERABSORBENT POLYMERS AND OTHER NEW ADMIXTURES IN CONCRETE CONSTRUCTION Mezinárodní konference Termín a místo konání: 14. až 17. září, TU Drážďany, Německo • Rheology • Shrinkage and shrinkage-induced cracking • Mechanical properties • Durability • Chemical and further approaches to characterize the working mechanisms and improve their performance Kontakt: e-mail: [email protected]

Termín a místo konání: 15. až 18. září 2014, Peking, Čína • Concrete durability • SCC, FRC, UHPC • Seismic design and construction • Concrete sustainability Kontakt: www.hpc-2014.com

CONSTRUCTION MATERIALS AND STRUCTURES – ICCMATS 2014 Mezinárodní konference

Termín a místo konání: 3. až 5. září 2014, Madrid, Španělsko • Innovative design concepts • Sustainable infrastructures • Major projects and innovative structures and materials • Analysis • Forensic structural engineering • Construction • Operation, maintenance, monitoring, instrumentation • Education and ethics • Cooperation and development projects Kontakt: www.iabse.org/madrid2014

Termín a místo konání: 8. až 9. října 2015, Liepzig, Německo Kontakt: e-mail: [email protected]

FRACTURE MECHANICS OF CONCRETE AND CONCRETE STRUCTURES – FRAMCOS – 9 9. mezinárodní konference

společně s

ZAHRANIČNÍ KONFERENCE A SYMPOZIA

Termín a místo konání: 22. až 25. května 2016, University of California, Berkeley, California, USA Kontakt: www.framcos.org

fib PH.D. SYMPOSIUM 11. mezinárodní symposium Termín a místo konání: 29. srpna až 1. září 2016, Tokio, Japonsko Kontakt: bude oznámen

fib SYMPOSIUM

Termín a místo konání: 24. až 26. listopadu 2014, Johannesburg, Jižní Afrika Kontakt: http://iccmats-uj.co.za/

Termín a místo konání: 21. až 23. listopadu 2016, Cape Town, Jižní Afrika Kontakt: bude oznámen

DURABILITY OF CONCRETE – ICDC 2014 2. mezinárodní kongres

fib SYMPOSIUM Termín a místo konání: 13. až 17. června 2017, Maastricht, Nizozemsko Kontakt: bude oznámen

Termín a místo konání: 4. až 6. prosince 2014, JW Marriott Hotel, Nové Dílí, Indie Kontakt: www.icdc2014.com

fib CONGRESS 2018

ELEGANCE IN STRUCTURE IABSE konference

Termín a místo konání: 6. až 12. října 2018, Melbourne, Austrálie Kontakt: www.fibcongress2018.com

Termín a místo konání: 13. až 15. května 2015, Nara, Japonsko Kontakt: www.iabse.org/Nara2015

CCC 2014 1–2 October 2014 Liberec Regional Gallery, Liberec

NANOTECHNOLOGY IN CONSTRUCTION – NICOM5 5. mezinárodní symposium

CONCRETE SPALING DUE TO FIRE EXPOSURE 4. mezinárodní workshop

BETONÁRSKE DNI 2014 10. konference

Termín a místo konání: 23. až 24. října 2014, Bratislava, Slovensko Kontakt: www.betonarskedni.sk

Termín a místo konání: 22. až 28. května 2015, Lacroma Valamar Congress Center, Dubrovník, Chorvatsko Kontakt: [email protected], www.itacroatia.eu

Termín a místo konání: 5. až 7. října 2015, Liepzig, Německo Kontakt: e-mail: [email protected]

Termín a místo konání: 21. až 24. září, Seoul, Korea Kontakt: www.acf2014.kr

Termín a místo konání: 26. a 27. listopadu 2014, Hradec Králové Kontakt: www.cbsbeton.eu

WORLD TUNNEL CONGRESS 2015

CONCRETE REPAIR, REHABILITATION AND RETROFITTING – ICCRRR 2015 4. mezinárodní konference

CONFERENCE OF ASIAN CONCRETE FEDERATION 6. mezinárodní konference

BETÓN NA 4. fib KONGRESE A VÝSTAVE V BOMBAJI postkongresové kolokvium

Termín a místo konání: 18. až 20. května 2015, Kodaň, Dánsko Kontakt: www.fibcopenhagen2015.dk

Termín a místo konání: 24. až 26. května 2015, Chicago, USA Kontakt: www.nicom5.org

INNOVATION & UTILIZATION OF HPC 10. mezinárodní sympozium

21. BETONÁŘSKÉ DNY 2014 Konference s mezinárodní účastí

ENGINEERING FOR PROGRESS, NATURE AND PEOPLE 37. IABSE sympozium

CONCRETE – INNOVATION AND DESIGN fib symposium

Central European Congress on Concrete Engineering

Host CCC Association Czech Concrete Society Česká betonářská společnost ČSSI www.cbsbeton.eu

Czech Republic

www.cbsbeton.eu/ccc2014

Firemní prezentace

LIBEREC 2014

CCC MEMBER COUNTRIES The 10th Central European Congress on Concrete Engineering

Concrete Offers for Period of Economic Recovery 80


❚

4/2014

Získejte titul na beton!

Zapište se i Vy na semináře vypsané v 5. ročníku Beton University, které jsou zařazeny do akreditovaných vzdělávacích programů v projektech celoživotního vzdělávání ČKAIT i ČKA a získejte „titul na beton“. Pro rok 2014 jsme opět připravili dva semináře. Na předchozí ročník navazuje seminář Moderní trendy v betonu II. – Betony pro dopravní stavby. Nově zařazený je seminář Moderní trendy v betonu III. – Provádění betonových konstrukcí. Úplný program seminářů, registrační formulář a další informace naleznete na www.betonuniversity.czt,POUBLU

ODBO ODB O RNÍ

HLAVNÍ MEDIÁLNÍ

MEDIÁLNÍ

PARTNEŘI:

PARTNER:

PARTNEŘI:

Vaše spojení s vývojem nových technologií DODATEČNÉ PŘEDPÍNÁNÍ • mostních konstrukcí • konstrukcí budov • sil, nádrží, zásobníků • mostní závěsy TECHNOLOGIE • bezesparé předpínané podlahy • výsuv mostních konstrukcí • letmá betonáž • mostní segmenty • manipulace s těžkými břemeny

VSL_I_BETON_4-14_A5sirka.indd 1

GEOTECHNIKA • opěrné stěny z vyztužené zeminy

VSL SYSTÉMY /CZ/, s.r.o.

PRODUKTY • předpínací tyče • mostní ložiska

V Násypu 339/5, 152 00 Praha 5 tel: +420 251 091 680 fax: +420 251 091 699 e-mail: [email protected], www.vsl.cz 1.8.14 15:47

OMEZENÍ TVORBY TRHLIN

NÍZKÝ VÝVOJ HYDRATAýNÍHO TEPLA

Výhodné Ĕešení pro „bílé vany“ PERMACRETE je moderní beton navržený pro výstavbu vodonepropustných konstrukcí, známých pod pojmem „bílá vana“. SplĒuje nejenom pĔísné požadavky na prĈsak hmotou, ale svým složením také výraznĐ omezuje množství a šíĔku trhlin v konstrukci. Díky své velmi dobré zpracovatelnosti beton usnadĒuje perfektní provedení dilataĎních a pracovních spár s tĐsnícími prooly. Použití je možné i v chemicky agresivním prostĔedí XA1, XA2, a XA3. To vše bez použití krystalizaĎních pĔísad a vláken.

SNÍŽENÁ HLOUBKA PRćSAKU TLAKOVOU VODOU

SNADNO ZPRACOVATELNÉ KONZISTENCE

Pro lepší stavĐní. BEZ POUŽITÍ KRYSTALIZAýNÍCH PĆÍSAD

Pro více informací kontaktujte: Jakub ŠimáĎek tel.: 222 325 815, mob.: 728 173 893 e-mail: [email protected]

TBG METROSTAV s. r. o. Rohanské nábĔeží 68, 186 00 Praha 8 - Karlín www.tbgmetrostav.cz

2014 MOSTY A DOPRAVNÍ STAVBY

Recommend Documents