NOVÝ TROJSKÝ MOST v pražské metropoli

Hlavní pole s obloukovou konstrukcí dává Trojskému mostu jeho charakter. Architektonické požadavky na malé vzepětí oblouku i na mostovku významně ovlivnily konstrukci i samotnou realizaci. Most převádí tramvajovou trať a širokou pozemní komunikaci i poměrně široké chodníky, které využívají také cyklisté. Nový Trojský most přes Vltavu v Praze byl otevřen letos na začátku října. Bude součástí tunelového komplexu Blanka, takže zajistí automobilové spojení Městského okruhu a Holešovic. Kromě toho po něm vede tramvajová trať spojující Holešovice a městské části na severu Prahy. V dokumentaci pro výběr zhotovitele tunelového komplexu byl původně zavěšený most s pilířem v řece. Ten před zahájením stavby nahradil nový návrh, který vyšel z architektonicko-konstrukční soutěže ukončené v roce 2006. Jeho autory jsou inženýři Ladislav Šašek a Jiří Petrák z projekční kanceláře Mott MacDonald a architekti Roman Koucký a Libor Kábrt. Most překračuje celou řeku jedním dlouhým polem o rozpětí 200,4 m, most má ještě další krátké inundační pole na trojské straně řeky (obr. 01). Hlavní pole tvoří hybridní ocelobetonová konstrukce, která má statický systém síťového oblouku s táhlem. Roštová konstrukce inundačního pole je celá z předpjatého betonu. Byl tak realizován jediný most v Praze, který překračuje řeku bez mezilehlých podpor a splňuje mimořádné architektonické požadavky. Výsledkem je elegantní konstrukce, která rozhodně nepatří k levným. Realizační tým stavěl most s cílem vybudovat složitou konstrukci tak, aby mohla bez nadměrné údržby dlouhodobě sloužit obyvatelům města. I povodeň v roce 2013 prověřila, že technologie výstavby byla zvolena správně, neboť nedošlo k žádným nepředvídaným škodám. Statické i dynamické zatěžovací zkoušky ověřily, že předpoklady projektu byly dodrženy a že most působí tak, jak se očekávalo. KONSTRUKCE HLAVNÍHO POLE Ocelový oblouk je velmi plochý, vzepětí činí pouze 20 m (asi 1/10 rozpětí). Ve středu rozpětí je jeho široký průřez nízký (1,3 m), směrem k podporám se výška průřezu oblouku zvyšuje a pak se dělí na dvě části, které jsou v úrovni patek oblouku vetknuty do táhla oblouku na mostovce. Mostovku tvoří tenká betonová monolitická deska podepřená prefabrikovanými příčníky. Architektonický požadavek, aby pod mostovkou nebyl vidět žádný podélný nosný prvek, vedl k nutnosti umístit podélný trám tvořící ocelobetonové spřažené táhlo oblouku nad mostovku, mezi tramvajové těleso a silniční komunikaci. Dva podélné trámy táhla oblouku mají ocelovou část, která je obetonována, a každý z nich je předepnut šesti 37 lanovými kabely, které zachycují vodorovnou reakci oblouku a ještě udržují v táhle tlakovou rezervu. Mostovka je předpjatá v podélném směru, společně s táhlem oblouku a též příčně, kde předpětí spolupůsobí s předpětím prefabrikovaných příčníků. Husté šikmé tyčové závěsy propojují táhlo oblouku a oblouk. Umístěny jsou ve čtyřech rovinách symetricky v podélném i příčném směru mostu. Konstrukce síťového oblouku je staticky účinná, neboť závěsy se tak mohou podílet i na přenosu smykových sil. Zatížení z desky mostu se přenáší přes příčníky do táhla oblouku a pak pomocí závěsů do oblouku. Protože příčníky jsou na táhle zavěšeny, bylo nutné tento detail řešit pomocí mohutného ocelového závěsu zabetonovaného v příčnících. Chodníky jsou umístěny na ocelových konzolách přikotvených do okrajového betonového ztužujícího nosníku mostovky. VÝSTAVBA MOSTU Konstrukce síťových oblouků obecně jsou efektivní v defnitivním stavu. Jejich realizace není jednoduchá. Pro menší konstrukce se ve většině realizovaných případů volí ocel, takže problém se často řeší tak, že se most postaví mimo překážku a pak se jako celek přesune do defnitivní polohy. V případě Trojského mostu takový postup nebyl možný - je velký a konstrukce s betonovou mostovkou není pro přesun vhodná. Vltava je malá řeka, kde není dostatek vody ani prostoru pro manipulaci s tak velkou konstrukcí, jako je dlouhé mostní pole. Nakonec dodavatel (Metrostav a.s.) vypracoval několik variant postupu výstavby a z nich vybral tu, kterou považoval za spolehlivou a ekonomickou. Mostovka byla realizována jako první, pak sloužila pro výstavbu oblouku. Takový postup vyžadoval vystavět v řece pět pomocných podpor. Podpory byly ocelové, založené na vrtaných pilotách, aby je bylo možné snadno demontovat. Konstrukce mostu je náročná na přesnost výstavby. Proto byl nejprve postaven rošt mostovky sestávající z ocelových částí táhel oblouku a prefabrikovaných příčníků (viz obr. 02). Konstrukce mostovky neumožnila překlenout rozpětí mezi dočasnými podporami, proto ji bylo nutné vyztužit dočasnou příhradovou konstrukcí. Ta sestávala pouze z dolního pásu a diagonál, horní pás tvořilo defnitivní táhlo oblouku. Dosáhlo se tak úspor dočasných konstrukcí, např. ve srovnání s použitím pevné skruže. Oblouk se stavěl metodou postupného vysouvání. Složité přípoje příčníku na táhlo oblouku se tak realizovaly ve výrobně na holešovickém břehu, což umožnilo přesnou montáž konstrukce. Po dokončení výsunu, který trval přibližně 2,5 měsíce, se na základní rošt instalovaly patky oblouku a betonovaly se koncové příčníky. Pak bylo možné betonovat desku mostovky. Ta se betonovala v úsecích dlouhých 16 m do bednění, které bylo zavěšeno na roštu a přesunovalo se vždy do nové polohy pomocí lodí. V další fázi se betonovalo táhlo oblouku. Příčné předpínání desky se provádělo ihned po dosažení potřebné pevnosti betonu. Podélné předpětí bylo možné realizovat teprve po vybetonování celé desky včetně táhla oblouku. Podélné předpětí bylo vnášeno do konstrukce ve třech fázích. První z nich nastala po dokončení betonáží. Patky oblouku jsou velmi silně namáhány. Kromě přenosu sil mezi mostovkou a obloukem jsou v nich kotveny velké předpínací jednotky, které jsou zdrojem velkých lokálních napětí. Dutý průřez ocelové konstrukce by musel být vyztužen mnoha ocelovými výztuhami, což by bylo náročné na svařování a na prostorové uspořádání. Aby se konstrukce zjednodušila, počet výztuh se zredukoval a patky oblouku se vyplnily samozhutnitelným vysokopevnostním betonem třídy C80/95. Reálná pevnost v 90 dnech dosahovala 120 MPa. VÝROBA OBLOUKU MOSTU Oblouk byl vyráběn částečně v Horních Počernicích v halách Metrostavu a částečně ve Slaném ve frmě MCE Slaný, dnes Bilfinger MCE Slaný, s.r.o. Díly o hmotnosti 40-80 t se dopravovaly k mostu, kde se svařovaly do větších dílů. Nakonec se větší části přesunuly na hotovou desku mostu, kde se z nich sestavily tři velké díly. Na desce mostu byly postaveny dočasné ocelové věže z inventárního materiálu, které sloužily k zvedání oblouku. Věže musely být podepřeny na táhle oblouku, protože tenká deska mostu by nebyla schopná reakce věží přenést. Nejprve se montovaly krajní třetiny oblouku. U patek byly vytvořeny dočasné klouby, kterými se propojily krajní třetiny oblouku s patkami. Pak bylo možné krajní obloukové díly ve třetinách rozpětí zvednout (viz obr. 05), u patek se díly otáčely v dočasných kloubech. Pak se klouby zrušily a krajní části oblouku se přivařily k patkám. Nakonec se zvedala střední část oblouku. Po jejím zvednutí do defnitivní polohy bylo nutné zavařit dvě závěrečné spáry. Tím se stal oblouk nosným. Šlo o velmi náročnou operaci z hlediska přesnosti provádění i z hlediska citlivosti na vnější podmínky. Oblouk byl tak propojen a bylo nutné během provádění svárů pečlivě kontrolovat napjatost, aby nedošlo např. vlivem teplotních změn k přetržení jen částečně provedených svarů. INSTALACE ZÁVĚSŮ Po demontáži dočasných věží se začalo s instalací závěsů. Šlo opět o mimořádně náročnou montáž. Závěsy se montovaly v době, kdy byla mostovka podepřena na dočasných podporách. Závěsy spojovaly tuhou mostovku a měkký oblouk. Proto se při instalaci napínaly na malé napětí zhruba 1/10 pevnosti tak, aby byly přímé a zároveň jejich napětí nebylo příliš ovlivněno napínáním dalších závěsů. Postup napínání velmi efektivně navrhl Ing. Janata z frmy Excon, která prováděla projekt ocelových částí mostu. Při montáži byly síly v závěsech měřeny a porovnávány s předpoklady statického výpočtu. Po instalaci všech závěsů byla nosná konstrukce mostu hotova a bylo možné odstranit dočasné podpory v řece. Došlo k napnutí druhé fáze podélného předpětí a postupnému rozpojování dočasné příhradové konstrukce. Postupnou deaktivací dočasných podpor konstrukce klesala a zároveň se napínaly závěsy oblouku na konečné síly. Celá operace byla monitorována, ukázala se vynikající shoda poklesu s hodnotami určenými statickým výpočtem. Most uprostřed rozpětí poklesl o 150 mm a síly v závěsech se v převážné většině ustálily na požadovaných hodnotách. Pouze síly v některých krátkých závěsech bylo nutné rektifikovat. Nakonec se napnula poslední fáze podélného předpětí a nosná konstrukce byla dokončena. ULOŽENÍ KOLEJNIC A VOZOVKY Tramvajová trať má přímé uložení kolejnic na betonové desce, která je pružně uložena na desce mostovky. Vozovky jsou asfaltové a chodníky mají tenkovrstvou pochůznou izolaci nastříkanou na ocelové konstrukci. Odvodnění vozovek je řešeno pomocí obrubníkových odvodňovačů (viz obr. 03), což má tu výhodu, že není třeba instalovat žádná podélná potrubí pod mostem. Velká pozornost byla věnována osvětlení mostu; osvětlovací tělesa jsou umístěna v oblouku a v zábradlí chodníků. Most je osvětlen i zespodu z architektonických důvodů (viz obr. 04). POUŽITÉ MATERIÁLY Na mostě jsou převážně materiály vysoké kvality: deska mostovky a táhlo oblouku je z betonu C50/60, jsou použita nekovová vlákna pro redukci vzniku trhlin od objemových změn v raných stádiích tvrdnutí betonu. Prefabrikované příčníky jsou z betonu C70/85 a pro výplň patek je použit beton C80/95. Ocelový oblouk je částečně z oceli S 355 NL a nejvíce namáhané podélné plechy jsou z oceli S 420 ML. Závěsy a koncovky jsou dodávkou frmy MacAlloy, které byly odzkoušeny až na tři miliony cyklů. Rovněž předpětí je provedeno v nejvyšší kvalitě. Jsou použity systémy SUSPA na předpínání prefabrikovaných příčníků a systém VSL na předpínání všech monolitických konstrukcí. Veškeré kabely jsou realizovány jako elekroizolační s monitorováním. Důvodem je existence bludných proudů, protože po mostě jezdí tramvaj a v blízkosti mostu je nádraží a metro. Ocelové konstrukce byly opatřeny nátěrovými systémy, jejichž aplikace se kontrolovala s ohledem na dlouhodobou trvanlivost. *** ÚČASTNÍCI VÝSTAVBY Autorský tým Trojského mostu: Jiří Petrák, Ladislav Šašek, Roman Koucký, Libor Kábrt Projektant RDS: frma Mott MacDonald, Ladislav Šašek, Petr Nehasil Projektant ocelové konstrukce: frma Excon, Vladimír Janata, Dalibor Gregor Architektura a 3D koordinace: Roman Koucký architekt. kancelář, R. Koucký, L. Kábrt Projektant výsunu a supervize zhotovitele: frma Novák & Partner, L. Vráblík, M. Šístek Koordinátor projektů MO Blanka: Satra a.s., Alexandr Butovič Správce stavby: IDS a.s., Josef Kalíšek, Luděk Fuchs, Jiří Plachý Zhotovitel mostu: Metrostav a.s., vedení projektu - Alexandr Tvrz, Zdeněk Račan, Petr Koukolík Příprava projektu: Robert Brož, Vladimír Hájek, Pavel Guňka Experti zhotovitele: Jan L. Vítek, Miroslav Škaloud Výsun mostu a manipulace s montážními dílci: Metrostav a.s., Tomáš Wangler, Jiří Lukeš Zhotovitel OK: Metrostav a.s. - Jindřich Hátle, Ladislav Pokorný, Josef Olenič, Leoš Gurný, MCE Slaný a.s. -Jan Svoboda, Vladan Michalík Zhotovitel založení: Zakládání staveb a.s., Jiří Ludvíček Geodetické práce: Metrostav a.s. -Jakub Beneš, Martin Hanzl, CCE Praha - Jaroslav Pohan, Jiří Bouček Monitoring: PONTEX, s.r.o., Tomáš Klier, Tomáš Míčka Dodavatel betonu: TBG Metrostav a.s.: Milada Mazurová, Robert Coufal Dodavatel prefabrikovaných příčníků: SMP CZ a.s., Josef Richtr, Jiří Šimůnek Dodavatel závěsů mostu: Tension Systems, s.r.o., Ing. Jiří Schlossbauer Během výstavby byly využity výsledky výzkumného projektu TIP č. FR-TI3/531 podporovaného Ministerstvem průmyslu a obchodu ČR. Literatura: (1) Vítek, J. L., Brož., R., Koukolík, P., Tvrz, A.: Výstavba nového Trojského mostu se zaměřením na betonové konstrukce. Beton, technologie, konstrukce, sanace, 4/2013 (2) Vítek, J. L. a kol: Výstavba Trojského mostu v Praze. Sborník 17. mezinárodního sympozia Mosty 2012, Sekurkon 2012 (3) Janata, V. a kol.: New Troja Bridge in Prague - Structural Solution of Steel Parts. Steel Structures and Bridges 2012 - 23rd Czech and Slovak International Conference, in Elsevier Procedia Engineering, Volume 40, pp. 159-164