20.11.2012 Views

žukov mosty na stavbě silnice i/48 tošanovice - Beton TKS

žukov mosty na stavbě silnice i/48 tošanovice - Beton TKS

žukov mosty na stavbě silnice i/48 tošanovice - Beton TKS

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

4/2008<br />

M OSTY


SVAZ VÝROBCŮ CEMENTU ČR<br />

K Cementárně 1261, 153 00 Praha 5<br />

tel.: 257 811 797, fax: 257 811 798<br />

e-mail: svcement@svcement.cz<br />

www.svcement.cz<br />

SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR<br />

Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4<br />

tel.: 246 030 153<br />

e-mail: svb@svb.cz<br />

www.svb.cz<br />

SDRUŽENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH<br />

KONSTRUKCÍ<br />

Sirotkova 54a, 616 00 Brno<br />

tel.: 541 421 188, fax: 541 421 180<br />

mobil: 602 737 657<br />

e-mail: ssbk@ssbk.cz<br />

www.sa<strong>na</strong>ce-ssbk.cz, www.ssbk.cz<br />

ČESKÁ BETONÁŘSKÁ<br />

SPOLEČNOST ČSSI<br />

Samcova 1, 110 00 Praha 1<br />

tel.: 222 316 173<br />

fax: 222 311 261<br />

e-mail: cbsbeton@cbsbeton.eu<br />

www.cbsbeton.eu<br />

3/<br />

40/<br />

10/<br />

22/<br />

B ETONOVÉ MOSTY – M I N U L O S T<br />

A BUDOUCNOST<br />

M OST NA DÁLNICI D8 P O D V R C H E M<br />

Š PIČÁK<br />

P R O J E K T Z A V Ě Š E N É H O MOSTU<br />

PŘES O DRU<br />

Z AVĚŠENÝ MOST PŘES O H Ř I<br />

V K A R L O V Ý C H V ARECH<br />

P R O J E K T NOVÉHO MOSTU PŘES V LTAVU<br />

V P RAZE T ROJI<br />

O PRAVA K ARLOVA MOSTU<br />

K O N E Č N Ě BĚŽÍ<br />

N OVÉ S P O J E N Í – ESTAKÁDA S LUNCOVÁ<br />

O BLOUKOVÝ MOST R EDMOND,<br />

O REGON, USA<br />

/17<br />

/42<br />

/30<br />

/88


O BSAH<br />

T ÉMA<br />

B ETONOVÉ MOSTY - MINULOST A BUDOUCNOST<br />

Jan Vítek /3<br />

P ROFILY<br />

R EDROCK CONSTRUCTION, S. R. O. /8<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

P ROJEKT ZAVĚŠENÉHO MOSTU PŘES ODRU<br />

Jiří Stráský, Libor Konečný, Richard Novák,<br />

Tomáš Romportl /10<br />

P ROJEKT NOVÉHO MOSTU PŘES VLTAVU V PRAZE TROJI<br />

Lukáš Vráblík, Vojtěch Hruška, Libor Kábrt,<br />

Milan Kodet, Roman Koucký,<br />

Ladislav Šašek /17<br />

Z AVĚŠENÝ MOST PŘES OHŘI V KARLOVÝCH VARECH<br />

Jan Procházka, Luděk Oberhofner,<br />

Zdeněk Batal, Miloš Šimler /22<br />

P REFABRIKOVANÁ LÁVKA PŘES ŘEKU SVRATKU<br />

Jan Tichý, Pavel Markovič, Radim Votava,<br />

Petr Štefan, Aleš Mendel /26<br />

N OVÉ SPOJENÍ – ESTAKÁDA SLUNCOVÁ<br />

Petr Drbohlav, Ivan Anděl /30<br />

M OSTY NA SILNICI I/<strong>48</strong> TOŠANOVICE-ŽUKOV<br />

Pavel Mikuláštík, Petr Nehasil, Vojtěch Hruška,<br />

Radek Falář, Marek Foglar /36<br />

M OST NA DÁLNICI D8 POD VRCHEM ŠPIČÁK<br />

Ivan Batal, Jindřich Jindra /40<br />

S ANACE<br />

O PRAVA KARLOVA MOSTU KONEČNĚ BĚŽÍ<br />

Daut Kara, Zdeněk Batal, Václav Krch /42<br />

P ŘEPOČTY DÁLNIČNÍCH MOSTŮ VE VELKÉ BRITÁNII<br />

Radek Falář /<strong>48</strong><br />

M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

N AVRHOVANIE ZLOŽENIA VYSOKOHODNOTNÝCH<br />

BETÓNOV<br />

Jacek Śliwiński, Tomasz Tracz,<br />

Tibor Ďurica /52<br />

M ODERNÁ VÝSTAVBA BETÓNOVÝCH VOZOVIEK<br />

V NEMECKU<br />

Thomas Wolf, Walter Fleischer /58<br />

C EMENT A ZDRAVOTNÍ BEZPEČNOST<br />

Jan Gemrich /64<br />

O DOLNOST LEHKÉHO BETONU V CHEMICKY<br />

AGRESIVNÍCH PROSTŘEDÍCH<br />

Michala Hubertová, Rudolf Hela, Roman<br />

Stavinoha /66<br />

V ĚDA A VÝZKUM<br />

D ISKUSE MOŽNÝCH PŘÍČIN KOLAPSU MOSTU<br />

K OROR–BABELTHUAP V REPUBLICE PALAU<br />

Lukáš Vráblík, Jan Loško, Vladimír Křístek /71<br />

M ODERNÍ METODIKA PRO STANOVENÍ BEZPEČNOSTI<br />

A SPOLEHLIVOSTI BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ<br />

Radomír Pukl /74<br />

M ODELOVÁNÍ ODEZVY BETONU RANÉHO STÁŘÍ<br />

PŘI ZATĚŽOVÁNÍ<br />

Petra Kalafutová, Petr Štemberk /80<br />

Z AMĚŘENÍ TVARU NOSNÉ KONSTRUKCE MOSTU<br />

PŘES LABE V MĚLNÍKU<br />

Lukáš Vráblík, Martin Štroner,<br />

Rudolf Urban /84<br />

S PEKTRUM<br />

O BLOUKOVÝ MOST REDMOND, OREGON, USA<br />

Jiří Stráský, Radim Nečas, Petr Hradil /88<br />

R ECENZE, REŠERŠE /94<br />

A KTUALITY<br />

S EMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA /96<br />

F IREMNÍ PREZENTACE<br />

VSL SYSTEMY (CZ) /39<br />

PONTEX /39<br />

BASF /50, 83<br />

Mott MacDo<strong>na</strong>ld /57<br />

CIFA-Agrotec /65<br />

Ing. Software Dlubal /73<br />

NEKAP /79<br />

Betosan /79<br />

RIB /87<br />

SMP CZ /95<br />

Liapor 4. S T R. O B Á L K Y<br />

Ročník: osmý<br />

Číslo: 4/2008 (vyšlo dne 15. 8. 2008)<br />

Vychází dvouměsíčně<br />

Vydává BETON <strong>TKS</strong>, s. r. o., pro:<br />

Svaz výrobců cementu ČR<br />

Svaz výrobců betonu ČR<br />

Českou betonářskou společnost ČSSI<br />

Sdružení pro sa<strong>na</strong>ce betonových konstrukcí<br />

Vydavatelství řídí: Ing. Michal Števula, Ph.D.<br />

Šéfredaktorka: Ing. Ja<strong>na</strong> Margoldová, CSc.<br />

Produkce: Ing. Lucie Šimečková<br />

Redakční rada:<br />

Doc. Ing. Vladimír Benko, PhD., Doc. Ing. Jiří<br />

Dohnálek, CSc., Ing. Zdeněk Gärtner, Ing. Jan<br />

Gemrich, Prof. Ing. Petr Hájek, CSc. (předseda),<br />

Doc. Ing. Leo<strong>na</strong>rd Hobst, CSc. (místopředseda),<br />

Ing. Jan Hrozek, Ing. Jan Hutečka,<br />

Ing. arch. Jitka Jadrníčková, Ing. Zdeněk Jeřábek,<br />

CSc., Ing. Milan Kalný, Ing. arch. Patrik Kotas,<br />

Ing. Jan Kupeček, Ing. Pavel Lebr, Ing. Milada<br />

Mazurová, Doc. Ing. Martin Moravčík, Ph.D.,<br />

Ing. Ha<strong>na</strong> Némethová, Ing. Mile<strong>na</strong> Paříková,<br />

Petr Škoda, Ing. Ervin Severa, Ing. arch. Jiří<br />

Šrámek, Ing. Vlastimil Šrůma, CSc., MBA,<br />

Prof. Ing. RNDr. Petr Štěpánek, CSc.,<br />

Ing. Michal Števula, Ph.D., Ing. Vladimír Veselý,<br />

Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc.<br />

Grafický návrh: DEGAS, grafický ateliér,<br />

Heřmanova 25, 170 00 Praha 7<br />

Sazba: 3P, s. r. o., Radlická 50, 150 00 Praha 5<br />

Tisk: Libertas, a. s.<br />

Drtinova 10, 150 00 Praha 5<br />

Adresa vydavatelství a redakce:<br />

<strong>Beton</strong> <strong>TKS</strong>, s. r. o.<br />

Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4<br />

www.betontks.cz<br />

Redakce, objednávky předplatného<br />

a inzerce:<br />

tel.: 224 812 906<br />

e-mail: redakce@betontks.cz<br />

predplatne@betontks.cz<br />

Roční předplatné: 540 Kč (+ poštovné<br />

a balné 6 x 30 = 180 Kč), ce<strong>na</strong> bez DPH<br />

630 Sk (+ poštovné a balné 6 x 35 =<br />

= 210 Sk), ce<strong>na</strong> bez DPH<br />

Vydávání povoleno Ministerstvem<br />

kultury ČR pod číslem MK ČR E-11157<br />

ISSN 1213-3116<br />

Podávání novinových zásilek povoleno<br />

Českou poštou, s. p., OZ Střední Čechy,<br />

Praha 1, čj. 704/2000 ze dne 23. 11. 2000<br />

Za původnost příspěvků odpovídají autoři.<br />

Oz<strong>na</strong>čené příspěvky byly lektorovány.<br />

Foto <strong>na</strong> titulní straně: Zavěšený most přes<br />

Odru, foto: Jiří Stráský<br />

BETON <strong>TKS</strong> je přímým nástupcem časopisů<br />

<strong>Beton</strong> a zdivo a Sa<strong>na</strong>ce.<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008 1


Ú VODNÍK<br />

EDITORIAL<br />

V Á Ž E N É ČTENÁŘKY, V Á Ž E N Í ČTENÁŘI,<br />

prázdniny jsou za svou polovinou a větši<strong>na</strong><br />

z nás už <strong>na</strong> dovolenou jen vzpomíná. Stejně<br />

tak hlavní stavební sezo<strong>na</strong>. Na stavbách<br />

z horkých slunečných dnů až taková radost<br />

jako u rybníka nebývá, zvláště má-li se betonovat.<br />

To je vítaná spíše zatažená obloha,<br />

případně i drobné poprchávání. Stav poznání<br />

o betonu, o vlastnostech a chování čerstvé<br />

betonové směsi, průběhu hydratace, způsobech<br />

a vlivu ošetřování mladého betonu,<br />

aby <strong>na</strong>startovaný proces proběhl tak, abychom<br />

<strong>na</strong> jeho konci dostali materiál očekávaných<br />

kvalit atd., se za posledních deset, patnáct let neobyčejně<br />

rozšířil. Nad péčí věnované ukládání a ošetřování betonu dnes<br />

bychom tehdy nevěřícně kroutili hlavami a mysleli si cosi o zbytečné<br />

rozmařilosti. Teď však už víme, že je stejně důležitá jako<br />

kvalitní statický návrh konstrukce a návrh betonové směsi.<br />

Změ<strong>na</strong> společenského uspořádání <strong>na</strong> konci osmdesátých<br />

let přinesla uvolnění pro pohyb informací i do oblasti jakou<br />

je stavebnictví. Kromě toho, že k nám přišlo obrovské množství<br />

nových informací ze zahraničí, od rozvinutějších sousedů,<br />

a nemuseli jsme objevovat už objevené, jako se to dělo po léta<br />

za oponou, mohl se i náš aplikovaný výzkum a vývoj v mnoha<br />

oblastech rozběhnout <strong>na</strong> odpovídající úrovni. Výsledky jsou sdělovány<br />

odborné veřejnosti pro využití v každodenní výrobní praxi.<br />

Těsné propojení praxe s aplikovaným výzkumem je v betonovém<br />

stavebnictví stejně žádoucí jako v kterémkoliv jiném průmyslovém<br />

oboru. Zájem o spolupráci je nutný z obou stran.<br />

Na jedné straně jsou Ti, co vědí a jsou ochotni se o své z<strong>na</strong>losti<br />

podělit a <strong>na</strong> opačné však musí stát ti, co chtějí vědět. Odborný<br />

časopis je medium, které informace nese čtenáři. Časopis<br />

je však něco jiného než závěrečná vědecká zpráva výzkumného<br />

úkolu. Článek je třeba připravit tak, aby si <strong>na</strong>šel svého čtenáře,<br />

aby ho zaujal, zejmé<strong>na</strong> pokud se jedná o nové, ještě nerozšířené<br />

poz<strong>na</strong>tky. Čtenář z praxe někdy více než Ti z akademické<br />

obce ocení i delší úvod do problému. Vědec, který ve stejném<br />

nebo obdobném výzkumu pracuje roky se podivuje <strong>na</strong>d uvedením<br />

informací pro něj notoricky známých. Naopak praktik si<br />

pochvaluje, že je v článku vše uvedeno od počátku a necítí se<br />

zaskočený, že tady mu ujel vlak.<br />

Začátkem tohoto léta byl zveřejněn sez<strong>na</strong>m odborných neimpaktovaných<br />

časopisů vydávaných <strong>na</strong> území České republiky.<br />

Sez<strong>na</strong>m sestavila Rada vlády pro vědu a výzkum a má sloužit<br />

jako pomůcka při posuzování práce řešitelů grantů z hlediska<br />

poskytovatelů fi<strong>na</strong>nční podpory. S radostí Vám čtenářům sděluji,<br />

že časopis <strong>Beton</strong> <strong>TKS</strong> je <strong>na</strong> sez<strong>na</strong>mu uveden. Všem autorům<br />

moc děkuji za to, že poskytli výsledky své práce k publikování<br />

právě v časopise <strong>Beton</strong> <strong>TKS</strong> a přispěli tak k tomuto úspěchu.<br />

Osobně mám radost zejmé<strong>na</strong> z toho, že se ukázalo, že i u nás,<br />

kde beton nemá zrov<strong>na</strong> dobré jméno („betonová lobby“ –<br />

jed<strong>na</strong> z nejhorších výhružek politiků, nebo zažité sousloví „šedivý<br />

betonový panelák“) se může časopis o tomto oboru dostat<br />

mezi uznávané odborné časopisy. Bez ohledu <strong>na</strong> to, co zařazení<br />

<strong>na</strong> sez<strong>na</strong>m z<strong>na</strong>mená pro autory žádající o granty z různých<br />

podpůrných programů, to potvrzuje, že obor se vyvíjí, že zde<br />

probíhá výzkum a vývoj a že tu jsou ti, co vědí a jsou ochot-<br />

ni dát vědět i jiným a <strong>na</strong> opačné straně ti, co vědět chtějí. A to<br />

je podstatné.<br />

Kdosi spočítal, že mezi stovkami časopisů uz<strong>na</strong>ných k zařazení<br />

<strong>na</strong> sez<strong>na</strong>m jsou celé čtyři věnované stavebnictví. To se dá vykládat<br />

různě. Při vyplňování dotazníku jsem uvažovala o tom, zda<br />

jeho autoři počítají s tím, že se přihlásí někdo z <strong>na</strong>šeho oboru.<br />

Vychází-li odborný betonářský časopis v češtině, pohybuje se<br />

ve zcela jiných podmínkách než časopisy vydávané v německy<br />

nebo anglicky mluvících zemích. Není však důvod vycházet<br />

v jiném jazyce. Pokud by čtenář chtěl informace z těchto<br />

zemí v původním znění, může si s<strong>na</strong>dno a za srov<strong>na</strong>telnou<br />

cenu předplatit zahraniční periodika. Přemítala jsem, zda si autoři<br />

dotazníku dělali nějaké propočty, kolik je v tom kterém poli<br />

u nás odborníků <strong>na</strong> psaní článků a současně <strong>na</strong> jejich nezávislé<br />

lektorování při přiměřeném opakování spolupráce během ročníku<br />

časopisu. Kritéria jsou dosti přísná a je <strong>na</strong> autorech budoucích<br />

příspěvků, zda se v této vybrané společnosti udržíme. Mělo<br />

by to prospět všem a nepochybně toho půjde využít i v marketingu.<br />

To už zaleží <strong>na</strong> šikovnosti každého. Já Vám slibuji za redakci,<br />

že se budeme i <strong>na</strong>dále s<strong>na</strong>žit přistupovat k předtiskové přípravě<br />

výsledků Vaší práce <strong>na</strong>nejvýš zodpovědně. Budeme-li<br />

v sez<strong>na</strong>mu i po roce, bude to stvrzením, že první zařazení nebylo<br />

náhodné a můžeme slavit.<br />

Zájem o beton mezi veřejností i tou neodbornou může zvýšit<br />

nejen jeho pověst moderního stavebního materiálu z hlediska<br />

mechanických vlastností ale zejmé<strong>na</strong> jeho předvedení<br />

jako materiálu s velkým estetickým potencionálem. Pohledový<br />

beton, to není zdaleka jen šedá betonová plocha, byť i kvalitní<br />

bez pórů a skvrn, která zůstane po odbednění. <strong>Beton</strong> může být<br />

bílý, barevný nebo strakatý cíleně, hladký nebo s texturou. Možnosti<br />

jsou takřka neomezené, hranice vytyčuje pouze peněženka<br />

klienta a invence architekta. Zástupci svazů vlastnících vydavatelství<br />

časopisu pověřili redakci, aby pro osmý ročník časopisu<br />

připravila samostatnou přílohu, která by beton předvedla veřejnosti<br />

právě z této strany. Předtisková příprava publikace probíhá<br />

mezi jednotlivými čísly od počátku roku. Vše bude dokončeno<br />

v září, aby <strong>na</strong> přelomu září a říj<strong>na</strong> mohla být v brněnském<br />

Centru architektury otevře<strong>na</strong> výstava se stejným zaměřením<br />

„Povrchy betonu“. (Do konce roku proběhne výstava i v některé<br />

z pražských výstavních síní.) Pravidelní čtenáři časopisu dostanou<br />

přílohu do svých poštovních schránek společně s jeho 5.<br />

číslem v polovině říj<strong>na</strong>.<br />

Přeji Vám pěkný slunečný zbytek léta a s<strong>na</strong>d i pár zakaboněných<br />

deštivých dnů. Ne <strong>na</strong> betonáž, ale <strong>na</strong> přečtení čísla<br />

o mnoha nových zajímavých betonových mostech, které právě<br />

otevíráte.<br />

Na shledanou<br />

Ja<strong>na</strong> Margoldová<br />

2 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


B ETONOVÉ MOSTY - M I N U L O S T A BUDOUCNOST<br />

CONCRETE B R I D G E S - HISTORY AND FUTURE<br />

J AN VÍTEK<br />

<strong>Beton</strong>ové <strong>mosty</strong> mají historii poměrně krátkou, asi sto let.<br />

Železobetonové konstrukce typické pro první polovinu 20. století<br />

byly <strong>na</strong>hrazeny předpjatým betonem. Tím došlo k prudkému<br />

rozvoji technologií pro postupnou výstavbu mostů monolitických<br />

i prefabrikovaných. Současný vývoj přináší menší úpravy<br />

zavedených postupů. Vývoj nových materiálů (vysokohodnotné<br />

betony a vyztužovací jednotky) vede k vylehčování a zdoko<strong>na</strong>lování<br />

konstrukcí a též k zvyšování jejich životnosti. Rychlost<br />

výstavby a schopnost spolehlivě stavět složité konstrukční systémy<br />

jsou podporovány rozvojem technologického vybavení<br />

(skruže, bednění, zvedací a montážní zařízení).<br />

Concrete bridges have a relatively short history, about hundred<br />

years. Reinforced concrete structures typical for the first half<br />

of the 20th century were replaced by prestressed concrete. It<br />

resulted in fast development of sequential erection of bridges<br />

either cast in situ or precast. Contemporary development<br />

brings smaller modifications of developed technological processes.<br />

Development of new materials (high performance<br />

concrete, reinforcing and prestressing units) leads to the<br />

weight reduction, to improvement of the quality and to longer<br />

service life of structures. The speed of construction and ability<br />

of reliable erection of complex structural systems are supported<br />

by development of technological equipment (scaffolding,<br />

formwork, lifting and assembly equipment).<br />

Již od dávné minulosti mostní konstrukce sloužily k překonávání<br />

překážek nejprve přírodního charakteru, vodní toky nebo hluboká<br />

údolí a později i překážek vytvořených lidskou činností, železniční<br />

tratě, dálnice nebo městské části. Tím us<strong>na</strong>dňovaly provoz<br />

<strong>na</strong> pozemních komunikacích, <strong>na</strong> železnici i vodě a staly se<br />

výz<strong>na</strong>mnými a respektovanými stavebními díly. Vynález klenby byl<br />

výz<strong>na</strong>mným mezníkem, který umožnil rozvoj kamenných mostů<br />

Řada městských mostů se stala kromě inženýrského díla i předmětem<br />

další umělecké výzdoby, <strong>na</strong>př. Andělský most v Římě<br />

(obr. 1) nebo Karlův most v Praze. Rozvoj železnice si vynutil<br />

výstavbu řady i dlouhých mostních konstrukcí vzhledem k výškovým<br />

a sklonovým poměrům kolejové dráhy. Vysoké zatížení vlakových<br />

souprav mohly přenášet kamenné klenby, které však umožňovaly<br />

překonávat poměrně malá rozpětí, nebo ocelové konstrukce,<br />

které se začaly již v první polovině 19. století rychle rozvíjet.<br />

Jeden z nejvýz<strong>na</strong>mnějších železničních mostů překračuje úžinu<br />

Firth of Forth (1890, rozpětí dvou hlavních polí 521 m) ve Skotsku.<br />

Koncem 19. století začal rozvoj betonových konstrukcí.<br />

B ETONOVÉ MOSTY V PRVNÍ POLOVINĚ 20. STOLETÍ<br />

Přes menší nemostní konstrukce došlo postupně k <strong>na</strong>hrazování<br />

kamene u mostních kleneb betonem. <strong>Beton</strong> pronikal i do dalších<br />

typů konstrukcí a vznikaly trámové nebo roštové železobetonové<br />

konstrukce. Rozpětí se zvol<strong>na</strong> zvětšovala a budovaly se<br />

konstrukce dodnes oceňované pro svou jednoduchost, spolehlivost,<br />

trvanlivost i estetiku. Příkladem mohou být oblouky Roberta<br />

Maillarta (1872 až 1940), <strong>na</strong>př. Salgi<strong>na</strong>tobel <strong>na</strong> rozpětí 90 m<br />

postavený v letech 1929 až 1930, který slouží místnímu provozu<br />

úspěšně dodnes (obr. 2). U nás se beton jako výz<strong>na</strong>mný kon-<br />

Obr. 1 Andělský most v Římě<br />

Fig. 1 Angel’s bridge in Rome<br />

Obr. 2 Most Salgi<strong>na</strong>tobel<br />

Fig. 2 Salgi<strong>na</strong>tobel bridge<br />

Obr. 3 Obloukový most u Podolska<br />

Fig. 3 Arch bridge at Podolsko<br />

1<br />

2<br />

3<br />

T ÉMA<br />

TOPIC<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008 3


T ÉMA<br />

TOPIC<br />

strukční materiál začal též vyvíjet. Kromě menších mostů se začaly<br />

stavět i velké <strong>mosty</strong>, <strong>na</strong>př. asi největší konstrukce stavěná ještě<br />

před 2. světovou válkou byl obloukový most přes Vltavu u Podolska<br />

(1938 až 1942) s rozpětím hlavního oblouku 150 m (obr. 3).<br />

Oblouk se stavěl klasickým způsobem <strong>na</strong> pevné dřevěné skruži.<br />

V té době byly postaveny další konstrukce <strong>na</strong>př. <strong>na</strong> plánované dálnici<br />

z Prahy do Br<strong>na</strong>. Velké množství malých konstrukcí trámového<br />

typu bylo postaveno <strong>na</strong> místních komunikacích. Technologie<br />

výstavby byly poměrně jednoduché, využívalo se hlavně pevných<br />

skruží ze dřeva případně ocelových válcovaných profilů.<br />

P ŘEDPJATÝ BETON<br />

Předpjatý beton byl patentován již v roce 1888 v Německu (C. E.<br />

W. Doehring). Přesto se muselo čekat dalších téměř šedesát let<br />

než došlo k prvním aplikacím předpjatého betonu pro mostní konstrukce.<br />

Předpjatý beton se nemohl prosadit, protože dříve vyráběné<br />

oceli neměly dostatečnou pevnost. Teprve ve 40. letech 20. století,<br />

když se začala vyrábět ocel s vyšší pevností, <strong>na</strong>vrhnul francouzský<br />

inženýr Eugene Freyssinet (1879 až 1962) první předpjaté<br />

mostní konstrukce. S rozvojem předpjatého betonu <strong>na</strong>stala revoluce<br />

ve výstavbě betonových konstrukcí. Došlo k vývoji hlavních<br />

technologií výstavby a betonové konstrukce se staly rovnocennými<br />

partnery ocelových mostů v oblasti středních i velkých rozpětí.<br />

Předpínání umožňovalo postupné betonování nosných konstrukcí,<br />

jejich následné spojování pomocí předpětí, a tak postupnou<br />

výstavbu dlouhých a rozměrných konstrukcí. Kromě monolitických<br />

konstrukcí se začala prudce rozvíjet i prefabrikace.<br />

S TANDARDNÍ TECHNOLOGIE<br />

Prefabrikované nosníky<br />

V 60. letech se vyrábělo několik typů prefabrikovaných nosníků<br />

pro různé délky. Z nich se postupem doby vyčlenily dva typy nejčastěji<br />

používané. Nosníky typu KA (do délky cca 24 m) měly<br />

komorový průřez. Montovaly se těsně k sobě a spára vyztužená<br />

petlicovým stykem se dobetonovala. Nosníky KA jsou tuhé<br />

<strong>na</strong> kroucení, a při jejich nerovnoměrném zatěžování docházelo<br />

k porušování spár a degradaci konstrukce. V neprůlezné dutině<br />

se při poruše izolace mohla zadržovat voda. Druhým, dnes již<br />

historickým, typizovaným nosníkem s velkou četností využití byl<br />

nosník tvaru I (do délek cca 32 m). Nosníky byly v konstrukci vzájemně<br />

spojeny v úrovni horního i dolního pásu zabetonováním<br />

monolitické spáry. Vznikla tak dutinová desková konstrukce. Dutiny<br />

byly nepřístupné, a monolitické dobetonování spár nemohlo<br />

být provedeno dostatečně kvalitně. Dnes se již oba uvedené<br />

typy prefabrikátů nevyrábí. V současné době se vyrábějí zejmé<strong>na</strong><br />

předpjaté nosníky s otevřenými průřezy tvaru T do délek cca<br />

33 m. Na jejich horní pás se betonuje monolitická deska. Výhodou<br />

nového tvaru jsou průřezy měkčí <strong>na</strong> kroucení, které se nerovnoměrným<br />

zatížením mostu deformují a jejich <strong>na</strong>točení se eliminuje<br />

příčným ohybem spřahující betonové desky. V konstrukci se<br />

nekoncentrují vysoká <strong>na</strong>pětí a má dlouhou trvanlivost. Otevřené<br />

průřezy jsou s<strong>na</strong>dno kontrolovatelné. Nosníky se někdy vyrábějí<br />

z betonu vyšší pevnosti, čímž se zvýší jejich únosnost a jejich<br />

počet pro danou šířku komunikace lze snížit. Nosníky VST jsou<br />

zvláštním typem s průřezem tvaru obráceného T. Spodní pás<br />

nosníku má pevné rozměry a výška stojiny se mění podle rozpětí.<br />

Vyrábějí se v délkách do 34 m, někdy ze samozhutnitelného betonu.<br />

Na uložené předem předpjaté nosníky se vybetonuje spřahu-<br />

jící monolitická deska. Výhody prefabrikace se projevují zejmé<strong>na</strong><br />

při mnohokrát opakovaném využití u dlouhých estakád.<br />

Pevné skruže<br />

<strong>Beton</strong>áže <strong>na</strong> pevné skruži patří mezi nejstarší technologie výstavby<br />

mostů. Je vhodná pro podmínky, kdy most je nízko <strong>na</strong>d terénem,<br />

má proměnný průřez, nebo je tak malý, že nestojí za to využívat<br />

nákladná zařízení pro jiné technologie. Skruže se vyvíjely od dřevěných<br />

individuálních konstrukcí přes částečně typizované podpůrné<br />

prvky, kombinované s dřevěným bedněním, až k dnešním kompletním<br />

systémům specializovaných firem vyrábějících bednění včetně<br />

podpůrných nosníkových a věžových prvků. Detaily jsou propracovány<br />

tak, aby umožňovaly rektifikaci skruže pro ustavení do přesné<br />

polohy, s<strong>na</strong>dné odbedňování a posun bednění. Příkladem velkého<br />

železničního mostu stavěného <strong>na</strong> pevné skruži DOKA je součást<br />

projektu Nové spojení v Praze – most přes Masarykovo nádraží<br />

(největší rozpětí 39,8 m, celková délka 443 m).<br />

Posuvné skruže<br />

Posuvné skruže byly vyvinuty v Německu v 60. letech. U nás byla<br />

posuvná skruž poprvé použita <strong>na</strong> mostě u Hvězdonic (<strong>na</strong> D1)<br />

s dvoutrámovým průřezem <strong>na</strong> rozpětí 54 m. Výhodou této technologie<br />

je poměrně rychlý postup výstavby, zejmé<strong>na</strong> u dlouhých<br />

mostů, a přirozený vývoj konstrukce s malým rozdílem<br />

působení ve stavebním a definitivním stavu. Skruže se během<br />

doby vyvinuly v složitá zařízení s možností automatického posunu<br />

a hydraulického ovládání veškerých pohybů. Na <strong>na</strong>šich stavbách<br />

se můžeme setkat s poměrně lehkými spodními skružemi<br />

s plnostěnnými hlavními nosníky (obr. 4), nebo s univerzálnějšími<br />

ale těžšími skružemi s příhradovými nosníky (obr. 5). Pro<br />

konstrukce, kde není dostatečný prostor pod mostem se používají<br />

horní skruže, <strong>na</strong> kterých je zavěšeno bednění <strong>na</strong> tyčích.<br />

Vysouvání mostů<br />

Vysouvání mostů patří mezi vysoce efektivní technologie, avšak<br />

podmínky jejího využití jsou omezené geometrickým tvarem konstrukce.<br />

Technologie doz<strong>na</strong>la z<strong>na</strong>čných změn od svého prvního<br />

použití v Německu v 50. letech minulého století. Průkopnický<br />

projekt mostu přes řeku Caroni ve Venezuele v roce 1964 spočíval<br />

ve výstavbě celého mostu za opěrou, jeho předepnutí volnými<br />

kabely a vysunutí celku do definitivní polohy. Později se přistoupilo<br />

k postupnému vysouvání, aby prostor za opěrou využívaný<br />

pro betonáž mostu byl minimalizován. Standardní vysouvací<br />

zařízení jsou založe<strong>na</strong> <strong>na</strong> třecím nebo lanovém/tyčovém systému<br />

přenosu síly mezi konstrukcí a výsuvným zařízením. U nás<br />

má tato technologie dlouholetou tradici, poslední vysouvané<br />

<strong>mosty</strong> byly poněkud atypické – most <strong>na</strong> tramvajové trati Hlubočepy–Barrandov<br />

byl vysouván směrem dolů ve spádu až 6,2 %.<br />

Most přes Rybný potok byl vysouván s celým širokým průřezem<br />

(obr. 6) pro oba směry dálnice D8. Konstrukce mostu měla hmotnost<br />

téměř 20 000 t, což kladlo velké nároky <strong>na</strong> dimenze zařízení<br />

i kluzných ložisek.<br />

Segmentové <strong>mosty</strong><br />

Segmentová technologie byla vyvinuta ve Francii a poměrně rychle<br />

se rozšířila i do českých zemí. První segmentové <strong>mosty</strong> měly<br />

spáry vyplněné betonem, teprve později se přešlo <strong>na</strong> kontaktní<br />

výrobu segmentů, kde jsou spáry vyplněny pouze lepicím tmelem.<br />

Klasické segmentové komorové <strong>mosty</strong> jsou montovány vět-<br />

4 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


Obr. 4 Posuvná skruž <strong>na</strong> mostě u Kninic<br />

Fig. 4 Movable scaffolding system at the Kninice viaduct<br />

Obr. 5 Příhradová posuvná skruž<br />

Fig. 5 Truss movable scaffolding system<br />

Obr. 6 Výsuv mostu přes Rybný potok<br />

Fig. 6 Inremental launching of the bridge over the Rybný creek<br />

šinou vahadlovým systémem. U menších mostů se též aplikovala<br />

montáž segmentů směrem vpřed s využitím dočasných podpor.<br />

Segmentová technologie je náročná <strong>na</strong> přesnost výroby segmentů,<br />

<strong>na</strong>př. u dvoutrámových segmentů se projevovaly nepříznivě<br />

vlivy smršťování betonu, které je rozdílné v oblasti masivních trámů<br />

a tenkých desek. Předpínání segmentových mostů volnými kabely,<br />

které se využívá v posledních cca 20 letech, umožnilo vylehčení<br />

segmentů. Segmentové konstrukce jsou vysoce kvalitní, avšak<br />

spotřeba předpí<strong>na</strong>cí výztuže je větší než u běžných monolitických<br />

konstrukcí, a proto tato nevýhoda musí být kompenzová<strong>na</strong> <strong>na</strong>př.<br />

vysokou rychlostí výstavby, nebo jinými výhodami.<br />

Letmá betonáž<br />

Technologie letmé betonáže prošla též z<strong>na</strong>čným technologickým<br />

i konstrukčním vývojem. Starší letmo betonované <strong>mosty</strong> rámového<br />

typu byly <strong>na</strong>vrhovány s klouby uprostřed rozpětí. Vycházelo se<br />

z idey jasného statického působení a s<strong>na</strong>hy omezit <strong>na</strong>máhání pilířů<br />

staticky neurčitými silami. Ukázalo se, že větši<strong>na</strong> těchto mostů<br />

trpěla <strong>na</strong>dměrnými průhyby a <strong>na</strong>víc lomem průhybové čáry právě<br />

uprostřed rozpětí, <strong>na</strong>př. most přes přehradní nádrž u města Savines<br />

v jižní Francii (obr. 7), kde je průhyb polí i lom průhybové čáry<br />

jasně patrný. U nás bylo takto postaveno několik mostů. Mosty<br />

u Zvíkova byly rekonstruovány a klouby v polích byly zrušeny. Později<br />

se klouby přestaly <strong>na</strong>vrhovat, ale přesto vlivem nedostatečného<br />

nebo nevhodně <strong>na</strong>vrženého předpětí docházelo k průhybům<br />

těchto mostů a rekonstrukce byly nevyhnutelné, <strong>na</strong>př.<br />

most v Děčíně. Novější letmo betonované <strong>mosty</strong> již byly <strong>na</strong>vrženy<br />

s ohledem <strong>na</strong> tyto nepříznivé jevy a k výraznému nárůstu průhybů<br />

nedochází. Na mnoha mostech se provádí měření a přesto,<br />

že průhyby s časem <strong>na</strong>růstají, zůstávají v přípustných mezích.<br />

Nejnovějším dokončeným mostem betonovaným letmo u nás je<br />

most přes údolí Hačky u Chomutova <strong>na</strong> rozpětí 106 m, ve směrovém<br />

oblouku ve výšce až 62 m <strong>na</strong>d okolním terénem. V současné<br />

době se staví letmo betonovaný most přes Labe u Litoměřic,<br />

který svým rozpětím 150 m bude partně v této technologii<br />

rekordním u nás. Domi<strong>na</strong>ntní stálé zatížení letmo betonovaných<br />

mostů lze redukovat využitím vysokopevnostních betonů<br />

nebo lehkých konstrukčních betonů, jak je to obvyklé ve skandinávských<br />

státech.<br />

Obloukové <strong>mosty</strong><br />

Obloukové <strong>mosty</strong> patří k nejstarším konstrukčním systémům,<br />

které jsou pro použití betonu velmi příznivé (využívají jeho přirozenou<br />

tlakovou pevnost). Oblouky s horní mostovkou typické<br />

pro hluboká údolí působí velmi esteticky. Jsou známé velmi zdařilé<br />

oblouky <strong>na</strong>vrhované Christianem Mennem zejmé<strong>na</strong> ve Švýcarsku.<br />

Oblouky se spodní mostovkou doplněné často táhlem <strong>na</strong>bízejí<br />

prostor ke kombi<strong>na</strong>ci betonu a oceli. Mostovky se dnes <strong>na</strong>vrhují<br />

většinou betonové předpjaté. Oblouky lze stavět mnoha způsoby,<br />

klasické betonáže <strong>na</strong> pevné skruži se dnes <strong>na</strong>hrazují betonáží<br />

letmo s vyvěšováním s pomocným pylonem nebo postup-<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

4<br />

5<br />

6<br />

T ÉMA<br />

TOPIC<br />

nou betonáži oblouku současně s mostovkou, kdy se konzolový<br />

stav řeší pomocnými diagonálami a vzniká vysoká příhradová<br />

konstrukce. Tento postup byl použit velmi efektivně při výstavbě<br />

plochého oblouku u mostu Infant Henrique (2003) v Portu [3].<br />

Obloukové <strong>mosty</strong> však bývají nákladnější než <strong>mosty</strong> stavěné klasickými<br />

technologiemi s použitím standardních výrobních zařízení.<br />

Pro výstavbu obloukových mostů proto musí být zvláštní důvody<br />

ať již estetické nebo takové, které vlivem lokálních podmínek<br />

oblouky zvýhodňují. U nás se v poslední době mnoho obloukových<br />

mostů nepostavilo. Nyní je ve výstavbě dálniční mostu přes<br />

Opárenské údolí <strong>na</strong> D8 (obr. 8). Obloukový most s horní mostov-<br />

5


T ÉMA<br />

TOPIC<br />

kou je <strong>na</strong>vržen proto, že jde o exponovanou oblast chráněné krajinné<br />

oblasti, kde není povolen přístup do údolí. Výstavba betonováním<br />

oblouku letmo a postupná betonáž mostovky <strong>na</strong> výsuvné<br />

skruži je organizová<strong>na</strong> zcela z oblastí za patkami oblouků. Dálniční<br />

úsek s mostem bude dokončen v roce 2010, čímž se zprovozní<br />

poslední úsek D8 mezi Prahou a Drážďany.<br />

Zavěšené <strong>mosty</strong><br />

<strong>Beton</strong>ové zavěšené <strong>mosty</strong> se prosazují pro velká rozpětí (přes<br />

100 m) ve větším měřítku od 70. let dvacátého století. Konstrukce<br />

mají dvě základní koncepce podle počtu rovin závěsů. Mosty<br />

Obr. 7 Deformovaný most u Savines le Lac<br />

Fig. 7 Deformed bridge at Savines le Lac<br />

Obr. 8 Most přes Opárenské údolí – vizualizace (Pontex, s. r. o.)<br />

Fig. 8 Bridge over Oparno valley – visualization (Pontex, s. r. o.)<br />

Obr. 9 Lávka přes Švýcarskou zátoku<br />

Fig. 9 Footbridge over the Swiss bay<br />

s jednou rovinou závěsů s tuhým průřezem <strong>na</strong> kroucení působí<br />

elegantně a jsou vhodné pro <strong>mosty</strong> spíše kratších rozpětí,<br />

kde potřebnou tuhost zajišťuje obvykle komorový průřez. Mosty<br />

s dvěma rovi<strong>na</strong>mi závěsů mají lehčí mostovky a jejich tuhost je<br />

zajiště<strong>na</strong> lanovým systémem. U nás výstavba zavěšených mostů<br />

začala v 80. letech minulého století, kdy se stavěly současně<br />

<strong>mosty</strong> přes rybník Jordán u Tábora (1991, rozpětí 111 m) a most<br />

přes Labe u Poděbrad (1990, rozpětí 123 m). Od té doby byly<br />

postaveny další zavěšené konstrukce, jednou z posledních je<br />

most přes Odru <strong>na</strong> D47 (2007, rozpětí 105 m) [4]. Zavěšené konstrukce<br />

jsou velmi lehké a elegantní, avšak nepatří mezi nejlevnější.<br />

V některých oblastech je překážkou potřeba vysokých pylonů<br />

buď z praktických důvodů (<strong>na</strong>př. blízkost letiště), nebo z důvodů<br />

estetických.<br />

Extradosed <strong>mosty</strong><br />

Přechod mezi trámovými a zavěšenými konstrukcemi tvoří <strong>mosty</strong><br />

oz<strong>na</strong>čované jako extradosed. Ohybovou tuhost zajišťuje trám<br />

mostu a místo závěsů jsou využity předpí<strong>na</strong>cí kabely vyvedené<br />

<strong>na</strong> nízké pylony, aby se více aktivovaly jejich <strong>na</strong>dlehčovací síly.<br />

U nás byl postaven <strong>na</strong>př. most přes Labe u Nymburka (hlavní<br />

pole o rozpětí 132 m) [5], kde je <strong>na</strong>vrže<strong>na</strong> hybridní konstrukce.<br />

Krajní pole a konzoly pod pylony s náběhy jsou z betonu<br />

a střední část hlavního pole v délce 52 m je z oceli se spřaženou<br />

betonovou deskou (z důvodu vylehčení a montáže zaplavením).<br />

Výhodou systému je velmi malá konstrukční výška mostu,<br />

kdy pylony ani nepřevyšují koruny okolních stromů.<br />

Lávky<br />

Lávky jsou poměrně malé objekty, které však svými specifickými<br />

vlastnostmi umožňují využití pokrokových konstrukčních systémů<br />

a zároveň architektonické ztvárnění, které by u velkých mostních<br />

konstrukcí nebylo možné. Ve světě se proslavily lávky s předpjatým<br />

visutým pásem, které u nás začal <strong>na</strong>vrhovat Prof. Stráský.<br />

Jejich výhodou je lehká konstrukce využívající materiálové vlastnosti<br />

betonu i oceli, která může překonávat velká rozpětí. Jednou<br />

z mimořádně zdařilých lávek, která byla mimo jiné oceně<strong>na</strong><br />

fib v roce 1994, je visutá lávka přes Švýcarskou zátoku<br />

(1993, rozpětí 252 m) přehradní nádrže Vranov (obr. 9). Předpětí<br />

pomocí systému visutých lan a předpjatého pásu dostatečně<br />

ztužuje pouze 0,4 m tlustou prefabrikovanou desku mostovky.<br />

I menší lávky mohou být zajímavé, jako <strong>na</strong>př. lávka přes plavební<br />

komoru v Poděbradech (rozpětí 31 m) [6], která využívá<br />

spolupůsobení betonové desky s ocelovou podpůrnou trubkovou<br />

konstrukcí. Lávka působí velmi lehce a je doplně<strong>na</strong> působivou<br />

točitou rampou.<br />

Spřažené ocelobetonové <strong>mosty</strong><br />

Spřažené ocelobetonové <strong>mosty</strong> stojí <strong>na</strong> okraji betonového stavitelství.<br />

Hlavním nosným prvkem jsou ocelové nosníky, avšak<br />

i betonová deska je nedílnou součástí nosného systému. Spřa-<br />

6 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 3/2008<br />

7<br />

8<br />

9


žené konstrukce jsou výhodné z hlediska trvanlivosti, malé hmotnosti<br />

a relativně s<strong>na</strong>dné a rychlé výstavby. Vhodným konstrukčním<br />

uspořádáním lze dosáhnout velmi kvalitních konstrukcí. Klasicky<br />

se montují ocelové nosníky a pak se dobetonuje deska. Ocelové<br />

konstrukce lze též výhodně vysouvat, bez betonové desky<br />

jsou lehké a lze s nimi manipulovat malými silami. V ojedinělých<br />

případech je výhodné dokonce vysouvat kompletní ocelobetonovou<br />

konstrukci. Tak byl stavěn most <strong>na</strong> D3 u obce Rzavá (2007)<br />

s typickým rozpětím 36 m.<br />

M OSTNÍ PŘÍSLUŠENSTVÍ<br />

Mostní příslušenství, závěry, ložiska, odvodnění atd., jsou prvky,<br />

které přímo neovlivňují statický systém konstrukcí, ale <strong>na</strong> nich<br />

a <strong>na</strong> detailech jejich zabudování do mostu přímo závisí životnost<br />

mostu. Proto se dnes více než dříve klade důraz <strong>na</strong> jejich<br />

kvalitu a <strong>na</strong> způsob jejich připojení do betonové konstrukce.<br />

Pokrokem jsou integrované <strong>mosty</strong>, které ložiska a mostní závěry<br />

vůbec nemají.<br />

B UDOUCNOST BETONOVÝCH MOSTŮ<br />

<strong>Beton</strong> jako konstrukční materiál se v mostních stavbách osvědčil<br />

a nesčíslný počet aplikací ukazuje, že je výhodné konstrukční systémy<br />

dále rozvíjet. Předpjatý beton je základním stavebním prvkem<br />

betonových konstrukcí mostů téměř všech rozměrů. Hlavním<br />

trendem je proto zajištění spolehlivosti a trvanlivosti předpjatých<br />

konstrukcí. Pozornost se upírá <strong>na</strong> ochranu předpí<strong>na</strong>cí výztuže<br />

proti korozi. Předpí<strong>na</strong>cí systémy se zdoko<strong>na</strong>lují v ochraně lan<br />

a závěsů konstrukcí. Proti účinkům bludných proudů se <strong>na</strong>vrhují<br />

elektricky izolované předpí<strong>na</strong>cí jednotky, které umožňují lepší kontrolu<br />

a zajišťují dlouhou životnost kabelů. Výzkum se též zabývá<br />

využitím předpí<strong>na</strong>cích jednotek z nekovových kompozitů. Jako nejvhodnější<br />

se zatím jeví jednotky z polymerů vyztužených uhlíkovými<br />

vlákny (CFRP), které mají vysokou tahovou pevnost, nejsou<br />

náchylné <strong>na</strong> degradaci vlivem atmosférických vlivů a <strong>na</strong>víc mají<br />

nízkou objemovou hmotnost. Ta je výhodná zejmé<strong>na</strong> u dlouhých<br />

šikmých závěsů, kdy se vlivem průhybu od vlastní tíhy závěsu<br />

redukuje jeho tuhost. U lehčích závěsů je průvěs menší a závěsy<br />

jsou tužší. Nevýhodou uhlíkových kompozitů je jejich ortotropní<br />

vlastnost, tj. pevnost ve směru vláken a kolmo <strong>na</strong> ně je z<strong>na</strong>čně<br />

rozdílná. To působí problém zvláště u kotevních systémů, kde<br />

nelze využít samosvorných efektů, jako u kotvení oceli. Vyvíjejí<br />

se speciální kotvy, kde je uhlíkový kabel zalit vhodnými materiály<br />

do kotevních těles. Rozvoj v oblasti technologie betonu vytváří<br />

další rezervy pro rozvoj betonových mostů. Úpravou technologických<br />

postupů při výrobě betonu se dosahuje vyšších pevností,<br />

ale též vyšší odolnosti proti atmosférickým vlivům a účinkům<br />

CHRL. Obecně samotné zvýšení pevnosti nemusí vždy z<strong>na</strong>me<strong>na</strong>t<br />

i zvýšení odolnosti, ale přizpůsobením složení se odolnost<br />

betonu zvýšit dá. Hutná struktura získaná <strong>na</strong>příklad přidáním mikrosiliky,<br />

která díky jemnému zrnění, jemnějšímu než má cement,<br />

vytvoří hutnější strukturu a výrazně přispívá k vytvoření odolného<br />

materiálu. Kvalitnější betony mají též rychlejší nárůsty pevností<br />

a mnohdy je možné urychlit postup výstavby. Trend vylehčování<br />

konstrukcí lze realizovat pomocí využití kvalitních a pevnějších<br />

materiálů, a snížit tak objem a hmotnost konstrukce, nebo<br />

použitím vylehčených betonů. Zatímco dříve byly lehké betony<br />

používány pouze <strong>na</strong> nenosné části konstrukce, setkáváme se<br />

dnes s lehkým konstrukčním betonem i u předpjatých konstrukcí.<br />

Na bázi cementových kompozitů byly vyvinuty tzv. betony velmi<br />

T ÉMA<br />

TOPIC<br />

Literatura:<br />

[1] Troyano L. F.: Bridge Engineering a global perspective, Thomas<br />

Telford, London 2003<br />

[2] Pauser A.: Massivbrücken ganzheitlich betrachtet.<br />

Österreichische Zementindustrie und ÖVBB, Wien 2002<br />

[3] Adao de Fonseca A., Millanes Mato F., Bastos R., Matute<br />

Rubio L.: The Infant Henrique Bridge over the River Douro,<br />

in Porto, Portugal. Proc. of the 2 nd fib Inter<strong>na</strong>tio<strong>na</strong>l Congress,<br />

Naples, 2006, ID 1-16<br />

[4] Konečný L., Novák R., Romportl T., Stráský J.: Projekt zavěšeného<br />

mostu přes řeku Odru, Brno, Mosty 2007<br />

[5] Kalný M., Němec P., Kvasnička V., Brnušák A.: Zavěšený most<br />

přes Labe u Nymburka, <strong>Beton</strong> <strong>TKS</strong>, 4/2007, str. 20–25<br />

[6] Kalný M., Souček P., Lojkásek O.: Lávka u zdymadla<br />

v Poděbradech, <strong>Beton</strong> <strong>TKS</strong>, 4/2003, str. 10–13<br />

vysokých pevností – UHPC (pevnost v tlaku může přesahovat<br />

200 MPa). Jde o velmi jemnozrnné materiály z přírodního kameniva<br />

s vysokým podílem cementu a jemnými plnivy. Pro snížení<br />

křehkosti jsou přidává<strong>na</strong> jemná ocelová vlák<strong>na</strong>. Pevnost v tahu<br />

se pohybuje kolem 10 MPa (<strong>na</strong>př. Ductal). Jejich využití se zatím<br />

omezuje převážně <strong>na</strong> tenkostěnné prefabrikované dílce a konstrukce,<br />

které lze díky vysoké pevnosti spojovat volným předpětím<br />

mimo průřez. Dosud bylo postaveno několik lávek, avšak<br />

i přes vysokou cenu se tento materiál postupně prosazuje, jeho<br />

spotřeba je ve srovnání s běžným betonem velmi nízká. Podstatnou<br />

výhodou UHPC proti oceli je vysoká odolnost proti chemickým<br />

vlivům a účinkům prostředí, tyto konstrukce není třeba<br />

opatřovat žádnou ochranou. Další prostor pro rozvoj betonových<br />

mostů je v oblasti technologie výstavby. Přestože základní technologie<br />

byly zavedeny již v minulém století, rozvoj materiálů, zvedacích<br />

mechanizmů a měřicích a kontrolních zařízení umožňuje<br />

<strong>na</strong>vrhovat nové postupy montáže, sestavování a manipulací, které<br />

by dříve nebyly možné. Největší prostor pro inovace je u velkých<br />

projektů, kde se vyplatí do nových zařízení investovat. Jako příklad<br />

lze uvést vysouvací zařízení mostu u Millau, kde <strong>na</strong> každém pilíři<br />

bylo instalováno nezávislé hydraulické zařízení pro posun mostu,<br />

které bylo elektronicky synchronizováno se zařízeními <strong>na</strong> ostatních<br />

pilířích. Podobné menší systémy pronikají i do menších projektů.<br />

Např. systémy pro synchronní zvedání těžkých břemen se<br />

stávají postupně běžnými komerčními zařízeními. Vývoj betonových<br />

konstrukcí lze vidět optimisticky, a to zejmé<strong>na</strong> v době, kdy<br />

ce<strong>na</strong> oceli závratně stoupá. V mnoha případech by bylo výhodné<br />

se zamyslet <strong>na</strong>d konstrukčním řešením i technologií výstavby<br />

připravovaných mostů a hledat optimalizovaná řešení, která by<br />

zajistila požadavky investora <strong>na</strong> kvalitu díla, <strong>na</strong> estetické působení<br />

a v neposlední řadě i <strong>na</strong> vy<strong>na</strong>ložené náklady.<br />

V článku byly částečně zmíněny výsledky Grantového projektu<br />

GAČR č. 103/06/1627.<br />

Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc.<br />

Metrostav, a. s.<br />

Koželužská 12, 180 00 Praha 8<br />

tel.: 266 709 317, e-mail: vitek@metrostav.cz<br />

Fotografie: obr. 1 až 4, 6, 7 a 9 autor, obr. 5 Josef Husák, obr. 8<br />

– vizualizace, Pontex, s. r. o.<br />

7


1<br />

4<br />

P ROFILY<br />

PROFILES<br />

R EDROCK C ONSTRUCTION, S . R . O .<br />

Historie společnosti se začala psát <strong>na</strong> počátku devadesátých let<br />

ve skupině mladých inženýrů, absolventů Stavební fakulty ČVUT.<br />

Motorem byla touha vymyslet něco nového, přetavit <strong>na</strong>byté<br />

poz<strong>na</strong>tky do skutečné praxe. Zrov<strong>na</strong> otevřený svět s sebou přinášel<br />

nové možnosti a pro nové myšlenky nehrála vzdálenost<br />

žádnou roli. V několik tisíc kilometrů vzdálené Austrálii se uzavírá<br />

partnerství a v laboratořích se rodí legendární Permapatch ® ,<br />

originální sa<strong>na</strong>ční malta pro betonové konstrukce. Jen pár týdnů<br />

poté společnost zahajuje první specializovanou výrobu sa<strong>na</strong>čních<br />

malt v Československu. Úspěchy <strong>na</strong> realizovaných projektech<br />

otevíraly cestu <strong>na</strong>šim výrobkům a technologiím <strong>na</strong> zahraniční<br />

trhy. Zkušenosti získané z různých klimatických podmínek zase<br />

<strong>na</strong>startovaly další kola inovací a přinesly impulsy pro nový vývoj.<br />

Dalším logickým krokem ve vývoji společnosti bylo vyhledávání<br />

zcela nových speciálních materiálů a technologií. Den po dni,<br />

měsíc za měsícem, vyhledat, vybrat, otestovat, připravit pro distribuci.<br />

Vybrat jen a pouze samotné jádro, bez ohledu <strong>na</strong> to, jak<br />

bude cesta k němu náročná a složitá. Zůstat smějí jen ti nejlepší.<br />

Mít k dispozici perfektní produkt byl, je a bude nezbytný základ.<br />

Ale zde <strong>na</strong>še cesta teprve začíná, je třeba se zamyslet <strong>na</strong>d<br />

samou podstatou služby materiálových inženýrů. Naslouchat,<br />

řešit a být připraven pomoci. Některé stavby přetrvávají staletí,<br />

a přesto se mění každý den, každý okamžik, a my chceme<br />

být u toho. Kaleidoskop produktů, služeb, technologií. Každý<br />

dílek je sám o sobě jedinečný a perfektně fungující. Přesto nám<br />

to nestačí, <strong>na</strong>ším cílem je vystavět kreativní řešení, která jsou<br />

schop<strong>na</strong> uspokojit speciální požadavky zákazníků – i ty, které<br />

nestačili zatím vyslovit. Ta touha něco objevovat v nás zůstává<br />

dodnes.<br />

Pilířem <strong>na</strong>šeho podnikání je vývoj a výroba speciálních stavebních<br />

materiálů. Každý den se učíme, abychom mohli <strong>na</strong>še zákazníky<br />

<strong>na</strong>učit nejnovější triky, které tak báječný obor, jakým jsou<br />

speciální stavební technologie, přináší. Citlivě vnímáme stále<br />

se měnící skutečnost, měřenou tak pomíjivou jednotkou, jakou<br />

je čas. Základní stavební materiály zná lidstvo od svého počátku,<br />

a přesto každá doba přicházela s něčím novým, s něčím,<br />

<strong>na</strong> čem stálo a stojí za to dále stavět. Vyvíjíme, objevujeme,<br />

zkoušíme a především prověřujeme. Pokud ucítíme, že v neustále<br />

rostoucí <strong>na</strong>bídce materiálů a technologií přeci jen nějaký<br />

prvek chybí nebo nesplňuje požadovaná kritéria, jsme připraveni<br />

zahájit jeho vývoj. S<strong>na</strong>žíme se bezezbytku využít všech z<strong>na</strong>lostí<br />

a zkušeností, zkombinovat je s nejnovějšími trendy, zapojit<br />

do vývoje <strong>na</strong>še kolegy v zahraničí, spojit úsilí s <strong>na</strong>šimi obchodními<br />

partnery, nebo iniciovat spolupráci se špičkovými vědeckými<br />

týmy. To vše pro jediný cíl – sestavit přiměřeně jednoduchou<br />

originální formuli, která posune vývoj komplexních řešení<br />

zas o nějaký kousek kupředu. Než se ale jakýkoliv výrobek<br />

dostane do <strong>na</strong>šich řešení, čeká jej bez výjimky náročná cesta.<br />

Nejen, že musí splnit všechny zákonné podmínky a technická<br />

kritéria, ale stejnou měrou klademe nároky <strong>na</strong> ekonomické řešení,<br />

vhodnost obalů nebo operativní logistiku. Chceme pro každého<br />

zákazníka připravit řešení nejen technicky propracovaná,<br />

ale i zároveň efektivní.<br />

S úsměvem vzpomínáme, jaké to bylo, když jsme zahajovali<br />

první specializovanou výrobu sa<strong>na</strong>čních materiálů pro betonové<br />

konstrukce v Československu. Od té doby uběhla již<br />

pěkná řádka let, během které jsme společně ušli pořádný kus<br />

cesty. Dnešní výroba produktů se z<strong>na</strong>čkou Redrock v České<br />

republice splňuje ty nejpřísnější požadavky zákazníků v tuzemsku<br />

i v zahraničí. Automatizovaný, počítači řízený provoz vyrábí<br />

v současnosti speciální produkty srov<strong>na</strong>telné s absolutní špičkou<br />

v oboru. Systém řízení jakosti podléhá mezinárodním standardům<br />

ČSN EN ISO 9001 a plně zaveden je i enviromentální<br />

ma<strong>na</strong>gement podle CSN EN ISO 140001.<br />

8 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

2<br />

5<br />

6<br />

3


Klíčovými produkty vyráběnými pod <strong>na</strong>ší z<strong>na</strong>čkou jsou speciální<br />

cementové směsi legendární řady sa<strong>na</strong>čních materiálů pro<br />

betonové konstrukce Permapatch ® , podlahové povrchy Redfloor,<br />

speciální malty a zálivky Redpatch, ale také specializované<br />

ochranné nátěry pro betonové konstrukce Redcoat, či systémy<br />

těsnění betonových konstrukcí založené <strong>na</strong> unikátním principu<br />

hloubkové krystalizace Krystol ® .<br />

Druhým pilířem <strong>na</strong>šeho podnikání je odborné poradenství<br />

a s ním úzce svázaný obchod. Každý projekt je pro nás skutečný<br />

originál, dílo, jenž má své přesně určené parametry, které<br />

mu vymezili <strong>na</strong>ši zákazníci. Investujeme proto veškeré své z<strong>na</strong>losti,<br />

schopnosti a zkušenosti, abychom dosáhli vytčeného cíle.<br />

Naší s<strong>na</strong>hou je v tomto prostoru <strong>na</strong>jít, <strong>na</strong>vrhnout a dodat to nejefektivnější<br />

řešení.<br />

Naší činností se s<strong>na</strong>žíme pokrýt spektrum speciálních technologií<br />

v řadě stavebních oborů. Věnujeme se řešením pro terénní<br />

a zemní práce, zakládání staveb, tunely, podzemní konstrukce<br />

a báňské stavby, <strong>mosty</strong>, dopravní stavby a letiště, vodohospodářské<br />

stavby a inženýrské sítě, průmyslové, pozemní i občanské<br />

stavby. Jsme prostě tam, kde nás v danou chvíli <strong>na</strong>ši zákazníci<br />

potřebují.<br />

Královskou hrou jsou pak pro nás betonové konstrukce. Připravujeme<br />

pro ně projekty řešení sa<strong>na</strong>cí různých typů konstrukcí,<br />

modely jejich těsnění proti vodě, řešení různého stupně ochrany<br />

či zvyšování odolnosti. Jsme kreativní a chceme doporučovat<br />

jen to nejlepší. Vytvořili jsme a stále doplňujeme širokou<br />

bázi špičkových produktů a technologií tak, abychom byli schopni<br />

vždy <strong>na</strong>vrhnout jen to, co zákazník skutečně potřebuje. Nezůstáváme<br />

stát <strong>na</strong> místě, propojujeme ověřené postupy s novými<br />

prvky. S<strong>na</strong>žíme se tak být vždy o malý krůček <strong>na</strong>před, abychom<br />

byli připraveni pomoci <strong>na</strong>šim partnerům včas.<br />

Společnost Redrock Construction, s. r. o., je zakládajícím členem<br />

skupiny Redrock Group. Skupiny, která operuje v řadě zemí<br />

světa mimo jiné v Austrálii, Velké Británii, Irsku, Polsku, Nizozemí<br />

či Slovensku. Od samého počátku si uvědomujeme, jak důležitá<br />

je spolupráce. Jak jeden bez druhého dokážeme hodně, ale<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

7<br />

9<br />

Obr. 1 Železniční most v Dolní Lutyni<br />

Obr. 2 Vodní dílo <strong>na</strong> Želivce<br />

Obr. 3 Administrativní centrum v Praze<br />

Obr. 4 Skládka komunálního odpadu v Chomutově<br />

Obr. 5 Teplár<strong>na</strong> v Ostravě<br />

Obr. 6 Penzion v Krnově<br />

Obr. 7 Letiště v Čáslavi<br />

Obr. 8 Čistír<strong>na</strong> odpadních vod v Rokycanech<br />

Obr. 9 Silniční most v Horní Vltavici<br />

Obr. 10 Tunel Mrázovka v Praze<br />

P ROFILY<br />

PROFILES<br />

společně mnohem více. Řada produktů, technologií a řešení by<br />

bez ní nevznikla. Bez výměny posledních informací, bez možnosti<br />

zkoušet v rozdílných podmínkách, bez zkušeností z realizovaných<br />

projektů. I když hovoříme různými jazyky a žijeme<br />

v různých zemích, <strong>na</strong>še cíle jsou společné. Chceme <strong>na</strong>bídnout<br />

kreativní dy<strong>na</strong>mická řešení a využít potenciál <strong>na</strong>šich vývojových<br />

i výrobních kapacit. Zákazníkům tak můžeme <strong>na</strong>bídnout ještě<br />

něco <strong>na</strong>víc.<br />

Ing. Aleš Jakubík<br />

Redrock Construction, s. r. o.<br />

Újezd 40/450, 11800 Praha 1 – Malá Stra<strong>na</strong><br />

tel.: 283 893 533, fax: 284 816 112<br />

info@redrock-cz.com<br />

8<br />

10<br />

9


S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

P R O J E K T Z A V Ě Š E N É H O MOSTU PŘES O DRU<br />

DESIGN OF THE CABLE- STAYED BRIDGE ACROSS THE ODRA RIVER<br />

J IŘÍ STRÁSKÝ, LIBOR KONEČNÝ,<br />

R ICHARD NOVÁK, TOMÁŠ ROMPORTL<br />

Zavěšený most postavený <strong>na</strong> dálnici D47<br />

přes řeku Odru je popsán z hlediska architektonického,<br />

konstrukčního a technologického.<br />

Most o celkové délce 605 m je<br />

zavěšen v ose mostu <strong>na</strong> jednosloupovém<br />

pylonu. Mostovka je tvoře<strong>na</strong> dvěma komorovými<br />

nosníky bez tradičních vnějších konzol.<br />

V zavěšených polích jsou komorové<br />

nosníky vzájemně spojeny příčně předepnutou<br />

mostovkovou deskou vybetonovanou<br />

mezi nosníky a osamělými vzpěrami.<br />

Závěsné kabely mají semi-radiální uspořádání<br />

a jsou situovány v ose mostu.<br />

A cable stayed bridge, which was built on<br />

the freeway D47 across the Odra River,<br />

is described in terms of the architectural<br />

and structural solution and technology of<br />

the construction. The main span of the<br />

bridge of the total length of 605 m is<br />

suspended on one single pylon situated<br />

in the bridge axis. The decks of the twin<br />

bridge are formed by two cell box girders<br />

without traditio<strong>na</strong>l overhangs. In the suspended<br />

spans the girders are mutually<br />

connected by a top slab and by individual<br />

struts. The stay cables of the semi-radial<br />

arrangement are situated in the bridge<br />

axis. The deck of the bridge was cast<br />

span-by-span in the formwork suspended<br />

on the overhead scaffolding system.<br />

Dálnice D47 prochází mezi Ostravou<br />

a Bohumínem po mostě délky 605 m<br />

přes řeku Odru a přes Antošovická jezera.<br />

S ohledem <strong>na</strong> vedení trasy a plavební profil<br />

plánovaného plavebního kanálu bylo nutno<br />

<strong>na</strong>vrhnout konstrukci s minimální stavební<br />

výškou. Most je situován <strong>na</strong> předměstí<br />

Ostravy v rekreační oblasti Antošovických<br />

jezer. Proto bylo s<strong>na</strong>hou <strong>na</strong>vrhnout estetickou<br />

konstrukci, která by se mohla stát symbolem<br />

nové dálnice. Z tohoto důvodu byla<br />

přijata konstrukce zavěšená v ose mostu<br />

<strong>na</strong> jediném pylonu situovaném v prostoru<br />

mezi řekou a jezery (obr. 1).<br />

Mnoho investorů z důvodů umožnění<br />

oprav a převedení dopravy <strong>na</strong> druhý most<br />

dává přednost konstrukcím, u kterých je<br />

každý směr dálnice veden po samostatné<br />

mostní konstrukci. Popisovaný most<br />

ukazuje možné řešení pro osově zavěšenou<br />

konstrukci.<br />

A RCHITEKTONICKÉ A KONSTRUKČNÍ<br />

ŘEŠENÍ<br />

Most kříží řeku pod šikmým úhlem 54°.<br />

Osa dálnice vede v půdorysném oblouku<br />

o poloměru 1,5 km, který v zavěšené<br />

části přechází v přímou a je ve vrcholovém<br />

zakružovacím oblouku s poloměrem<br />

20 km.<br />

Ačkoliv zavěšená konstrukce vždy vytváří<br />

výraznou domi<strong>na</strong>ntu, byla konstrukce<br />

i jednotlivé konstrukční prvky <strong>na</strong>vrženy<br />

tak, aby nepřehlušovaly, ale doplňovaly<br />

krásnou krajinu. Návrh konstrukce vychá-<br />

zel z projektantovy filosofie jednoty tvaru<br />

a funkce. Úměrnost řešení byla vždy<br />

posuzová<strong>na</strong> ekonomií spotřeby materiálu<br />

a práce.<br />

Protože most je pod různými úhly viditelný<br />

nejen z dálnice, ale také ze břehů<br />

řeky a jezera, bylo s<strong>na</strong>hou <strong>na</strong>vrhnout<br />

jasně čitelnou konstrukci. Proto je konstrukce<br />

zavěše<strong>na</strong> v ose mostu <strong>na</strong> jednosloupovém<br />

pylonu, a tak v každém pohledu<br />

vytváří závěsy s mostovkou tvarově<br />

čistou konstrukci. Jak mostovka s římsou,<br />

tak i spodní stavba a pylon mají shodné<br />

tvarování zdůrazňující proudnicový tvar<br />

10 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

1<br />

2


3<br />

Obr. 1 Most přes Odru a Antošovická jezera<br />

Fig. 1 Bridge across the Odra River and<br />

Antosovice Lakes<br />

Obr. 2 Podélný řez: a) zavěšená pole,<br />

b) most<br />

Fig. 2 Elevation: a) suspended spans,<br />

b) bridge<br />

Obr. 3 Příčný řez: a) mostovka v zavěšených<br />

polích, b) estakádní pole,<br />

c) zavěšená pole u pylonu<br />

Fig. 3 Cross section: a) deck at suspended<br />

spans, b) approach spans,<br />

c) suspended spans at pylon<br />

Obr. 4 Estakádní pole (vizualizace)<br />

Fig. 4 Approach spans<br />

Obr. 5 Spojení nosníků v zavěšeném poli<br />

Fig. 5 Girders connection in suspended<br />

span<br />

Obr. 6 Statické působení<br />

Fig. 6 Static function<br />

konstrukčních prvků. Aby mohly být co<br />

nejštíhlejší, jsou nejvíce <strong>na</strong>máhané prvky<br />

<strong>na</strong>vrženy z vysokopevnostního betonu.<br />

Protože osové zavěšení vyžaduje torzně<br />

tuhou konstrukci, je mostovka tvoře<strong>na</strong><br />

dvěma co možná nejširšími komorovými<br />

nosníky <strong>na</strong>vrženými bez tradičních<br />

vnějších konzol.<br />

S ohledem <strong>na</strong> šikmé křížení místních<br />

komunikací jsou délky prvních tří polí rozdílné.<br />

Pravý most směřující <strong>na</strong> sever má<br />

rozpětí polí 24,5 + 2 x 33 + 36 + 105<br />

+ 56,57 + 39,43 + 6 x 39 + 27,5 m;<br />

levý most směřující <strong>na</strong> jih má rozpětí polí<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

6<br />

4 5<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

21,5 + 33 + 2 x 36 + 105 + 56,57 +<br />

39,43 + 6 x 39 + 27,5 m (obr. 2). Protože<br />

do pravého mostu zasahují připojovací<br />

a odbočovací pruhy přilehlé křižovatky, je<br />

šířka prvních polí obou mostů rozdílná –<br />

od 14,6 do 13,6 m.<br />

Hlavní pole přemosťující řeku Odru je<br />

prostřednictvím čtrnácti závěsů zavěšeno<br />

<strong>na</strong> 46,81 m vysokém pylonu. S ohledem<br />

<strong>na</strong> šikmé křížení nejsou nosníky u pylonu<br />

podepřeny, ale jsou <strong>na</strong> pylon nepřímo<br />

zavěšeny.<br />

Závěsné kabely mají semi-radiální uspořádání<br />

a jsou symetricky zakotvené do přilehlých<br />

polí situovaných v prostoru mezi<br />

řekou a jezerem. V mostovce jsou kotveny<br />

po 6,07 m, v pylonu po 1,2 m.<br />

Nosnou konstrukci každého mostu tvoří<br />

dvoukomorový nosník výšky 2,2 m bez<br />

tradičních konzol (obr. 3 a 4). Spodní<br />

desky obou komor jsou skloněny, v ose<br />

nosníků jsou zakřiveny. V zavěšených<br />

polích jsou komorové nosníky vzájemně<br />

spojeny příčně předepnutou mostovkovou<br />

deskou vybetonovanou mezi nosníky<br />

a osamělými vzpěrami umístěnými<br />

v osové vzdálenosti závěsů (obr. 3). Závěsy<br />

jsou kotveny v kotevních blocích situovaných<br />

ve spojující desce. Prefabrikované<br />

vzpěry, kloubově spojené s nálitky komorových<br />

nosníků, spojují spodní zakřivené<br />

části nosníku a spolu se skloněnými deskami<br />

tvoří čistý příhradový systém pře-<br />

11


12<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

nášející sílu ze závěsu do stěn nosníků<br />

(obr. 5 a 6).<br />

Vzpěry se od středu mostu směrem<br />

k nálitkům nosníků plynule rozšiřují. Naopak<br />

jejich tloušťka se plynule zmenšuje<br />

(obr. 5). Plocha vzpěr je tedy konstantní.<br />

Jejich tvar vyplynul z jasných statických<br />

požadavků, to je roznést tlakové <strong>na</strong>máhání<br />

do co největší šířky a zároveň garantovat<br />

stabilitu tlačeného kloubově podepřeného<br />

prvku.<br />

Mezi kotvami závěsů jsou ve spojující<br />

desce <strong>na</strong>vrženy kruhové otvory umožňující<br />

prosvětlení prostoru pod mostem<br />

a revizi podhledu konstrukce. Protože<br />

závěsy byly <strong>na</strong>pínány až po příčném spojení<br />

obou komorových nosníků, otvory<br />

současně omezují lokální tahové <strong>na</strong>pětí,<br />

které vzniká za kotvami závěsů.<br />

Komorové nosníky jsou v estakádních<br />

částech <strong>na</strong>vrženy z betonu třídy C30/37<br />

XF1, v zavěšené části z betonu C35/45<br />

XF1. Nosníky jsou podélně a příčně předepnuty.<br />

Pylon je tvořen ocelovým sloupem<br />

osmiúhelníkového průřezu spřaženým<br />

s vnějším betonovým pláštěm zaoble-<br />

7<br />

8<br />

ného tvaru (obr. 7 až 10). V horní části<br />

ocelové konstrukce pylonu jsou kotveny<br />

závěsy, vnitřní prostor ocelové konstrukce<br />

pod kotvením závěsů je vyplněn<br />

vysokopevnostním betonem [1]. Pylon<br />

má konstantní tloušťku 3 m; jeho šířka<br />

pod mostovkou je 4,1 m, <strong>na</strong>d mostovkou<br />

je 2,4 m. <strong>Beton</strong> pylonu a horní desky<br />

s kotevními bloky je třídy C60/75 XF1.<br />

Všechny pilíře mají eliptický průřez šířky<br />

4,1 m a tloušťky 1,6 m. Na opěrách a pilířích<br />

1 až 5 a 9 až 15 je mostovka podepře<strong>na</strong><br />

dvojicí hrncových ložisek. Na pilířích<br />

7 a 8, které podporují kotvící pole,<br />

jsou pilíře spojeny s mostovkou a základy<br />

vrubovými klouby a tvoří kyvné stojky<br />

(obr. 11). Vrubové klouby jsou předepnuté<br />

dvojicí svislých kabelů vedených v plastových<br />

kanálcích. Kabely zajišťují dostatečný<br />

přítlak v kloubech během provozu.<br />

Pylon, pilíře a opěry jsou založeny<br />

<strong>na</strong> vrtaných pilotách průměru 1,2 m.<br />

Pro závěsy je použit systém VSL<br />

SSI 2000 [2]. Závěsy jsou sestaveny z 55 až<br />

91 lan ∅ 15,7 mm a pevnosti 1 860 MPa.<br />

La<strong>na</strong> jsou opatře<strong>na</strong> těsně extrudovaným<br />

HDPE obalem tloušťky 1,5 mm a antiko-<br />

10<br />

11<br />

Obr. 7 Zavěšení nosníků <strong>na</strong> pylonu<br />

(vizualizace)<br />

Fig. 7 Suspension of the deck on the pylon<br />

Obr. 8 Tvar pylonu a podpěr: příčný řez<br />

Fig. 8 Shape of the pylon and piers: cross<br />

section<br />

Obr. 9 Příčné řezy pylonem: a) v místě<br />

kotvení závěsů, b) pod závěsy,<br />

c) <strong>na</strong>d mostovkou, d) pod<br />

mostovkou<br />

Fig. 9 Pylon’s sections: a) at stays’ anchors,<br />

b) bellow stays, c) above deck,<br />

d) bellow deck<br />

Obr. 10 Pylon – ocelový sloup a spřažený<br />

betonový plášť<br />

Fig. 10 Pylon – steel column and composite<br />

concrete cover<br />

Obr. 11 Kotvící pilíř<br />

Fig. 11 Anchor pier<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

9


ozním voskem (typ Cohestrand). La<strong>na</strong><br />

jsou vede<strong>na</strong> v HDPE trubkách s vnějším<br />

povrchem opatřeným šroubovitým nálisem<br />

(tzv. Helical rib), který za deště zajišťuje<br />

odkapávání vody a tak omezuje kmitání<br />

závěsů od větru. Dy<strong>na</strong>mický výpočet<br />

provedený Prof. Ing. Mirošem Pirnerem,<br />

DrSc., prokázal, že závěsy s tlumiči kmitání<br />

nejsou nutné.<br />

Vnější římsy se skládají z monolitické<br />

části a lícních prefabrikátů čočkovitého<br />

tvaru, vnitřní římsy jsou klasické,<br />

monolitické se svislými stě<strong>na</strong>mi. Na vnějších<br />

i vnitřních římsách jsou osaze<strong>na</strong><br />

zábradelní svodidla ZSSK/H2. Odvodnění<br />

mostu je svedeno přes klasické odvodňovače<br />

umístěné podél obrub do páteřního<br />

potrubí v komorových nosnících<br />

levého a pravého mostu s vyústěním<br />

do spadišť, která jsou součástí zpevnění<br />

pod mostem tvořeného lomovým kamenem.<br />

Na koncích mostů jsou <strong>na</strong>vrženy<br />

betonové zídky jasně oddělující most<br />

od násypu. S ohledem <strong>na</strong> průlet ptáků<br />

jsou závěsy orientačně osvětleny. Intenzita<br />

osvětlení může být při slavnostních příležitostech<br />

zvětše<strong>na</strong>.<br />

T ECHNOLOGIE VÝSTAVBY –<br />

KONSTRUKČNÍ USPOŘÁDÁNÍ<br />

Detailní uspořádání konstrukce vyplynulo<br />

z technologie výstavby [3]. V <strong>na</strong>bídkovém<br />

projektu byla mostovka <strong>na</strong>vrže<strong>na</strong><br />

z prefabrikovaných segmentů spřažených<br />

s mostovkovou deskou, montáž se uvažovala<br />

letmo v symetrických konzolách<br />

od pilířů. Zhotovitel se však rozhodl betonovat<br />

celou konstrukci po polích v bednění<br />

zavěšeném <strong>na</strong> výsuvné skruži situované<br />

<strong>na</strong>d mostovkou. Použit byl Overhead<br />

Strukturas Movable Scaffolding System<br />

(obr. 12 a 13). S ohledem <strong>na</strong> rozpětí<br />

skruže bylo nutno v zavěšených<br />

polích postavit montážní podpěry, které<br />

se po spojení a zavěšení obou mostů<br />

<strong>na</strong> pylon odstranily.<br />

Technologie stavby vyžadovala, aby se<br />

nejdříve vybetonovaly oba nosníky, teprve<br />

potom bylo možné postavit pylon<br />

a nosníky vzájemně spojit a zavěsit<br />

<strong>na</strong> pylon (obr. 14).<br />

Konstrukční uspořádání skruže neumožnilo<br />

<strong>na</strong>vrhnout u pylonu příčník, který by<br />

přenesl smykové síly z nosníků do pylonu.<br />

Proto jsou nosníky <strong>na</strong> pylon příčně<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

12<br />

14a, b<br />

13<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

Obr. 12 Stavba a předpětí estakádních<br />

polí: a) výsuvná skruž, b) soudržné<br />

kabely: 1 - přímé kabely,<br />

2 – ohýbané kabely, c) vnější,<br />

nesoudržné kabely<br />

Fig. 12 Construction and prestressing<br />

of typical spans: a) movable<br />

scaffolding, b) bonded tendons,<br />

1 – straight tendons, 2 – draped<br />

tendons, c) exter<strong>na</strong>l, non-bonded<br />

tendons<br />

Obr. 13 Výsuvná skruž situovaná <strong>na</strong>d<br />

mostovkou<br />

Fig. 13 Overhead movable scaffolding<br />

Obr. 14 Postup stavby: a) postupná betonáž<br />

mostovky, b) montáž ocelového<br />

jádra pylonu, c) postupná betonáž<br />

pláště pylonu, d) spojení a zavěšení<br />

nosníků<br />

Fig. 14 Construction sequences:<br />

a) progressive casting of the deck,<br />

b) erection of the pylon’s steel core,<br />

c) progressive casting of the pylon’s<br />

cover, d) connection and suspension<br />

of the deck<br />

14c, d<br />

13


16<br />

14<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

nepřímo zavěšeny (obr. 7). Komory přilehlé<br />

k pylonu jsou zesíleny vnitřními<br />

příčníky a mostovková deska je s pylonem<br />

spoje<strong>na</strong> příčným předpětím. Smykové<br />

síly jsou přeneseny ze stěn nosníků<br />

do pylonu skloněnými kabely, které příčně<br />

předpí<strong>na</strong>jí podporové příčníky. Příčný<br />

ohyb je přenášen předepnutou horní<br />

deskou a vzpěrami situovanými po obou<br />

stranách pylonu. Spodní skloněná deska,<br />

která je <strong>na</strong>máhaná velkým smykovým<br />

<strong>na</strong>pětím, je v prostoru mezi pylonem<br />

a první vzpěrou zesíle<strong>na</strong>.<br />

Montážní podpěry byly tvořeny prefabrikovanými<br />

segmenty komorového průřezu<br />

vzájemně spojenými svislými předpí<strong>na</strong>cími<br />

tyčemi zakotvenými v monolitických<br />

základech. Základy byly s ohledem<br />

<strong>na</strong> budoucí plavební kanál podepřeny<br />

nevyztuženými vrtanými pilotami, které<br />

lze při stavbě kanálu s<strong>na</strong>dno odstranit.<br />

Při stavbě byla výsuvná skruž podepře<strong>na</strong><br />

vždy <strong>na</strong>d podporami. Její přední část<br />

byla podepře<strong>na</strong> podporovým segmen-<br />

15<br />

tem uloženým <strong>na</strong> montážně znehybněných<br />

ložiscích (obr. 15). Protože nosníky<br />

byly předepnuty jak vnitřními soudržnými<br />

kabely, tak vnějšími nesoudržnými<br />

kabely kotvenými v podporových<br />

příčnících, byla konstrukce betonová<strong>na</strong><br />

po polích bez tradiční přečnívající konzoly.<br />

Nejdříve se vybetonovala spodní<br />

deska se střední stěnou (obr. 16),<br />

po částečném předepnutí konstrukce<br />

jedním soudržným 19laným kabelem se<br />

vybetonovala horní deska. Po předepnutí<br />

příčných kabelů se předepnuly zbývající<br />

podélné kabely a skruž se přesunula<br />

do dalšího pole.<br />

Při stavbě běžných polí se <strong>na</strong>pí<strong>na</strong>ly<br />

vnitřní soudržné podélné kabely a vnější<br />

kabely vedené podél stěn (obr. 12b2<br />

a 12c). Vnitřní kabely jsou dvojího druhu,<br />

ohýbané vedené ve střední stěně,<br />

a přímé, vedené <strong>na</strong> okrajích. Protože<br />

předpětí bylo vyvozeno také vnějšími<br />

kabely, bylo možno ve spáře spojkovat<br />

všechny ohýbané kabely. Přímé kabely<br />

Obr. 15 Pilíře a zárodky nosníků<br />

Fig. 15 Piers and pier tables<br />

Obr. 16 <strong>Beton</strong>áž spodní desky<br />

Fig. 16 Casting of the bottom slab<br />

byly střídavě spojkovány klasickými a plovoucími<br />

spojkami (obr. 12b1).<br />

Vnější kabely jsou ohýbány v deviátorech<br />

situovaných přibližně ve čtvrtinách<br />

polí a v podporových příčnících. Kabely<br />

jsou vedeny přes dvě pole, proto v podporových<br />

příčnících bylo možno kotvit jen<br />

jednu polovinu kabelů (obr. 12c).<br />

Zavěšená pole jsou předepnuta přímými<br />

vnitřními a vnějšími podélnými kabely.<br />

Protože při stavbě působila zavěšená<br />

pole jako spojitý nosník, byla tato pole<br />

dočasně předepnuta vnějšími ohýbanými<br />

kabely. Ty se v průběhu zavěšení<br />

mostovky <strong>na</strong> závěsy odstranily.<br />

Mostovka běžných polí je příčně předepnuta<br />

vnitřními soudržnými kabely vedenými<br />

v horní desce. V zavěšených polích<br />

byla po vybetonování spáry mezi nosníky<br />

mostovka dodatečně předepnuta přímými<br />

kabely spojitosti vedenými v horní<br />

desce a ohýbanými kabely situovanými<br />

v žebrech skloněných spodních desek.<br />

Tyto kabely propojují levý a pravý most,<br />

zajišťují tlakovou rezervu v horní desce<br />

a přenáší posouvající sílu ze středních stěn<br />

komorových nosníků do kotev závěsů.<br />

S TATICKÁ A DYNAMICKÁ ANALÝZA<br />

Podle a<strong>na</strong>lyzovaného problému byla konstrukce<br />

řeše<strong>na</strong> jako rovinná nebo prostorová<br />

konstrukce sestavená z prutových<br />

nebo prostorových prvků. A<strong>na</strong>lýza<br />

byla provede<strong>na</strong> programovými systémy<br />

NEXIS a ANSYS. Při prostorovém řešení<br />

byly pylon a zavěšená pole sestaveny<br />

z prostorových prvků (obr. 17), <strong>na</strong> které<br />

<strong>na</strong>vazovali prutové prvky modelující přilehlá<br />

pole [4].<br />

Velká pozornost byla věnová<strong>na</strong> řešení<br />

vzájemného spojení komorových nosníků,<br />

detailu kotvení závěsů a zejmé<strong>na</strong><br />

<strong>na</strong>pojení komorových nosníků <strong>na</strong> pylon<br />

(obr. 18). Je zřejmé, že bez využití moder-<br />

Obr. 17 Výpočtový model – modelování nosníků a jejich spojení<br />

Fig. 17 Calculation model – modeling of the girders and their connection<br />

Obr. 18 Výpočtový model – mostovka u pylonu<br />

Fig. 18 Calculation model – deck at the pylon<br />

Obr. 19 První vlastní tvary a frekvence<br />

Fig. 19 First <strong>na</strong>tural modes and frequencies<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


ních programů, by nebylo možné popisovanou<br />

konstrukci bezpečně <strong>na</strong>vrhnout.<br />

Stabilita pylonu byla prokázá<strong>na</strong> geometricky<br />

nelineární a<strong>na</strong>lýzou. Při výpočtech<br />

byla uváže<strong>na</strong> možná nepřesnost<br />

(imperfekce) výroby. S ohledem <strong>na</strong> rozdílné<br />

stáří konstrukčních prvků byla také<br />

provede<strong>na</strong> detailní časově závislá a<strong>na</strong>lýza<br />

konstrukce. Tyto výpočty sloužily nejen<br />

k určení redistribuce statických účinků,<br />

ale také pro <strong>na</strong>dvýšení mostovky a montážních<br />

podpěr.<br />

Dy<strong>na</strong>mická a<strong>na</strong>lýza (obr. 19) prokázala,<br />

že konstrukce má přijatelnou odezvu<br />

<strong>na</strong> dy<strong>na</strong>mické zatížení. I při poměru první<br />

vlastní kroutivé frekvence f k = 1,2 Hz<br />

k první ohybové frekvenci f o = 0,765 Hz<br />

f k / f o = 1,56 má dostatečnou aerody<strong>na</strong>mickou<br />

stabilitu.<br />

P OSTUP STAVBY<br />

Vlastní stavební práce započaly v jarních<br />

měsících roku 2005 realizací štětovnicových<br />

jímek v Antošovickém jezeře. Následovalo<br />

beranění štětovnicových jímek<br />

dočasných podpěr v Odře. Po beranění<br />

štětovnic byl zhotoven zásyp vnitřku jímek<br />

a násyp staveništní komunikace v jezeře.<br />

V místě zhotovených štětovnicových<br />

jímek byla staveništní komunikace rozšíře<strong>na</strong><br />

o <strong>na</strong>sypané poloostrovy.<br />

Následovalo provedení pilot opěr a běžných<br />

podpěr. Před provedením pilot<br />

u pylonu byla zhotove<strong>na</strong> nesystémová<br />

pilota a provede<strong>na</strong> zatěžovací zkouška.<br />

Na základě výsledků zatěžovací zkoušky<br />

se přistoupilo k vrtání pilot pod pylonem.<br />

Z důvodu omezení velikosti hydratačního<br />

tepla byla betonáž základu pylonu rozděle<strong>na</strong><br />

do tří etap.<br />

Po vybetonování pilířů byla zaháje<strong>na</strong><br />

postupná výstavba komorových nosníků.<br />

Pro ověření možnosti betonáže<br />

šikmé spodní desky bez nutnosti bednění<br />

jejího horního povrchu byly zhotoveny<br />

dva testovací segmenty. Jeden<br />

s recepturou betonu C30/37 estakádní<br />

části a druhý s recepturou C35/45 zavěšené<br />

části.<br />

Komorové nosníky byly betonovány<br />

ve dvou výsuvných skružích. Nejdříve<br />

byla zaháje<strong>na</strong> stavba pravého mostu,<br />

který se betonoval v nové výsuvné skruži.<br />

Levý most se betonoval ve výsuvné<br />

skruži, která byla přesunuta <strong>na</strong> stavbu<br />

po dokončení mostu Žíželice stavěného<br />

<strong>na</strong> dálnici D11. Pro urychlení stavby<br />

byla první tři pole levého mostu beto-<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

17<br />

19a<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

nová<strong>na</strong> <strong>na</strong> pevné skruži. Dočasný pevný<br />

bod byl situován v místě pylonu. Montážní<br />

podpěry zde byly ztuženy dvojicemi<br />

šikmých vzpěr.<br />

Po vysunutí skruží za pylon se začaly<br />

osazovat v zavěšené části prefabrikované<br />

vzpěry. Prefabrikované vzpěry byly<br />

osazovány jeřábem situovaným <strong>na</strong> mostovce.<br />

Vzpěra byla spuště<strong>na</strong> mezerou<br />

mezi pravým a levým mostem, <strong>na</strong>točila<br />

se o 90° a přikotvila se k nosným konstrukcím<br />

mostů pomocí čtveřice šroubů<br />

M24 a dřevených klínů. Hmotnost vzpěry<br />

je 13,5 t. Po osazení vzpěr se zhotovilo<br />

bednění kotevních bloků aktivních<br />

kotev závěsů a střední desky spojující<br />

oba <strong>mosty</strong>. Součástí desky byly kotevní<br />

bloky s roznášecími deskami a <strong>na</strong>vařenými<br />

průchodkami závěsů. Každý kotevní<br />

blok, roznášecí deska a ocelová průchodka<br />

byly rozměrově odlišné v závislosti<br />

<strong>na</strong> sklonu závěsů, počtu lan a uspořádání<br />

podkotevní výztuže, kterou tvořily<br />

obruče svařované nosnými tupými svary.<br />

Ocelové průchodky dosahovaly délky<br />

až 6 m, jejich maximální hmotnost byla<br />

1 300 kg. Systémové bednění kotevních<br />

bloků bylo rektifikovatelné po celou dobu<br />

jejich výstavby.<br />

18<br />

19b<br />

15


16<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

20 21<br />

Obr. 20 Dokončená konstrukce – zavěšené<br />

pole <strong>na</strong>d řekou Odrou<br />

Fig. 20 Completed structure – suspended<br />

span across the River Odra<br />

Obr. 21 Dokončená konstrukce – pole <strong>na</strong>d<br />

Antošovickým jezerem<br />

Fig. 21 Completed structure – spans across<br />

the Antosovice Lake<br />

Následovala výroba a montáž ocelové<br />

konstrukce pylonu hmotnosti 201 t.<br />

Pylon byl sestaven z šesti dílů vzájemně<br />

spojených šroubovými kontaktními styky.<br />

Díly byly smontovány jeřábem nosnosti<br />

300 t, který byl situován vedle již vybetonovaných<br />

komorových nosníků. Vnitřní<br />

prostor ocelové konstrukce pylonu<br />

byl do výšky 24,4 m vyplněn betonem<br />

C60/75, který byl tlačen zespodu; vnější<br />

betonový plášť pylonu byl postupně<br />

betonován do překladného bednění.<br />

Následně byly v dutině pylonu osazeny<br />

pasivní kotvy a pod kotevními bloky<br />

mostovky byly osazeny aktivní kotvy závěsů.<br />

Pomocí prvního nosného la<strong>na</strong> závěsů<br />

byly osazeny trubky závěsů, po jejich<br />

vyrovnání druhým lanem následovalo<br />

postupné zatažení a <strong>na</strong>pnutí zbývajících<br />

lan. Napínání závěsů bylo rozděleno<br />

do tří kroků. V prvním kroku se do lan<br />

vneslo 50 % předpokládaného výsledného<br />

<strong>na</strong>pětí v lanech. Před druhým krokem<br />

se odstranily podélné volné montážní<br />

kabely a do lan závěsů bylo vneseno<br />

<strong>na</strong>pětí <strong>na</strong> úroveň 95 % výsledného <strong>na</strong>pětí.<br />

Následně bylo provedeno deaktivování<br />

ložisek dočasných montážních podpěr,<br />

čímž most získal definitivní statický systém<br />

a byly zhotoveny živičné vozovkové vrstvy<br />

v zavěšené části. Po ověření sil v jednotlivých<br />

závěsech se přistoupilo k třetímu<br />

poslednímu kroku – závěrečné rektifikaci.<br />

Konstrukce byla během stavby pečlivě<br />

monitorová<strong>na</strong> [5]. V kritických průřezech<br />

mostovky a pylonu byly osazeny strunové<br />

tenzometry a teploměry a měřeními<br />

byly ověřeny výsledky statické a<strong>na</strong>lýzy.<br />

Sledování mostu dále pokračuje.<br />

Před uvedením mostu do provozu byly<br />

<strong>na</strong> podzim roku 2007 provedeny statické<br />

a dy<strong>na</strong>mické zatěžovací zkoušky,<br />

které ověřily konstrukci i kvalitu provedených<br />

prací. Naměřené hodnoty deformací<br />

i frekvencí byly v dostatečné shodě<br />

s teoretickými hodnotami [6].<br />

Z ÁVĚR<br />

Most byl kladně přijat technickou veřejností.<br />

V soutěži TOPINVEST vypisované<br />

Ministerstvem průmyslu a obchodu ČR,<br />

Ministerstvem pro místí rozvoj ČR a Svazem<br />

podnikatelů ve stavebnictví v ČR získal<br />

cenu Nejlepší investice roku 2007,<br />

v soutěži Stavba Moravskoslezského kraje<br />

získal Hlavní cenu.<br />

Hlavní účastníci výstavby<br />

Ředitelství silnic a dálnic, Závod<br />

Investor<br />

Brno<br />

Architektonické<br />

a konstrukční Stráský, Hustý a partneři, Brno<br />

řešení<br />

Projektová<br />

Stráský, Hustý a partneři, Brno<br />

dokumentace<br />

Projekt ocelové<br />

OKF Design, Brno<br />

konstrukce pylonu<br />

Realizace Skanska DS, Závod 77 Mosty<br />

Výroba a montáž<br />

ocelového jádra MCE Slaný<br />

pylonu<br />

Dodávka a montáž<br />

VSL Systémy (CZ), Praha<br />

závěsů<br />

Při řešení projektu mostu byly využity výsledky<br />

projektu 1M6840770001 MŠMT, v rámci činnosti<br />

výzkumného centra CIDEAS a za fi<strong>na</strong>nčního<br />

přispění MPO ČR v rámci projektu FI-IM/185<br />

„Nové úsporné konstrukce z vysokopevnostního<br />

betonu“.<br />

Literatura:<br />

[1] Terzijski I., Halas V.: Nová koncepce<br />

řízení tuhnutí a tvrdnutí vysokohodnotných<br />

betonů. 14. betonářské dny<br />

2007, Hradec Králové<br />

[2] Bešta J., Strachota M.: Zavěšený<br />

most přes Odru a Antošovické<br />

jezero <strong>na</strong> dálnici D47091/2<br />

Hrušov – Bohumín. 13. mezinárodní<br />

sympozium Mosty 2008, Brno<br />

[3] Mašek F., Šálek M.,<br />

Pitoňák P.: Zavěšený most přes Odru<br />

a Antošovické jezero – zkušenosti<br />

z realizace. 13. mezinárodní sympozium<br />

Mosty 2008, Brno<br />

[4] Pěnčík J.; Florian A.: 3D a<strong>na</strong>lýza<br />

zavěšeného mostu přes řeku Odru<br />

a Antošovické jezero. Modelování<br />

v mechanice 2007. Ostrava 2007.<br />

p. 1–7, ISBN 978-80-2<strong>48</strong>-1330-1<br />

[5] Zich M., Stráský J.: Program dlouhodobého<br />

sledování mostů <strong>na</strong> dálnici<br />

D47. 12. mezinárodní sympozium<br />

Mosty 2007, Brno<br />

[6] Komanec P., Zich M.: Zatěžovací<br />

zkoušky zavěšených mostních konstrukcí.<br />

13. mezinárodní sympozium<br />

Mosty 2008, Brno<br />

Prof. Ing. Jiří Stráský, DSc.<br />

e.mail: j.strasky@shp.eu<br />

Ing. Libor Konečný<br />

e-mail: l.konecny@shp.eu<br />

Ing. Richard Novák<br />

e-mail: r.novak@shp.eu<br />

Ing. Tomáš Romportl<br />

e-mail: t.romportl@shp.eu<br />

Stráský, Hustý a partneři, s. r. o.<br />

Bohunická 50, 619 00 Brno<br />

tel.: 547 101 811, fax: 547 101 881<br />

www.shp.eu<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

P R O J E K T NOVÉHO MOSTU PŘES V LTAVU V P RAZE T ROJI<br />

S T R U C T U R A L DESIGN OF THE N E W B R I D G E ACROSS VLTAVA<br />

RIVER I N P R A G U E TROJA<br />

L UKÁŠ VRÁBLÍK, VOJTĚCH HRUŠKA,<br />

L IBOR KÁBRT, MILAN KODET,<br />

R OMAN KOUCKÝ, LADISLAV ŠAŠEK<br />

Součástí stavby č. 0079 Městského<br />

okruhu v úseku Špejchar–Pelc-Tyrolka<br />

je i nové přemostění řeky Vltavy mezi<br />

Holešovicemi a Trójou. Prezentovaný<br />

projekt mostu vychází z vítězného návrhu<br />

architektonicko-konstrukční soutěže<br />

z roku 2006.<br />

One part of the City Ring Road between<br />

Špejchar and Pelc-Tyrolka is also a new<br />

bridge across the river Vltava from<br />

Holešovice to Troja. The presented structural<br />

design is based on the winning<br />

architectural and constructio<strong>na</strong>l competition<br />

design from the year 2006.<br />

P OPIS MOSTU, KONSTRUKČNÍ<br />

ŘEŠENÍ<br />

Nový most přes Vltavu v Praze Tróji<br />

(obr. 1) převádí prodlouženou ulici Partyzánskou<br />

směrem ke křižovatce s městským<br />

okruhem <strong>na</strong> trojském břehu a dále<br />

k stávající ulici Povltavské. Ve střední části<br />

mezi táhly oblouku je vede<strong>na</strong> tramvajová<br />

trať, po stranách pak dvojice jízdních<br />

pruhů pro oba směry a <strong>na</strong> samostatných<br />

konzolách komunikace pro pěší<br />

a cyklisty.<br />

Konstrukční řešení<br />

Sdružený městský most překračuje koryto<br />

řeky Vltavy hlavním polem o rozpětí<br />

200,4 m a inundačním polem o rozpětí<br />

40,4 m. Celková šířka mostu je<br />

35,25 m.<br />

Konstrukce hlavního pole mostu působí<br />

staticky jako prostě uložený ocelový<br />

oblouk (S460 NL) s táhlem tvořeným<br />

podélným ocelovým nosníkem a předpjatou<br />

betonovou deskou (C50/60-XF2)<br />

podporovanou prefabrikovanými příčníky<br />

(C60/75-XF2). Mostovka je zavěše<strong>na</strong><br />

<strong>na</strong> oblouku pomocí síťovitě uspořádaných<br />

závěsů, jež jsou tvořeny ocelovými<br />

uzavřenými lany kruhového průřezu<br />

∅ 70 mm v osových vzdálenostech cca<br />

Obr. 1 Vizualizace mostu<br />

Fig. 1 Bridge visualisation<br />

1,4 m. Spojité uspořádání závěsů (pavučinová<br />

síť) zaručuje rovnoměrnější roznesení<br />

zatížení, a tedy i snížení lokálních<br />

<strong>na</strong>máhání oblouku a desky mostovky.<br />

Plochý svařovaný ocelový oblouk vzepětí<br />

20 m (1/10 rozpětí hlavního pole)<br />

má neprůlezný komorový příčný průřez<br />

proměnné výšky od 800 do 4 500 mm<br />

a šířky od 1 100 do 6 200 mm ve vrcholu.<br />

V podélném směru je střední tramvajový<br />

pás lemován konstrukcí ocelových<br />

táhel (s vnitřním předpětím a vyplněním<br />

1a<br />

1b<br />

betonem), která oddělují prostor vozovky<br />

a tramvajové těleso.<br />

Táhla jsou spřaže<strong>na</strong> s deskou mostovky<br />

<strong>na</strong> způsob ocelové lišty působící<br />

s výztuží desky – podílejí se tak společně<br />

<strong>na</strong> přenosu vodorovné obloukové síly<br />

(v definitivním uspořádání), vnášejí předpětí<br />

do desky a zároveň částečně eliminují<br />

podélná tahová <strong>na</strong>pětí v desce. Předpětí<br />

se vnáší <strong>na</strong> obou koncích do ocelové<br />

konstrukce vyplněné samozhutnitelným<br />

betonem.<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008 17


2<br />

18<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

Monolitická deska mostovky proměnné<br />

tloušťky 250 až 390 mm je předepnuta<br />

v příčném i podélném směru. V příčném<br />

směru je deska vyztuže<strong>na</strong> prefabrikovanými<br />

předpjatými žebry v osové vzdálenosti<br />

4 m. V podélném směru jsou<br />

pod vnějším okrajem vozovky <strong>na</strong>vrženy<br />

monolitické ztužující nosníky. V oblasti<br />

krajních podpor hlavního pole je <strong>na</strong>vržen<br />

náběh střední části monolitické desky až<br />

<strong>na</strong> celou výšku příčníku. Prefabrikované<br />

předpjaté příčníky mají konstantní tloušťku<br />

400 mm a proměnnou výšku maximálně<br />

1500 mm. Montážní připojení<br />

3<br />

příčníků k ocelovým táhlům mostovky je<br />

<strong>na</strong>vrženo pomocí zabetonovaných předpí<strong>na</strong>cích<br />

tyčí.<br />

Komunikace pro pěší a cyklisty je umístě<strong>na</strong><br />

<strong>na</strong> samostatné konstrukci tvořené<br />

ocelovými konzolami a přímo pochozí<br />

ocelovou deskou.<br />

Inundační pole je <strong>na</strong>vrženo jako předpjatá<br />

monolitická dvoutrámová konstrukce<br />

působící jako prostý nosník. Do bednění<br />

podélných trámů se vkládají prefabrikované<br />

předpjaté příčníky stejné konstrukce<br />

jako v hlavním poli.<br />

Založení mostu <strong>na</strong> obou březích řeky<br />

je hlubinné, použity budou vrtané velkoprůměrové<br />

piloty ∅ 1,5 a 1,2 m vetknuté<br />

do <strong>na</strong>větralých břidlic v podloží třídy R3.<br />

Architektonické řešení<br />

Řešení nového trojského mostu vychází<br />

z těchto základních „předpokladů“:<br />

• široký plavební profil situovaný u levého<br />

břehu prakticky vylučuje „klasické pražské<br />

uspořádání“ s lichým počtem polí<br />

a největším rozpětím uprostřed mostu,<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


• zadaná stavební výška mostu (2,1 m)<br />

daná nejnižší možnou kótou a stanovenou<br />

niveletou tramvajové trati v podstatě<br />

vylučuje použití konstrukce s horní<br />

mostovkou (pokud by nebylo v řece<br />

několik podpor, což je nemožné vzhledem<br />

k umístění plavebního profilu),<br />

• nosná konstrukce <strong>na</strong>d niveletou mostu<br />

není sice pro pražské <strong>mosty</strong> typická, ale<br />

takové <strong>mosty</strong> se v historii v Praze objevovaly<br />

a existují.<br />

Návrh proto „nepřímo“ <strong>na</strong>vazuje <strong>na</strong> všechny<br />

dosavadní (historické) pražské <strong>mosty</strong><br />

a to i při zcela jiném tvaru a konstrukčním<br />

uspořádání. Důslednost konstrukční i architektonické<br />

elegance je přímým pokračováním<br />

vývoje pražských mostů. Lehká oblouková<br />

konstrukce překlenuje celou šířku<br />

toku a svým charakterem rozděluje velkou<br />

šířku mostu tak, aby při přejezdu nebo<br />

přechodu přes most působil vnímaný profil<br />

užším dojmem. Střed toku řeky Vltavy<br />

je definován nikoli „nejširším lichým<br />

polem“, ale nejvyšší částí konstrukce. Síťové<br />

uspořádání závěsů působí jako transparentní,<br />

lehká, ale tuhá stě<strong>na</strong>. Tato vlastnost<br />

umožnila <strong>na</strong>vrhnout velmi subtilní konstrukci<br />

s nízkou konstrukční výškou (přibližně<br />

1/10 rozpětí). To při daném rozpětí<br />

mostu 200,4 m a celkové šířce převáděné<br />

komunikace 33,7 m vytváří světově unikátní<br />

konstrukci.<br />

Plochý ocelový oblouk má v podélném<br />

směru tvar kružnicového oblouku<br />

(horní plocha – konstantní poloměr, dolní<br />

plocha – složený kružnicový oblouk). Přibližně<br />

ve čtvrtinách rozpětí se oblouk rozděluje<br />

<strong>na</strong> dva uzavřené komorové průřezy.<br />

Krajní opěry jsou masivní železobetonové<br />

konstrukce tvarované v závislosti<br />

<strong>na</strong> celkovém uspořádání mostu.<br />

Na opěry pak <strong>na</strong>vazují nejen schodiště<br />

nábřežních valů a pěší komunikace, ale<br />

také zejmé<strong>na</strong> ocelové konstrukce konzol<br />

Obr. 2 Vzorový příčný řez<br />

hlavním polem mostu<br />

Fig. 2 Typical cross section<br />

Obr. 3 Vizualizace mostu –<br />

uspořádání mostovky<br />

Fig. 3 Bridge visualisation<br />

– superstructure<br />

arrangement<br />

Obr. 4 Spodní stavba – a) krajní<br />

opěra, b) pilíř<br />

Fig. 4 Bridge substructure –<br />

a) abutment, b) pier<br />

chodníků <strong>na</strong> mostě a zábradlí s osvětlením,<br />

přecházející <strong>na</strong> nábřeží.<br />

Pilíř je kolmý <strong>na</strong> most a tvarově <strong>na</strong>vazuje<br />

nejen <strong>na</strong> oblouk, ale i <strong>na</strong> dvoutrámovou<br />

konstrukci krajního pole. Mohutná<br />

základ<strong>na</strong> pilíře se <strong>na</strong>d povrchem terénu<br />

rozděluje obloukovou křivkou <strong>na</strong> dvě<br />

části. Každá část nese dvě ložiska (oblouku<br />

i inundačního pole). Pilíř je <strong>na</strong>vržen<br />

tak, aby byl při bočním pohledu pokračováním<br />

tvaru oblouku a do jisté míry eliminoval<br />

asymetrické uspořádání mostu<br />

v podélném směru. To z<strong>na</strong>mená, že tvarově<br />

je osově symetrický k levé opěře,<br />

která je zapuštěná do valu <strong>na</strong> holešovické<br />

straně. Tato symetrie vyrovnává<br />

i nestejnou výšku uložení mostu (jednotlivých<br />

ložisek oblouku) tím, že rozdělení<br />

pilíře je ve výšce shodné s výškou rozdělení<br />

levobřežní opěry. Tato výška je tak<br />

shodná pro obě místa ve vztahu k vodní<br />

hladině, nikoli k výšce ložisek.<br />

Tvarování opěr i pilíře (obr. 4) je pro<br />

celkové řešení mostu zásadně důležité<br />

a bude nutné dbát zvýšené pozornosti<br />

při detailním řešení „spárořezu“ bednění<br />

a jeho tvarování pro dokreslení celkového<br />

působení spodní stavby.<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

4a<br />

Postup výstavby<br />

Ocelová konstrukce hlavního pole mostu<br />

bude svaře<strong>na</strong> z montážních dílů (zhotovených<br />

ve výrobně) v ose mostu <strong>na</strong> trojském<br />

břehu. Montáž ocelového skeletu<br />

obloukového mostu bude probíhat<br />

symetricky směrem od konců do jeho<br />

středu. Během montáže oblouku a jeho<br />

výsuvu je nutné doplnit montážní ztužení<br />

pro zajištění dostatečné tuhosti systému.<br />

Hotová ocelová konstrukce bude následně<br />

pomocí soulodí vysunuta přes řeku<br />

a osaze<strong>na</strong> <strong>na</strong> definitivní ložiska.<br />

Realizace konstrukce mostovky bude<br />

probíhat <strong>na</strong>d řekou. Na vysunutou konstrukci<br />

budou přimontovány prefabrikované<br />

příčníky, které budou sloužit jako<br />

podpora pro bednění monolitické desky<br />

mostovky. Ta bude betonová<strong>na</strong> symetricky<br />

od obou podpor současně pomocí<br />

dvou betonovacích vozíků délky 16 m.<br />

Střední část desky mezi táhly bude v jednotlivých<br />

etapách realizová<strong>na</strong> s předstihem<br />

pro zaručení spolupůsobení s příčníky<br />

pro přenos zatížení od betonáže krajních<br />

částí desky. Po zatvrdnutí betonu<br />

desky budou předepnuty kabely příčného<br />

předpětí. Krajní podporové části desky<br />

4b<br />

19


5a<br />

20<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

mostovky budou provedeny <strong>na</strong> pevné<br />

skruži <strong>na</strong> břehu. Po vybetonování celé<br />

mostovkové desky budou předepnuty<br />

kabely podélného předpětí.<br />

Nosná konstrukce inundačního pole<br />

bude vybetonová<strong>na</strong> <strong>na</strong> pevné skruži (prefabrikované<br />

příčníky vkládány do bednění)<br />

těsně po vysunutí ocelového oblouku,<br />

aby mohla sloužit jako přístupová cesta<br />

pro dovoz materiálu pro betonáž desky<br />

hlavního pole.<br />

S TATICKÁ A DYNAMICKÁ ANALÝZA<br />

KONSTRUKCE<br />

Popis výpočtu konstrukce<br />

Pro detailní a<strong>na</strong>lýzu konstrukce bylo nutné<br />

vytvořit celou řadu výpočetních modelů<br />

pro stanovení účinků postupu výstavby,<br />

změn statického působení během výstavby,<br />

posouzení globálního chování konstrukce<br />

a pro posouzení aerody<strong>na</strong>mické<br />

stability konstrukce.<br />

Ve výpočtech byla uváže<strong>na</strong> geometrická<br />

nelinearita – řešení podle teorie<br />

II. řádu a nelineární řešení závěsných<br />

prvků jako lan s průvěsem s osovou<br />

tahovou silou respektující tzv. tahové<br />

6a<br />

5b<br />

zpevnění – „tension stiffening“. Veškeré<br />

výsledky jsou porovnávány se zjednodušenými<br />

výpočty <strong>na</strong> modelech, u kterých<br />

je známé přesné a<strong>na</strong>lytické řešení.<br />

Závěsy mostu jsou modelovány<br />

jako nelineární prvky – la<strong>na</strong> s průvěsem<br />

schopná přenášet pouze tahové<br />

<strong>na</strong>máhání. Podstatou lanového působení<br />

prvku je malá ohybová tuhost. Prvek<br />

(lano) se působením zatížení (vlastní tíha<br />

la<strong>na</strong>) deformuje – prověsí. Vzhledem<br />

k velmi malé ohybové tuhosti lano nepřenáší<br />

ohybové momenty a je <strong>na</strong>máháno<br />

pouze axiální tahovou silou. Závěsy jsou<br />

v montážním stavu <strong>na</strong>pnuty (při zvětšující<br />

se tahové síle v lanu je prvek tužší)<br />

<strong>na</strong> cca 0,1 meze pevnosti la<strong>na</strong>, což zaručuje<br />

jejich minimální průvěs (cca 1/1000<br />

délky závěsu). Při takto malé hodnotě<br />

průvěsu je <strong>na</strong>máhání la<strong>na</strong> ohybovými<br />

momenty minimální (vznikající ohybový<br />

moment je dán součinem druhé derivace<br />

průhybové čáry a ohybové tuhosti<br />

la<strong>na</strong>). Pro jednotlivá la<strong>na</strong> byly vytvořeny<br />

jejich příčinkové plochy pro stanovení<br />

účinků pohyblivého zatížení a urče<strong>na</strong> tzv.<br />

matice ovlivnění popisující vzájemnou<br />

interakci závěsných lan.<br />

Obr. 5 Deformace nosné konstrukce – stálé<br />

a <strong>na</strong>hodilé zatížení<br />

Fig. 5 Superstructure deformation – dead<br />

and live load<br />

Obr. 6 Modální a<strong>na</strong>lýza konstrukce –<br />

1. a 2. vlastní tvar<br />

Fig. 6 Modal a<strong>na</strong>lysis – 1st and 2nd<br />

<strong>na</strong>tural mode<br />

Namáhání a deformace konstrukce<br />

Základní koncepce mostu je založe<strong>na</strong><br />

<strong>na</strong> nosném ocelovém oblouku a betonové<br />

mostovce, která je spojitě podepře<strong>na</strong><br />

pomocí síťových závěsů. Nesymetrické<br />

zatížení je přenášeno kroucením oblouku<br />

mostu.<br />

Z hlediska <strong>na</strong>máhání konstrukce splňuje<br />

požadavky pro jednotlivá zatížení a jejich<br />

kombi<strong>na</strong>ce dle příslušných norem – pro<br />

ocelový oblouk a táhla ČSN 73 1401<br />

a ČSN 73 6205, pro betonovou předpjatou<br />

mostovku (deska a příčníky) pak<br />

<strong>na</strong>pěťová omezení dle ČSN 73 6207<br />

(konstrukce je <strong>na</strong>vrže<strong>na</strong> jako omezeně<br />

předpjatá).<br />

Nedílnou součástí výpočetní a<strong>na</strong>lýzy<br />

jsou i montážní stavy – návrh a posou-<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

6b


zení montážního ztužení, výsuv konstrukce,<br />

připojování prefabrikovaných příčníků<br />

atd.<br />

Výpočet deformací je proveden <strong>na</strong> prostorových<br />

modelech – geometrická (teorie<br />

II. řádu) i fyzikální (závěsy zadány<br />

jako lanové prvky s průvěsem, přenášejí<br />

pouze tahové <strong>na</strong>máhání) nelinearita<br />

je ve výpočtu zohledně<strong>na</strong>. Ve smyslu<br />

normy ČSN 73 6207 je maximální<br />

přípustná deformace předpjaté betonové<br />

konstrukce v podélném směru mostu<br />

pro účinky <strong>na</strong>hodilého zatížení w dov=<br />

L/600 = 200,4/600 = 0,334 m. Průhyby<br />

od stálého zatížení (0,393 m) budou<br />

dle projektu eliminovány <strong>na</strong>dvýšením.<br />

Pro maximální symetrické <strong>na</strong>hodilé zatížení<br />

<strong>na</strong> obou polovinách mostu je hodnota<br />

maximálního průhybu 0,098 m; pro<br />

nesymetrické pak 0,150 m.<br />

Dy<strong>na</strong>mická a stabilitní a<strong>na</strong>lýza<br />

konstrukce<br />

Dy<strong>na</strong>mická a<strong>na</strong>lýza byla provede<strong>na</strong><br />

ve třech základních etapách – modální<br />

a<strong>na</strong>lýza (zjištění vlastních frekvencí<br />

a tvarů konstrukce), účinky pohyblivého<br />

zatížení (numerické řešení vzájemné<br />

interakce kmitání konstrukce a přejíždějících<br />

vozidel) a řešení aerody<strong>na</strong>mického<br />

chování konstrukce.<br />

Frekvence f [Hz] Popis<br />

1. kroucení<br />

0,751<br />

– oblouk a mostovka ve fázi<br />

0,940 1. ohyb<br />

1. kroucení<br />

1,005<br />

– oblouk a mostovka v protifázi<br />

2. kroucení<br />

1,298<br />

– oblouk a mostovka v protifázi<br />

2. kroucení<br />

1,420<br />

– oblouk a mostovka ve fázi<br />

Z výsledků modální a<strong>na</strong>lýzy (obr. 6)<br />

vyplynulo, že je nutné z důvodů nižší<br />

velikosti torzní frekvence věnovat zvýšenou<br />

pozornost možné ztrátě aerody<strong>na</strong>mické<br />

stability. Byly provedeny zjednodušené<br />

výpočty založené <strong>na</strong> empirických<br />

vztazích a odhadech derivací součinitele<br />

vztlaku (pro takovéto výpočty<br />

vychází kritická rychlost pro ztrátu stability<br />

torzním flutterem 108 m/s), zároveň<br />

proběhla detailní a<strong>na</strong>lýza ve spolupráci<br />

s VZLÚ – měření charakteristik <strong>na</strong> sekčním<br />

modelu a následné numerické výpočty,<br />

které potvrzují, že ke ztrátě aerody<strong>na</strong>mické<br />

stability nedojde při rychlosti nižší<br />

než 100 m/s (360 km/h). Připomeňme<br />

jen, že by měla být splně<strong>na</strong> normou definovaná<br />

podmínka, aby kritická rychlost<br />

větru byla vyšší než 1,25násobek referenční<br />

rychlosti větru v místě posuzovaného<br />

mostu. Toto je pro <strong>na</strong>vrhovanou<br />

konstrukci dle výsledků výpočtů a měření<br />

bezpečně splněno.<br />

Výpočet stability konstrukce probíhal<br />

ve dvou krocích. Nejdříve byl proveden<br />

výpočet klasickým způsobem dle Eulerovského<br />

pojetí stability způsobené bifurkací<br />

rovnováhy (bifurkace = rozdvojení).<br />

Při tomto způsobu se hledal násobitel<br />

daného zatížení (tzv. kritický násobek),<br />

při kterém dojde ke ztrátě stability.<br />

Přitom však bylo uvažováno, že stálé zatížení<br />

(vlastní tíha, ostatní stálé, předpětí)<br />

zůstává beze změny.<br />

Druhý výpočetní postup vycházel<br />

z řešení konstrukce podle teorie II. řádu<br />

a určení rezervy v <strong>na</strong>pětí pro dané zatížení<br />

k dosažení meze kluzu použité oceli<br />

v rozhodujících částech mostu. Pro výpočet<br />

byly uváženy možné výrobní nepřesnosti.<br />

Jejich zadání bylo vždy vztaženo<br />

k příslušnému vlastnímu tvaru (normování<br />

vlastních tvarů dle maximálních<br />

hodnot imperfekcí). Samotný výpočet<br />

pak probíhá jako iterační proces, kdy je<br />

nezbytné stále kontrolovat a porovnávat<br />

výsledky dle teorie II. řádu s výsledky<br />

přibližné metody (stanovení účinků<br />

II. řádu z výsledků statického výpočtu<br />

dle teorie I. řádu pomocí součinitele<br />

φ = 1/(1–H/H kr)).<br />

Vzhledem k malému vzepětí je nutné<br />

konstrukci řešit jako plochý oblouk<br />

s uvážením stlačení střednice.<br />

Z ÁVĚR<br />

Představovaná mostní konstrukce směle<br />

překračuje řeku Vltavu v Tróji jedním<br />

polem o délce více než 200 m. Bude<br />

výz<strong>na</strong>mným architektonickým prvkem<br />

nejen stávající zástavby, ale hlavně plánované<br />

zástavby luxusními bytovými a kancelářskými<br />

komplexy. Most samozřejmě<br />

zvýší počet výz<strong>na</strong>mných pražských mostů<br />

a bude bezpochyby jedním z nejzajímavějších.<br />

Navržený systém – oblouk přes celou<br />

šířku řečiště se síťovými závěsy – zohledňuje<br />

zároveň v porovnání s jinými aplikovatelnými<br />

systémy neopominutelné<br />

bezpečnostní požadavky v nejvyšší míře<br />

– žádné podpory v řečišti (<strong>na</strong>padnutelné<br />

po řece), množství šikmých závěsů<br />

(kdy při ztrátě funkce i několika z nich<br />

nedochází k závažné ztrátě únosnosti<br />

celé konstrukce a kdy takové <strong>na</strong>rušení<br />

je s<strong>na</strong>dno opravitelné), stabilizující úči-<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

nek soustavy šikmých závěsů <strong>na</strong> mostní<br />

systém.<br />

Konstrukční uspořádání, konfigurace<br />

mostu a použité materiály předurčují ojedinělost<br />

této konstrukce v celosvětovém<br />

měřítku.<br />

Taková konstrukce samozřejmě vyžaduje<br />

zvýšenou pozornost při detailní statické<br />

a dy<strong>na</strong>mické a<strong>na</strong>lýze. Je nutné respektovat<br />

účinky nelineárního chování konstrukce<br />

a provést a<strong>na</strong>lýzy všech možných<br />

(a identifikaci nemožných) návrhových<br />

a havarijní situací. Výsledky těchto a<strong>na</strong>lýz<br />

jasně prokázaly, že <strong>na</strong>vržená konstrukce<br />

splňuje veškerá normová kritéria z hlediska<br />

přípustných hodnot <strong>na</strong>pětí i velikostí<br />

deformací.<br />

Široké spektrum provedených a<strong>na</strong>lýz<br />

opět poukázalo <strong>na</strong> samozřejmou nutnost<br />

korelovat výsledky z komplexních<br />

MKP modelů s exaktními a<strong>na</strong>lytickými<br />

přístupy, které však dávají nejpřesnější<br />

řešení. Složité MKP modely se stávají<br />

slabinou rozsáhlých a<strong>na</strong>lýz v případech,<br />

kdy nejsou respektovány základní<br />

okrajové podmínky, zvláště ve vztahu<br />

k <strong>na</strong>vrhovaným konstrukčním detailům.<br />

Proto je <strong>na</strong>nejvýš nutné opatrně zacházet<br />

s moderními výpočetními nástroji<br />

a vyloučit tak možné fatální desinterpretace<br />

výsledků.<br />

V rámci výpočtových a<strong>na</strong>lýz byly použity výsledky<br />

řešení projektu č. 103/06/0674 Grantové<br />

agentury České republiky.<br />

Ing. Lukáš Vráblík, Ph.D.<br />

e-mail: lukas.vrablik@mottmac.com<br />

Ing. Milan Kodet<br />

e-mail: milan.kodet@mottmac.com<br />

Ing. Vojtěch Hruška<br />

e-mail: vojtech.hruska@mottmac.com<br />

Ing. Ladislav Šašek, CSc.<br />

e-mail: ladislav.sasek@mottmac.com<br />

všichni čtyři:<br />

Mott MacDo<strong>na</strong>ld Praha, spol. s r. o.<br />

Národní 15, 110 00 Praha 1<br />

tel.: 221 412 876<br />

Ing. akad. arch. Libor Kábrt<br />

e-mail: libor.kabrt@koucky-arch.cz<br />

Doc. Ing. arch. Roman Koucký<br />

e-mail: roman@koucky-arch.cz<br />

oba:<br />

Roman Koucký architektonická kancelář, s. r. o.<br />

Bruselská 13, 120 03 Praha 2<br />

tel.: 222 515 754<br />

21


22<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

Z AVĚŠENÝ MOST PŘES O H Ř I V K A R L O V Ý C H V ARECH<br />

CABLE- STAYED B R I D G E OVER THE O H R E RIVER<br />

I N K A R L O V Y VARY<br />

J AN PROCHÁZKA,<br />

L UDĚK OBERHOFNER,<br />

Z DENĚK BATAL, MILOŠ ŠIMLER<br />

Zavěšený most převádí komunikaci městského<br />

okruhu přes řeku Ohři v bezprostřední<br />

návaznosti <strong>na</strong> okružní křižovatku<br />

s průtahem I/6 Karlovými Vary. Volba<br />

typu konstrukce mostu a konstrukčního<br />

řešení mostovky byla zvole<strong>na</strong> pro dosažení<br />

minimální stavební výšky, a tím příznivého<br />

vedení nivelety a omezení výšky<br />

i rozsahu násypů <strong>na</strong> předmostí.<br />

Cable stayed bridge carries urban ring<br />

road over the Ohre river at the immediate<br />

connection with a round-about<br />

crossing of motorway I/6 in Carlsbad.<br />

The type of the bridge construction<br />

and the structural solution of the bridge<br />

deck were selected in order to minimize<br />

construction height and thus allow for<br />

favourable vertical alingment and reduction<br />

of embankments volume (height<br />

and range) at the bridge head.<br />

2<br />

K ONCEPCE MOSTU<br />

Pro splnění uvedených požadavků byla<br />

<strong>na</strong>vrže<strong>na</strong> zavěšená konstrukce, jejíž<br />

mostovka je tvoře<strong>na</strong> parapetním nosníkem.<br />

Délka přemostění je 120 m. Stavební<br />

výška je 690 mm. Most je <strong>na</strong>vržen<br />

o třech polích rozpětí 28,5 + 64 +<br />

28,5 m a je symetrický v podélném i příčném<br />

směru (obr. 1 a 2).<br />

Po celé délce mostu probíhá vrcholový<br />

oblouk o poloměru 3 000 m, podélný<br />

spád <strong>na</strong> konci mostu je 2 %. Volná<br />

šířka vozovkového žlabu mezi parapety<br />

je 8 m, oboustranné chodníky mají volnou<br />

šířku 1,75 m. Zatížení mostu je uvažováno<br />

pro třídu A. Mostovka je zavěšená<br />

<strong>na</strong> pylonech ve dvou rovinách, pomocí třiceti<br />

dvou závěsů kotvených po osmi metrech,<br />

a pouze <strong>na</strong> opěrách je ulože<strong>na</strong><br />

<strong>na</strong> dvě vyztužená elastomerová ložiska.<br />

Závěsy mají poloharfové uspořádání.<br />

Počet lan v závěsech byl <strong>na</strong>vržen z podmínky<br />

nepřekročení 0,45násobku pevnosti<br />

lan od účinků provozního zatížení.<br />

1<br />

Pylony tvaru „delta“ jsou umístěny<br />

po obou březích řeky Ohře. Výška pylonu<br />

<strong>na</strong>d mostovkou je 16,8 m, tj. 0,26násobek<br />

rozpětí středního pole, celková výška<br />

je cca 22 m (obr. 3).<br />

Poměr rozpětí krajního pole a středního<br />

pole je 0,45. Při tomto poměru při stejném<br />

průřezu mostovky v obou polích však<br />

dochází k tahové reakci <strong>na</strong> opěře, která je<br />

zachyce<strong>na</strong> dvojicí šikmých táhel <strong>na</strong> každé<br />

opěře. Táhlo je tvořeno kabelem délky<br />

5,7 m z dvanácti lan ∅ 15,7 mm, které<br />

je ve střední části délky 4,7 m volné.<br />

Šikmé umístění táhel umožnilo dosažení<br />

dostatečné volné délky táhel, aby nedošlo<br />

k překročení přípustného <strong>na</strong>točení lan<br />

táhla vlivem pohybu nosné konstrukce<br />

v podélném směru mostu. Současně je<br />

tím drže<strong>na</strong> konstrukce v příčném směru.<br />

V podélném směru je <strong>na</strong>d každou opěrou<br />

uprostřed <strong>na</strong>vržen hydraulický tlumič<br />

typ MSTU 200 kN/100 mm od společnosti<br />

Maurer Söhne, k tlumení pohybů<br />

vlivem náhlých sil, <strong>na</strong>př. brzdných.<br />

Nosnou konstrukci pod vozovkou<br />

tvoří deska proměnné tloušťky 316 až<br />

400 mm příčně předpjatá mezi dvěma<br />

parapetními nosníky výšky 1 300 mm,<br />

z jejichž horní úrovně je vylože<strong>na</strong> cca 2,4 m<br />

chodníková konzola proměnné tloušťky.<br />

Zvýšené parapety vyčnívají 700 mm <strong>na</strong>d<br />

vozovkou a mají směrem do vozovky tvar<br />

svodidlové zídky New Jersey. Jejich úkolem<br />

je ztužit nosník mostovky a přirozeně<br />

ochránit závěsy před nárazem vozidla. Nad<br />

uložením je nosná konstrukce zesíle<strong>na</strong><br />

a tvoří <strong>na</strong>dložiskový příčník, ve kterém jsou<br />

umístě<strong>na</strong> i kotevní táhla, kotvení tlumiče,<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


mostní závěr a odvodnění. Celá mostovka<br />

je podélně předpjatá, jak kabely dodatečného<br />

předpětí, tak účinky závěsů.<br />

Celá konstrukce mostu je <strong>na</strong>vrže<strong>na</strong><br />

v duchu přiznání funkce jednotlivých<br />

prvků, ať se to týká nálitků pro kotvení<br />

závěsů, bločků zakrytí kotev příčného<br />

předpětí nebo zdůraznění vybrání pro tlumiče<br />

a šikmá táhla ve tvaru opěry.<br />

P OPIS KONSTRUKCE<br />

Opěry<br />

Opěry a křídla tvoří jeden dilatační celek.<br />

Opěry ve své horní části plynule <strong>na</strong>vazují<br />

<strong>na</strong> tvar nosné konstrukce včetně chodníkových<br />

konzol. V dříku opěry jsou osazeny<br />

průchodky pro šikmá táhla (obr. 4).<br />

Opěry jsou založeny hlubinně, každá<br />

opěra <strong>na</strong> sedmi vrtaných pilotách průměru<br />

900 mm délky 10 m.<br />

Pylony<br />

Oba pylony jsou identické, liší se pouze<br />

úrovní terénu pod pylonem. Pylon tvaru<br />

„delta“ je tvořen dvěma základovými patkami<br />

a příčně skloněnými sloupy průřezu<br />

tvaru H. Každá patka je založe<strong>na</strong> <strong>na</strong> čtyřech<br />

pilotách ∅ 1 200 mm. Spodní část<br />

sloupů pylonu do výšky 0,5 m <strong>na</strong>d hladinu<br />

Q 100 je zesíle<strong>na</strong>. V horní třetině jsou<br />

sloupy propojeny rámovou příčlí, v úrovni<br />

vetknutí do základových patek pod úrovní<br />

terénu jsou sloupy spojeny předpjatým<br />

táhlem. Táhlo je osazeno čtyřmi kabely<br />

o devíti lanech Ls 15,7 mm. Rám pylonu<br />

tvořený šikmými sloupy a příčlí byl betonován<br />

<strong>na</strong>jednou <strong>na</strong> skruži z prvků pižmo<br />

(obr. 5). V části pylonu <strong>na</strong>d příčlí jsou svislé<br />

hlavy pylonů, ve kterých jsou závěsy kotveny<br />

prostřednictvím speciálního ocelového<br />

kotevního přípravku v ose hlavy pylonu,<br />

takže závěsy jsou umístěny ve svislé rovi-<br />

ně. Přístup k montáži závěsů byl z obou<br />

boků hlavy pylonu. Ocelový svařenec hlavice<br />

vyráběla firma MCE Slaný, s. r. o.<br />

Nosná konstrukce<br />

Nosná konstrukce mostu byla zhotove<strong>na</strong><br />

<strong>na</strong> pevné skruži s použitím provizorních<br />

bárek pro založení skruže ve třech<br />

betonážních dílech, nejprve postupně<br />

oba identické krajní díly délky 38,05 m<br />

a <strong>na</strong>konec střední díl délky 46,5 m. Velká<br />

péče byla věnová<strong>na</strong> osazení průchodek<br />

pro závěsy, které byly <strong>na</strong>směrovány<br />

přímo <strong>na</strong> průchodky osazené v hlavě<br />

pylonu a před<strong>na</strong>staveny pro <strong>na</strong>točení vlivem<br />

deformace skruže.<br />

Podélně je konstrukce předepnuta<br />

devítilanovými kabely z lan Ls 15,7 mm<br />

St 1570/1770. Celkem je v nosné konstrukci<br />

dvacet podélných kabelů přes<br />

celou délku mostu. V každé pracovní<br />

spáře je spojkováno osm kabelů.<br />

Ve středním betonážním dílu uprostřed<br />

je přidáno osm kabelů.<br />

Po betonáži každé části (celý příčný řez<br />

<strong>na</strong>jednou) a jejím podélném předepnutí<br />

Obr. 1 Vzorový příčný řez<br />

Fig. 1 Typical cross section<br />

Obr. 2 Podélný řez mostem<br />

Fig. 2 Longitudi<strong>na</strong>l section<br />

Obr. 3 Pohled <strong>na</strong> pylon<br />

Fig. 3 View of the pylon<br />

Obr. 4 Detail opěry<br />

Fig. 4 Abutment detail<br />

Obr. 5 Skruž a výztuž pylonu<br />

Fig. 5 Pylon scaffolding and<br />

reinforcement<br />

4 5<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

3<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

se předepnuly příčné kabely. Příčné kabely<br />

o pěti lanech Ls 15,7 mm s roztečí cca<br />

0,5 m jsou <strong>na</strong> ne<strong>na</strong>pí<strong>na</strong>né straně osazeny<br />

cibulovými kotvami (obr. 6 až 8).<br />

Závěsy<br />

Závěsy dodávala a montovala firma SM 7,<br />

a. s., která je licenčním partnerem německé<br />

firmy DSI – Dywidag Systems Inter<strong>na</strong>tio<strong>na</strong>l<br />

z Mnichova. Závěsy jsou kotveny<br />

jedním koncem v hlavě pylonu a druhým<br />

do železobetonových nálitků v mostovce.<br />

Nejkratší závěsy mají délku 13 m,<br />

ty nejdelší pak více než 32 m. Závěsy systému<br />

Dy<strong>na</strong> Grip jsou sestaveny z dvanácti<br />

nebo devatenácti předpí<strong>na</strong>cích lan pevnosti<br />

1 860 MPa. Průměr jednotlivých lan<br />

je 15,7 mm. Typ závěsů odpovídá nejvyšším<br />

kvalitativním požadavkům, jaké jsou<br />

<strong>na</strong> tento konstrukční prvek kladeny, a byl<br />

použit firmou DSI <strong>na</strong> mnoha známých<br />

zavěšených mostech po celém světě.<br />

Protikorozní ochra<strong>na</strong> závěsů je řeše<strong>na</strong><br />

jako trojnásobná tak, že vlastní lano<br />

je chráněno pozinkováním, je opatřeno<br />

ochranným obalem z polyetylénu (HDPE)<br />

23


24<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

a celý prostor uvnitř ochranného obalu<br />

je vyplněn protikorozním tukem. Všech<strong>na</strong><br />

la<strong>na</strong> jednoho závěsu jsou umístě<strong>na</strong><br />

v ochranné trubce z HDPE, která je<br />

vysoce odolná proti UV záření a je vyrobe<strong>na</strong><br />

ve světle šedé barvě dle požadavku<br />

barevného architektonického ztvárnění<br />

mostního díla. Na povrchu vnějších trubek<br />

z HDPE je <strong>na</strong>vaře<strong>na</strong> šroubovice ze stejného<br />

materiálu, která zlepšuje aerody<strong>na</strong>mické<br />

vlastnosti závěsu.<br />

La<strong>na</strong> jsou kotve<strong>na</strong> pomocí trojdílných<br />

kotevních čelistí do kotevního bloku. Konstrukce<br />

kotevního bloku závěsu umožňuje<br />

dodatečnou rektifikaci pomocí kruhové<br />

matice, která se opírá o kotevní<br />

desku. Samotný kotevní prvek je konstruován<br />

tak, aby byla bezpodmínečně<br />

dodrže<strong>na</strong> protikorozní ochra<strong>na</strong> jak všech<br />

součástí kotvení, tak i vlastních lan závěsu.<br />

Konstrukce kotevních prvků je řeše<strong>na</strong><br />

tak, aby bylo možno v kterémkoliv okamžiku<br />

životnosti mostu v případě potřeby<br />

vyměnit jednotlivé lano nebo celý<br />

závěs. Závěsy jsou opatřeny elastomerovými<br />

ložisky, jejichž úloha je tlumit účinky<br />

6<br />

7<br />

9<br />

10<br />

dy<strong>na</strong>mického zatížení zejmé<strong>na</strong> od větru,<br />

aby se neprojevily nepříznivě v místě kotvení<br />

lan v kotevních čelistech (obr. 9).<br />

Montáž závěsů<br />

Závěsy se sestavily <strong>na</strong> desce mostovky.<br />

Nejprve se svařily ochranné polyetylénové<br />

trubky, do nich se <strong>na</strong>strkala jednotlivá la<strong>na</strong><br />

odřezaná <strong>na</strong> přesné délky podle údajů<br />

o skutečné geometrii závěsu a <strong>na</strong> konce<br />

lan se <strong>na</strong>montovaly kotevní prvky. Závěs<br />

se poté osadil pomocí zdvihacího mechanismu<br />

a vahadla do své polohy a ukotvil<br />

se do nálitku v mostovce i do pylonu.<br />

Po osazení došlo k aktivaci závěsů pomocí<br />

<strong>na</strong>pí<strong>na</strong>cích zařízení celkem ve třiceti dvou<br />

etapách (jed<strong>na</strong> etapa je <strong>na</strong>pnutí dvojice<br />

protilehlých závěsů dvěma pistolemi).<br />

Podrobným výpočtem <strong>na</strong> základě měření<br />

vzdálenosti kotev závěsů byly stanoveny<br />

hodnoty protažení závěsu v etapě. Vlastní<br />

aktivace závěsů probíhala podle přesně<br />

stanoveného pořadí a technologického<br />

postupu (obr. 10). Vzhledem k tomu,<br />

že po celou dobu aktivace závěsů byla<br />

konstrukce podepře<strong>na</strong> <strong>na</strong> skruži, ze které<br />

se postupně <strong>na</strong>dzvedávala, bylo velmi<br />

nes<strong>na</strong>dné správně <strong>na</strong>modelovat kombi<strong>na</strong>ci<br />

podepření konstrukce závěsy a skruží.<br />

Proto bylo hlavním kriteriem míry aktivace<br />

závěsu měření protažení, nikoliv dosažená<br />

síla. Geodetickým měřením velmi přesnou<br />

nivelací byl porovnáván deformovaný tvar<br />

konstrukce mostu s předpoklady projektu.<br />

Podle výsledků měření byla mezi etapami<br />

aktivace závěsů postupně spouště<strong>na</strong><br />

skruž mostu, až závěsy převzaly celou<br />

vlastní tíhu mostovky. Po dokončení aktivace<br />

byla <strong>na</strong> všech závěsech provede<strong>na</strong> kontrola<br />

<strong>na</strong>pjatostí pomocí lift-testu, tj. změření<br />

síly v lanech pomocí jednolanné <strong>na</strong>pí<strong>na</strong>cí<br />

pistole. Výsledky lift-testu byly porovnány<br />

s předpokládanými silami dle projektu<br />

a výraznější rozdíly byly redukovány rektifikací.<br />

Podařilo se dosáhnout optimálního<br />

tvaru mostovky a dobré shody skutečných<br />

sil s projektovanými.<br />

Vybavení<br />

Izolace je typu Etanplast, celková tloušťka<br />

izolačního souvrství a vozovky je 100 mm.<br />

Povrch chodníků je opatřen pochozí izo-<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

8


Obr. 6 Předpí<strong>na</strong>cí výztuž středního<br />

betonážního celku<br />

Fig. 6 Prestressed reinforcement of middle<br />

concrete part<br />

Obr. 7 Detail pracovní spáry<br />

Fig. 7 Working joint detail<br />

Obr. 8 <strong>Beton</strong>áž hlavního pole<br />

Fig. 8 Pouring of concrete of the main<br />

span<br />

Obr. 9 Instalace závěsů<br />

Fig. 9 Cable stay instalation<br />

Obr. 10 Aktivace krajního závěsu<br />

Fig. 10 Stressing of backstay<br />

Obr. 11 Průhled pylony<br />

Fig. 11 Through pylons view<br />

Obr. 12 Detail pylonu<br />

Fig. 12 Pylon detail<br />

Obr. 13 Boční pohled <strong>na</strong> most<br />

Fig. 13 Side view of the bridge<br />

Obr. 14 Most při večerním osvětlení<br />

Fig. 14 Evening lighting of the bridge<br />

lační vrstvou od firmy Sika (<strong>na</strong> brokovaný<br />

povrch jsou <strong>na</strong>neseny vrstvy Sikaflor<br />

156 jako penetrace, křemičitý písek 0,3<br />

až 0,8 mm, Sikafloor 350 Elastic, křemičitý<br />

písek 0,3 až 0,8 mm, Sikafloor<br />

400 N Elastic+), boky svodidlové zídky<br />

jsou opatřeny dvojnásobnou impreg<strong>na</strong>cí<br />

Sikagard 73. Most je opatřen osmi odvodňovači.<br />

Na mostě jsou čtyři stožáry veřejného<br />

osvětlení a <strong>na</strong>svícení pylonů a závěsů.<br />

Mostní závěry <strong>na</strong> obou koncích mostu<br />

jsou jednospárové od společnosti Maurer<br />

Söhne v tichém uspořádání pro dilatační<br />

pohyb 100 mm. Vnější okraje chodníků<br />

jsou osazeny architektonicky pojed<strong>na</strong>ným<br />

ocelovým zábradlím. Mezi chodníkem<br />

a závěsy je vnitřní dvoumadlové<br />

zábradlí (obr. 11 až 14).<br />

Z ÁVĚR<br />

Tuhnický most výrazným způsobem zkrátil<br />

propojení přilehlých městských čtvrtí<br />

a odvedl dopravu z centra Karlových<br />

Var. To se podařilo při dosažení ekonomických<br />

parametrů: srov<strong>na</strong>ná výška betonu<br />

nosné konstrukce je jenom 0,44 m<br />

a spotřeba předpí<strong>na</strong>cí výztuže podélné,<br />

příčné i závěsů je 32,2 kg/m 2 nosné konstrukce,<br />

při normální spotřebě betonářské<br />

výztuže 135 kg/m 3 betonu nosné konstrukce.<br />

Stavba prokázala, že i pro menší<br />

rozpětí lze ekonomicky uplatnit zavěšený<br />

most. Most byl příznivě přijat i širokou<br />

veřejností, v hodnocení návštěvníků<br />

výstavy FOR ARCH Karlovy Vary 2008<br />

byl vybrán za nejlepší stavbu Karlovarského<br />

kraje roku 2007, tamtéž získal 3. místo<br />

u odborné poroty.<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

13<br />

14<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

11<br />

12<br />

Hlavní účastníci výstavby<br />

Investor ŘSD, správa Karlovy Vary<br />

Zhotovitel Sdružení průtahu <strong>silnice</strong> I/6<br />

stavby pod vedením SSŽ, a. s.<br />

Zhotovitel<br />

objektu<br />

SMP CZ, a. s.<br />

Projektant<br />

objektu<br />

Pontika, s. r. o.<br />

Ing. Jan Procházka<br />

e-mail: prochazka@pontika.cz<br />

Ing. Luděk Oberhofner<br />

e-mail: oberhofner@pontika.cz<br />

oba: Pontika, s. r. o.<br />

Sportovní 4, 360 09 Karlovy Vary<br />

Ing. Zdeněk Batal<br />

SMP CZ, a. s.<br />

Evropská 1692/37, 160 41 Praha 6<br />

tel.: 222 185 268, e-mail: batalz@smp.cz<br />

Ing. Miloš Šimler<br />

SM 7, a. s<br />

Zápy 267, 250 01 Brandýs <strong>na</strong>d Labem<br />

tel.: 326 377 930, e-mail: simler@sm7-dsi.cz<br />

25


S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

P R E F A B R I K O V A N Á L Á V K A PŘES Ř E K U S VRATKU V B R N Ě<br />

PREFABRICATED PEDESTRIAN B R I D G E OVER THE SVRATKA<br />

RIVER I N B R N O<br />

J AN TICHÝ, PAVEL MARKOVIČ,<br />

R ADIM VOTAVA, PETR ŠTEFAN,<br />

A LEŠ MENDEL<br />

Článek pojednává o návrhu a výrobě<br />

tvarově atypických železobetonových<br />

prefabrikátů pro pěší lávku přes řeku<br />

Svratku. Lávka umožňuje s<strong>na</strong>dný přístup<br />

od vlakového i autobusového nádraží<br />

k novému Spielberk Office Centre, které<br />

vyrůstá <strong>na</strong> pravé straně ulice Heršpická<br />

směrem do centra města Br<strong>na</strong>. Lávka<br />

sestává ze dvou prefabrikovaných<br />

oblouků tvaru písmene „Y“, které tvoří<br />

nosnou část a <strong>na</strong> nichž je upevněno<br />

dvacet devět kusů chodníkových<br />

segmentů. Všechny dílce byly vyrobeny<br />

ve firmě Skanska Prefa, a. s., v provozovně<br />

Tovačov. Závěrem je zdokumentová<strong>na</strong><br />

doprava složitých a velkorozměrných<br />

dílců <strong>na</strong> místo určení a jejich montáž<br />

pomocí 300tunového jeřábu.<br />

The article deals with the design and<br />

production of reinforced concrete prefabricated<br />

parts with an atypical shape<br />

for a pedestrian bridge over the Svratka<br />

River. The bridge provides an easy<br />

access from the railway and bus station<br />

to the new Spielberk Office Centre,<br />

which is being built along the right side<br />

of Heršpická Street towards the centre of<br />

Brno. The bridge consists of two prefabricated<br />

bows with the “Y” shape, which<br />

form the supporting part and carry 29<br />

pieces of walkway segments. All the<br />

parts were produced in the Skanska<br />

Prefa, a. s., Company, the Tovačov plant.<br />

Fi<strong>na</strong>lly, the transport of complex and<br />

large parts to the desti<strong>na</strong>tion is documented<br />

as well as their assembly with<br />

the use of a 300t crane.<br />

Od červ<strong>na</strong> 2006 se město Brno pyšní<br />

dvěma „Špilberky“. Známý hrad, vypí<strong>na</strong>jící<br />

se <strong>na</strong>d městem <strong>na</strong> skal<strong>na</strong>tém ostrohu,<br />

byl založen ve druhé polovině 13. století<br />

českým králem Přemyslem Otakarem II.<br />

a již po staletí vytváří domi<strong>na</strong>ntu dnešní<br />

jihomoravské metropole. Ten nový,<br />

moderní s názvem Spielberk Office Centre<br />

vyrůstá podél Heršpické ulice <strong>na</strong> jižním<br />

břehu řeky Svratky, která tvoří přirozenou<br />

hranici historického centra [1].<br />

Funkce rozsáhlého komplexu Spielberk<br />

Office Centre se zhruba 55 000 m 2 je,<br />

a pravděpodobně i pro další roky bude,<br />

převážně administrativní. Problémem<br />

komplexu je horší dostupnost městskou<br />

hromadou dopravou. Pro zaměst<strong>na</strong>nce<br />

je tak daleko lepší využívat 3 m<br />

širokou a 51,6 m dlouhou prefabrikovanou<br />

lávku, která byla uvede<strong>na</strong> do provozu<br />

v září 2007.<br />

N ÁVRH ATYPICKÝCH<br />

ŽELEZOBETONOVÝCH PREFABRIKÁTŮ<br />

Nosnou konstrukci lávky tvoří předpjatý<br />

pás opřený ve střední části o oblouk.<br />

Oblouk je v patách vetknut do integrovaných<br />

opěr (obr. 1). Předpjatý pás je<br />

vytvořen z dvaceti devíti segmentů délky<br />

1,5 m a šířky 4,6 m. Oblouk má rozpětí<br />

40,8 m a vzepětí 2,7 m. Tyto základní<br />

parametry vzešly z požadavků <strong>na</strong> minimální<br />

zásahy do nábřežních zdí, nivelety<br />

chodníku a úrovně hladiny stoleté<br />

vody v řece. Vodorovné síly se vyrov<strong>na</strong>jí<br />

v opěře mezi pásem a obloukem, čili<br />

oblouk a předpjatý pás tvoří samokotvený<br />

systém, proto jsou do založení vnášeny<br />

pouze svislé síly [2]. Každá opěra je založe<strong>na</strong><br />

<strong>na</strong> šesti vrtaných pilotách průměru<br />

940 mm. Segmenty pásu (chodníkové<br />

segmenty) jsou opřeny o oblouk prostřednictvím<br />

hřebínku, který byl dobetonován<br />

<strong>na</strong> stavbě po zmonolitnění oblouku.<br />

Délka hřebínku je 24 m, v krajních<br />

částech vytváří předpjatý pás řetězovku<br />

mezi koncem hřebínku a opěrou. Střední<br />

tři segmenty pásu jsou spřaženy s obloukem<br />

pomocí ocelových trnů, které byly<br />

osazeny do oblouku před betonáží.<br />

Předpětí pásu je vyvozeno čtyřmi kabely<br />

12 ∅ Ls 15,5-1800. Tyto nesoudržné<br />

kabely jsou zakotveny v opěrách.<br />

La<strong>na</strong> jsou proti korozi chráně<strong>na</strong> PE obalem<br />

vyplněným mazivem (monostrand),<br />

<strong>na</strong>víc jsou zainjektová<strong>na</strong> v plastových<br />

kanálcích. Horní povrch pásu je potažen<br />

pochůznou stěrkovou izolací. Vzhledem<br />

ke smíšenému provozu chodců a cyklistů<br />

<strong>na</strong> lávce je příčný sklon chodníku 2 %<br />

a je proveden střechovitě, což umožňuje<br />

odvedení vody z mostu podél zvýšených<br />

okrajů až za opěry do pásových odvodňovačů<br />

typu „acodrain“.<br />

Oblouk se skládá ze dvou tvarově shodných<br />

prefabrikátů vyrobených z betonu<br />

C70/85. Výška průřezu se mění<br />

od 0,55 m v patě po 0,25 m ve vrcholu.<br />

Šířka oblouku v patě je 1 m a <strong>na</strong>růstá<br />

směrem k vrcholu. Ve vzdálenosti<br />

6,6 m od paty dochází k rozdvojení<br />

oblouku symetricky <strong>na</strong> obě strany. Šířka<br />

obou větví klesá od 1,15 m v rozštěpu<br />

po 0,65 m ve vrcholu. Největší šířka rozvětveného<br />

oblouku ve vrcholu je 3,6 m.<br />

Hrany jsou tvořeny spojitými hladkými<br />

křivkami 2. řádu. Na základě požadavku<br />

architekta byla přesnost vytyčení<br />

hran vole<strong>na</strong> tak, aby se seč<strong>na</strong> procházející<br />

libovolnými dvěma sousedními body<br />

<strong>na</strong> hraně neodchýlila od křivky více než<br />

1 mm. K tomuto podrobnému vytyčení<br />

tvaru projektant <strong>na</strong>víc poskytl zhotoviteli<br />

<strong>na</strong> jeho žádost svislé řezy obloukem<br />

ve sklopené poloze, podle nichž byla<br />

vyrobe<strong>na</strong> forma prefabrikátu. Investor se<br />

rozhodl ponechat oblouk bez sjednocujícího<br />

nátěru, proto musel beton splnit<br />

26 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

1


i estetickou funkci, což z<strong>na</strong>me<strong>na</strong>lo vysoké<br />

nároky <strong>na</strong> kvalitu jeho povrchu.<br />

Pro veškerou manipulaci a montáž bylo<br />

nutno oblouk ztužit příčnými tyčemi CPS,<br />

z nichž jed<strong>na</strong> byla <strong>na</strong>víc opatře<strong>na</strong> silnostěnnou<br />

trubkou, aby bylo zabráněno<br />

příčné deformaci konců rozvětveného<br />

oblouku. V první fázi montáže byly prefabrikáty<br />

oblouku opřeny v patě do opěry<br />

a zavěšeny <strong>na</strong> montážní kabely 1. fáze.<br />

Tyto kabely byly zakotveny v ocelovém<br />

přípravku, připnutém předpí<strong>na</strong>cími tyčemi<br />

k oblouku. Druhý konec kabelů byl<br />

zakotven v opěře. Dočasný kloub v patě<br />

oblouku zajistilo elastomerové ložisko.<br />

V prefabrikátu byly také <strong>na</strong> horním povrchu<br />

zabetonovány plechy pro přivaření<br />

výztuže hřebínku a v patě byly osazeny<br />

plechy, které umožnily v závěrečné fázi<br />

montáže svaření oblouku s opěrou, čímž<br />

bylo vytvořeno vetknutí.<br />

S TAVBA FORMY<br />

V další části je popsá<strong>na</strong> výroba, přeprava<br />

<strong>na</strong> stavbu a montáž prefabrikovaných<br />

oblouků tvaru písmene „Y“, které jsou<br />

základem nosné konstrukce lávky. Protože<br />

se jedná o unikátní obloukové prefabrikáty,<br />

které jsou zakřivené v podélné<br />

i příčné ose, je třeba se nejprve zmínit<br />

o stavbě formy.<br />

Obr. 1 Statické schéma prefabrikované lávky<br />

pro pěší přes řeku Svratku v Brně<br />

Fig. 1 Static diagram of the prefabricated<br />

pedestrian bridge over the Svratka<br />

River in Brno<br />

Obr. 2 Vložení armokoše do formy<br />

Fig. 2 Inserting the reinforcing structure<br />

into the mould<br />

Obr. 3 <strong>Beton</strong>áž prefabrikátu<br />

Fig. 3 Concreting a prefabricated part<br />

Již od počátku bylo jasné, že z výrobního<br />

hlediska musí být forma postave<strong>na</strong><br />

tak, aby pata i vrchol tzv. „Ypsilony“<br />

byly <strong>na</strong> koncích formy v pomyslné nulové<br />

poloze a optický oblouk s největším vzepětím<br />

cca 1 m zhruba uprostřed formy.<br />

Protože se však jed<strong>na</strong>lo o nepravidelné<br />

zakřivení prvku, musel projektant přepracovat<br />

výrobní dokumentaci a vytvořit řezy<br />

celým prefabrikátem zhruba po 0,5 m,<br />

které byly nejdůležitějším podkladem pro<br />

výrobu formy.<br />

Základ formy tvořily dvě spojené ocelové<br />

podložky, které byly nivelačním přístrojem<br />

srovnány do vodorovné polohy.<br />

Ve vzdálenostech shodných se vzdálenostmi<br />

řezů ve výrobní dokumentaci<br />

byly jednotlivé výšky tvořící oblouk (zakřivení)<br />

vyneseny <strong>na</strong> stojiny z profilované<br />

oceli U65. K těmto výškám byla v podélném<br />

směru přivaře<strong>na</strong> další profilovaná<br />

ocel U160 a pro větší tuhost formy cca<br />

po 0,5 m dále příčně vyztuženy profily<br />

U120. Na tuto kostru formy byla přišroubová<strong>na</strong><br />

podlaha z Phenoxu tloušťky<br />

19 mm a to tak, aby spoje jednotlivých<br />

tabulí tvořily uprostřed formy přesnou<br />

středovou osu celého prefabrikátu.<br />

Postupným rozměřováním byl <strong>na</strong> celou<br />

část podlahy <strong>na</strong>kreslen tvar budoucího<br />

prvku. Proti samovolnému posunutí<br />

a pro možnost rozebrání a znovu zkompletování<br />

byly <strong>na</strong> podlahu přišroubovány<br />

dorazy z úzkých proužků Phenoxu, tvořící<br />

samotné zakřivení bočnic formy. Pak byly<br />

<strong>na</strong>řezány boky příslušných výšek, vyztuženy<br />

žebry a přišroubovány k dorazům<br />

i podlaze. Protože boky tvořily pouze části<br />

délek maximálně 5 m, bylo je možno<br />

kdykoliv rozebrat a zase smontovat.<br />

Nejproblematičtějším místem formy byl<br />

úsek, kde se prvek dělil <strong>na</strong> dvě symetrické<br />

části – vidličky. Zde bylo zakřivení<br />

2 3<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

v obou směrech tak velké, že překračovalo<br />

pružnost dosud použitého materiálu.<br />

Tvar zakřivení ve spodní i vrchní části<br />

byl vyříznut a vzájemně spojen do tzv.<br />

„kastlu“. Tato část byla důkladně zpevně<strong>na</strong><br />

latěmi, které tvořily požadované zakřivení.<br />

Nerovnosti <strong>na</strong> zaoblené části byly<br />

odstraněny zatmelením a pak zabroušením.<br />

Pouze tato část byla nerozebíratelná<br />

a pevně uchyce<strong>na</strong> k podlaze. Bylo<br />

tedy nutné velmi opatrně a přesně prefabrikát<br />

z formy vytáhnout, aby nedošlo<br />

k sebemenšímu poškození formy. A to se<br />

v obou případech podařilo.<br />

B ETONÁŽ OBLOUKOVÝCH NOSNÍKŮ<br />

Složitá byla i výroba armokoše, kde nebylo<br />

možné použít standardních postupů.<br />

Proto předvyrobená výztuž byla doprave<strong>na</strong><br />

k místu betonáže, kde <strong>na</strong>d samotnou<br />

formou začali pracovníci vázat armokoš<br />

do požadovaného tvaru výrobku.<br />

Do něj bylo nutno předem vložit a přivázat<br />

zámečnické výrobky potřebné pro<br />

manipulaci s dílcem. Hustota vyztužení<br />

byla téměř 300 kg oceli <strong>na</strong> 1 m 3 betonu,<br />

takže vázání bylo nejen technicky, ale<br />

i časově náročné. Zhotovený armokoš byl<br />

přenesen mimo formu, která byla před<br />

betonáží vyčiště<strong>na</strong>, <strong>na</strong>tře<strong>na</strong> odformovacím<br />

prostředkem a osaze<strong>na</strong> měřícími terčíky<br />

a distančními tělísky. Pak byl armokoš<br />

vložen do formy a těsně před betonáží<br />

byla usaze<strong>na</strong> zbývající manipulační kování<br />

(obr. 2 a 3).<br />

Třída betonu byla předepsá<strong>na</strong> C70/85,<br />

pro stupeň agresivity XF 1. Jedná se<br />

o vysokopevnostní beton, kdy se pevnosti<br />

po 28 dnech pohybují okolo 100 MPa.<br />

Vzhledem k množství a použité třídě<br />

cementu bylo nutno klást velký důraz<br />

<strong>na</strong> ošetřování betonu. V době, kdy probíhala<br />

betonáž jednotlivých vidliček, byla již<br />

27


S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

pata oblouku přikryta geotextilií a zavlažová<strong>na</strong>.<br />

Ošetřování výrobků probíhalo až<br />

do jejich expedice <strong>na</strong> stavbu.<br />

P ŘEPRAVA NA STAVBU<br />

Prefabrikáty, které byly dlouhé cca 20,5 m<br />

s šířkou téměř 3,6 m a nepravidelným<br />

tvarem, bylo nutno převézt z výrobny<br />

v Tovačově <strong>na</strong> stavbu do ulice Heršpická<br />

v Brně, a to bezpečně a bez jakéhokoliv<br />

porušení. K tomu byl použit speciální<br />

roztahovací návěs. Pro přepravu byl výrobek<br />

ztužen proti deformaci, velmi přesně<br />

osazen a zajištěn proti pohybu. Na stavbu<br />

byly oba dva díly dopraveny zcela<br />

v pořádku a bez porušení.<br />

M ONTÁŽ PREFABRIKOVANÉ LÁVKY<br />

Montáž se uskutečnila ve dnech 16.<br />

až 17. červ<strong>na</strong> 2007. Na základě jednání<br />

s Policií města Br<strong>na</strong> byla pro montáž<br />

zvole<strong>na</strong> sobota a neděle, kdy je provoz<br />

v okolí budované lávky podstatně klidnější<br />

než v pracovní dny.<br />

Váha jednoho kusu vystrojeného prefabrikátu<br />

činila 37 630 kg. Pro manipu-<br />

Obr. 4 Ukládání prefabrikátu <strong>na</strong> návěs<br />

Fig. 4 Loading a prefabricated part on a semi-trailer<br />

Obr. 5 Průběh manipulace s dílcem<br />

Fig. 5 Procedure of handling a part<br />

Obr. 6 Dokončená nosná konstrukce lávky<br />

Fig. 6 Complete structure of the pedestriad bridge<br />

Obr. 7 Dokončená lávka<br />

Fig. 5 Completed pedestriad bridge<br />

laci s tímto břemenem byl zvolen kolový<br />

jeřáb Liebherr LT 1300 s nosností<br />

300 t. Jeřáb je schopen manipulovat<br />

s břemenem do vyložení 24 m a do výše<br />

až 25 m.<br />

Na oblouk byly <strong>na</strong>montovány ocelové<br />

kozlíky pro kotvení lanových závěsů<br />

a pomocná ocelová konstrukce pro<br />

následnou montáž obslužné podlahy<br />

a ochranného zábradlí. Rovněž byly připraveny<br />

dva montážní kabely z předpí<strong>na</strong>cích<br />

lan – každý závěs se skládal ze<br />

sedmi lan ∅ 15,5 mm. Při výrobě byly<br />

<strong>na</strong> pohledové plochy prefabrikátu osazeny<br />

měřící terče. Tyto terče byly po betonáži<br />

ve výrobně zaměřeny a projektant k nim<br />

dopočítal souřadnice pro pozici v definitivním<br />

stavu po dokončení montáže.<br />

Prefabrikovaný oblouk měl v místě osazení<br />

<strong>na</strong> opěru zabetonované kování pro<br />

svaření s opěrou. V opěře byl ocelový<br />

přípravek s elastomerovým ložiskem,<br />

které umožňovalo pootočení ve vertikální<br />

i horizontální rovině pomocí provizorních<br />

závěsů. Pro jeřáb byla v okolí opěry<br />

vybudová<strong>na</strong> dvouvrstvá panelová plocha,<br />

která chránila stávající inženýrské sítě.<br />

Po vystrojení byl prefabrikát zvednut<br />

<strong>na</strong> asymetrických lanech do výše 22 m<br />

a otočen do prostoru <strong>na</strong>d řekou. Velkou<br />

překážkou montáže byla lípová a topolová<br />

alej lemující oba břehy řeky Svratky,<br />

která nesměla být poškoze<strong>na</strong>. Oblouk<br />

byl proto vyzdvižen až <strong>na</strong>d koruny stromů<br />

a otočen o 90° <strong>na</strong>d řeku. Poté byl spuštěn<br />

do polohy předepsané projektovou<br />

dokumentací. V průběhu montáže zjišťovali<br />

přesné osazení dva geodeti, kteří<br />

kontrolovali polohu oblouku po0mocí<br />

zabudovaných měřících terčů. Na opěře<br />

byly ukotveny oba předpí<strong>na</strong>cí montážní<br />

kabely .<br />

Následující fáze montáže byla nejnáročnější.<br />

Bylo třeba provést tzv. „přepřahování“.<br />

V této fázi drží jeřáb prefabrikát v předepsané<br />

poloze a současně jsou synchronně<br />

<strong>na</strong>pínány oba provizorní montážní<br />

kabely ukotvené <strong>na</strong> jedné straně<br />

v ocelových kozlících asi 4 m od vrcholu<br />

oblouku a <strong>na</strong> druhé straně ukotveny<br />

do opěr. Jeřáb byl vybaven zařízením,<br />

které průběžně vyhodnocuje zatí-<br />

4 5a<br />

28 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

5b


Literatura:<br />

[1] Hrabětová H.: Není Špilberk jako<br />

Spielberk. Článek v měsíčníku REALIT,<br />

srpen 2006<br />

[2] Stráský J.: Stress ribbon and cablesupported<br />

pedestrian bridges.<br />

Published by Thomas Telford<br />

Publishing, Thomas Telford Ltd,<br />

London 2005<br />

žení <strong>na</strong> háku jeřábu. V průběhu „přepřahování“<br />

byl porovnáván údaj zatížení<br />

<strong>na</strong> háku jeřábu s tlakem v hydraulickém<br />

systému <strong>na</strong>pí<strong>na</strong>cího zatížení. V momentě,<br />

kdy <strong>na</strong> ukazateli jeřábu byla nula, přebraly<br />

celé zatížení osazeného oblouku<br />

předpí<strong>na</strong>cí kabely. V této fázi byly uvolněny<br />

asymetrické závěsy jeřábu a prefabrikát<br />

byl fixován pouze předpí<strong>na</strong>cí výztuží.<br />

Poté byl jeřáb demontován a přemístěn<br />

<strong>na</strong> druhý břeh řeky.<br />

Postup montáže druhého oblouku byl<br />

shodný s montáží prvého prefabrikátu.<br />

Po ukončení montáže byly oba dva díly<br />

ponechány v klidové poloze po dobu<br />

sedmi dnů. Následně byla konstrukce<br />

geodeticky zaměře<strong>na</strong>, provedla se výšková<br />

a směrová rektifikace obou oblouků<br />

a byla zabetonová<strong>na</strong> středová spára mezi<br />

oběma prefabrikáty. Přeprava a montáž<br />

je znázorně<strong>na</strong> <strong>na</strong> obr. 4 a 5.<br />

Z ÁVĚR<br />

Příspěvek dokazuje, že vhodnou spoluprácí<br />

projektanta a výrobce lze stavět<br />

z neobvyklých železobetonových prefabrikátů.<br />

Lze tak vytvořit dílo, které je nejen<br />

funkční, ale i estetické. Bude sloužit<br />

ně kolika generacím a zároveň propagovat<br />

vhodnost prefabrikace pro pozemní<br />

i dopravní stavitelství.<br />

Stavba získala dvě hlavní ceny (za estetiku<br />

a technické řešení) v kategorii lávek s rozpětím<br />

od 30 do 60 m v mezinárodní soutěži<br />

Footbridge Awards 2008, která byla součástí<br />

konference Footbridge 2008. Ocenění bylo<br />

předáno <strong>na</strong> 3. ročníku konference začátkem<br />

července t.r. v portugalském Portu.<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

6 7<br />

Ing. Jan Tichý, CSc.<br />

Skanska Prefa, a. s.<br />

Litoměřická 723, 411 08 Štětí<br />

tel. 416 812 474, fax: 416 812 551<br />

e-mail: jan.tichy@skanska.cz<br />

www.skanska.cz/prefa<br />

Ing. Pavel Markovič<br />

tel.: 581 701 518<br />

e-mail: pavel.markovic@skanska.cz<br />

Radim Votava<br />

tel.: 581 701 520<br />

e-mail: radim.votava@skanska.cz<br />

oba: Skanska Prefa, a. s.<br />

Provozov<strong>na</strong> 5200 Tovačov, 751 01 Tovačov<br />

fax: 581 701 515, www.skanska.cz/prefa<br />

Ing. Petr Štefan<br />

Stráský, Hustý a partneři, s. r. o.<br />

Bohunická 50, 619 00 Brno<br />

tel.: 547 101 811, fax: 547 101 881<br />

e-mail: p.stefan@shpbrno.cz, www.shpbrno.cz<br />

Ing. Aleš Mendel<br />

Skanska DS, a. s., závod Mosty<br />

Bohunická 50, 659 27 Brno<br />

tel.: 527 138 224, fax: 574 212 059<br />

e-mail: ales.mendel@skanska.cz<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008 29


S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

N OVÉ S P O J E N Í – ESTAKÁDA S LUNCOVÁ<br />

N E W CONNECTION – R A I L W A Y VIADUCT SLUNCOVÁ<br />

P ETR DRBOHLAV, IVAN ANDĚL<br />

Nové traťové spojení stanic Praha Hlavní<br />

nádraží a Masarykovo nádraží, se stanicemi<br />

Praha-Libeň, Vysočany a Holešovice<br />

v rychlostních parametrech 80 až<br />

100 km/h si vyžádalo vybudování<br />

mnoha inženýrských konstrukcí v náročném<br />

terénu a městské zástavbě. Jed<strong>na</strong><br />

ze složitějších konstrukcí, hned za tunelem<br />

kopcem Vítkov, je železniční monolitická<br />

předpjatá estakáda Sluncová.<br />

New Prague railway interconnection<br />

between the Prague Peripheral railway<br />

stations Praha – Libeň, Praha – Vysočany<br />

and Praha – Holešovice and Praha Main<br />

Station and Praha – Masarykovo Station<br />

for the speed up to 80 – 100 km/h<br />

required many new civil structures. The<br />

monolithic prestressed railway viaduct<br />

Sluncová, one of the most complicate<br />

structures is situated in the slope hill, just<br />

behind the Vítkov tunnels.<br />

S ITUAČNÍ ŘEŠENÍ<br />

Tratě z Hlavního nádraží přechází „Estakádu<br />

přes Masarykovo nádraží“ a vnoří se<br />

do nových Vítkovských tunelů (severního<br />

a jižního). Východní portál obou tunelů<br />

je umístěn <strong>na</strong> severní stráni kopce Vítkov,<br />

v blízkosti portálu stávajícího tunelu.<br />

Stráň za východním portálem je velmi<br />

strmá a v její horní části je situová<strong>na</strong> stávající<br />

trať. Geologické vrstvy jsou příčně<br />

strmě ukloněné přibližně rovnoběžně<br />

s povrchem svahů a výrazně znes<strong>na</strong>dňují<br />

založení jednotlivých objektů.<br />

V severní stráni pod východním portálem<br />

severního tunelu vedou pod ochranou<br />

starých kamenných zdí stávající kolejová<br />

spojení se železniční stanicí Masary-<br />

kovo nádraží. Tato spojení jsou modernizová<strong>na</strong><br />

a jako koleje s oz<strong>na</strong>čením MV,<br />

VM, ML, pod ochranou nových opěrných<br />

zdí, podchází v extrémně šikmém křížení<br />

estakádu Sluncová. Ze severního Vítkovského<br />

tunelu vychází koleje HL a LH,<br />

které přejdou nejdříve <strong>na</strong>d novou opěrnou<br />

zdí SO 839 a dále <strong>na</strong> vlastní Estakádu<br />

Sluncová (obr. 1).<br />

Mezi výchozem severního tunelu a stávajícím<br />

tunelem je výchoz jižního tunelu,<br />

ze kterého vychází další dvě koleje, aby<br />

stráň pokryly dalšími zářezy a konstrukcemi<br />

nutnými pro jejich vedení. Výsledkem<br />

s<strong>na</strong>žení stavařů je kumulace inženýrských<br />

objektů, které společně zatěžují náročný<br />

terén a vzájemně se jed<strong>na</strong> druhé vyhýbají<br />

a vzájemně jed<strong>na</strong> druhou ovlivňují.<br />

P OPIS KONSTRUKCE<br />

Estakáda se od většiny jiných estakád liší<br />

tím, že se <strong>na</strong> ní výz<strong>na</strong>mným způsobem<br />

podepsala ruka architekta.<br />

Nosná konstrukce má zaoblený spodní<br />

vnější povrch až do úrovně zábradlí.<br />

Povrch konstrukce je svisle členěn dvěma<br />

druhy vlysů, dlouhý tenký se střídá se<br />

širokým kratším. Na pravé straně, tj. směrem<br />

ke svahu, je osazeno zcela specificky<br />

tvarované zábradelní madlo s ocelovými<br />

nosy. Na levé straně pokračuje v křivce<br />

nosné konstrukce průhledná protihluková<br />

stě<strong>na</strong>. Tvar nosné konstrukce přechází<br />

opěrou do přilehlých svahů nebo<br />

následujících konstrukcí. Ve tvaru křivky<br />

spodní části nosné konstrukce pokračují<br />

v horní části podobně tvarované trakční<br />

stožáry (obr. 2).<br />

Opěry budí dojem kamenné konstrukce,<br />

zatímco pilíře jsou velmi, až neúnosně<br />

štíhlé s kombi<strong>na</strong>cí oválných a eliptických<br />

tvarů s různými osami symetrie.<br />

Architektonické ztvárnění konstrukcí je<br />

jistě záslužná věc. Přidá konstrukci žádoucí<br />

estetický výraz. Je však nutné, aby bylo<br />

koordinováno se statickým působením<br />

2 3<br />

30 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

1


konstrukčních částí a možnostmi technologie<br />

výroby, neboť v opačném případě<br />

neúměrně zvyšuje nároky <strong>na</strong> náklady<br />

stavby, v limitních situacích způsobí<br />

až nemožnost statického návrhu. Věříme,<br />

že při dalších architektonických návrzích<br />

dojde k těsnější spolupráci statika a architekta,<br />

aby se již v prvních fázích projektu<br />

řešily ty požadavky, které nestandardně<br />

<strong>na</strong>vyšují cenu stavby, a aby se tak dostaly<br />

do tendrové dokumentace.<br />

Vlastní konstrukce z předpjatého betonu<br />

komůrkového průřezu je <strong>na</strong>vrže<strong>na</strong><br />

jako spojitý nosník o osmi polích rozpětí<br />

26 + 2 x 36,7 + 4 x 47,6 + 34 m celkové<br />

délky 325,25 m (obr. 3). Komůrka o konstantní<br />

výšce 2,7 m je dvoustěnná, její<br />

dolní obrys ve tvaru rovinné křivky B-spline<br />

je protažen až do výše zábradlí. Konstrukce<br />

vychází z předcházejícího stupně<br />

projektové dokumentace a byla podrobnými<br />

výpočty v realizační dokumentaci<br />

uprave<strong>na</strong> jen nejnutnějším způsobem<br />

pro zajištění dostatečné únosnosti, neboť<br />

hlavním kriteriem projektu RDS (realizační<br />

dokumentace stavby) bylo dodržení<br />

spotřeby hmot.<br />

Konstrukce je ulože<strong>na</strong> prostřednictvím<br />

dvojic hrncových ložisek <strong>na</strong> krajní opěry<br />

a vnitřní pilíře. Opěra OP1 je krabicová<br />

a <strong>na</strong>vazuje <strong>na</strong> předcházející opěrnou zeď<br />

SO 839. Opěra OP9 je také krabicová,<br />

ale výrazně delší o boční křídla <strong>na</strong> společném<br />

základě spojená horní deskou.<br />

Konec opěry je zasazen do opěrných zdí<br />

následujícího stavebního objektu.<br />

Pilíře jsou zakřiveného tvaru. Jejich dřík<br />

se od základu zužuje a využívá prostor<br />

mezi kolejemi. Dřík se <strong>na</strong>d průjezdnými<br />

profily tratí <strong>na</strong>táčí v závislosti <strong>na</strong> šikmosti<br />

křížení a rozšiřuje se v hlavu eliptického<br />

půdorysu, <strong>na</strong> které je ulože<strong>na</strong> dvojice<br />

ložisek. Pilíř P2 je zasazen do opěrné zdi.<br />

Všechny podpory jsou založeny hlubinně<br />

<strong>na</strong> vrtaných pilotách.<br />

P OSTUP VÝSTAVBY<br />

Velice složitá situace za východním portálem<br />

tunelů je ještě podtrže<strong>na</strong> nutnos-<br />

Obr. 1 Vizualizace estakády Sluncová<br />

Fig. 1 Visualisation of Sluncová<br />

Obr. 2 Vizualizace konstrukce s příčným<br />

řezem<br />

Fig. 2 Visualisation of the structure with the<br />

cross section<br />

Obr. 3 Podélný řez mostem<br />

Fig. 3 Longitudi<strong>na</strong>l section of the bridge<br />

tí provozování železničních tratí. Proto<br />

byly jednotlivé stavební objekty stavěny<br />

postupně v etapách, případně po částech.<br />

Přitom byla doprava překládá<strong>na</strong><br />

ze stávajících kolejí <strong>na</strong> nové a ovlivňovala<br />

nejen harmonogram, ale i technologii<br />

výstavby. Opěra OP1 estakády byla<br />

vystavě<strong>na</strong> spolu s opěrnou zdí SO 839.<br />

Poté <strong>na</strong>stala ve výstavbě mnohaměsíční<br />

pauza, aby se potom začalo s výstavbou<br />

v druhé polovině objektu s opěrou OP9<br />

a základy sousedních pilířů.<br />

Nosná konstrukce byla stavě<strong>na</strong><br />

po polích od OP1 v sedmi etapách<br />

<strong>na</strong> pevné, postupně přemísťované skruži,<br />

vždy jedno pole s konzolou přesahující<br />

do následujícího pole. Podpůrná skruž se<br />

vyhýbala jednotlivým, právě v dané době<br />

provozovaným kolejím a byla opakovatelná<br />

jen v některých částech.<br />

G EOLOGICKÉ PODMÍNKY<br />

Geologický průzkum zjistil <strong>na</strong>vážky, jílovité<br />

sutě a štěrky v povrchových vrstvách,<br />

níže v hloubce 0,6 až 3,3 m pod povrchem<br />

zcela zvětralé bohdalecké břidlice<br />

R6 a konečně v hloubce 6 až 8 m mírně<br />

zvětralé bohdalecké břidlice. Vrstvy zhruba<br />

sledovaly povrch terénu.<br />

Z ALOŽENÍ<br />

Opěra OP1 je svým základem 10,5 x 8,75 m<br />

založe<strong>na</strong> <strong>na</strong> dvanácti pilotách ∅ 1,2 m.<br />

Na severní straně, směrem po svahu,<br />

tvoří <strong>na</strong>vzájem převrtávané piloty stěnu,<br />

která je schop<strong>na</strong> zajistit stabilitu opěry<br />

i při postupném odebírání staré kamenné<br />

opěrné zdi, <strong>na</strong>d kterou je základ opěry<br />

postaven. Stávající zeď byla po postavení<br />

opěry a zahájení výstavby mostu rozebrá<strong>na</strong><br />

a postupně <strong>na</strong>hraze<strong>na</strong> novou zdí (obr. 4).<br />

Vyprojektované piloty byly započteny<br />

do výpočtu celkové stability svahu v těchto<br />

místech a z tohoto důvodu doz<strong>na</strong>ly dalšího<br />

prodloužení.<br />

Opěra OP9 šířky 8,5 m a délky 36 m je<br />

rozděle<strong>na</strong> <strong>na</strong> tři dilatační části po 12 m.<br />

Základová deska všech částí je založe<strong>na</strong><br />

<strong>na</strong> pilotách ∅ 1,2 m.<br />

Pilíře mostu jsou založeny <strong>na</strong> velkoprůměrových<br />

vrtaných pilotách ∅ 1,2 m.<br />

Počet pilot pod pilíři se pohybuje v rozmezí<br />

dvanácti až dvaceti kusy a délky<br />

pilot jsou <strong>na</strong>vrženy od 9 do 12,5 m.<br />

Počet a délky pilot závisí <strong>na</strong> zatížení<br />

přenášeném z pilířů <strong>na</strong> pilotový základ<br />

a <strong>na</strong> geologických podmínkách v daném<br />

místě (obr. 5).<br />

Všechny piloty jsou staticky uvažová-<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

ny jako plovoucí. Vrtání pilot probíhalo<br />

z upraveného terénu v příslušném<br />

časovém úseku stavby v místech bývalých<br />

provozovaných tratí, jejich opěrných<br />

zdí nebo v násypu za nově zbudovanými<br />

opěrnými zdmi. Po odstranění stávajících<br />

opěrných zdí a upravení terénu pod<br />

plánovanou úroveň budoucích tratí byl<br />

připraven prostor pro vrtání pilot. Tam,<br />

kde se piloty dostaly do kolize se základy<br />

zrušených kamenných opěrných zdí,<br />

bylo nutno před prováděním vrtů provést<br />

lokální pažené výkopy, kamenné<br />

základy odstranit a výkopy kvalitně zasypat<br />

a zhutnit. Teprve potom bylo možno<br />

vrtat piloty. V místech, kde se základ pilíře<br />

<strong>na</strong>cházel v novém terénu, byla postave<strong>na</strong><br />

nejprve sousední opěrná zeď, byla zasypá<strong>na</strong><br />

do úrovně základové spáry, odkud<br />

byly vrtány piloty do potřebné hloubky.<br />

Stál-li základ blízko opěrné zdi, byla tato<br />

dimenzová<strong>na</strong> <strong>na</strong> síly vyvolané pilířem<br />

a byla kotve<strong>na</strong> šikmými zemními kotvami<br />

procházejícími mezi pilotami základu.<br />

Piloty jsou vzhledem k síranové agresivitě<br />

prostředí z betonu C35/45-XA2, základové<br />

patky minimální výšky 2 m jsou<br />

z betonu C35/45-XA2. <strong>Beton</strong>áž základu<br />

proběhla ve dvou vrstvách s tím, že<br />

do druhé vrstvy byla osaze<strong>na</strong> kompletní<br />

výztuž pilíře, jehož tvar neumožňoval<br />

<strong>na</strong>stavování výztuže. Vyztužení pilot dosahuje<br />

1,7 %, základových desek 0,7 %, což<br />

je, při jejich objemu, vysoká hodnota.<br />

O PĚRY<br />

Běžný tvar krabicové opěry z betonu<br />

C30/37 je tvořen blokem se svislými<br />

hra<strong>na</strong>mi, <strong>na</strong> kterém jsou ulože<strong>na</strong> ložiska.<br />

Protože je dolní část nosné konstrukce<br />

architektonicky ztvárně<strong>na</strong> ve tvaru elegantní<br />

křivky protažené až do výše zábradlí,<br />

je i <strong>na</strong>vazující část opěr od této úrovně<br />

tvarová<strong>na</strong> ve stejné křivce.<br />

Na svislé stěny opěry jsou <strong>na</strong>sazeny<br />

betonové oblouky (<strong>na</strong>zývané římsy)<br />

ve tvaru příčného řezu nosné konstrukce<br />

(obr. 6). Vyložení konzoly říms je 3 m.<br />

Římsy vytvářejí dutiny <strong>na</strong> obou koncích<br />

uzavřené betonovým čelem, které jsou<br />

přístupné a odvodněné. Lícové povrchy<br />

dříku opěry jsou <strong>na</strong> svislých stěnách<br />

obloženy kamennými deskami.<br />

P ILÍŘE<br />

Všechny pilíře mají stejný systém dříku<br />

tvořený oválem, který se po výšce zužuje<br />

až do tzv. krčku, odkud se rozšiřuje v eliptickém<br />

tvaru. Dříky jednotlivých pilířů se<br />

31


32<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

5<br />

4 6<br />

8<br />

liší pouze délkou, zkracuje se jejich dolní část. Vzhledem ke složitému<br />

tvaru a nedostatku prostoru pro výztuž bylo nutno jak<br />

k popsání tvaru, tak k návrhu výztuže přistoupit specifickým způsobem,<br />

který neměl v <strong>na</strong>ší dosavadní praxi obdobu a byl velice<br />

náročný <strong>na</strong> čas projektanta i zhotovitele. Dříky pilířů P2 až P5,<br />

P7 a P8 jsou z betonu C35/45, pilíře P6 s pevným ložiskem<br />

z betonu C45/55.<br />

Komplikovaný tvar povrchu dříku, který nelze popsat a<strong>na</strong>lyticky,<br />

je popsán pomocí podrobných bodů (X, Y) v soustavě vodorovných<br />

„rovnoběžkových“ řezů Z‘ a bodů (Z‘, Rb) v soustavě<br />

svislých „poledníkových“ řezů φ. Je definováno 24 rovnoběžek<br />

a 21 poledníků, tj. celkem 504 bodů povrchu betonu v jednom<br />

kvadrantu. Ve všech těchto bodech je tvar vypočten přesně<br />

(obr. 7). Pro vytvoření tvaru zhotovitel vytvořil speciální opakovatelně<br />

použitelné bednění.<br />

Výztuž dříku tvoří svislá nosná výztuž při povrchu betonu, svislá<br />

doplňující výztuž uvnitř průřezu, příčná výztuž (třmínky a spony)<br />

a výztuž zhlaví. Svislá výztuž je ve dvou vrstvách, konstrukčně<br />

je rozděle<strong>na</strong> do tří osnov. V jednom kvadrantu se ne<strong>na</strong>chází<br />

dvě vložky výztuže stejného tvaru. Vložky jsou zásadně rovinné,<br />

v rovinách poledníkových řezů (obr. 8). Vzhledem k velkému<br />

počtu vložek není svislá nosná výztuž nikde styková<strong>na</strong>, zejmé<strong>na</strong><br />

ne v patním průřezu dříku, takže výztuž je nutno osadit v celé<br />

výšce před betonáží druhé vrstvy základového bloku. Třmínky<br />

jsou rozmístěny jednotně po 0,2 m, většinou ve dvou vrstvách.<br />

Tvar vložek je určen v souřadnicích pomocí poměrně složité<br />

7<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


Obr. 4 Opěra OP1 <strong>na</strong>d výkopem zdí<br />

Fig. 4 Abutment OP1 above retaining wall<br />

Obr. 5 Příčný řez pilířem P6<br />

Fig. 5 Cross section of the pier P6<br />

Obr. 6 Opěra OP9<br />

Fig. 6 Abutment OP9<br />

Obr. 7 Schema tvaru pilíře<br />

Fig. 7 Scheme of the pier shape<br />

Obr. 8 Schema výztuže pilíře<br />

Fig. 8 Scheme of the pier reinforcement<br />

Obr. 9 Pohled <strong>na</strong> běžný pilíř<br />

Fig. 9 View of the pier<br />

Obr. 10 Pohled <strong>na</strong> pilíř P2<br />

Fig. 10 View of the pier P2<br />

interpolace vodorovných a svislých úhlů<br />

tečen k povrchu betonu přibližnými geometrickými<br />

vzorci s odhadnutou přesností<br />

v dodržení požadovaného krytí betonu<br />

±5 mm (kolmo k povrchu dříku). Např.<br />

třmínky jsou v 1. kvadrantu popsány souřadnicemi<br />

v 1 470 bodech. Tvar výztuže<br />

nebylo možno a<strong>na</strong>lyticky popsat, a proto<br />

byly tvary jednotlivých želez definovány<br />

vzdáleností od přímky.<br />

Úkolem výztuže zhlaví pilíře je především<br />

zachycení štěpných sil pod ložisky<br />

a dále pak zachycení sil od příčného<br />

a podélného vodorovného zatížení.<br />

Protože výztuž, potřebnou pro zachycení<br />

uvedených sil, nelze pro nedostatek<br />

místa opatřit potřebnou kotevní délkou,<br />

jsou použity svařované rohože, individuálně<br />

sestavené <strong>na</strong> stavbě z betonářské<br />

výztuže.<br />

Jak náročný byl návrh pilířů dokladuje<br />

skutečnost, že jsou vyztuženy až<br />

<strong>na</strong> 2,4 % v patě pilíře a dokonce <strong>na</strong> 2,7 %<br />

v krčku – nejužším místě pilíře. Z uvedených<br />

čísel vyplývá, že by si pilíře zasluhovaly<br />

jak ze statického, tak z architektonického<br />

hlediska větší rozměry (obr. 9).<br />

Zvláštností je pilíř P2, který je zakomponován<br />

do opěrné zdi procházející pod<br />

mostem (obr. 10).<br />

N OSNÁ KONSTRUKCE<br />

Nosná konstrukce je v podélném směru<br />

spojitý nosník komorového průřezu částečně<br />

předpjatý vnitřními kabely (se soudržností)<br />

a vnějšími volnými kabely (bez<br />

soudržnosti). Konstrukce zcela sleduje<br />

půdorysně trasu i výškově niveletu. Konstrukce<br />

je rozděle<strong>na</strong> <strong>na</strong> sedm betonážních<br />

etap. Každá betonážní etapa má přesah<br />

(konzolu) do dalšího pole. Délka konzoly<br />

je cca 1/5 délky pole. Vnější obrys<br />

příčného řezu vychází z architektonické-<br />

ho řešení; matematicky je to tzv. B-spline,<br />

jako kompromis mezi oválem (tvar vhodný<br />

ze statického hlediska) a elipsou vhodnou<br />

z architektonického pohledu, která<br />

však nemá dost hmoty v okolí dolních vláken<br />

konstrukce.<br />

Příčný řez tvoří dvoustěnný kompaktní<br />

komorový průřez se třemi vnitřními<br />

duti<strong>na</strong>mi. Výška průřezu je 2,7 m v ose<br />

mostu, což činí 1/17,6 z největšího rozpětí.<br />

Uvedená hodnota je pro železniční<br />

most se zaoblenou dolní hranou konstrukce<br />

výz<strong>na</strong>mně malá a vyžadovala<br />

náročná řešení uvnitř konstrukce k dosažení<br />

dostatečné únosnosti. Horní deska<br />

má dostředný střechovitý příčný spád<br />

2,5 %. Tloušťka stěn se mění skokem<br />

z 0,5 m v poli postupně <strong>na</strong> 0,8 a 1,3 m<br />

a dále pokračuje do příčníku. V místě<br />

změny šířky <strong>na</strong> 1,3 m jsou kotveny krátké<br />

<strong>na</strong>dpodporové soudržné kabely. Tloušťka<br />

dolní desky se mění plynule náběhem<br />

z 0,45 m v poli <strong>na</strong> 0,9 m v podpoře.<br />

Vnitřní prostory mostu jsou přístupné<br />

přes otvory v horní desce v krajních dutinách<br />

<strong>na</strong> začátku a <strong>na</strong> konci mostu, střední<br />

duti<strong>na</strong> je přístupná díky prostupům<br />

ve stěnách.<br />

P ŘEDPĚTÍ<br />

Pro soudržné kabely je použit předpí<strong>na</strong>cí<br />

systém VSL PT plus Multistrand s elektricky<br />

izolovanými kabely. Vnitřní předpětí<br />

představuje dvanáct kabelů v etapě<br />

1-3 a šestnáct kabelů v etapě 4-7, které<br />

byly postupně <strong>na</strong>pínány během výstavby<br />

nosné konstrukce. V čele každé betonážní<br />

etapy byla <strong>na</strong>pnuta polovi<strong>na</strong> všech<br />

soudržných kabelů v průřezu (tyto kabely<br />

byly potom <strong>na</strong>spojkovány <strong>na</strong> kabely<br />

následují etapy), druhá polovi<strong>na</strong> kabelů<br />

v příčném řezu procházela kotevním<br />

čelem průběžně a byla <strong>na</strong>pnuta v následující<br />

etapě.<br />

Pro volné kabely je použit externí předpí<strong>na</strong>cí<br />

systém VSL Monostrand s elektricky<br />

izolovanými, dopí<strong>na</strong>telnými a vyměnitelnými<br />

kabely. Volné předpětí tvoří<br />

osm kabelů z devatenácti lan ∅Ls15,7<br />

1670/1860 MPa, procházejících průběžně<br />

přes celý most (vyjma krajních polí)<br />

a kotvených <strong>na</strong>d pilíři P1 a P8.<br />

Parametry předpí<strong>na</strong>cí výztuže uvažované<br />

ve statickém výpočtu jsou: kotevní<br />

<strong>na</strong>pětí 1 413 MPa pro soudržné kabely<br />

a 1 302 MPa pro volné kabely, doba<br />

podržení při <strong>na</strong>pínání 2 min. Kabelové<br />

chráničky soudržných kabelů jsou plastové<br />

trubky 100/106 mm. Kabelové chrá-<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

9<br />

10<br />

ničky volných kabelů tvoří HDPE trubka<br />

140 tloušťky 8 mm, procházející v sedlech<br />

podporových příčníků a deviátorů<br />

trubkami 170 tloušťky 4 mm. La<strong>na</strong><br />

jsou ulože<strong>na</strong> v ochranné tukové vrstvě<br />

(systém Monostrand). Prostor mezi<br />

lany byl vyplněn po částečném <strong>na</strong>pnutí<br />

kabelů injektážní směsí. Tím je zajiště<strong>na</strong><br />

dvojí ochra<strong>na</strong> i 100% možnost výměny<br />

volných kabelů. Pro případ dodatečné<br />

rektifikace (dopnutí) nebo výměny volných<br />

kabelů v budoucnu je zajištěn přístup<br />

a přísun předpí<strong>na</strong>cích lisů vstupními<br />

otvory v nosné konstrukci. Volné kabely<br />

mohly být předepnuty až po uložení<br />

štěrkového lože. Konce lan nebyly uříznuty,<br />

jsou konzervované tukem v chrá-<br />

33


34<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

ničkách a umožňují tak případné dopnutí<br />

v budoucnosti (obr. 11).<br />

Volné i soudržné kabely jsou opatřeny<br />

tenzometry typu Projstar EM sensor<br />

umožňujícími sledování změn <strong>na</strong>pětí,<br />

kdykoli po dobu životnosti kabelu.<br />

Z MĚNY RDS<br />

Koncepce řešení z PSŘ zůstála zachová<strong>na</strong><br />

i v RDS. Podrobný výpočet prostorově<br />

stísněné konstrukce a splnění požadavků<br />

objed<strong>na</strong>tele si však vyžádaly některé<br />

nezbytné změny. Původně dvojice pilířů<br />

s podélně pevnými ložisky <strong>na</strong> pilířích<br />

P5 a P6 byla změně<strong>na</strong> <strong>na</strong> jedno podélně<br />

pevné uložení <strong>na</strong> pilíři P6. O volbě<br />

pilíře P6 rozhodl větší prostor v okolí pilíře<br />

a okolnost, že P6 není vystaven mimořádnému<br />

zatížení nárazem vykolejeného<br />

vlaku. Postup výstavby v RDS počítá,<br />

Obr. 11 Kotevní blok<br />

Fig. 11 Anchorage block<br />

Obr. 12 Dilatační zařízení<br />

Fig. 12 Expansion joint<br />

11<br />

12<br />

z důvodu optimalizace rozsahu dilatačních<br />

pohybů ložisek a dilatačních závěrů,<br />

s přemisťováním podélně pevného uložení<br />

postupně <strong>na</strong> pilíře P2, P3, P4 a P5<br />

až do okamžiku osazení definitivního pevného<br />

ložiska <strong>na</strong> P6.<br />

Volné kabely, <strong>na</strong>vržené původně vždy<br />

přes jedno pole s křížením <strong>na</strong>d pilíři a se<br />

zakotvením v čele rozšířené stěny, byly<br />

<strong>na</strong>hrazeny z důvodu prostoru pro kotvení<br />

a splnění požadavku vyměnitelnosti<br />

doplňujícími krátkými soudržnými kabely<br />

a volnými kabely <strong>na</strong>pnutými vcelku<br />

přes celou délku mostu (vyjma krajních<br />

polí) a zakotvenými v příčnících <strong>na</strong>d pilíři<br />

P1 a P8. Všechny příčníky <strong>na</strong>d pilíři jsou<br />

přetvarovány a sedla volných kabelů jsou<br />

zkráce<strong>na</strong>. Volné kabely jsou v místě sedel<br />

a deviátorů vedeny důsledně v kruhových<br />

drahách z důvodu vyměnitelnosti.<br />

Původně plánované umístění kabelů<br />

bez soudržnosti vedle sebe nebylo z prostorových<br />

důvodů použitelné, a proto při<br />

svislém uspořádání kabelů <strong>na</strong>d sebou,<br />

které však není tak staticky vhodné, bylo<br />

nutné použít minimální vzájemné svislé<br />

vzdálenosti. Při zpracování RDS bylo rozhodnuto<br />

propojit deviátorové trubky soustavou<br />

výztuh, které zajistí jejich vzájemnou<br />

polohu a zároveň přenos štěpných<br />

sil mimo úzký prostor mezi nimi.<br />

S TATICKÝ VÝPOČET<br />

Most je <strong>na</strong>vržen v souladu s ČSN <strong>na</strong> zatížení<br />

a zatěžovací stavy dané normou. Je použito<br />

zatěžovací schéma ČD T. Do podrobného<br />

statického posouzení byly zahrnuty<br />

účinky mimořádných zatížení.<br />

Účinky dlouhodobého zatížení a předpětí<br />

s vlivem postupu výstavby a dotvarováním<br />

a smršťováním betonu byly řešeny<br />

programem TM18 <strong>na</strong> přímém spojitém<br />

nosníku. Účinky pohyblivého zatížení<br />

a všech ostatních zatížení byly stanoveny<br />

programem DEFOR výpočtem a vyhodnocením<br />

příčinkových čar. Též vliv všech<br />

ostatních zatížení byl řešen programem<br />

DEFOR. Pro statické veličiny nosné konstrukce<br />

bylo stanoveno příčné roznášení<br />

řešením konstrukce ve 3D pomocí vypočetní<br />

metody konečných prvků (MKP).<br />

Pro výpočet základů byl použit přesnější<br />

výpočet s 3D modelem řešeným MKP.<br />

Po projednání s objed<strong>na</strong>telem a zpracovatelem<br />

předchozího stupně projektové<br />

dokumentace byla dohodnuta intenzita<br />

mimořádného zatížení nárazem vykolejených<br />

vozidel do pilířů P3, P4 a P5 ve výši<br />

5 MN podélně nebo 1,75 MN příčně.<br />

Výpočet vnitřních sil zhlaví pilíře byl proveden<br />

programem NEXIS <strong>na</strong> deskostěnovém<br />

modelu MKP. Před uvedením mostu<br />

do provozu bude provede<strong>na</strong> statická<br />

zatěžovací zkouška ve dvou polích. Dy<strong>na</strong>mická<br />

zatěžovací zkouška bude <strong>na</strong>hraze<strong>na</strong><br />

měřením dy<strong>na</strong>mických charakteristik<br />

nosné konstrukce.<br />

Srov<strong>na</strong>ná výška nosné konstrukce je<br />

0,995 m. Spotřeba měkké výztuže je<br />

197 kg/m 3 betonu a předpětí celkem<br />

36,9 kg/m 2 půdorysné plochy.<br />

P ROSTOROVÉ USPOŘÁDÁNÍ<br />

Celková volná šířka <strong>na</strong> mostě 13 m je<br />

slože<strong>na</strong> z 2,4 m betonového chodníku,<br />

z 9,6 m štěrkového lože se dvěma<br />

kolejemi a z 1 m betonového chodníku<br />

<strong>na</strong> druhé straně. Je použit železniční svršek<br />

VIC 60. Štěrkové lože je min. výšky<br />

643 mm a min. šířky 3,25 m od osy kolejí.<br />

Rozměry pro čističku štěrkového lože<br />

včetně rezervy jsou dodrženy.<br />

Pro koleje MV, VM, ML pod mostem je<br />

dodržen MPP2,5R pro stavební objekt<br />

v širé trati, což je možné dle změny<br />

vyhlášky č. 346 Sb. Ustanovení zde bylo<br />

použito, a to i přesto, že <strong>na</strong> ostatních<br />

objektech stavby „Nové spojení“ je dodrže<strong>na</strong><br />

vzdálenost od osy koleje 3 m.<br />

V YBAVENÍ MOSTU<br />

Most je <strong>na</strong>vržen jako jeden samostatný<br />

dilatační celek. Nad opěrami OP1 a OP9<br />

jsou <strong>na</strong>vrže<strong>na</strong> povrchová dilatační zařízení<br />

z nerezových plechů P20 s výztuhami<br />

z korozivzdorné oceli s posunem<br />

<strong>na</strong> opěře OP1 +96; -180 mm a s posunem<br />

<strong>na</strong> opěře OP9 +70; -155 mm včetně<br />

součinitele γ F = 1,3. Dilatační pohyby<br />

soustředěné do oblasti <strong>na</strong>d opěrami<br />

si vyžádaly též speciální konstrukci dilatace<br />

koleje. Dilatační zařízení mostu bylo<br />

připraveno tak, aby respektovalo potřeby<br />

zmíněného zařízení (obr. 12).<br />

Nosná konstrukce je ve svém úžlabí<br />

odvodně<strong>na</strong> mostními železničními<br />

odvodňovači Moravka do podélného<br />

svodu uvnitř střední komory mostu.<br />

U nižší opěry (OP9) je voda svede<strong>na</strong><br />

svislým litinovým svodem podél líce<br />

opěry do uliční vpusti ka<strong>na</strong>lizace.<br />

Římsy mostu jsou součástí nosné konstrukce<br />

mostu. Aby se zabránilo jejich<br />

spolupůsobení, jsou rozděleny těsněnými<br />

dilatačními spárami ve vzdálenostech<br />

po 6 m. Do levé římsy jsou osazeny protihlukové<br />

panely. Na téže straně, tj směrem<br />

<strong>na</strong>d údolí, je pomocí vlepovaných<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


Obr. 13 Ocelové nosy zábradlí<br />

Fig. 13 Steel noses of the handrail<br />

Obr. 14 Pohled <strong>na</strong> konstrukci<br />

Fig. 14 View of the structure<br />

Obr. 15 Celkový pohled <strong>na</strong> most od portálů<br />

tunelů<br />

Fig. 15 General view of the bridge from the<br />

tunnels<br />

chemických kotev upevně<strong>na</strong> zakřivená<br />

průhledná protihluková stě<strong>na</strong>. Na pravé<br />

straně, tj. směrem ke svahu, je stejným<br />

způsobem kotveno zábradelní madlo<br />

kruhového příčného řezu s ocelovými<br />

nosy přečnívající líc konstrukce v místech<br />

vlysů (obr. 13). Do říms jsou v blízkosti<br />

pilířů kotveny trakční stožáry.<br />

Na mostě je použit izolační systém<br />

z celoplošně <strong>na</strong>tavených modifikovaných<br />

asfaltových izolačních pásů s tvrdou<br />

ochranou. Chodník je tvořen z dolní vrstvy<br />

drenážního betonu, dále lehčeným výplňovým<br />

betonem C8/10-X0 s max. obj.<br />

hmotností 1 500kg/m 3 pod pochozím<br />

povrchem a z pochůzné vrstvy betonu<br />

C30/37-XF4 v tloušťce 100 mm. V chodníku<br />

je umístěn suchovod a jeho šachty,<br />

2x PE DN36 pro kabely osvětlení, 1x PE<br />

DN36 pro ukolejnění a plastový multikanál<br />

pro uložení kabelů s šachtami.<br />

Vnitřek komůrky trámového mostu je<br />

osvětlen. V mostu je instalováno pět zásuvek<br />

pro připojení drobných spotřebičů.<br />

Opatření proti účinkům bludných<br />

proudů budou provede<strong>na</strong> podle zásad<br />

TP124.<br />

Z ÁVĚR<br />

Začátkem září t. r. bude uveden do provozu<br />

v rámci celé stavby jeden z nemnoha<br />

železničních monolitických předpjatých<br />

mostů v Čechách. Vyz<strong>na</strong>čuje se výrazným<br />

architektonickým ztvárněním, které přineslo<br />

nutnost řešení neobvyklých požadavků<br />

jak projektantovi, tak zhotoviteli.<br />

Oba se s náročnými požadavky důsledně<br />

vyrov<strong>na</strong>li. Most vznikl za spolupráce<br />

mnoha specialistů tak, aby zabezpečoval<br />

bezpečný provoz železnice <strong>na</strong> dlouhá léta<br />

(obr. 14 a 15).<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

14a<br />

13<br />

14b<br />

15<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

Investor<br />

ČD, s. o., DDC, o. z.,<br />

Stavební správa Praha<br />

Architektonický Atelier designu a architektury,<br />

návrh<br />

Ing. arch. Patrik Kotas<br />

Generální<br />

projektant<br />

SUDOP Praha, a. s.<br />

Projektant objektu Pontex, s. r. o.<br />

Sdružení „Nové spojení<br />

Zhotovitel stavby Praha hl. n., Masarykovo n. –<br />

Libeň, Vysočany, Holešovice“<br />

Zhotovitel objektu DS Skanska, a. s.<br />

Zhotovitel<br />

předpětí<br />

VSL Systemy (CZ), s. r. o.<br />

Ing. Petr Drbohlav<br />

tel.: 606 688 159<br />

e-mail: drbohlav@pontex.cz<br />

Ing. Ivan Anděl<br />

tel.: 244 062 644, e-mail: andel@pontex.cz<br />

oba: Pontex, s. r. o.<br />

Bezová 1658, 147 14 Praha 4<br />

fax: 244 461 038, www.pontex.cz<br />

35


S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

M OSTY NA STAVBĚ SILNICE I/<strong>48</strong> TOŠANOVICE-ŽUKOV<br />

THE B R I D G E S ON EXPRESSWAY I/<strong>48</strong>, TOŠANOVICE- ŽUKOV<br />

P AVEL MIKULÁŠTÍK, PETR<br />

N EHASIL, VOJTĚCH HRUŠKA,<br />

R ADEK FALÁŘ, MAREK FOGLAR<br />

Článek informuje o mostních objektech<br />

úseku Tošanovice-Žukov rychlostní <strong>silnice</strong><br />

I/<strong>48</strong>.<br />

The paper describes bridges built as<br />

a part of the section Tošanovice-Žukov<br />

of I/<strong>48</strong> expressway.<br />

Koncem roku 2007 byla zprovozně<strong>na</strong><br />

novostavba rychlostní komunikace I/<strong>48</strong><br />

v kategorii R22,5/100 v úseku Tošanovice–Žukov.<br />

Celkem se v úseku <strong>na</strong>chází<br />

deset mostů, z nichž větši<strong>na</strong> je provede<strong>na</strong><br />

jako rámové přesypané objek-<br />

ty různých rozpětí. Dále jsou zde tři <strong>na</strong>djezdy<br />

převádějící místní komunikace a silnici<br />

III. třídy přes hlavní trasu. Údolí řeky<br />

Stonávky je přemostěno estakádou délky<br />

727 m. Zhotovitelem stavby bylo sdružení<br />

firem Metrostav a MB&JK II. Projektantem<br />

realizační dokumentace stavby byla<br />

společnost Mott MacDo<strong>na</strong>ld Praha.<br />

M OST PŘES ÚDOLÍ STONÁVKY<br />

Nejzajímavějším mostním objektem stavby<br />

je SO 2202, který převádí směrově rozdělenou<br />

čtyřpruhovou rychlostní komunikaci<br />

přes široké a ploché údolí, kterým protéká<br />

řeka Stonávka a prochází nově <strong>na</strong>vrhovaná<br />

místní komunikace, stávající <strong>silnice</strong><br />

II/474 a bezejmenná vodoteč.<br />

Základní údaje o mostě<br />

Pro přemostění údolí je <strong>na</strong>vržen silniční<br />

most o třinácti polích rozpětí 45 +<br />

11 x 55,5 + 45 m. Délka nosné konstrukce<br />

je 703,5 m. Pro každý směr <strong>silnice</strong> je<br />

urče<strong>na</strong> samostatná mostní konstrukce.<br />

Převáděná komunikace je <strong>na</strong> mostě<br />

v základním uspořádání čtyřpruhová se<br />

středním dělícím pásem. V polích 1 až<br />

7 je rozšířená o připojovací a odbočovací<br />

pruh, kde je železobetonová deska<br />

mostovky <strong>na</strong>vržená s proměnnou šířkou.<br />

Plynulá změ<strong>na</strong> šířky mostu je provede<strong>na</strong><br />

v poli č. 7. Toto rozšíření ovlivňuje i vzdálenosti<br />

hlavních ocelových nosníků.<br />

Nosnou konstrukcí je ocelobetonový<br />

spřažený spojitý trámový nosník s horní<br />

mostovkou. Ocelobetonový trám tvoří<br />

dvojice svařovaných průřezů I s železobetonovou<br />

mostovkou. Hlavní nosníky<br />

průřezu I mají po celé délce konstantní<br />

výšku 2 540 mm. Šířka a tloušťka pásnic<br />

a tloušťka stěn jsou proměnné. Spřažená<br />

železobetonová deska mostovky<br />

má v příčném směru proměnnou tloušťku.<br />

Největší tloušťka 400 mm je <strong>na</strong>d<br />

hlavními nosníky a nejmenší tloušťka<br />

220 mm je <strong>na</strong> konci konzoly. Střední část<br />

desky má tloušťku 250, resp. 300 mm.<br />

Šířka desky je proměnná a pohybuje se<br />

od 11,95 do 14,75 m.<br />

Spodní stavba je monolitická železobetonová<br />

a je založe<strong>na</strong> <strong>na</strong> vrtaných železobetonových<br />

pilotách.<br />

Postup výstavby<br />

Založení a spodní stavba byly provedeny<br />

standardními metodami.<br />

Montáž ocelové konstrukce byla provádě<strong>na</strong><br />

mobilními jeřáby z prostoru pod<br />

mostem. Každý most byl rozdělen <strong>na</strong> dvacet<br />

sedm montážních dílů. Jako první byl<br />

osazen díl č. 15 <strong>na</strong> pilíři č. 7. Poloha montážního<br />

dílu byla zajiště<strong>na</strong> dvěma lehkými<br />

provizorními podporami. Následovalo osazení<br />

dalších montážních dílů nejprve proti<br />

směru staničení až k opěře č. 0 a poté<br />

ve směru staničení až k opěře č. 13. V každém<br />

poli byla konstrukce v polovině rozpětí<br />

provizorně podepře<strong>na</strong>.<br />

<strong>Beton</strong>áž mostovky každého mostu byla<br />

rozděle<strong>na</strong> <strong>na</strong> dvacet pět betonážních dílů.<br />

Nejprve byl vybetonován betonážní díl<br />

v poli (<strong>na</strong>d provizorní mezipodporou),<br />

pak se bednění přesunulo do následující-<br />

36 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

1<br />

2


ho pole a vybetonoval se další betonážní<br />

díl v poli (<strong>na</strong>d provizorní mezipodporou).<br />

Bednění se přesunulo <strong>na</strong>d pilíř. Odstranily<br />

se provizorní mezipodpory pod hotovými<br />

betonážními díly a následně byl realizován<br />

betonážní díl <strong>na</strong>d pilířem. Vozík se přesunul<br />

do následujícího pole (<strong>na</strong>d provizorní<br />

mezipodporu) a cyklus se opakoval.<br />

Přechodové pole s proměnnou šířkou<br />

mostovky bylo realizováno <strong>na</strong> pevném<br />

bednění. Na levém mostě, který byl realizován<br />

firmou Metrostav, byly <strong>na</strong>sazeny<br />

dva betonážní vozíky (úzký pro užší část<br />

mostu a široký pro širší část). Mostovka<br />

pravého mostu (zhotovený firmou Bögl<br />

a Krýsl) byla provede<strong>na</strong> pomocí jediného<br />

přestavitelného betonážního vozíku.<br />

Dva odlišné postupy výstavby kladly<br />

z<strong>na</strong>čné nároky <strong>na</strong> prověření montážních<br />

stavů a zpracování podkladů pro rektifikaci<br />

betonážních vozíků.<br />

N ADJEZDY PŘES SILNICI I/<strong>48</strong><br />

Nadjezdy jsou řešeny jako předpjaté,<br />

monolitické, spojité nosníky, s ohledem<br />

<strong>na</strong> krátká krajní pole zpravidla bez dilatací,<br />

koncové příčníky byly osazovány přímo<br />

<strong>na</strong> hlavy kyvných pilot (integrovaná konstrukce).<br />

Dilatace jsou řešeny <strong>na</strong> konci<br />

přechodové desky úpravou vozovkového<br />

souvrství.<br />

SO 2203 – Most <strong>na</strong> místní účelové<br />

komunikaci<br />

Objekt je situován dle místních podmínek.<br />

Trasa I/<strong>48</strong> je <strong>na</strong> konci směrového<br />

oblouku v zářezu, místní komunikace<br />

MOK 4/30 je vede<strong>na</strong> dle původního<br />

terénu v podélném sklonu více jak 7 %,<br />

směrově v přímé. Směrové poměry I/<strong>48</strong><br />

neumožnily umístění podpěry do středního<br />

pruhu, <strong>na</strong>vržen byl tedy mostní objekt<br />

s rozpětím 21,5 + 30,5 + 12,0 m při<br />

šířce mostu 6,8 m, včetně jednostranného<br />

chodníku.<br />

Nepoměr polí a zvláště krátké poslední<br />

pole si vynutilo opatření pro uložení<br />

mostu. Masivní koncový příčník byl<br />

uložen přímo <strong>na</strong> pilotách, které z důvodů<br />

teplotních a reologických účinků byly<br />

provedeny s odstupňovaným průměrem<br />

∅ 0,9/0,6 m. Spodní část, vlastní pilota,<br />

přenáší zatížení do podloží. Horní část,<br />

sloupová, obsypaná poddajnými vrstvami,<br />

má menší ohybovou tuhost a snáze<br />

tak přenese vodorovné posuny mostovky.<br />

Piloty samozřejmě přenesou i malé<br />

tahové <strong>na</strong>máhání. Základy vnitřních podpěr<br />

jsou založeny plošně, <strong>na</strong> vrstvách<br />

jílovců a jsou rámově spojené s mostovkou.<br />

Pro dilatace obou konců mostu bylo<br />

využito přechodových desek, které jsou<br />

vodorovnými táhly spojeny s mostovkou.<br />

Izolace mostovky je přetaže<strong>na</strong> až<br />

<strong>na</strong> konec přechodové desky, kde je<br />

odvodně<strong>na</strong> příčnými drenážemi. Oblast<br />

<strong>na</strong>d těmito drenážemi je uprave<strong>na</strong> pro<br />

dilataci vozovkového souvrství, které<br />

<strong>na</strong> povrchu probíhá v několika ošetřených<br />

spárách.<br />

SO 2206 – Most <strong>na</strong> silnici III/4763<br />

Objekt má velmi podobné dispoziční<br />

uspořádání jako předchozí SO 2203.<br />

Trasa I/<strong>48</strong> je ve směrovém oblouku<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

4a<br />

4b<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

Obr. 1 Pohled <strong>na</strong> SO 2202 směrem<br />

k Českému Těšínu<br />

Fig. 1 View of SO 2202 towards Český<br />

Těšín<br />

Obr. 2 <strong>Beton</strong>ážní vozíky <strong>na</strong> SO 2202<br />

Fig. 2 Formwork carts on SO 2202<br />

Obr. 3 Konstrukce SO 2202 ve výstavbě<br />

s osazeným montážním ztužením<br />

Fig. 3 Bridge SO 2202 under construction<br />

with temporary bracing<br />

Obr. 4 Schéma a pohled <strong>na</strong> objekt SO<br />

2203<br />

Fig. 4 Object schema and view on SO<br />

2203<br />

3<br />

37


5<br />

6<br />

7<br />

38<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

a v zářezu, širší <strong>silnice</strong> III. třídy S7,5/50 je<br />

vede<strong>na</strong> dle původního terénu v podélném<br />

sklonu více jak 6 %, opět směrově<br />

v přímé. Navržen byl tedy mostní objekt<br />

s rozpětím 22,5 + 34 + 14,5 m při šířce<br />

mostu 9,3 m, včetně jednostranného<br />

chodníku.<br />

Ze stejných důvodů, nepoměru polí<br />

a tahových účinků v uložení koncových<br />

příčníků, byly opět použity odstupňované<br />

(kyvné) piloty <strong>na</strong> obou koncích mostu,<br />

včetně úprav pro vodorovné posuny<br />

mezi mostovkou a přechodovou oblastí.<br />

I když je to nezvyklé při této šířce nosné<br />

konstrukce, z důvodů odlehčení středního<br />

pole s největším rozpětím byla konstrukce<br />

uprostřed rozpětí „odlehče<strong>na</strong>”<br />

změnou příčného řezu z jednotrámo-<br />

Obr. 5 Příčný řez objektem SO 2206<br />

Fig. 5 Cross section of SO 2206<br />

Obr. 6 Nadjezd SO 2206 <strong>silnice</strong> III. třídy<br />

Obr. 6 Overpass SO 2206<br />

Obr. 7 Most SO 2207 pro místní<br />

komunikaci<br />

Fig. 7 Overpass SO 2207<br />

vé konstrukce <strong>na</strong> dvoutrámovou. Změ<strong>na</strong><br />

průřezu byla provede<strong>na</strong> <strong>na</strong> délce 4 m<br />

a tím byl vytvořen náběh skrytý mezi<br />

trámy.<br />

SO 2207 – Most <strong>na</strong> místní<br />

komunikaci<br />

Most se odlišuje od předchozích hlavně<br />

situováním opěrné zdi v zářezu hlavní<br />

trasy <strong>na</strong> straně jedné a svahem <strong>na</strong> druhé.<br />

Trasa místní komunikace MOK 4/30 je<br />

opět v přímé s podélným sklonem 6 %.<br />

Trasa I/<strong>48</strong> je ve směrovém oblouku<br />

v zářezu. Přilehlá opěrná zeď je řeše<strong>na</strong><br />

systémem pilot ∅ 1,2 m, vrtaných<br />

z původního terénu, opatřených v hlavách<br />

spojovacím nosníkem. Na nosníku<br />

jsou zavěšeny obkladové prefabrikáty<br />

skrývající odvodňovací prvky zdi a zpevnění<br />

zeminy mezi pilotami. Horní hranu<br />

zdi tvoří monolitická římsa.<br />

Řešení mostu vychází a s<strong>na</strong>ží se přizpůsobit<br />

řešení zdi. Piloty opěrné zdi<br />

jsou ukončeny v místě mostu pod úrovní<br />

mostovky a <strong>na</strong> jejich hlavách je umístěn<br />

úložný práh. Ten současně nese zavěšené<br />

obkladové panely i závěrnou zídku.<br />

Tuhost opěrné zdi dovoluje pouze posuvné<br />

uložení. Navržený most je o dvou<br />

polích s rozpětím 29,5 + 16 m, rámově<br />

vetknutou střední stojkou a plošně založeným<br />

základem. Protilehlý konec mostu<br />

je řešen masivním příčníkem s integrovanými<br />

křídly a vetknutým do hlav pilot konstantního<br />

průměru 1,2 m. Celý most tak<br />

dilatuje jednostranně od vetknutého příčníku<br />

k opěrné zdi, kde je umístěn dilatační<br />

závěr.<br />

R ÁMOVÉ PŘESYPANÉ MOSTNÍ<br />

OBJEKTY<br />

Podjezdy <strong>na</strong> trase se světlostí 6 až 12 m<br />

jsou řešeny jako rámové přesypané konstrukce,<br />

které převádí hlavní trasu přes<br />

místní komunikace, vodoteče a občasné<br />

vodoteče. S ohledem <strong>na</strong> větší podélné<br />

sklony d<strong>na</strong> toků (6 až 8 %), a tím i větší<br />

rychlosti toků, byla věnová<strong>na</strong> velká pozornost<br />

opevnění koryt v blízkosti mostů<br />

a úpravám toků pro snížení rychlosti<br />

proudění, zejmé<strong>na</strong> s přihlédnutím k plošnému<br />

založení objektů <strong>na</strong> horninovém<br />

podloží. Tvar mostních otvorů je obdélníkový,<br />

výjimkou je objekt s největším rozpětím,<br />

který má klenbový profil.<br />

Ing. Pavel Mikuláštík<br />

Mott MacDo<strong>na</strong>ld Praha, spol. s r. o.<br />

Šumavská 31, Brno<br />

tel.: 549 131 243<br />

e-mail: pavel.mikulastik@mottmac.com<br />

Ing. Petr Nehasil<br />

tel.: 221 412 827<br />

e-mail: petr.nehasil@mottmac.com<br />

Ing. Vojtěch Hruška<br />

tel.: 221 412 832<br />

e-mail: vojtech.hruska@mottmac.com<br />

Ing. Marek Foglar, Ph.D.<br />

tel.: 221 412 836<br />

e-mail: marek.foglar@mottmac.com<br />

Ing. Radek Falář<br />

tel.: 221 412 819<br />

e-mail: radek.falar@mottmac.com<br />

všichni: Mott MacDo<strong>na</strong>ld Praha, spol. s r. o.<br />

Národní 15, Praha<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


Vaše spojení<br />

s vývojem<br />

nových technologií<br />

DODATEČNÉ PŘEDPÍNÁNÍ<br />

• mostních konstrukcí<br />

• konstrukcí budov<br />

• sil, nádrží a zásobníků<br />

• mostní závěsy<br />

• bezesparé podlahy<br />

• spínání budov<br />

• prodej předpí<strong>na</strong>cích tyčí<br />

TECHNOLOGIE<br />

• manipulace s těžkými břemeny<br />

• výsuv mostních konstrukcí<br />

• letmá betonáž<br />

• mostní segmenty<br />

GEOTECHNIKA<br />

• opěrné stěny<br />

• trvalé zemní kotvy<br />

POZOR ! ZMĚNA ADRESY:<br />

VSL SYSTÉMY (CZ), s.r.o.<br />

V Násypu 339/5, 152 00 Praha 5<br />

tel: +420 251 091 680<br />

fax: +420 251 091 699<br />

e-mail: vsl@vsl.cz, http://www.vsl.cz<br />

PROJEKTOVÁ, INŽENÝRSKÁ, KONZULTAČNÍ ČINNOST A DIAGNOSTIKA VE STAVEBNICTVÍ<br />

■ Mosty a lávky pro pěší ■ Dálnice, <strong>silnice</strong>, místní komunikace ■ Diagnostický průzkum konstrukcí ■ Objekty elektro ■ Inženýrské konstrukce<br />

■ Konstrukce pozemních staveb ■ Zakládání staveb ■ Hlavní a mimořádné prohlídky mostů ■ Technický dozor a supervize staveb<br />

Certifi kace systému jakosti podle ČSN EN ISO 9001:2001<br />

PONTEX, s.r.o., Bezová 1658, 147 14 Praha 4, tel.: 244 462 219, 244 062 215, fax: 244 461 038, e-mail: pontex@pontex.cz<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

39


S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

M OST NA DÁLNICI D8 P O D V R C H E M Š PIČÁK<br />

THE B R I D G E ON H I G H W A Y D 8 U N D E R THE H I L L ŠPIČÁK<br />

I VAN BATAL, JINDŘICH JINDRA<br />

Článek uvádí základní informace<br />

a poz<strong>na</strong>tky ze stavby dálničního dvoutrámového<br />

mostu situovaného pod vrchem<br />

Špičák <strong>na</strong> dálnici D8 Praha-Drážďany<br />

a uvedeného do provozu v listopadu<br />

2006.<br />

The article describes the basic information<br />

from the construction of the double<br />

tee cross section highway bridge situated<br />

under the hill Špičák on the highway<br />

D8 Prague–Dresden. The bridge was<br />

opened in November 2006.<br />

Jako třetí v pořadí z českých dálnic se<br />

trasa dálnice D8 Praha–Drážďany dostala<br />

až ke hranicím České republiky. V hraničním<br />

pásu překonává dálnice Krušné<br />

hory třemi mostními objekty v <strong>na</strong>dmořské<br />

výšce asi 650 m n. m. Třetím objektem<br />

před hranicemi je most (stavební<br />

objekt H 215) pod vrchem Špičák. Most<br />

se neklene <strong>na</strong>d žádným údolím, je spíše<br />

estakádou, která převádí dálnici přibližně<br />

v 98. kilometru přes úbočí Špičáku.<br />

Území v prostoru mostu spadá do přírodního<br />

parku Východní Krušné hory<br />

a také do povodí Rybného potoka, který<br />

zásobuje hraniční území Německa pitnou<br />

vodou. Proto byly dnes již běžné enviromentální<br />

podmínky stavby ještě zpřísněny.<br />

To se týkalo výstavby mostu a jeho<br />

1<br />

4<br />

vlivu <strong>na</strong> okolní krajinu, zvláště <strong>na</strong> její<br />

faunu. Hlavně z tohoto důvodu byl most<br />

během realizace doplněn o oboustranné<br />

protihlukové stěny, které rovněž zabraňují<br />

oslňování přilehlého prostoru mostu.<br />

Přes most je převádě<strong>na</strong> dálnice v kategorii<br />

D 27,5/120 v pravostranném směrovém<br />

oblouku s jednostranným příčným<br />

spádem 2,5 % a s konstantním podélným<br />

spádem 3,77 %. Most je <strong>na</strong>vržen<br />

jako spojitý nosník o devíti polích 32 + 7 x<br />

42 + 32 m. Nosnou konstrukci tvoří klasická<br />

dvoutrámová předpjatá betonová konstrukce<br />

s příčníky pouze <strong>na</strong> opěrách a uložená<br />

<strong>na</strong> hrncová ložiska. Nosná konstrukce<br />

výšky 2,2 m byla betonová<strong>na</strong> postupně<br />

po jednotlivých polích <strong>na</strong> pevnou ocelovou<br />

skruž. Polovi<strong>na</strong> předpjaté výztuže přecházela<br />

přes pracovní spáru. Druhá polovi<strong>na</strong><br />

byla spojková<strong>na</strong> ve spárách.<br />

Mostní objekt je situován <strong>na</strong> úbočí vrchu<br />

Špičáku a přechází přes poměrně hlubokou<br />

terénní depresi, která ústí do údolí<br />

Rybného potoka. Předkvartérní podklad<br />

je zastoupen drobnozrnnými ortorulami,<br />

místy s křemitými polohami. Stupeň zvětrání<br />

je poměrně nízký a mírně zvětralá<br />

horni<strong>na</strong> měla vystupovat v hloubkách<br />

1,5 až 4,5 m. Po odlesnění a po několika<br />

vichřicích v začátku stavby prakticky<br />

zmizel pokryvný útvar a téměř v polovině<br />

území vystoupil <strong>na</strong> povrch skalní podklad<br />

vrchu Špičák.<br />

Z výše uvedených důvodů bylo nutno<br />

změnit založení celého mostu <strong>na</strong> plošné<br />

založení (původně se předpokládalo<br />

založení opěr <strong>na</strong> vrtaných pilotách)<br />

a základové bloky <strong>na</strong>vrhnout jako stupňovité<br />

a zvětšit je. Kubatura výkopů <strong>na</strong>rostla,<br />

ale rychlost těžby mohla být zvýše<strong>na</strong><br />

a mohl být vyrovnán nerovnoměrný podklad.<br />

Tím byla zajiště<strong>na</strong> dlouhodobá stabilita<br />

pilířů a opěr (obr. 1 a 2).<br />

Celou stavbu provázelo zkrácení lhůty<br />

výstavby v důsledku opožděného vydání<br />

stavebního povolení. Stavba mostu trvala<br />

od říj<strong>na</strong> 2004 do listopadu 2006. Veškeré<br />

konstrukce i technologie musely být<br />

stále přešetřovány s ohledem <strong>na</strong> pracnost<br />

a dobu trvání, a to i během výstavby.<br />

Byl upraven tvar pilířů, byl zrušen<br />

náběh a ztužidlo a pilíře dostaly konstantní<br />

průřez. Pod každým trámem je umístěn<br />

jeden sloup osmiúhelníkového průřezu<br />

vepsaného do čtverce 2,1 x 2,1 m<br />

(obr. 3 a 4). Horní ztužidlo mezi sloupy<br />

přímo <strong>na</strong>hradila tuhost příčného řezu<br />

dvojtrámu nosné konstrukce.<br />

Nosná konstrukce je předepnuta lanovým<br />

předpí<strong>na</strong>cím systémem Dywidag se<br />

soudržností. Každý trám levého mostu<br />

je předepnut pěti 15lanovými a pěti<br />

19lanovými kabely. Z důvodu sjednocení<br />

<strong>na</strong>pí<strong>na</strong>cích zařízení bylo u pravého<br />

mostu zaměněno pět 15lanových kabelů<br />

za čtyři kabely 17lanové (obr. 5 až 8).<br />

40 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

2<br />

5<br />

3<br />

6


9<br />

Most dále provázely změny typu ložisek<br />

a změny příslušenství mostu. Původně<br />

byla <strong>na</strong> mostě <strong>na</strong>vrže<strong>na</strong> mohutná elastomerová<br />

ložiska vyvolávající velké vratné<br />

síly, které lze snížit vložením kluzných<br />

Obr. 1 Hloubení pilíře 9<br />

Fig. 1 The excavation of the pile hole<br />

Obr. 2. Základ pilíře 11<br />

Fig. 2 The foundation of the pile<br />

Obr. 3 Osazení výztuže pilířů<br />

Fig. 3 The erection of the reinforcement<br />

of the piles<br />

Obr. 4 Výstavba pilířů<br />

Fig. 4 The construction of the piles<br />

Obr. 5 Výstavba nosné konstrukce<br />

Fig. 5 The build-up of the superstructure<br />

of the bridge<br />

Obr. 6 Hrubá stavba<br />

Fig. 6 The construction of the bridge<br />

Obr. 7 Poslední betonáž<br />

Fig. 7 The casting of the last part of the<br />

bridge<br />

Obr. 8 Dokončovací práce<br />

Fig. 8 The completing works<br />

Obr. 9 Pohled <strong>na</strong> most s PHS<br />

Fig. 9 The view to the bridge with noise<br />

barrier<br />

Obr. 10 Podzimní pohled<br />

Fig. 10 The view in the autumn<br />

7 8<br />

desek. Toto řešení není příliš vhodné.<br />

Kluzné desky byly proto <strong>na</strong>hrazeny vhodnějšími<br />

hrncovými ložisky, která mají jasnější<br />

statické působení a lze je i před<strong>na</strong>stavit.<br />

Stavba spadá do období zavedení<br />

nových záchytných systémů. Do vnitřních<br />

říms byla osaze<strong>na</strong> ocelová svodidla<br />

ZSNH4 s úrovní zadržení H2 stanovenou<br />

podle evropských norem. Na krajních<br />

římsách byla v zadání požadová<strong>na</strong> úroveň<br />

zadržení H3. Dále byl objed<strong>na</strong>telem<br />

vznesen požadavek vybavit most oboustrannou<br />

protihlukovou neprůsvitnou stěnou.<br />

Těmto požadavkům vyhovělo řešení<br />

s betonovým posuvným svodidlem<br />

výšky 1 m s úrovní zadržení H3 osazené<br />

<strong>na</strong> římse výšky pouze 40 mm. Pracovní<br />

šířka svodidla byla omezová<strong>na</strong> nově <strong>na</strong>vrženou<br />

protihlukovou stěnou, proto byla<br />

stě<strong>na</strong> ulože<strong>na</strong> <strong>na</strong> průběžnou betonovou<br />

patku, která zachycuje zbytkovou energii<br />

při nárazu vozidla <strong>na</strong> svodidlo.<br />

Výplň protihlukové stěny (PHS) měla<br />

mít i vlastnost zachycovat světlo od projíždějících<br />

vozidel. Konstrukčně lehkým<br />

a elegantním řešením je použití neprůhledných<br />

desek z organického skla světlé<br />

zelené barvy (obr. 9). Požadavek neprů-<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

S TAVEBNÍ KONSTRUKCE<br />

STRUCTURES<br />

svitnosti stěn byl splněn, ale bohužel<br />

při pohledu <strong>na</strong> most nelze říci, že most<br />

zapadá do krajiny. Daleko lépe působí<br />

pohledy <strong>na</strong> podhled mostu (obr. 10).<br />

Základní údaje o stavbě<br />

Objed<strong>na</strong>tel Ředitelství silnic a dálnic, závod Praha<br />

Zhotovitel Sdružení vedené firmou Strabag, a. s.<br />

Realizace SMP CZ, a. s.<br />

Konstrukční řešení Stráský, Hustý a partneři, s. r. o.<br />

Projektová Valbek, s. r. o., pracoviště Plzeň, Ing. Robert<br />

dokukmentace Vorschneider<br />

10<br />

Ing. Ivan Batal<br />

Jindřich Jindra<br />

oba: SMP CZ, a. s.<br />

Evropská 37/1692, 160 41 Praha 6<br />

41


S ANACE<br />

REHABILITATION<br />

O PRAVA K ARLOVA MOSTU K O N E Č N Ě BĚŽÍ<br />

THE R E P A I R OF CHARLES B R I D G E IS R U N N I N G<br />

D AUT KARA, ZDENĚK BATAL,<br />

V ÁCLAV KRCH<br />

Oprava Karlova mostu po prvních devíti<br />

měsících.<br />

The repairing of Charles Bridge in its first<br />

nine months.<br />

V loňském roce jsme si po letech příprav<br />

mohli konečně říci, že máme v rukou<br />

projekt, stavební povolení, byl proveden<br />

výběr zhotovitele a může být konečně<br />

zaháje<strong>na</strong> oprava Karlova mostu. Vyvrcholilo<br />

tím několikaleté úsilí všech zúčastněných.<br />

K ONSTRUKCE MOSTU<br />

Karlův most je, jak všichni víme, most<br />

kamenný, tvořený šestnácti klenbami<br />

nesenými patnácti mezilehlými pilíři<br />

a dvěma koncovými opěrami, které<br />

se od pilířů konstrukčně zásadně neliší.<br />

Zvenčí je vidět kamenný plášť mostu<br />

z pískovcových kvádrů. Tento plášť kryje<br />

zdivo z lomového kamene, opuky. Zdivo<br />

bylo zděno <strong>na</strong> maltu z písku a hydraulického<br />

váp<strong>na</strong>. Stopy vaječných bílků<br />

v maltě doopravdy <strong>na</strong>lezeny nebyly. Pilíře<br />

byly založeny původně všechny plošně<br />

ve štěrku vltavského d<strong>na</strong>, po velké vodě<br />

roku 1890 byly dva tehdy nově budované<br />

pilíře, pilíře č. 5 a 6, založeny <strong>na</strong> kesonech<br />

spuštěných <strong>na</strong> úroveň skalního podloží.<br />

Základy dalších tří nejvíce ohrožených<br />

návodních pilířů byly ochráněny proti<br />

podemletí souvislými stě<strong>na</strong>mi vytvořenými<br />

z malých podlouhlých kesonů spuštěných<br />

po jejich obvodě také <strong>na</strong> skalní<br />

podloží. Vozovka je tvoře<strong>na</strong> novodobou<br />

dlažbou z žulových kostek, přibližných<br />

rozměrů 200/100/60 mm, kladených<br />

do cementové malty. Pod dlažbou<br />

je cementový potěr kryjící izolaci z <strong>na</strong>tavovacích<br />

pásů, která je polože<strong>na</strong> <strong>na</strong> další<br />

vrstvě cementového potěru. Pod ním je<br />

vyrovnávací vrstva z keramzitbetonu. Pod<br />

ní už buď o<strong>na</strong> proslulá železobetonová<br />

deska, nebo opukové zdivo mostní konstrukce.<br />

Železobetonová deska se vyskytuje<br />

místy a někdy jenom <strong>na</strong> jedné polovině<br />

mostu.<br />

P ORUCHY A JEJICH PŘÍČINY<br />

Příčinou všech výz<strong>na</strong>mných poškození<br />

Karlova mostu v jeho dosavadní historii<br />

byla Vltava, jejíž voda proudící při povodních<br />

zvýšenou rychlostí podemlela základy<br />

některých pilířů. Proto bylo v předstihu<br />

provedeno zajištění základů posledních<br />

dvou návodních pilířů, jejichž základy<br />

nebyly zabezpečeny až do úrovně skalního<br />

podloží, pilířů č. 8 a 9. Jsou to dva pilíře<br />

nejbližší levému břehu, resp. Kampě.<br />

Navíc byly u všech návodních pilířů zřízeny<br />

nové ledolamy.<br />

Karlův most je tedy ochráněn proti<br />

nebezpečí hrozícímu při povodních a je<br />

možné se věnovat odstraňování poruch,<br />

které zatím neohrožují jeho stabilitu, nicméně<br />

v průběhu let se stále zhoršují.<br />

V současné době most vykazuje viditelné<br />

poruchy, které se projevují <strong>na</strong>venek<br />

trhli<strong>na</strong>mi v povrchu zdiva, posunem<br />

v některých sparách a lokálním větráním<br />

a rozpadem jednotlivých kamenů pláště.<br />

Příčiny poruch je možné rozdělit do tří<br />

skupin:<br />

• Jednou je zatékající srážková voda, která<br />

<strong>na</strong>víc způsobuje pohyb soli, proniknuvší<br />

do mostu v době, kdy byla sůl <strong>na</strong> Karlově<br />

mostě používá<strong>na</strong> jako rozmrazovací prostředek.<br />

• Další příčinou jsou cementová malta<br />

a cementová injektážní směs, které byly<br />

hojně používány při poslední velké opravě<br />

mostu. Jsou to materiály výrazně tvrdší<br />

než pískovec s daleko nižší propustností<br />

pro vodu.<br />

• Poslední příčinou jsou objemové změny<br />

konstrukce, a to jak dlouhodobé, v průběhu<br />

roku, tak i krátkodobé, v průběhu<br />

dne. Most je sám o sobě velice tuhý<br />

a objemové změny vyvolávají v jeho plášti<br />

<strong>na</strong>pětí převyšující pevnost jak spojovací<br />

malty, tak i vlastního pískovce. Těmto<br />

objemovým změnám nemůžeme zabránit<br />

a statické uspořádání historické konstrukce<br />

také nemůžeme měnit. V mostě<br />

se v průběhu staletí vytvořila síť trhlin,<br />

které <strong>na</strong>pětí od těchto změn minimalizují,<br />

a dá se říci, že přirozenou cestou tento<br />

problém řeší. Neplatí to o všech trhlinách<br />

v mostní konstrukci a je úkolem diagnostiky<br />

každou trhlinu posoudit, stanovit příčinu<br />

a zvolit správný přístup. Zvláštní skupinu<br />

trhlin tvoří trhliny oddělující <strong>na</strong> mnoha<br />

místech parapetní zábradlí od podstavců<br />

soch. Vznik těchto trhlin je dán objemovými<br />

změ<strong>na</strong>mi, mnohé z nich ale trvale<br />

<strong>na</strong>růstají. Bylo rozhodnuto tyto trhliny<br />

respektovat a vytvořit do budouc<strong>na</strong> možnost<br />

vzájemného pohybu mezi podstavci<br />

soch a zábradlím.<br />

V ÝBĚR KAMENŮ<br />

V průběhu přípravy akce byl řešen problém<br />

určení nejlepšího druhu pískovce<br />

pro opravu lícních kamenných kvádrů.<br />

Byla <strong>na</strong>vázá<strong>na</strong> spolupráce s Přírodovědeckou<br />

fakultou Karlovy univerzity, Ústavem<br />

geochemie, mineralogie a nerostných<br />

zdrojů. Doc. Mgr. Richard Přikryl, Dr.,<br />

pracovník tohoto ústavu, zpracoval řadu<br />

studií zabývajících se původem kamenů<br />

použitých při stavbě a opravách Karlova<br />

mostu. Hodnotil jejich vlastnosti,<br />

zejmé<strong>na</strong> odolnost povětrnostním vlivům,<br />

a došel k závěru, že nejlépe se osvědčily<br />

arkosové pískovce těžené tenkrát v okolí<br />

Kamenných Žehrovic a Kralup <strong>na</strong>d Vltavou.<br />

Žádný z tehdejších lomů už v dnešní<br />

době není v provozu a v žádném z nich<br />

už není možné těžbu obnovit. Pro opravu<br />

kamenného pláště by ale bylo jednoz<strong>na</strong>čně<br />

nejvhodnější použít právě arkosy.<br />

Otevření nového lomu je otázkou několika<br />

let. Tak dlouho nebylo možné odkládat<br />

zahájení opravy, škody od zatékající<br />

srážkové vody <strong>na</strong>růstají. Proto byl hledán<br />

náhradní kámen, který by mohl být použit<br />

pro opravu podmiňující obnovu izolace.<br />

Opět Doc. Mgr. Přikryl, Dr., vyhodnotil<br />

všechny pískovce těžené <strong>na</strong> území <strong>na</strong>ší<br />

republiky a ze vzájemného srovnání vyšel<br />

jako nejlepší křemitý pískovec těžený<br />

v lomu v obci Kocbeře, blízko Jaroměře.<br />

K ONCEPCE OPRAVY<br />

Srážková voda proniká stále do konstrukce<br />

mostu, a tím se jeho stav stále zhoršuje.<br />

Prvním úkolem opravy je zabránit<br />

zhoršování stavu, tj. ochránit konstrukci<br />

před další zatékající vodou a potom,<br />

až bude konstrukce před dalším zatékáním<br />

ochráně<strong>na</strong>, opravovat citlivě jednotlivé<br />

části kamenného pláště mostu. To<br />

bude spočívat v postupném <strong>na</strong>hrazování<br />

jednotlivých lícových kvádrů, jejichž životnost<br />

skončila.<br />

Proto byla oprava mostu rozděle<strong>na</strong><br />

<strong>na</strong> části. Právě probíhající „Oprava<br />

mostovky“ zahrnuje odstranění vozovkového<br />

souvrství, odstranění všech vrstev<br />

vytvořených při poslední velké opravě<br />

v letech 1965 až 1975 kromě železo-<br />

42 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


etonové desky, rozebrání a nové vyzdění<br />

parapetního zábradlí v takovém rozsahu,<br />

aby nová izolace byla ukonče<strong>na</strong><br />

ve zdivu z dostatečně pevných a trvanlivých<br />

kamenů, vytvoření podkladu pro<br />

novou kvalitní izolaci, položení izolace<br />

a vozovkových vrstev až po <strong>na</strong>vrácení<br />

dlažby z atypických žulových kostek.<br />

Na mostě bude nové veřejné a slavnostní<br />

osvětlení, elektrické veřejné osvětlení<br />

bude <strong>na</strong>hrazeno plynovým, a nové osvětlení<br />

plavebních z<strong>na</strong>ků.<br />

Po dokončení této části bude přikročeno<br />

k opravě kamenného pláště celého<br />

mostu, od úrovně zábradlí po základy,<br />

a to <strong>na</strong> souši i ve vodě.<br />

Současně bude provede<strong>na</strong> oprava klenby<br />

pod Křižovnickým náměstím, která<br />

<strong>na</strong>vazuje <strong>na</strong> nulté pole Karlova mostu,<br />

a bez jejíž opravy není možné opravu<br />

Karlova mostu ukončit.<br />

Je zapotřebí se zmínit o tom, že již<br />

v letech 1997 a 1998 bylo opraveno<br />

schodiště <strong>na</strong> Kampu a v letech 2004<br />

až 2006 byly ochráněny proti podemletí<br />

základy dvou posledních návodních<br />

pilířů, jejichž ochra<strong>na</strong> nebyla ještě prove-<br />

de<strong>na</strong>. Jedná se o pilíře č. 8 a 9 u levého<br />

břehu Vltavy u Kampy (<strong>Beton</strong> <strong>TKS</strong><br />

4/2005, pozn. redakce).<br />

P ROVÁDĚNÍ STAVBY<br />

Stavební práce byly zahájeny rozebráním<br />

dlažby <strong>na</strong> povodní polovině mostovky,<br />

a to v posledních polích XIV a XV,<br />

a <strong>na</strong> malostranském předmostí až<br />

k Malostranské velké věži. Po celé tři měsíce<br />

potom probíhaly výkopové „objevné“<br />

práce v místech, kde je nutno odvodnění<br />

z mostu zaústit do stávající ka<strong>na</strong>lizační<br />

stoky. Výkopové práce byly prováděny<br />

ručně archeologickou metodou pod<br />

vedením PhDr. Zdeňka Dragou<strong>na</strong> z NPÚ.<br />

Zbytky Juditi<strong>na</strong> mostu zde bohužel <strong>na</strong>lezeny<br />

nebyly, ale byla objeve<strong>na</strong> zeď, podle<br />

mostní terminologie rovnoběžné mostní<br />

křídlo, která v minulosti spojovala povodní<br />

líc mostu s věží.<br />

Vlastní stavební práce <strong>na</strong> opravě mostovky<br />

probíhají zásadně vždy <strong>na</strong> určité části<br />

jedné podélné poloviny mostovky. Důvodem<br />

je nutnost zachovat po celou dobu<br />

opravy pěší provoz <strong>na</strong> mostě. Pěší provoz<br />

zde představuje především kultur-<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

1<br />

3 2<br />

S ANACE<br />

REHABILITATION<br />

ní a scénickou promenádu pro návštěvníky<br />

Prahy.<br />

Stavební proud <strong>na</strong> jedné polovině zasahuje<br />

vždy délku čtyř mostních polí. V prvním<br />

poli se odstraní dlažba a rozebere<br />

se kamenný parapet (obr. 1). Ve druhém<br />

poli se sestavuje opravený parapet<br />

(obr. 2) a začíná se s bouráním vozovky.<br />

Ve třetím poli se dokončí bourání vozovky,<br />

jsou pokládány nové podkladní vrstvy<br />

a je provádě<strong>na</strong> izolace. Ve čtvrtém poli je<br />

ochráně<strong>na</strong> izolace krycí vrstvou, ukládají<br />

se inženýrské sítě a je pokládá<strong>na</strong> dlažba.<br />

Především s ohledem <strong>na</strong> možnost přístupu<br />

<strong>na</strong> most také po schodišti z Kampy<br />

byl zvolen následující postup prací. Jak je<br />

uvedeno, práce byly zahájeny <strong>na</strong> povodní<br />

polovině mostovky a to směrem<br />

od Malostranské mostecké věže a pokračují<br />

až do pole XI, tj. pole za schody<br />

<strong>na</strong> Kampu. Zde byly práce pozastaveny<br />

a začalo se <strong>na</strong> protivodní polovině<br />

mostovky zase od Malostranské mostecké<br />

věže. Na této polovině se bude<br />

pokračovat až do pole XIII, tj. pole před<br />

schody <strong>na</strong> Kampu. Potom se postup<br />

vrátí <strong>na</strong> povodní polovinu mostu a bude<br />

Obr. 1 Rozebírání kamenného parapetního zábradlí<br />

Fig. 1 The stripping of the stone parapet<br />

Obr. 2 Zpětné vyzdívání zábradlí z nových i starých<br />

kamenů<br />

Fig. 2 The parapet rebuilding of the new and existing<br />

stones<br />

Obr. 3 Pohled do výkopu pro <strong>na</strong>pojení ka<strong>na</strong>lizace<br />

u malostranské věže<br />

Fig. 3 View into excavation for connection of the rain<br />

drai<strong>na</strong>ge to sewer system by the Lesser Town<br />

Tower<br />

43


S ANACE<br />

REHABILITATION<br />

pokračovat až ke Staroměstské mostecké<br />

věži. Poté bude opraven postupně zbytek<br />

protivodní poloviny.<br />

V dnešním příspěvku se budeme zabývat<br />

technickým řešením některých skupin<br />

prací, které jsou již ukončeny nebo<br />

jsou rozpracovány do takové hloubky, že<br />

technická řešení již vykrystalizovala a je<br />

možno podat o nich základní informace.<br />

Odvodnění mostu<br />

Odvodnění povrchových vod <strong>na</strong> malostranském<br />

konci mostu (o ploše cca<br />

550 m 2 ) je řešeno klasickým odvodněním<br />

pomocí čtyř uličních vpustí. Na celém<br />

mostě je <strong>na</strong>vržen střechovitý příčný sklon<br />

vozovky 2 % s tím, že v šířce 1,5 m<br />

od obou parapetů je <strong>na</strong>vržen protispád<br />

3 %. Voda tak stéká do dvou úžlabí,<br />

ve kterých jsou (vzhledem k omezení<br />

přetoků) umístěny ve spodní části vždy<br />

dvě uliční vpusti za sebou. Voda z uličních<br />

vpustí teče přes dvě ka<strong>na</strong>lizační šachty<br />

do stávající stoky 600/1 100 mm, situované<br />

před Velkou malostranskou mosteckou<br />

věží v hloubce cca 6,5 m. Odvodňovací<br />

potrubí vede v hloubce cca 1,5 m,<br />

poněvadž musí přejít <strong>na</strong>d historickým<br />

zdivem původního rovnoběžného křídla<br />

mostu. Hloubky 6,5 m, potřebné pro<br />

zaústění do stoky, bylo dosaženo svislým<br />

přepadem z poslední šachty. Uliční vpusti<br />

jsou sestaveny z mostního odvodňovače<br />

typu Kysuca.<br />

Na okraj poz<strong>na</strong>menáváme, že opravdu<br />

smutný pohled byl <strong>na</strong> osekané his-<br />

5 6<br />

torické zdivo, které bylo v šedesátých<br />

letech poškozeno při zřízení dnes zrušené<br />

ka<strong>na</strong>lizace.<br />

Řešení odvodnění povrchu izolace<br />

<strong>na</strong> malostranské straně mělo téměř<br />

detektivní nádech, protože se nevědělo,<br />

kde přesně probíhá a jak doopravdy vypadá<br />

rub koncové opěry (obr. 4). Po provedení<br />

potřebných výkopů se zjistilo, že <strong>na</strong>ši<br />

mostní předci provedli ukončení zcela<br />

vzorně a to schodovitým ukončením<br />

vyzdívky v rovině rubu posledního pilíře,<br />

který konstrukčně tvoří mostní opěru. Rub<br />

vyzdívky byl opatřen betonovým vyrovnáním<br />

ve sklonu cca 10 : 1 a izolace byla<br />

staže<strong>na</strong> z povrchu mostovky až <strong>na</strong> úroveň<br />

přilehlého terénu tj. do hlouby cca<br />

5 m pod úroveň vozovky. Ve spodní části<br />

byl z izolace zřízen příčný žlab, do kterého<br />

byla ulože<strong>na</strong> příčná drenáž.<br />

A vznikl problém: Co s vodou z příčné<br />

drenáže? Původně projekt předpokládal<br />

spojení odtoku z drenáže s odtokem<br />

z povrchu mostovky a odvedení<br />

vody do ka<strong>na</strong>lizace u Malostranské věže.<br />

Vzhledem k existenci historických zdí toto<br />

řešení nebylo možno použít bez pomoci<br />

tunelářských metod provádění. Protože<br />

oprava Karlova mostu je spoje<strong>na</strong> s požadavkem,<br />

že všechny výkopy budou prováděny<br />

archeologickou metodou, tunelářské<br />

postupy vzbuzovaly oprávněné<br />

rozpaky. Nakonec bylo <strong>na</strong>vrženo a přijato<br />

celkem elegantní a praktické řešení a to<br />

odvod vody z příčné drenáže do vsakovací<br />

jímky (obr. 5). Vsakovací jímka byla<br />

zříze<strong>na</strong> <strong>na</strong> dně šachty situované přibližně<br />

uprostřed příčné drenáže. Jímka je vyplně<strong>na</strong><br />

vrstvami kačírku. Dno jímky je pod<br />

úrovní hladiny Vltavy a požadovaná vsakovací<br />

schopnost jímky byla ověře<strong>na</strong> vsakovacím<br />

pokusem.<br />

Odvod povrchových vod z vlastního<br />

44 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

4


Obr. 4 Stupňovitý rub malostranské opěry<br />

Fig. 4 The stepped backing of the Lesser<br />

Town abutment<br />

Obr. 5 Odvodnění rubu opěry s příčnou<br />

drenáží a vsakovací jámou<br />

Fig. 5 Abutment backing drai<strong>na</strong>ge with<br />

lateral drai<strong>na</strong>ge and soakage pit<br />

Obr. 6 Odvodňovač <strong>na</strong>pojený <strong>na</strong> odvodnění<br />

povrchu izolace<br />

Fig. 6 The drainer connected to the<br />

waterproofing membrane surface<br />

Obr. 7 Příčný řez odstraňovaným<br />

vozovkovým souvrstvím<br />

Fig. 7 Cross section of removed surface<br />

layers<br />

Obr. 8 Místo, kde místo železobetonové<br />

desky byla jen výztuž (stopy staré<br />

opravy)<br />

Fig. 8 The place with reinforcement without<br />

concrete cover (remaining part after<br />

the previous repair)<br />

Obr. 9 <strong>Beton</strong>áž podkladu izolace<br />

Fig. 9 Pouring of concrete of the<br />

waterproofing membrane subbase<br />

Obr. 10 Provádění stříkané membránové<br />

izolace<br />

Fig. 10 Spraying of the waterproofing<br />

membrane<br />

mostu (o výměře cca 3 400 m 2 ) vyřešili<br />

stavitelé ve 14. století pomocí dvaceti<br />

čtyř kamenných chrličů, které jsou<br />

ve většině případů dosud zachovalé. Především<br />

zásluhou pracovníků NPÚ nebylo<br />

pro odvodnění použito nějaké necitlivé<br />

radikální řešení, ale nové odvodnění je<br />

opět svedeno do chrličů. Systém odvodnění<br />

je doplněn o nově vyvinuté otočné<br />

litinové mostní odvodňovače typu Kysuca,<br />

které odvádějí vodu pomocí bočního<br />

odtoku z korozivzdorné oceli přímo<br />

do chrličů. Odvodňovače odvádějí i vodu<br />

z povrchu izolace, která vsakuje spárami<br />

v kamenné dlažbě (obr. 6).<br />

Odvodnění staroměstského konce<br />

mostu, které se bude provádět až<br />

příští rok, projekt řeší podobně jako<br />

<strong>na</strong> malostranském konci. Skutečné provedení<br />

bude určitě ovlivněno konkrétní<br />

podobou odkrytých konstrukcí.<br />

Mostovka<br />

Celé stávající vozovkové souvrství<br />

<strong>na</strong> mostovce se vyměňuje za nové<br />

(obr. 7). Za vozovkové souvrství považujeme<br />

všechny vrstvy, které se <strong>na</strong>cháze-<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

7<br />

9<br />

8<br />

10<br />

S ANACE<br />

REHABILITATION<br />

jí <strong>na</strong>d konstrukční železobetonovou deskou,<br />

která byla vlože<strong>na</strong> pod vozovku při<br />

opravě v šedesátých a sedmdesátých<br />

letech minulého století. Deska se <strong>na</strong>chází<br />

v hloubce cca 450 mm pod povrchem<br />

vozovky. Účelem vložení desky společně<br />

s návrhem kotvení poprsních zdí bylo<br />

konstrukční zpevnění příčného řezu, tzn.<br />

zamezení vyklánění poprsních zdí a zvýšení<br />

příčné tuhosti mostu, aby lépe vzdoroval<br />

tlaku vody a splavenin při povodních.<br />

Bohužel odkrývaná skutečnost je trochu<br />

jiná. Zpevňující konstrukční deska byla<br />

provede<strong>na</strong> velice neprofesionálně a dá<br />

se říci až nedbale. Např. v některých místech<br />

deska zcela chybí nebo v jiných místech<br />

byla polože<strong>na</strong> pouze výztuž, která<br />

byla zakryta lehkým keramzitbetonem<br />

(obr. 8). Zakotvení konců desky do parapetních<br />

zdí bylo provedeno šikmo dolů<br />

vedenými kotvami z betonářské výztuže<br />

s téměř <strong>na</strong>hodilým rozmístěním. O nějakém<br />

zachycení vodorovných sil, potřebných<br />

k zamezení vyklánění poprsních zdí,<br />

se nedá vůbec hovořit.<br />

Daleko nebezpečnější, <strong>na</strong>štěstí pouze<br />

45


S ANACE<br />

REHABILITATION<br />

v některých místech, je vyjíždění celého<br />

parapetního zábradlí směrem ven z konstrukce.<br />

Kluzná spára je přibližně v úrovni<br />

horního povrchu zesilující desky. Při rozebírání<br />

parapetního zábradlí se zjistilo, že<br />

kvalita kamenů směrem do vozovky pod<br />

úrovní vozovky je velice špatná. V některých<br />

místech se nejedná ani o rozrušený<br />

kámen, ale o shluk různých úlomků.<br />

A právě taková místa mohou být velice<br />

<strong>na</strong>sákavá a <strong>na</strong>mrzavá, a způsobovat tak<br />

odtlačování parapetu zábradlí. Nebude<br />

to asi jediný důvod, ale pravděpodobně<br />

jeden z nejvíce rozhodujících.<br />

Oprava mostovky spočívá v přerušení<br />

stávajících kotev a oddělení železobetonové<br />

desky podélnou spárou od parapetního<br />

zábradlí. Spára je vyplněná štěrkem<br />

a má šířku cca 150 mm. Ložná<br />

spára nově sestavovaného parapetu se<br />

opravuje doplněním opukové vyzdívky<br />

nebo opravou kamenů v ložné spáře.<br />

Nový parapet je již zděn vždy z kamenů<br />

<strong>na</strong> celou šířku parapetu tj. 400 mm.<br />

K vysvětlení je nutno podotknout, že lícové<br />

zdivo <strong>na</strong>d klenbami má v některých<br />

místech menší tloušťku než je tloušťka<br />

zábradlí, tj. 400 mm, proto se ložná spára<br />

doplňuje opukovou vyzdívkou.<br />

Nové vozovkové souvrství se provádí<br />

po jednotlivých vrstvách vždy v rozsahu<br />

jedné podélné poloviny jednoho mostního<br />

pole. První vrstvou je vyrovnávací<br />

vrstva z KZC (kameniva zpevněného<br />

cementem) proměnné tloušťky cca 50<br />

až 150 mm, která se klade <strong>na</strong> separační<br />

geotextilii. Druhou vrstvou je vrstva spádového<br />

betonu C30/37–XF1 (v tloušťce<br />

150 mm) (obr. 9), která již tvoří pod-<br />

klad pro stříkanou izolaci Eliminátor. Eliminátor<br />

je membránová izolace z dvousložkového<br />

materiálu <strong>na</strong> bázi metakrylátových<br />

pryskyřic. Stříkaná izolace je<br />

<strong>na</strong> okraji vanovitě vytaže<strong>na</strong> (<strong>na</strong> výšku<br />

cca 170 mm) <strong>na</strong> svislý líc parapetního<br />

zábradlí a zde je ukonče<strong>na</strong> do vyfrézované<br />

drážky hloubky 30 mm (obr. 10).<br />

Pro odvod vody z povrchu izolace se<br />

<strong>na</strong> povrch izolace bodově přilepuje drenážní<br />

rohož. Drenážní rohož tvoří HDPE<br />

geosíť s vlákny pod úhlem 60° s jednostrannou<br />

lami<strong>na</strong>cí geotextilií.<br />

Na drenážní vrstvu se pokládá krycí betonová<br />

vrstva opět z betonu C30/37–XF1<br />

v tloušťce původně 80 nově 100 mm.<br />

Tato relativně nenápadná a tenká vrstva<br />

je účastníky výstavby <strong>na</strong>zývaná jako<br />

„high“ vrstva. V ní je nutno schovat<br />

a „vykličkovat“ vedení všech novodobě<br />

potřebných inženýrských sítí <strong>na</strong> mostě,<br />

tzn. potrubí plynového osvětlení, kabely<br />

ovládání plynového osvětlení, kabely<br />

slavnostního osvětlení, kabely osvětlení<br />

plavebních z<strong>na</strong>ků a optické kabely<br />

kamerového systému. Všechny sítě jsou<br />

samozřejmě uloženy v plastových žlabech<br />

nebo chráničkách<br />

Jako poslední se provádí vrstva žulové<br />

dlažby kladené do pískové vrstvy stabilizované<br />

vápnem. Používá se původní dlažba.<br />

Poškozené a ztracené kostky (přibližně<br />

5 %) se doplňují novou dlažbou. Také<br />

kladečský rastr se používá původní, tzn.<br />

příčné řádkování po celé ploše doplněné<br />

o šest podélných řádků v prostoru úžlabí.<br />

Co podotknout <strong>na</strong> závěr. Především se<br />

ukazuje, že přes veškerou s<strong>na</strong>hu zpracovatelů<br />

projektové dokumentace nelze<br />

11<br />

12<br />

u takových oprav (rozsahu opravy Karlova<br />

mostu) považovat něco za vyprojektované,<br />

dokud se práce skoro nedokončí.<br />

Např. ka<strong>na</strong>lizace <strong>na</strong> malostranském<br />

předmostí měla asi čtyři návrhy, které<br />

se upravovaly dle skutečných podmínek<br />

<strong>na</strong> místě. Takový postup však vyžaduje<br />

z<strong>na</strong>čnou operativnost všech zúčastněných<br />

ve všech fázích provádění.<br />

S TATIKA A STAVEBNĚTECHNICKÝ<br />

PRŮZKUM OBLOUKU Č . 14<br />

V průběhu podzimu 2007 bylo zjištěno<br />

odpadávání úlomků kamenného pláště<br />

<strong>na</strong> spodním líci klenby č. 14. Protože<br />

dočasný zábor stavby pro opravu mostovky<br />

zahrnuje také prostory pod oblouky,<br />

musel se dodavatel stavebních prací SMP<br />

CZ, a. s., touto situací zabývat. Oblouk<br />

č. 14 se klene <strong>na</strong>d Čertovkou, po které<br />

je provozován poměrně čilý ruch vyhlídkových<br />

člunů a zároveň je zde umístě<strong>na</strong><br />

vinár<strong>na</strong> se zahrádkou. Hrozí zde tedy určité<br />

riziko úrazu.<br />

Pro stanovení, jaká opatření mají být<br />

pro zajištění bezpečnosti provede<strong>na</strong>, bylo<br />

rozhodnuto o provedení dodatečného<br />

stavebně-technického průzkumu a statického<br />

posouzení klenby. Doc. Mgr. Richard<br />

Přikryl, Dr., z Univerzity Karlovy v Praze<br />

současně vypracoval Průzkum lícního<br />

zdiva klenby pole XIV Karlova mostu<br />

v Praze, geomechanické vyhodnocení<br />

vývrtů (obr. 11 a 12).<br />

V listopadu 2007 byla <strong>na</strong>d Čertovkou<br />

smontová<strong>na</strong> pracovní ploši<strong>na</strong>, která<br />

pomocí lehkého lešení umožnila bezprostřední<br />

přístup ke spodnímu líci klenby.<br />

Tato ploši<strong>na</strong> zároveň vytvořila ochranný<br />

46 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


strop, pod kterým byla dále provozová<strong>na</strong><br />

lodní doprava bez omezení.<br />

Rozsah a úkoly stavebně –<br />

technického průzkumu<br />

Průzkum byl prováděn jed<strong>na</strong>k z prostoru<br />

pracovní plošiny pod klenbou, jed<strong>na</strong>k<br />

z prostoru mostovky v době, kdy stavební<br />

práce dosáhly k oblouku č. 14.<br />

Hlavní úkoly stavebně-technického průzkumu:<br />

• ověření konstrukce a technického<br />

stavu klenby a prostoru mezi klenbou<br />

a mostovkou,<br />

• určení základních materiálových charakteristik,<br />

pevnosti a vlhkosti zdiva u zjištěných<br />

materiálů,<br />

• ověření způsobu provádění předchozích<br />

oprav povrchově zvětralých pískovcových<br />

bloků, tj. určení zda byly vyměněny<br />

celé bloky či pouze provedeno<br />

zaplentování kamennou deskou.<br />

Vizuální kontrolou byl zjištěn velice špatný<br />

stav kamenného pláště. V rozsáhlých<br />

plochách jsou kameny klenby <strong>na</strong> povrchu<br />

<strong>na</strong>rušeny, koroze při bližším zkoumání<br />

zasahuje do hloubky cca 30 mm.<br />

Poklepem bylo zjištěno množství dalších<br />

ploch, které jsou již odděleny od podkladu.<br />

Následně byly realizovány tyto průzkumné<br />

práce:<br />

• Z prostoru mostovky byly provedeny dva<br />

svislé jádrové vrty o ∅ 90 mm <strong>na</strong> celou<br />

výšku konstrukce mostu (po sejmutí krycího<br />

souvrství) a vyhloube<strong>na</strong> ručně kopaná<br />

sonda, z jejíhož d<strong>na</strong> pak byl opět proveden<br />

jádrový vrt.<br />

• Z prostoru pracovní plošiny byly vyvrtány<br />

tři šikmé dovrchní vrty o ∅ 50 mm<br />

v místech oprav pro ověření způsobu<br />

opravy a dále byla nedestruktivní metodou<br />

in-situ ověře<strong>na</strong> pevnost pískovcových<br />

bloků klenby a malty ve spárách. Tyto<br />

práce byly doplněny laboratorními zkouškami<br />

odebraných vzorků pro ověření pevnosti<br />

a vlhkosti jednotlivých materiálů.<br />

Obr. 11 Řez konstrukcí mostu podle kopané<br />

sondy v poli XIV<br />

Fig. 11 The section through the bridge<br />

structure according to test pit in the<br />

XIVth field<br />

Obr. 12 Rubová klenba z opuky v kopané<br />

sondě v poli XIV<br />

Fig. 12 The are<strong>na</strong>ceous marl vault in the<br />

XIVth bridge field test pit<br />

Závěry z provedeného průzkumu lze<br />

shrnout do následujících bodů:<br />

• Klenba oblouku je tvoře<strong>na</strong> opracovanými<br />

pískovcovými kvádry (karbonská arkóza)<br />

v tloušťce 450 mm.<br />

• Pevnost v tlaku pískovcových kvádrů je<br />

nízká, v průměru 10 MPa.<br />

• Dřívější opravy zvětralých bloků byly<br />

realizovány pískovcovým blokem (arkózový<br />

pískovec) v tloušťce 200 mm o pevnosti<br />

v tlaku v průměru 30 MPa. Prostor<br />

mezi původním kamenem a novým blokem<br />

je vyplněn cementovou maltou.<br />

• Malta ve spárách je celkově kvalitní<br />

a zachovalá.<br />

• Výslednou pevnost zdiva klenby lze stanovit<br />

hodnotou Rd = 2,2 až 2,4 MPa<br />

• V prostoru <strong>na</strong>d klenbou bylo zjištěno<br />

masivní nepravidelné zdivo s převahou<br />

opukových kamenů a bloků stmelené<br />

kvalitní maltou o vysoké pevnosti. Ve vrstvě<br />

cca 600 mm za klenbou jsou opukové<br />

kameny kladeny nejdříve v jedné vrstvě<br />

<strong>na</strong>plocho k rubu a následně v jedné<br />

vrstvě radiálně a tvoří tak zesílení vlastní<br />

klenby, dále jsou kameny kladeny převážně<br />

horizontálně.<br />

• Výslednou pevnost tohoto zdiva lze stanovit<br />

hodnotou Rd = 1,0 až 1,3 MPa.<br />

• Vlhkost odebraných vzorků byla převážně<br />

velmi vysoká, více jak 10 % hmotnosti.<br />

• Výsledky průzkumu byly použity pro<br />

vstupní parametry statického přepočtu.<br />

Klenba byla modelová<strong>na</strong> metodou<br />

konečných prvků – pískovcová lícní klenba<br />

prutovými prvky; paty klenby, opukové<br />

výplňové zdivo včetně opukového<br />

lemu plošnými prvky.<br />

Řešen byl pruh klenby široký 1 m bez<br />

vlivu poprsních zdí.<br />

Zatížení bylo uvažováno zatížením stálým<br />

a zatížením pohyblivým v různých<br />

kombi<strong>na</strong>cích:<br />

• stálé zatížení,<br />

• stálé + plné pohyblivé (odpovídá ekvivalentu<br />

zatížení třídy A, jedno vozidlo<br />

32 t),<br />

- stálé + 80 % pohyblivého,<br />

- stálé + 60 % pohyblivého.<br />

Maximální <strong>na</strong>pětí v patě klenby dosahují<br />

hodnot -1,52 MPa, ve vrcholu pak<br />

-0,7 MPa.<br />

Vzhledem k určitému oslabení klenby<br />

bylo uvažováno využití 75 %, neboli<br />

účinná tlouštka klenby byla reduková<strong>na</strong><br />

<strong>na</strong> 350 mm a redukováno bylo i pohyblivé<br />

zatížení. Statický výpočet prokázal, že<br />

konstrukce je stabilní a pole mostu č. 14<br />

lze zatížit jedním vozidlem 25 t.<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

S ANACE<br />

REHABILITATION<br />

Závěry a současná situace<br />

Na základě výše uvedených průzkumů<br />

a posudků byl učiněn závěr, že mostní<br />

oblouk je staticky spolehlivý a z rubové<br />

strany nejsou nutná žádná konstrukční<br />

opatření. Poruchy a zvětrání pláště klenby<br />

je způsobeno dlouhodobým zatékáním<br />

do konstrukce a následně pak dopadem<br />

klimatických změn v průběhu roku včetně<br />

deformací oblouku způsobených teplotními<br />

změ<strong>na</strong>mi. Protože oprava kamenného<br />

pláště není v současné době provádě<strong>na</strong><br />

(je zpracová<strong>na</strong> dokumentace pro stavební<br />

povolení) a s její realizací se počítá<br />

v horizontu cca 5 až 7 let, jsou nicméně<br />

nutná provizorní opatření, která zajistí<br />

<strong>na</strong> tuto dobu prostor pod obloukem před<br />

opadáváním kamenných úlomků. Tato<br />

opatření jsou v současné době projekčně<br />

zpracovává<strong>na</strong> a budou v nejbližším období<br />

realizová<strong>na</strong>.<br />

Z ÁVĚR<br />

Rádi bychom konstatovali, že po počáteční<br />

době ověřování jednotlivých technologických<br />

postupů se stavba dostává<br />

do fáze rutinní řemeslné práce, kdy jednotlivé<br />

činnosti jdou plynule za sebou<br />

přesně podle řádků harmonogramu.<br />

Víme ale, že překvapení budou možná<br />

až do odkrytí poslední části původní konstrukce.<br />

Investor Odbor městského investora MHP<br />

Mandatář<br />

investora<br />

Mott MacDo<strong>na</strong>ld Praha, s. r. o<br />

Projektant PUDIS, a. s.<br />

Zhotovitel SMP CZ, a. s.<br />

Ing. Daut Kara<br />

Mott MacDo<strong>na</strong>ld Praha, s. r. o.<br />

Národní 15, 110 00 Praha 1<br />

tel.: 724 050 335<br />

e-mail: daut.kara@mottmac.cz<br />

Ing. Zdeněk Batal<br />

SMP CZ, a. s.<br />

Evropská 1692/37, 160 41 Praha 6<br />

tel.: 602 133 438, e-mail: batalz@smp.cz<br />

Ing. Václav Krch<br />

PUDIS, a. s.<br />

Nad vodovodem 169, 100 00 Praha10<br />

tel.: 602 357 038<br />

e-mail: vaclav.krch@pudis.cz<br />

Fotografie: Martin Frouz a autoři článku<br />

47


S ANACE<br />

REHABILITATION<br />

P Ř E P O Č T Y D Á L N I Č N Í C H MOSTŮ VE V ELKÉ B R I T Á N I I<br />

ASSESSMENTS OF H I G H W A Y B R I D G E S I N G R E A T B R I T A I N<br />

R ADEK FALÁŘ<br />

Stručné seznámení se současným stavem<br />

dálničních mostů ve Velké Británii<br />

a postupy jejich přepočtu včetně příkladů<br />

nejčastějších poruch.<br />

A brief information on the state-of-theart<br />

of highway bridges in the United<br />

Kingdom and principles of their assessments<br />

including examples of the most<br />

frequent defects.<br />

Silniční a dálniční infrastruktura ve Velké<br />

Británii je z velké části vybudová<strong>na</strong> již<br />

desítky let. Po letech provozu je největším<br />

objemem stavebních prací <strong>na</strong>vyšování<br />

kapacity silnic a dálnic. S tím souvisí<br />

<strong>na</strong>př. i rozšiřování mostů, jejich přepočty,<br />

opravy, rekonstrukce apod. V článku<br />

se budeme věnovat poz<strong>na</strong>tkům a zkušenostem<br />

získaným zejmé<strong>na</strong> v jihozápadní<br />

oblasti Anglie, Wessexu, kde se rozkládá<br />

operační oblast tzv. Area 2.<br />

A REA 2<br />

Každá země Velké Británie má vlastní<br />

1<br />

2<br />

nejvyšší odpovědný orgán, který je zodpovědný<br />

za veškeré silniční komunikace.<br />

V Anglii je tímto úřadem Highways Agency<br />

(HA). HA pracuje <strong>na</strong>d čtrnácti operačními<br />

oblastmi (obr. 1).<br />

Zabezpečení provozu, údržby a modernizace<br />

dálnic v jednotlivých oblastech<br />

zajišťují soukromé firmy. Firmy jsou vybírány<br />

prostřednictvím veřejné soutěže a uzavírají<br />

s HA časově omezený kontrakt.<br />

Operační oblast Area 2, kterou spravuje<br />

již ve druhé etapě konsorcium firem<br />

Mott MacDo<strong>na</strong>ld Ltd. a Balfour Beatty<br />

Infrastructure Services Ltd., zahrnuje především<br />

velmi důležité dálnice M4 z Newbury<br />

do Bristolu, M5 z Exeteru do Cheltenhamu,<br />

páteřní <strong>silnice</strong> A36 ze Southamptonu<br />

do Bristolu, A40 z Gloucesteru<br />

do Walesu, A303 z Exeteru <strong>na</strong> Londýn<br />

a další <strong>silnice</strong> nižších kategorií (obr. 2).<br />

Správce operační oblasti zajišťuje v rámci<br />

své územní působnosti hlavní i pravidelné<br />

prohlídky mostních konstrukcí, provádí<br />

prostřednictvím svých hlídek monitorování<br />

oblasti a zajišťuje aktuální dopravní<br />

informace. V rámci pravidelných prohlídek<br />

shromažďuje technické informace, které<br />

jsou předávány projekčním týmům jako<br />

výchozí podklad pro zpracování přepočtu,<br />

studie proveditelnosti popř. návrhu rekonstrukce,<br />

a rovněž se vkládají do systémové<br />

databáze mostních konstrukcí.<br />

D ATABÁZE MOSTNÍCH KONSTRUKCÍ<br />

Pro účely rychlého získávání podkladů při<br />

posuzování stávajících mostních konstrukcí<br />

je vytváře<strong>na</strong> databáze mostních konstrukcí<br />

SMIS. Je to v podstatě zabezpečená<br />

intranetová databáze, která je spravová<strong>na</strong><br />

Highways Agency a kde jsou uvedeny<br />

důležité informace týkající se dané mostní<br />

konstrukce po celý průběh její životnosti.<br />

V rámci této databáze je každá mostní<br />

konstrukce číselně identifikovatelná. Další<br />

údaje, které lze <strong>na</strong>jít v této databázi, jsou:<br />

geodetické souřadnice polohy a situační<br />

plán, zatížitelnost normální, či výhradní<br />

a zda se most <strong>na</strong>chází <strong>na</strong> vybrané trase<br />

pro zvláštní vozidla přepravující velmi těžký<br />

nebo velmi vysoký náklad. Dále je zde<br />

možno <strong>na</strong>lézt <strong>na</strong>př. výkresy skutečného<br />

provedení, všechny zprávy o výsledcích<br />

mostních prohlídek od uvedení mostu<br />

do provozu, záz<strong>na</strong>my o veškerém poškození<br />

nosné konstrukce nebo jejího vyba-<br />

vení, záz<strong>na</strong>my o provedených sondách, či<br />

speciálních průzkumech, výsledky výpočtu<br />

zatížitelnosti apod. Stručně shrnuto, jedná<br />

se o jakýsi elektronický mostní list. Bohužel,<br />

ačkoli se jedná o nástroj velmi užitečný<br />

a výkonný, je to systém poměrně nový<br />

a zejmé<strong>na</strong> u starších konstrukcí v něm<br />

nelze <strong>na</strong>jít požadované informace jako<br />

<strong>na</strong>př. výkresy skutečného provedení.<br />

T YPY MOSTNÍCH KONSTRUKCÍ<br />

Dálniční síť je ve Velké Británii vybudová<strong>na</strong><br />

již desítky let. Větši<strong>na</strong> mostních konstrukcí<br />

spadá svým stářím do období 60.<br />

a 70. let minulého století. V té době projektanti<br />

<strong>na</strong>vrhovali a vyvíjeli různé typy<br />

přemostění. Některé jsou zdařilé, některé<br />

méně. Setkáme se zde s celou řadou<br />

konstrukčních řešení tak, jak je známe<br />

u nás. Nejčastější jsou <strong>mosty</strong> železobetonové<br />

klenbové, rámové, deskové, trámové,<br />

dále betonové předpjaté, následují<br />

ocelové a ocelobetonové spřažené.<br />

Velmi časté jsou spřažené konstrukce<br />

beton-beton, kdy základem bývá předpjatý<br />

trámový prvek, <strong>na</strong> který se <strong>na</strong>betonuje<br />

železobetonová deska. Další zvláštností<br />

této doby jsou tzv. nosníky Preflex<br />

(u nás známé pod pojmem SNOP<br />

– spřažený nosník ohybem předpjatý).<br />

Jedná se o ocelový nosník s obetonovanou<br />

dolní pásnicí a s horní pásnicí spraženou<br />

s betonovou deskou. Aby beton<br />

<strong>na</strong> dolní pásnici spolupůsobil, je v něm<br />

vyvozeno tlakové <strong>na</strong>pětí tak, že se <strong>na</strong>dvýšený<br />

nosník ohne směrem dolů a obetonuje<br />

se dolní pásnice. Po zatvrdnutí betonu<br />

se nosník uvolní, a tím se do betonu<br />

vnese tlakové <strong>na</strong>pětí. Pro přepočet zatížitelnosti<br />

takovýchto typů konstrukcí je<br />

často obtížné vůbec získat původní návrhové<br />

předpisy. Posouzení je <strong>na</strong>víc nutné<br />

provést podle současně platných předpisů<br />

<strong>na</strong> základě metodiky mezních stavů.<br />

Je proto vhodné zavést určité zjednodušující<br />

předpoklady, <strong>na</strong>př. zanedbat beton<br />

<strong>na</strong> dolní pásnici a neuvažovat s ním pro<br />

výpočet únosnosti.<br />

M ETODIKA PŘEPOČTU KONSTRUKCÍ<br />

Stanovení zatížení pro návrh nových<br />

a přepočet stávajících mostních konstrukcí<br />

se provádí <strong>na</strong> základě metodiky mezních<br />

stavů podle tzv. Departmental Standards,<br />

které vydává HA ve spolupráci<br />

<strong>48</strong> B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


s ostatními odpovědnými orgány jednotlivých<br />

zemí Velké Británie. Jedná se o ucelený<br />

soubor technicko-kvalitativních podmínek<br />

a doplněných návrhových norem<br />

BS (British Standard) pro účely <strong>na</strong>vrhování<br />

a přepočítávání silničních mostů. Tento<br />

soubor se <strong>na</strong>zývá DMRB (Design Manual<br />

for Road and Bridges).<br />

Na základě provedených prohlídek správce<br />

oblasti po dohodě s HA určí konstrukci,<br />

která má být přepočte<strong>na</strong>. Nejčastěji to<br />

bývá v rámci uceleného fi<strong>na</strong>nčního programu,<br />

systematického monitoringu. Základem<br />

jakékoliv projektové činnosti pro HA,<br />

ať už se jedná o návrh nové nebo posuzování<br />

či rekonstrukci stávající konstrukce, je<br />

tzv. Approval In Principle (dále jen AIP). AIP<br />

je základní ustanovení pro další činnost<br />

a podléhá schválení HA. Jsou tam uvedeny<br />

identifikační údaje o konstrukci, vysvětlení<br />

důvodu, proč je daná konstrukce přepočítává<strong>na</strong>,<br />

popis <strong>na</strong>vrženého modelu,<br />

uvažované zatížení a kategorie konstrukce.<br />

Posledně zmíněná kategorie je velice<br />

důležitý údaj, neboť <strong>na</strong> jeho základě se<br />

provádí kontrola statického výpočtu. Podle<br />

náročnosti a složitosti konstrukce se rozlišují<br />

kategorie 0, 1, 2, 3. Kategorie 3 je nejpřísnější<br />

a spadají sem staticky velmi složitě<br />

působící konstrukce, které vyžadují kontrolu<br />

výsledku statického výpočtu nezávislou<br />

organizací. Větši<strong>na</strong> běžných mostních<br />

konstrukcí spadá do kategorie 2, kdy kontrolu<br />

statického výpočtu provádí nezávislá<br />

skupi<strong>na</strong> v rámci jedné organizace. Výsledkem<br />

celého procesu je zpráva o výsledcích<br />

přepočtu tzv. Assessment Report,<br />

kde je popsán podrobný postup a<strong>na</strong>lýzy<br />

konstrukce, zavedené předpoklady včetně<br />

materiálových charakteristik a shrnutí<br />

výsledků. Nedílnou součástí zprávy je<br />

tzv. Check Certificate, kterým autor potvrdí<br />

správnost obsahu zprávy. Zpráva se<br />

pak předloží HA ke schválení. Na základě<br />

výsledků zprávy se rozhoduje o dalším<br />

postupu (snížení zatížitelnosti, pokud<br />

to podmínky provozu dovolují, studie proveditelnosti<br />

zesilujících opatření či rekonstrukce<br />

nebo odstranění stávající a návrh<br />

a realizace nové konstrukce).<br />

P ŘÍKLADY PORUCH<br />

Nejčastějšími poruchami ocelových mostů<br />

jsou poruchy způsobené ú<strong>na</strong>vou a korozí<br />

v důsledku špatné údržby a detailů. Příklady<br />

ú<strong>na</strong>vového porušení příhradového<br />

ztužení ocelového komorového mostu<br />

před opravou a po opravě jsou uvedeny<br />

<strong>na</strong> obr. 3 a 4.<br />

U betonových mostů je největším problémem<br />

nefunkční hydroizolace. V důsledku<br />

toho dochází k jejich z<strong>na</strong>čné degradaci<br />

vlivem vlhkosti. Na obr. 5 a 6 je ukázka<br />

degradace betonové mostovky spraženého<br />

ocelobetonového mostu <strong>na</strong> dálnici M5<br />

vlivem karbo<strong>na</strong>tace betonu.<br />

S HRNUTÍ<br />

V průběhu práce <strong>na</strong> projektu přepočtů<br />

mostních konstrukcí do Velké Británie<br />

bylo velkým přínosem seznámení<br />

se s tamními návrhovými a legislativními<br />

postupy. Velkou výhodou pro získávání<br />

informací o stávajících konstrukcích je<br />

bezesporu elektronická databáze mostních<br />

listů.<br />

Z uvedených příkladů poruch mostů je<br />

patrné, že se tamní konstrukce potýkají<br />

se zhruba stejnými problémy degradace<br />

betonových a ocelových konstrukcí nebo<br />

jejich částí jako v tuzemsku, i přesto, že<br />

se <strong>na</strong>cházejí v mírnějších a stálejších klimatických<br />

podmínkách. Rovněž je zřejmé,<br />

že neméně závažné problémy konstrukcí<br />

byly způsobeny nevhodnými návrhy<br />

nebo nekázní <strong>na</strong> stavbě.<br />

5 6<br />

Ing. Radek Falář<br />

Mott MacDo<strong>na</strong>ld, spol. s r. o.<br />

Národní 15, 110 00 Praha 1<br />

tel.: 221 412 819<br />

e-mail: radek.falar@mottmac.com<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

3<br />

4<br />

S ANACE<br />

REHABILITATION<br />

Obr. 1 Operační oblasti HA<br />

Fig. 1 Highways Agency Areas<br />

Obr. 2 Operační oblast Area 2<br />

Fig. 2 Area 2<br />

Obr. 3 Diagonála porušená ú<strong>na</strong>vovou<br />

trhlinou<br />

Fig. 3 Broken diago<strong>na</strong>l with the fatigue<br />

crack<br />

Obr. 4 Diagonála po opravě připojená<br />

třecím stykem<br />

Fig. 4 Repaired diago<strong>na</strong>l using HSFG<br />

connection<br />

Obr. 5 Jádrový vývrt degradované betonové<br />

desky mostovky<br />

Fig. 5 Core sample of deteriorated<br />

concrete deck slab<br />

Obr. 6 Odhalená horní výztuž desky<br />

Fig. 6 Bared top reinforcement of deck slab<br />

49


F IREMNÍ PREZENTACE<br />

COMPANY PRESENTATION<br />

M OST SO 207 - ESTAKÁDA, R6 PRŮTAH MĚSTEM KARLOVY VARY<br />

Neustálý nárůst dopravního zatížení v České republice zesiluje tlak <strong>na</strong> dobudování<br />

sítě dálnic a rychlostních komunikací a s tím souvisejících dopravních<br />

řešení obcí a měst tedy tzv. průtahů a obchvatů. Součástí dopravního řešení<br />

rychlostní komunikace R6 je i „zajímavě“ koncipovaný průtah městem Karlovy<br />

Vary. V rámci této stavby byl postaven nový most: ESTAKÁDA SO 207.<br />

Stoupající nároky <strong>na</strong> kvalitu stavebních děl už dnes zahrnují běžně požadavky<br />

<strong>na</strong> dlouhodobou odolnost staveb vůči škodlivým vlivům spojenou s estetickým<br />

provedením díla. Proto se povrchové úpravy betonových a železobetonových<br />

konstrukcí staly běžnou součástí stavebních prací i <strong>na</strong>př. v mostním<br />

stavitelství. Příkladem použití takových technologií je i tento příspěvek.<br />

Most je součástí průtahu R6 Karlovy Vary – západ. Dílo bylo realizováno<br />

v rámci Sdružení průtahu <strong>silnice</strong> I/6. Tato estakáda překračuje ve Dvorech<br />

železniční trať, silnici I/6, Chodovský potok a kruhovou křižovatku u OC<br />

TESCO. Pravotočivým obloukem v extravilánu přechází do rovné části, překračuje<br />

mimoúrovňově silnici I/20 se směry Jenišov, Doubí, Plzeň, pokračuje<br />

rovným úsekem do biokoridoru a levým obloukem se <strong>na</strong>pojuje <strong>na</strong> stávající<br />

I/6. Stavba průtahu <strong>silnice</strong> I/6 Karlovy Vary – západ řeší dokončení výstavby<br />

čtyřpruhové komunikace I/6 v západní části města Karlovy Vary a její provizorní<br />

<strong>na</strong>pojení <strong>na</strong> rychlostní komunikaci R6 před obcí Hory. Kapacitní i dopravní<br />

parametry nové komunikace umožňují převést dopravní zátěž z města<br />

ve směru <strong>na</strong> Cheb a mimoúrovňovými křižovatkami se <strong>na</strong>pojuje doprava<br />

z komunikace I. třídy I/20 a z komunikací II. třídy II/220 a II/222.<br />

• Objekt: Most SO 207 Estakáda R6 Průtah Karlovými Vary<br />

• Investor: ŘSD – pobočka Karlovy Vary CZ<br />

• Projekce: Pragoprojekt Praha CZ<br />

• GDS: SMP – Praha CZ<br />

• Realizační firma: Efisan s.r.o. Tlučná CZ<br />

• Rok realizace: 2007<br />

• Aplikovaný systém společnosti BASF: materiály EMACO, Masterseal ®<br />

368, Mastertop ® 1110, Masterseal ® 332 Antigraffiti<br />

Z ADÁNÍ OD INVESTORA ŘSD (A GDS)<br />

• Sa<strong>na</strong>ce otvorů po distančních trubičkách<br />

• Aplikace nátěru OS-B – pilíře a opěry RAL9001<br />

1<br />

2<br />

• Aplikace nátěru OS-B – nosná konstrukce RAL9002<br />

• Aplikace nátěru Antigraffiti – pilíře a opěry<br />

• Aplikace nátěru OS-C – nosná konstrukce <strong>na</strong>d tratí RAL9002 („ochra<strong>na</strong> proti<br />

kouřovým plynům“)<br />

• Celková plocha nátěrů – cca 26 000 m 2 .<br />

P OPIS KONSTRUKCE<br />

Nosná konstrukce SO 207 se skládá ze 3 typů konstrukčních prvků, a to:<br />

• 1. SO 207A – spojitá kce z podélně předpjatých mostních prefabrikovaných<br />

nosníků T 93 spřažené s deskou přes příčníky <strong>na</strong>d jednotlivými pilíři – OP1<br />

až P8 – cca 135 m x 2 <strong>mosty</strong><br />

• 2. SO 207B – v podélném směru spojitá komůrková konstrukce ze segmentových<br />

prefabrikovaných dílců letmo montovaných – cca 501 m x 2 <strong>mosty</strong><br />

• Pilíře konstrukce SO 207 a SO 207B. Pilíře se v rovině kolmé <strong>na</strong> osu mostu<br />

mírně kónicky souměrně rozšiřují – rozšíření jedné strany je ve směru<br />

od osy mostu <strong>na</strong> výšku 3 m o cca 0,275 m, čímž vzniká tvarové řešení<br />

do písmene V.<br />

S ohledem <strong>na</strong> polohu celé estakády v intravilánu města Karlovy Vary byl <strong>na</strong>vržen<br />

dvoubarevný celoplošný sjednocující a protiimisní nátěr doplněný <strong>na</strong>víc<br />

ve spodní části konstrukce do výšky cca 5 m Antigraffiti nástřikem jako ochra<strong>na</strong><br />

proti „sprejerům“.<br />

F INÁLNÍ ŘEŠENÍ TECHNOLOGIÍ BASF<br />

Pro celý objekt estakády byl <strong>na</strong>vržen celoplošný ochranný systém povrchových<br />

ploch aplikovaný v jednotlivých technologických krocích:<br />

• Omytí konstrukce tlakovou vodou<br />

• Aplikace <strong>na</strong>vrhovaných systémů z mobilních věží (plošin)<br />

• Vysprávky otvorů po distančních trubičkách a kosmetických vad sa<strong>na</strong>čními<br />

hmotami EMACO S88C a R305 dle příslušných technických listů a TKP<br />

• Sjednocující nátěry Masterseal ® 368, Mastertop ® 1110 a Masterseal ®<br />

332 Antigraffiti<br />

Pro celoplošnou povrchovou úpravu estakády byl zvolen sjednocující nátěr<br />

(ve dvou pracovních krocích) <strong>na</strong> bázi akrylátů produktem Masterseal ® 368<br />

pomocí technologie stříkání airless, která zajišťuje homogenní nástřik. Tímto<br />

způsobem je dosažen široký a rovnoměrný nános materiálu <strong>na</strong> celou plochu<br />

konstrukce estakády. Použitý materiál splňuje požadavky kladené ČSN EN<br />

1504-2 i TKP MSDS <strong>na</strong> odolnosti vůči chloridům, <strong>na</strong> stálobarevnost apod. a je<br />

zařazen dle TP 89 (ŘSD/MDS-OPK) do skupiny OS-B jako nános pro nepojížděné<br />

plochy. Nátěry spodních ploch nosné konstrukce <strong>na</strong>d provozovanou<br />

železniční tratí byly provedeny tzv. nátěry proti kouřovým plynům materiálem<br />

<strong>na</strong> bázi vodou ředitelných epoxidů Mastertop ® 1110. Tento materiál je zařazen<br />

pro svoji zvýšenou odolnost dle TP 89 (ŘSD/MDS-OPK) do skupiny OS-C jako<br />

nános se zvýšenou hutností pro nepojížděné plochy. Spodní části konstrukce<br />

do výšky možného zásahu sprejerů byly opatřeny ochranným nástřikem<br />

(v souladu se zpracovaným a schváleným TPP pro aplikaci nátěru <strong>na</strong> ochranu<br />

konstrukcí proti sprejerům) materiálem Masterseal ® 332 Antigraffiti.<br />

Obr. 1 Celkový pohled <strong>na</strong> estakádu<br />

Obr. 2 Sa<strong>na</strong>ce otvorů po distančních trubičkách hmotami EMACO<br />

Obr. 3 Aplikace nástřiku sjednocujícího nátěru Masterseal ® 368<br />

50 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

3


Veškeré práce v průběhu výstavby proběhly dle plánovaného harmonogramu.<br />

Všechny systémy po roce provozu nevykazují žádné poruchy nebo závady.<br />

Realizované dílo je jedním z výz<strong>na</strong>mných projektů realizovaných <strong>na</strong> území<br />

Karlovarského kraje a pomáhá s řešením stávající dopravní situace v centru<br />

města Karlovy Vary.<br />

Popsaná aplikace je příkladem úspěšné realizace systémů společnosti BASF<br />

při dodržování přísných kvalitativních požadavků uvedených v TKP MSDS, ČSN<br />

EN 1504-2 a současně realizace prací ve velmi krátkém termínu s použitím<br />

strojních aplikací materiálů.<br />

Společnost BASF Stavební hmoty Česká republika s. r. o. <strong>na</strong>bízí široké spektrum<br />

produktů a technologií, které je možné úspěšně použít v kterékoli fázi<br />

stavby, tedy nejen pro finální úpravu povrchů betonových a železobetonových<br />

konstrukcí a také v kterémkoli odvětví stavebnictví.<br />

T ECHNOLOGIE BASF POUŽITELNÉ V RÁMCI VÝSTAVBY MOSTNÍCH<br />

KONSTRUKCÍ<br />

Číslo Název Technologie Materiál<br />

Injektáže Masterflex<br />

1 Spodní stavba Pracovní a dilatační spáry Pásy a bobt<strong>na</strong>vé pásky<br />

Řízená pracovní spára Masterflex ® 850<br />

Bitumenová PCI Pecimor F<br />

2 Izolace spodní stavby<br />

Cementová PCI Dichtschlämme ®<br />

3<br />

Sa<strong>na</strong>ce a vysprávky<br />

mostů<br />

4 Ložiska<br />

5 Zálivky – kotvení<br />

6 Mostovka – vysprávky<br />

7 Izolace mostovky<br />

8 Izolace žlabu<br />

9 Chodníky – povrchy<br />

10<br />

11<br />

Tmelení<br />

pracovních<br />

a dilatačních spár<br />

Nátěry –<br />

hydrofobizace<br />

12 Antigraffiti<br />

Cementové EMACO ® R 305, EMACO ® S88C<br />

Epoxidové Mastertop ® P 605<br />

Plastmalty Mastertop ® P 605<br />

Cementové PCI Vergussmörtel<br />

Cementové PCI Vergussmörtel<br />

Epoxidové Mastertop ® P 605<br />

Ostatní Masterflow ® 102 CS<br />

Cementové EMACO ® T 450<br />

Epoxidové Mastertop ® P 605<br />

Trhliny PCI Apogel ® F<br />

Stříkaná Conipur M 800<br />

Asfaltové pásy Mastertop ® P 605<br />

Nátěrová Mastertop ® P 605/Conipur TC 459<br />

Epoxidehtová Masterseal ED<br />

Stříkaná Conipur M 800<br />

Nátěrové Mastertop ® P 605/Conipur TC 458<br />

Epoxidové Mastertop ® 1110<br />

Hydrofobizační Masterseal ® 303<br />

Pojížděné (izolační) Systém Conideck<br />

Zvýšené zatížení PCI Escutan TF<br />

Ostatní Masterflex ® 474<br />

Cementové FlexiJoint<br />

Transparentní Masterseal ® 303<br />

Akryl (barevná) Masterseal ® 368, Masterseal 367 ® E<br />

Jednorázové Masterseal ® 332 Antigraffiti<br />

Semipermanentní Masterseal ® 352<br />

13 Inhibitor koroze Silan (migrující) Protectosil ® CIT<br />

14 Krystalizace Cementové Masterseal ® 501<br />

Takto úspěšně aplikované technologie v rámci výstavby nových mostních konstrukcí<br />

nám zajišťují dlouhodobou životnost a kvalitu celého díla. Ke spokojenosti<br />

správce nebo uživatele díla (v tomto případě a ve většině podobných<br />

staveb stát) dochází díky účinnému působení ochranných látek k prodloužení<br />

cykličnosti oprav v řádech několika let, což pochopitelně příznivě působí<br />

<strong>na</strong> úspory v oblasti nutné údržby. Oddálením destruktivních vlivů imisních<br />

látek <strong>na</strong> betonové a železobetonové konstrukce při zachování estetických kvalit<br />

a vzhledu mostních konstrukcí splňují použité materiály svůj účel i funkci.<br />

Za BASF Stavební hmoty<br />

Česká republika s. r. o.<br />

Ladislav Dvořák<br />

ladislav.dvorak@basf.com<br />

Ing. Libor Hlisníkovský<br />

libor.hlisnikovsky@basf.com<br />

www.basf-sh.cz<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

4<br />

F IREMNÍ PREZENTACE<br />

COMPANY PRESENTATION<br />

Obr. 4 Mobilní věž pro aplikaci nástřiků<br />

Obr. 5 Pohled <strong>na</strong> spodní část konstrukce ošetřené nástřikem Masterseal ® 368<br />

Obr. 6 Detail nástřiku sjednocujícího nátěru Masterseal ® 368<br />

Obr. 7 Příprava materiálu pro aplikaci<br />

7<br />

5<br />

6<br />

51


M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

N A V R H O V A N I E Z L O Ž E N I A VYSOKOHODNOTNÝCH BETÓNOV<br />

THE DESIGN C O M P O U N D OF THE H I G H P E R F O R MANCE<br />

CONCRETES<br />

J ACEK ŚLIWIŃSKI, TOMASZ TRACZ, TIBOR ĎURICA<br />

Používanie vysokohodnotných betónov (HPC) <strong>na</strong>dobúda<br />

v celosvetovom rozsahu stále väčšieho výz<strong>na</strong>mu a výroba<br />

HPC <strong>na</strong>dobúda stále väčších objemov. V príspevku je uvádzaná<br />

metóda <strong>na</strong>vrhovania zloženia zmesí čerstvého betónu<br />

pre HPC, prostredníctvom ktorej je možné zabezpečiť splnenie<br />

požiadaviek zákazníka <strong>na</strong> kvalitu HPC.<br />

Application of the High Performance Concretes (HPC) constantly<br />

acquires higher importance in the global scale and<br />

production of HPC acquires higher extent. The method of the<br />

design compound of fresh melds of concrete for the HPC, by<br />

means of it is possible to ensure fulfilment of claims of the<br />

customer for quality of HPC is presented in this paper.<br />

V ŠEOBECNÁ CHARAKTERISTIKA VYSOKOHODNOTNÝCH<br />

BETÓNOV A ICH PONÍMANIE<br />

Úvodom je treba podčiarknuť, že popisovaná skupi<strong>na</strong> novodobých<br />

cementových kompozitov vychádza z tradičného obyčajného<br />

hutného betónu. Stanovuje jeden z efektov konzekventnej<br />

a už desiatky rokov vykonávanej modifikácie tradičného obyčajného<br />

hutného betónu. Cieľom modifikácie bolo redukovanie<br />

„prirodzených” nedoko<strong>na</strong>lostí tohto materiálu. Popisované<br />

vysokohodnotné betóny ukazujú príklad, ako postupne eliminujúc<br />

nedostatky tradičného materiálu, možno získať materiál<br />

o nových a v <strong>na</strong>proste väčšine hodnotnejších vlastností.<br />

Poňatie vysokohodnotného betónu nie je do týchto čias<br />

jednotne definované, dôkazom čoho je pretrvávajúca diskusia,<br />

<strong>na</strong>pr. <strong>na</strong> konferencii [1], [2]. Bola prijatá dohoda, že betóny<br />

o pevnosti vyše C40/50 sa budú <strong>na</strong>zývať vysokohodnotné<br />

betóny (HPC – High Performance Concrete), ktoré však okrem<br />

vysokej pevnosti v tlaku sú charakteristické aj inými technicky<br />

výz<strong>na</strong>mnými vlastnosťami <strong>na</strong> vyššej úrovni. Rozhodujúca je<br />

tu trvanlivosť betónu v konkrétnych korozívnych podmienkach,<br />

nízka permeabilita plynov a pár, vysoká odolnosť proti opotrebovanie<br />

a pod.<br />

Vzhľadom <strong>na</strong> rýchly pokrok v technológii vysokohodnotných<br />

cementových betónov – vo väzbe <strong>na</strong> pokroky v technológii<br />

cementu, prísad a minerálnych prímesí – sa postupne objavili<br />

spresňujúce ponímania týchto betónov: VHPC (Very High Performance<br />

Concrete), kde sa vyžadujú pevnosti v tlaku od 100<br />

do 150 MPa, a taktiež betóny UHPC (Ultra High Performance<br />

Concrete), kde sa dosahujú pevnosti v tlaku vyše 150 MPa.<br />

Do tejto skupiny je možné zaradiť aj betóny z reaktívnych práškových<br />

materiálov RPC (Reactive Powder Concrete), kde hodnota<br />

reálne dosahovanej maximálnej pevnosti v tlaku (v laboratórnych<br />

podmienkach) sa očakáva okolo 350 MPa [3].<br />

V súčasnosti širšieho praktického použitia dosiahli hlavne<br />

vysokohodnotné betóny HPC, tj. betóny tried od C60/75 až<br />

C100/115, ktoré sa použili pri zhotovovaní vysokých budov zo<br />

železobetónu, mostných konštrukcií alebo vozoviek [4]. V prípade<br />

praktického použitia betónov VHPC a UHPC ide zatiaľ skôr<br />

o experimentálne objekty. Príkladom takýchto experimentálnych<br />

objektov zhotovených z cementového kompozitu z reaktívnych<br />

práškov (RPC) je lávka pre peších a pre cyklistov v Sherbrooke<br />

(Ka<strong>na</strong>da), podrobne popísaná v [3], alebo viadukt v Saint-Pierre-la<br />

Cour (Francúzsko) [16].<br />

Hlavným dôvodom, prečo projektanti siahajú po využívaní<br />

vysokohodnotných betónov (HPC), je možnosť zmenšenia prierezov<br />

konštrukčných prvkov a vďaka tomu určité zníženie vlastnej<br />

hmotnosti konštrukcie, ako aj získanie prvkov železobetónovej<br />

konštrukcie o vysokej trvanlivosti a tým zvýšenie životnosti<br />

stavby.<br />

V YSOKOHODNOTNÝ BETÓN – HPC<br />

– AKO DVOJZLOŽKOVÝ ZRNITÝ KOMPOZIT<br />

Aby bolo možné porozumieť takému materiálu, ako je zatvrdnutý<br />

cementový betón a teda aj betón HPC, je potrebné ozrejmiť<br />

hlavné faktory, ktoré vplývajú <strong>na</strong> jeho jednotlivé vlastnosti. Najlepšie<br />

je použiť <strong>na</strong>jjednoduchší model betónu, akým je model<br />

dvojzložkového kompozitu so zrnitým plnivom. V tomto modeli<br />

(obr. 1) jednou z fáz sú zrná kameniva, druhou zase zatvrdnutý<br />

cementový kameň.<br />

Predkladaný model vychádza z určitých predpokladov, ktoré<br />

nie sú vždy príliš zreteľné a nemajú vždy rov<strong>na</strong>kú vypovedaciu<br />

hodnotu, pretože ani materiál zŕn kameniva, ani zatvrdnutý<br />

cementový kameň nie sú rovnorodými, homogénnymi fázami.<br />

Takže aj oni by mohli byť predstavené ako materiály viaczložkové.<br />

Napriek tomu predkladaný model úplne vyhovuje pre ďalšie<br />

úvahy.<br />

Je zrejmé, že jednotkový objem výsledného materiálu/betónu<br />

zodpovedá objemu jednotlivých zložiek: zatvrdnutého cementového<br />

kameňa (Vck) a kameniva (Vk). Pretože materiál/betón<br />

pozostáva iba z týchto dvoch zložiek, súčet ich objemov sa musí<br />

rov<strong>na</strong>ť jednotke objemu (Vck + Vk = 1). Každá z týchto zložiek je<br />

charakterizovaná svojimi vlastnosťami (Wck) i (Wk), <strong>na</strong>pr. pevnosťou<br />

v tlaku, pórovitosťou apod. Hľadajúc úlohu objemov zložiek<br />

a ich vlastností je možné ohodnotiť vlastnosť materiálu z nich<br />

zloženého, tj. betónu (Wb) <strong>na</strong>sledovne:<br />

Wb = Vck Wck + Vk Wk. (1)<br />

Rovnica (1) jednoduchým spôsobom popisuje vplyv objemu<br />

a vlastností jednotlivých zložiek <strong>na</strong> vlastnosti z nich zhotoveného<br />

materiálu/betónu. Z rovnice jasne vyplýva, že čím<br />

Obr. 1 Model zatvrdnutého betónu ako dvojzložkového kompozitu<br />

Fig. 1 The hardening concrete model as a two components composit<br />

��������������������������<br />

�� �� ��� �� �<br />

�����������������������������<br />

����������������������<br />

������������������<br />

������������������������<br />

�������������<br />

�� � ��� � �<br />

52 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

1


viac je danej zložky alebo o<strong>na</strong> obsahuje užitočnejšie, vhodnejšie<br />

vlastnosti, tým intenzívnejšie, užitočnejšie a dôkladnejšie<br />

vplýva <strong>na</strong> vlastnosti kompozitu. Je zrejmé, že rovnica (1) neuvádza<br />

vplyv dôležitého faktora, ktorým v betóne (a iných betónu<br />

podobným materiálom) je prídržnosť <strong>na</strong> fázovom rozhraní<br />

medzi zatvrdnutým cementovým kameňom a povrchom<br />

zŕn kameniva.<br />

Predstavený jednoduchý model vedie ku istým výsledkom,<br />

dotýkajúcich sa zásad <strong>na</strong>vrhovania zloženia čerstvého betónu<br />

z pohľadu možnosti získania jeho <strong>na</strong>jdôležitejších technicky<br />

výz<strong>na</strong>mných vlastností. Pozornosť bude venovaná jeho rozhodujúcim<br />

vlastnostiam: pevnosť a pórovitosť (priepustnosť).<br />

Ako je známe, v prípade obyčajného betónu materiál kameniva<br />

má zvyčajne lepšie vlastnosti ako sú vlastnosti zatvrdnutého<br />

cementového kameňa. Pevnosť materiálu kameniva (f k)<br />

je z<strong>na</strong>čne väčšia ako je pevnosť zatvrdnutého cementového<br />

kameňa (f ck), <strong>na</strong>proti tomu pórovitosť je z<strong>na</strong>čne nižšia. Z rovnice<br />

(1) vyplýva záver, že aby bolo možné získať čo <strong>na</strong>jväčšiu<br />

pevnosť, je treba z jednej strany ohraničiť v betóne objem<br />

zatvrdnutého cementového kameňa <strong>na</strong> úkor objemu kameniva,<br />

z druhej strany využiť dostupné prostriedky s cieľom priblíženia<br />

jeho pevnosti ku pevnosti materiálu kameniva.<br />

Pokiaľ ide o získanie betónu o čo možno <strong>na</strong>jnižšej priepustnosti,<br />

je zrejmé, že zložkou <strong>na</strong>jväčšej pórovitosti (a to pórovitosti<br />

otvorenej) je cementový kameň, druhá v poradí pre migrujúce<br />

médium je prechodová vrstva <strong>na</strong> fázovom rozhraní „cementový<br />

kameň – povrch zr<strong>na</strong> kameniva“. Táto úvaha by poukazovala<br />

<strong>na</strong> cielené ohraničenia obsahu cementového kameňa<br />

a <strong>na</strong> redukovanie jeho pórozity a priepustnosti“. Z toho istého<br />

dôvodu musí byť redukovaná aj veľkosť plochy prechodovej<br />

vrstvy <strong>na</strong> fázovom rozhraní a musí byť zodpovedajúco zabezpečená<br />

aj jej kvalita.<br />

Samozrejme, že problém nie je taký jednoduchý a jednoz<strong>na</strong>čný,<br />

ako je uvedené, pretože okrem pevnosti či pórovej štruktúry<br />

a priepustnosti sú ešte ďalšie pohľady, ktoré rozhodujú o nevyhnutnom<br />

obsahu cementovej pasty v čerstvom betóne, resp.<br />

objeme zatvrdnutého cementového kameňa v betóne, a to predovšetkým<br />

spracovateľnosť čerstvého betónu.<br />

Z uvedených úvah vyplýva, že vlastnosti betónu môžu byť vo<br />

všeobecnosti formulované cez:<br />

• zodpovedajúcu špecifikáciu požiadaviek <strong>na</strong> vlastnosti, ako aj<br />

zodpovedajúci výber objemu cementovej pasty,<br />

• zodpovedajúcu špecifikáciu požiadaviek <strong>na</strong> vlastnosti, ako aj<br />

zodpovedajúci výber objemu zmesi kameniva,<br />

• zodpovedajúce vytváranie kvalitnej väzby (súdržnosti) a hrúbky<br />

prechodovej vrstvy <strong>na</strong> fázovom rozhraní, <strong>na</strong> ktorej o<strong>na</strong><br />

vystupuje.<br />

Navrhovanie zloženia každého betónu, a teda aj betónu<br />

vysokohodnotného, vo všeobecnosti vychádza z požiadavky<br />

<strong>na</strong> zabezpečenie vyžadovaných vlastností a potrebného množstva<br />

týchto troch faktorov.<br />

Žiada sa podčiarknuť, že obidve <strong>na</strong>jdôležitejšie požiadavky<br />

kladené <strong>na</strong> HPC (vysoká pevnosť v tlaku a vysoká trvanlivosť)<br />

sú synergické, <strong>na</strong>koľko činitele, ktoré umožňujú získanie vysokých<br />

pevností, zároveň zabezpečia aj vysokú trvanlivosť a vice<br />

versa.<br />

Úloha, ako získať betón čo možno <strong>na</strong>jvyššej pevnosti a <strong>na</strong>jnižšej<br />

porozity a priepustnosti, je v konečnom dôsledku funkciou:<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

• maximalizácie pevnosti a hutnosti zatvrdnutého cementového<br />

kameňa, čo súvisí hlavne s minimalizáciou vodného súčiniteľa,<br />

ako aj použitím vhodných minerálnych prímesí,<br />

• maximalizácie pevnosti a minimalizácie medzerovitosti zmesi<br />

kameniva, čo súvisí s výberom horniny, zrnitosťou kameniva<br />

a jeho tvarovým indexom,<br />

• maximalizácie väzbových síl, ktorými sú spájané tieto dva komponenty,<br />

ako aj hutnosti prechodovej vrstvy <strong>na</strong> fázovom rozhraní,<br />

čo je spojené s obidvomi vyššie uvedenými faktormi.<br />

Nie je tu možné zabudnúť <strong>na</strong> dôležitosť ďalších technologických<br />

faktorov, ako je dobrá spracovateľnosť, efektívnosť zhutňovania<br />

a ošetrovanie čerstvého betónu atď.<br />

Základné požiadavky dotýkajúce sa zložiek<br />

vysokohodnotných betónov HPC<br />

Pre výrobu vysokohodnotného betónu podľa doterajších charakteristík<br />

je potrebné zabezpečiť zložky zodpovedajúcich vlastností,<br />

tj. cementu, kameniva, plastifikačnej a vodu redukujúcej prísady,<br />

ako aj minerálnych prímesí.<br />

Ako spojivo sa <strong>na</strong>jčastejšie používa cement o skutočnej<br />

pevnosti v tlaku <strong>na</strong>d 45 MPa, ktorého mineralogické zloženie<br />

a jemnosť mletia umožňuje získať hutnú mikroštruktúru vzniknutého<br />

zatvrdnutého cementového kameňa. Pretože vysokohodnotný<br />

betón HPC sa spravidla vyrába za použitia super -<br />

plastifikátorov odporúča sa, aby použitý cement obsahoval málo<br />

(< 10 %) hlinitanu trojvápe<strong>na</strong>tého (C 3A). Obsah C 3A totiž vplýva<br />

<strong>na</strong> efekt stekutenia čerstvého betónu a <strong>na</strong> jeho stabilitu v závislosti<br />

od času [5]. Podrobnejšie poz<strong>na</strong>tky dotýkajúce sa možnosti<br />

použitia rôznych druhov cementov sú uvedené v práci [6].<br />

Ako plnivo sa používa kamenivo z hornín, ktorých vlastnosti<br />

sú vždy lepšie, ako zatvrdnutého cementového kameňa. Kamenivo<br />

musí byť dobrej kvality, z hornín vysokej pevnosti, zrnitosť<br />

kameniva, tvar a povrch zŕn musí umožniť vysokú prídržnosť<br />

s cementovým kameňom <strong>na</strong> fázovom rozhraní a minimálny<br />

obsah cementového tmelu. Odporúčaná veľkosť zŕn hrubého<br />

kameniva d max nemá byť <strong>na</strong>d 10 až 15 mm [7] (v Európe 8 až<br />

16 mm). Používanie väčších zŕn spôsobuje väčšiu nerovnorodosť<br />

betónu, ako aj koncentráciu <strong>na</strong>pätí v zaťaženom materiále<br />

a v konečnom dôsledku zníženie jeho pevnosti.<br />

Ako už bolo uvedené, dosiahnutie nízkych hodnôt vodného<br />

súčiniteľa w/c nie je možné bez použitia vysokoefektívnych<br />

superplastifikátorov, ktoré <strong>na</strong> strane jednej umožnia získať tekutú<br />

konzistenciu čerstvého betónu pri veľmi nízkom vodnom<br />

súčiniteli, <strong>na</strong> druhej strane zase spôsobia dezagregáciu zhluku<br />

zŕn cementu, umožňujúc lepšie využitie spojiva v dôsledku<br />

zväčšenia jeho merného povrchu. Treba tu však upozorniť, že<br />

efektívnosť superplastifikačnej prísady závisí od druhu použitého<br />

cementu, ako aj od druhu minerálnych prímesí [6]. Z tohto<br />

dôvodu musí byť táto efektívnosť vždy experimentálne preukázaná<br />

pre konkrétnu prísadu a pre konkrétny cement – ich vzájomná<br />

kompatibilita.<br />

Ďalšou zložkou vysokohodnotného betónu HPC sú jemnozrnné<br />

minerálne prímesi. Najčastejšie sa do HPC používa kremičitý<br />

úlet [17], ktorý vďaka amorfnej štruktúre SiO 2, veľmi veľkej<br />

jemnosti (častice ≤ 1 μm), veľmi veľkému špecifickému<br />

povrchu (okolo 20 m 2 /g) a s tým súvisiacej chemickej aktivite,<br />

úspešne modifikuje tvrdnúci cementový tmel, a tým aj cementový<br />

tmel v prechodovej vrstve <strong>na</strong> fázovom rozhraní povrchu zŕn<br />

kameniva. Kremičitý úlet tu môže vystupovať v stave „<strong>na</strong>turál-<br />

53


M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

nom“, tj. v stave v akom bol získaný pri výrobe ferrosilícia, alebo<br />

v stave granulovanom. Chemické zloženia a fyzikálne vlastnosti<br />

kremičitého úletu sú garantované výrobcom. Jednou z rozhodujúcich<br />

vlastností granulovaného kremičitého úletu musí<br />

byť jeho schopnosť ľahko dispergovať vo vode počas miešania<br />

čerstvého betónu a teda návrat do vysokého stupňa jemnosti.<br />

Perspektívnou prímesou vhodnou ku výrobe HPC sa javí<br />

aj metakaolín [19].<br />

Vysokohodnotné betóny HPC nižších tried (do okolo C60/75)<br />

je možné bežne v praxi vyrobiť ak sa použije cement minimálne<br />

triedy CEM I 42,5; bežné kvalitné prírodné ťažené alebo drvené<br />

kamenivo a kvalitná plastifikačná prísada. Ak chceme vyrobiť<br />

HPC triedy <strong>na</strong>d C70/85, musí byť kamenivo vyrobené z hornín<br />

vysokej pevnosti a kvalite „A“. Ukazuje sa, že rov<strong>na</strong>ko je nevyhnutné<br />

aj použitie kremičitého úletu, resp. inej minerálnej prímesi<br />

a superplastifikátora.<br />

V ÝPOČET HMOTNOSTNÉHO ZLOŽENIA HPC<br />

Ohraničenia doteraz používaných metód a vybrané<br />

súčasné závislosti medzi zložením a vlastnosťami betónu<br />

Zloženia čerstvého betónu HPC sa <strong>na</strong>vrhuje predovšetkým<br />

experimentálnymi metódami [8]. Vyplýva to <strong>na</strong>jmä z toho,<br />

že čerstvý betón nie je jednoduchou trojzložkovou zmesou.<br />

V dôsledku použitia superplastifikátorov, ako aj minerálnej prímesi<br />

sa zmes stáva minimálne päťzložkovou, vlastnosti ktorej sú<br />

veľmi závislé od kvalitatívnych a kvantitatívnych zmien jej zloženia.<br />

Známe sú tiež práce, kde autori pri <strong>na</strong>vrhovaní zloženia čerstvého<br />

betónu používajú čiastočne a<strong>na</strong>lytické metódy [9], [10].<br />

Známe a všeobecne používané metódy <strong>na</strong>vrhovania zloženia<br />

zmesi čerstvého betónu obyčajných betónov vychádzajú<br />

zo závislosti pevnosti v tlaku od zloženia zmesi (rovnice Bolomey‘a,<br />

Abrams‘a atď.), ktoré v prípade HPC nie sú aktuálne. Je<br />

to v dôsledku toho, že v prípade HPC sa používajú nízke, resp.<br />

veľmi nízke hodnoty vodného súčiniteľa v/c, obvykle pod hodnotu<br />

0,35 (c/v = 2,8), čo určuje hranice použitia rovnice Bolomey‘a.<br />

Podobne, avšak z dôvodu použitia plastifikačných prísad sa<br />

neaktuálnym stáva tradičný vzťah konzistencie čerstvého betónu,<br />

stanovujúci potrebnú dávku zámesovej vody od množstva<br />

cementu a kameniva.<br />

Jednou z troch základných rovníc, ktoré zo zrejmých dôvodov<br />

si aj <strong>na</strong>ďalej zachovali svoju dôležitosť, je nižšie uvedená rovnica<br />

(2), kde súčet absolútnych objemov všetkých zložiek sa má<br />

rov<strong>na</strong>ť objemu zhutneného čerstvého betónu.<br />

�<br />

+<br />

ρ �<br />

�<br />

+<br />

ρ �<br />

� ��<br />

+<br />

ρ ����<br />

��<br />

+<br />

ρ ��<br />

��<br />

+<br />

ρ ��<br />

�<br />

= ������������������ , (2)<br />

ρ �<br />

kde C, P, K hr, Ps, Pr, V je obsah použitého cementu, piesku, hrubého<br />

kameniva, prímesí, prísad a vody [kg/m 3 ], ρ c, ρ p, ρ khr, ρ ps,<br />

ρ pr, ρ v, jsou objemové hmotnosti jednotlivých zložiek [kg/m 3 ]<br />

alebo [kg/dm 3 ].<br />

Výsledky <strong>na</strong>jnovších výskumov dotýkajúcich sa relácii medzi<br />

zložením a vlastnosťami HPC pomaly túto medzeru vyplňujú.<br />

Rovnicu typu Bolomey‘a je možné vo všeobecnosti <strong>na</strong>hradiť<br />

<strong>na</strong>pr. overeným vzťahom podľa Larrard‘a [11], podľa ktorého<br />

pevnosť v tlaku HPC s prímesami (<strong>na</strong>jlepšie s kremičitým úletom)<br />

tvrdnúceho 28 dní v normálnych podmienkach je:<br />

Obr. 2 Krivky závislosti 28 dňovej pevnosti v tlaku vysokohodnotného<br />

betónu HPC od vodného súčiniteľa a obsahu kremičitého<br />

úletu vo väzbe <strong>na</strong> množstvo cementu kú/c (uvažované<br />

k k = 4,9 a skutočná pevnosť cementu k c = 45 MPa)<br />

Fig. 2 The current curve of 28 days compressive strength of the<br />

high performance concrete (HPC) to water cement ratio and<br />

content silica fume in the linkage to cement content (kú/c)<br />

(considering k k = 4.9 and real cement compressive strength<br />

k c = 45 MPa)<br />

Obr. 3 Krivky závislosti 28 dňovej pevnosti v tlaku vysokohodnotného<br />

betónu HPC bez kremičitého úletu od vodného súčiniteľa<br />

w/c podľa de Larrard’a (plná čiara) a podľa Bolomey’a<br />

(prerušovaná čiara). Podobne ako <strong>na</strong> obr. 2, aj tu<br />

je uvažované k k = 4,9 a skutočná pevnosť cementu<br />

k c = 45 MPa<br />

Fig. 3 The current curve of 28 days compressive strength of the<br />

high performance concrete (HPC) without silica fume to<br />

water cement ratio w/c according to de Larrard (full line) and<br />

to Bolomey (dash line). A<strong>na</strong>logous to the Fig. 2, also here is<br />

considering k k = 4.9 and real cement compressive strength<br />

k c = 45 MPa).<br />

Obr. 4 Vývojový diagram popisujúci spôsob postupu <strong>na</strong>vrhovania<br />

zloženia HPC<br />

Fig. 4 The development chart interpreting the approach of order<br />

proposing compound of the HPC<br />

Obr. 5. Krivky závislosti 28 dňovej pevnosti v tlaku HPC od vodného<br />

súčiniteľa v/c pri stálych hodnotách k g = 4,9; k c = 50 MPa<br />

a kú/c = 0,10<br />

Fig. 5 The current curve of 28 days compressive strength of the<br />

high performance concrete (HPC) to water cement ratio w/c<br />

by constant values kg=4,9; kc=50 MPa a kú/c=0,10<br />

� � � �<br />

� = ���� � , (3)<br />

⎡ �+ ������ ⎤<br />

⎢<br />

⎣��<br />

� − �������−��������<br />

⎥<br />

⎦<br />

kde k k je súčiniteľ vyjadrujúci vplyv druhu použitého kameniva<br />

[-] (pre väčšinu kamenív používaných do HPC je v rozmedzí<br />

od 4,9 do 5,2), k c skutočná pevnosť cementu [MPa], v/c vodný<br />

súčiniteľ [-], kú/c obsah kremičitého úletu v prepočte <strong>na</strong> hmotnosť<br />

cementu [kg/kg].<br />

Na obr. 2 je uvedená závislosť vypočítaná podľa rovnice (3)<br />

pri použití kameniva k k = 4,9 a skutočnej pevnosti použitého<br />

cementu k c = 45 MPa.<br />

V prípade, keď nie je použitý kremičitý úlet (kú/c = 0), rovnica<br />

(3) sa zmení <strong>na</strong>:<br />

� � � �<br />

� =<br />

, (4)<br />

���� �<br />

⎡⎣ �+ ������ ⎤⎦ výsledkom ktorej je krivka v tvare paraboly (obr. 3), veľmi pripomí<strong>na</strong>júca<br />

priebeh lineárnej závislosti Bolomey‘a.<br />

Ďalšie informácie dotýkajúce sa všeobecných, experimentálnych<br />

a a<strong>na</strong>lytických závislostí medzi kvantitou a kvalitou skladby<br />

čerstvého betónu a vlastnosťami čerstvého a zatvrdnutého<br />

betónu sú uvedené <strong>na</strong>pr. v práci [10].<br />

54 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


���������������������<br />

���<br />

���<br />

���<br />

���<br />

���<br />

��<br />

��<br />

��<br />

��<br />

��<br />

����������������� ��� ������<br />

� � ���������<br />

��<br />

��<br />

��<br />

����<br />

����������������<br />

����������<br />

��������������������<br />

����������������<br />

�������<br />

���� ���� ����<br />

�������������������<br />

���� ����<br />

Proces <strong>na</strong>vrhovania hmotnostného zloženia HPC<br />

Proces <strong>na</strong>vrhovania hmotnostného zloženia HPC musí prebiehať<br />

podľa schémy <strong>na</strong> obr. 4.<br />

Príklad<br />

Je potrebné <strong>na</strong>vrhnúť a vyrobiť betón o pevnosti v tlaku<br />

f c28 = 110 MPa pri dosiahnutí konzistencie čerstvého betónu<br />

200 mm sadnutie kužeľa podľa Abramsa.<br />

Na výrobu takto špecifikovaného betónu sa <strong>na</strong>vrhuje použiť<br />

tieto zložky:<br />

• cement CEM I 42,5 o skutočnej pevnosti tlaku k c = 49,5 MPa<br />

a hustoty ρ c = 3,1 kg/dm 3 ,<br />

• kamenivo suché pozostávajúce z:<br />

- kremičitého riečneho piesku 0/2 o objemovej hmotnosti zŕn<br />

ρ p = 2,65 kg/dm 3 v množstve 35 %,<br />

- drveného čadičového kameniva o objemovej hmotnosti zŕn<br />

ρ čadič = 2,9 kg/dm 3 : frakcia 2/8 mm v množstve 30 %, frakcia<br />

8/16 mm v množstve 35 %,<br />

(dávkovanie týchto troch frakcií kamenív je stanovené osobitne,<br />

využívajúc kritérium minimálnej medzerovitosti, uvedené<br />

<strong>na</strong>pr. v [12]; pri takejto skladbe zrnitosti kameniva jeho medzerovitosť<br />

v stave zhutnenom dosiahla 28 %),<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

2<br />

3<br />

M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

������������������������<br />

��������������������<br />

������������������<br />

���������������<br />

������������������������<br />

��� ��<br />

��������������������������<br />

����������������������<br />

�����������������������<br />

����������������������������<br />

��������������������������<br />

��������������������<br />

���������� � ��� �����������<br />

������������������������<br />

������������������<br />

�������������������<br />

� �� � �� � � ��� �� � �� �<br />

������������������<br />

�������������������������<br />

����������������������<br />

����������� ���� � �����<br />

������������������<br />

� ����������������<br />

����������������������������<br />

�������� ���� �����<br />

�� ����������������������<br />

������������<br />

������<br />

��������������������<br />

�����������������������<br />

�������������������������<br />

����������<br />

����������������������<br />

�� �������������������������������<br />

���������������������������<br />

�� �����������<br />

��������������������<br />

�� ��������������������������<br />

���������<br />

����������������������������<br />

�����������������<br />

����������������������� � �<br />

�� �������������������<br />

� � ��� �<br />

��������� �������� ������<br />

�������������<br />

5 4<br />

• superplastifikátor <strong>na</strong> báze éteru polykarboxylátu o hustote<br />

1,15 kg/dm 3 , zloženia: 40 % živice a 60 % vody,<br />

• kremičitý úlet Silimic (huta Łaziska) v „prirodzenom” stave<br />

o hustote ρ kú = 2,2 kg/dm 3 ,<br />

• voda z vodovodu o hustote ρ w = 1,0 kg/dm 3 .<br />

Dávka kremičitého úletu (KÚ) sa <strong>na</strong>vrhuje 10 % z hmotnosti<br />

cementu (C), tj. <strong>na</strong>jčastejšie používané množstvo; <strong>na</strong> základe<br />

známeho súčiniteľa čadičového kameniva k g = 4,9 a známej<br />

skutočnej pevnosti cementu k c = 49,5 MPa sa <strong>na</strong> základe<br />

uvedenej rovnice de Larrard‘a vypočíta vodný súčiniteľ v/c.<br />

Možné je ho tiež získať <strong>na</strong> základe závislosti od skutočnej pevnosti<br />

cementu podľa kriviek uvedených <strong>na</strong> obr. 4, ktoré ukazujú<br />

závislosti tejto rovnice s ohľadom <strong>na</strong> w/c pri dodržaní rov<strong>na</strong>kého<br />

obsahu pomeru kremičitý úlet/cement kú/c = 0,10 a súčiniteľov<br />

charakterizujúcich vplyv kameniva a cementu <strong>na</strong> pevnosť<br />

betónu (k g = 4,9; k c = 50 MPa).<br />

V uvádzanom príklade z vyžadovanej pevnosti v tlaku 110 MPa<br />

vyplýva v/c = 0,28 (obr. 5).<br />

Ak dávka cementu v betóne bude <strong>48</strong>0 kg/m 3 (v betónoch<br />

HPC sa obsah cementu pohybuje v rozmedzí od cca 400<br />

do cca 500 kg/m 3 ), je možné stanoviť zloženie cementového<br />

tmelu:<br />

55


M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

• cement CEM I 42,5 = <strong>48</strong>0 [kg/m3 ],<br />

• voda <strong>48</strong>0 . 0,28 = 135 [dm3 /m3 ],<br />

• kremičitý úlet <strong>48</strong>0 . 0,10 = <strong>48</strong> [kg/m3 ].<br />

Za týchto podmienok absolútny objem cementového tmelu<br />

(Vct) je:<br />

Vct = C/ρc + V/ρv + KÚ/ρkú =<br />

= <strong>48</strong>0/3,1 + 135/1,0 + <strong>48</strong>/2,2 = 311,6 [dm3 ]<br />

Porovnávajúc medzerovitosť kameniva (28 % objemu, teda<br />

280 dm3 /m3 ), z objemu cementového tmelu je vidieť, že určite<br />

budú preplnené medzery v kamenive a zrná kameniva budú<br />

dostatočne obalené cementovým tmelom. Objem cementového<br />

tmelu je o cca 12 % väčší ako je objem medzier v kamenive.<br />

Aby bolo vyrobené 1 m3 zmesi čerstvého betónu, je potrebné<br />

do vypočítaného množstva cementového tmelu dodať zodpovedajúci<br />

objem kameniva (Vk), ktorý sa vypočíta z rovnice:<br />

Vk = 1000 – Vct = 1000 – 311,6 = 688,4 [dm3 ].<br />

Priemerná hodnota objemovej hmotnosti zŕn piesku ρp a hrubého<br />

kameniva ρk vyššie uvedenej zrnitosti má hodnotu:<br />

ρk = 0,35 ρp + 0,65 ρčadič = 0,35 . 2,65 + 0,65 . 2,9 =<br />

= 2,813 [kg/dm3 ],<br />

z čoho vyplýva hmotnosť použitého kameniva (Kg): K g = V k ρ k = 688,4 . 2,813 = 1936 [kg]<br />

a objem jeho zložiek:<br />

• riečny kremičitý piesok P = 1936 . 0,35 = 678 [kg/m 3 ]<br />

• drvené čadičové<br />

kamenivo 2/8 mm HK 2/8 = 1936 . 0,30 = 581 kg/m 3 ]<br />

• drvené čadičové<br />

kamenivo 8/16 mm HK 8/16 = 1936 . 0,35 = 678 [kg/m 3 ]<br />

Z uvedeného vyplýva počiatočné zloženie čerstvého betónu:<br />

• cement CEM I 42,5 <strong>48</strong>0 [kg/m 3 ],<br />

• voda 135 [dm 3 /m 3 ],<br />

• riečny kremičitý piesok 0/2 mm 678 [kg/m 3 ],<br />

• drvené čadičové kamenivo 2/8 mm 581 [kg/m 3 ],<br />

• drvené čadičové kamenivo 8/16 mm 678 [kg/m 3 ],<br />

• kremičitý úlet Silimic <strong>48</strong> [kg/m 3 ].<br />

Ostáva ešte určiť dávku superplastifikátora, ktorá zabezpečí<br />

vyžadovanú konzistenciu <strong>na</strong>vrhnutého zloženia čerstvého betónu<br />

charakterizovanú sadnutím kužeľa podľa Abramsa 200 mm.<br />

Za týmto účelom sa vyko<strong>na</strong>jú skúšky <strong>na</strong> zámesi objemu min.<br />

50 dm 3 [13].<br />

Predpokladajme, že skúšky preukázali, že potrebná<br />

dávka superplastifikátora je 1,5 % z hmotnosti cementu, tj.<br />

<strong>48</strong>0 . 0,015 = 7,2 [kg], čo pri hustote prísady 1,15 kg/m 3 v prepočte<br />

predstavuje objem 7,2/1,15 = 6,26 [dm 3 /m 3 ]. Treba pripomenúť,<br />

že v takejto dávke prísady je prítomná voda o objeme<br />

7,2 . 0,6 = 4,3 [dm 3 ], ktorá musí byť započítaná do dávky<br />

zámesovej vody.<br />

Zloženie čerstvého betónu obsahujúce už aj superplastifikátor<br />

je teda <strong>na</strong>sledujúce:<br />

• cement CEM I 42,5 <strong>48</strong>0 [kg/m 3 ],<br />

• voda 135 – 4,3 = 130,7 [dm 3 /m 3 ],<br />

• riečny kremičitý piesok 0/2 mm 678 [kg/m 3 ],<br />

• drvené čadičové kamenivo 2/8 mm 581 [kg/m 3 ],<br />

• drvené čadičové kamenivo 8/16 mm 678 [kg/m 3 ],<br />

Literatúra:<br />

[1] Aïtcin P-C.: Trwały wysokowartościowy beton – sztuka<br />

i wiedza, materiały Konferencji Dni betonu – tradycja<br />

i nowoczesność, Stowarzyszenie Producentów Cementu<br />

i Wap<strong>na</strong>, Polski Cement, Szczyrk 2002, 7–36<br />

[2] Olek J.: <strong>Beton</strong>y wysokowartościowe – przegląd technologicznych<br />

doświadczeń w USA, jak poz.1, 91-112<br />

[3] Blais P. Y., Couture M.: Precast, prestressed pedestrian<br />

bridge – world’s first reactive powder concrete structure,<br />

PCI Jour<strong>na</strong>l, Sep./Oct. 1999,60-71<br />

[4] Ajdukiewicz A.: Rozwój badań i zastosowań betonów<br />

wysokowartościowych, materiały Konferencji <strong>Beton</strong><br />

<strong>na</strong> progu nowego millenium, Stowarzyszenie Producentów<br />

Cementu i Wap<strong>na</strong>, Polski Cement, Kraków 2000, 413-431<br />

[5] Kucharska L.: Tradycyjne i współczesne domieszki<br />

do betonu zmniejszające ilość wody zarobowej, Cement-<br />

Wapno-<strong>Beton</strong>, 2/2000, 46–61<br />

[6] Giergiczny Z., Małolepszy J., Szwabowski J., Śliwiński J.:<br />

Cementy z dodatkami mineralnymi w technologii betonów<br />

nowej generacji, Wyd. Instytut Śląski, Opole 2002<br />

[7] Neville A. M.: Properties of concrete, IV th and fi<strong>na</strong>l ed.,<br />

Prentice Hall, 2000<br />

[8] Aïtcin P-C.: Béton haute performance, Eyrolles, Paris, 2001<br />

[9] de Larrard F., Sedran T.: Mixture-proportioning of high performance<br />

concrete, Cement and Concrete Research, 32<br />

(2002), 1699–1704<br />

[10] de Larrard F.: Concrete mixture proportioning. A scientific<br />

approach, F&FN SPON, London, New York, 1999<br />

[11] de Larrard F., Gorse J. F., Puch C.: Comparative study<br />

of various silica fume as additives in high performance<br />

cementitious materials, Materials and Structures, vol. 25,<br />

1992, 265–272<br />

[12] Śliwiński J.: <strong>Beton</strong> zwykły – projektowanie i podstawowe<br />

właściwości, Polski Cement, Kraków 1999<br />

[13] Śliwiński J., Czołgosz R.: Spostrzeżenia z praktycznego projektowania<br />

składu betonów samozagęszczalnych, materiały<br />

IV Symp. Naukowo-Technicznego Reologia w technologii<br />

betonu, Politechnika Śląska, Górażdże Cement, Gliwice,<br />

2002, 53–60<br />

[14] Śliwiński J.: Komputer w projektowaniu składu betonów<br />

cementowych, jak poz.4, 159–171<br />

[15] de Larrard F., Fau D.: Logiciel d’aide à la formulation des<br />

bétons – BETONLAB, Presses de l’ENPC, Paris 1996<br />

[16] Premier pont en Ductal® en France, Magazyn Béton[s],<br />

Nov/Dec 2005, pp.53<br />

[17] Nocuń-Wczelik W.: Pył krzemionkowy – właściwości<br />

i zastosowania w betonie, Polski Cement,<br />

Kraków, 2005<br />

[18] Ďurica T.: Trvanlivosť betónu vo vzťahu k špecifikáciám<br />

požiadaviek <strong>na</strong> kvalitu podľa normy STN EN 206-1.<br />

Inžinierske stavby, roč. 51, č. 2/2003, Bratislava, 2003,<br />

s. 28–35.<br />

[19] Hela R.; Bodnárová, L.: Vysokopevnostní betony (HSC)<br />

s využitím metakaolinu. In METAKAOLIN 2007. Brno. 2007.<br />

p. 23–31. ISBN 9788021433397.<br />

[20] de Larrard F., Sedran T.: Une nouvelle approche de la formulation<br />

des bétons,<br />

[21] http://www.lcpc.fr/fr/produits/betonlabpro/index.dml<br />

56 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


• kremičitý úlet Silimic <strong>48</strong> [kg/m 3 ],<br />

• superplastifikátor 6,26 [dm 3 /m 3 ].<br />

Následne sa <strong>na</strong> základe vyššie uvedenej receptúry <strong>na</strong> 1 m 3<br />

h.b. vyrobí skúšobná zámes a znovu sa skontroluje konzistencia<br />

zmesi a obsah vzduchu v čerstvom betóne. Zo zmesi sa vyrobí<br />

potrebný počet vzoriek <strong>na</strong> stanovenie pevnosti v tlaku skúmaného<br />

betónu, ako aj <strong>na</strong> zistenie priebehu pevnosti v závislosti<br />

od času, príp. aj iné vyžadované vlastnosti <strong>na</strong>vrhovaného vysokohodnotného<br />

betónu HPC.<br />

Ak dosiahnuté výsledky zatvrdnutého betónu nie sú v zhode so<br />

špecifikovanými požiadavkami, treba vyko<strong>na</strong>ť nevyhnutné korektúry<br />

zloženia čerstvého betónu a celú procedúru opakovať.<br />

Počítačové programy <strong>na</strong>vrhovania zloženia HPC<br />

Pri <strong>na</strong>vrhovaní zloženia čerstvého betónu HPC sa čoraz častejšie<br />

využívajú programy výpočtovej techniky [14]. Samozrejme,<br />

že programy musia byť schopné brať do úvahy vplyv takých zložiek<br />

betónovej zmesi, ako sú plastifikačná prísada a jemnozrnná<br />

minerál<strong>na</strong> prímes, <strong>na</strong> vlastnosti zmesi čerstvého a zatvrdnutého<br />

vysokohodnotného betónu. Jedným z takýchto programov<br />

je <strong>na</strong>pr. program <strong>Beton</strong>lab aj <strong>Beton</strong>lab Pro, ktorých autorom je<br />

de Larrard [15, 20].<br />

Z ÁVER<br />

Používanie vysokohodnotných betónov HPC <strong>na</strong>dobúda v celosvetovom<br />

rozsahu stále väčšieho výz<strong>na</strong>mu a výroba HPC stále<br />

väčších objemov.<br />

V podmienkach strednej Európy je používanie HPC ešte stále<br />

závislé <strong>na</strong>jmä od odvahy investora a projektanta. Z hľadiska<br />

zabezpečenia výroby HPC sú k dispozícii kvalitné cementy,<br />

kamenivá, prímesi a superplastifikátory a rov<strong>na</strong>ko niet pochýb<br />

o tom, že aj stavebné firmy sú schopné zhotoviť betónové<br />

konštrukcie <strong>na</strong> báze HPC. Predkladaná metóda <strong>na</strong>vrhovania<br />

zloženia zmesí čerstvého betónu pre HPC môže tejto s<strong>na</strong>he<br />

<strong>na</strong>pomôcť.<br />

Text článku byl posouzen odborným lektorem.<br />

Z VÝHODNĚNÉ PŘEDPLATNÉ PRO STUDENTY<br />

Prof. dr hab. inż. Jacek Śliwiński<br />

Dr inż. Tomasz Tracz<br />

oba: Politechnika Krakowska<br />

Wydział Inżynierii Lądowej<br />

Poľsko<br />

Prof. Ing. Tibor Ďurica, CSc.<br />

Žilinská univerzita v Žiline<br />

Staveb<strong>na</strong> fakulta<br />

e-mail: tibor.durica@fstav.uniza.sk<br />

Slovensko<br />

A STAVEBNÍ INŽENÝRY DO 30 LET<br />

Zvýhodněná ce<strong>na</strong> za roční předplatné (šest čísel) pro studenty<br />

a stavební inženýry do 30 let je 270 Kč včetně balného<br />

a distribuce (bez DPH). Podmínkou je přiložit k objednávce<br />

doklad o studiu, <strong>na</strong>př. kopii studentské karty ISIC, nebo datum<br />

<strong>na</strong>rození.<br />

síla<br />

zkušenosti<br />

Mott MacDo<strong>na</strong>ld Ltd.<br />

je jed<strong>na</strong> z nejv�tších sv�tových<br />

multi-disciplinárních projektov�<br />

inženýrských konzulta�ních<br />

spole�ností<br />

Mott MacDo<strong>na</strong>ld Praha, s.r.o. je �eská pobo�ka<br />

mezinárodní spole�nosti Mott MacDo<strong>na</strong>ld Ltd.<br />

Naše organizace poskytuje služby v mnoha<br />

oblastech inženýrského poradenství a projektového<br />

ma<strong>na</strong>gementu. Jedná se o poradenské služby,<br />

zpracování studií ekonomického hodnocení, zpracování<br />

a posuzování všech stup�� projektové dokumentace,<br />

�ízení a supervize projekt�.<br />

Tyto �innosti zajiš�ujeme v t�chto oblastech:<br />

Silnice a dálnice<br />

Železnice<br />

Mosty a inženýrské konstrukce<br />

Tunely a podzemní stavby<br />

Vodní hospodá�ství<br />

Životní prost�edí<br />

Geodetické práce<br />

Gra�cké aplikace<br />

Inženýring a konzulta�ní �innost<br />

Kontakt:<br />

Mott MacDo<strong>na</strong>ld Praha, spol. s r.o.<br />

Ing. Ji�í Petrák<br />

Národní 15, 110 00 Praha 1<br />

tel.: +420 221 412 800, fax: +420 221 412 810<br />

www.mottmac.cz, e-mail: mottmac@mottmac.cz


M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

M O D E R N Á VÝSTAVBA B E T Ó N O V Ý C H VOZOVIEK V N E M E C K U<br />

MODERN CONSTRUCTION OF CONCRETE ROADS I N GERMANY<br />

T HOMAS WOLF, WALTER FLEISCHER<br />

V článku je číselne, grafmi a tabuľkou<br />

dokumentovaný nárast intenzity diaľkovej<br />

automobilovej dopravy v Nemecku.<br />

Je popísaný návrh konštrukcie a výstavby<br />

betónových diaľnic, ktoré umožnia<br />

bezpečnú, spoľahlivú a rýchlu dopravu.<br />

Zvýšená pozornosť je venovaná novým<br />

úpravám a technologickým postupom,<br />

ktoré prispejú k pohodlnejšej jazde a znížia<br />

ú<strong>na</strong>vu vodičov (povrch vozovky,<br />

hluková záťaž).<br />

This article documents the growth of<br />

intensity of long-distance motor transport<br />

in Germany, using figures, graphs and<br />

a table. It describes the design of the road<br />

structure and the construction of concrete<br />

motorways which will make safe, reliable,<br />

and quick transport possible. The paper<br />

emphasizes new modifications and technological<br />

procedures which will contribute<br />

to more comfortable driving and will reduce<br />

fatigue of drivers (the road surface,<br />

noise load).<br />

Stavebný materiál – betón je nepostrádateľný<br />

pre veľmi zaťažené dopravné plochy<br />

ako <strong>na</strong>pr. diaľnice, prevádzkové plochy<br />

letísk, pevné dráhy železníc a pre veľmi<br />

zaťažené priemyselné plochy. Tieto plochy<br />

musia vyhovovať vysokým požiadavkám<br />

<strong>na</strong> úžitkové vlastnosti a <strong>na</strong> životnosť a majú<br />

sa dať hospodárne zhotoviť. Príslušné vysoké<br />

požiadavky sú kladené <strong>na</strong> základné stavebné<br />

materiály a <strong>na</strong> betón, ako aj <strong>na</strong> personálne<br />

a technické zariadenie zhotoviteľa<br />

stavby. Betón sa spravidla mieša zariadením<br />

<strong>na</strong> stavenisku. Ukladanie sa uskutočňuje<br />

mechanizovane technikou systému<br />

posuvného debnenia (finišerom s klznými<br />

bočnicami). Prevádzkové plochy z betónu<br />

sa <strong>na</strong> konci ich životnosti recyklujú <strong>na</strong> vysokohodnotné<br />

kamenivá, ktoré sa znovu<br />

použijú v nových prevádzkových plochách<br />

ako ekologicky nezávadná a hospodár<strong>na</strong><br />

štrková nosná vrstva pod betónový povrch<br />

alebo ako kamenivo nosnej vrstvy s hydraulickým<br />

spojivom [1].<br />

I NTENZITA CESTNEJ PREMÁVKY<br />

V Nemecku sa za ostatných tridsať rokov<br />

takmer zdvojnásobila intenzita prevádzky<br />

<strong>na</strong> spolkových diaľkových cestách (diaľnicach)<br />

(obr. 1).<br />

Priemerná denná intenzita prevádzky<br />

<strong>na</strong> diaľnicach predstavovala v roku 2005<br />

cca <strong>48</strong> 300 motorových vozidiel za 24 h<br />

pri podiele premávky ťažkých nákladných<br />

vozidiel > 3,5 t a autobusov cca. 14,5 %.<br />

To zodpovedá približne 7 000 nákladným<br />

autám za deň. Na mnohých úsekoch<br />

je ale zaťaženie niekoľkonásobne vyššie<br />

(obr. 2). Najviac zaťažená nemecká diaľnica<br />

je A 100 kolem Berlí<strong>na</strong> [2].<br />

Medzi rokom 2004 a 2005 stúpla<br />

nákladná cestná doprava o 3,2 %. Pre rok<br />

2006 bol <strong>na</strong> základe pozitívneho hospodárskeho<br />

rozvoja a silno rastúceho zahraničného<br />

obchodu prognózovaný prírastok<br />

4,8 % [3]. Taktiež rozšírenie EÚ resp.<br />

stále <strong>na</strong>rastajúca doprava z a do východnej<br />

Európy vedú k stále vyššiemu zaťaženiu<br />

nemeckých ciest. Podiel zahraničných<br />

nákladných vozidiel predstavuje už<br />

teraz viac ako 22 %. Tak rastúcou náklad-<br />

1<br />

Obr. 1 Rozvoj intenzity premávky<br />

<strong>na</strong> spolkových diaľkových cestách<br />

a <strong>na</strong> ostatných cestách mimo<br />

obce (pred rokom 1995 len staré<br />

spolkové krajiny) [3]<br />

Fig. 1 Development of intensity of traffic<br />

on German long-distance as well as<br />

other roads outside towns (prior to<br />

1995 only old federal state) [3]<br />

Obr. 2 Vzorový priečny rez nevystuženou<br />

betónovou diaľnicou s kotevnými<br />

priečnymi škárami a s kotvenými<br />

pozdĺžnymi škárami priamo<br />

<strong>na</strong> nosnej vrstve s hydraulickým<br />

spojivom [1 ], vrubovanej alebo<br />

rezanej v modulovej sieti škár<br />

Fig. 2 Sample cross section of an<br />

unreinforced concrete motorway<br />

with anchorage transverse joints and<br />

anchorage longitudi<strong>na</strong>l joints directly<br />

on the load-carrying layer with<br />

a hydraulic binding agent [1], ribbed<br />

or cut in a modular network of joints<br />

priemerná denná premávka v motor. vozidlách/24 h<br />

spolkové diaľnice<br />

spolkové cesty<br />

Tab. 1 Desať diaľnic s <strong>na</strong>jrušnejšou premávkou v roku 2005 v Nemecku [2]<br />

Tab. 1 Ten motorways with the busiest traffic in Germany in 2005 [2]<br />

Diaľnica Spolková kraji<strong>na</strong> Úsek<br />

Priemerná denná<br />

intenzita prevádzky<br />

A 100 Berlín Trojuholník Funkturm – Kurfürstendamm 191 400<br />

A 100 Berlín Kaiserdamm – trojuholník Funkturm 181 500<br />

A 100 Berlín Trojuholník Charlottenburg - Kaiserdamm 176 700<br />

A 100 Berlín Kurfürstendamm - Schmargendorf 167 700<br />

A 3 Severné Porýnie-Westfálsko Kolín Delibrück – Kreuz Kolín-Východ 165 000<br />

A 100 Berlín Insbrucker Platz – Kreuz Schöneberg 160 500<br />

A 3 Severné Porýnie-Westfálsko Kolín Mühlheim – Kolín Drellbrück 158 000<br />

A 3 Severné Porýnie-Westfálsko Kreuz Leverkusen - Leverkusen 152 400<br />

A 5 Hesensko Frankfurter Kreuz - Zeppelinheim 150 700<br />

A 100 Berlín Alboinstraße – Tempelhofer Damm 1<strong>48</strong> 400<br />

58 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


nou prepravou, ako aj ďalej pribúdajúcou<br />

premávkou osobných motorových vozidiel<br />

sa situácia dopravných komplikácií <strong>na</strong> sieti<br />

nemeckých diaľnic v ďalších rokoch ešte<br />

ďalej vyostrí. O to dôležitejšie sú potom<br />

výkonné cesty vyžadujúce si iba nízke<br />

náklady <strong>na</strong> údržbu a poskytujúce vysokú<br />

životnosť. Tejto požiadavke vyhovujú vo<br />

vysokej miere moderné betónové cesty.<br />

Dovolené nápravové tlaky pre nemecké<br />

nákladné automobily ležia v súčasnosti<br />

pri 11,5 t. Nákladné autá zo susedných štátov,<br />

ktoré taktiež používajú nemecké diaľnice,<br />

majú niekedy zaťaženie náprav až 13 t.<br />

Jed<strong>na</strong> náprava nákladného vozidla zaťažuje<br />

cestu asi tak silno, ako 160 000 náprav<br />

osobných vozidiel. Z toho dôvodu sa väčši<strong>na</strong><br />

veľmi zaťažených diaľnic zhotovuje<br />

z betónu [1].<br />

S PÔSOBY VÝSTAVBY A KONŠTRUKCIA<br />

V Nemecku sa dimenzujú betónové vozovky<br />

podľa smerníc pre štandardizáciu nosnej<br />

časti a povrchu prevádzkových plôch, vydanie<br />

2001 – RStO 01 [4]. V podstate majú<br />

2<br />

�<br />

�<br />

� � �<br />

pre zhotovenie betónových krytov vozoviek<br />

<strong>na</strong> diaľnicach praktický výz<strong>na</strong>m tri spôsoby<br />

výstavby. Betónový kryt sa môže <strong>na</strong>vrstviť<br />

<strong>na</strong> nosnej vrstve s hydraulickým spojivom,<br />

<strong>na</strong> asfaltovej nosnej vrstve alebo <strong>na</strong> štrkovej<br />

podkladovej vrstve.<br />

Na ohraničenie <strong>na</strong>pätí z gradientov teploty<br />

a vlhkosti <strong>na</strong> nekritickú mieru sa pri<br />

diaľnicach (kryt vozovky do 300 mm)<br />

osvedčili rozstupy priečnych škár 5 m.<br />

Rozstupy pozdĺžnych škár sú – prispôsobené<br />

šírke vozovky – v tom istom rozmedzí,<br />

aby sa vytvorili približne štvorcové<br />

dosky. Navyše sa pri takých rozstupoch<br />

priečne škáry otvárajú len nepatrne,<br />

čo priaznivo ovplyvňuje prenos priečnych<br />

síl následkom prejdených kolies z jednej<br />

dosky <strong>na</strong> druhú vzájomným zakliesnením<br />

zŕn kameniva v trhline (aggregate<br />

interlock, concrete joint). Malé svetlé šírky<br />

otvorov zvyšujú okrem toho životnosť tesnenia<br />

škár. Rozmery dosiek nesmú prekročiť<br />

25násobok (v tuneli 20násobok)<br />

hrúbky dosiek [5] a dĺžka strany nesmie<br />

byť väčšia ako 7,5 m, aby sa podružné<br />

(vynútené) pnutie príliš nezvýšilo.<br />

Aby sa ďalej zvýšil prenos priečnej<br />

sily a pre zabránenie škodám z erózie<br />

v oblasti škár sa pri nevystužených betónových<br />

plochách zabudujú v strede hrúbky<br />

dosky do priečnych škár plastickou látkou<br />

opláštené hladké oceľové klzné trny<br />

(d = 25 mm, l = 500 mm) s rozstupom<br />

250 mm (alebo 500 mm pri úspornom<br />

spojení klznými trnmi) (obr. 2). Opláštenie<br />

plastickou látkou zabraňuje korózii<br />

a znižuje súdržnosť s betónom, takže<br />

priečne škáry sa môžu bez obtiaží uvoľniť<br />

(odblokovať) a uzatvoriť klznými trnmi.<br />

Aby sa pozdĺžne škáry pozvoľne neot-<br />

várali vzájomným oddeľovaním sa pásov<br />

dosiek, zabudujú sa v 5 m dlhej škáre<br />

v dolnom tretinovom bode tri kotvy (pri<br />

pozdĺžnych tesných škárach a pri druhu<br />

konštrukcie „betónová vozovka <strong>na</strong> štrkové<br />

podložie“ päť kotiev) z rebrovanej stavebnej<br />

ocele (d = 20 mm, l = 80 mm)<br />

(obr. 2). Z dôvodov ochrany pred koróziou<br />

sú takisto v strednej tretine (teda pod<br />

škárou) opláštené plastickou hmotou [1].<br />

Z HOTOVENIE BETÓNOVEJ VOZOVKY<br />

Miešacie zariadenia<br />

Výstavba prevádzkových zariadení sa<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

��<br />

M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

musí uskutočniť v čo <strong>na</strong>jkratšej dobe, aby<br />

sa prekážky v doprave obmedzili <strong>na</strong> minimum.<br />

Väčši<strong>na</strong> stavebných zákaziek je viazaná<br />

<strong>na</strong> prísne termíny a pri ich prekročení<br />

vznikajú vysoké pe<strong>na</strong>lizačné postihy.<br />

Preto je potrebné vyrobiť a ukladať<br />

za jeden deň až 3 000 m 3 betónu, aby<br />

sa dodržali dohodnuté doby výstavby<br />

a aby sa hospodárne využili drahé špeciálne<br />

zariadenia. Miestne výrobne transportbetónu<br />

nemávajú dostatočnú kapacitu<br />

<strong>na</strong> dodávku tak veľkého množstva<br />

betónu, <strong>na</strong>jmä počas dlhšieho obdobia<br />

niekoľkých týždňov. Z toho dôvodu sa<br />

spravidla zriaďujú špeciálne miešacie stanice<br />

priamo <strong>na</strong> stavbe, aby sa zabezpečilo<br />

zásobovanie stavby tak veľkým množstvom<br />

vysokokvalitného cestného betónu<br />

tuhej konzistencie. Používajú sa buď<br />

šaržové miešačky s kapacitou 100 až<br />

300 m 3 /h čerstvého betónu alebo kontinuálne<br />

pracujúce miešačky s podobnými<br />

výkonmi. Takéto miešacie zariadenia<br />

môžu byť rýchlo a hospodárne<br />

postavené, demontované a transportova-<br />

Legenda<br />

Číslo Preklad<br />

1 Odstavný pruh<br />

2 Betónová vozovka s tromi<br />

jazdnými pruhm i<br />

3 Kotvená pozdĺž<strong>na</strong> škára<br />

4 Prieč<strong>na</strong> škára s klznými trrnmi<br />

5 Klzné trny, rozostúp 250 mm<br />

alebo 500 mm<br />

6 Neprepojená nosná vrstva<br />

7 Nosná vrstva s hydraulickým<br />

spojivom<br />

8 Tri kotvy <strong>na</strong> dosku<br />

9 Zárez v nosnej vrstve<br />

s hydraulickým spojivom<br />

10 Výplňový materiál škár<br />

né [1]. Obr. 3 ukazuje moderné miešacie<br />

zariadenie Heilit+Woerner v normovanej<br />

veľkosti námorného kontajnera ISO.<br />

Finišer s klznými bočnicami<br />

V súčasnosti je ekonomické zhotovenie<br />

plôch z betónu možné len mechanizo vanou<br />

technikou posuvného systému debnenia.<br />

Tak ako miešacie zariadenia sa<br />

dajú moderné finišery s bočnými klznými<br />

bočnicami ľahko a hospodárne inštalovať,<br />

demontovať a prepraviť trajlermi.<br />

Pomocou moderných finišerov nie<br />

sú žiadnou výnimkou výkony ukladania<br />

800 bm za jeden deň. Šírky ukla-<br />

59


SM TAVEBNÍ ATERIÁLY KONSTRUKCE<br />

A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

dania do 16,75 m a pre osobitné plochy<br />

do 18 m sú u firmy Heilit-Woerner<br />

obvyklé. Hrúbky ukladania sú pre<br />

diaľnice až do 300 mm. Zabudovanie<br />

nevystužených prevádzkových plôch<br />

z betónu prebieha spravidla <strong>na</strong>sledovne.<br />

Betón sa dopravuje obvyklými cestnými<br />

nákladnými vozidlami (v súčasnosti väčšinou<br />

štvornápravové vozidlá) alebo, keď<br />

sa nemusia použiť verejné cesty, dopravuje<br />

sa dumpermi (obr. 3) od miešačky<br />

<strong>na</strong> miesto ukladania a pred finišerom sa<br />

čerstvý betón vyklopí [1]. Transport čerstvého<br />

betónu v hliníkových korbách je<br />

neprípustný, aby sa zabránilo poškodeniu<br />

betónového povrchu tvorbou vodíka<br />

v dôsledku vylučovania hliníka [5].<br />

Betónový kryt môže byť po celej jeho<br />

hrúbke vytvorený z rov<strong>na</strong>kého betónu<br />

(jednovrstvový spôsob stavby). Obidva<br />

druhy betónov dvojvrstvového spôsobu<br />

výstavby sa odlišujú hlavne druhom<br />

kameniva. Pre podkladový betón sa môže<br />

použiť výlučne štrk, keďže požia davky<br />

<strong>na</strong> kamenivo pre podkladový betón sú<br />

nižšie ako pre vrchný betón (<strong>na</strong>pr. čo sa<br />

týka odolnosti proti mrazu a obrusovaniu,<br />

tvaru zr<strong>na</strong> a pod.).<br />

Vo februári 2006 bol zavedený spôsob<br />

stavania vymývaným betónom vo<br />

Všeobecnom obežníku Cestné staviteľstvo<br />

(ARS) č. 5/2006 Spolkového<br />

ministerstva pre dopravu, výstavbu a rozvoja<br />

miest (BMVBS) [6] ako nová norma<br />

pre hluk znižujúce betónové vozovky<br />

v Nemecku. Od tej doby bola pri nových<br />

zmluvách <strong>na</strong> výstavbu diaľnic stanovená<br />

takmer výlučne stavebná technológia<br />

vymývaného betónu. Zatiaľ bude<br />

táto metóda stavania predstavovať aj<br />

v Nemecku štandardnú metódu stavania<br />

vozoviek z betónu. V ďalšom texte<br />

je popísaný len tento spôsob vytvárania<br />

povrchu betónovej vozovky.<br />

Keďže pri použití metódy vymývaného<br />

betónu sú požiadavky <strong>na</strong> východiskové<br />

materiály a <strong>na</strong> betón vyššie ako pri<br />

tradičnom vrchnom betóne, sa vozovky<br />

z vymývaného betónu z ekonomických<br />

hľadísk zhotovujú výlučne ako dvojvrstvové,<br />

s výnimkou malých plôch kde to<br />

nie je možné z dôvodov použitia technického<br />

zariadenia. Firma Heilit-Woerner<br />

používa pre dvojvrstvové ukladanie<br />

dva oddelené finišery s klznými bočnicami<br />

(obr. 4). Prvý finišer ukladá podkladový<br />

betón v požadovanej hrúbke a výškovej<br />

polohe. Betón je zhutňovaný ponornými<br />

vibrátormi. Následne sa automatic-<br />

ky zavibrujú klzné trny a kotvy do zhutneného<br />

podkladového betónu.<br />

Vrchný betón je ukladaný <strong>na</strong> zhutnený<br />

podkladový betón podľa pomerov <strong>na</strong> stavenisku<br />

buď čelným zavážacím zariadením<br />

po<strong>na</strong>d finišerom pre podkladový betón a/<br />

alebo bagrom z boku. Tento druhý finišer<br />

s klznými bočnicami ukladá vrchný betón<br />

v plánovanej hrúbke a výškovej polohe.<br />

Potom vyrovná čerstvý betónový povrch<br />

v priečnom i pozdĺžnom smere. Uklada-<br />

nie vrchného betónu sa musí uskutočniť<br />

<strong>na</strong> zhutnenom podkladovom betóne „čerstvý<br />

do čerstvého“, aby sa dosiahlo trvanlivé<br />

spojenie medzi obidvomi betónmi [1].<br />

Výstavba a betonársko-technologické<br />

zloženie vozoviek s povrchom<br />

z vymývaného betónu<br />

Hrúbka vrchného betónu – v tomto prípade<br />

vymývaného betónu – predstavuje<br />

v porov<strong>na</strong>ní s tradičnou konštrukciou<br />

krytu vozovky len 50 mm. Väčšia hrúbka<br />

nie je technicky a ekonomicky účelná.<br />

Hrúbka podkladového betónu sa mení<br />

v závislosti od stavebného pásma podľa<br />

RStO 01 [4] medzi 170 a 250 mm.<br />

Pre zloženie vymývaného betónu ako<br />

aj pre používané kamenivá platia, a<strong>na</strong>logicky<br />

ku konštrukcii s tenkým vrchným<br />

betónom, zvýšené požiadavky v porov<strong>na</strong>ní<br />

k obvyklým cestným betónom. Tie<br />

sú definované v prílohe G, stĺpec „Vrchný<br />

betón“ 0/8 Technických dodacích podmienok<br />

pre kamenivá pre cestné stavby (TL<br />

Gestein-StB 04) [7]. Kamenivá so zrnom<br />

väčším ako 4 mm do max. 8 mm musia<br />

pozostávať výlučne z drvených kamenív<br />

kategórie C 100/0 a musia, čo sa týka tvaru<br />

zr<strong>na</strong>, vyhovovať kategórii SI 15 (charakteristické<br />

číslo tvaru zŕn) alebo FI 15 (charakteristické<br />

číslo plochosti zŕn).<br />

Okrem toho musia tieto kamenivá vykazovať<br />

vysokú odolnosť proti obrusova-<br />

60 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

3<br />

4


niu. Odchylne od doterajšej štandardnej<br />

stavebnej metódy s vrchným betónom<br />

0/22 alebo 0/32 sa pre povrchy z vymývaného<br />

betónu vyžadujú vyššie hodnoty<br />

PSV, a to <strong>na</strong>jmenej PSV 53.<br />

Pri stavebnej technológii vymývaného<br />

betónu, ako aj pri technológii s tenkým<br />

vrchným betónom, sú pre zabezpečenie<br />

potrebných vlastností potrebné<br />

vyššie obsahy cementu od cca. 420<br />

do 430 kg/m 3 (spravidla CEM I 32,5R<br />

5<br />

6<br />

alebo CEM I 42,5N). Pre dosiahnutie<br />

konzistencie, potrebnej <strong>na</strong> ukladanie, je<br />

spravidla potrebné použiť superplastifikátor.<br />

Minimálny obsah vzduchu čerstvého<br />

betónu sa <strong>na</strong>staví podľa tabuľky 2<br />

ZTV <strong>Beton</strong>-StE 01 [5]. Pri <strong>na</strong>jväčšom zrne<br />

8 mm a pri súčasnom použití superplastifikátora<br />

z<strong>na</strong>mená to 6,0 obj. % pre jednotlivé<br />

hodnoty a 6,5 obj. % v dennom<br />

priemere. V protiklade k tenkému vrchnému<br />

betónu 0/8 mm sa vo vymýva-<br />

nom betóne spravidla ne<strong>na</strong>chádza frakcia<br />

zrnitosti 2/5 (nespojitá zrnitosť) [8].<br />

Čiara zrnitosti vymývaného betónu prebieha<br />

preto približne pozdĺž normálnej<br />

čiary zrnitosti U8 podľa DIN 1045-2 [9.]<br />

Ukladanie betónu, úprava kefami<br />

a ošetrovanie povrchov vymývaného<br />

betónu<br />

Podkladový a vrchný betón sa pri stavebnej<br />

technológii „exposed-concrete“ ukla-<br />

dajú, zhutnia a vyrov<strong>na</strong>jú ako zvyčajne,<br />

pričom musí byť obzvlášť vibračné zariadenie<br />

<strong>na</strong> zhutňovanie vrchného betónu<br />

prispôsobené jeho malej hrúbke (<strong>na</strong>pr.<br />

malá vibračná energia).<br />

Hneď <strong>na</strong> to sa z pracovnej plošiny<br />

<strong>na</strong>jčastejšie <strong>na</strong>strieka kombinovaný spomaľujúci<br />

a ošetrovací prostriedok (obr. 5),<br />

ktorý časovo predlžuje hydratáciu cementu<br />

v <strong>na</strong>jvyššej vrstve (milimetrová oblasť)<br />

a súčasne zabráni vysychaniu čerstvé-<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

ho betónu. Odporúčané množstvo je<br />

podľa jednotlivých výrobcov cca. 200 až<br />

250 g/m 2 . Keďže hĺbka odstraňovania<br />

kefami závisí okrem iného aj od zloženia<br />

betónu, musí sa pre každé stavebné opatrenie<br />

skúškami <strong>na</strong> stavenisku určiť ideálne<br />

množstvo <strong>na</strong>nášaného spomaľovacieho<br />

prostriedku. Ak <strong>na</strong>nesené množstvo<br />

je príliš malé alebo keď sa kombinovaný<br />

spomaľujúci a ošetrovací prostriedok<br />

ne<strong>na</strong>strieka rovnomerne a nepokrýva<br />

celú plochu, môžu <strong>na</strong>stať problémy<br />

pri odstraňovaní kefami a následne môže<br />

<strong>na</strong>pr. dochádzať k „hladkým miestam“.<br />

Hneď ako je betón celkovo dostatočne<br />

zatvrdnutý a zjazdný, sa nezatvrdnutá<br />

povrchová malta odstráni kefou a dočistí<br />

motorom poháňanou oceľovou kefou,<br />

takže vznikne vyrov<strong>na</strong>ná plocha z vymývaného<br />

betónu, <strong>na</strong> ktorej sa teraz objaví<br />

hrubé kamenivo, <strong>na</strong>príklad frakcia 5/8<br />

(obr. 6) [10].<br />

Keďže ochra<strong>na</strong> proti odpareniu, <strong>na</strong>nesená<br />

v kombinácii so spomaľovačom sa<br />

s povrchovou maltou odstráni kefami,<br />

je nutné <strong>na</strong>dväzujúce ošetrenie. Z toho<br />

dôvodu sa hneď <strong>na</strong> to <strong>na</strong>strieka z mobilného<br />

nosníkového zariadenia zaužívaný<br />

ošetrovací prostriedok (obr. 7). Pri vyso-<br />

Obr. 3 Miešacia stanica Heilit-Woerner<br />

v normovanej veľkosti námorného<br />

kontajnera ISO<br />

Fig. 3 Heilit-Woerner mixing plant in<br />

a standard size of a sea container<br />

ISO<br />

Obr. 4 Dvojvrstvové ukladanie dvomi<br />

finišermi Heilit+Woerner s klznými<br />

bočnicami<br />

Fig. 4 Double-layer laying with two<br />

Heilit+Woerner finishers with trailing<br />

side-forms<br />

Obr. 5 Nastriekanie kombinovaného<br />

retardačného a ošetrovacieho<br />

prostriedku z pracovnej plošiny<br />

Fig. 5 Spraying of combined retarding<br />

and curing agent from the working<br />

platform<br />

Obr. 6 Odstraňovanie povrchovej malty<br />

kefami a motorom h<strong>na</strong>nou oceľovou<br />

metlou a upravený povrch vozovky<br />

s viditeľným kamenivom 5/8<br />

Fig. 6 Removal of surface mortar with<br />

brushes and engine-driven steel<br />

broom, and the finished road surface<br />

with visible aggregate 5/8<br />

61


M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

7<br />

kých teplotách a/alebo vysokých rýchlostiach<br />

vetra má sa <strong>na</strong>vyše vyko<strong>na</strong>ť ošetrovanie<br />

povrchu betónu.<br />

Škáry<br />

Bezprostredne po odstránení povrchovej<br />

malty kefami musia sa vyhotoviť rezy<br />

pre priečne škáry a takmer súčasne aj pre<br />

pozdĺžne škáry. Šírka rezu je okolo 3 mm,<br />

hĺbka rezu pre priečne škáry 25 až 30 %<br />

hrúbky betónu a 40 až 45 % pre pozdĺž-<br />

8<br />

9<br />

ne škáry [5]. Nateraz sa používajú vodou<br />

chladené diamantové pílové listy. Moderné<br />

rezačky škár odsávajú priamo pri reze<br />

vyskytujúci sa rezný kal [1].<br />

Pred zaplnením škár musí sa rez rozšíriť<br />

podľa druhu škár a plniva škár [11].<br />

Ako plnivo sa v súčasnosti používajú<br />

horúce a studené zálievkové hmoty,<br />

ako aj elastické profily [1]. Keď sa priečne<br />

a pozdĺžne škáry uzatvárajú použitím profilov<br />

je problémová zó<strong>na</strong> v priesečníkoch.<br />

Obr. 7 Nadväzujúce ošetrenie kefami<br />

upraveného povrchu vozovky<br />

<strong>na</strong>striekaním bežného ošetrovacieho<br />

prostriedku z mobilného nosníkového<br />

zariadenia<br />

Fig. 7 Subsequent treatment of the<br />

brushed road surface by spraying<br />

common curing agent from a mobile<br />

trabeated facility<br />

Obr. 8 Namerané hodnoty hluku, vyšetrené<br />

meracou metódou blízkeho poľa pri<br />

80 km/h [dB(A)] [12]<br />

Fig. 8 Measured values of noise, examined<br />

by the measurement method of the<br />

surrounding field at 80 km/h [dB(A)]<br />

[12]<br />

Obr. 9 Namerané SCRIM-hodnoty<br />

k prevzatiu<br />

Fig. 9 Measured SCRIM values prepared<br />

for assumption<br />

Často dochádza <strong>na</strong>priek ochrane proti<br />

<strong>na</strong>tia hnutiu (rozdutiu) k pretrhnutiu profilov<br />

a následkom toho k netesnostiam.<br />

Z toho dôvodu by sa mali prednostne<br />

používať pre priečne škáry profily a pre<br />

pozdĺžne škáry zálievkové hmoty.<br />

Ú ŽITKOVÉ VLASTNOSTI BETÓNOVÝCH<br />

KRYTOV VOZOVIEK<br />

Drsnosť povrchu a hluk pneumatík<br />

a vozovky<br />

Podstatné výhody systému vymývaného<br />

betónu sú vo vysokej a trvanlivej drsnosti<br />

pri súčasne nízkej emisii zvuku. Vo viacerých<br />

domácich i zahraničných skúmaniach<br />

sa dalo pomocou metódy CPX preukázať,<br />

že vymývaný betón s maximálnym<br />

zrnom 8 mm je, čo sa týka emisie hluku,<br />

rov<strong>na</strong>ko hodnotný ako drvový asfaltový<br />

mastix [8]. Namerané hodnoty z diaľnice<br />

Inntal A93 pri Kiefersfelden, vybudované<br />

v roku 2004, potvrdili veľmi dobré<br />

62 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


Literatúra:<br />

[1] Fleischer W., Wagner R.: <strong>Beton</strong> für hochbelastete<br />

moderne Verkehrsflächen<br />

(Teile 1 und 2). <strong>Beton</strong> 53 (2003) H.<br />

11, S. 536–538, H. 12, S. 592–597<br />

[2] Spitzenbelastungen auf Autobahnen,<br />

Asphalt 42 (2007) H. 4, S. 4<br />

[3] Straßenbaubericht 2006,<br />

Bundesministerium für Verkehr, Bau<br />

und Stadtentwicklung, Berlin, im<br />

Dezember 2006<br />

[4] Richtlinien für die Standardisierung<br />

des Oberbaus von Verkehrsflächen,<br />

Ausgabe 2001, RStO 2001.<br />

Forschungsgesellschaft für Straßen-<br />

und Verkehrswesen e. V., Köln, FGSV<br />

Verlag, 2001<br />

[5] Zusätzliche Technische<br />

Vertragsbedingungen und Richtlinien<br />

für den Bau von Fahr bahn decken<br />

aus <strong>Beton</strong>, ZTV <strong>Beton</strong>-StB 2001,<br />

Ausgabe 2001. Forschungs gesellschaft<br />

für Straßen- und Verkehrswesen,<br />

Arbeitsgruppe <strong>Beton</strong>straßen, Köln<br />

2001<br />

[6] Allgemeines Rundschreiben<br />

Straßenbau Nr. 5/2006: Richtlinien für<br />

den Lärmschutz an Straßen – RLS 90.<br />

Bundesministerium für Verkehr, Bau<br />

und Stadtentwicklung, Bonn,<br />

17. 2. 2006<br />

[7] Technische Lieferbedingungen für<br />

Gesteinskörnungen im Straßenbau,<br />

TL Gestein-StB 04, Ausgabe 2004<br />

hlukové a nekĺzavé vlastnosti povrchov<br />

z vymývaného betónu 0/8. Povrch bol<br />

skúmaný v apríli 2005 takzvanou meracou<br />

metódou blízkeho poľa (merací príves<br />

hluku) <strong>na</strong> ich hluk znižujúci účinok<br />

(obr. 8).<br />

Bolo evidentné, že frekvenčné zloženie<br />

vymývaného betónu (WB) a priľahlého<br />

drvového asfaltového mastixu<br />

0/8 S (SMA) sa len nepatrne odlišujú.<br />

Znižovanie hluku vymývaného betónu sa<br />

<strong>na</strong>chádza takisto v rozmedzí SMA [12].<br />

Z meraní bolo ďalej zjavné, že hluk znižujúci<br />

účinok povrchov vymývaného betónu<br />

je pri pneumatikách nákladných vozidiel<br />

ešte markantnejší ako pri pneumatikách<br />

osobných vozidiel.<br />

Aj čo sa týka drsnosti boli dosiahnuté<br />

vynikajúce výsledky z<strong>na</strong>čne <strong>na</strong>d úrovňou<br />

požiadaviek (modrá čiara) (obr. 9). Iba<br />

v stometrovej oblasti nespĺňal požiadavky.<br />

To však bolo zdôvodnené problémami<br />

s prístrojom počas zhotovovania.<br />

Forschungs gesellschaft für Straßen-<br />

und Verkehrswesen, Arbeits gruppe<br />

Mineralstoffe im Straßenbau, Köln<br />

2005<br />

[8] Sulten P., Wolf T.: Waschbeton –<br />

Eine alter<strong>na</strong>tive <strong>Beton</strong>oberfläche.<br />

Straße+Autobahn 57 (2006) H. 4,<br />

S. 210–218<br />

[9] Tragwerke aus <strong>Beton</strong>, Stahlbeton und<br />

Spannbeton, Teil 2: <strong>Beton</strong> – Festlegung,<br />

Eigen schaften, Herstellung<br />

und Konformität, Anwendungsregeln<br />

zu DIN EN 206-1. Normen ausschuß<br />

Bauwesen (NABau) im DIN<br />

Deutsches Institut für Normung e. V.,<br />

Juli 2001<br />

[10] Fleischer W., Wolf T.: Die Griffigkeit von<br />

Fahrbahndecken aus <strong>Beton</strong> (Teil 2).<br />

<strong>Beton</strong> 54 (2004) H. 12, S. 610–614<br />

[11] Zusätzliche Technische<br />

Vertragsbedingungen und Richtlinien<br />

für Fugenfüllungen in Verkehrsflächen,<br />

Ausgabe 2001, ZTV Fug-StB 2001.<br />

Bundesministerium für Verkehr,<br />

Bau- und Wohnungswesen, Abteilung<br />

Straßenbau. Köln: FGSV Verlag, 2001<br />

[12] Schmerbeck R.: Anwendung<br />

von Funktionsbauverträgen in<br />

Bayern. Tagungsband der FGSV-<br />

<strong>Beton</strong>straßentagung 2005, Essen,<br />

S. 54-59. Forschungs gesellschaft<br />

für Straßen- und Verkehrswesen,<br />

Schriftenreihe der Arbeitsgruppe<br />

„<strong>Beton</strong>straßen“, H. 27, Köln 2006<br />

Pozdĺž<strong>na</strong> a prieč<strong>na</strong> rovnosť, jasnosť,<br />

reakcia pri požiari<br />

Moderné betónové vozovky vykazujú pri<br />

odbornom vyhotovení od začiatku dobrú<br />

rovnosť v pozdĺžnom aj priečnom smere.<br />

Tie zostávajú zachované počas doby<br />

životnosti betónového povrchu vozovky<br />

pri každej teplote a pri každom zaťažení.<br />

V tom spočíva veľká výhoda tohto<br />

spôsobu betónovania. Vodičmi motorových<br />

vozidiel tak obávané vyjazdené koľaje,<br />

podmienené dopravou a teplotou, sa<br />

nevyskytujú.<br />

Okrem toho sú betónové vozovky<br />

v porov<strong>na</strong>ní s asfaltovými vozovkami<br />

z<strong>na</strong>teľne svetlejšie, čo sa kladne prejaví<br />

<strong>na</strong>jmä pri daždi a v noci <strong>na</strong> jazdné<br />

vlastnosti, a tým samozrejme <strong>na</strong> bezpečnosť<br />

premávky. Betónovými krytmi<br />

vozoviek v tuneloch možno ušetriť<br />

náklady <strong>na</strong> osvetlenie a <strong>na</strong>viac sa výrazne<br />

zníži potenciál nebezpečenstva v prípade<br />

požiaru (požiarne zaťaženie), keďže<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

betón je prakticky nehorľavý. Nie bez<br />

dôvodu sa v Rakúsku predpisujú pri cestných<br />

tuneloch s dĺžkou väčšou ako 1 km<br />

pri rizikovej triede III a IV betónové kryty<br />

vozoviek.<br />

Z ÁVER<br />

Betón je ideálnym riešením pre veľmi<br />

zaťažené diaľnice, ale tiež pre prevádzkové<br />

plochy letísk, pre pevné dráhy železníc<br />

alebo priemyselné plochy – <strong>na</strong>jmä pre<br />

jeho úžitkové vlastnosti – životnosť, hospodárnosť<br />

a ochra<strong>na</strong> životného prostredia.<br />

Aktuálne smernice [4] predpokladajú<br />

pri betónových cestách tridsaťročnú životnosť.<br />

Zo skúsenosti z praxe sa dá očakávať<br />

ešte dlhšia životnosť. Keďže betónové<br />

cesty v prvých 15 až 20 rokoch vyžadujú<br />

len zriedka opatrenia <strong>na</strong> údržbu a opravy,<br />

poskytujú vysokú mieru použiteľnosti<br />

a zapríčinia len nepatrné obmedzenie<br />

dopravy údržbárskymi prácami.<br />

Pri odbornom projektovaní a primeranom<br />

vyhotovení poskytuje prevádzková<br />

plocha z betónu trvalé úžitkové vlastnosti.<br />

To z<strong>na</strong>mená únosnosť, odolnosť proti<br />

deformácii, rovnosť, svetlosť, vysokú drsnosť<br />

a malý hluk pneumatík a vozovky.<br />

K tomu pristupuje recyklovateľnosť starých<br />

betónových plôch, čo chráni životné<br />

prostredie úsporou nepoužitých stavebných<br />

látok, skladovacích priestorov<br />

a transportov. Na základe týchto kladov<br />

je stavanie betónom predurčené pre<br />

funkčnú stavebnú zmluvu a PPP projekty<br />

– verejno-súkromné partnerstvo (Public<br />

Private Partnership), pri ktorých je podnikateľ<br />

dvadsať alebo tridsať rokov zodpovedný<br />

za udržovanie a musí zabezpečiť<br />

takzvané funkcionálne požiadavky [1].<br />

Nie bez dôvodu boli v Nemecku až doteraz<br />

uzatvorené zmluvy <strong>na</strong> stavbu diaľnic<br />

zväčša vyhotovené pre realizáciu z betónu.<br />

Aj pre budúce modely PPP, pokiaľ<br />

projekčné okolnosti nevyžadujú výstavbu<br />

s asfaltom, treba vychádzať z toho, že stavanie<br />

s betónom dostane prednosť.<br />

Dipl.-Ing. Thomas Wolf<br />

e-mail: thomas.wolf@heiwoe.com<br />

Dr.-Ing. Walter Fleischer<br />

e-mail: walter.fleischer@heiwoe.com<br />

oba: Heilit+Woerner Bau GmbH<br />

Mies-van-der-Rohe-Straße 6, 80807 München<br />

tel.: +49 89 360 555-5730<br />

fax: +49 89 360 555-5790<br />

www.heiwoe.de<br />

63


M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

C E M E N T A ZDRAVOTNÍ BEZPEČNOST<br />

J AN GEMRICH<br />

Dnes otevřeme čtvrtý díl <strong>na</strong>šeho seriálu o cementu, pro někoho<br />

s velmi neobvyklým námětem, nicméně zdraví, jako ne<strong>na</strong>hraditelný<br />

atribut lidského života, je třeba chránit vždy, tedy<br />

i při výrobě a zpracovávání cementu. No, a první rozdělení už<br />

máme <strong>na</strong> světě. Pojďte se tedy podívat <strong>na</strong> zdravotní bezpečnost<br />

z pohledu procesu výroby cementu.<br />

Ještě než vstoupíme náležitě vybaveni pracovním oděvem,<br />

obuví, ochrannou helmou a někdy dokonce i ochrannými brýlemi<br />

do výrobního závodu, musíme se zastavit ve vápencovém<br />

lomu. A protože se v takovém lomu pracuje i s trhavinou, platí<br />

zde nejvyšší bezpečnostní standardy pro tuto práci i pro pohyb<br />

zaměst<strong>na</strong>nců. Kromě samotné bezpečnosti práce <strong>na</strong>víc <strong>na</strong>stupují<br />

předpisy pro práci v potenciálně prašném prostředí, které je<br />

při samotné těžbě i návazném zpracování kamene, je-li potřeba,<br />

skrápěno. Nicméně poslední měření v <strong>na</strong>šich lomech ukázala,<br />

že prašnost z rozdružování je o několik řádů nižší než <strong>na</strong>př.<br />

v drtírnách a třídírnách kamenolomů. Pro práci v lomech <strong>na</strong>víc<br />

platí i Směrnice Evropské komise a Rady Evropy o vibracích<br />

z roku 1992, doplněná roku 2001, která určuje základní zdravotní<br />

a bezpečnostní vibrační limity, kterým může být pracovník<br />

v lomech vystaven a které se přísně dodržují a kontrolují. Při<br />

výrobě v samotné cementárně platí nejpřísnější možná opatření<br />

pro zaměst<strong>na</strong>nce přímo ve výrobě, byť je dnes proces plně automatizovaný.<br />

Při výrobě se však uvnitř uzavřených procesů dopravuje<br />

vysoce jemně umletý materiál tlakovým vzduchem nebo<br />

dopravníky, dochází k výpalu hmoty palivy při teplotách 2100 °C<br />

<strong>na</strong> hořáku, je tedy <strong>na</strong>místě vysoká bezpečnost. Z mnoha aspektů<br />

zdravotní bezpečnosti citujme <strong>na</strong>př. ochranu proti <strong>na</strong>dměrnému<br />

hluku či krystalickému křemíku v polétavém prachu. Ochra<strong>na</strong><br />

proti <strong>na</strong>dměrnému hluku je definová<strong>na</strong> jako časové omezení<br />

při určité hlukové expozici, po kterém musí být pracovník<br />

<strong>na</strong>hrazen ve výrobním procesu jiným zaměst<strong>na</strong>ncem. Krystalickému<br />

křemíku byla v posledních letech věnová<strong>na</strong> z<strong>na</strong>čná pozor-<br />

B ETONOVÉ KREACE<br />

S OUČASNÉ BUDOVY A INTERIÉRY<br />

<strong>Beton</strong> již překo<strong>na</strong>l svůj kdysi poskvrněný<br />

obraz – díky novým technologickým<br />

postupům se těžkopádná hmota<br />

změnila v působivý materiál. Vzhledem<br />

k svému obzvláště tvárnému charakteru<br />

nemá betonová flexibilita žádného soupeře.<br />

V tekutém stavu může beton vyplnit<br />

téměř jakoukoliv formu, a tak je jeho použití<br />

prakticky bez hranic. Není pochyb, že<br />

v dnešní době je tento materiál považován<br />

za high-tech.<br />

Architekti zvučných jmen stejně jako<br />

ti začí<strong>na</strong>jící objevili tento trend již před<br />

delší dobou a Concrete Creations – Contemporary Buildings<br />

and Interiors představuje výběr z šedesáti nejpozoruhodnějších<br />

projektů dokončených v poslední době. S velice kvalitními<br />

fotografiemi, detailními plány a informativním popisem před-<br />

nost v celé Evropě pro podezření z druhotných karcinogenních<br />

účinků. Český i evropský cementářský průmysl se plně zapojil<br />

do systému NEPSI a do konce roku 2007 se ve všech cementárnách<br />

zavedlo opatření k vyloučení tohoto, byť potenciálního vlivu.<br />

Za zmínku stojí ale <strong>na</strong>př. i skutečnost, že velké stavební firmy<br />

v Evropě se do této ochrany svých pracovníků nezapojily.<br />

Pojďme nyní k cementářskému zákazníkovi. Všech<strong>na</strong> základní<br />

bezpečnostní opatření zákazník <strong>na</strong>jde <strong>na</strong> obalu, tedy laicky řečeno<br />

<strong>na</strong> pytli, kde jsou popsány vlastnosti cementu. Pokud by zvídavý<br />

uživatel pátral dále, může si vyžádat tzv. bezpečnostní list,<br />

kde je o cementu z hlediska jeho bezpečného zdravotního používání<br />

takřka všechno. Výroba cementu a jeho zpracování byly<br />

totiž již v minulosti zapojeny do systému vlastností chemických<br />

látek a přípravků, byť samotný cement má daleko k jakékoliv<br />

chemikálii. Tento systém je nyní <strong>na</strong>hrazován evropským <strong>na</strong>řízením<br />

REACH (Registration, Evaluation and Authorisation/restriction<br />

for new and existing CHemical substances) a ještě v budoucnu<br />

systémem GHS (Globally Harmonised System of Classification<br />

and Labelling of Chemicals), takže všichni uživatelé budou<br />

vždy mít dostatek informací o zdravotní bezpečnosti cementu.<br />

Jedním z prvních opatření, které bylo celoevropsky realizováno<br />

kolem roku 2005, bylo snížení obsahu šestimocného vodorozpustného<br />

chrómu v cementu <strong>na</strong> předpisem stanovenou úroveň<br />

k zamezení vzniku kožních dermatitid u citlivých osob. V tomto<br />

případě cementářský obor úzce spolupracuje <strong>na</strong>př. se Státním<br />

zdravotním ústavem. Novými předpisy bude v budoucnu <strong>na</strong>př.<br />

zpřísněno i balení cementu pro drobné uživatele.<br />

Z výše uvedeného je zřejmé, že výrobci cementu věnují vysokou<br />

pozornost zdravotně bezpečné výrobě svého produktu i dostatečné<br />

informovanosti svých odběratelů. Nicméně je si třeba uvědomit,<br />

že tato opatření v žádném případě nejsou zadarmo.<br />

Ing. Jan Gemrich<br />

Svaz výrobců cementu ČR<br />

www.svcement.cz<br />

stavuje kniha <strong>na</strong> 256 stranách neobyčejné<br />

varianty staveb z celého světa, které<br />

demonstrují možnosti betonu.<br />

Kniha <strong>Beton</strong>ové kreace je součástí řady<br />

Architecture & Materials, která se věnuje<br />

netradičnímu použití různých materiálů<br />

v architektuře a vyšly v ní už úspěšné tituly<br />

Magic Metal a In Full Colour. Po Concrete<br />

Creations bude pokračovat publikacemi<br />

Pure Plastic a Touch Wood.<br />

Concrete Creations<br />

Contemporary Buildings and Interiors<br />

256 stran, 410 ilustrací, 235 x 235 mm, pevná<br />

vazba<br />

ce<strong>na</strong>: € 39,90/ £ 27,50/$ 49,95<br />

ISBN 13: 978-3-938780-32-9 anglicky<br />

2007, Verlagshaus Braun, www.verlagshaus-braun.de<br />

64 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


...KOMPLETNÍ TECHNIKA PRO BETONÁŘSTVÍ<br />

Z<strong>na</strong>čka CIFA Vám přináší kvalitní a kompletní<br />

řešení technologického procesu<br />

betonářství již od 7. července 1928, kdy<br />

byla založe<strong>na</strong>. Nabízíme tedy více než 80<br />

let zkušeností a tradice. Vše od míchání<br />

k přepravě, čerpání a pokládání betonu je<br />

posláním betonářské techniky CIFA.<br />

Dnes má CIFA zastoupení <strong>na</strong> všech<br />

výz<strong>na</strong>mných světových trzích s kompletním<br />

výrobním sortimentem, který<br />

nemá ve srovnání s jinými z<strong>na</strong>čkami, co<br />

do škály výrobků a zařízení, konkurenci.<br />

Z tohoto důvodu je potřeba říci, že pokud<br />

se rozhodnete pro nákup jakéhokoliv<br />

výrobku z<strong>na</strong>čky CIFA, společně s ním<br />

kupujete dlouholeté zkušenosti<br />

a know-how, a to jak u procesu mísení,<br />

přepravy a čerpání betonu tak i projektování<br />

bednění.<br />

Obchodní zastoupení a technická podpora:<br />

AGROTEC a.s., Divize stavební techniky<br />

Ing. Martin Buček - VOLEJTE: (00420) 724 313 099<br />

PIŠTE: bucek@agrotec.cz<br />

Informace <strong>na</strong>: www.cifa.cz


M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

O DOLNOST L E H K É H O B E T O N U V C H E M I C K Y AGRESIVNÍCH<br />

PROSTŘEDÍCH<br />

RESISTANCE OF LIGHT- WEIGHT CONCRETE I N CORROSIVE<br />

E N V I R O N M E N T S<br />

M ICHALA HUBERTOVÁ,<br />

R UDOLF HELA, ROMAN STAVINOHA<br />

Trvanlivost betonových konstrukcí je nejčastěji<br />

ohrože<strong>na</strong> působením klimatických<br />

střídání teplot i pod bodem mrazu společně<br />

s <strong>na</strong>vlháním či smáčením a vysycháním.<br />

Dalším důležitým aspektem<br />

je působení chemicky agresivních prostředí,<br />

jejichž producentem jsou různá<br />

průmyslová odvětví a doprava. Vliv chemicky<br />

agresivních prostředí <strong>na</strong> normální<br />

beton je popisován v mnohé tuzemské<br />

i zahraniční literatuře, u lehkého betonu<br />

tomu tak není. Příspěvek se proto zabývá<br />

experimentálním projektem zaměřeným<br />

<strong>na</strong> vliv vybraných typů chemicky agresivních<br />

prostředí <strong>na</strong> lehký hutný beton<br />

s využitím lehkého kameniva <strong>na</strong> bázi<br />

expandovaného jílu.<br />

Most hazards to durability of concrete<br />

structures are caused by climatic<br />

variations in temperature decreasing<br />

below zero in combi<strong>na</strong>tion with moisture<br />

adsorption or wetting and drying.<br />

Corrosive environments produced<br />

usually by different industrial facilities,<br />

transportation etc. represent another<br />

important factor. Influence of corrosive<br />

environment on common concrete is<br />

described in home and foreign literature,<br />

however there is no such description<br />

of impact of corrosive environments<br />

on light-weight concrete. Therefore this<br />

paper describes an experiment focused<br />

on influence of selected types of corrosive<br />

environments on lightweight compact<br />

concrete with light-weight expanded clay<br />

aggregate.<br />

<strong>Beton</strong>, jehož matrice je tvoře<strong>na</strong> hydratačními<br />

produkty cementu, patří mezi látky<br />

silně zásadité, čímž je schopen velmi<br />

účinně pasivovat ocelovou výztuž vůči<br />

korozi. Míra bazicity zdravého, nekorodovaného<br />

betonu vyjádřená hodnotou pH<br />

může být vyšší než 12. V důsledku vysoké<br />

alkality beton velmi s<strong>na</strong>dno reaguje s látkami<br />

s nízkou hodnotou pH, kdy v podstatě<br />

dochází k neutralizačním reakcím,<br />

jejichž důsledkem je zpravidla degradace<br />

betonu doprovázená poklesem jeho<br />

užitných hodnot. U reálných konstrukcí je<br />

rychlost degradace vyvolávaná působením<br />

agresivních chemických látek <strong>na</strong>víc<br />

umocňovaná působením dalších vlivů,<br />

<strong>na</strong>př. pronikáním vlhkosti a působením<br />

mrazu.<br />

Prostředí působí <strong>na</strong> stavební konstrukce<br />

řadou vnějších vlivů. Dle charakteru tyto<br />

vlivy rozdělujeme <strong>na</strong>:<br />

• vlivy fyzikálně-mechanické (vliv zatížení,<br />

působení vlhkosti a mrazu, gradient teplot<br />

atd.),<br />

• vlivy fyzikálně-chemické (agresivní látky<br />

ve formě kapalin, plynů i pevných látek,<br />

biogenní vlivy atd.).<br />

Agresivní prostředí, jejichž působením<br />

mohou být železobetonové konstrukce<br />

vystaveny, lze dle skupenství rozdělit<br />

<strong>na</strong> prostředí plynná, kapalná a pevná.<br />

Obecně lze konstatovat, že působením<br />

agresivních látek jsou postupně vymývány<br />

pojivové složky, případně dochází<br />

v mikrostruktuře betonu ke vzniku<br />

z<strong>na</strong>čně objemných krystalických novotvarů,<br />

které svými expanzními tlaky <strong>na</strong>rušují<br />

strukturu betonu a jsou tak příčinou<br />

jeho degradace. Z hlediska životnosti<br />

železobetonových konstrukcí je ovšem<br />

velmi podstatná skutečnost, že v důsledku<br />

těchto negativních procesů postupně<br />

klesá hodnota pH. V silně alkalických prostředích<br />

vytváří želez<strong>na</strong>to-železité hydroxidy<br />

<strong>na</strong> povrchu výztuže kompaktní<br />

povlak, který chrání výztuž vůči masivní<br />

korozi. Při degradaci betonu dochází<br />

k poklesu hodnoty pH, výztuž přestává<br />

být chráně<strong>na</strong> a jsou vytvářeny podmínky<br />

pro její rychlou korozi. Rychlost koroze<br />

výztuže je mimo hodnoty pH betonu<br />

ovlivňová<strong>na</strong> řadou dalších faktorů, jako<br />

<strong>na</strong>př. kolísáním vlhkosti betonu, přítom-<br />

Tab. 1 Specifikace prostředí<br />

Tab. 1 Specification of environment<br />

ností rozpustných solí ve struktuře betonu<br />

apod.<br />

Při experimentálních pracích byly lehké<br />

betony sledovány v těchto typech agresivních<br />

prostředí (tab. 1):<br />

• prostředí plynné – oxid uhličitý, oxid siřičitý,<br />

• prostředí kapalné – roztok chloridů,<br />

ropné produkty, motorová <strong>na</strong>fta.<br />

Plynné agresivní prostředí<br />

Naprostá větši<strong>na</strong> železobetonových konstrukcí<br />

je při svém využívání vystave<strong>na</strong><br />

působení atmosféry, ve které bývá obsaženo<br />

mnoho plynů, které svým působením<br />

mohou být příčinou degradace<br />

železobetonových konstrukcí. Mezi tyto<br />

plyny patří <strong>na</strong>př. oxid siřičitý, příp. sírový,<br />

oxid uhličitý, amoniak, sirovodík, sloučeniny<br />

chlóru, fluoru apod. Koncentrace jednotlivých<br />

uvedených plynů v atmosféře,<br />

a tedy míry její agresivity vůči betonu<br />

zpravidla velmi úzce souvisí s průmyslovou<br />

výrobou, dopravou, ale také terciální<br />

sférou (tzn. obchod, ubytování, zdravotnictví,<br />

domácnosti atd.). Na internetovém<br />

portálu www.eea.europa.eu lze<br />

<strong>na</strong>lézt aktuální stav obsahu CO 2 v ovzduší<br />

celé Evropy.<br />

Oxid uhličitý způsobuje při styku se<br />

zásaditým cementovým tmelem neutralizační<br />

reakci, která se oz<strong>na</strong>čuje jako<br />

karbo<strong>na</strong>tace (hlavním produktem jsou<br />

různé karbonáty). Míra karbo<strong>na</strong>tace se<br />

projevuje snižující se hodnotou pH betonu<br />

z původní hodnoty 12,4 <strong>na</strong> hodnotu<br />

přibližně 9 až 9,6. Současně vznikají<br />

v betonu nerozpustné novotvary uhličitanu<br />

vápe<strong>na</strong>tého CaCO 3, který se usazuje<br />

v pórech a kapilárách a postupně<br />

je zaplňuje, čímž klesá možnost přísunu<br />

nového CO 2. Následně se zvyšuje objemová<br />

hmotnost betonu v povrchové vrstvě<br />

a mění se i mikrostruktura cemen-<br />

Charakteristika prostředí<br />

Látka Koncentrace Relativní vlhkost<br />

Plynné prostředí – CO 2 98 % 75 %<br />

Plynné prostředí – SO 2 98 % 75 %<br />

Kapalné prostředí – NaCl 1 000 mg Cl - <strong>na</strong> litr roztoku ---<br />

Kapalné prostředí – motorová <strong>na</strong>fta 100 % ---<br />

Referenční uložení --- 100 %<br />

66 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


tového tmelu. Přítomnost určité vlhkosti<br />

v betonu je podmínkou, aby karbo<strong>na</strong>tace<br />

mohla probíhat [2].<br />

Proces degradace betonu vlivem SO 2 je<br />

obdobný jako degradace betonu vlivem<br />

CO 2. Působením SO 2 dochází až k úplnému<br />

rozkladu struktury betonu. Vlhkost<br />

silně podmiňuje množství a tvary krystalů<br />

konečného produktu sádrovce, což výrazně<br />

působí i <strong>na</strong> hodnotu pH. V důsledku<br />

sulfatace klesá pH až <strong>na</strong> hodnotu 5,4. Při<br />

vyšší vlhkosti převládá vznik sádrovce, při<br />

nižší vznik hemihydrátu siřičitanu vápe<strong>na</strong>tého.<br />

Vyšší koncentrace SO 2 <strong>na</strong>opak podmiňuje<br />

vznik sulfátů vápe<strong>na</strong>tých, kde je<br />

hodnota vlhkosti rozhodující pro tvorbu<br />

dihydrátu či hemihydrátu.<br />

Oxid siřičitý má vliv i <strong>na</strong> fyzikálně-mechanické<br />

vlastnosti betonu. V počátku<br />

koroze, kdy jsou zaplňovány póry novotvary<br />

sulfatace, lze zaz<strong>na</strong>me<strong>na</strong>t nárůst<br />

pevnosti betonu. Následně dochází<br />

k poklesu pevností v tlaku i tahu vlivem<br />

vnitřního pnutí, které je vyvoláno<br />

objemovými změ<strong>na</strong>mi korozních zplodin<br />

v betonové hmotě. Souhrnně lze konstatovat,<br />

že při nižší koncentraci SO 2 je vliv<br />

vlhkosti prostředí domi<strong>na</strong>ntní, kdežto při<br />

vyšší koncentraci SO 2 není hodnota vlhkosti<br />

tolik rozhodující [2].<br />

Kapalné agresivní prostředí<br />

Koroze cementových kompozitů může<br />

velmi intenzivním způsobem probíhat<br />

také v kapalném prostředí. Mezi nejčastější<br />

kapaliny, se kterými přichází do styku<br />

zejmé<strong>na</strong> betony vodních děl, podzemních<br />

partií staveb, pilot a dalších konstrukcí<br />

jsou vody, které mohou obsahovat celou<br />

řadu rozpuštěných látek (<strong>na</strong>př. soli kyselin,<br />

ale též plyny apod.). Zejmé<strong>na</strong> v chemickém<br />

průmyslu, ve strojírenství, zemědělství<br />

ale i dalších odvětvích mohou být<br />

stavební konstrukce vystaveny působení<br />

celé řady chemikálií. V neposlední řadě<br />

mohou být konstrukční prvky vystaveny<br />

účinkům minerálních tuků a olejů.<br />

Principy z hlediska mechanizmu degradace<br />

cementové matrice lze rozdělit <strong>na</strong> tři<br />

základní druhy:<br />

Vody způsobující korozi I. typu, tzv.<br />

vody měkké, zpočátku rychle vyluhují<br />

v betonu obsažený Ca(OH) 2, později<br />

pomaleji dochází k rozkladu zhydratovaných<br />

křemičitanů a hlinitanů. Tato skutečnost<br />

vede k poklesu pH, což nepříznivě<br />

působí <strong>na</strong> korozi výztuže, ale i <strong>na</strong> stabilitu<br />

některých zhydratovaných slínkových<br />

minerálů. Průběh koroze je ovlivněn tím,<br />

zda jde o vodu stojatou či proudící, zda<br />

působí pod tlakem a zda jde o vodu teplou<br />

či studenou.<br />

Kapaliny způsobující korozi II. typu<br />

s cementovým tmelem vytvářejí s<strong>na</strong>dno<br />

rozpustné sloučeniny, které nemají<br />

vazné schopnosti, a snižují tak vlastnosti<br />

cementové matrice, eventuálně<br />

jsou z betonu vyluhovány. Jedná se<br />

zejmé<strong>na</strong> o vody obsahující sírany, chloridy,<br />

hořeč<strong>na</strong>té eventuálně amonné ionty<br />

apod. V přírodních vodách se jedná <strong>na</strong>př.<br />

o sírany, <strong>na</strong> které je vázán kation vápníku,<br />

hořčíku, draslíku apod. Ve vodách<br />

průmyslových jsou to převážně sírany,<br />

a to <strong>na</strong>př. síran amonný, měď<strong>na</strong>tý, hlinitý<br />

a železitý.<br />

Vody způsobující korozi III. typu jsou<br />

vody s různými sloučeni<strong>na</strong>mi, které reagují<br />

s cementovým tmelem za vzniku<br />

objemných krystalických fází. V počátečních<br />

stádiích vznikají tyto korozní novotvary<br />

v dutinách a pórech, čímž je zvyšová<strong>na</strong><br />

hutnost a nepropustnost betonu. Je<br />

tedy zřejmé, že v raných stádiích může<br />

docházet dokonce k nárůstu pevnostních<br />

charakteristik betonu. Další zvětšování<br />

objemu krystalických novotvarů vyvolává<br />

ve struktuře betonu vznik <strong>na</strong>pětí, jehož<br />

důsledkem je vznik trhlinek a v konečných<br />

stádiích <strong>na</strong>prostá ztráta soudržnosti<br />

betonu. Koroze III. typu je velmi často<br />

způsobová<strong>na</strong> vodami obsahujícími sírany.<br />

Pro pokročilá stádia síranové koroze<br />

je charakteristické, že cementová matrice<br />

betonu je <strong>na</strong>rušová<strong>na</strong> jehličkovitými<br />

krystalky ettringitu. V konečných fázích je<br />

matrice betonu krystalky ettringitu prakticky<br />

zcela prostoupe<strong>na</strong>. <strong>Beton</strong> ztrácí soudržnost<br />

a jeho pevnostní parametry jsou<br />

témě nulové.<br />

Dalším aspektem, který je z hlediska<br />

životnosti železobetonových konstrukcí<br />

podstatný, je fakt, že některé typy<br />

ve vodě rozpuštěných solí pronikají strukturou<br />

betonu až k výztuži, a způsobují tak<br />

výraznou akceleraci její koroze.<br />

E XPERIMENTÁLNÍ ČÁST<br />

Byla vyrobe<strong>na</strong> sada zkušebních těles<br />

z receptur, které se svým složením liší<br />

pouze v typu použité příměsi. V každé<br />

receptuře bylo dávkováno stejné množství<br />

portlandského cementu (370 kg/m 3 )<br />

a příměsí (40 % z hmotnosti cementu)<br />

i stejné množství přísad (superplastifikátor<br />

<strong>na</strong> bázi polykarboxylátů). Skladba kameniva<br />

byla také vždy stejná, byla použita<br />

kombi<strong>na</strong>ce lehkého kameniva <strong>na</strong> bázi<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

expandovaného jílu a přírodního těženého<br />

kameniva. Množství účinné vody se<br />

pohybovalo pro udržení konstantní konzistence<br />

v rozmezí od 160 do 170 kg/m 3<br />

v závislosti <strong>na</strong> použité příměsi.<br />

Byla <strong>na</strong>míchá<strong>na</strong> základní referenční<br />

receptura (Rec. I-A) s příměsí černouhelného<br />

elektrárenského popílku v množství<br />

40 % z hmotnosti cementu. Tato<br />

receptura byla modifiková<strong>na</strong> metakaolinem<br />

v množství 5 % z hmotnosti<br />

cementu (Rec. I-B), práškovou mikrosilikou<br />

v množství 5 % z hmotnosti<br />

cementu (Rec. I-C). Poslední receptura<br />

(Rec. I-D) <strong>na</strong>hrazovala popílek mikromletým<br />

vápencem v množství 40 % z hmotnosti<br />

cementu. Schéma a z<strong>na</strong>čení receptur<br />

je uvedeno <strong>na</strong> obr. 1.<br />

Na těchto recepturách byla experimentálně<br />

zkouše<strong>na</strong> trvanlivost betonu. Zkušební<br />

tělesa z uvedených receptur byla<br />

podrobe<strong>na</strong> působení vybraných typů<br />

agresivních prostředí, a to plynnému CO 2,<br />

plynnému SO 2, roztoku NaCl a <strong>na</strong>ftě.<br />

Ve stáří 28 dnů byly <strong>na</strong> vybraných vzorcích<br />

jednotlivých receptur odzkoušeny<br />

základní fyzikálně-mechanické vlastnosti.<br />

Ostatní vzorky byly uloženy do chemicky<br />

agresivních prostředí, kde byly exponovány<br />

po dobu dvanácti měsíců. Po uplynutí<br />

této doby byly <strong>na</strong> vzorcích provedeny<br />

fyzikálně-mechanické zkoušky (pevnost<br />

v tlaku, pevnost v tahu za ohybu,<br />

objemová hmotnost, dy<strong>na</strong>mický a statický<br />

modul pružnosti, mrazuvzdornost,<br />

odolnost povrchu betonu proti působení<br />

vody a chemických rozmrazovacích<br />

látek, objemové změny) a fyzikálně-chemické<br />

zkoušky (chemická a<strong>na</strong>lýza, rentgenová<br />

difrakční a<strong>na</strong>lýza a difrakčně termická<br />

a<strong>na</strong>lýza). Koncepce fyzikálně-chemických<br />

a<strong>na</strong>lýz byla vole<strong>na</strong> tak, aby bylo<br />

možno exaktně posoudit míru degradace<br />

betonu. Podrobný postup stanovení míry<br />

korozního <strong>na</strong>rušení a<strong>na</strong>lyzovaných vzorků<br />

byl proveden dle metodiky Matoušek,<br />

Drochytka [2], která podává přehled<br />

o mikrostruktuře daného materiálu.<br />

Na základě výsledků byly porovnávány<br />

změny vlastností lehkého betonu vlivem<br />

agresivních prostředí a vliv použití jemných<br />

příměsí <strong>na</strong> trvanlivost betonu.<br />

Plynná agresivní prostředí byla vytvoře<strong>na</strong><br />

v korozních hermeticky uzavřených<br />

komorách, ve kterých byla udržová<strong>na</strong><br />

konstantní koncentrace a relativní vlhkost<br />

vzduchu. Korozní atmosféra byla obměňová<strong>na</strong><br />

s periodou dvou dní. Kapalná<br />

agresivní prostředí byla vytvoře<strong>na</strong> pomo-<br />

67


Vzorky<br />

M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

cí roztoku NaCl, ve kterém byly zkoušené vzorky ponořeny. Konstantní<br />

hodnota koncentrace agresivní látky v roztoku při uložení<br />

vzorků byla udržová<strong>na</strong> pravidelným obměňováním s periodou<br />

sedm dní. Pro nejpřesnější simulaci reálných podmínek, kterým<br />

mohou být betony vystaveny, byla zkouše<strong>na</strong> koroze betonu<br />

v důsledku cyklického působení roztoku chloridů, resp. <strong>na</strong>fty.<br />

V rámci jednoho cyklu byla zkušební tělesa po dobu 24 h ulože<strong>na</strong><br />

ve zkušebním roztoku a poté byla po dobu 24 h umístě<strong>na</strong><br />

ve standardních laboratorních podmínkách. Kapalná prostředí<br />

měla teplotu 20 ± 2 °C. Charakteristiky jednotlivých prostředí<br />

jsou uvedeny v tab. 1.<br />

V YHODNOCENÍ RECEPTUR<br />

Vliv agresivních plynných prostředí <strong>na</strong> základní fyzikálně-<br />

-mechanické vlastnosti betonu<br />

Tab. 2 Změny fyzikálně–mechanických vlastností u vzorků uložených<br />

v plynných prostředích<br />

Tab. 2 Changes of physico-chemical properties of samples placed in<br />

gaseous environments<br />

Pevnost v tlaku 180 dní<br />

[MPa]<br />

Odchylka pevnosti v tlaku<br />

oproti ref. uložení<br />

[%]<br />

Odchylka obj. hmot. oproti<br />

hodnotám před uložením<br />

[%]<br />

CO 2 SO 2 CO 2 SO 2 CO 2 SO 2<br />

I – A 49,8 51,6 2,47 6,07 1,37 1,21<br />

I – B 49,8 49,8 6,98 6,87 1,25 1,37<br />

I – C 49,0 49,6 0,62 1,95 0,67 1,40<br />

I – D 47,2 <strong>48</strong>,8 0,21 3,61 1,22 0,91<br />

Vzorky<br />

Vliv agresivních kapalných prostředí <strong>na</strong> základní fyzikálně-<br />

-mechanické vlastnosti betonu<br />

Tab. 3 Změny fyzikálně–mechanických vlastností u vzorků uložených<br />

v kapalných prostředích – stále<br />

Tab. 3 Changes of physico-mechanical properties of samples placed<br />

in liquid environments - constantly<br />

Pevnost v tlaku 180 dní<br />

[MPa]<br />

Odchylka pevnosti v tlaku<br />

oproti ref. uložení<br />

[%]<br />

Odchylka obj. hmot. oproti<br />

hodnotám před uložením<br />

[%]<br />

chloridy <strong>na</strong>fta chloridy <strong>na</strong>fta chloridy <strong>na</strong>fta<br />

I – A 49,7 <strong>48</strong>,2 2,16 -0,93 0,85 0,68<br />

I – B 50,0 45,3 7,3 -2,69 0,62 1,3<br />

I – C 49,5 <strong>48</strong>,1 1,64 -1,23 1,26 0,96<br />

I – D 47,5 47,2 0,85 0,32 1,19 1,01<br />

Vzorky<br />

Tab. 4 Změny fyzikálně–mechanických vlastností u vzorků uložených<br />

v kapalných prostředích – cyklicky<br />

Tab. 4 Changes of physico-mechanical properties of samples placed<br />

in liquid environments - cyclically<br />

Pevnost v tlaku 180 dní<br />

[MPa]<br />

Odchylka pevnosti v tlaku<br />

oproti ref. uložení<br />

[%]<br />

Odchylka obj. hmot. oproti<br />

hodnotám před uložením<br />

[%]<br />

chloridy <strong>na</strong>fta chloridy <strong>na</strong>fta chloridy <strong>na</strong>fta<br />

I – A <strong>48</strong>,7 <strong>48</strong>,8 0,21 0,31 0,8 0,86<br />

I – B 46,8 46,4 0,43 -0,32 0,75 1,63<br />

I – C <strong>48</strong>,9 40,2 0,41 -1,03 0,92 0,5<br />

I – D <strong>48</strong>,7 47,0 3,4 -0,21 0,56 0,95<br />

II – Fe 39,3 41,2 -4,5 0,24 1,08 1,34<br />

�������<br />

������������<br />

�������<br />

������������<br />

��������������<br />

�������<br />

������������<br />

������������<br />

�����������<br />

���������������<br />

�����<br />

Obr. 1 Schéma a z<strong>na</strong>čení použitých receptur<br />

Fig. 1 Diagram and desig<strong>na</strong>tion of used mix-designs<br />

�������<br />

������������<br />

Obr. 2 Porovnání změn pevnosti v tlaku u sledovaných receptur<br />

po uložení v CO 2<br />

Fig. 2 Comparison of changes of compressive strength of observed<br />

mix-designs placed in CO 2<br />

Obr. 3 Porovnání změn pevnosti v tlaku u sledovaných receptur<br />

po uložení v SO 2<br />

Fig. 3 Comparison of changes of compressive strength of observed<br />

mix-designs placed in SO 2<br />

Obr. 4 Porovnání změn pevnosti v tlaku u sledovaných receptur<br />

po uložení v roztoku NaCl<br />

Fig. 4 Comparison of changes of compressive strength of observed<br />

mix-designs placed in NaCl<br />

Obr. 5 Porovnání změn pevnosti v tlaku u sledovaných receptur<br />

po uložení v <strong>na</strong>ftě<br />

Fig. 5 Comparison of changes of compressive strength of observed<br />

mix-designs placed in diesel<br />

Obr. 6 Porovnání změn pevnosti v tlaku po uložení v roztoku<br />

NaCl cyklicky<br />

Fig. 6 Comparison of changes of compressive strength of observed<br />

mix-designs after cyclical exposition to NaCl solution<br />

Vliv agresivního prostředí <strong>na</strong> fyzikálně-chemické vlastnosti<br />

betonu<br />

Pro účely fyzikálně-chemických a<strong>na</strong>lýz byly vzorky připravovány<br />

tak, aby možno posoudit kvalitu betonu resp. míru jeho<br />

degradace v závislosti <strong>na</strong> vzdálenosti od povrchu hodnocené<br />

konstrukce (tzn. stanovit hloubku <strong>na</strong>rušení betonu). Z každého<br />

zkušebního tělesa vystaveného agresivnímu prostředí byly<br />

připraveny dva vzorky, a to z povrchu a z hloubky cca 20 mm<br />

od povrchu. Na vzorcích byl proveden chemický rozbor, rentgenová<br />

difrakční a<strong>na</strong>lýza, diferenční termická a<strong>na</strong>lýza a stanovení<br />

pH ve výluhu.<br />

Vzhledem k celkovému rozsahu práce a z<strong>na</strong>čnému množství<br />

vzorků nejsou v tomto příspěvku uvedeny jednotlivé dílčí<br />

výsledky, ale pouze zásadní výsledky vyhodnocení těchto a<strong>na</strong>lýz,<br />

tab. 5 až 8.<br />

68 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

1


2<br />

4<br />

��������������������������<br />

5<br />

6<br />

��������������������������<br />

��������������������������<br />

��������������������������<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

���<br />

�<br />

����<br />

��<br />

����<br />

��<br />

����<br />

��<br />

�<br />

�� �<br />

�<br />

�� �<br />

�<br />

�� �<br />

�<br />

�� �<br />

�<br />

����� ����� ����� �����<br />

����<br />

����<br />

����<br />

�������������������<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

����<br />

����� ����� ����� �����<br />

����<br />

���<br />

����<br />

�������������������<br />

����<br />

����� ����� ����� �����<br />

�����<br />

�����<br />

�����<br />

�������������������<br />

����<br />

����� ����� ����� �����<br />

����<br />

���� ����<br />

�������������������<br />

���<br />

�<br />

M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

3<br />

��������������������������<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

�<br />

����<br />

Tab. 5 Zařazení vzorků z CO 2 do etapy karbo<strong>na</strong>tace<br />

Tab. 5 Classing of samples exposed to CO 2 according to the stage of<br />

carbo<strong>na</strong>tion<br />

Oz<strong>na</strong>čení vzorku<br />

����� ����� ����� �����<br />

Stupeň<br />

karbo<strong>na</strong>tace o K<br />

[%]<br />

����<br />

�������������������<br />

Stupeň modifikační<br />

přeměny o MP<br />

[-]<br />

pH<br />

[-]<br />

Etapa<br />

karbo<strong>na</strong>tace<br />

I – A (P) 52,1 0,85 11,51 I.<br />

I – B (P) 34,1 0,95 11,84 I.<br />

I – C (P) 64,2 0,45 10,51 II.<br />

I – D (P) 65,3 0,41 10,78 II.<br />

Tab. 6 Zařazení vzorků z prostředí SO2 do etapy sulfatace<br />

Tab. 6 Classing of samples exposed to SO2 according to the stage<br />

o sulphation<br />

Ozn. vzorku<br />

Stupeň sulfatace oS [%]<br />

pH<br />

[-]<br />

Etapa sulfatace<br />

I – A (P) 7,778 11,51 I.<br />

I – B (P) 8,660 11,84 I.<br />

I – C (P) 13,695 10,51 I.<br />

I – D (P) 12,935 10,78 I.<br />

I – B (H) 12,802 11,13 I.<br />

Pozn.: (P) – odběr vzorku z povrchu zkušebního tělesa; (H) – odběr vzorku<br />

z hloubky 20 až 30 mm pod povrchem zkušebního tělesa<br />

����<br />

����<br />

Tab. 7 Chemický rozbor vzorků uložených v chloridech<br />

Tab. 7 Chemical a<strong>na</strong>lysis of samples exposed to chlorides<br />

Oz<strong>na</strong>čení vzorku<br />

Stále<br />

Chloridy [%]<br />

Cyklicky<br />

I – A (P) < 0,01 < 0,01<br />

I – B (P) < 0,01 < 0,01<br />

I – C (P) 0,04 0,04<br />

I – D (P) 0,07 0,05<br />

I – B (H) < 0,01 < 0,01<br />

Tab. 8 Diferenční termická a<strong>na</strong>lýza vzorků z <strong>na</strong>fty<br />

Tab. 8 Differential thermal a<strong>na</strong>lysis of samples form diesel<br />

Oz<strong>na</strong>čení vzorku<br />

Stále<br />

Ztráta žíháním [%]<br />

Cyklicky<br />

I – A (P) 12,4 12,1<br />

I – B (P) 11,9 11,0<br />

I – C (P) 19,8 16,7<br />

I – D (P) 18,5 16,5<br />

I – A (H) 13,0 12,0<br />

I – B (H) 10,4 10,5<br />

I – C (H) 9,9 9,7<br />

I – D (H) 11,0 12,0<br />

69


M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE<br />

MATERIALS AND TECHNOLOGY<br />

Z ÁVĚR<br />

Na základě výsledků provedených fyzikálně-chemických<br />

a<strong>na</strong>lýz lze uvést následující:<br />

Vzorky uložené v prostředí CO 2, konkrétně<br />

jejich povrchové vrstvy (tj. beton<br />

do hloubky cca 20 mm od povrchu), se<br />

kromě receptur I–A (s popílkem) a I–B<br />

(s metakaolínem) <strong>na</strong>cházejí již ve druhé<br />

etapě karbo<strong>na</strong>tace. Postupující projev míry<br />

karbo<strong>na</strong>tace také potvrzuje výskyt produktů<br />

karbo<strong>na</strong>tace (kalcit, aragonit, vaterit)<br />

v mikrostruktuře betonové matrice těchto<br />

receptur.<br />

Ve druhé etapě karbo<strong>na</strong>tace dochází<br />

k přeměnám ostatních hydratačních<br />

produktů cementu. Vznikající modifikace<br />

CaCO 3 společně s amorfním gelem kyseliny<br />

křemičité zůstávají jako velmi jemnozrnné<br />

krystalické novotvary CaCO 3. Hrubozrnné<br />

krystalické novotvary se vyskytují<br />

jen ojediněle. Vlastnosti betonu se příliš<br />

nemění, což vysvětluje jen drobné výkyvy<br />

ve změně pevností a objemových hmotností<br />

daných receptur.<br />

Receptury I–A (s popílkem) a I–B<br />

(s metakaolínem) jsou po 360denním<br />

působení v 98% CO 2 při 75% relativní<br />

vlhkosti vzduchu v první etapě karbo<strong>na</strong>tace,<br />

tedy vzhledem k míře karbo<strong>na</strong>tace<br />

ve stejném stavu jako vzorky uložené<br />

ve venkovním prostředí. V první etapě<br />

karbo<strong>na</strong>tace je v mikrostruktuře matrice<br />

betonu oxidem uhličitým atakován hydroxid<br />

vápe<strong>na</strong>tý (a to jak krystalický – portlandit,<br />

tak z mezizrnečného roztoku). Produktem<br />

těchto reakcí je uhličitan vápe<strong>na</strong>tý<br />

krystalizující ve formě kalcitu.<br />

Ve druhé etapě karbo<strong>na</strong>tace dochází<br />

k reakcím mezi oxidem uhličitým a kalciumhydrosilikáty,<br />

přičemž v mikrostruktuře<br />

betonu vzniká jemnozrnný uhličitan<br />

vápe<strong>na</strong>tý především ve formě aragonitu<br />

a vateritu.<br />

Po 360denním uložení v prostředí v 98%<br />

SO 2 za 75% relativní vlhkostí byly všechny<br />

receptury zařazeny do I. etapy sulfatace.<br />

Po komparaci obsahu SO 3 ve vzorcích uložených<br />

v agresivním plynu a vzorcích uložených<br />

ve venkovním prostředí je však<br />

nutné konstatovat výrazný nárůst obsahu<br />

SO 3. Zvýšená degradace povrchových<br />

vrstev byla prokázá<strong>na</strong> i faktem výrazného<br />

zbarvení vzorků. Výraznější degradace<br />

cementové matrice však nebyla potvrze<strong>na</strong><br />

identifikací produktů sulfatace (sádrovec,<br />

monosulfát, trisulfát) výsledky rentgenové<br />

difrakční a<strong>na</strong>lýzy. V první etapě dochází<br />

k přeměně Ca(OH) 2 (popř. jeho roztoku)<br />

v mezizrnečném prostoru <strong>na</strong> hemihydrát<br />

siřičitanu vápe<strong>na</strong>tého, který přitom částečně<br />

zaplňuje póry. Pevnosti betonu se zlepšují,<br />

ale snižuje se hodnota pH.<br />

Porovnání výsledků mineralogického<br />

složení receptur uložených v chloridech<br />

a výsledků mineralogického složení vzorků<br />

uložených ve venkovním prostředí ukazuje,<br />

že působení chloridů u receptur modifikovaných<br />

popílkem nevyvolalo v jejich mikrostruktuře<br />

po 360 dnech vznik nových<br />

fází, které by svědčily o degradaci matrice<br />

betonu působením chloridů. Zejmé<strong>na</strong><br />

je nutno zdůraznit, že u žádné z testovaných<br />

receptur nebyla po 360denní<br />

expozici v prostředí chloridů zaz<strong>na</strong>mená<strong>na</strong><br />

přítomnost Friedlovy soli, příp. dalších<br />

minerálů, které by mohly způsobovat<br />

vznik expanzních tlaků v mikrostruktuře<br />

materiálu, a tím způsobit degradaci<br />

matrice vedoucí až k snížení pevností<br />

zkoušených receptur betonů. U modifikované<br />

receptury I-B došlo ke zvýšení pevností,<br />

což svědčí o pozitivním účinku příměsi<br />

metakaolinu.<br />

I za předpokladu vyšší degradace u cyklického<br />

působení chloridů <strong>na</strong> zkušební<br />

vzorky nebyly zaz<strong>na</strong>menány výraznější<br />

změny oproti stálému uložení vzorku<br />

v chloridech.<br />

Vzorky uložené v prostředí <strong>na</strong>fty neprokazují<br />

po 360 dnech uložení žádné výrazné<br />

změny v mikrostruktuře cementové<br />

matrice. Za nejprůkaznější zkoušku míry<br />

kontami<strong>na</strong>ce ropnými produkty (<strong>na</strong>ftou)<br />

je z provedených a<strong>na</strong>lýz jednoz<strong>na</strong>čně ztráta<br />

žíháním. Výsledky této a<strong>na</strong>lýzy ukazují<br />

mírnou kontami<strong>na</strong>ci povrchových vrstev<br />

zkoušených receptur. Naopak po komparaci<br />

vzorků odebraných z 20 mm od povrchu<br />

zkušebních těles a vzorků odebraných<br />

z těles uložených ve venkovním prostředí<br />

lze konstatovat, že kontami<strong>na</strong>ce zkoušených<br />

betonů je pouze povrchová. Kontami<strong>na</strong>ce<br />

povrchů u vzorků <strong>na</strong>máhaných<br />

cyklickým uložením v <strong>na</strong>ftě je nižší než<br />

u vzorků uložených kontinuálně v prostředí<br />

<strong>na</strong>fty. Rozdíly v pevnostech oproti<br />

referenčním hodnotám jsou v rozmezí<br />

3 %, tedy zanedbatelné. Po porovnání<br />

kontami<strong>na</strong>ce jednotlivých receptur můžeme<br />

konstatovat, že receptury I-A (s popílkem)<br />

a I-B (s metakaolínem) jednoz<strong>na</strong>čně<br />

převyšuji ostatní receptury v odolnosti<br />

proti průniku kontami<strong>na</strong>ce ropnými produkty<br />

(<strong>na</strong>ftou).<br />

Receptury byly v pevnostních třídách<br />

od LC 30/33 do LC 35/38 a objemových<br />

třídách D 1,6 až D 2,0.<br />

Literatura:<br />

[1] Hubertová M., Hela R.: The Effect<br />

of Metakaolin and Silica fume<br />

on the Properties of Lightweight<br />

Self-Consolidating Concrete. In<br />

9th CANMET/ACI Inter<strong>na</strong>tio<strong>na</strong>l<br />

Conference Recent Advances in<br />

Concrete Technology. Warsaw Polsko.<br />

2007. ISBN: 0-87031-235-9<br />

[2] Matoušek M., Drochytka R.:<br />

Atmosférická koroze betonu, IKAS<br />

Praha 1998<br />

[3] Haque M. N., Al-Khaiat H, Kayali O.:<br />

Strenght and durability of lightweight<br />

concrete. In Cement and Concrete<br />

Composites 26 (2004) 307-314<br />

[4] www.eea.europa.eu<br />

[5] Bydžovský J., Dufka A.: Výz<strong>na</strong>m<br />

fyzikálně chemických diagnostických<br />

postupů při hodnocení stavu<br />

železobetonových konstrukcí, konference<br />

WTA CZ Ostrava, 2007, ISSN<br />

978-80-02-0197<br />

Na základě výsledků dosažených v rámci<br />

řešení lze konstatovat, že použití černouhelného<br />

popílku a metakaolinu má jednoz<strong>na</strong>čně<br />

pozitivní vliv <strong>na</strong> odolnost a trvanlivost<br />

lehkých betonů v chemicky agresivních<br />

prostředích, zejmé<strong>na</strong> v CO 2 a SO 2.<br />

Tento příspěvek byl zpracován za podpory<br />

projektu MPO FI-IM5/016 „Vývoj lehkých<br />

vysokohodnotných betonů pro monolitické<br />

konstrukce a prefabrikované dílce“ a za přispění<br />

projektu GA ČR 103/07/076 „Vývoj lehkých<br />

betonů pro široké konstrukční využití“.<br />

Text článku byl posouzen odborným lektorem.<br />

Ing. Michala Hubertová, Ph.D.<br />

Lias Vintířov, lehký stavební materiál, k. s.<br />

357 44 Vintířov<br />

tel.: 602 650 174<br />

e-mail: hubertova@liapor.cz, www.liapor.cz<br />

Fakulta stavební VUT v Brně<br />

e-mail: hubertova.m@fce.vutbr.cz<br />

Doc. Ing. Rudolf Hela, CSc.<br />

Fakulta stavební VUT v Brně<br />

Veveří 331/95, 602 00 Brno<br />

tel: 541 147 508, fax: 541 147 502<br />

e-mail: hela.r@fce.vutbr.cz, www.fce.vutbr.cz/thd<br />

Ing. Roman Stavinoha<br />

Fakulta stavební VUT v Brně<br />

Veveří 331/95, 602 00 Brno<br />

e-mail: stavinoha.r@fce.vutbr.cz<br />

70 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

D ISKUSE MOŽNÝCH PŘÍČIN KOLAPSU MOSTU K OROR–<br />

B ABELTHUAP V R E P U B L I C E P ALAU<br />

THE COLLAPSE OF THE KOROR– BABELTHUAP B R I D G E I N<br />

PALAU – DISCUSSION OF P O S S I B L E CAUSES<br />

L UKÁŠ VRÁBLÍK, JAN LOŠKO,<br />

V LADIMÍR KŘÍSTEK<br />

Most Koror-Babelthuap byl v době uvedení<br />

do provozu v roce 1977 letmo<br />

betonovaným mostem s největším rozpětím<br />

hlavního pole <strong>na</strong> světě. Vzhledem<br />

k trvale rostoucím průhybům hlavního<br />

pole byla v roce 1996 provede<strong>na</strong> rekonstrukce.<br />

Měsíc po ukončení oprav však<br />

došlo ke zřícení mostu. Cílem příspěvku<br />

je seznámit s původním projektem<br />

mostu a postupem rekonstrukce a <strong>na</strong>stínit<br />

možné příčiny kolapsu.<br />

The Koror-Babelthuap bridge was after<br />

putting in operation in 1977 the longest<br />

(due to the length of mid span) concrete<br />

bridge erected by free cantilevers<br />

method. Regarding to excessive deflection<br />

of the middle of the main span,<br />

reconstruction was done. One month<br />

after repair finishing, structure collapsed.<br />

The intention of this paper is to describe<br />

the origi<strong>na</strong>l structure design, reconstruction<br />

process and outline possible collapse<br />

reasons.<br />

Most (obr. 1) byl vyprojektován pro spojení<br />

dvou hlavních ostrovů republiky Palau<br />

– Koror a Babelthuap (obr. 2). Jed<strong>na</strong>lo se<br />

o velmi výz<strong>na</strong>mné a strategické propojení<br />

nejen z hlediska dopravy (<strong>na</strong> ostrově<br />

Koror je mezinárodní letiště, zatímco<br />

<strong>na</strong> ostrově Babelthuap je hlavní město<br />

a žije zde více jak 70 % populace), ale<br />

i převáděných inženýrských sítí (vodovod,<br />

elektrické vedení).<br />

Oba ostrovy odděluje více jak 30 m<br />

hluboký kanál s velmi silnými proudy,<br />

které znemožňovaly použití mezilehlých<br />

podpor.<br />

Konstrukce proto byla dle původního<br />

projektu <strong>na</strong>vrže<strong>na</strong> jako letmo betonovaný<br />

most s rozpětím hlavního pole<br />

cca 240 m (obr. 3). Jed<strong>na</strong>lo se o dvojici<br />

symetrických konzol proměnného průřezu<br />

(obr. 4) spojených ve středu kloubem<br />

opatřeným ložisky pro zajištění volného<br />

vzájemného posunutí a <strong>na</strong>točení<br />

konců konzol. Z hlediska dimenzí je zarážející<br />

zejmé<strong>na</strong> extrémně malá tloušťka<br />

2a 2b<br />

stěny – 356 mm. Zvláště v oblasti vnitřních<br />

podpor při výšce téměř 14 m, kde<br />

<strong>na</strong>víc dochází k soustředění velkého smykového<br />

<strong>na</strong>máhání, je tato hodnota spíše<br />

blízká tloušťkám stěn ocelových komorových<br />

průřezů. Ze získaných podkladů<br />

je patrné i nedostatečné provázání smykové<br />

výztuže mezi tenkou stěnou a deskou<br />

průřezu.<br />

Obr. 1 Most Koror-Babelthuap<br />

Fig. 1 Koror-Babelthuap bridge<br />

Obr. 2 Republika Palau, ostrov Koror<br />

a Babelthuap<br />

Fig. 2 Republic Palau, Koror and<br />

Babelthuap island<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008 71<br />

1


V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

4a<br />

4b<br />

Výstavba mostu probíhala letmo od vnitřních<br />

podpor (<strong>na</strong>vržených pro přenos<br />

vodorovných reakcí – horizontálních sil –<br />

do podloží pomocí šikmých pilot) nesymetricky<br />

směrem do středu centrálního<br />

pole a ke krajní podpoře. Pro vybalancování<br />

ohybového momentu <strong>na</strong>d vnitřním pilířem<br />

od vlastní tíhy konzoly hlavního pole<br />

byla oblast <strong>na</strong>d krajní podporou vyplně<strong>na</strong><br />

balastem ze štěrkového materiálu. Předpětí<br />

bylo <strong>na</strong>vrženo použitím tyčí Dywidag<br />

∅ 32 mm. Uspořádání jednotlivých přepí<strong>na</strong>cích<br />

jednotek typicky odpovídalo postupu<br />

výstavby – přímé tyče vedené při hor-<br />

ním povrchu průřezu kotvené v hlavním<br />

poli v čelech dokončených lamel (celkem<br />

dvacet pět lamel po cca 4,8 m), v krajním<br />

poli pak kotvené do vzdálenosti cca 40 m<br />

od teoretické osy uložení <strong>na</strong>d vnitřním pilířem.<br />

Vzhledem k extrémní subtilnosti konstrukce<br />

byl systém podélného předpětí<br />

doplněn příčnými a svislými prvky pro<br />

zajištění dostatečné tlakové rezervy.<br />

R EKONSTRUKCE MOSTU<br />

V roce 1995, osmnáct let po uvedení<br />

do provozu, bylo rozhodnuto vzhledem<br />

k trvale <strong>na</strong>růstajícím průhybům středu<br />

hlavního pole (deformace činila již více<br />

než 1,2 m) provést rekonstrukci mostu.<br />

Projekt této rekonstrukce lze shrnout<br />

do čtyř základních kroků:<br />

• odstranění kloubu ve středu rozpětí<br />

hlavního pole a následné zmonolitnění<br />

– změ<strong>na</strong> statického působení konstrukce<br />

<strong>na</strong> spojitý nosník,<br />

• instalace osmi dodatečných kabelů volného<br />

předpětí vedených mimo průřez<br />

prostřednictvím deviátorů; kabely<br />

byly vedeny jako tzv. kabely spojitosti<br />

přes celou délku hlavního pole, kotvené<br />

za pilíři v krajních polích,<br />

• rozepření konců konzol,<br />

• oprava povrchu konstrukce.<br />

K OLAPS KONSTRUKCE<br />

Popis zhroucení konstrukce<br />

Ke zřícení mostu (obr. 5) došlo 26. září<br />

1996 necelý měsíc po dokončení opravy<br />

konstrukce. Následky tohoto neštěstí<br />

byly tragické – dva mrtví, několik zraněných<br />

a <strong>na</strong>prosté odříznutí lidí žijících<br />

5a<br />

5b<br />

Obr. 3 Podélný řez mostem (převýšený)<br />

Fig. 3 Longitudi<strong>na</strong>l section (scale)<br />

Obr. 4 Příčný řez <strong>na</strong>d podporou a v poli<br />

Fig 4 Typical cross sections<br />

Obr. 5 Zřícení mostu<br />

Fig. 5 Structure collapse<br />

Obr. 6 Schéma porušení konstrukce mostu<br />

Fig. 6 The scheme of structure failure<br />

Obr. 7 Výpočetní model mostu¨<br />

Fig. 7 Computatio<strong>na</strong>l model of the bridge<br />

<strong>na</strong> ostrově Babelthuap od dodávek pitné<br />

vody a elektrické energie z ostrova Koror.<br />

Postup kolapsu konstrukce (obr. 6) lze<br />

<strong>na</strong> základě provedených zkoumání [1]<br />

popsat následovně:<br />

• rozštěpení horní desky v blízkosti vnitřního<br />

pilíře <strong>na</strong> východní straně mostu<br />

(ostrov Babelthuap); elimi<strong>na</strong>ce předpětí<br />

– část mostu mezi vnitřní podporou<br />

a kloubem ve středu hlavního pole<br />

tak působila pouze jako železobetonová<br />

konstrukce,<br />

• z důvodů velkého <strong>na</strong>dpodporového<br />

momentu <strong>na</strong>d vnitřním východním pilířem,<br />

jehož účinky pak nebyly redukovány<br />

předpětím, došlo k tahovému porušení<br />

horních částí stěn a smykovému<br />

porušení celého průřezu,<br />

• konstrukce se začala chovat jako gigantická<br />

konzola délky cca 240 m, zatížení<br />

z celého hlavního pole bylo přenášeno<br />

do průřezu <strong>na</strong>d západním vnitřním<br />

pilířem (Koror), došlo k <strong>na</strong>točení celé<br />

konstrukce okolo teoretické osy uložení,<br />

včetně <strong>na</strong>dzvednutí krajního pole,<br />

• <strong>na</strong>dpodporový průřez pochopitelně<br />

nebyl schopen přenést tak velké <strong>na</strong>máhání<br />

a došlo k tahovému a tlakovému<br />

porušení a následnému zřícení celé konstrukce.<br />

Pravděpodobné příčiny kolapsu<br />

konstrukce<br />

Z výše uvedeného vyplývá, že základním<br />

impulsem vedoucím ke zhroucení mostu<br />

72 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

3


Literatura:<br />

[1] Burgoyne Ch., Scantlebury R.: Why did Palau Bridge collapse?; 03/2006<br />

[2] Koror – Babaldaob Bridge Repairs, Basis of design; ABAM a member of the Berger<br />

Group, 09/1993<br />

[3] Present condition survey of the Koror – Babelthuap Bridge; Japan inter<strong>na</strong>tio<strong>na</strong>l cooperation<br />

agency, 02/1990<br />

[4] Křístek V., Vráblík L.: Optimisation of tendon layout to avoid excessive deflections<br />

of long-span prestressed concrete bridges; Concrete Engineering Inter<strong>na</strong>tio<strong>na</strong>l UK,<br />

Volume 11, Number 1, Spring 2007<br />

byly provedené úpravy během kompletní rekonstrukce. Důležité<br />

je si ale uvědomit, že nebýt problémů (<strong>na</strong>růstající průhyby, vznik<br />

trhlin) majících původ v původním projektu, konstrukci by nebylo<br />

vůbec třeba opravovat.<br />

O možných příčinách je nutné spekulovat s uvážením komplexního<br />

chování konstrukce; jde <strong>na</strong>př. o faktory:<br />

• nedostatečné dimenze průřezu, zejmé<strong>na</strong> tloušťka stěn je<br />

velmi malá, nedostatečný prostor k provázání výztuže mezi<br />

stěnou a deskou,<br />

• dodatečné kabely volného předpětí, vedené jako tzv. kabely<br />

spojitosti přes celou délku hlavního pole, kotvené za pilíři<br />

v krajních polích, kdy axiální síla takovéhoto předpětí se<br />

do hlavního pole – v důsledku zamezení vodorovných posunů<br />

v mezilehlých podporách – vůbec nemůže dostat,<br />

• otázka vhodnosti umístění kotvení předpí<strong>na</strong>cích tyčí v krajním poli<br />

pro elimi<strong>na</strong>ci průhybu středu hlavního pole (obr. 7) – toto bude<br />

posouzeno speciální a<strong>na</strong>lýzou za použití metody podle [4],<br />

• možné porušení soudržnosti mezi betonem a předpí<strong>na</strong>cí<br />

výztuží při úpravě povrchu nosné konstrukce,<br />

• zvýšení smykových <strong>na</strong>pětí ve stěnách od vertikální složky předpí<strong>na</strong>cí<br />

síly dodatečného předpětí v místě deviátorů.<br />

Z ÁVĚR<br />

Varující je fakt, že ani po dvanácti letech od zřícení mostu nebyly<br />

uspokojivě objasněny příčiny kolapsu. Ve srovnání s letectvím,<br />

kdy je každá sebemenší nehoda povinně detailně vyšetře<strong>na</strong><br />

a následně jsou provede<strong>na</strong> opatření pro maximální možnou<br />

elimi<strong>na</strong>ci dalších podobných neštěstí, je tento stav zarážející. Přitom<br />

by bylo velmi přínosné přesné objasnění kolapsu mostu<br />

Koror-Babelthuap, výsledky pak mohou sloužit jako po<strong>na</strong>učení<br />

pro projekty konstrukcí podobných dimenzí a též poskytnout<br />

další poz<strong>na</strong>tky pro rozvoj oboru mostního stavitelství.<br />

Výsledky byly získány v rámci řešení grantových projektů 103/08/P613,<br />

103/06/0674 a 103/08/1677 podporovaných Grantovou agenturou ČR<br />

a projektu MŠMT 1M6840770001 v rámci činnosti výzkumného centra CIDEAS.<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

6<br />

7<br />

Ing. Lukáš Vráblík, Ph.D.<br />

e-mail: lvrablik@sez<strong>na</strong>m.cz<br />

Ing. Jan Loško<br />

e-mail: lozin@sez<strong>na</strong>m.cz<br />

Prof. Ing. Vladimír Křístek, DrSc.<br />

e-mail: vladimirkristek@sez<strong>na</strong>m.cz<br />

všichni:<br />

ČVUT Fakulta stavební<br />

Katedra betonových a zděných konstrukcí<br />

Thákurova 7, 166 29 Praha 6<br />

tel.: 224 354 365<br />

RSTAB RFEM<br />

Program pro výpočet<br />

rovinných i prostorových<br />

prutových konstrukcí<br />

Demoverze zdarma ke stažení<br />

www.dlubal.cz<br />

Řada přídavných modulů<br />

Rozsáhlá knihov<strong>na</strong> profilů<br />

S<strong>na</strong>dné intuitivní ovládání<br />

6 500 zákazníků ve světě<br />

Nová verze v českém jazyce<br />

Zákaznické služby v Praze<br />

Ing. Software Dlubal s.r.o.<br />

Anglická 28,120 00 Praha 2<br />

Tel.: +420 222 518 568<br />

Ing. Software<br />

Fax: +420 222 519 218<br />

Dlubal E-mail: info@dlubal.cz<br />

Program pro výpočet<br />

konstrukcí metodou<br />

konečných prvků<br />

Inzerce 96.5x132 zrcadlo (<strong>Beton</strong> 1 1 15.7.2008 7:47:00<br />

Statika, která Vás bude bavit ...<br />

73


V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

M O D E R N Í M E T O D I K A PRO STANOVENÍ BEZPEČNOSTI<br />

A SPOLEHLIVOSTI B E T O N O V Ý C H K O N S T R U K C Í<br />

AN INNOVATIVE METHOD F O R SAFETY AND RELIABILITY<br />

ASSESSMENT OF CONCRETE S T R U C T U R E S<br />

R ADOMÍR PUKL<br />

Představený moderní koncept propojuje<br />

nelineární a<strong>na</strong>lýzu MKP se statistickým<br />

přístupem a vytváří tak účinný inženýrský<br />

nástroj pro stanovení bezpečnosti a spolehlivosti<br />

betonových konstrukcí. Uvedený<br />

příklad pravděpodobnostní simulace<br />

selhání a vyhodnocení spolehlivosti<br />

skutečné mostní konstrukce dokumentuje<br />

praktickou použitelnost vyvinutého<br />

komplexního programového systému.<br />

Navržený přístup doplňuje a rozšiřuje<br />

běžné normové postupy a může vést<br />

k podstatným úsporám nákladů, neboť<br />

bere v úvahu konkrétní podmínky stavby<br />

a požadavky <strong>na</strong> její spolehlivost mohou<br />

být přesněji specifikovány a vyhodnoceny.<br />

The presented concept for safety and<br />

reliability assessment of concrete structures<br />

integrates nonlinear finite element<br />

a<strong>na</strong>lysis with stochastic and reliability<br />

techniques into an advanced engineering<br />

tool. The feasibility of the developed<br />

complex software system is documented<br />

on numerical example of statistical failure<br />

simulation and reliability evaluation of<br />

existing concrete bridge structure. The<br />

presented approach is going beyond<br />

the boundaries of design codes and can<br />

lead to considerable cost saving as the<br />

reliability requirements can be targeted<br />

more precisely.<br />

Rostoucí požadavky <strong>na</strong> provozní zatížení<br />

mostů spolu s omezenými prostředky<br />

<strong>na</strong> jejich opravy či zesilování se stávají celosvětovým<br />

problémem. Správné stanovení<br />

bezpečnosti a spolehlivosti stárnoucích<br />

mostních konstrukcí se stává stále důležitější<br />

otázkou v systémech pro údržbu<br />

dopravní infrastruktury. Obvyklé postupy<br />

pro vyhodnocení spolehlivosti stávajících<br />

konstrukcí jsou založeny <strong>na</strong> normových<br />

ustanoveních a různých zvláštních předpisech.<br />

Zkušenost ukazuje, že stanovení<br />

spolehlivosti konstrukce přesnějšími metodami<br />

může vést k podstatným úsporám<br />

a přináší nový náhled <strong>na</strong> údržbu mostů<br />

a s tím spojené rozhodování a administrativu<br />

[1]. Dílčí metody pro využití pravděpodobnostních<br />

metod v této souvislosti jsou<br />

1<br />

široce rozpracovány a byly ověřeny v praxi<br />

[2]. Běžně používané metody pro vyhodnocení<br />

spolehlivosti konstrukce jsou však<br />

obvykle založeny <strong>na</strong> silně zjednodušeném<br />

modelu samotné konstrukce, často<br />

ve formě vzorce pro stanovení únosnosti<br />

vybraného konstrukčního prvku. Přitom<br />

pro deterministickou a<strong>na</strong>lýzu betonových<br />

konstrukcí jsou v současné době k dispozici<br />

programy pro podrobné řešení jejich<br />

odezvy a odolnosti založené <strong>na</strong> nelineární<br />

počítačové simulaci. Proto se <strong>na</strong>bízí myšlenka<br />

zkombinovat nelineární numerickou<br />

a<strong>na</strong>lýzu stavebních konstrukcí s účinnými<br />

stochastickými metodami a <strong>na</strong>bídnout tak<br />

moderní nástroj pro realistické posouzení<br />

betonové konstrukce z hlediska její bezpečnosti<br />

a spolehlivosti.<br />

A NALÝZA KONSTRUKCE A STANOVENÍ<br />

SPOLEHLIVOSTI<br />

Spolehlivost konstrukcí může být vypočte<strong>na</strong><br />

ze stochasticky zjištěné odolnosti konstrukce<br />

a předpokládaného statistického<br />

rozdělení zatížení. Stochastickou odezvu<br />

lze získat opakovanou a<strong>na</strong>lýzou konstrukce<br />

se stochastickými vstupními parametry,<br />

které vyjadřují náhodnost a nejistotu vstupních<br />

údajů. Navržená metodika využívá pro<br />

realistické modelování odezvy a odolnos-<br />

ti konstrukce nelineární počítačovou simulaci.<br />

Vzhledem k tomu, že nelineární a<strong>na</strong>lýza<br />

stavební konstrukce je velmi náročná<br />

<strong>na</strong> výpočetní kapacitu i čas, je nezbytné<br />

použít pro statistické zpracování vhodnou<br />

techniku, které postačí zvládnutelný<br />

počet simulací. Výsledkem řešení je pak<br />

odhad bezpečnosti a spolehlivosti sledované<br />

konstrukce.<br />

Navržená metodika byla zpracová<strong>na</strong><br />

do programového systému SARA, jehož<br />

název vznikl z prvních písmen anglické<br />

charakteristiky systému – Structural A<strong>na</strong>lysis<br />

and Reliability Assessment.<br />

Systém se skládá ze čtyř hlavních částí:<br />

• interaktivní grafické prostředí SARA Studio,<br />

zajišťující správu dat a řízení součástí<br />

systému,<br />

• nelineární simulace metodou konečných<br />

prvků ATENA,<br />

• statistický a spolehlivostní program<br />

FReET,<br />

• integrovaná databáze stochastických<br />

parametrů mechanických vlastností stavebních<br />

materiálů.<br />

Tento programový systém byl několikrát<br />

úspěšně použit pro pravděpodobnostní<br />

nelineární a<strong>na</strong>lýzu betonových konstrukcí<br />

[3] a jeden z příkladů aplikace pro statistickou<br />

simulaci selhání a vyhodnoce-<br />

74 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


ní spolehlivosti skutečné mostní konstrukce<br />

(obr. 1) je podrobněji uveden v závěru<br />

tohoto článku.<br />

N ELINEÁRNÍ ANALÝZA MKP<br />

Nelineární numerickou a<strong>na</strong>lýzu modelované<br />

konstrukce zajišťuje program ATENA,<br />

vyvinutý firmou Červenka Consulting pro<br />

deterministickou simulaci chování betonových<br />

a železobetonových konstrukcí [4].<br />

Tento program umožňuje modelovat chování<br />

a odezvu konstrukce až do jejího<br />

porušení – je tedy v systému SARA využit<br />

jako „pokročilá forma“ funkce poruchy<br />

konstrukce.<br />

Nejvýz<strong>na</strong>mnější roli při nelineárních výpočtech<br />

hraje konstitutivní vztah v materiálo-<br />

Obr. 1 Dálniční most v Colle d’Isarco,<br />

Brenner, Itálie<br />

Fig. 1 Highway bridge in Colle d’Isarco,<br />

Brennero, Italy<br />

Obr. 2 Schéma nelineární metody<br />

konečných prvků<br />

Fig. 2 Scheme of the nonlinear finite<br />

element method<br />

Obr. 3 Model rozetřených trhlin pro beton<br />

v tahu založený <strong>na</strong> lomové energii<br />

Fig. 3 Smeared crack model for tensile<br />

behavior of concrete based on<br />

fracture energy<br />

4<br />

vém bodě – materiálový model (obr. 2),<br />

který rozhoduje o tom, <strong>na</strong>kolik počítačový<br />

model vystihne skutečné chování konstrukce.<br />

Vzhledem k tomu, že beton je složitý<br />

heterogenní materiál se silně nelineární<br />

odezvou dokonce již při provozním zatížení,<br />

jsou pro realistický výpočet odezvy<br />

betonových konstrukcí použity nelineární<br />

materiálové modely uvažující všechny<br />

důležité aspekty chování betonu v tahu<br />

i v tlaku.<br />

Model poškozování betonu v tahu je<br />

založen <strong>na</strong> nelineární lomové mechanice<br />

v kombi<strong>na</strong>ci s metodou šířky pásu trhlin<br />

a konceptem rozetřených trhlin (obr. 3).<br />

Hlavními materiálovými parametry jsou<br />

zde pevnost betonu v tahu, lomová energie<br />

a tvar funkce změkčení (křivky charakterizující<br />

velikost otevření trhliny v závislosti<br />

<strong>na</strong> zbytkovém tahovém <strong>na</strong>pětí).<br />

Skutečná diskrétní trhli<strong>na</strong> je v modelu<br />

<strong>na</strong>hraze<strong>na</strong> pásem lokalizovaných poměrných<br />

přetvoření (obr. 4). Poměrné přetvoření<br />

odpovídající šířce trhliny je vztaženo<br />

k velikosti konečného prvku. Funkce změkčení<br />

v materiálovém zákonu pro model<br />

rozetřených trhlin musí být proto stanove<strong>na</strong><br />

individuálně pro každý konečný prvek<br />

tak, aby byl zachován předepsaný vztah<br />

pro šířku otevření trhliny. Pouze takový<br />

model založený <strong>na</strong> energetické formulaci<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

2<br />

3<br />

V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

Obr. 4 Lokalizovaná trhli<strong>na</strong><br />

– šířka pásu trhlin při<br />

výpočtu stěnového<br />

nosníku<br />

Fig. 4 Crack band in a shear<br />

wall a<strong>na</strong>lysis<br />

Obr. 5 Plocha porušení betonu<br />

při trojrozměrné<br />

<strong>na</strong>pjatosti<br />

Fig. 5 Concrete failure surface<br />

in 3D-stress state<br />

zabezpečí objektivitu řešení a nezávislost<br />

<strong>na</strong> síti konečných prvků, což bylo potvrzeno<br />

<strong>na</strong>př. ve studii [5].<br />

Při prostorové tlakové <strong>na</strong>pjatosti vykazuje<br />

beton zvýšení tlakové pevnosti v důsledku<br />

příčného sevření. Tento efekt je vystižen<br />

modelem založeným <strong>na</strong> speciální teorii<br />

plasticity s neasociovaným zákonem plastického<br />

tečení, který je použit v kombinovaném<br />

křehko-plastickém modelu betonu<br />

(obr. 5).<br />

Řada dalších materiálových modelů je<br />

k dispozici pro modelování diskrétní výztuže<br />

(včetně soudržnosti a předpětí), plošné<br />

výztuže (<strong>na</strong>př. třmínků), drátkobetonu,<br />

zemin, konstrukční oceli apod. Tím<br />

je umožně<strong>na</strong> realistická simulace odezvy<br />

a porušování železobetonových a spřažených<br />

konstrukcí za uvážení všech jejich<br />

specifických vlastností.<br />

Efektivní řešení inženýrských problémů<br />

založené <strong>na</strong> těchto materiálových modelech<br />

je doplněno grafickým prostředím,<br />

které podporuje uživatele nejen při vytváření<br />

modelu konstrukce a vyhodnocování<br />

výsledků výpočtu, ale rovněž v průběhu<br />

nelineárního řešení. Dělení konstrukce<br />

<strong>na</strong> konečné prvky pro numerickou a<strong>na</strong>lýzu<br />

probíhá plně automaticky s možnými<br />

upřesněními ze strany uživatele. Výztuž<br />

může být definová<strong>na</strong> ve formě jednotlivých<br />

prutů či předpí<strong>na</strong>cích kabelů s libo-<br />

5<br />

75


V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

volnou geometrií nezávislou <strong>na</strong> struktuře<br />

sítě konečných prvků, nebo procentem<br />

vyztužení a směrem výztuže ve vybrané<br />

oblasti. Konstrukce může být zatíže<strong>na</strong> silovými<br />

účinky, poklesy podpor, objemovým<br />

zatížením, teplotou, smršťováním, předpětím<br />

atd. Tyto zatěžovací stavy jsou libovolně<br />

kombinovány do přírůstkových zatěžovacích<br />

stavů, které jsou iterativně řešeny<br />

pomocí pokročilých nelineárních metod<br />

(<strong>na</strong>př. metodou délky oblouku).<br />

Během výpočtu umožňuje interaktivní<br />

grafické prostředí kontrolovat a řídit proces<br />

zatěžování konstrukce, sledovat a vyhodnocovat<br />

její odezvu a porušování. Grafické<br />

zpracování výsledků po ukončení výpočtu<br />

umožňuje zobrazit a vyčíslit veškeré<br />

potřebné informace o konstrukci v kterékoli<br />

fázi jejího zatěžování. Lze <strong>na</strong>př. znázornit<br />

pole <strong>na</strong>pětí či poměrná přetvoření<br />

<strong>na</strong> konstrukci, vyčíslit jejich hodnoty<br />

v libovolném místě konstrukce, lze však<br />

také graficky znázornit vývoj a obraz trhlin<br />

a zjistit údaje o jejich šířce, znázornit<br />

průběhy <strong>na</strong>pětí v jednotlivých prutech<br />

výztuže, vektorové či tenzorové znázornění<br />

vybraných veličin (hlavních <strong>na</strong>pětí<br />

a poměrných přetvoření) atd. Zatěžovací<br />

diagram umožňuje vyhodnotit odezvu<br />

konstrukce <strong>na</strong> předepsanou historii<br />

zatížení, průběh jejího poškozování, vývoj<br />

deformací a mezní únosnost (odolnost),<br />

způsob porušení konstrukce i její chování<br />

po selhání (křehké nebo duktilní).<br />

P RAVDĚPODOBNOSTNÍ SIMULACE<br />

Pravděpodobnostní program FReET byl<br />

vyvinut týmem spolehlivostních inženýrů<br />

z Ústavu stavební mechaniky Fakulty stavební<br />

VUT v Brně a <strong>na</strong>bízí účinné nástroje<br />

k určení statistických charakteristik odezvy<br />

konstrukce [6]. Tento program byl<br />

vytvořen speciálně s ohledem <strong>na</strong> výpo-<br />

četně náročné problémy, které neumožňují<br />

výpočet tisíců či miliónů náhodných<br />

realizací funkce poruchy. Proto je založen<br />

<strong>na</strong> stratifikované simulaci typu Monte<br />

Carlo – metodě LHS (Latin Hypercube<br />

Sampling). Realizace náhodných vstupních<br />

veličin se vybírají z předdefinovaných<br />

intervalů rozdělení pravděpodobnosti<br />

a vhodně se kombinují pro dosažení optimální<br />

efektivity výběrů. Počet realizací se<br />

přitom nezvyšuje s rostoucím množstvím<br />

náhodných veličin. Metoda LHS je velmi<br />

efektivní a dosahuje dostatečné přesnosti<br />

výsledků již při malém počtu náhodných<br />

realizací (desítky). Proto je její použití<br />

velmi vhodné v kombi<strong>na</strong>ci s náročnými<br />

nelineárními výpočty. Mezi náhodnými<br />

veliči<strong>na</strong>mi lze uvážit statistickou závislost.<br />

Pro výpočet korelační matice je použita<br />

metoda simulovaného žíhání [7], která<br />

statisticko-iteračním způsobem optimalizuje<br />

generování realizací LHS a zajišťuje zavedení<br />

požadované korelace mezi vstupními<br />

proměnnými. Důležitou součástí stochastického<br />

výpočtu je citlivostní a<strong>na</strong>lýza<br />

– možnost stanovení důležitosti vstupních<br />

proměnných, tedy jak výz<strong>na</strong>mně každá<br />

z nich ovlivňuje výsledek řešení, <strong>na</strong>příklad<br />

odolnost sledované konstrukce. V dalším<br />

postupu řešení je pak možné zaměřit se<br />

<strong>na</strong> důležité vstupní parametry a <strong>na</strong> upřesnění<br />

jejich charakteristik.<br />

Po provedení série výpočtů následuje<br />

statistické zpracování výsledků. Výstupem<br />

jsou statistické charakteristiky odezvy<br />

(resp. vybrané veličiny) – střední hodnota,<br />

rozptyl, kvantily apod., dále histogram<br />

a empirická distribuční funkce. Interaktivní<br />

grafické prostředí <strong>na</strong>bízí uživateli<br />

přehledné zadávání i vyhodnocování<br />

všech potřebných statistických údajů. Pro<br />

výpočet spolehlivosti konstrukce ve formě<br />

pravděpodobnosti poruchy či indexu spo-<br />

6 7<br />

lehlivosti se používají vhodné numerické<br />

metody.<br />

I LUSTRATIVNÍ PŘÍKLAD<br />

Proces znáhodnění, výpočtu a vyhodnocení<br />

v systému SARA je dokumentován<br />

<strong>na</strong> příkladu stochastické simulace porušení<br />

a vyhodnocení spolehlivosti skutečné<br />

konstrukce: mostního nosníku s převislými<br />

konci o celkové délce 167,5 m z brennerské<br />

dálnice v Itálii (obr. 1 a 6). Předpjatý<br />

komorový dálniční most s proměnou<br />

výškou nosníku byl postaven v roce 1969.<br />

Na mostě byl osazen monitorovací systém<br />

pro sledování provozních vlivů <strong>na</strong> chování<br />

a stav konstrukce. Vyhodnocení <strong>na</strong>měřených<br />

dat v kombi<strong>na</strong>ci se stochastickou nelineární<br />

a<strong>na</strong>lýzou by mělo v budoucnu sloužit<br />

pro efektivní údržbu mostu [8].<br />

Střední pole sledovaného nosníku má<br />

rozpětí 91 m, konzoly mají délku 59<br />

a 17,5 m. Pásnice mají šířku 10,6 m (horní<br />

pásnice) a 6 m (dolní pásnice) a tloušťku<br />

0,2 m, celková délka a<strong>na</strong>lyzované konstrukce<br />

je 167,5 m. Výška komory se mění<br />

od 2,85 po 10,8 m (<strong>na</strong>d hlavní podporou).<br />

Most byl betonován <strong>na</strong> místě z betonu<br />

z<strong>na</strong>čky B500 a vyztužen betonářskou<br />

ocelí BST 500. Předpí<strong>na</strong>cí systém je tvořen<br />

211 kabely z oceli St 1350/1500.<br />

D ETERMINISTICKÝ MODEL<br />

Nejprve byl vytvořen deterministický počítačový<br />

model konstrukce, který byl ověřen<br />

a a<strong>na</strong>lyzován metodou konečných prvků.<br />

Podle dostupné projektové dokumentace<br />

byla definová<strong>na</strong> geometrie konstrukce<br />

(obr. 7). Materiálové parametry byly<br />

zadány <strong>na</strong> základě projektovaných materiálových<br />

vlastností. Dále byly předepsány<br />

okrajové podmínky a historie zatížení –<br />

po předpětí kabelů a aplikaci vlastní váhy<br />

byl most zatěžován rovnoměrně rozděle-<br />

Obr. 6 Schéma řešené mostní konstrukce v Colle d’Isarco<br />

Fig. 6 Colle d’Isarco, bridge scheme<br />

Obr. 7 Geometrie mostu a zatěžovací schéma pro model MKP<br />

Fig. 7 Bridge geometry and loading scheme for FE modelling<br />

76 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


Proměnná* Jednotky<br />

Střední<br />

hodnota<br />

Variační<br />

součinitel<br />

Typ rozdělení<br />

Ec GPa 37 0,15 lognormální<br />

ft MPa 3,26 0,18 weibullovo<br />

fc MPa 42,5 0,10 lognormální<br />

Gf N/m 120 0,20 weibullovo<br />

ρ MN/m3 0,023 0,10<br />

normální<br />

(gaussovo)<br />

Es GPa 210 0,03 lognormální<br />

fys MPa 500 0,05 lognormální<br />

fyp MPa 1350 0,20 lognormální<br />

* Oz<strong>na</strong>čení náhodných proměnných:<br />

<strong>Beton</strong>: E c = Youngův modul pružnosti, f t = pevnost v tahu, f c = pevnost v tlaku,<br />

G f = specifická lomová energie, ρ = specifická tíha.<br />

Výztuž: E s = Youngův modul pružnosti (stejný pro betonářskou i předpí<strong>na</strong>cí výztuž),<br />

f ys = mez kluzu betonářské výztuže, f yp = mez kluzu předpí<strong>na</strong>cích kabelů.<br />

Tab. 1 Statistický popis náhodných vstupních proměnných<br />

Tab. 1 Statistical description of random input variables<br />

ným zatížením mostovky až do porušení<br />

konstrukce.<br />

Nejdůležitější hodnoty vybrané pro<br />

vyhodnocení odezvy konstrukce se definují<br />

jako monitorované údaje – mohou<br />

to být zatěžovací síly, reakce, deformace,<br />

<strong>na</strong>pětí či poměrná přetvoření ve vybraném<br />

místě modelu. V tomto případě bylo<br />

sledováno mezní zatížení mostu, způsob<br />

porušení konstrukce, průhyb uprostřed<br />

rozpětí středního pole a <strong>na</strong> krajích obou<br />

konzol. Odezva konstrukce <strong>na</strong> předepsané<br />

zatížení se nejprve vyhodnotila deterministickým<br />

výpočtem, v němž byly zadány<br />

střední hodnoty vstupních veličin.<br />

S TOCHASTICKÉ MODELOVÁNÍ<br />

Nejistoty a náhodnost vstupních veličin<br />

jsou modelovány pomocí náhodných proměnných<br />

popsaných rozdělením hustoty<br />

pravděpodobnosti. Vstupní hodnoty<br />

z deterministického výpočtu jsou považovány<br />

za střední hodnoty příslušné proměn-<br />

né. Uživatel definuje další statistické parametry<br />

(variační součinitel, typ náhodného<br />

rozdělení) vybraných proměnných. Přitom<br />

je možno využít <strong>na</strong>bídky statistických<br />

parametrů běžných stavebních materiálů<br />

z integrované databáze.<br />

Pro stochastickou simulaci bylo uvažováno<br />

osm náhodných veličin – materiálových<br />

parametrů betonu a předpětí kabelů.<br />

Byla uváže<strong>na</strong> statistická závislost některých<br />

náhodných veličin pomocí korelační<br />

matice. Statistické parametry uvedené<br />

v tabulce 1 byly zjištěny zčásti z integrované<br />

databáze, zčásti podle doporučení<br />

JCSS [9].<br />

Sady vstupních parametrů pro jednotlivé<br />

vzorky jsou generovány metodou LHS<br />

podle definovaných statistických rozdělení<br />

a optimalizovány metodou simulovaného<br />

žíhání. Požadovaná korelace mezi vstupními<br />

proměnnými se zavede pomocí předepsané<br />

korelační matice. Metodou simulovaného<br />

žíhání se požadovaná korelace<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

Proměnná* E c f t f c G f<br />

E c 1 0,7 0,9 0,5<br />

f t 0,698 1 0,8 0,9<br />

f c 0,896 0,798 1 0,6<br />

G f 0,500 0,892 0,601 1<br />

* Oz<strong>na</strong>čení náhodných proměnných viz poznámky k tab. 1<br />

Tab. 2 Korelace mezi náhodnými proměnnými<br />

Tab. 2 Correlation of random variables<br />

Počet vzorků Střední<br />

hodnota<br />

kN/m<br />

Rozptyl<br />

(kN/m) 2<br />

Směrodatná<br />

odchylka<br />

kN/m<br />

Variační<br />

součinitel<br />

–<br />

8 234,3 388 19,69 0,084<br />

30 235,0 324 18,00 0,077<br />

Tab. 3 Odhad statistických parametrů mezního zatížení<br />

Tab. 3 Estimation of statistical parameters of the ultimate load<br />

9<br />

Safety index β<br />

vnese do vygenerovaných sad vstupních<br />

dat. Naopak při požadavku nekorelovaných<br />

vstupů se odstraní případná parazitní<br />

korelace vzniklá náhodnými permutacemi<br />

proměnných. V řešeném případě byla předepsaná<br />

korelace mezi vstupními materiálovými<br />

vlastnostmi podle pravého horního<br />

trojúhelníku matice v tabulce 2. Výsledná<br />

korelační matice vygenerovaná metodou<br />

simulovaného žíhání pro třicet vzorků<br />

je uvede<strong>na</strong> v levém dolním trojúhelníku<br />

korelační matice v tabulce 2.<br />

Počet vzorků je třeba stanovit s ohledem<br />

<strong>na</strong> složitost a náročnost řešené<br />

úlohy a <strong>na</strong> požadovanou kvalitu očekávaných<br />

výsledků. Již několik málo vzor-<br />

Obr. 8 Histogram průhybů uprostřed rozpětí<br />

Fig. 8 Histogram of displacement at midspan<br />

Obr. 9 Index spolehlivosti konstrukce<br />

Fig. 9 Reliability index assessment<br />

77


V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

ků může poskytnout rozumný odhad<br />

statistických parametrů odezvy konstrukce<br />

(první a druhé statistické momenty)<br />

a přijatelnou hodnotu indexu spolehlivosti.<br />

V uvedeném příkladě byly pro srovnání<br />

provedeny stochastické výpočty s osmi<br />

a třiceti vzorky.<br />

Vygenerované vzorky se následně<br />

postupně předávají k řešení výpočetnímu<br />

programu, průběh řešení řídí a zpracovává<br />

SARA Studio. Opakovaně přitom probíhá<br />

nelineární a<strong>na</strong>lýza MKP po jednotlivé<br />

vzorky. Průběh každé a<strong>na</strong>lýzy může<br />

být sledován a kontrolován během výpočtu<br />

přímo grafickým prostředím programu<br />

ATENA, celkový přehled stochastického<br />

řešení ukazuje SARA Studio jako histogram<br />

vybraných výsledků nebo jako svazek<br />

křivek odezvy jednotlivých vzorků.<br />

Vybrané monitorované výsledky (mezní<br />

zatížení – únosnost – odolnost, průhyb,<br />

šířka trhliny atp.) jsou shromážďovány<br />

a po provedení všech výpočtů jsou předány<br />

dále ke statistickému vyhodnocení.<br />

Hlavními výsledky stochastické a<strong>na</strong>lýzy<br />

jsou histogramy monitorovných veličin<br />

a odhady statistických parametrů jejich<br />

rozdělení pravděpodobnosti – střední hodnota<br />

(průměr), směrodatná odchylka, šikmost,<br />

nejvhodnější typ náhodného rozdělení,<br />

a rovněž výsledky citlivostní a<strong>na</strong>lýzy.<br />

Příkladem je histogram průhybů uprostřed<br />

pole hlavního nosníku <strong>na</strong> obr. 8. Statistické<br />

parametry mezního zatížení (tj. odolnosti<br />

konstrukce) pro a<strong>na</strong>lýzu s osmi a se třiceti<br />

vzorky jsou porovnány v tabulce 3.<br />

S TANOVENÍ BEZPEČNOSTI<br />

KONSTRUKCE<br />

Index spolehlivosti se vypočte ze střední<br />

hodnoty a směrodatné odchylky náhodného<br />

rozdělení odolnosti konstrukce a působícího<br />

užitného zatížení. Pro vyhodnocení<br />

spolehlivosti mostu Colle d’Isarco<br />

se vycházelo ze střední hodnoty odolnosti<br />

235 kN/m a směrodatné odchylky<br />

18 kN/m (tab. 3), případ se třiceti vzorky.<br />

Index spolehlivosti lze pak vyjádřit jako<br />

funkci střední hodnoty působícího zatížení<br />

s variačním součinitelem jako parametrem.<br />

Výsledky jsou graficky znázorněny<br />

<strong>na</strong> obr. 9. Vodorovná linie představuje<br />

hodnotu indexu spolehlivosti 4,7 odpovídající<br />

pravděpodobnosti poruchy konstrukce<br />

10 -6 . Svislá čárkovaná linie ukazuje<br />

návrhovou hodnotu užitného zatížení<br />

podle původního projektu. Jednotlivé<br />

křivky charakterizují spolehlivost konstrukce<br />

v závislosti <strong>na</strong> střední hodnotě užitného<br />

zatížení a jeho variačním součiniteli.<br />

Z obrázku je patrné, že při dobré z<strong>na</strong>losti<br />

variačního součinitele zatížení (a jeho<br />

dostatečně malé hodnotě) je možné konstrukci<br />

provozovat bez zvláštních opatření<br />

i při vyšší střední hodnotě užitného zatížení<br />

bez ohrožení její bezpečnosti.<br />

Provedená studie spolehlivosti v kombi<strong>na</strong>ci<br />

s probíhajícím měřením dopravního<br />

proudu a odezvy konstrukce tak umožnila<br />

optimálně <strong>na</strong>plánovat termíny a rozsah<br />

potřebné údržby a úprav konstrukce<br />

mostu pro současné i plánované provozní<br />

požadavky.<br />

Z ÁVĚR<br />

Představený programový systém pro stanovení<br />

bezpečnosti a spolehlivosti betonových<br />

konstrukcí je připraven pro použití<br />

v inženýrské praxi. Kombinuje nelineární<br />

simulaci metodou konečných prvků<br />

s pokročilými stochastickými a pravděpodobnostními<br />

technikami do účinného<br />

nástroje, který podpoří rozhodovací procesy<br />

při údržbě a opravách mostních konstrukcí,<br />

a povede k vyšší efektivitě a úspoře<br />

nákladů při správě dopravní infrastruktury.<br />

Ing. Radomír Pukl, CSc.<br />

Červenka Consulting, s. r. o.<br />

Předvoje 22, 162 00 Praha 6<br />

tel.: 220 610 018, fax: 220 612 227<br />

e-mail: cervenka@cervenka.cz<br />

Literatura:<br />

[1] Enevoldsen I.: Experience with probabilistic-based<br />

assessment of bridges,<br />

Structural Engineering Inter<strong>na</strong>tio<strong>na</strong>l<br />

11(4), 251–260, 2001<br />

[2] fib Bulletin 22 Monitoring and safety<br />

evaluation of existing concrete structures,<br />

fib, Lausanne, Switzerland. ISBN<br />

2-88394-062-2, 2003<br />

[3] Pukl R., Novák D., Bergmeister K.:<br />

Reliability assessment of concrete<br />

structures, Computatio<strong>na</strong>l modelling<br />

of concrete structures (Euro-C 2003),<br />

Balkema, Lisse, 793-803, 2003<br />

[4] Červenka V.: Simulating a Response,<br />

Concrete Engineering Inter<strong>na</strong>tio<strong>na</strong>l 4<br />

(4), 45–49, 2000<br />

[5] Červenka V., Pukl R.: Mesh Sensitivity<br />

Effects in Smeared Finite Element<br />

A<strong>na</strong>lysis of Concrete Structures,<br />

Second Inter<strong>na</strong>tio<strong>na</strong>l Conference<br />

on Fracture Mechanics of Concrete<br />

Structures (FRAMCOS 2), Aedificatio,<br />

ETH Zürich, Switzerland, 1387-1396,<br />

1995<br />

[6] Novák D., Rusi<strong>na</strong> R., Vořechovský M.:<br />

Small-sample statistical a<strong>na</strong>lysis –<br />

software FREET, 9 th Inter<strong>na</strong>tio<strong>na</strong>l<br />

conference on applications of statistics<br />

and probability in civil engineering<br />

(ICASP9), Berkeley, California, USA,<br />

2003<br />

[7] Vořechovský M., Novák D.: Statistical<br />

correlation in stratified sampling,<br />

9 th Inter<strong>na</strong>tio<strong>na</strong>l conference on applications<br />

of statistics and probability in<br />

civil engineering (ICASP9), Berkeley,<br />

California, USA, 2003<br />

[8] Strauss A., Bergmeister K., Santa U.:<br />

Reliability a<strong>na</strong>lysis of concrete structures,<br />

Computatio<strong>na</strong>l modelling of<br />

concrete structures (Euro-C 2003),<br />

Balkema, Lisse, 817–825, 2003<br />

[9] JCSS Probabilistic Model Code, Joint<br />

Committee on Structural Safety, 2001<br />

Na dobové pohlednici je<br />

železobetonový obloukový most<br />

Tava<strong>na</strong>sa od Roberta Malliarta<br />

z roku 1905, který stával v horské<br />

vesničce Grisons <strong>na</strong> horním toku<br />

Rý<strong>na</strong> ve Švýcarsku. V 2. polovině<br />

20. století ho strhla velká povodeň<br />

a byl <strong>na</strong>hrazen novým vysokým<br />

obloukovým železobetonovým<br />

mostem.<br />

78 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


������� ������<br />

������ ������������<br />

FOR ARCH<br />

2008<br />

hala 1<br />

stánek B3<br />

��������� �� ��� �� ����� �<br />

����� ���� ��� ��� ���<br />

���� ���� ��� ��� ���<br />

��������������<br />

�������������<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

������������ ��������<br />

�� �����<br />

79


V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

M ODELOVÁNÍ ODEZVY B E T O N U R A N É H O STÁŘÍ PŘI<br />

ZATĚŽOVÁNÍ<br />

MODELING OF RESPONSE OF EARLY AGE CONCRETE U N D E R<br />

LOADING<br />

P ETRA KALAFUTOVÁ,<br />

P ETR ŠTEMBERK<br />

V článku je popsán materiálový model<br />

pro vyšetřování okamžité a časově závislé<br />

deformace betonu raného stáří. Důraz<br />

byl kladen <strong>na</strong> vytvoření modelu s malým<br />

počtem vstupních parametrů, které<br />

mohou být s<strong>na</strong>dno kalibrovány běžně<br />

dostupnými výsledky zkoušek. Uvedený<br />

model je aplikovatelný od počáteční<br />

do konečné doby tuhnutí.<br />

The paper describes a material model<br />

for a<strong>na</strong>lysis of instantaneous and timedependent<br />

deformation of early age<br />

concrete. The emphasis is put on derivation<br />

of a model with a low number<br />

of parameters, which can be easily calibrated<br />

with commonly available experimental<br />

results. The proposed model can<br />

be applied from the initial to the fi<strong>na</strong>l<br />

setting time.<br />

Rychlost výstavby je jedním ze základních<br />

parametrů úspěšnosti staveb. Na rozdíl<br />

od ocelových nebo prefabrikovaných<br />

betonových konstrukcí, kdy jsou konstrukce<br />

skládány z prvků s již návrhovými vlastnostmi,<br />

beton je ve většině případů ukládán<br />

jako tekutá hmota, která postupně<br />

tvrdne a stává se tak pevným materiálem<br />

návrhových vlastností. Tento roz-<br />

díl v technologickém procesu výstavby<br />

není pro monolitické betonové konstrukce<br />

příznivý, jelikož je zapotřebí určitý čas,<br />

během kterého beton dosáhne požadovaného<br />

vývoje mikrostruktury, než může<br />

být vystaven zatížení. Délka technologické<br />

přestávky se liší podle typu směsi,<br />

okolních podmínek, způsobu ošetřování<br />

a velikosti zatížení, které má být <strong>na</strong> konstrukci<br />

aplikováno, nicméně je vždy dostatečně<br />

dlouhá <strong>na</strong> to, aby bylo zabráněno<br />

jakékoli nepředpokládané technologické<br />

chybě, která by ovlivnila konečnou<br />

funkčnost konstrukce. Aby bylo možné co<br />

možná nejvíce zkrátit délku pauzy během<br />

výstavby, je třeba vyšetřovat vývoj a chování<br />

betonu raného stáří, který je vystaven<br />

účinkům krátkodobého a dlouhodobého<br />

zatížení, přičemž s<strong>na</strong>ha o zkracování<br />

technologických přestávek je opodstatně<strong>na</strong><br />

při dodržení časového harmonogramu<br />

stavby nebo při opravách frekventovaných<br />

komunikací s betonovým<br />

povrchem.<br />

D ŮVOD PRO VYTVOŘENÍ MODELU<br />

BETONU RANÉHO STÁŘÍ<br />

Dalším příkladem může být výstavba<br />

mostů, kdy stavební technologie vyžaduje<br />

zatěžování stále ještě tvrdnoucích betonových<br />

konstrukčních prvků, pokud je<br />

třeba urychlit výstavbu. I když tato situace<br />

Obr. 1 Výstavba<br />

Hraničního<br />

mostu<br />

<strong>na</strong> dálnici<br />

D8<br />

Fig. 1 The Border<br />

bridge on<br />

D8 highway<br />

during<br />

construction<br />

ve skutečnosti ne<strong>na</strong>stala, firma JHP, s. r. o.,<br />

zastoupená Ing. Otakarem Lojkáskem iniciovala<br />

před dvěma lety ve spolupráci<br />

s Katedrou betonových a zděných konstrukcí<br />

Fakulty stavební, ČVUT v Praze,<br />

výzkum deformačního chování betonu<br />

zatěžovaného v raném stáří právě pro<br />

vyšetření skutečných možností urychlování<br />

budoucí výstavby. Jako modelový<br />

příklad byl vybrán Hraniční most<br />

<strong>na</strong> dálnici D8 (viz obr. 1), který spojuje<br />

Prahu a Drážďany. Maximální výška<br />

tohoto mostu <strong>na</strong>d terénem dosahuje<br />

zhruba 56 m, čímž se stává v současné<br />

době druhým nejvyšším dálničním<br />

mostem v České republice. Nosnou konstrukci<br />

mostu tvoří spřažený ocelobetonový<br />

spojitý nosník komorového průřezu<br />

o šesti polích. Tento spřažený nosník<br />

je samostatný pro každý dopravní směr.<br />

Vzhledem k výšce mostu a jeho poloze<br />

v I. a II. pásmu ochrany vody nebylo<br />

možné dovolit pohyb těžkých vozů ve stávajícím<br />

terénu, a tím se vyloučila možnost<br />

provádět betonáž přímo ze země.<br />

<strong>Beton</strong> tedy bylo nutné k místu betonáže<br />

dopravovat přes vybetonovanou<br />

část železobetonové mostovky. Důležitým<br />

faktorem, který ovlivňuje časový harmonogram<br />

výstavby, a který je v případě<br />

tohoto modelového mostu výz<strong>na</strong>mný,<br />

je jeho poloha v horské oblasti. Vzhledem<br />

k počasí, často nepříznivému pro<br />

betonáž, je stavební sezó<strong>na</strong> v této části<br />

Krušných hor velmi krátká. Kromě počasí<br />

existují další výz<strong>na</strong>mné faktory vyžadující<br />

urychlování výstavby, jako <strong>na</strong>př. pozdržování<br />

udělení stavebního povolení a s tím<br />

související pokuty za nedodržení termínů,<br />

pronájem strojů apod. Nicméně vždy<br />

je nutné ověřit, zda předčasné zatěžování<br />

neovlivní konečnou funkčnost stavby,<br />

popřípadě kvantifikovat možné následky.<br />

P OŽADAVKY NA MODEL BETONU<br />

RANÉHO STÁŘÍ<br />

V literatuře lze <strong>na</strong>lézt další nástroje pro<br />

vyšetřování deformací betonu za předčasného<br />

zatěžování pro určité druhy zatěžování,<br />

jako <strong>na</strong>př. [1 až 3]. Všechny tyto<br />

modely musí uvažovat rychle postupující<br />

hydrataci alespoň pomocí stupně hyd-<br />

80 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

1


atace nebo ekvivalentním časem. Anebo<br />

lze stupeň hydratace získat a<strong>na</strong>lýzou kinetiky<br />

hydratační reakce <strong>na</strong> reprezentativním<br />

objemu [4]. Poněvadž materiálové<br />

modely jsou obvykle odvozeny teoreticky,<br />

je třeba je kalibrovat a ověřovat<br />

pomocí experimentálních dat, což je skutečnost,<br />

která by se měla brát v úvahu již<br />

při odvozování modelu. To z<strong>na</strong>mená využívat<br />

v materiálovém modelu co možná<br />

nejmenší počet parametrů. Je třeba si<br />

uvědomit, že běžný projektant nemá<br />

možnost a ani čas shánět výsledky speciálních<br />

zkoušek, které jsou nutnou podmínkou<br />

pro použití takto sofistikovaných<br />

materiálových modelů přesně pro jeho<br />

danou aplikaci.<br />

Z toho vyplývají požadavky, které byly<br />

uvažovány při definování materiálového<br />

modelu popisovaného v tomto článku,<br />

tedy s<strong>na</strong>dná použitelnost (výpočet v MS<br />

Excel) a s<strong>na</strong>dná kalibrovatelnost pomocí<br />

běžně dostupných dat, jako je nárůst<br />

pevnosti v čase.<br />

P OPIS MODELU<br />

Deformační chování tuhnoucího a tvrdnoucího<br />

betonu obecně připomíná chování<br />

betonu již ztvrdlého s rozdílem výrazné<br />

plastické deformovatelnosti. Jak beton<br />

stárne, snižuje se poměr mezi nevratnou<br />

a vratnou deformací. Z tohoto důvodu<br />

může být celková deformace rozděle<strong>na</strong><br />

<strong>na</strong> čtyři části<br />

� �<br />

ε ()= � ε ()+ � ε ()+ �<br />

�<br />

+ ε ()+ � ε ()<br />

� � , (1)<br />

kde ε e je pružná nebo okamžitá deformace,<br />

ε v je vratná viskózní deformace,<br />

ε f je nevratná viskózní deformace<br />

a ε 0 je deformace nezávislá <strong>na</strong> <strong>na</strong>pětí<br />

způsobená hydratací cementu, jako<br />

je smršťování, deformace vlivem trhlin<br />

a teplotní deformace. Rozdíl mezi deformačním<br />

chováním tvrdnoucího a již ztvrdlého<br />

betonu je ve výz<strong>na</strong>mných rozdílech<br />

mezi hodnotami jednotlivých deformací.<br />

V období od zamíchání cementu s vodou<br />

až do počáteční doby tuhnutí převažuje<br />

nevratná viskózní deformace popsaná<br />

členem ε f . S postupující hydratací začíná<br />

převažovat pružný člen ε e a člen vratné<br />

deformace ε v , a <strong>na</strong>opak <strong>na</strong> výz<strong>na</strong>mu ztrácí<br />

člen nevratné deformace ε f . Výz<strong>na</strong>m<br />

členu spjatého s hydratačním procesem<br />

a vlivy nezávislými <strong>na</strong> zatížení, ε 0 , se mění<br />

během procesu tuhnutí, což je připisováno<br />

nárůstu tahové pevnosti betonu.<br />

Z hlediska numerického modelování je<br />

hlavní rozdíl mezi tvrdnoucím betonem<br />

a betonem už ztvrdlým zvláště patrný<br />

při dlouhodobém zatěžování, představován<br />

výraznou změnou materiálových<br />

parametrů způsobenou právě hydratací<br />

cementu, která již neumožňuje<br />

přijetí zjednodušujícího předpokladu, že<br />

materiálové parametry jsou konstantní<br />

po celou dobu zatěžování, <strong>na</strong>př. způsobujícího<br />

dotvarování. Je třeba také zdůraznit,<br />

že v případě ztvrdlých betonů,<br />

které jsou zatěžované ve vyšším stáří,<br />

může být trvání dlouhodobého zatěžování,<br />

a většinou je, měřeno jako čas uplynulý<br />

od okamžiku zatížení až do okamžiku,<br />

který nás zajímá, což je v souladu<br />

s předpokladem konstantních materiálových<br />

parametrů. V případě tvrdnoucích<br />

betonů je trvání dlouhodobého zatěžování<br />

v podstatě předepsáno <strong>na</strong> základě<br />

času, nicméně pro modelování je vhodnější<br />

vyjádřit trvání zatížení pomocí stupně<br />

hydratace, což umožňuje obecnější<br />

použití modelu, jako <strong>na</strong>př. uvažovat vliv<br />

zvýšené teploty účinky hydratace, kdy<br />

zvýšená teplota dále urychluje hydratační<br />

proces a vede k relativnímu zkrácení<br />

zatěžovací doby. Potom jednoosou<br />

deformaci způsobenou jednoosým zatížením<br />

lze vyjádřit vztahem<br />

�<br />

ε ( � ) = ∫ �( ���ʹ) �σ( �ʹ)<br />

, (2)<br />

�<br />

kde J je funkce dotvarování, h je stupeň<br />

hydratace v okamžiku t, a h′ je stupeň<br />

hydratace v okamžiku počátku zatížení t′,<br />

ε je poměrná deformace a σ je <strong>na</strong>pětí.<br />

Funkce dotvarování J je funkcí vnitřní<br />

proměnné, stupně hydratace, <strong>na</strong> úrovni<br />

definice modelu, nicméně <strong>na</strong>venek je<br />

funkce dotvarování J funkcí času. Je to<br />

logické, jelikož mezi vnitřní proměnnou<br />

a časem existuje pro dané podmínky prosté<br />

zobrazení, ovlivněné právě <strong>na</strong>př. teplotou.<br />

Deformace ε v rovnici (2) představuje<br />

součet prvních tří členů v rovnici (1)<br />

s vyloučením členu ε0 .<br />

Rovnici (1) lze dále vyjádřit derivacemi<br />

podle času vyjadřujícími rychlost deformace<br />

� �<br />

&ε ()= � &ε ()+ � &ε ()+ t<br />

� �<br />

+ &ε ()+ � &ε () � , (3)<br />

kde je výz<strong>na</strong>m všech vstupních parametrů<br />

stejný jako v rovnici (1) a tečka z<strong>na</strong>mená<br />

derivaci podle času. Přesná definice<br />

každého členu je uvede<strong>na</strong> dále.<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

Poněvadž tato práce byla zaměře<strong>na</strong><br />

<strong>na</strong> období od okamžiku smíchání vody<br />

s cementem do konečné doby tuhnutí,<br />

nebyly objemové změny vzniklé hydratací,<br />

jako je vlastní smršťování, vznikající<br />

trhliny, stejně jako teplotní deformace<br />

jednoz<strong>na</strong>čně měřitelné, a tedy nemohly<br />

být vyhodnoceny. Tudíž zde není uvede<strong>na</strong><br />

formulace členu deformace ε 0 . Objemové<br />

změny jsou zahrnuty v členu popisujícím<br />

viskoelastické chovaní, a proto je<br />

též tato deformace oz<strong>na</strong>čová<strong>na</strong> za časově<br />

závislou, a ne dotvarování.<br />

O KAMŽITÁ ODEZVA<br />

Hodnotu okamžité rychlosti deformace<br />

lze vyjádřit vztahem<br />

� � �� &ε����& σ �� �<br />

&ε �t � =<br />

, (4)<br />

��� �<br />

kde F0 oz<strong>na</strong>čuje bezrozměrnou funkci<br />

vlivu rychlosti zatěžování a E(t) je<br />

modul pružnosti, který se vyvíjí s časem.<br />

Poněvadž byl krychlený vzorek zatěžován<br />

pouze jednou zatěžovací rychlostí,<br />

kdy zatěžování bylo řízeno deformací,<br />

nelze vyjádřit vliv rychlosti zatěžování,<br />

a tudíž je funkce F0 považová<strong>na</strong> za jednotkovou.<br />

Z provedených zkoušek, jejichž výsledky<br />

jsou uvedeny <strong>na</strong> obr. 2, lze získat<br />

funkční předpis nárůstu modulu pružnosti,<br />

který lze vyjádřit pomocí exponenciální<br />

funkce shodné s popisem nárůstu pevnosti<br />

v tlaku [MPa] ve tvaru<br />

� ��= � ����⋅ ��� � ( ���� )� (5)<br />

kde t je stáří betonu vyjádřené v hodinách.<br />

Uvažujeme-li tedy přímou úměru mezi<br />

vývojem pevnosti betonu v tlaku a vývojem<br />

modulu pružnosti, lze získat funkci<br />

popisující nárůst modulu pružnosti [MPa]<br />

pouhým přenásobením funkce vyjadřující<br />

nárůst pevnosti v tlaku ve tvaru<br />

���= � ����⋅ ���( ���� )� (6)<br />

Toto je zjednodušující předpoklad<br />

vycházející z rozptylu <strong>na</strong>měřených dat,<br />

který umožnuje s<strong>na</strong>dné získání okamžité<br />

hodnoty modulu pružnosti ze získané<br />

hodnoty pevnosti betonu v tlaku. Nicméně<br />

při srovnání průměrných hodnot<br />

nárůstu pevnosti betonu v tlaku a nárůstu<br />

modulu pružnosti mezi počáteční<br />

a konečnou dobou tuhnutí je nárůst pevnosti<br />

v tlaku rychlejší než nárůst tuhosti<br />

betonu.<br />

81


V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

Časově závislá odezva<br />

Při odvození vztahu pro výpočet časově<br />

závislé deformace se vychází z rovnice,<br />

která je vyjádře<strong>na</strong> vztahem<br />

� ⎡σ<br />

()<br />

&ε<br />

⎣<br />

� ⎤<br />

� � ⎦<br />

()= �<br />

& ( � ʹ)<br />

α ⋅ () ∫ � σ ( ʹ)<br />

�<br />

� � � �<br />

�<br />

�� � � (7)<br />

�<br />

kde α je parametr, fc je funkce popisující<br />

nárůst pevnosti betonu v tlaku, F1 je funkce<br />

vyjadřující vliv úrovně zatížení a Jv (t, t’)<br />

je funkce dotvarování. Z výsledků zkoušek,<br />

kdy krychelné vzorky byly zatěžovány<br />

konstantní silou mezi počáteční a konečnou<br />

dobou tuhnutí, bylo zjištěno, že vztah<br />

mezi vývojem časově závislé deformace<br />

a vývojem pevnosti v tlaku je nepřímo<br />

úměrný, a lze tedy uvažovat parametr<br />

α jako bezrozměrnou konstantu o hod-<br />

������������<br />

2<br />

�������������������������<br />

3<br />

���<br />

���<br />

���<br />

���<br />

���<br />

notě 590. Protože byl krychlený vzorek<br />

vystavován pouze jedné úrovni zatížení,<br />

a to 30 % pevnosti v tlaku v okamžiku<br />

zatížení, nemohl být vyjádřen vliv úrovně<br />

zatížení, a tudíž je funkce F 1 považová<strong>na</strong><br />

za jednotkovou. Pro vyjádření funkce<br />

dotvarování J v (t, t’) byla použita formulace<br />

podle ACI, jelikož její obecný tvar<br />

dobře vystihoval <strong>na</strong>měřené křivky pro<br />

tvrdnoucí beton. Tato funkce je obecně<br />

vyjádře<strong>na</strong> vztahem<br />

− ʹ<br />

� ( − ʹ)=<br />

�<br />

+ ( − ʹ)<br />

�<br />

� �<br />

� �<br />

� (8)<br />

� � �<br />

�<br />

kde v případě zde uvedeného modelu je<br />

čas t v sekundách, t′ je okamžik zatížení [s]<br />

a konstanty γ = 0,95 a t0 = 34 s, kdy<br />

tyto parametry vycházejí z provedených<br />

82 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

( )<br />

���<br />

���<br />

���<br />

���<br />

���<br />

���<br />

���<br />

���� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ����<br />

����������������������<br />

�����<br />

�����<br />

�����<br />

�����<br />

����������<br />

�����<br />

�����<br />

��<br />

�����<br />

��<br />

��<br />

��<br />

� ��� ��� ��� ��� ���� ���� ����<br />

����������������������<br />

�<br />

��<br />

��<br />

experimentů, jejichž výsledky jsou uvedeny<br />

<strong>na</strong> obr. 3.<br />

Po dosazení všech parametrů do vztahu<br />

(7) je konečná formulace časově<br />

závislé deformace následující<br />

� �<br />

ε ()= �<br />

⋅<br />

��� ⋅����⋅�������ʹ���� ( )<br />

����<br />

( )<br />

� � − �ʹ<br />

⋅<br />

�<br />

∫ �σ( � ʹ<br />

���� ) (9)<br />

� �� + ( � − �ʹ)<br />

Z rovnice (9) je patrné, že jedinými<br />

neznámými jsou stáří betonu zadané<br />

v sekundách, kdy byl beton zatížen konstantní<br />

silou, a délka zatěžování v sekundách.<br />

Jednoduchou úpravou lze vztah (9)<br />

pozměnit pro zadávání času v hodinách.<br />

Porovnání vypočtených a <strong>na</strong>měřených<br />

hodnot časově závislé deformace při<br />

úrovni zatížení 30 % tlakové pevnosti<br />

v okamžiku zatížení je ukázáno <strong>na</strong> obr. 3.<br />

Lze tedy konstatnovat, že zjednodušující<br />

předpoklady, které umožní použití velmi<br />

jednoduchého vztahu (9), jsou pro stáří<br />

betonů 3 až 8 h akceptovatelné. Samozřejmě<br />

se <strong>na</strong> obr. 3 nejedná o ověření<br />

přesnosti, ale o ověření použitelnosti<br />

základního vztahu (9), jestli je kalibrovatelný,<br />

a to s kladným výsledkem.<br />

S<strong>na</strong>dná implementace do stávajících<br />

programů<br />

Vztahy (4) a (9) jsou kromě s<strong>na</strong>dného<br />

okamžitého použití pro výpočet pomocí<br />

MS Excel nebo kalkulátoru též s<strong>na</strong>dno<br />

implementovatelné do stávajících softwarů.<br />

Vztahy (4) a (9) byly již vloženy<br />

do otevřeného konečněprvkového programu<br />

SIFEL, který je vytvářen <strong>na</strong> Katedře<br />

mechaniky Fakulty stavební, ČVUT<br />

v Praze, a který byl úspěšně použit <strong>na</strong>příklad<br />

při vyšetřování deformací mostu<br />

během výstavby [5].<br />

Z ÁVĚR<br />

Na základě výsledků získaných při krátkodobém<br />

a dlouhodobém zatěžování krychelných<br />

betonových vzorků stáří 3 až 8 h<br />

Obr. 2 Pracovní diagramy a jim odpovídající<br />

moduly pružnosti<br />

Fig. 2 Stress-strain diagrams and<br />

corresponding moduli of elasticity<br />

Obr. 3 Porovnání vypočtené a <strong>na</strong>měřené<br />

časově závislé deformace<br />

Fig. 3 Comparison between computed and<br />

measured time-dependent response


Literatura:<br />

[1] Frantová M.: Modification of Chen<br />

model of plasticity for early ages<br />

applications, Mechanika, 58(2)/2006,<br />

str. 11–16<br />

[2] Sercombe J., Hellmich C., Ulm F. J.,<br />

Mang H.: Modeling of early-age ereep<br />

of shotcrete, I: Model and model<br />

parameters, Jour<strong>na</strong>l of engineering<br />

mechanics, ASCE, 126(3)/2000, str.<br />

284–291<br />

[3] Štemberk P., Tsubaki T.: Uniaxial<br />

deformatio<strong>na</strong>l behavior and its modeling<br />

of solidifying concrete under<br />

short-time and sustained loading,<br />

byly definovány jednoduché vztahy pro<br />

výpočet okamžité a časově závislé deformace<br />

betonu raného stáří. Uvedené vztahy<br />

jsou jednoduše kalibrovatelné pomocí<br />

běžně dostupných výsledků zkoušek,<br />

jakými je nárůst pevnosti betonu v tlaku,<br />

které běžně poskytují betonárny a laboratoře.<br />

Proto jsou tyto vztahy s<strong>na</strong>dno použitelné<br />

pro běžné projektanty.<br />

Vztahy jsou určeny pro vyšetřování<br />

deformace betonu při jednoosém zatěžování,<br />

jako je stlačení betonové desky<br />

pod pneumatikou stojícího automobilu<br />

nebo stlačení předpí<strong>na</strong>ného betonu<br />

v podkotevní oblasti, nicméně tyto vztahy<br />

jsou použitelné i pro vícerozměrné<br />

a<strong>na</strong>lýzy v kombi<strong>na</strong>ci s průměrnou hodnotou<br />

Poissonova součinitele 0,35 pro<br />

SANACE A HYDROIZOLACE<br />

DOPRAVNÍCH STAVEB<br />

BASF Stavební hmoty Česká republika s.r.o.<br />

<strong>na</strong>bízí odborníkům v oblasti dopravních staveb<br />

komplexní technologie a technickou podporu<br />

jak v projekci, tak <strong>na</strong> stavbě.<br />

Produkty společnosti BASF plní beze zbytku<br />

náročné požadavky investorů v oblasti dopravních<br />

staveb v celé šíři stavební chemie a doplňkových<br />

produktů v návaznosti <strong>na</strong> předpisy MDaS, ČD<br />

a nové evropské normy:<br />

- sa<strong>na</strong>ce betonových konstrukcí<br />

- ochranné nátěry, hydrofobizace, antigrafitti<br />

- inhibitory koroze<br />

- zálivkové montážní a fixační hmoty<br />

- zesilování konstrukcí uhlíkovými tkani<strong>na</strong>mi<br />

a lamelami<br />

- spodní stavba a injektáže<br />

- izolace mostních objektů<br />

Jour<strong>na</strong>l of applied mechanics, JSCE,<br />

6/2003, str. 437–444<br />

[4] Šmilauer V., Bitt<strong>na</strong>r Z.: Elastické<br />

vlastnosti betonu z víceúrovňové<br />

homogenizace, <strong>Beton</strong> <strong>TKS</strong>, 4/2006,<br />

str. 42–46<br />

[5] Brož J., Kruis J.: Modelling of gradual<br />

construction of road bridge and its<br />

creep, Sborník konf. Engineering<br />

Mechanics 2007, Praha, Ústav termomechaniky,<br />

AVČR, 2007, str. 23–24.<br />

[6] Štemberk P., Kohoutková A.: Imagea<strong>na</strong>lysis-based<br />

measuring of lateral<br />

deformation of hardening concrete,<br />

Materials Science, 11(3)/2005,<br />

str. 292–296<br />

BASF Stavební hmoty Česká republika s.r.o., K Májovu 1244, 537 01 Chrudim, www.basf-sh.cz<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

úroveň zatížení 50 %, [6]. Uvedené vztahy<br />

byly již implementovány do otevřeného<br />

konečněprvkového programu SIFEL<br />

a jsou použitelné pro numerické a<strong>na</strong>lýzy<br />

betonových konstrukčních prvků zatížených<br />

ve stáří 3 až 8 h.<br />

Příspěvek byl vypracován za fi<strong>na</strong>nční podpory<br />

GAČR, projekt 103/07/1462, které tímto<br />

děkujeme.<br />

Text článku byl posouzen odborným lektorem.<br />

Ing. Petra Kalafutová<br />

tel.: 224 354 624<br />

e-mail: petra.kalafutova@fsv.cvut.cz<br />

Doc. Ing. Petr Štemberk, Ph.D.<br />

tel.: 224 354 364<br />

e-mail: stemberk@fsv.cvut.cz<br />

oba:<br />

ČVUT Fakulta stavební<br />

Katedra betonových a zděných konstrukcí<br />

Thákurova 7, 166 29 Praha 6<br />

83


V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

Z A M Ě Ř E N Í T V A R U NOSNÉ K O N S T R U K C E MOSTU PŘES L ABE<br />

V M Ě L N Í K U<br />

SURVEYING OF THE D E F O R M E D SHAPE OF B R I D G E OVER<br />

THE RIVER L A B E I N M Ě L N Í K<br />

L UKÁŠ VRÁBLÍK, MARTIN ŠTRONER,<br />

R UDOLF URBAN<br />

Předpjaté betonové <strong>mosty</strong> velkých rozpětí<br />

typicky vykazují dlouhodobý nárůst průhybů.<br />

Příkladem takovéto konstrukce je most<br />

přes řeku Labe v Mělníku, u kterého ani<br />

po patnácti letech od uvedení do provozu<br />

nemá nárůst průhybů ustalující trend. Bylo<br />

provedeno přesné zaměření tvaru deformované<br />

konstrukce s cílem identifikovat<br />

možná místa jejích poruch.<br />

Long-span concrete prestressed bridges<br />

are sensitive for long-term deflections<br />

growing. Bridge over the river Labe near<br />

Mělník is a typical example of this structural<br />

type. 15 years after bridge opening,<br />

midspan deflection still increases. Detail<br />

surveying of the superstructure was made<br />

to identify possible structure failure.<br />

P OPIS KONSTRUKCE MOSTU<br />

A JEJÍHO STAVU<br />

Letmo betonovaný most přes řeku Labe<br />

v Mělníku (obr. 1) je hlavní součástí<br />

přemostění převádějící komunikaci I/16.<br />

Navržen byl jako spojitý nosník o rozpětí<br />

polí 72,05 + 146,2 + 72,05 m. S délkou<br />

hlavního pole 146,2 m je stále <strong>na</strong>ším<br />

největším provozovaným letmo betonovaným<br />

mostem.<br />

Stejně jako pro ostatní betonové <strong>mosty</strong><br />

velkých rozpětí, je i pro tento most typický<br />

trvalý nárůst deformací v čase. Konstrukce<br />

je proto od svého uvedení do provozu<br />

v září roku 1994 trvale sledová<strong>na</strong>.<br />

Z vyhodnocení výsledků monitoringu [1]<br />

jasně vyplývá, že ani po téměř patnácti<br />

letech od uvedení do provozu nedochází<br />

k ustalování nárůstu deformací.<br />

Dlouhodobé deformace jsou měřeny<br />

ve fixních bodech <strong>na</strong> konstrukci <strong>na</strong>d podporami<br />

pro a<strong>na</strong>lýzu jejich dlouhodobého<br />

sedání a v mezilehlých bodech krajních<br />

a středního pole pro sledování dlouhodobých<br />

deformací předpjaté betonové konstrukce<br />

způsobené jak reologickými projevy<br />

betonu – dotvarováním a smršťováním,<br />

tak jinými možnými účinky (<strong>na</strong>př.<br />

úbytky předpětí apod.).<br />

Výsledkem měření je časový vývoj skutečného<br />

tvaru konstrukce – zahrnující<br />

jak počáteční tvar, tak i průhybovou čáru<br />

– v a<strong>na</strong>lyzovaných bodech.<br />

Pro zjištění přesného tvaru průhybové<br />

čáry bylo <strong>na</strong>vrženo detailní zaměření<br />

deformovaného tvaru nosné konstrukce<br />

ve velkém počtu bodů. Možné zjištěné<br />

„anomálie“ v průběhu průhybové čáry<br />

mohou ukazovat <strong>na</strong> poruchy konstrukce<br />

způsobující enormní dlouhodobý nárůst<br />

jejích průhybů.<br />

T ECHNOLOGIE, POSTUP MĚŘENÍ<br />

A ZPRACOVÁNÍ<br />

Přístrojové vybavení a technologie<br />

měření<br />

Pro měření byl použit přístroj Trimble S6<br />

Robotic (δ φ = 0,3 mgon, δ D = 1 mm<br />

+ 1 ppm D) s příslušným všesměrným<br />

odrazným hranolem. Jedná se o totální<br />

stanici s automatickým sledováním<br />

cíle a prokládáním, jež rovněž umožňuje<br />

i automatické cílení <strong>na</strong> všesměrný odrazný<br />

hranol. Dále bylo použito pásmo (50 m),<br />

vrtací souprava, kladivo, <strong>na</strong>tloukací hmoždinky<br />

6 × 30 mm (600 kusů), podložky<br />

(1 000 kusů), barva ve spreji.<br />

Mostní konstrukce byla měře<strong>na</strong> prostorovou<br />

polární metodou. Technologie měření<br />

byla urče<strong>na</strong> v závislosti <strong>na</strong> časové změně<br />

tvaru mostní konstrukce a <strong>na</strong> požadavcích<br />

přesnosti. Technologii přesné nivelace,<br />

která by určila výšku bodů s vyšší přesností,<br />

nebylo možné použít z důvodu mnohonásobně<br />

delší doby zaměření, což by způsobilo<br />

výrazně větší pohyb konstrukce vlivem<br />

změny teploty, a tím i výrazně větší<br />

nepřesnosti měření (měření by nebylo<br />

kontinuální a oprava pomocí časového<br />

vzorku neproveditelná).<br />

Stabilizace bodů<br />

Stabilizace bodů byla provede<strong>na</strong> pomocí<br />

<strong>na</strong>tloukacích hmoždinek délky 30 mm.<br />

Vzhledem k množství bodů, a s tím související<br />

pracností, a vůbec k ekonomické<br />

náročnosti celého projektu nebylo možné<br />

osazovat body nivelačními z<strong>na</strong>čkami ani<br />

<strong>na</strong>střelovacími hřeby. Osazení <strong>na</strong>střelovacích<br />

hřebů do asfaltového lože <strong>silnice</strong><br />

bylo testováno a ukázalo se velice problematické,<br />

neboť se jedná o velmi tvrdý<br />

povrch a při použití <strong>na</strong>střelovací pistole<br />

není možné zaručit ani přibližně stejné<br />

zapuštění hřebů do mostovky.<br />

Prvních 246 bodů bylo stabilizováno asi<br />

0,5 m od svodidla směrem do komunikace<br />

do asfaltového povrchu, zatímco<br />

druhá polovi<strong>na</strong> bodů byla stabilizová<strong>na</strong><br />

0,5 m od svodidla směrem od komunikace<br />

do betonového podloží. Hlavy hmoždinek<br />

bylo nutno zvýšit pomocí podložek<br />

(asfalt – dvě podložky, beton – jed<strong>na</strong> podložka).<br />

Vztažný bod pro porovnání rozdílů<br />

etapového měření byl taktéž stabilizován<br />

hmoždinkou a situován přibližně 10 m<br />

za konec opěry do asfaltového chodníku<br />

(kontrolní bod pro připojení byl stabilizován<br />

nivelační z<strong>na</strong>čkou <strong>na</strong> konci mostu).<br />

Celková doba provádění stabilizace všech<br />

cca pěti set bodů s využitím profesionální<br />

vrtací soupravy trvala dvěma pracovníkům<br />

osm hodin a to včetně rozměření. Náklady<br />

oproti standardním stabilizacím byly výrazně<br />

menší. Vzhledem k plánovanému nočnímu<br />

měření byla provede<strong>na</strong> sig<strong>na</strong>lizace<br />

žlutou barvou <strong>na</strong>nesenou přímo <strong>na</strong> hlavičky<br />

hmoždinek a jejich okolí.<br />

Konfigurace měření<br />

Konfigurace měření je <strong>na</strong> obr. 3. Stanovisko<br />

bylo umístěno uprostřed zaměřovaného<br />

úseku mostu, protože pak mohlo být<br />

všech 492 bodů zaměřeno z jednoho<br />

stanoviska. Případné použití dvou a více<br />

stanovisek by snížilo celkovou přesnost<br />

vlivem chyb z připojení. Během měření<br />

se tvar mostní konstrukce měnil. Při návrhu<br />

konfigurace měření bylo předpokládáno,<br />

že dojde k dostatečnému potlačení<br />

tohoto systematického vlivu metodou<br />

„časového vzorku“. Stanovisko by mohlo<br />

být umístěno <strong>na</strong> stabilnějším místě, ale<br />

pak by nebylo možné změřit vše z jediného<br />

stanoviska, tvar konstrukce by se také<br />

systematicky měnil a bylo by tedy nutné<br />

zavádět opravu.<br />

Použitý všesměrný hranol byl stabilně<br />

upevněn <strong>na</strong> výtyčku po celou dobu měření<br />

přibližně ve výšce 1,5 m. Celé měření<br />

bylo připojeno k vztažnému bodu prostřednictvím<br />

krajních bodů obou profilů<br />

(profil <strong>na</strong> asfaltu bod č. 1, profil <strong>na</strong> betonu<br />

bod č. 492), které byly zaměřeny nezávis-<br />

84 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


le čtyřikrát <strong>na</strong> konci měření. Stabilní body,<br />

ze kterých byly oba profily výškově určeny,<br />

jsou znázorněny <strong>na</strong> obr. 3.<br />

Postup měření<br />

Nejprve byly zaměřeny oba profily ze stanoviska<br />

uprostřed mostu v pořadí bodů<br />

1 až 492 (doba měření – 3,5 h, teplota<br />

<strong>na</strong> začátku 12,5 °C, teplota <strong>na</strong> konci<br />

8 °C). Poté byl určen časový vzorek, jenž<br />

obsahoval každý pátý bod profilů (doba<br />

měření – 45 min, teplota 8 °C, časová<br />

změ<strong>na</strong> teploty se uvažuje jako minimální).<br />

Na závěr bylo provedeno zaměření<br />

koncových bodů profilů pro připojení<br />

a samotné připojení ke stabilnímu bodu<br />

<strong>na</strong> konci mostu z druhého stanoviska přístroje<br />

(doba měření – 20 min, teplota<br />

8 °C). Při měření byly registrovány měřené<br />

vodorovné směry, zenitové úhly a šikmé<br />

délky, pro kontrolu při měření také tři prostorové<br />

souřadnice v místní (zvolené) soustavě<br />

souřadnic.<br />

Zdůvodnění postupu měření<br />

a zpracování dat<br />

Určení výšek tak velkého počtu bodů<br />

(pět set) není v současné době technologicky<br />

možné provést se směrodatnou<br />

odchylkou cca 1 až 2 mm v tak krátkém<br />

čase, aby v době mezi měřením prvního<br />

a posledního bodu nedošlo ke změně<br />

tvaru konstrukce vlivem změny teploty.<br />

Pro minimalizaci těchto nežádoucích<br />

změn bylo měření provedeno v nočních<br />

hodinách (22:30 h až 4:00 h), přesto<br />

(jak bude dále ukázáno) došlo ke změně<br />

ve vertikálním směru o hodnoty přibližně<br />

3 mm. Proto byla po provedení měření<br />

přibližně 1/5 bodů (každý pátý) zaměře<strong>na</strong><br />

znovu kontrolně ve výrazně kratším<br />

čase (cca 45 min). Zde lze změny<br />

mezi určením výšky prvního a posledního<br />

bodu považovat za výz<strong>na</strong>mně menší<br />

a takto určený vzorek bodů lze využít<br />

pro určení křivky oprav, pomocí které lze<br />

uvést měřené body do správné polohy<br />

a potlačit systematické chyby.<br />

Rozbor přesnosti měření výšek<br />

Vzhledem ke způsobu sig<strong>na</strong>lizace bodů<br />

pro měření (výtyčka s hranolem držená<br />

figurantem) lze odhadnout směrodatnou<br />

odchylku určení výšky bodu (v místní<br />

soustavě). Směrodatná odchylka zenitového<br />

úhlu měřeného ve dvou polohách je<br />

uvádě<strong>na</strong> výrobcem 0,3 mgon. Dle záko<strong>na</strong><br />

hromadění směrodatných odchylek (viz<br />

[7]) je směrodatná odchylka 2x měřeného<br />

zenitového úhlu v jedné poloze opět<br />

1 2<br />

Obr. 1 Schéma mostu<br />

Fig. 1 Bridge arrangement<br />

Obr. 2 Trimble S6 Robotic, výtyčka se<br />

všesměrným hranolem<br />

Fig. 2 Trimble S6 Robotic - picket with<br />

omnidirectio<strong>na</strong>l cuboid<br />

Obr. 3 Konfigurace měření<br />

Fig. 3 Measurement arrangement<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

3<br />

V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

0,3 mgon. Při maximální vzdálenosti bodu<br />

od stanoviska 150 m je tedy směrodatná<br />

odchylka určené výšky rov<strong>na</strong> 0,7 mm. Dále<br />

je vhodné uvážit vliv nepřesného <strong>na</strong>sazení<br />

hrotu výtyčky <strong>na</strong> bod, který činí s dostatečnou<br />

rezervou 1 mm. Vliv nepřesného<br />

urovnání krabicové libely <strong>na</strong> cílovém zařízení<br />

(nesvislost výtyčky) <strong>na</strong> určenou výšku<br />

je při citlivosti libely 4′ až 6′ a výšce hranolu<br />

1,5 m zanedbatelný. Směrodatnou<br />

odchylku výšky je tedy možné odhadnout<br />

hodnotou 1,2 mm.<br />

Směrodatná odchylka vypočtená z opakovaného<br />

měření při měření výškového<br />

připojení byla 0,5 mm při maximální<br />

vzdálenosti 50 m, což vyhovuje provedenému<br />

rozboru přesnosti.<br />

Určení rovnoběžných os profilů<br />

a staničení bodů <strong>na</strong> profilech<br />

Při stabilizaci takového množství bodů<br />

nebylo možné přesně rozměřit polohu,<br />

aby oba profily byly <strong>na</strong>vzájem dostatečně<br />

rovnoběžné a všechny body ležely přesně<br />

<strong>na</strong> těchto přímkách. Obecně je tedy<br />

možno uvažovat dvě řady bodů, které jsou<br />

rozmístěny kolem dvou téměř rovnoběžných<br />

přímek. Aby bylo možné určit průhybovou<br />

čáru mostovky, bylo tedy nejprve<br />

nutné polohy bodů výpočtem upra-<br />

85


V ĚDA A VÝZKUM<br />

SCIENCE AND RESEARCH<br />

4<br />

5<br />

6<br />

7<br />

dH [mm]<br />

dH [mm]<br />

1<br />

0<br />

-1<br />

-2<br />

-3<br />

-4<br />

-5<br />

1<br />

0<br />

-1<br />

-2<br />

-3<br />

-4<br />

-5<br />

106,2<br />

106,0<br />

105,8<br />

105,6<br />

105,4<br />

105,2<br />

105,0<br />

104,8<br />

104,6<br />

104,4<br />

104,2<br />

0<br />

0<br />

0<br />

50<br />

50<br />

50<br />

100<br />

100<br />

100<br />

150<br />

s [m]<br />

150<br />

s [m]<br />

150<br />

200<br />

200<br />

výsledky měření<br />

proložení polynomem 10-tého stupně]<br />

200<br />

Obr. 4 Schéma vyrovnání profilů<br />

Fig. 4 Profiles alingment<br />

Obr. 5 Graf rozdílů měření a kontrolního<br />

měření – profil č. 1<br />

Fig. 5 Difference between measurements -<br />

profile 1<br />

Obr. 6 Graf rozdílů měření a kontrolního<br />

měření – profil č. 2<br />

Fig. 6 Difference between measurements -<br />

profile 2<br />

Obr. 7 Proložení výsledků měření<br />

polynomem<br />

Fig. 7 Smooth of measurements results by<br />

multinomi<strong>na</strong>l<br />

vit tak, že byly dvěma skupi<strong>na</strong>mi bodů<br />

(odpovídajícími profilům) proloženy metodou<br />

nejmenších čtverců (MNČ) s dodržením<br />

podmínky ortogonálního prokládání<br />

dvě přímky s podmínkou vzájemné<br />

rovnoběžnosti a následně bylo určeno<br />

staničení, které bylo měřeno od počátků<br />

kolmic vedených od přímky k bodům<br />

profilů. Počáteční staničení bylo zároveň<br />

určeno společné pro oba profily (promítnutím<br />

počátečního bodu prvního profilu<br />

<strong>na</strong> druhý). Pro ilustraci přesnosti stabilizace<br />

bodů lze uvést, že průměrná vzdálenost<br />

bodu od vyrov<strong>na</strong>né přímky byla 13 mm<br />

(maximální 144 mm), rozdíl staničení<br />

počátečních bodů profilu byl 22 mm.<br />

Určení opravy ze změny teploty<br />

Z grafu <strong>na</strong> obr. 5 zobrazujícím porovnání<br />

určených výšek (v místním systému)<br />

při měření všech 492 bodů a při měření<br />

bodů časového řezu je patrná změ<strong>na</strong> tvaru<br />

mostního tělesa v závislosti <strong>na</strong> čase (střed<br />

měřeného pole klesá společně s přístrojem,<br />

zatímco konce pole za pilíři mají tendenci<br />

stoupat). Obecně při porovnání<br />

výšek všech bodů s výškami bodů časového<br />

řezu je výsledkem polygon. Pro další<br />

výpočet potlačení teplotní změny bylo<br />

tedy nutné proložit polygon křivkou, jež je<br />

s<strong>na</strong>dno matematicky definovatelná (polynom<br />

n-tého řádu), a poté je možné spočítat<br />

opravu ze změny tvaru (vlivem změny<br />

teploty) pro jednotlivá staničení a získat tak<br />

konečné výšky pro určení křivky, jež bude<br />

charakterizovat mostní konstrukci. Na obr.<br />

5 a 6 jsou znázorněny rozdíly určených<br />

výšek dH v závislosti <strong>na</strong> staničení s. Hladká<br />

křivka znázorňuje proloženou funkci (polynom<br />

šestého stupně).<br />

86 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

250<br />

250<br />

250<br />

300<br />

300<br />

300


Určení křivky průběhu mostovky<br />

Výpočet je podobný jako při zpracování<br />

časových vzorků, ovšem s tím rozdílem,<br />

že přibližný typ křivky je znám, jedná se<br />

o polynom desátého stupně ve tvaru (1).<br />

�<br />

� = � + � � + � � +<br />

� � � � � �<br />

�<br />

��<br />

+ � � + ��� + � � � �<br />

�� � , (1)<br />

kde s i a H i jsou staničení a výška i-tého<br />

bodu.<br />

Proložení lze provést jednoduše metodou<br />

nejmenších čtverců, matice plánu<br />

experimentu J a vektor pravých stran l<br />

jsou definovány:<br />

���<br />

��� � ��= � � �� � �= � , (2)<br />

�<br />

�<br />

kde j je 1, 2, 3, … 11 a i je 1, 2, … n, kde<br />

n je počet měřených bodů.<br />

Vektor neznámých a:<br />

⎛ � ⎞ �<br />

⎜ ⎟<br />

⎜ �� ⎟<br />

� =<br />

⎜<br />

�<br />

⎟ . (3)<br />

⎜ �<br />

�����<br />

⎟<br />

⎜ ⎟<br />

⎜ ⎟<br />

⎝ ��� ⎠<br />

Pro výpočet neznámých koeficientů<br />

a0 až a10 se použije vzorec (4)<br />

= ( ) −<br />

� � � �<br />

� � � � . (4)<br />

Vektor oprav v přiřazovaných k výškám<br />

H se vypočítá ze vzorce (5)<br />

� = ��+ � . (5)<br />

Z ÁVĚR<br />

Bylo provedeno detailní zaměření povrchu<br />

nosné konstrukce s použitím velkého<br />

počtu bodů (obr. 3). Výsledkem je „hladká<br />

a spojitá“ čára aproximující aktuální tvar<br />

nosné konstrukce (obr. 7), jejíž detailní<br />

matematická a<strong>na</strong>lýza, doplněná <strong>na</strong>příklad<br />

o vizuální kontrolu stavu nosné konstrukce,<br />

může odhalit případné poruchy<br />

nosné konstrukce vedoucí k <strong>na</strong>dměrným<br />

v čase se zvětšujícím průhybům. Při přijmutí<br />

předpokladu lineárního dotvarování<br />

(úroveň tlakových <strong>na</strong>pětí má být <strong>na</strong>př.<br />

podle ČSN ENV 1992-1-1 menší než<br />

0,45f ck) a neměnného <strong>na</strong>pětí musí být<br />

totiž zjištěný tvar průhybové čáry „podobný“<br />

tvaru deformace získaného výpočtem<br />

s uvážením postupu výstavby, změn statického<br />

systému a vývoje deformací vlivem<br />

dotvarování betonu.<br />

Případné zjištěné rozdíly tak mohou<br />

indikovat <strong>na</strong> konstrukci místa <strong>na</strong>příklad<br />

se zmenšenou tuhostí způsobenou trhli-<br />

Literatura:<br />

[1] Vodsloň J.: Časový vývoj trvalých<br />

průhybů velkých mostů z předpjatého<br />

betonu; Zprávy o výsledcích dlouhodobých<br />

sledování vybraných mostů<br />

pozemních komunikací za roky 1995<br />

až 2007<br />

[2] Cieslar P., Zaoral P.: Projekt RDS<br />

mostu <strong>na</strong> silnici I/16 přes Labe<br />

u Mělníka; SSŽ, s. p., Projektová správa,<br />

09/1990<br />

[3] Vráblík L., Křístek V.: Optimalizace<br />

vedení kabelů pro účinné omezení<br />

průhybů velkých mostů z předpjatého<br />

betonu; Symposium Mosty 2005,<br />

Brno<br />

[4] Vráblík L., Křístek V., Voplakal M.:<br />

Výpočet účinků diferenčního smršťování<br />

pomocí náhradního teplotního<br />

zatížení; <strong>Beton</strong>ářské dny 2005<br />

[5] Křístek V., Vráblík L.: Optimisation<br />

of tendon layout to avoid excessive<br />

deflections of long-span prestressed<br />

concrete bridges ; Concrete<br />

Engineering Inter<strong>na</strong>tio<strong>na</strong>l UK, Volume<br />

11, Number 1, Spring 2007<br />

[6] Vráblík L., Křístek V.: Zpřesněná<br />

metoda statického řešení mostních<br />

konstrukcí založená <strong>na</strong> 3D modelech;<br />

Symposium Mosty 2007, Brno<br />

[7] Böhm J., Radouch V., Hampacher M.:<br />

Teorie chyb a vyrovnávací počet;<br />

Geodetický a kartografický podnik<br />

Praha, 2. vydání, Praha, 1990. ISBN<br />

80-7011-056-2<br />

<strong>na</strong>mi v konstrukci. Je nutné připomenout,<br />

že pokud reálný tvar deformace neodpovídá<br />

předpokladům výpočtu, pak ani rozložení<br />

vnitřních sil definované výpočtem<br />

není správné.<br />

Výsledky byly získány v rámci řešení grantového<br />

projektu 103/08/P613 a částečně též projektu<br />

103/06/0674 podporovaných Grantovou<br />

agenturou ČR.<br />

Ing. Lukáš Vráblík, Ph.D.<br />

e-mail: lvrablik@sez<strong>na</strong>m.cz<br />

Ing. Martin Štroner, Ph.D.<br />

e-mail: martin.stroner@fsv.cvut.cz<br />

Ing. Rudolf Urban<br />

e-mail: rudolf.urban@fsv.cvut.cz<br />

všichni tři:<br />

ČVUT Fakulta stavební<br />

Thákurova 7, 166 29 Praha 6<br />

tel.: 224 354 365<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

Projekt: spřažený betonový most<br />

Řešení: RIB PONTI ®<br />

Software PONTI ® <strong>na</strong> statické výpočty a <strong>na</strong>vrhování<br />

mostních konstrukcí má opět nový přírůstek:<br />

<strong>mosty</strong> z železobetonových nebo předpjatých<br />

prefabrikátů spřažených s monolitickou<br />

mostovkou lze komplexně řešit pomocí<br />

funkčního balíku PONTI ® betonverbund.<br />

Od zadání spřažených průřezů, v čase se měnícího<br />

statického systému až po výpočet vnitřních<br />

účinků, jejich návrhových kombi<strong>na</strong>cí<br />

a datově <strong>na</strong>vazujících návrhů a posouzení.<br />

Balík PONTI ® tak poskytuje kompletní a výkonnou<br />

podporu statického řešení všech běžných<br />

typů mostů:<br />

• spřažené prefabrikované <strong>mosty</strong><br />

• spřažené ocelobetonové <strong>mosty</strong><br />

• předpjaté monolitické a segmentové <strong>mosty</strong><br />

Informujte se o <strong>na</strong>ší zaváděcí <strong>na</strong>bídce<br />

PONTI ® betonverbund do 30.06.2008.<br />

Více podrobností se dozvíte <strong>na</strong>: www.rib.cz<br />

RIB stavební software s.r.o.<br />

Zelený pruh 1560/99<br />

CZ-140 00 Praha 4<br />

telefon: +420 241 442 078<br />

telefax: +420 241 442 085<br />

e-mail: info@rib.cz<br />

87


S PEKTRUM<br />

SPECTRUM<br />

O BLOUKOVÝ MOST R EDMOND, OREGON, USA<br />

ARCH B R I D G E REDMOND, OREGON, USA<br />

1<br />

J IŘÍ STRÁSKÝ, RADIM NEČAS,<br />

P ETR HRADIL<br />

Obloukový most byl postaven přes suchý<br />

kaňon, který rozděluje město Redmond.<br />

Most o celkové délce 237,744 m sestává<br />

z pěti polí o délce 22,86 + 3 x 64,008<br />

+ 22,86 m. Tři střední pole jsou tvoře<strong>na</strong><br />

spojitými obloukovými žebry podporujícími<br />

dvoutrámovou železobetonovou<br />

mostovku. V krajních polích, která mají<br />

stejné dimenze, je mostovka z předpja-<br />

tého betonu. Oblouková žebra a mostovka<br />

nejsou spojeny příčníky. Příspěvek<br />

popisuje architektonické a konstrukční<br />

řešení, statickou a dy<strong>na</strong>mickou a<strong>na</strong>lýzu<br />

a technologii výstavby mostu.<br />

The arch bridge was built across<br />

a Dry Canyon which bisects a City of<br />

Redmond. The bridge of the total length<br />

of 237.744 m consists of five spans<br />

of lengths 22.86 + 3 x 64.008 +<br />

22.86 m. Tree central spans are formed<br />

by continuous arch ribs that support<br />

Obr. 1 Most<br />

Redmond<br />

Fig. 1 Bridge<br />

Redmond<br />

Obr. 2<br />

Architektonické<br />

řešení: a) pohled<br />

a příčný řez<br />

středním polem,<br />

b) pohled<br />

Fig. 2 Architectural<br />

solution: a) partial<br />

elevation and section<br />

at the central<br />

span, b) view<br />

a reinforced concrete deck of a double<br />

tee cross section. The deck of the side<br />

spans that have same dimensions are<br />

from prestressed concrete. The arch<br />

ribs and the deck are designed without<br />

any transverse diaphragms. The paper<br />

discusses the architectural and structural<br />

solution, static and dy<strong>na</strong>mic a<strong>na</strong>lysis<br />

and a process of construction.<br />

Město Redmond je situováno <strong>na</strong> náhorní<br />

plošině středního Oregonu. Most celkové<br />

délky 237,744 m převádí ve výšce<br />

20 m <strong>na</strong>d terénem městskou komunikaci<br />

přes suchý kaňon, který rozděluje město<br />

(obr. 1). Pro svoji přírodní krásu je tato<br />

oblast využívá<strong>na</strong> pro letní a zimní rekreaci.<br />

Projekt byl veden s<strong>na</strong>hou <strong>na</strong>vrhnout<br />

úspornou a transparentní konstrukci, která<br />

doplní krásnou krajinu. Z řady variant přemostění<br />

byla vybrá<strong>na</strong> oblouková konstrukce<br />

(obr. 2). Její realizace však byla<br />

podmíně<strong>na</strong> požadavkem postavit most<br />

za cenu tradičních trámových konstrukcí.<br />

Proto byla <strong>na</strong>vrže<strong>na</strong> co možná nejjednodušší<br />

konstrukce, kterou bylo nutno<br />

ověřit podrobnou statickou a dy<strong>na</strong>mickou<br />

a<strong>na</strong>lýzou.<br />

88 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

2


B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

S PEKTRUM<br />

SPECTRUM<br />

3 4<br />

6<br />

Obr. 3 Konstrukční řešení: a) podélný<br />

a příčný řez středním polem,<br />

b) podélný řez mostem<br />

Fig. 3 Structural solution: a) partial<br />

elevation and section at the<br />

central span, elevation<br />

Obr. 4 Příčný řez mostem<br />

Fig. 4 Cross section<br />

Obr. 5 Podhled mostu – oblouková<br />

žebra a mostovka<br />

Fig. 5 View from below – arch ribs<br />

and a deck<br />

Obr. 6 Spojení obloukových žeber<br />

s trámy mostovky<br />

Fig. 6 Connection of the arch ribs<br />

with deck’s girders<br />

Obr. 7 Podepření oblouku <strong>na</strong>d<br />

vnitřními základy<br />

Fig. 7 Arch’s support above<br />

intermediate footings<br />

7<br />

5<br />

89


S PEKTRUM<br />

SPECTRUM<br />

8<br />

10 11<br />

A RCHITEKTONICKÉ A KONSTRUKČNÍ<br />

ŘEŠENÍ<br />

Pro přemostění kaňonu bylo vypracováno<br />

několik alter<strong>na</strong>tiv trámových a obloukových<br />

kostrukcí. Po zvážení všech hledisek<br />

bylo prokázáno, že oblouková konstrukce<br />

o třech polích představuje optimální<br />

řešení z hlediska estetického působení<br />

a ceny. Protože při návrhu bylo<br />

nutno také počítat s možným rozšířením<br />

mostu, byla odmítnuta konstrukce tvořená<br />

jediným páteřním obloukem podporující<br />

nosník s velmi vyloženými konzolami.<br />

Proto byla <strong>na</strong>vrže<strong>na</strong> oblouková konstrukce<br />

tvořená dvěma žebry podporujícími<br />

dvoutrámovou mostovku. S ohledem<br />

<strong>na</strong> jednoduchost provádění byla rozpracová<strong>na</strong><br />

konstrukce, ve které jak oblouková<br />

žebra, tak i trámy mostovky nejsou<br />

spojeny příčníky a veškeré spolupůsobení<br />

a stabilita konstrukce je garantová<strong>na</strong><br />

mostovkovou deskou.<br />

Most má pět polí s rozpětími 22,86 +<br />

3 x 64,008 + 22,86 m (obr. 3). Tři střední<br />

pole jsou tvoře<strong>na</strong> spojitými obloukovými<br />

žebry podporujícími dvoutrámovou<br />

mostovku šířky 15,241 m (obr. 4<br />

a 5). Trámy mostovky i oblouková žebra<br />

mají obdélníkový průřez stejné šířky.<br />

Ve středech obloukových polí oblouková<br />

žebra spojitě přechází v trámy mostovky<br />

(obr. 6). Mostovka je <strong>na</strong>d základy oblouků<br />

rozděle<strong>na</strong> dilatačními spárami. V krajních<br />

polích je vetknuta do opěr.<br />

Podobně jako u většiny mostů stavěných<br />

v Severní Americe, je konstrukce<br />

mostu <strong>na</strong>vrže<strong>na</strong> bez izolace a bez asfaltové<br />

vozovky. Jezdí se přímo po horním<br />

povrchu mostovkové desky zdrsněné<br />

příčnými rýhami. Zábradlí je tvořeno ocelovými<br />

sloupky s vodorovnou výplní tvořenou<br />

uzavřenými profily. Nad vnitřními<br />

základy oblouků a <strong>na</strong> koncích mostů jsou<br />

chodníky rozšířeny a tak vytváří vyhlídkové<br />

plošiny.<br />

Mostovka je v každém obloukovém<br />

poli podepře<strong>na</strong> čtyřmi dvojicemi stojek.<br />

Ve středních obloukových polích<br />

je mostovka železobetonová, v krajních<br />

polích je z předpjatého betonu. Spojité<br />

oblouky jsou s vnitřními základy spojeny<br />

vrubovými klouby, do krajních základů<br />

jsou vetknuty. Základovou půdu tvoří<br />

únosný skalní podklad.<br />

Oblouky jsou podepřeny nízkými patkami.<br />

Opticky tak oblouky přímo vychází<br />

z terénu (obr. 7). Nad základy je mostovka<br />

podepře<strong>na</strong> dvojicemi štíhlých stojek<br />

vetknutých jak do obloukových žeber,<br />

tak i do mostovky. Vnitřní stojky, které<br />

jsou také rámově spojeny s oblouky<br />

a mostovkou, mají průřez, který tvarově<br />

odpovídá průřezu dvojice podporových<br />

stojek. Jsou odlehčeny rýhou, která tvarově<br />

<strong>na</strong>vazuje <strong>na</strong> mezeru mezi dvojicemi<br />

krajních stojek (obr. 8).<br />

Oblouková žebra mají proměnnou<br />

výšku, která se zmenšuje od patek<br />

ke středu mostu. Jak bylo uvedeno,<br />

90 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

9


oblouková žebra a trámy mostovky<br />

mají stejnou šířku, stojky podpěr jsou<br />

užší. Přímé <strong>na</strong>vázání obloukových žeber<br />

<strong>na</strong> trám vytváří čistý konstrukční systém<br />

zdůrazňující základní statickou funkci<br />

mostu – oblouk, trám.<br />

Vynechání příčných žeber nejen opticky<br />

odlehčuje most, ale současně zvyšuje<br />

odolnost konstrukce <strong>na</strong> účinky<br />

zemětřesení. Oblouková konstrukce tak<br />

vytváří poddajný systém, který <strong>na</strong>vazuje<br />

<strong>na</strong> železobetonové rámové konstrukce<br />

<strong>na</strong>vrhované v seismických oblastech.<br />

Rámové spojení stojek s obloukovými<br />

žebry a mostovkou vytváří mnohonásobně<br />

staticky neurčitou konstrukci, u které<br />

v případě silného zemětřesení vzniknou<br />

v místě vetknutí stojek do trámů a oblouků<br />

plastické klouby. Takto se zvýší poddajnost<br />

konstrukce a následně se redukují<br />

účinky zemětřesení.<br />

I když účinky zemětřesení nepředstavovaly<br />

rozhodující kritérium pro návrh<br />

mostu, způsob vyztužení a řešení detailů<br />

bylo provedeno podle zásad vyztužo-<br />

vání konstrukcí stavěných v seismických<br />

oblastech Kalifornie a Oregonu. S<strong>na</strong>hou<br />

bylo vytvořit duktilní systém vyz<strong>na</strong>čující<br />

se velkou plastickou přetvárností.<br />

<strong>Beton</strong>ářská výztuž, která nebyla spojková<strong>na</strong><br />

přesahem ale mechanickými spojkami<br />

(obr. 9 a 10), je řádně ovinuta spirálou<br />

(obr. 11). V místě vetknutí stojky<br />

do obloukového žebra nebo mostovky<br />

je spirála <strong>na</strong>hraze<strong>na</strong> svařovanými prstenci.<br />

Ovinutí podélné výztuže pokračuje jak<br />

do oblouku, tak i do trámů.<br />

S TATICKÁ A DYNAMICKÁ ANALÝZA<br />

Konstrukce mostu byla a<strong>na</strong>lyzová<strong>na</strong> programovým<br />

systémem ANSYS metodou<br />

konečných prvků jako prostorová<br />

konstrukce sestavená z prvků SOLID45<br />

(obr. 12). Tyto prvky jsou definovány<br />

osmi uzly, každý s třemi stupni volnosti.<br />

A<strong>na</strong>lýzou byla získá<strong>na</strong> <strong>na</strong>pjatost ve všech<br />

prvcích jak v podélném, tak i příčném<br />

směru mostu. Stejný model byl využit<br />

i pro dy<strong>na</strong>mickou a<strong>na</strong>lýzu konstrukce<br />

a pro posouzení účinků zemětřesení.<br />

12 13a<br />

Obr. 8 Vnitřní podpěry<br />

Fig. 8 Intermediate support<br />

Obr. 9 Výztuž spojení oblouků<br />

Fig. 9 Reinforcement of the connection of the arch ribs<br />

Obr. 10 Výztuž obloukových žeber<br />

Fig. 10 Reinforcement of the arch ribs<br />

Obr. 11 Výztuž stojek<br />

Fig. 11 Reinforcement of the piers<br />

Obr. 12 Výpočtový model<br />

Fig. 12 Calculation model<br />

Obr. 13 Deformace konstrukce před ztrátou stability: a) zatížení<br />

<strong>na</strong> polovině pole, b) zatížení ve středu pole<br />

Fig. 13 Deformation of the structure before buckling: a) load on one<br />

half of the span, b) load in the middle of the span<br />

13b<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

S PEKTRUM<br />

SPECTRUM<br />

Poněvadž oblouková žebra nejsou vzájemně<br />

spoje<strong>na</strong> a integrita konstrukce je<br />

garantová<strong>na</strong> jen mostovkovou deskou,<br />

byla provede<strong>na</strong> také stabilitní a<strong>na</strong>lýza<br />

konstrukce. A<strong>na</strong>lýza byla provede<strong>na</strong> pro<br />

možnou imperfekci se sinusovým průběhem<br />

s maximální hodnotou 20 mm<br />

ve čtvrtině (a) a v polovině rozpětí mostu<br />

(b) pro normové zatížení situované<br />

<strong>na</strong> jedné polovině (a) a ve středu mostu<br />

(b). Při a<strong>na</strong>lýze bylo zatížení postupně<br />

zvyšováno, dokud nebylo možno <strong>na</strong>lézt<br />

rovnováhu <strong>na</strong> deformované konstrukci.<br />

A<strong>na</strong>lýza prokázala vysoký stupeň bezpečnosti<br />

konstrukce. Rovnováha nebyla<br />

<strong>na</strong>leze<strong>na</strong> až pro 111 (a) a 121 (b) násobek<br />

zatížení. Obrázky 13a a 13b ukazují<br />

deformace konstrukce těsně před ztrátou<br />

stability.<br />

První vlastní frekvence f (H) = 0,679 Hz<br />

odpovídá příčnému ohybu, první ohybová<br />

frekvence f (v), jejíž tvar koresponduje<br />

tvaru vybočení podle obr. 13a, má hodnotu<br />

1,73 Hz, první kroutivá frekvence<br />

f (K) má hodnotu 4,54 Hz.<br />

91


14<br />

S PEKTRUM<br />

SPECTRUM<br />

Posouzení konstrukce <strong>na</strong> účinky zemětřesení<br />

bylo provedeno podle ASSHTO<br />

pro normové „Spektrum odezvy“ pro<br />

0,1 g a pro hloubku alluvia od 0 do 3 m.<br />

A<strong>na</strong>lýza byla provede<strong>na</strong> pro oba vodorovné<br />

směry (X, Z) a pro svislý směr (Y).<br />

Konstrukce mostu byla posouze<strong>na</strong> pro<br />

tři kombi<strong>na</strong>ce účinků, daných součtem<br />

100% účinků v jednom směru, ke kterému<br />

byly přičteny 30% účinky z dalších<br />

dvou směrů.<br />

Protože konstrukce je vytváře<strong>na</strong> postupně,<br />

byla také provede<strong>na</strong> podrobná časově<br />

závislá a<strong>na</strong>lýza postupu výstavby.<br />

Konstrukce byla modelová<strong>na</strong> rovinným<br />

rámem modelujícím oblouk, stojky<br />

a postupně vytvářenou mostovku,<br />

která byla <strong>na</strong>hraze<strong>na</strong> rovnoběžnými pruty<br />

modelujícími trámy, mostovkovou desku<br />

a chodníkové konzoly.<br />

P OSTUP STAVBY<br />

Postup stavby byl <strong>na</strong>vržen tak, aby bylo<br />

možno <strong>na</strong>vrhnout úspornou skruž a aby<br />

se již vybetonovaná část konstrukce podílela<br />

<strong>na</strong> přenosu zatížení od následně<br />

betonované části.<br />

Po vybetonování základů byla postave<strong>na</strong><br />

skruž tvořená ocelovými stojkami<br />

podpírajícími ocelové nosníky nesoucí<br />

příčné trámy. Ocelové stojky byly podepřeny<br />

pískovými hrnci umožňující jednoduché<br />

a ekonomické odskružení. Stojky<br />

byly zavětrovány lany.<br />

Dále byla osaze<strong>na</strong> betonářská výztuž<br />

obloukových žeber (obr. 9 a 10). Oblouky<br />

byly vybetonovány spolu s částí trámů<br />

situovaných ve středu polí. Zde byly<br />

vynechány střední spáry pro vložení lisů<br />

umožňujících rektifikaci sil v oblouku<br />

(obr. 14a).<br />

Následně byla osaze<strong>na</strong> betonářská<br />

výztuž stojek (obr. 11) a stojky byly<br />

do překládaného bednění postupně<br />

vybetonovány (obr. 14b a 16).<br />

Potom byly do lehké skruže tvořené<br />

podélnými ocelovými nosníky podepřenými<br />

již dokončenými stojkami a obloukem<br />

vybetonovány trámy (obr. 14c a 17).<br />

Následovalo rozepření oblouku hydraulickými<br />

lisy vloženými do středních spar.<br />

Síla z lisů byla přenáše<strong>na</strong> do obloukových<br />

žeber prostřednictvím teleskopických<br />

ocelových rámů se šrouby, které přenášely<br />

sílu po rozepření. Po aktivaci základové<br />

spáry byla betonářská výztuž mechanicky<br />

spoje<strong>na</strong> a střední spáry byly vybetonovány<br />

(obr. 14d). Dále byla oblouková<br />

žebra montážně zavětrová<strong>na</strong> a skruž<br />

oblouků a trámů byla demontová<strong>na</strong>.<br />

Mostovka byla betonová<strong>na</strong> do skruže<br />

zavěšené <strong>na</strong> již vybetonovanou část<br />

konstrukce (obr. 14e a 18). Nejdříve<br />

Obr. 14 Postup stavby typického pole: a) oblouková žebra, b) stojky,<br />

c) trámy mostovky, d) rozepření lisy, e) mostovková deska<br />

a chodníky<br />

Fig. 14 Construction sequences of the typical span: a) arch ribs,<br />

b) piers, c) deck’s girders, d) jacking, c) deck slab and<br />

sidewalks<br />

Obr. 15 Postup stavby mostovky: a) mostovková deska, b) chodníky<br />

Fig. 15 Construction sequences of the deck: a) deck slab,<br />

b) sidewalks<br />

Obr. 16 Stavba obloukových žeber a stojek<br />

Fig. 16 Construction of the arch ribs and piers<br />

Obr. 17 Stavba trámů mostovky<br />

Fig. 17 Construction of the deck’s girders<br />

Obr. 18 Skruž mostovky zavěšená <strong>na</strong> trámech, montážní zavětrování<br />

oblouků<br />

Fig. 18 Construction of the deck slab<br />

92 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

15


yla vybetonová<strong>na</strong> deska mostovky<br />

(obr. 15a), potom vnější chodníkové konzoly<br />

(obr. 15b).<br />

Stavba mostu byla zaháje<strong>na</strong> v březnu<br />

2005. V tomto roce bylo provedeno<br />

založení a byly vybetonovány oblouky,<br />

v roce 2006 byly vybetonovány stojky<br />

a mostovka. Most byl předán do provozu<br />

v březnu 2007.<br />

Z ÁVĚR<br />

Ce<strong>na</strong> mostu byla $ 5 810 740, která při<br />

kurzu 1 $ ≅ 16 Kč odpovídá 92,972 mil. Kč;<br />

ce<strong>na</strong> <strong>na</strong> čtverečný metr je 25 658 Kč.<br />

Most byl kladně přijat veřejností i techniky.<br />

V roce 2007 získal projekt mostu<br />

„Award of Excellence“ od American Concrete<br />

Institute, letošního roku „Award of<br />

Excellence“ od PCA (Portland Cement<br />

Association) a Design Award od CRSI<br />

(Concrete Reinforcing Steel Institute).<br />

Na základě úspěchu popsaného mostu<br />

získal stejný projekční tým zakázku <strong>na</strong> projekt<br />

dalšího velkého obloukového mostu<br />

přes řeku Willamette v Eugene, Oregon.<br />

Investor City of Redmond, OR<br />

Projekt<br />

OBEC Consulting Engineers,<br />

Eugene, OR<br />

Koncepce, statická<br />

a dy<strong>na</strong>mická<br />

a<strong>na</strong>lýza<br />

Jiří Stráský, Consulting<br />

Engineer, CA<br />

Prostorová<br />

a<strong>na</strong>lýza<br />

Ing. Petr Hradil, Ph.D.<br />

Časově závislá<br />

a<strong>na</strong>lýza<br />

Ing. Radim Nečas, Ph.D<br />

Realizace Cascade Bridge LLC.<br />

Prof. Ing. Jiří Stráský, DSc., P.E.<br />

Stráský, Hustý a partneři, s. r. o.<br />

Bohunická 50, 619 00 Brno<br />

tel.: 547 101 811, fax: 547 101 881<br />

e-mail: j.strasky@shp.eu, www.shp.eu<br />

ÚBZK FAST VUT v Brně<br />

Veveří 95, 662 37 Brno<br />

tel.: 541 147 845, fax: 549 250 218<br />

e-mail: strasky.j@fce.vutbr.cz, www. fce.vutbr.cz<br />

Ing. Radim Nečas<br />

tel.: 541 147 855, fax: 549 250 218<br />

e-mail: necas.r@fce.vutbr.cz<br />

Ing. Petr Hradil, Ph.D.<br />

tel.: 541 147 366, fax: 541 240 994<br />

e-mail: hradil.p@fce.vutbr.cz<br />

oba: ÚBZK FAST VUT v Brně<br />

Veveří 95, 662 37 Brno<br />

www. fce.vutbr.cz<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

16<br />

17<br />

18<br />

S PEKTRUM<br />

SPECTRUM<br />

93


A KTUALITY<br />

TOPICAL SUBJECTS<br />

R ECENZE<br />

O LYMPIC ARCHITECTURE,<br />

B EIJING 2008<br />

Na druhou polovinu července připravilo vydavatelství Birkhäuser<br />

ve spolupráci s Chi<strong>na</strong> Architecture and Building Press (CABP)<br />

rozsáhlou publikaci o všech stavbách a objektech vybudovaných<br />

v Pekingu pro Letní olympijské hry 2008. Publikaci zpracoval<br />

Pekingský institut architektonického designu a je jediným<br />

oficiálním dokumentem tohoto druhu autorizovaným Čínskou<br />

vládou. S více než 500 zatím nepublikovanými plány a fotografiemi<br />

umožňuje tato pozoruhodná kniha nejen <strong>na</strong>hlédnout<br />

do sportovních komlexů, ale sez<strong>na</strong>muje čtenáře s těmito náročnými<br />

stavbami též prostřednictvím podrobných popisů jednotlivých<br />

projektů, použitých technologií a množstvím detailů. Architekt<br />

Guoxin Ma, člen Čínské inženýrské akademie, <strong>na</strong>víc objasňuje<br />

základní koncept a programové standardy celého gigantického<br />

projektu: čteme o vyjádření původní čínské kultury v symbolice<br />

jednotlivých nových staveb a projektů a jejich prolnutí<br />

se symbolikou olympijskou. Čtenáři si mohou udělat předsta-<br />

vu o výzvách a <strong>na</strong>opak technologických a časových limitech, se<br />

kterými se architekti museli vypořádat, s širokým okruhem neobvyklých<br />

a často nečekaných souvislostí, <strong>na</strong> než museli reagovat<br />

svými projekty „architektury budoucnosti“.<br />

Kniha není pouze standardní referenční dokumentární prací<br />

pro architekty a specialisty, kromě seznámení s množstvím<br />

detailů a unikátních technických dat dává celkový přehled podložený<br />

kvalitním obrazovým materiálem dokládajícím neobyčejnou<br />

zručnost, zdatnost a dovednosti zúčastněných architektů,<br />

kteří byli přijati <strong>na</strong> tento „architektonický Olymp“.<br />

316 stran, cca 400 barevných fotografií a 100 plánů a nákresů<br />

22 x 30,5 cm, knižní vazba<br />

EUR 42,69 / GBP 29,9<br />

ISBN 978-3-7643-8834-8, anglicky, © Birkhäuser, www.birkhauser.ch<br />

Vydáno 21. července 2008<br />

94 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

by coutersy of Birkhäuser<br />

by coutersy of Birkhäuser by coutersy of Birkhäuser


R EŠERŠE Z A H R. ČASOPISŮ<br />

O DOLNOST POVRCHŮ TRHLINY V BETONU<br />

VŮČI SMYKOVÉMU NAMÁHÁNÍ<br />

Na cyklicky zatěžovaném betonovém prvku s trhlinou bylo experimentálně<br />

vyšetřováno smykové poškozování povrchů trhliny (chování trhliny<br />

v železobetonové desce mostovky) a vliv doby působení zatížení<br />

<strong>na</strong> rozsah poškození povrchů trhliny. Při přehledně uspořádané zkoušce<br />

byl sledován vliv amplitudy zatížení, způsobu zatěžování a přítomnosti<br />

vody mezi povrchy trhliny.<br />

Dle výsledků zkoušek je pro smykové porušení charakteristický<br />

postupný nárůst vzájemného posunu povrchů trhliny proti sobě<br />

a vzdálenosti mezi nimi. Nejvýz<strong>na</strong>mnější část celkového posunu proběhne<br />

během několika prvních cyklů. Bylo potvrzeno, že smykové<br />

porušování je citlivé <strong>na</strong> amplitudu opakovaného zatížení a způsob<br />

zatěžování. Poškození z opakovaného zatěžování bylo výraznější než<br />

při jednorázovém zatížení i vyššími hodnotami než mezními. Z hlediska<br />

praxe je velmi nebezpečné zjištění, že <strong>na</strong>rušování povrchů trhliny<br />

probíhá výz<strong>na</strong>mně rychleji, je-li v trhlině přítomná tekoucí voda.<br />

Gebreyouhannes E., Kishi T., Maekava K.: Shear fatigue response<br />

of cracked concrete interface, Jour<strong>na</strong>l of Advanced Technology,<br />

Vol. 6, No. 2 pp. 365–376, June 2008<br />

C HOVÁNÍ SLOUPŮ Z RPC BETONU<br />

BEZ SMYKOVÉ VÝZTUŽE<br />

Šest sloupů z RPC (Reactive powder concrete) betonu s ocelovými<br />

vlákny čtvercového průřezu (o straně 150 mm) bylo podrobeno zkouškám<br />

<strong>na</strong> centrický a excentrický tlak (s proměnnou počáteční excentricitou).<br />

RPC směs obsahovala 2 % obj. ocelových vláken průměru 0,2 mm,<br />

délky 13 mm, pevnost betonu byla 140 až 150 MPa. Sloupy obsahovaly<br />

4 až 7 % podélné výztuže a ve zkoušené oblasti nebyly vyztuženy třmínky.<br />

Výsledná data zahrnovala hodnoty osového zatížení, osové a příčné<br />

deformace a způsob porušení každého zkoušeného prvku. Porušení<br />

všech sloupů proběhlo plně pod kontrolou bez pozorovaného náhlého<br />

odprýskávání betonu nebo vybočení podélné výztuže při dosažení<br />

mezního zatížení. Zkoušky betonových sloupů byly simulovány výpočetním<br />

programem DIANA (<strong>na</strong> bázi MKP) a výsledky numerické a<strong>na</strong>lýzy<br />

byly srov<strong>na</strong>telné s experimentálními daty.<br />

Malik A. R., Foster S. J.: Behaviour or reactive powder concrete<br />

columns without steel ties, Jour<strong>na</strong>l of Advanced Technology, Vol. 6,<br />

No. 2 pp. 377–386, June 2008<br />

B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008<br />

�������� ���� ���<br />

� ��� ���� ���� ��� ����� ���������� ������� ������� ��� �����������<br />

�������� �������������� �������� ��������<br />

� ������������ ��������� �� ������������ ���������� �� �����<br />

� ������� �������� �� ���������� ��������� �� ������ �� ������<br />

��������� ����� ����� ����� �����<br />

�� ���������� ������<br />

����� ���� ��������� ��� ��<br />

������������� ������ ����� ����� ����<br />

�� �������������<br />

����������<br />

95


S E M I N Á Ř E, K O N F E R E N C E A S Y M P O Z I A<br />

S EMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA V ČR<br />

BETON’08<br />

konference<br />

Termín a místo konání: 23. a 24 září 2008, Praha, Masarykova kolej<br />

Kontakt: e-mail: beton08@fsv.cvut.cz (odborný program),<br />

terezia.nemcova@fs.cvut.cz (sekretariát konference),<br />

http://concrete.fsv.cvut.cz/beton08<br />

BETONOVÉ VOZOVKY 2008<br />

3. mezinárodní konference<br />

• Teoretická <strong>na</strong>vrhování liniových staveb<br />

• Diagnostika, opravy<br />

• Životní prostředí<br />

• Standardizace<br />

Termín a místo konání: 29. a 30 říj<strong>na</strong> 2008, Kroměříž<br />

Kontakt: SVC ČR, Ing. Mile<strong>na</strong> Paříková, e-mail: parikova@vumo.cz<br />

BETONÁŘSKÉ DNY 2008<br />

15. mezinárodní konference<br />

• <strong>Beton</strong> v životním prostředí člověka (pohledový beton, beton<br />

v architektuře, beton a udržitelný rozvoj)<br />

• Výzkum, technologie výstavby a materiálu<br />

• Koncepce, modelování a <strong>na</strong>vrhování betonových konstrukcí<br />

• Výz<strong>na</strong>mné realizace (budovy, <strong>mosty</strong>, tunely a další zajímavé stavby<br />

z betonu v ČR i zahraničí)<br />

Termín a místo konání: 27. a 28 listopadu 2008, Hradec Králové<br />

Kontakt: Sekretariát ČBS, e-mail: cbz@cbsbeton.eu,<br />

www.cbsbeton.eu<br />

MOSTY 2009<br />

14. mezinárodní sympozium<br />

Termín a místo konání: 23. a 24. dub<strong>na</strong> 2009, Brno<br />

Kontakt: e-mail: brno@securkon.cz, www.sekurkon.cz<br />

SANACE 2009<br />

19. mezinárodní sympozium<br />

Termín a místo konání: 13. až 15. květ<strong>na</strong> 2009,<br />

Brno, Rotunda pavilonu A, Brněnské výstaviště<br />

Kontakt: e-mail: ssbk@sky.cz, www.sa<strong>na</strong>ce-ssbk.cz,<br />

tel.: 541 421 188, mobil: 602 737 657, fax: 541 421 180<br />

NICOM3 – NANOTECHNOLOGY IN CONSTRUCTION<br />

3. mezinárodní sympozium <strong>na</strong>notechnologie ve stavebnictví<br />

• understanding and modification of material <strong>na</strong>no-structure<br />

(cement, bituminous polymers, steel, composites)<br />

• modeling and simulation of <strong>na</strong>nostructures<br />

• instrumentation, techniques and metrology at <strong>na</strong>no-scale<br />

• intelligent <strong>na</strong>no-materials<br />

• R&D frameworks<br />

Termín a místo konání: 31. květ<strong>na</strong> až 2. červ<strong>na</strong> 2009, Praha<br />

Kontakt: e-mail: jiri.nemecek@fsv.cvut.cz,<br />

www.conference.cz/nicom3/<br />

Z AHRANIČNÍ KONFERENCE A SYMPOZIA<br />

CIVIL ENGINEERING<br />

7. fib mezinárodní PhD. sympozium<br />

Termín a místo konání: 10. až 13. září 2008,<br />

Stuttgart, Německo<br />

Kontakt: e-mail: sekretariat@ iwb.fib08.uni-stuttgart.de,<br />

www.iwb.fib08.uni-stuttgart.de<br />

CREATING AND RENEWING URBAN<br />

STRUCTURES, TALL BUILDINGS, BRIDGES<br />

AND INFRASTRUCTURE<br />

IABSE kongres<br />

Termín a místo konání: 14. až 19. září 2008, Chicago, USA<br />

Kontakt: IABSE Chicago 2008, Organising Committee<br />

CREEP, SHRINKAGE AND DURABILITY OF CONCRETE<br />

AND CONCRETE STRUCTURES – CONCREEP 8<br />

8. mezinárodní konference<br />

Termín a místo konání: 30. září až 2. říj<strong>na</strong> 2008, Ise-Shima, Japonsko<br />

Kontakt: http://concrete-lab.civil.<strong>na</strong>goya-u.ac.jp/concreep8/<br />

CONCRETE ENGINEERING IN URBAN DEVELOPMENT<br />

4. středoevropský betonářský kongres<br />

Termín a místo konání: 2. až 3. říj<strong>na</strong> 2008, Opatia, Chorvatsko<br />

Kontakt: e-mail: 4ccc@grad.hr, www.grad.hr/4ccc<br />

UTILIZATION OF HIGH-STRENGTH<br />

AND HIGH-PERFORMANCE CONCRETE<br />

8. mezinárodní sympozium<br />

Termín a místo konání: 27. až 29. říj<strong>na</strong> 2008, Toshi Center Hotel,<br />

Tokio, Japonsko<br />

Kontakt: e-mail: 8hsc-hpc@jci-web.jp, www.jci-web.jp/8HSC-HPC/,<br />

více www.betontks.cz<br />

BETONÁRSKÉ DNI 2008<br />

Termín a místo konání: 6. a 7. listopadu 2008, Bratislava, Slovensko<br />

Kontakt: /www.svf.stuba.sk/generate_page.php?page_id=3102<br />

FUTURE TECHNOLOGY FOR CONCRETE SEGMENTAL<br />

BRIDGES<br />

1. ASBI mezinárodní sympozium<br />

Termín a místo konání: 17. až 19. listopadu 2008, San Francisco, USA<br />

Kontakt: www.asbi-assoc.org<br />

CONFERENCE ON COMPOSITES:<br />

CHARACTERIZATION, FABRICATION,<br />

AND APPLICATION (CCFA-1)<br />

1. mezinárodní sympozium<br />

Termín a místo konání: 15. až 18. prosince 2008, Kish, Irán<br />

Kontakt: e-mail: avarvani@ryerson.ca<br />

ITA-AITES WORLD TUNNEL CONGRESS<br />

Kongres a veletrh<br />

Termín a místo konání: 23. až 28. květ<strong>na</strong> 2009, Budapešť, Maďarsko<br />

Kontakt: e-mail: secretariat@wtc2009.org, www.bcwtc.hu<br />

CONCRETE – 21ST CENTURY SUPERHERO<br />

fib sympozium<br />

Termín a místo konání: 22. až 24. červ<strong>na</strong> 2009,<br />

Londýn, Velká Británie<br />

Kontakt: fib group UK, c/o The Concrete Society,<br />

e-mail: louise.coleman@emap.com, www.fiblondon09.com<br />

CONCRETE SOLUTIONS<br />

3. mezinárodní konference<br />

Termín a místo konání: 29. červ<strong>na</strong> až 2. července 2009,<br />

Padova/ Benátky, Itálie<br />

Kontakt: e-mail: info@concrete-solutions.info,<br />

www.concrete-solutions.info<br />

IABSE SYMPOZIUM<br />

Termín a místo konání: 13. až 18. září 2009,<br />

Bangkok, Thajsko<br />

Kontakt: www.iabse.org/conferences/bangkok2009/index.php<br />

BETONTAG 2010<br />

Rakouské betonářské dny<br />

Termín a místo konání: 22. a 23. dub<strong>na</strong> 2010, Vídeň, Rakousko<br />

Kontakt: www.ovbb.at<br />

THE PCI ANNUAL CONVENTION AND<br />

INTERNATIONAL BRIDGE CONFERENCE<br />

3. mezinárodní fib kongres a sympozium<br />

Termín a místo konání: 29. květ<strong>na</strong> až 2. červ<strong>na</strong> 2010<br />

Kontakt: www.fib2010washington.com<br />

96 B ETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE 4/2008


5. konference ZDĚNÉ A SMÍŠENÉ KONSTRUKCE 2008<br />

ZAMĚŘENÍ KONFERENCE<br />

Konference Zděné a smíšené konstrukce, která se koná<br />

ve dvouletých periodách letos již popáté, je největší konferenční<br />

akcí věnovanou tomuto perspektivnímu a zajímavému<br />

druhu konstrukcí a staveb v České republice. Podobně jako<br />

v minulých ročnících i letos soustředí to nejdůležitější, co se<br />

v oblasti kusových staviv, zděných a smíšených/hybridních<br />

konstrukcí za poslední 2 roky objevilo. Program jednodenní<br />

konference byl vědeckým výborem sestaven jako kombi<strong>na</strong>ce<br />

vyzvaných přednášek a přednášek vybraných <strong>na</strong> základě došlých<br />

anotací přihlášených odborných příspěvků. Dostatečný<br />

prostor bude v programu věnován otázkám účastníků k přednáškám<br />

a diskuzím.<br />

Česká betonářská společnost ČSSI i organizátor konference<br />

15 LET ČESKÉ BETONÁŘSKÉ SPOLEČNOSTI<br />

VÝZVA K ZASLÁNÍ ANOTACE<br />

ODBORNÉHO PŘÍSPĚVKU<br />

PŘEDBĚŽNÁ POZVÁNKA<br />

Česká betonářská společnost ČSSI<br />

www.cbsbeton.eu<br />

a<br />

ČBS Servis, s. r. o.<br />

www.cbsservis.eu<br />

Konference<br />

s mezinárodní účastí<br />

15. BETONÁŘSKÉ DNY 2008<br />

spojené s výstavou<br />

BETON 2008<br />

27. a 28. listopadu 2008<br />

Hradec Králové, Kongresové centrum ALDIS<br />

ČBS Servis, s. r. o., věří, že se účastníci 5. konference o zdivu<br />

a jeho kombi<strong>na</strong>ci s jinými stavebními materiály budou cítit<br />

v Brně opět dobře a že se po skončení konference rozjedou<br />

s množstvím cenných informací a podnětů pro vlastní projektovou,<br />

stavební i výzkumnou činnost.<br />

Součástí konference bude i doprovodná výstava výrobků<br />

a technologií fi rem působících v daném oboru.<br />

TEMATICKÉ SEKCE<br />

A Materiály, výrobky a realizace<br />

B Navrhování, rekonstrukce a zesilování<br />

TERMÍN A MÍSTO KONÁNÍ KONFERENCE<br />

Úterý 30. září 2008, Sál Morava Pavilonu A3 Výstaviště<br />

v Brně.<br />

15 let<br />

KONEČNÁ POZVÁNKA<br />

Česká betonářská společnost ČSSI<br />

www.cbsbeton.eu<br />

a<br />

ČBS Servis, s. r. o.<br />

www.cbsservis.eu<br />

5. konference<br />

ZDĚNÉ A SMÍŠENÉ KONSTRUKCE<br />

2008<br />

1993<br />

-<br />

2008<br />

30. září 2008<br />

Brno, Výstaviště, Pavilon A3, Sál Morava<br />

VĚDECKÝ VÝBOR<br />

Doc. Ing. Jaromír KLOUDA, CSc., předseda<br />

Doc. Ing. Karel LORENZ, CSc., místopředseda<br />

Prof. Ing. Petr HÁJEK, CSc.<br />

Ing. Michala HUBERTOVÁ, Ph.D.<br />

Ing. Vlastimil ŠRŮMA, CSc., MBA<br />

Prof. RNDr. Ing. Petr ŠTĚPÁNEK, CSc.<br />

POŘADATEL<br />

Česká betonářská společnost ČSSI (ČBS)<br />

ORGANIZÁTOR<br />

ČBS Servis, s. r. o., Samcova 1, 110 00 Praha 1<br />

T: 222 316 195, 222 316 173, F: 222 311 261,<br />

zsk@cbsservis.eu, www.cbsbeton.eu<br />

15. BETONÁŘSKÉ DNY<br />

Jubilejní 15. <strong>Beton</strong>ářské dny (BD 2008) <strong>na</strong>bídnou v roce 2008 dvě výjimečná programová obohacení: bude<br />

<strong>na</strong> nich připomenuto 15 let trvání a činnosti České betonářské společnosti ČSSI a dále je v jejich průběhu<br />

plánováno vyhlášení vítězů ECSN soutěže o vynikající evropskou betonovou konstrukci. Tato výz<strong>na</strong>mná<br />

událost přivede letos do Hradce Králové autory vyz<strong>na</strong>me<strong>na</strong>ných staveb a některé tyto stavby budou v programu<br />

BD 2008 také prezentovány.<br />

Samotné 15. <strong>Beton</strong>ářské dny <strong>na</strong>bídnou opět vysokou úroveň odborného programu přednášek, sekce posterů<br />

i oblíbeného <strong>Beton</strong>ářského ki<strong>na</strong>. V programu bude opět několik přednášek výz<strong>na</strong>čných zahraničních odborníků,<br />

které budou věnovány zahraničním stavbám z betonu a aktuálním trendům současného betonového stavebnictví.<br />

Před závěrem roku <strong>na</strong>bídnou BD 2008 i bohatý společenský program, tradiční dva společenské večery,<br />

tematickou odbornou výstavu, dostatek prostoru a příjemné zázemí. Česká betonářská společnost ČSSI jako pořadatel<br />

a ČBS Servis, s. r. o., jako organizátor konference se budou s<strong>na</strong>žit, aby se očekávaných 750 účastníků<br />

15. <strong>Beton</strong>ářských dnů cítilo v Hradci Králové opět dobře.<br />

TEMATICKÉ OKRUHY<br />

A <strong>Beton</strong> v životním prostředí člověka<br />

(pohledový beton, beton v architektuře, beton<br />

a udržitelný vývoj)<br />

B Výzkum, technologie výstavby a materiálu<br />

C Koncepce, modelování a <strong>na</strong>vrhování<br />

betonových konstrukcí<br />

D Výz<strong>na</strong>mné realizace<br />

(budovy, <strong>mosty</strong>, tunely a další zajímavé stavby<br />

z betonu v ČR i zahraničí)<br />

VĚDECKÝ VÝBOR<br />

Ing. Milan KALNÝ, předseda<br />

Doc. Ing. Jiří DOHNÁLEK, CSc., Doc. Ing. Rudolf HELA, CSc.,<br />

Ing. Michal MIKŠOVSKÝ, Prof. RNDr. Ing. Petr ŠTĚPÁNEK, CSc.,<br />

Ing. Vlastimil ŠRŮMA, CSc., MBA, Ing. Jaroslav VÁCHA,<br />

Prof. Ing. Jan L. VÍTEK, CSc.<br />

VÝSTAVA BETON 2008<br />

Výstava výrobků, technologií a fi rem zabývajících<br />

se betonem a betonovými konstrukcemi proběhne<br />

souběžně s konáním konference v prostorných<br />

foyerech jed<strong>na</strong>cích sálů Kongresového centra Aldis.<br />

KONTAKTNÍ SPOJENÍ A DALŠÍ INFORMACE<br />

ČBS Servis, s. r. o.<br />

� Sekretariát BD 2007<br />

Samcova 1, 110 00 Praha 1<br />

☎ +420 222 316 173, +420 222 316 195<br />

+420 222 311 261<br />

bd@cbsservis.eu<br />

URL www.cbsbeton.eu


�����������������������������<br />

S VAZ VÝROBCŮ CEMENTU ČR<br />

S VAZ VÝROBCŮ BETONU ČR<br />

Č ESKÁ BETONÁŘSKÁ SPOLEČNOST ČSSI<br />

���������������������������������������������<br />

���������������<br />

�����������������������<br />

���������������������<br />

����������������������<br />

����������� �������������<br />

S DRUŽENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ<br />

�������������<br />

��������������<br />

������������������<br />

������������������������������������������������<br />

���������������������������<br />

����������������������<br />

�������������������������<br />

������������������������������������<br />

������������������������������������������<br />

��������������<br />

���������������

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!