UNIKÁTNÍ TECHNOLOGIE na čelákovické lávce

  • 17. 04. 2015 | zdroj: Stavitel, Doc. Ing. František Kulhánek, CSc
  • Zpráva

V soutěži Stavba roku se neprezentují jen objekty pozemních staveb, ale i řada staveb ze zcela odlišných oblastí stavebnictví, jako jsou vodní stavby, stavby průmyslové i stavby inženýrského charakteru a mimo jiné i mosty. Jednoho takového mostu (či spíše lávky), realizované v Čelákovicích, se týká i následující článek.

Město Čelákovice, ležící na pravém břehu řeky Labe, spojovala s levým břehem řeky (kde se nachází i oblíbená rekreační oblast s osadou Grado) pouze technologická lávka na jezové zdrži, která však byla v rámci rekonstrukce jezu v roce 2013 zrušena. Město se proto rozhodlo zajistit komfortní a bezbariérový přístup na pravý břeh řeky pro pěší, cyklisty a vozidla integrovaného záchranného systému novou lávkou, která je součástí Labské cyklostezky a svým geometrickým řešením při plavebním proflu 70 x 7 metrů umožňuje plavbu lodí s výškou až 7 metrů. Lávka je situována 400 metrů nad jezem.
Již v roce 2004 proběhla architektonická a konstrukční studie, jejímž cílem byl optimální návrh lávky o jednom poli - což byl prioritní požadavek zadání. Porovnávána byla jak varianta zavěšené, tak i visuté lávky. S ohledem na menší citlivost na dynamické namáhání a jednodušší výměnu hlavních nosných prvků byla tehdy vybrána zavěšená konstrukce lávky s hlavním polem o rozpětí 156 metrů. Uvedená studie se stala základem pro projekt dnes realizované lávky.

ULTRA HIGH PERFORMANCE CONCRETE

Zhotovitel stavby, frma Metrostav, se rozhodl realizovat lávku o šíři tří metrů s použitím ultra vysokohodnotného betonu (ultra high performance concrete - UHPC), na jehož vývoji spolupracoval s TBG Metrostav již od roku 2010. Výstavba lávky, která je svým rozpětím nejdelší zavěšenou lávkou pro pěší a cyklisty, se tak stala první příležitostí pro praktickou aplikaci tohoto nově vyvinutého materiálu.
Vývoj UHPC začal zkouškami materiálového složení na maltových vzorcích, teprve po ukončení těchto základních zkoušek se pokračovalo na vzorcích s kamenivem frakce do pěti milimetrů a vysokopevnostními ocelovými vlákny. Po laboratorních zkouškách následovaly testy ve velkém míchacím centru, které prokázaly významný vliv použité míchačky i samotného procesu míchání na vlastnosti betonu a to jak v čerstvém, tak i zatvrdlém stavu. Po ověření způsobů ukládání betonu a jeho ošetřování bylo možno konstatovat, že lze vyrobit samozhutnitelný beton s dobou zpracování do 90 minut (což umožňuje použití i jako transportbeton) a tlakovou pevností přes 150 MPa.
Pro stavbu lávky v Čelákovicích byl použit beton C110/130 s rozptýlenou výztuží, z něhož byla vytvořena segmentová vozovka lávky s poli o rozpětích 43 + 156 + 43 metrů, zavěšená na dvou pylonech tvaru A o výšce 36 metrů. Pylony jsou vetknuty do základových bloků, uchycených na zhlaví velkoprůměrových pilot. Protiváhu k tahovým reakcím lávky tvoří masivní železobetonové opěry, založené také na pilotách. Mostovka je vynášena závěsy s protikorozní ochrannou galvanizací, vedenými ve dvou rovinách - v horní části jsou závěsy kotveny do výztuh, spojujících obě části pylonu, v dolní části jsou použity rektifkovatelné závěsy, umístěné na boku mostovky. V podélném směru je lávka vyztužena a předepnuta. V příčném směru jsou vyztužena pouze žebra - jsou použity dva profly průměru 16 mm. Za nejslabší článek konstrukce byla považována deska, která nemá žádnou klasickou výztuž a tloušťku pouze 60 mm. Provedené zkoušky ale prokázaly, že únosnost desky je vyšší, než předpokládal návrh konstrukce.
Ve sloupcích ocelového zábradlí o výšce 1,30 metru jsou integrovány osvětlovací prvky, pochozí povrch mostovky vytváří stříkaná izolace s tloušťkou 5 milimetrů.

NAPŘED ZPOMALIT, PAK URYCHLIT

Jednotlivé segmenty mostovky o délce 5,60 metru byly betonovány do ocelové formy s pevnou spodní částí, podélnými sklopnými bočnicemi a horním víkem. Vzhledem ke konstrukčnímu uspořádání lávky bylo nezbytné použití dlouhých segmentů. Výsledný segment o délce 11,20 metru vznikl propojením dvou krátkých segmentů již při výrobě - jedno čelo formy bylo vždy nahrazeno čelem dříve vybetonovaného segmentu. Beton se vyráběl v betonárně TBG Metrostav, vzdálené 25 kilometrů od výrobny prefabrikátů - tvrdnutí betonu bylo proto zpomaleno. Pro urychlení výroby segmentů se formy zahřívaly, odbedňovalo se po sedmi až osmi hodinách. Z výrobny, náležící frmě SPM CZ, situované na břehu Labe, byly segmenty dopravovány na staveniště lodí.
Stavba mostu započala betonáží základů a opěr, uložených na pilotách. Ocelové pylony, vyrobené v dílnách Metrostavu, byly po částech dopraveny na staveniště, kde byly následně svařeny a vzniklý celek byl pomocí dvou jeřábů vztyčen a přikotven pomocí šroubů do základů. Obě krajní pole mostu byla montována na skruži a jednotlivé segmenty byly propojeny předpínacími tyčemi. Hlavní pole mostu bylo montováno letmo. Segmenty byly z lodě zvedány pomocí speciálně zhotoveného montážního vozíku, jehož dva hlavní nosníky byly ukotveny do již dokončené části mostu. Konzola hmotnostně optimalizovaného vozíku s délkou zhruba 12 metrů, na níž se vyvěšoval montovaný segment, byla provizorním závěsem zakotvena do vrcholu pylonu - tento závěs přenášel podstatnou část hmotnosti montovaného segmentu. Segment byl zavěšen na čtyřech tyčích průměru 20 milimetrů a zvedán pomocí dutých lisů. Na konzole byl umístěn pohyblivý rám, sloužící k ustavení segmentu do požadované polohy. Po napojení předpínacích tyčí byl styk opatřen lepidlem, segment přisunut k předchozímu namontovanému prvku a konstrukce předepnuta. Montáž mostu probíhala z obou stran současně a po namontování sedmi segmentů z každé strany byl osazen krátký uzavírací středový segment, zabetonovány dvě uzavírací spáry a konstrukce mostu defnitivně předepnuta dvěma podélnými kabely VSL z 15 lan průměru 15,7 milimetru. Předpínací prvky byly následně zainjektovány. Všechny důležité fáze výstavby mostu, zahrnující i přesuny montážního vozíku, napínání a odstraňování defnitivních či provizorních závěsů byly předem výpočtově modelovány - model zahrnoval celkem 120 etap montáže a zohledňoval mimo jiné i nelineární vlivy související s proměnnou tuhostí závěsů vlivem jejich průvěsu.

TESTY POTVRZENÉ PRAXÍ

Realizace lávky v Čelákovicích potvrdila mimořádné vlastnosti UHPC, získané laboratorními testy. Jedná se především o extrémně vysokou pevnost v tlaku, přesahující hodnotu 150 MPa, odpovídající třídě betonu C130/150 - v návrhu lávky byl vzhledem k nedostatečným znalostem o dlouhodobém působení UHPC zaveden konzervativní předpoklad a uvažovalo se s betonem C110/130. Další atypickou vlastností je vysoká pevnost v tahu za ohybu, pohybující se kolem hodnoty 15 MPa - to souvisí s použitím ocelových vláken v betonové směsi. Důsledkem hutné cementové matrice, nízkého vodního součinitele a velmi nízké pórovitosti betonu je pak jeho vysoká vodonepropustnost, odolnost proti mrazu a účinkům rozmrazovacích prostředků, zanedbatelná karbonatace, vysoká schopnost ochrany betonářské výztuže a vysoká požární odolnost.
Praktickým ověřením mimořádně příznivých vlastností UHPC se do budoucna otvírá široká možnost použití UHPC v pozemním, mostním, inženýrském, vodohospodářském i podzemním stavitelství, jakož i možnost výroby drobnějších konstrukčních a architektonických prvků.

***

ZÁKLADNÍ ÚDAJE O STAVBĚ
Název stavby: Cyklistická stezka přes Labe v Čelákovicích Lokalita: Labe, říční kilometr 34,525 Investor: Město Čelákovice
Autoři projektu: Ing. Milan Kalný, Ing. Jan Komanec, Ing. Václav Kvasnička, prof. akad. arch. Petr Keil
Projektant: PONTEX, s.r.o., Praha
Vedoucí projektant: Ing. Jan Komanec, vedoucí mostní skupiny
Dodavatel stavby: Metrostav, a.s., divize 5, Praha 8
Stavbyvedoucí: Ing. Petr Koukolík
Zastavěná plocha: 1230 m2

Stavba „Cyklistická stezka přes Labe v Čelákovicích“ získala v soutěži Stavba roku 2014 za vytvoření konstrukčně nápadité lávky pro cyklisty se zřetelem k osazení do krajiny nominaci na titul a Cenu Státního fondu dopravní infrastruktury.